JPH0514401B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、樹脂結合型希土類磁石の射出成形法
による製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 射出成形で磁石を製造しようという試みは古く
から行なわれており、フエライト磁石の分野では
既に工業的に定着している。

しかし、希土類磁石を射出成形で製造する試み
は、ごく最近始まつたばかりである。それ故、未
だに多くの問題をかかえている。

それらの問題のうちの一つは、射出成形時に副
生するスプルとランナーあるいは、良品にならな
かつた磁石の再利用のことである。

第２図は、磁石粉を用いて射出成形で磁石を製
造した場合に、射出成形された物の全体を示す。

第２図において、１が磁石で２がランナー、３
がスプルそして４はゲートである。

射出成形法によつて磁石１を製造すれば、必ず
スプル３とランナー２が同時に成形される。その
場合の成形体全体に占めるスプル３とランナー２
の体積比は、希土類磁石の場合、半分以上である
のが殆んどである。特に小型の磁石であると80〜
90％以上になつてしまう。

従つて、原料費が高価な希土類コバルト磁石の
場合、射出成形時に副生するスプルとランナーの
再利用は必要不可欠のことである。

また、射出成形では、成形開始直後のシヨツト
が安定せず、通常10シヨツト程度、多い時には数
十シヨツトの磁石の不良品が出る。

これらは射出成形がうまくゆかなかつたため出
来る不良品で、充填不足とか寸法がバラついてい
る等の理由により、不良品となつたものである。

また射出成形途中でも、条件のバラツキによつ
てもこのような不良品は生ずる。

これらのため、射出成形による磁石の不良品率
は２〜10％程度になる。

これら不良品磁石の再生処理も必要不可欠であ
る。

しかし、従来希土類コバルト磁石の射出成形に
よる製造には、RCo₅型（Ｒは希土類元素を示す）
の磁石粉が使用されており、スプルとランナーあ
るいは磁石の再生は非常に困難であり、とりわけ
高性能が要求される場合には不可能であつた。

何故ならば、RCo₅粉末は非常に化学的に活性
であり、空気中の酸素と反応して、粉末中の希土
類元素が酸化してまう。

磁石の射出成形には、ポリアミドが一般的な樹
脂として用いられるので、射出温度も270〜300℃
と高い。そのため、酸化も激しく、条件によつて
は燃焼することすらある。このため磁気性能は再
生することに低下する。

第３図に、SmCo₅磁石粉末60容積％とポリア
ミドにより、従来法で作製したペレツトを成形し
たリサイクル実験結果を示す。

第３図に明らかなように、リサイクルの回数が
増すことに磁気性能iHc，（BH）maxは低下して
いる。同時に機械的性質も低下している。

また引張り強度は、最初の状態で300Kg／cm²あ
つたものがリサイクル５回目には、95Kg／cm²にな
つた。これは、樹脂の劣化が原因ではなく、酸化
のため粒子表面の接着強度が低下したためであ
る。

［発明の解決しようとする課題］ 本発明の目的は、前記のような従来の技術に於
ける欠点を克服するためになされたものである。

即ち、希土類磁石粉末として従来のRCo₅型を、
R₂TM₁₇型（Ｒは希土類元素、TMはコバルトを
中心とする遷移金属を示す）に代えることによ
り、材料の再生利用を可能にする樹脂結合型希土
類磁石の製造方法を提供するものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、 樹脂結合型希土類磁石の射出成形法による製造
方法において、 希土類磁石の原料磁石粉としてR₂TM₁₇型の磁
石粉に、射出成形された磁石あるいはスプルとラ
ンナーを粉砕して得られた磁石粉を、そのまま又
は脱磁したのち、混合して繰返し射出成形し再利
用することをことを特徴とする樹脂結合型希土類
磁石の製造方法である。

