JPH056323B2 - - Google Patents

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JPH056323B2
JPH056323B2 JP57212451A JP21245182A JPH056323B2 JP H056323 B2 JPH056323 B2 JP H056323B2 JP 57212451 A JP57212451 A JP 57212451A JP 21245182 A JP21245182 A JP 21245182A JP H056323 B2 JPH056323 B2 JP H056323B2
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JP
Japan
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resin
powder
magnetic
binder
rare earth
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JP57212451A
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Itaru Okonogi
Tatsuya Shimoda
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Seiko Epson Corp
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Seiko Epson Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0253Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)
  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、樹脂結合型希土類金属間化合物永久
磁石の製造方法に関するものである。 さらに付言すれば、磁石粉末と結合材である高
分子有機物樹脂を混合し、異方性を与えるため、
成形型内に装入した前記混合粉末を磁場中配向さ
せながら加熱し、加圧(圧縮)成形する永久磁石
の製造方法に係るものである。従来、樹脂結合型
希土類金属間化合物磁石は、磁場中で圧縮成形す
る場合、常温でのみ行なわれていた。そのため、
次のような欠点なり問題を有していた。 (1) バインダーの材質は、熱硬化性樹脂で、例え
ば液状のエポキシ樹脂で、粘度は2万cps以下
しか使用できなかつた。 (2) 実用に供し得る磁石材料としての磁石粉末の
充てん率は、最高でも約80容量%程度であつ
た。このため、磁気性能を上げるには限界があ
つた。 (3) また空孔率は3〜7%もあるため、磁気特性
を下げる一要因でもあり、さらには、機械的性
質を劣化し易く、且つ長期信頼性(温度、湿度
など)に敏感に影響する。 (4) 磁場中、加圧成形後型より抜き出すと、スプ
リングバツク現象で、形状変化あるいは、寸法
変化を生じるため、精度を上げられなかつた。 本発明の目的は、上記従来法の欠点を改善する
もので、樹脂結合型希土類金属間化合物磁石の磁
気性能を高め、且つ機械的性質、長期信頼性、量
産性をも改良した永久磁石を提供することにあ
る。 以下、上記目的を達成するための本発明方法を
詳述する。 まず本発明の対象物は、樹脂結合型R2TM17
希土類金属間化合物永久磁石の製造方法である。
R2TM17型化合物の組成は、次のようなものであ
る。一般式で表わせば、R(Co1-u-v-wFevCuu
Mwz(ここで、RはSm、Ce、Pr、Y、Laを中
心とした希土類元素の1種又は2種以上の組み合
わせであり、Mは、Si、Ti、Zr、Hf、Nb、V、
Cr、Mo、Mnの1種または2種以上の組み合わ
せ)で、次の組成範囲からなる2−17系希土類金
属間化合物合金を適用でキる。0.1≦v≦0.4、
0.03≦u≦0.15、0.001≦w≦0.05、7.0≦z≦8.5
であつて、前記組成範囲になるよう溶解し、鋳造
した合金インゴツトを使用する。 合金インゴツトは、マクロ組織は、主体的に柱
状晶化の進んだ状態でなければならない。次に、
該合金インゴツトのまま非酸化雰囲気中で熱処理
を行なう。まず合金均質化のため、1100℃〜1200
