JPH02139907A - 極異方性希土類磁石の製造方法 - Google Patents
極異方性希土類磁石の製造方法Info
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- JPH02139907A JPH02139907A JP63293406A JP29340688A JPH02139907A JP H02139907 A JPH02139907 A JP H02139907A JP 63293406 A JP63293406 A JP 63293406A JP 29340688 A JP29340688 A JP 29340688A JP H02139907 A JPH02139907 A JP H02139907A
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- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は極異方性希土類磁石の製造方法に関し、特に電
子・電気分野のモーターに利用して好適な希土類永久磁
石の製造方法に関する。
子・電気分野のモーターに利用して好適な希土類永久磁
石の製造方法に関する。
［従来技術とその問題点］
径方向配向、極異方性配向の永久磁石を得る試みは既に
幾つか成されている１例えば油圧プレス成形の場合金型
側面に電磁石を多数極配置して極異方性を実現する方法
や、金型の軸方向の上下に電磁石の同極を対向せしめて
磁場反発により径方向配向を得る方法などが知られてい
る。しかしこれらの方法は配向のための電磁石が大型に
なることや極数の変更が難しいこと、さらには高い磁場
強度を得ることが難しいため十分な配向が得られない等
の種々の欠点を有している。
幾つか成されている１例えば油圧プレス成形の場合金型
側面に電磁石を多数極配置して極異方性を実現する方法
や、金型の軸方向の上下に電磁石の同極を対向せしめて
磁場反発により径方向配向を得る方法などが知られてい
る。しかしこれらの方法は配向のための電磁石が大型に
なることや極数の変更が難しいこと、さらには高い磁場
強度を得ることが難しいため十分な配向が得られない等
の種々の欠点を有している。
一方プラスチック磁石で射出成形を行なう場合は金型に
磁粉とバインダーの溶融混合物を射出するためあまり高
い磁場をかけなくても十分配向が行なわれる利点はある
が、非磁性のプラスチックとの混合物であるため磁気特
性は異方性焼結磁石と比べて大幅に低下するという問題
がある。
磁粉とバインダーの溶融混合物を射出するためあまり高
い磁場をかけなくても十分配向が行なわれる利点はある
が、非磁性のプラスチックとの混合物であるため磁気特
性は異方性焼結磁石と比べて大幅に低下するという問題
がある。
高い磁場強度を得るにはパルス磁場により短時間強磁場
を発生させる方法がある。特開昭５９−２１６４５３号
公報にはパルス磁場と静的な加圧方法（例えば油圧プレ
ス）により極異方性を発生させることが開示されている
。しかしこの方法ではパルス磁場の発生時間が加圧時間
に比べてずっと短く且つ加圧中に磁場を断続的にしかか
けられないため配向が乱れる欠点がある。
を発生させる方法がある。特開昭５９−２１６４５３号
公報にはパルス磁場と静的な加圧方法（例えば油圧プレ
ス）により極異方性を発生させることが開示されている
。しかしこの方法ではパルス磁場の発生時間が加圧時間
に比べてずっと短く且つ加圧中に磁場を断続的にしかか
けられないため配向が乱れる欠点がある。
この様な従来の方法の欠点に鑑み本発明者らはすでにパ
ルス磁場とパルス圧力の組合わせによる磁場成形につい
て極異方性成形を含めその製造方法について出願してい