［作用］ 一般にR₂TM₁₇型の磁性粉は希土類の含有量が
RCo₅型よりも少ないので酸化性もそれだけ少い。

また保持力機構が、RCo₅型の粒子表面での核
生成にもとづくのに比べ、R₂TM₁₇型では析出物
による磁壁のピニングなので粒子表面の酸化によ
る磁気性能の影響を受けにくいし、RCo型では２
〜5μｍぐらいの微粉にしないと高い保磁力は得
られなかつたが、R₂TM₁₇型では保磁力は粒度に
依存しない。

従つて粒子の延べ表面積は、RCo₅型の方が圧
倒的に多くなり、それだけ酸化しやすい。加える
にR₂TM₁₇型の磁粉の方が、磁気的性質はすぐれ
ている。

前述した如くRCo₅型磁粉に比べて、特性のす
ぐれているR₂TM₁₇型磁粉が最初から使用されな
いのは、R₂TM₁₇磁粉の製造がたいへん難しいも
のであるからであつた。

厳密な組成コントロールと鋳造結晶制御そして
複雑な熱処理を経なければ、よいR₂TM₁₇型磁粉
は製造できない。

幸いにも我々は、樹脂結合型希土類磁石の圧縮
成形法において、R₂TM₁₇型磁粉を採用してお
り、該粉末の製造には技術力を積み重ねてあつた
ので射出成形法にも該粉末をスムーズに転用する
ことができた。

さらに、本発明ではR₂TM₁₇型の希土類コバル
ト磁石粉を用いて、射出成形された磁石あるいは
スプルとランナーを粉砕して得られた磁石粉を混
合して、繰返し射出成形し、リサイクルすること
により、高性能でかつ安価な磁石の製造が初めて
可能になつたものである。

以下本発明の実施例を説明する。

実施例 １ 第１図に、本発明方法の製造工程図を示す。

まず、Sm（Co_0.672Cu_0.08Fe_0.22Zr_0.28）_8.3の組成を
有する原料合金を低周波溶解炉で溶解した。

得られた原料合金を、第１図の工程に従つて射
出成形法により磁石化した。

まず熱処理であるが、溶体化処理を1170℃で４
時間行い、時効を800℃から200℃まで、等温時効
と冷却時効を組み合せて行つた。

次に試料を、粗粉砕、微粉砕そして、平均粒度
10μｍの適切な粒度分布を有する様に粘度調整す
る。

粒度調整した磁石粉末は、次にシランカツプリ
ング剤で表面処理をした後、体積比で磁石粉60容
積％ポリアミド樹脂（６ナイロン）40容積％の割
合で、240〜270℃の範囲で混練した。

混合物は、射出成形しやすい大きさまで粉砕機
で粉砕してペレツト化した。

次に得られた粉末を磁場射出成形を行うと、第
２図に示すように、製品である磁石１、ランナー
２、スプル３、ゲート４の射出成形したものが得
られ、これらにゲートカツトを施すと磁石１とス
プル３とランナー２は分離される。

使用した金型は、第２図のような角ブロツクの
磁石１を同時に２個成形できるもので、（磁石）：
（スプル・ランナー）の比は４：６である。

まず、最初2000シヨツト成形して磁石とスプル
とランナーを分離した。

2000シヨツト分のスプルとランナーを２等分個
して、一方は脱磁を行つてから（Ａ群）、他方は
そのまま（Ｂ群）各々ペレツトにした。

Ａ群の方は再び射出成形して、スプルとランナ
ーを分離脱磁してペレツト化して再生するという
操作をくり返し、全体として再生５回までの磁石
試料を得た。

Ｂ群も同様にして、脱磁なしで再生５回までの
磁石試料を得た。

その結果を第４図ａ，ｂおよび第５図に示し
た。

第４図は磁気性能の結果で、第４図ａはＡ群、
第４図ｂはＢ群の結果である。

第４図ａ、第４図ｂともｎ＝15の平均結果であ
り、これより判断すると第４図ａの方が若干低い
だけで殆んど両者には差がない。

しかし、個々のデータのバラつきはＡ群の方が
すぐれていた。

これより脱磁処理はバラツキを少なくしている
ことが分つた。いずれにせよ、第４図ａ，ｂは、
R₂TM₁₇の磁粉を使用したことで、リサイクルし
ても磁気性能は低下しないことを示している。

