JPH02206105A - 磁気異方性磁石の製造方法及び製造装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は磁気異方性磁石の製造方法及び製造装置に関し
、特に長平方向に磁化容易方向を有する磁気異方性磁石
の製造方法及び製造装置に関する。

［・従来の技術］ 従来、この種の磁気異方性磁石の製造する方法として磁
場中で磁性粉末を圧縮成形するいわゆる磁場プレス法が
広く一般的に用いられている。

第２図（ａ）及び（ｂ）は従来の磁気異方性磁石の製造
方法の一例を示す図である。

第２図（ａ）及び（ｂ）に示す従来の磁気異方性磁石の
製造方法を実施するための装置は、磁性粉末１を充填す
るダイ２３と前記ダイ２３中の磁性粉末１を圧縮する上
パン、チ２１及び下バンチ２２と前記ダイ２３中を通過
する磁場を発生する電磁石２４．２４’　とを有する。

この従来の磁気異方性磁石の製造方法を順に説明する。

第２図（ａ）においてダイ２３中の磁性粉末１の磁化容
易軸６は何ら規則性を持たずに充填される。

次に、第２図（ｂ）において電磁石２４．２４’により
ダイ２３中の磁性粉末１に磁場を印加し磁化容易軸６を
一定方向に配向せしめ、ついで上パンチ２１及び下パン
チ２２で磁性粉末を圧縮することにより磁気異方性を持
った圧粉体を得る。

このようにして得られた圧粉体を焼結することにより、
いわゆる磁気異方性焼結磁石を得ることができる。他方
、該圧粉体に、−例を掲げれば、エポキシ樹脂等を含浸
、固化することによりいわゆる樹脂含浸型ボンド磁石を
得ることができる。

［発明が解決しようとする課題］ 上述した従来の磁気異方性磁石の製造方法は、圧縮成形
により磁性粉末を圧粉体としているので、圧縮される粉
末内に圧縮方向に対して圧力勾配が生じるので、圧縮方
向の距離が大きい程、圧縮成形後の圧粉体に圧縮方向に
対して密度のばらつきが生じ、磁石としての特性が不均
一となるという欠点があった。更に、磁性粉末の磁化容
易軸を一定方向に配向させるための磁場を印加する手段
として電磁石を使用している為に圧粉体の配向方向の距
離が大きい程、大きな磁場を発生させる為の大型で大電
流消費の電磁石を使用せねばならず、製造コスト面から
も不利になるという欠点もあった。また、圧縮成形法ゆ
えに、１度の成形工程で、圧粉体を１個もしくは１度に
複数個成形するいわゆる多数個取りを行なっても成形工
程は継続的工程となる為に、製造された各々の圧粉体間
の品質にばらつきが生じ易いという欠点があった。

そこで、本発明の技術的課題は長手方向が磁化容易方向
である磁気異方性磁石を長さに関係のない磁場強度でか
つ連続的に得ることのできる磁気異方性磁石の製造方法
及び製造装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、磁性粉末とバインダとを含む可塑性を
具備した混和体を押出成形する方法において、押出方向
に磁界を印加しなから押出成形することを特徴とする磁
気異方性磁石の製造方法が得られる。

本発明によれば、磁性粉末とバインダとを含む可塑性を
具備した混和体が通過する押出成形口を有する押出成形
用金型と、前記混和体を押し出すピストンと、前記金型
の周囲で、少くとも前記押出成形口近傍に実質的に同軸
に配置された磁場印加用コイルとを有することを特徴と
する磁気異方性磁石の製造装置が得られる。

即ち、本発明は、磁性粉末に対し押出成形を施す為に、
バインダを加えることによって可塑性を具備した混和体
・二、押出成形機を用いて成形する際に、押出成形用金
型の前記混和体通過部の周囲に押出方向と同軸上に軸を
有して配置されたソレノイドコイルを励磁することによ
り、前記混和体内の磁性粉末を押出方向が磁化容易軸と
なる様に構成したものである。