る。（特開昭５８−１５７９０１号公報、特開昭６１−
２４３１０２号公報、特開昭６１−２４１９０５号公報
）、シかしＮｄ−Ｆｅ−Ｂを主成分とする希土類極異方
性磁石の場合成形体の焼結過程に於て磁化方向とその垂
直方向で収縮の異方性があるため、例えばリング状の金
型で成形した成形体を焼結するとリング焼結体側面に凹
凸が生じ丁度孔びらのような形状になる０回転機用磁石
として用いる場合この様な異形形状では使用が難しいた
めこれを改良する必要ある０本発明はこの様な点を克服
したものである。
ルス磁場とパルス圧力の組合わせによる磁場成形につい
て極異方性成形を含めその製造方法について出願してい
る。（特開昭５８−１５７９０１号公報、特開昭６１−
２４３１０２号公報、特開昭６１−２４１９０５号公報
）、シかしＮｄ−Ｆｅ−Ｂを主成分とする希土類極異方
性磁石の場合成形体の焼結過程に於て磁化方向とその垂
直方向で収縮の異方性があるため、例えばリング状の金
型で成形した成形体を焼結するとリング焼結体側面に凹
凸が生じ丁度孔びらのような形状になる０回転機用磁石
として用いる場合この様な異形形状では使用が難しいた
めこれを改良する必要ある０本発明はこの様な点を克服
したものである。
［発明の目的］
本発明はＮｄ−Ｆｅ−Ｂを主体とする希土類極異方性磁
石の製造方法に関し、電気・電子分野で用いられるモー
ター用磁石として最適な永久磁石を提供することを目的
とする。
石の製造方法に関し、電気・電子分野で用いられるモー
ター用磁石として最適な永久磁石を提供することを目的
とする。
［発明の構成］
本発明の要旨は磁化方向が径方向の円柱状もしくはリン
グ状極異方性磁石の製造において、磁石粉をパルス磁場
中で６極以上の径方向に配向させ、パルス磁場発生時間
内に成形を完了させて得られる成形体を焼結し、該結像
を熱処理した後に該焼結体の外形側面を真円状に研磨す
ることを特徴とする製造方法にある。
グ状極異方性磁石の製造において、磁石粉をパルス磁場
中で６極以上の径方向に配向させ、パルス磁場発生時間
内に成形を完了させて得られる成形体を焼結し、該結像
を熱処理した後に該焼結体の外形側面を真円状に研磨す
ることを特徴とする製造方法にある。
以下本発明に係る方法について詳細に説明する。
本発明はコンデンサーの放電を利用してパルス磁場を発
生させ、磁場発生中の短時間内にパルス圧力でプレス成
形を行なう点にある。この場合に使用する金型は、第１
図に示すように、６極以上の多極配向の純鉄ヨーク１０
内に金型スリーブ（非磁性超硬スリーブ）１２が焼きば
めされ一体化されたものであり、金型の空隙部１４に希
土磁石粉を充填させてパルス磁場により極方向に配向さ
せる。
生させ、磁場発生中の短時間内にパルス圧力でプレス成
形を行なう点にある。この場合に使用する金型は、第１
図に示すように、６極以上の多極配向の純鉄ヨーク１０
内に金型スリーブ（非磁性超硬スリーブ）１２が焼きば
めされ一体化されたものであり、金型の空隙部１４に希
土磁石粉を充填させてパルス磁場により極方向に配向さ
せる。
第２図に本発明のプレス成形を行なう装置の概略を示す
、高圧空気を一旦空気タンク２０に蓄積する。タンク２
０内の高圧空気は開閉弁２２により所望の圧力に調整さ
れた後衝撃圧発生装置２４内のハンマー２６を加速する
。ハンマー２６により金型上パンチ２８を打撃すること
によりダイス内の磁石粉３２を成形する。ハンマー２６
が下降して光ビーム３４を横切った時発生するパルスを
遅延パルサー３６に入力してパルス圧力とパルス磁場の
タイミングを調節する。尚、参照番号３８はコンデンサ
ーバンク（パルス磁場発生器）である。
、高圧空気を一旦空気タンク２０に蓄積する。タンク２
０内の高圧空気は開閉弁２２により所望の圧力に調整さ
れた後衝撃圧発生装置２４内のハンマー２６を加速する
