JPH0616447B2 - 複合永久磁石の製造方法 - Google Patents
複合永久磁石の製造方法Info
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- JPH0616447B2 JPH0616447B2 JP59050738A JP5073884A JPH0616447B2 JP H0616447 B2 JPH0616447 B2 JP H0616447B2 JP 59050738 A JP59050738 A JP 59050738A JP 5073884 A JP5073884 A JP 5073884A JP H0616447 B2 JPH0616447 B2 JP H0616447B2
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- magnet
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
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- H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
- H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
- H01F1/0555—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 pressed, sintered or bonded together
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Description
【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、希土類金属間化合物粉末と樹脂又は金属から
なる押し出し成形法でつくられた複合永久磁石材料に関
するものである。
なる押し出し成形法でつくられた複合永久磁石材料に関
するものである。
従来押し出し成形法でつくられる複合永久磁石材料とし
ては、例えば、特公昭３９−２８２８７、あるいは、文
献「５th−Ｒ−CoWork shop(1981)P555〜569,R.E.JoHNS
ONなどが知られている。しかし特公昭３９−２８２８７
号公報の様に、酸化物磁石粉末と有機物樹脂混合物を加
熱溶融させてながらノズルより押し出し複合永久磁石を
つくるものである。しかしながらその磁気特性は低く、
且つ磁場配向は別の永久磁石で行うなど、量産性が悪く
また形状に限定される欠点があった。さらに引用文献５
th R-COWorKShop P555〜569, Development the production of bondedrareearth Coba
lt magnets,R.E.Johmson SmCo5磁石粉末と熱硬化性エポ
キシ樹脂を１３０℃に加熱しながら押し出し硬化させて
いる。
ては、例えば、特公昭３９−２８２８７、あるいは、文
献「５th−Ｒ−CoWork shop(1981)P555〜569,R.E.JoHNS
ONなどが知られている。しかし特公昭３９−２８２８７
号公報の様に、酸化物磁石粉末と有機物樹脂混合物を加
熱溶融させてながらノズルより押し出し複合永久磁石を
つくるものである。しかしながらその磁気特性は低く、
且つ磁場配向は別の永久磁石で行うなど、量産性が悪く
また形状に限定される欠点があった。さらに引用文献５
th R-COWorKShop P555〜569, Development the production of bondedrareearth Coba
lt magnets,R.E.Johmson SmCo5磁石粉末と熱硬化性エポ
キシ樹脂を１３０℃に加熱しながら押し出し硬化させて
いる。
本法は、押し出しスピードは遅く量産性が低く高コスト
でありまた、形状はシート状のものしかできない、ある
いは、磁気特性は低いなどの欠点を有していた。
でありまた、形状はシート状のものしかできない、ある
いは、磁気特性は低いなどの欠点を有していた。
本発明はこのような問題点を解決するもので、その目的
とするところは、次のようなことにある。