［実施例］ 次に本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。

第１図は本発明を実施する為の装置構成図である。

第１図において、磁気異方性磁石の製造装置は、磁性粉
末１を含有する混和体２を充填する円筒状シリンダ８と
、このシリンダ８の一端に設けられたこのシリンダ８の
一端に結合される一端に対向する他端側に設けられた押
出成形口１４を有する挿出成形用金型５と、このシリン
ダ８内に設けられ、このシリンダ８の他端側に配された
モータ１３によって駆動されるスクリューピストン７と
、このシリンダ８の他端側上方に配された原料投入用の
ホッパー９と、このホッパー９近傍から一端側までシリ
ンダ８の周りに配され、且つ、この金型５及びシリンダ
内の温度調節をバインダの種類に応じて行う水冷ジャケ
ット１２及びヒータ１１と、金型５の周りに同軸に配さ
れ押出成形口１４から押し出される押出成形体１０の押
出方向ａに平行な方向で且っ押出成形体と中心を一致さ
せて磁場を印加するソレノイドコイル３と、このソレノ
イドコイル３の励磁電源４とを有する。

この装置において、磁性粉末を含有する混合体は次のよ
うに押出成形される。

磁性体粉末１とバインダの混和体２は、ホッパ９からシ
リンダ８内に投入される。投入された混相体２はモータ
１３で回転するスクリュー７により押出し方向ａへ連続
的、かつ定量的に移送される。上述した工程において混
和体２中の各磁性粉末工の磁化容易軸６は何ら規則性を
持たず各々が任意な方向をむいている。ここで、シリン
ダ８は混和体２の可塑性、すなわち、混和体２中のバイ
ンダが例えば熱可塑性樹脂の場合はヒータ１１により加
熱され、一方、混和体２中のバインダが水を主成分とす
るいわゆる水溶性バインダの場合は冷却ジャケット１２
に冷媒を循環させることにより冷却される。

ついで、スクリューピストン７により移送された混和体
２は、所望の形状の開口部を持つ押出し成形用金型５へ
圧送され、押出成形口１４より押出され成形体１０とな
る。ここで押出し成形用金型５の周囲には、励磁電源４
によって励磁されているソレノイドコイル３が押出し方
向ａと同軸上に配置されており、混和体２中の各磁性粉
末１の磁化容易軸６はソレノイドコイル３の発生磁場に
より押出方向ａと平行な向きに配向される。

上述した工程で得られた押出成形体は、押出方向すなわ
ち長手方向に磁化容易方向を持つ磁気異方性磁石であり
、必要に応じて所望の形状に切断し、工業的利用が可能
である。

さらに、上述した工程で得られた押出成形体は、バイン
ダを含んだいわゆる樹脂磁石であるが、近年、粉末冶金
業や窯業の分野で利用されている。

バインダと粉末を混線、成形後、バインダを分離して圧
粉体を得、その後該圧粉体を焼結するという工程に準じ
た工程により、焼結磁石を得ることも可能である。

このような構成の装置を用いて、次の実施例１〜３の磁
気異方性磁石を製造した。また、比較例として、従来の
製造装置を用いて磁気異方性磁石を製造した。

〈実施例１〉 ２５．２ｗｔ％Ｓ　ｍ　−４９，２ｖｔ％Ｃｏ　−９，
２ｗｔ％Ｃｕ１．５．Ｏｗｔ％Ｆ　ｅ−１，４ｗｔ％Ｚ
「なる組成のインゴットを溶製し、Ａｒ雰囲気で１１８
０℃で５時間溶体化した後、８００℃で２時間時効処理
を施した。

さらにショークラッシャ、ディスクミル、ボールミルに
より平均粒径１２μｍまで粉砕し、粉末とした。

ついで、前記粉末に対し、ナイロン１２を６０／４０の
重量比で混合した後、前記粉末とナイロン１２の混合体
に対し、０．５ｗｔ％の可塑剤を添加し、混練、解砕し
、押出し成形用混和体を得た。

次に直径１３ｍｍの開口部１４を持ち、ソレノイドコイ
ルを含む押出成形用金型を押出成形機に取りつけ、シリ
ンダ温度２２５℃、金型温度２００℃とし、ソレノイド
コイルを励磁しつつ前記混和体を押出成形し直径１５ｍ
ｍの棒状押出成形体を得た。