。ハンマー２６により金型上パンチ２８を打撃すること
によりダイス内の磁石粉３２を成形する。ハンマー２６
が下降して光ビーム３４を横切った時発生するパルスを
遅延パルサー３６に入力してパルス圧力とパルス磁場の
タイミングを調節する。尚、参照番号３８はコンデンサ
ーバンク（パルス磁場発生器）である。
パルス圧力とパルス磁場のタイミングは第３図（Ａ）の
ようなパルス磁場Ｈに僅かに遅れてパルス圧力Ｐがかか
るようにするのが好ましい、第３図（Ｂ）のようにパル
ス磁場Ｈに遥かに遅れてパルス圧力Ｐ又は静的な圧力が
かかる場合でも極異方性磁石が成形可能だが、加圧中に
磁場がかかつていないため配向度が低下し磁気特性が低
下することは既に述べた通りである。つまり、パルス磁
場発生時間内に成形を完了させることが必要である。
ようなパルス磁場Ｈに僅かに遅れてパルス圧力Ｐがかか
るようにするのが好ましい、第３図（Ｂ）のようにパル
ス磁場Ｈに遥かに遅れてパルス圧力Ｐ又は静的な圧力が
かかる場合でも極異方性磁石が成形可能だが、加圧中に
磁場がかかつていないため配向度が低下し磁気特性が低
下することは既に述べた通りである。つまり、パルス磁
場発生時間内に成形を完了させることが必要である。
上記のような方法にて配向した成形体は第４図（Ａ）に
示すような配向をしており゛（但し上半分の配向のみを
示している）、これは特開昭６１−２４３１０２号公報
でも述べた通りである。しかしＮｄ−Ｆｅ−Ｂを主成分
とする磁石組成では焼結時の収縮に異方性がある。収縮
の異方性の程度を次の第１表に示す。
示すような配向をしており゛（但し上半分の配向のみを
示している）、これは特開昭６１−２４３１０２号公報
でも述べた通りである。しかしＮｄ−Ｆｅ−Ｂを主成分
とする磁石組成では焼結時の収縮に異方性がある。収縮
の異方性の程度を次の第１表に示す。
第１表
組成：３３％Ｎｄ、７５．７％Ｆｅ、１．３％Ｂ成形体
密度：４．Ｏｇ／ｃｃ 焼結体密度ニア、４１ｇ／ｃｃ この表から分かるように磁化方向の収縮がその垂直方向
の収縮に比べて大きいため、例えばリング状の金型で成
形した極異方性磁石を焼結すると第４図（Ｂ）のように
側面に凹凸が生じてしまう。
密度：４．Ｏｇ／ｃｃ 焼結体密度ニア、４１ｇ／ｃｃ この表から分かるように磁化方向の収縮がその垂直方向
の収縮に比べて大きいため、例えばリング状の金型で成
形した極異方性磁石を焼結すると第４図（Ｂ）のように
側面に凹凸が生じてしまう。
凹部が磁極部に相当するので、例えば８極異方性であれ
ば凹部は８箇所生じる９本発明では凸部をセンタレスグ
ラインダーのような研磨機で研磨し、真円状にする工程
を付加することを特徴とする。
ば凹部は８箇所生じる９本発明では凸部をセンタレスグ
ラインダーのような研磨機で研磨し、真円状にする工程
を付加することを特徴とする。
この様な焼結体の凸部は磁極と磁極の中間部に当なるの
で、この部分を削り落としてもオープンフラックスには
なんら影響はない。もちろん研磨し過ぎるとオープンフ
ラックスが低下してしまうので、磁極部分（つまり第４
図（Ｃ）の半径Ｒ）まで加工すれば十分である。極数を
６極以上に制限するのは、２極や４極の場合には変型の
程度が大きすぎて第５図（Ａ）及び（Ｂ）のようになり
加工が難しいためである。これ以外の方法で真円状のＮ
ｄ−Ｆｅ−Ｂ極異方性磁石を得るなめには、第６図のよ
うな金型を使用しても良い、第６図において、参照番号
５０； ５２，５４は、第１図と同様に、夫々ヨーク、
スリーブ、磁石粉が充填される空隙部を示す、しかしこ
の様な異形形状の金型は作製が誼しいのでコスｌへが高
くなる。
で、この部分を削り落としてもオープンフラックスには
なんら影響はない。もちろん研磨し過ぎるとオープンフ