℃で1時間〜100時間溶体化処理し、常温まで急
冷処理してから、500℃〜900℃に再加熱し、析出
硬化処理を行ない、磁気的硬化を施す。続いて、
該合金インゴツトは、ハンマークラツシヤーによ
る粗粉砕工程、ボールミル、ジエツトミルなどを
用いた微粉砕工程を経て、粒度2μ〜100μの磁石
粉末とする。この2−17系析出硬化型磁石粉末と
結合材である熱可塑性有機物樹脂を混合、乳鉢あ
るいは、大量に行なう場合は撹拌型混練機で磁石
粉末と樹脂を良く混ぜ合わせる。ここで磁石粉末
と樹脂の比率は、重量比で樹脂は1%〜8%が好
ましい。1%以下では、本発明方法によるも、機
械的性質の劣化を生じ易い。磁石粉末を完全に結
合材で被覆することが困難となる。また8%をこ
えると、圧縮成形で樹、脂の浸み出し、成形体が
型から取れなくなり、且つヒビ割れなどの欠陥を
生じ易いため、これまでとした。 次に、温間磁場中圧縮成形法の一例は、第1図
に示した方法によつて行なわれる。 1の電磁石コイルと2のポールピースで構成さ
れた電磁石のギヤツプ間に、3,4,6から構成
される金型がセツトされる。外型6は、非磁性ス
テライトでつくられ、4は上パンチ、3は下パン
チで、SuJ2を調質した材料でつくられている。
5はR2TM17磁石粉末と樹脂結合材からなる混合
粉末を装入してある。 次に、7は、金型を80〜280℃に加熱するため
の高周波加熱コイルである。高周波は1KHz〜1M
Hzを用いる。また低抗加熱ヒーター方式で行なつ
ても良い。以上の加熱方式によつて、金型を加熱
すると同時に、5の混合粉末は、80℃〜280℃に
保持しつつ、磁場をポールピース2に発生させ、
8のプレスシリンダーを押し下げ加圧成形する。
この時の加圧力は、0.3ton/cm2〜4ton/cm2で行な
う。加熱温度は、80℃以下では、結合材の有機物
樹脂、すなわち本発明方法では熱可塑性樹脂を対
象とするが、この可塑性、磁粉との濡れ性を改良
する効果に乏しく、且つ280℃をこえると、樹脂
が分解しガスを発生するため、目的とする高性能
を阻害する欠点を生じる。 このように、磁場中圧縮成形に際して、磁石粉
末と有機物樹脂を加熱しながら同時に行なうこと
によつて、磁石成形物は多くの特徴を有すること
を可能にした。 全くスプリングバツクによる変形がないの
で、寸法・形状精度の高い、樹脂ボンド磁石を
製造できるようになつた。 空孔率は3%以下となり、大変微密な表面、
外観を有する。 磁気特性を高められ、(BH)max8〜
18MGOeまで広く対応出来ることを可能にし
た。 機械的性質の改善 コスト低減、生産性の向上 等に多くの長所を見出すことに成功した。 ここで熱可塑性樹脂は、ナイロン6、ナイロン
66などポリアミド系、エチレン、ポリプロピレン
などのポリオレフイン系、塩化ビニール、ポリエ
ステル、ポリカーボネート等を始め、その他多く
の同様樹脂を用いることができる。 また原料混合粉末は、磁石粉末と樹脂を別に混
練しておいたものを、粉砕して用いることもでき
る。 以下、実施例に従つて、詳述する。 実施例 1 次の組成からなるR2TM17系希土類金属間化合
物合金を溶解、鋳造し、合金インゴツトを得た。 組成は一般式で表わせば、Sm(Co0.59Cu0.07
Fe0.22Zr0.028.3の2−17系化合物である。なお溶
解は、Arガスを用いた低周波炉で行ない、金型
に鋳造した。この時の鋳湯温度は1580℃であつ
た。得られたインゴツトのマクロ組織は、85%以
上は柱状晶であつた。このような鋳造方案でつく
られた合金インゴツトを、析出硬化熱処理を、以
下の手段で行なつた。Arガス雰囲気炉中で、
1170℃×3時間加熱後、約200℃まで、30〜40
℃/分の冷却速度で、急冷処理した。 以降、常温まで冷却したインゴツトを、Arガ
ス炉中で800℃×2時間+740℃×3時間加熱2段
時効処理し、常温まで60〜70℃/分で冷却した。
次にインゴツトは、ハンマーミルで粗粉砕し、次
に、遠心ボールミルで、粒度3μ〜80μの分布を持
つた微粉末をつくつた。
【表】 次に、第1表に示す製造条件で、試料形状4×
8×30〓角柱状成形体をつくつた。 以上の製造条件で得られた磁石の特性を、第2
図および第3図に示した。第2図は、試料No.1−
1〜1−5で得られた試料の特性図を示す。(a)は
磁気特性の残留磁束密度(Br)を、(b)は密度の
変化を示す。なお1−1は比較のため従来法の実
施例で、常温で磁場中圧縮成形を行なつた。本発