ここで、ソレノイドコイル中心部での磁場強度は１８ｋ
Ｏｅであった。

上述した工程で得られた棒状押出成形体の押出し方向の
磁気特性を測定したところ、残留磁束密度Ｂ　ｒ　／　
−８，０ＫＧ保磁力ＢＨｃ　／　−６，２ＫＯｅ、　　
＋　Ｈｃ　／　＝　ｌＯ，０ＫＯｅ　、最大エネルギー
積（ＢＨ）ｍａｘ／　−１３，０Ｍ・Ｇ・Ｏｅなる値が
得られた。一方、押出方向と垂直方向の残留磁束密度Ｂ
ｒ土を測定した所、２゜５ＫＧであった。配向度ｆの指
針としてｆ−Ｂ　ｒｉ／　（Ｂｒｚ＋Ｂｒ１）ｘｌＱＱ
％なる値を算出するどｆ−７８，２％であり、高い配向
度を示していることは明らかである。さらに前記棒状押
出し成形体を２０ｃｍの長さに合計３０本切断し、個々
の密度を測定したところ平均値は５．３０ｇ／ｃｅであ
り、標準偏差は、０．０２ｇ／ｃｅで連続的に安定した
押出成形が行われていることが確認された。

〈実施例２〉 実施例１と同様に調整した押出し成形用混和体を押出し
成形するべく、外径１３止、内径８鰭の開口部１４を持
ち、ソレノイドコイルを含む押出し成形用金型を押出し
成形機に取りつけ、シリンダ温度２２５℃、金型温度２
００℃とし、ソレノイドコイルを励磁しつつ前記混和体
を押出成形し外径１４％（ｍｍ、内径７止の筒状成形体
を得た。

ここで、ソレノイドコイル中心部での磁場強度は１９　
ＫＯｅであった。

上述した工程で得られた筒状押出成形体の押出方向の磁
気特性を測定したところ、残留磁束密度Ｂ　ｒ　／−８
，１ＫＧ　、保磁力ＢＨＣ／　−１３，１ＫＯｅ、　　
ＩＨｃ　／　１０．０ＫＯｅ　、最大エネルギー積（Ｂ
ｌｌ）１１ａｘ／　−１３，１Ｍ・Ｇ・Ｑｅなる値が得
られた。一方、押出方向と垂直方向の残留磁束密度Ｂｒ
土を測定した所、２．５ＫＧであった。配向度ｆの指針
としてｆ−Ｂｒ／／（Ｂ　ｒｌ＋Ｂ　ｒ上）Ｘ１００％
なる値を算出するとｆ　−７８，４％であり、高い配向
度を示していることは明らかである。さらに前記筒状押
出成形体を２０ｃｍの長さに合計３０本切断し、個々の
密度を測定したところ平均値は５．２８ｇ／ｃｅであり
、標準偏差は０．０２ｇ／ｅｃで、連続的に安定した押
出成形が行われていることが確認された。

〈実施例３〉 平均粒径１μｍのストロンチウムフェライト仮焼粉にバ
インダとしてセランダ−（ユケン工業■製）を１５ｗｔ
％と水２０ｗｔ％を混合し、加圧ニダにて混練し、つい
で６００　ｍｍ１１ｇ以下の雰囲気中で脱泡し、押出成
形用混和体を得た。

次に直径１３ｍ＋ｓの開口部を持つソレノイドコイルを
含む押出成形用金型を押出成形機に取りつけ、シリンダ
及び金型を１０℃以下に冷却し、ソレノイドコイルを励
磁しつつ前記混和体を押出成形し直径１４．８ｎ＋ｎ＋
の棒状押出成形体を得た。

ここで、ソレノイドコイル中心部での磁場強度は１３Ｋ
Ｏｅであった。上述した工程で得られた棒状押出し成形
体を５０°Ｃで２４時間乾燥させた後、毎時２０℃で５
００℃まで昇温し、５００℃で２時間保持してバインダ
の分離を行なった。さらに１１８０℃で焼成し、棒状ス
トロンチウムフェライト焼結体を得た。

