JPH0417995A - 磁性体のプレス成形方法及び成形装置 - 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〕 本発明の目的は、超急冷磁性材料の熱間プレス成形にお
いて、プレス成形時に発生する成形品外周部の割れを抑
止し、高精度な磁石を成形するためのプレス成形方法に
関する。

〔従来の技術〕

近年、永久磁石の高性能化を目的として、超急冷異方性
Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の開発が進められている。この系
の材料は約７００°Ｃ近傍の高温下で自由据え込み成形
等の方法により、大きな塑性変形を与え、材料を異方性
化する必要がある。

しかし、この種の材料は、高温下の条件でも延性が小さ
い事から、プレス成形により成形品の外周部に割れが発
生し、必要な圧縮率まで変形させる事が出来ず、実用化
されていなかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

高保磁力、高エネルギを有する永久磁石として超急冷異
方性Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁性材料が有望である。しかし、
その優れた特性を得るためには、約７００℃の高温で、
圧縮率７０％程度の大変形を与えるプレス成形を行う必
要がある。

高温下でこのような大変形のプレス成形を行うと、プレ
ス成形品の外周部には、多数の大きな割れが放射状に発
生し、良好な形状の成形品を成形する事は難しかった。

本発明の目的は、プレス成形時にプレス成形品の外周部
に割れを起こさず、良好な形状をもち、かつ、高保磁力
、高エネルギをもつ永久磁石を成形するための、プレス
成形方法を提供する事にある。

〔課題を解決するための手段〕

そこで本発明では、磁性材料（以下素材と呼称する）を
高温下でプレス成形する際に、成形品の外側部（素材が
円柱では外周部）が大きく割れるのを防ぐために、素材
外側部の軸方向中央部を金型で押し付け、素材外側部に
圧縮応力を付加しながら、上、下型を動作させプレス成
形する。

これにより、延性が小さく、割れの発生しやすい素材の
外側部に圧縮応力が付加されるため、従来の成形のよう
な引張応力の発生が抑制され、素材外側部の割れを防止
しながら、高温下で大変形を与えられるプレス成形方法
を案出した。

このように、素材の外側部に側方より圧力を付加しなが
らプレス成形する方法を用いた事により、プレス成形品
の変形が、自由据え込み成形等に比べて極めて均一にな
り、圧縮力付加の影響で割れも無くなり、高精度で高性
能な永久磁石の量産が可能になった。

〔作用〕

一般に角形形状及び円柱形状等に加工された素材を自由
据え込み成形により、プレス成形していくと、プレス面
に垂直で自由な外側面には引張応力の増大により、小さ
なりラックが生じ、変形とともに、外側面の軸方向に多
数の大きな割れが出来てくる。

このプレス成形による外側部の割れの発生時期は、プレ
ス成形される素材の延性に大きく依存し延性の小さい材
料は、小さな変形で割れが発生し、延性の大きなものは
、大変形を与えても割れは発生しにくい。本発明対象の
磁性材料のような延性の小さな材料では、２０％程度の
少ない圧縮変形でも外側部に割れが発生し、約７０％の
大きな圧縮変形量を必要とするプレス成形を割れを起こ
させないで成形する事は非常に難しい。

このようなプレス成形時の割れの発生を抑止するには、
プレス成形によって成形品の外側部に発生する引張り応
力を小さくするか、あるいは、外側部に圧縮応力を与え
る事が必要である。

そこで１本発明では、素材の外側中央部を金型で押し付
け、プレス成形時の変形を拘束することで、素材の外側
部に圧縮応力を付加した。

このため、プレス成形により大きな圧縮変形を与えても
、成形品の外側部には割れは発生しなくなった。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図ないし第７図により説明
する。第１図は１本発明のプレス成形に用いた側圧拘束
型の部分断面図、第２図は従来方法でプレス成形した場
合の成形品の斜視図、第３図、第４図は、第１図に示す
本発明装置における成形工程を示す正面断面図、第５図
は素材及び本発明のプレス成形後の形状を示す斜視図、
第６図。

第７図は本発明の成形条件不良によるプレス成形品の斜
視図を示す。

図において、１は磁性体の素材、２はプレス型の上型、
３は下型、４は、プレス成形時に素材の外側面に側方力
を付加するための側方型、５は、上型２．下型３及び１
両サイドの側方型４の可動時の案内及び成形品の外側形
状を成形するためのコンテナ、６はこの構成からなるプ
レス型を磁性体のプレス成形に必要な高温に加熱するた
めの赤外線加熱ヒータ、７は、プレス型及び磁性体が高
温で酸化するのを防ぐための雰囲気槽、８は上型２を上
、下移動させるための上型用油圧シリンダ。

９は下型３を上、下移動させるための下型用シリンダ、
１０は、側方型を左右に移動させるための側方型用油圧
シリンダ、１１ないし１４はプレス機の枠組みを構成す
る部分で、１１は上板、１２は中板、１３は下板、１４
は支柱を示す。なお、１ａは磁性体の成形品、ｌｂは成
形品の外側面の割れも示すものである。

以下、実施例の構成及び方法について説明する。

Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系材料からなる粉体予備成形したものを
高温下で角状（１５Ｗ×４０Ｑ×２０ｈ）にプレス成形
した素材１を第１図に示す本発明のプレス成形装置のプ
レス型中央部に挿入し、磁性体の素材１をプレス成形に
適し、かつ、磁石の性能を得るために好ましい温度約７
００℃に赤外線加熱ヒータ７を用いて加熱する。