残留磁束密度（Br）はむしろリサイクルする
ことにより上昇している。これは、リサイクルす
ると材料中の気泡が減少し密度が向上するためで
ある。

その結果として、リサイクル初期には、最大エ
ネルギー積［（BH）max］も上昇している。

しかし、保持力iHcは、僅かづつリサイクルす
るごとに減少しているので、最大エネルギー積
（BH）maxも途中から少しづつ低下している。

第５図は、得られた磁石の機械的特性としての
引張強度及び伸びの変化を示している。伸びの低
下が大きいが、値としてはリサイクル５回でも充
分使用可能な値である。引張強度はあまり低下し
ていない。

なお、機械的特性は、Ａ、Ｂ群の間で差は認め
られなかつたので、第５図は両者のｎ＝15づつの
平均である。従つて、本発明により磁気性能ばか
りでなく機械的特性も保証できるようになつたこ
とが示された。

実施例 ２ 実施例１で最初に製造した2000シヨツトの磁石
を原料として、再生実験を試みた。

脱磁は、射出後型内で行つた。結果は、第４図
ａと±２％以内で一致していた。

機械的特性も第５図と殆ど変らなかつた。

実施例 ３ 磁石原料をSm_0.92Pr_0.08（Co_0.614Cu_0.07Fe_0.3
Zr_0.016）_7.8の組成として、溶体化処理を1150℃×
24時間にして、実施例１で示した方法で、最初
100シヨツトの射出成形を行つた。

次に原材料に100シヨツトより得たスプルとラ
ンナーおよび不良磁石の再生材料を作り、それよ
り100シヨツトの成形を行つた。

この操作を繰り返し210回まで行い、磁気性能、
機械特性を調べた結果を第６図に示す。

本実施例は、実際製造にそくしたものであり、
これによつて両特性の再生化による変化がないこ
とが示された。

［発明の効果］ このように本発明の樹脂結合型希土類磁石の製
造方法により、磁場射出成形法で、高性能でかつ
安価な磁石の製造が初めて可能になつた。本発明
法により製造される磁石は、ステツプモータ、
DCサーボモータ、小型リレー、アクチユエータ
ー、スピーカ、ブザー等と組み込まれ、メカトロ
ニクスの民生、産業分野に多大な貢献するものと
期待される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明法による樹脂結合型磁石の製
造方法を示す工程説明図、第２図は、射出成型さ
れた物を示す模式図、第３図は、従来法で得たリ
サイクル回数と磁気性能との関係グラフ、第４ａ
図及び第４ｂ図は、スプルとランナーを脱磁した
後又は脱磁しないでペレツトにした場合の夫々本
発明によるスプルとランナーのリサイクル回数と
機械特性（引張強度）との関係グラフ、第５図
は、本発明法によるスプルとランナーのリサイク
ル回数と磁気性能の関係グラフ、第６図は、再生
試料と原材料を混合してリサイクルした時の回数
と磁気性能の関係を示すグラフである。 図において、１：製品である磁石、２：ランナ
ー、３：スプル、４：ゲート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 樹脂結合型希土類コバルト磁石の射出成形法
   による製造方法において、 該希土類磁石の原料磁石粉としてR₂TM₁₇（Ｒ
   は希土類元素、TMはコバルトを中心とする遷移
   金属を示す）型の磁石粉に、射出成形された磁石
   あるいはスプルとランナーを粉砕して得られた磁
   石粉を、そのまま又は脱磁したのち、混合して繰
   返し射出成形し再利用することを特徴とする樹脂
   結合型希土類磁石の製造方法。