明方法と比較すると、明らかに特性は低いことが
判明した。なかでも、ナイロンを用いたNo.1−2
の試料は、特に高い特性を得られた。これは、磁
場中加熱圧縮成形で磁粉とバインダーであるナイ
ロンは、加熱されることによつて流動性が高めら
れたといえる。一方、No.1−1のように常温で成
形したものは、磁粉とバインダーは全く濡れず、
固体同志の摩擦を生じ、圧縮成形効率は極端に低
下する欠点を有する。またNo.2−1〜2−4は、
結合材であるナイロン6の量を1wt%〜7wt%ま
で変化させた時の特性を第3図に示した。バイン
ダーの量が2wt%付近でピーク値を得られたが、
これはバインダーの材質、加熱温度、成形圧力に
よつて異なるが、実験によれば1〜2.5wt%のと
ころにピークの範囲はある。一方、結合材の量が
4wt%をこえると、磁粉の比率が低下するので、
磁気特性は低くなるが、量産性、コスト、機械的
性質などは大幅に改善できるため、目的、用途に
応じて選定すれば良い。例えば、0.5〜2〓厚み
の薄肉円筒状、シート状、複雑形状な磁石には、
有利である。 実施例 2 第1表に示す製造条件に従つて、第1図に示す
温間成形磁場プレスにて、試料をつくつた。試料
の形状は、5×8×30〓角柱状で、これを特性調
査用とした。
【表】
【表】 先ず、各試料用合金インゴツト約2Kgを高周波
溶解炉で溶製し、金型に鋳造した。鋳造状態のニ
クロ組織は、ほぼ90%以上は、均一な柱状晶であ
つた。この合金を各試料No.とも100g採取し、Ar
ガス精密炉で1140℃〜1150℃×20時間均質化処理
(溶体化)を行なつた。 次に800℃×4時間+700℃×3時間時効処理を
行ない、磁気的硬化処理をほどこした。この合金
を、スタンプミル及びボールミルで粉砕し、粒度
3μ〜80μの分布を有する磁粉を得た。該磁粉にナ
イロン粉末を2.8重量(wt)%加え、ミキサーで
予備混合した粉末を、第1表に示した条件で、永
久磁石をつくつた。なお磁場中、加熱圧縮成形方
法は、第1図に示す方式で行なつた。成形後の試
料は、6の外型から抜き出し、別設の冷却板に配
置することによつて、結合材はキユアされる。
【表】 第2表に、各試料No.とも同一成形条件でN=5
個作つた時の平均値をあらわす。第2表からわか
るように、本発明方法は、成形体の空孔率を低く
できることによつて、曲げ強さ、磁気特性も改善
できる利点を有する。その理由は、加熱圧縮成形
時に、結合材であるナイロン6は流動し、液体と
なると共に、磁粉表面は均一に濡れる。一方、加
圧によつて、圧力伝達はスムースとなり、磁粉の
充てん効率を高められるので、空孔率も少なくな
る利点がある。 以上詳記したように、本発明方法は、2−17系
希土類磁石粉末と結合材に熱可塑性有機物樹脂を
採用し、且つ、圧縮成形時に加熱しながら加工す
ることによつて、高性能樹脂結合磁石を容易に提
供出来るようになつた。本願は先ず、その磁石性
能は(BH)max13MGOe以上であり、特に樹脂
結合希土類磁石の高性能、低価格化を容易に達成
できる等、当業界にとつて極めて有益なものであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法における一実施態様を示
す。第2図、第3図は、本発明方法実施例1で得
られた磁気性能、および密度とバインダーの材質
およびバインダーの量との相関を示す図。 a……Brの関係、b……密度の関係、c……
Brの関係、d……密度の関係。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 希土類金属(以下Rと呼ぶ)と遷移金属(以
    下TMと呼ぶ)からなる、R2TM17型希土類金属
    間化合物を溶解−鋳造法により合金インゴツトを
    つくり、該合金を熱処理、粉末加工を経てつくら
    れた磁石粉末と結合材として熱可塑性有機物樹脂
    を1重量%〜4重量%含む混合物を、成形型に挿
    入し、さらに磁場を加えながら、前記混合物を80
    ℃〜200℃に加熱し、温間で圧縮成形して製造す
    ることを特徴とする永久磁石の製造方法。
JP57212451A 1982-12-03 1982-12-03 永久磁石の製造方法 Granted JPS59103309A (ja)

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