なお、高温に加熱する場合は、プレス型及び磁性体の劣
化を防止するため、プレス型等を囲む雰囲気槽を設け、
内部を真空、あるいは、Ａｒガス等の不活性ガスを充満
出来る構造とした６本実施例では真空中で行った。

磁性体の素材を約７００℃に加熱後、約５分間保持した
後、プレス成形を行った。成形は次の手順及び方法で行
った。

（１）素材１をプレス型内の中央に載置し、上型２、下
型３．及び、側方型４を、素材１の各表面に接するまで
押し付ける。この場合の圧力は零に等しくする。（２）
素材１及びプレス型を所定の温度に加熱（３）上型２と
下型３とをほぼ同じ速度になるようにして、素材をプレ
ス成形する。このプレス成形に当り、側方型４を素材１
の側面より押し付け、素材の外側部に適度な圧縮力を与
え。

成形品の自由側面かたる形変形を起こさせないように圧
力を調整しながら、プレス変形が進むに従って、プレス
型の中央より外側に所定の位置まで後退させる　（４）
所定の形状に成形後、プレス形を所定の温度に冷却、型
内より成形品を取り出す。

なお、第２図は、従来のプレス成形方式で、素材の側方
を自由にした場合の約４０％圧縮した一例を示すもので
あるが、圧縮率約３０％で、自由側面（ＩＣ）にたる形
変形が発生し、自由側面に大きな割れ（１ｂ）が発生し
ている。

第３図は１本発明のプレス方式における、プレス初期の
段階を示したもので、素材の自由側面部を、側方型で拘
束し、たる形変形を起こさせないようにし、かつ、素材
が上型２及び下型近傍で不均一変形を起こさないような
状態での変形過程を示す。第４図は、所定の約７０％に
圧縮した時のプレス型と成形品の関係を示すもので、上
型２と下型３及び側方型４（含むコンテナ）の間で、型
内で全面拘束された最終の変形状態を示す。

第５図は、適正な側圧拘束条件下で素材プレス成形した
場合の素材１とプレス成形品１ａの斜視図を示す。成形
品の外側面は従来品に生したような割れは見られない。

なお、プレス成形時の圧縮応力は上、下型の面圧と側方
型の面圧とをほぼ等しくなるようにする事が望ましい。

第６図は、側方型による拘束力が小さい場合の変形状態
を示すもので、外側面かたる形に近い変形を起こし、上
、下型に接する近傍に割れが発生している。第７図は、
側方型による拘束が大きい場合の変形状態を示すもので
、側方型４に接触している部分（この部分は型拘束で割
れていない）以外の上下面では、大きな不均一変形によ
り鼓形形状に変形し、大きな割れが発生している。

このように１本実施例によれば延性の小さな磁性材料を
プレス成形する場合、素材の自由外側面の一部を拘束し
、この部分に適正な圧縮力を付加しながら、圧縮変形を
行うことにより、プレス成形時の割れを抑止し、良好な
成形品を得る事が可能になった。

なお、本実施例では５角形形状の成形について説明した
が、本発明の方法を用いれば、多角形であれ１曲面部を
もつものであれ、割れの抑止には効果があり、成形品の
形状に影響されず効果がある。

また、実施例では、超急冷異方性Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ基磁性
材の高温下でのプレス成形について説明したが、自由外
側面に側圧力を付加しながら成形する事の効果は、この
材料に限定されるものでなく、延性の小さな材料のプレ
ス成形に有効であり、また、成形時の温度も、高温に限
らず室温でも有効である。

〔発明の効果〕

本発明は、超急冷異方性Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁性材を割れ
を伴わずにプレス成形する事が出来るので。

上記材料により、高精度、高性能な永久磁石を容易に大
量に生産する事が出来る。

さらに、上記磁性材に限らず、脆性が大きな材料全般に
対して割れを伴わずにプレス成形することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のプレス成形に用いた側圧拘束型の部分
正面断面図、第２図は、従来方式による成形品の斜視図
、第３図、第４図は成形工程を示す正面断面図、第５図
ないし第７図は、本発明の方式によるプレス成形後の斜
視図を示す。 １：素材、 １ａ：成形品、 ２：上型。 ３：下型、 ４：側方型、 ５：コンテナ、 ７゛赤外線加熱ヒータ・　　　　　　　　　　Ｃ代理人
弁理士　小　川　勝　男−＝ 纂 図 纂 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．脆性体のプレス成形において、プレス成形方向に対
   し垂直な方向より素材の一部分に剛体工具を用いて圧縮
   力を付加しながらプレス成形をすることを特徴とする脆
   性体のプレス成形方法。
2. ２．プレス成形装置において、上，下両方向にプレス成
   形を行うためのプレス型を動作させる機構と、それに直
   交する両方向に素材の自由側面を拘束するための側方型
   を動作させる機構と、前記プレス型の周囲に前記プレス
   型を加熱するための加熱炉と、前記プレス型及び前記加
   熱炉の外側に前記プレス型及び前記加熱炉を真空中ある
   いは不活性雰囲気に出来る雰囲気槽を設けた事を特徴と
   するプレス成形装置。
3. ３．請求項１において、前記素材にＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁
   性材料を用い、高温下でプレス成形する磁石の成形方法
   。