ラックスが低下してしまうので、磁極部分（つまり第４
図（Ｃ）の半径Ｒ）まで加工すれば十分である。極数を
６極以上に制限するのは、２極や４極の場合には変型の
程度が大きすぎて第５図（Ａ）及び（Ｂ）のようになり
加工が難しいためである。これ以外の方法で真円状のＮ
ｄ−Ｆｅ−Ｂ極異方性磁石を得るなめには、第６図のよ
うな金型を使用しても良い、第６図において、参照番号
５０； ５２，５４は、第１図と同様に、夫々ヨーク、
スリーブ、磁石粉が充填される空隙部を示す、しかしこ
の様な異形形状の金型は作製が誼しいのでコスｌへが高
くなる。
本発明に用いる磁石粉はＮｄ−Ｆｅ−Ｂを主成分とする
ものであり、もちろん磁気特性を改善するためＣｏ、Ａ
Ｉ、Ｎｂ、Ｇａ、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｔｂなどの添加物で置換
したものについても同様に極異方性磁石が作製できるこ
とはいうまでもない。
ものであり、もちろん磁気特性を改善するためＣｏ、Ａ
Ｉ、Ｎｂ、Ｇａ、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｔｂなどの添加物で置換
したものについても同様に極異方性磁石が作製できるこ
とはいうまでもない。
［発明の効果］
高い配向度を有するＮｄ−Ｆｅ−Ｂ極異方性磁石を６極
以上の任意の極数で製作することが可能となった。
以上の任意の極数で製作することが可能となった。
［実施例］
火土皿ユ
各々純度９９％Ｎｄ、９９．９％Ｐｅ、９９゜５％Ｂを
重量百分率で３３％Ｎｄ、７５．７％Ｆｅ、１．３％Ｂ
となるように秤量し、高周波溶解炉で不活性ガス雰囲気
中にて溶解後、水冷ａｎ型に傾注して合金インゴットを
作製した。該インゴットをボールミルにて湿式粉砕を行
ない、平均粒径３μｍに微粉砕した。第１図に示す６極
異カ性金型の空隙部１４に磁石粉を充填し、第２図の装
置にてパルス磁場ピーク１５ｋｏｅ、パルス磁場の立ち
上がりｌｍ５ｅｃのパルス磁場にて極方向に配向させ、
パルス磁場より２ｍ５ｅｃ遅れたパルス圧力にてピーク
圧力１．２ｔ／−で成形を行なった。又焼結時の収縮率
のデータをとるなめ、通常の静磁場１０ｋＯｅにて該微
粉を配向させ、磁場と垂直な方向にｉｔ／ｃｄの圧力に
て（油圧プレス）成形を行なった。極異方性配向と通常
配向の両方の成形体を真空中で１０８０℃で２時間焼結
を行ない、その後９５０℃で１時間、５５０℃で１時間
熱処理した後急冷した。極異方性配向の焼結体は第４図
（Ｂ）のような花びら形になっており、これをセンタレ
スグラインターにて側面の研磨を行ない円筒状に仕上げ
た。測定はパルス磁場にて６極に着磁したリング試料の
側面にホール素子を当てオープンフラックスを測定した
。又加工する前のリング試料についても着磁し同様な測
定を行なった。加工した資料について測定した結果を第
７図に示す、加工後もオープンフラックスの値は変わら
ず、高い磁気特性を示していることがわかる。
重量百分率で３３％Ｎｄ、７５．７％Ｆｅ、１．３％Ｂ
となるように秤量し、高周波溶解炉で不活性ガス雰囲気
中にて溶解後、水冷ａｎ型に傾注して合金インゴットを
作製した。該インゴットをボールミルにて湿式粉砕を行
ない、平均粒径３μｍに微粉砕した。第１図に示す６極
異カ性金型の空隙部１４に磁石粉を充填し、第２図の装
置にてパルス磁場ピーク１５ｋｏｅ、パルス磁場の立ち
上がりｌｍ５ｅｃのパルス磁場にて極方向に配向させ、
パルス磁場より２ｍ５ｅｃ遅れたパルス圧力にてピーク
圧力１．２ｔ／−で成形を行なった。又焼結時の収縮率
のデータをとるなめ、通常の静磁場１０ｋＯｅにて該微
粉を配向させ、磁場と垂直な方向にｉｔ／ｃｄの圧力に
て（油圧プレス）成形を行なった。極異方性配向と通常