上述した工程で得られた棒状ストロンチウムフェライト
焼結体の押出方向の磁気特性を測定したところ残留磁束
密度Ｂ　ｒ　／−４，２ＫＧ　、保磁力ＢＨｃ　／　−
２，３ＫＯｅ、最大エネルギー積（ＢＨ）ｎ＋ａｘｌ−
４゜２Ｍ・Ｇ・Ｑｅなる値が得られた。一方、押出方向
と垂直方向の残留磁束密度Ｂｒ土を測定した所、１．Ｉ
ＫＧであった。配向度ｆの指針としてｆ−Ｂｒｉ／（Ｂ
　ｒＩ＋Ｂ　ｒ上）Ｘ１００％なる値を算出するｆ＝７
９゜２％であり、高い配向度を示していることは明らか
である。さらに前記棒状ストロンチウムフェライト焼結
体を長さ２０ｃｍの長さに合計３０本切断し、個々の密
度を測定したこところ平均値は５．０１ｇ／ｃｃであり
、標準偏差は０．０１ｇ／ｃｅで連続的に安定した押出
成形が行なわれていることが確認された。

く比較例〉 実施例３と同様に調整したストロンチウムフェライト仮
焼粉と水を重量比で５８／４２となる様に混合した混和
体を直径１５關のダイ及び上パンチ、下パンチを用い１
３ＫＯｅの磁場中で５００）ｃｇ／　ｃｄの圧力により
圧縮成形を行なった。

圧縮成形により得られる圧粉体の圧縮方向の長さが５ｃ
ｍ、１０ｃｍ、２０ｃｍとなる様に前記混和体を秤量し
、上述した工程で圧縮成形を行なった所、圧縮方向の長
さが２０ｃｍの圧粉体は、圧縮成形後にダイより取り出
した直後に崩れ、所望の形状の圧粉体を得ることができ
なかった。

次に圧縮方向の長さが５ｃｍ及び１０ｃｍの圧粉体を４
０℃で４８時間乾燥させた後、１１８０℃で焼成し、ス
トロンチウムフェライト焼結体を得た。

ついで、実施例３と同様に磁気測定及び密度測定を行な
った。その結果を第１表に示す。

以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、上述
した実施例に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範
囲で種々の変更が可能である。

例えば、上述した実施例では、サマリウムコバルト系合
金粉末及びストロンチウムフェライトを磁性粉末として
用いたが、他の磁性粉末、−例を掲げれば、ネオジム鉄
系合金粉末やバリウムフェライト粉末等を用いても何ら
問題ない。又バインダも上述の実施例に限定されず、他
の熱可塑性樹脂や水溶性バインダ等も適用可能であるこ
とは言うまでもない。更に、押出成形体に対し任意の形
状に切断、打抜き加工を施しても何ら問題はない。

［発明の効果コ 以上述べた様に、本発明の磁気異方性磁石の製造方法及
び製造装置においては、磁気粉末とバインダとを含む可
塑性を具備した混和体を、押出し方向と同軸上に軸を有
するソレノイドコイルを押出成形口の周に配置した押出
成形用金型により押出成形を行なうので、この押出方向
、即ち長平方向が磁化容易方向である磁気異方性磁石を
連続的にかつ安定した品質を持って製造できるという効
果がある。

したがって、本発明の磁気異方性磁石の製造方法及び製
造装置は、磁石形状の設計自由度の向上及び品質安定性
の向上に寄与するところは非常に大きく工業上極めて有
益である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の製造方法を実施する為の装置構成図
、第２図（ａ）及び（ｂ）は従来の磁気異方性磁石の製
造方法の一例を示す図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．磁性粉末とバインダとを含む可塑性を具備した混和
   体を押出成形する方法において、押出方向に磁界を印加
   しながら押出成形することを特徴とする磁気異方性磁石
   の製造方法。
2. ２．磁性粉末とバインダとを含む可塑性を具備した混和
   体が通過する押出成形口を有する押出成形用金型と、前
   記混和体を前記押出方向に押出すピストンと、前記金型
   の周囲で、少くとも前記押出し成形口近傍で、実質的に
   同軸に配置された磁場印加用コイルとを有することを特
   徴とする磁気異方性磁石の製造装置。