配向の両方の成形体を真空中で１０８０℃で２時間焼結
を行ない、その後９５０℃で１時間、５５０℃で１時間
熱処理した後急冷した。極異方性配向の焼結体は第４図
（Ｂ）のような花びら形になっており、これをセンタレ
スグラインターにて側面の研磨を行ない円筒状に仕上げ
た。測定はパルス磁場にて６極に着磁したリング試料の
側面にホール素子を当てオープンフラックスを測定した
。又加工する前のリング試料についても着磁し同様な測
定を行なった。加工した資料について測定した結果を第
７図に示す、加工後もオープンフラックスの値は変わら
ず、高い磁気特性を示していることがわかる。
焼結時の収縮の異方性については既に第１表に示した通
りであるが、磁化方向とその垂直方向で大きな異方性が
ある。
りであるが、磁化方向とその垂直方向で大きな異方性が
ある。
Ｋ１」ユ
各々純度９９％Ｎｄ、Ｄｙ、９９．９％Ｆｅ。
Ｃｏ、９９．５％Ｂ、９９．９％ＡＩを重量百分率で３
０％Ｎｄ、３％Ｄｙ、６９％Ｆｅ、５．１％Ｃｏ１．Ｌ
％Ｂ、１％ＡＩとなるように秤量し、実施例１と同じ条
件で１０極の極異方性成形体を作製し、その後の焼結・
熱処理・加工ら同様にして行なった。但し比較のため同
じ組成のインゴットを用いパルス磁場無しの等方性のリ
ング磁石も同時に成形し、極異方性成形体と同じ条件で
焼結・加工を行なった。両方の磁石の側面オーブンフラ
ックス測定の結果を第８図に示す、この図より極異方性
磁石のオープンフラックスは等方性のそれの約２倍有り
充分な配向が実現されていることが分かる。
０％Ｎｄ、３％Ｄｙ、６９％Ｆｅ、５．１％Ｃｏ１．Ｌ
％Ｂ、１％ＡＩとなるように秤量し、実施例１と同じ条
件で１０極の極異方性成形体を作製し、その後の焼結・
熱処理・加工ら同様にして行なった。但し比較のため同
じ組成のインゴットを用いパルス磁場無しの等方性のリ
ング磁石も同時に成形し、極異方性成形体と同じ条件で
焼結・加工を行なった。両方の磁石の側面オーブンフラ
ックス測定の結果を第８図に示す、この図より極異方性
磁石のオープンフラックスは等方性のそれの約２倍有り
充分な配向が実現されていることが分かる。
第１図は本発明の実施に使用する金型を説明する図、第
２図は本発明の実施に使用する装置の概略図、第３図は
本発明を説明するグラフ図、第４図及び第５図は本発明
を説明する図、第６図は本発明の実施に使用できる他の
金型を説明する図、第７図及び第８図は夫々本発明を説
明するオープンフラックス測定結果を示す図である。 図中、１０は金型のヨーク、１２は金型のスリーブ、１
４は磁石粉が挿入される金型の空隙部を示す。 第１図 特許出願人 信越化学工業株式会社
２図は本発明の実施に使用する装置の概略図、第３図は
本発明を説明するグラフ図、第４図及び第５図は本発明
を説明する図、第６図は本発明の実施に使用できる他の
金型を説明する図、第７図及び第８図は夫々本発明を説
明するオープンフラックス測定結果を示す図である。 図中、１０は金型のヨーク、１２は金型のスリーブ、１
４は磁石粉が挿入される金型の空隙部を示す。 第１図 特許出願人 信越化学工業株式会社
Claims (1)
- （１）Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂを主成分とする希土類磁石であつ
て磁化方向が径方向の円柱状もしくはリング状極異方性
磁石の製造方法において、磁石粉をパルス磁場中で６極
以上に配向せしめ、前記パルス磁場の発生時間内に前記
磁石粉の成形を完了させて成形体とした後、該成形体を
焼結・熱処理し作製した焼結体の側面外形を研磨して真
円状にすることを特徴とする希土類異方性磁石の製造方
法。
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