とするところは、次のようなことにある。
磁気性能を高めること 加工品形状の自由度を飛躍的に高めること 量産性を高め低コスト複合永久磁石をつくる 〔概要〕 本発明の複合永久磁石は、イットリウム（Ｙ）およびラ
ントナイド系希土類金属と遷移金属（ＴＭ）からなる合
金である。合金は、希土類金属間化合物で一般式で表わ
せば、Ｒ（ＴＭ）４．６〜８．８なる組成で、溶解法、
Ｒ／Ｄ法等により製造される。前記合金は溶体化処理、
時効処理、などの熱処理によって、磁気的硬化処理を予
め行ってから、粉末化工程に入る。粉末は粒度１μｍ以
上１０００μｍ以下の範囲である。好ましい粒度範囲
は、ＲＴＭ５系であれば、単磁区粒子径である５μｍ〜
３μｍ，R2TM17系では３μｍ〜２００μｍ程度である。
ントナイド系希土類金属と遷移金属（ＴＭ）からなる合
金である。合金は、希土類金属間化合物で一般式で表わ
せば、Ｒ（ＴＭ）４．６〜８．８なる組成で、溶解法、
Ｒ／Ｄ法等により製造される。前記合金は溶体化処理、
時効処理、などの熱処理によって、磁気的硬化処理を予
め行ってから、粉末化工程に入る。粉末は粒度１μｍ以
上１０００μｍ以下の範囲である。好ましい粒度範囲
は、ＲＴＭ５系であれば、単磁区粒子径である５μｍ〜
３μｍ，R2TM17系では３μｍ〜２００μｍ程度である。
次に樹脂又は金属結合剤と混合される。樹脂は、ＰＥ，
ナイロン，ＰＰ，ＰＰＳ，ＰＥＳ，ＰＥＥＫなどの熱可
塑性樹脂を用いることが好ましい。次に上記混合物（磁
石粉末＋樹脂）は押し出し成形機に装入され、所望形状
金型中で１２０℃〜４００℃に加熱され、さらに異方性
を与えるため磁場を約３〜３５ＫＯｅ加えながら加圧押
し出し成形法により、複合永久磁石材料をつくるもので
あり、今までにない高性能低コスト化を達成できる特徴
を有する。
ナイロン，ＰＰ，ＰＰＳ，ＰＥＳ，ＰＥＥＫなどの熱可
塑性樹脂を用いることが好ましい。次に上記混合物（磁
石粉末＋樹脂）は押し出し成形機に装入され、所望形状
金型中で１２０℃〜４００℃に加熱され、さらに異方性
を与えるため磁場を約３〜３５ＫＯｅ加えながら加圧押
し出し成形法により、複合永久磁石材料をつくるもので
あり、今までにない高性能低コスト化を達成できる特徴
を有する。
〔実施例１〕 第１表に示す試料を、溶解鋳造法で合金をつくり、磁石
原料とした。
原料とした。
先ず溶解は、３ＫＨｚ低周波溶解炉中で、アルミナルツ
ボに原料を装入しＡｒガス雰囲気下で溶製した。各試料
No.とも同一条件で行い、大きさ１５ｔ×５×１５０m/m
の合金塊を得た。次に該金塊は、定量分析し、第１表に
示す組成合金を得た。
ボに原料を装入しＡｒガス雰囲気下で溶製した。各試料
No.とも同一条件で行い、大きさ１５ｔ×５×１５０m/m
の合金塊を得た。次に該金塊は、定量分析し、第１表に
示す組成合金を得た。
次に各試料No.とも、約０．８KgをNo.Ｔ−２〜Ｔ−８の
合金を溶体化処理、時効処理を行い磁気的に硬化した。
この処理を終えた合金は、ハンマーミルで粗粉砕し２m/
m〜０．１m/mの粉末をつくった。この粗粉末を、ジェッ
トミル法により、粒度２μｍ〜１８０μｍの微粉末をつ
くった。なお、No.Ｔ−１は１−５系原料磁石であるか
ら、当然単磁区粒子径である５μｍにつくった。No.Ｔ
−２〜Ｔ−８は、２−１７系希土類金属間化合物合金組
成であり、保磁力機構は、ピンニングモデルであり、よ
って粉末粒度は、余り制限を受けない。本例は第１表に
示した通り、粉末の大きさは広汎になっている。
合金を溶体化処理、時効処理を行い磁気的に硬化した。
この処理を終えた合金は、ハンマーミルで粗粉砕し２m/
m〜０．１m/mの粉末をつくった。この粗粉末を、ジェッ
トミル法により、粒度２μｍ〜１８０μｍの微粉末をつ
くった。なお、No.Ｔ−１は１−５系原料磁石であるか
ら、当然単磁区粒子径である５μｍにつくった。No.Ｔ
−２〜Ｔ−８は、２−１７系希土類金属間化合物合金組
成であり、保磁力機構は、ピンニングモデルであり、よ
って粉末粒度は、余り制限を受けない。本例は第１表に
示した通り、粉末の大きさは広汎になっている。
次に該粉末は、ナイロン１２と混合した。比率は磁石粉
末７０〜７３％（Ｖｏ１％）、残部は表面処理剤である
シランカップリング剤とナイロン１２である。予備混練
は、前記混合粉末を混練機（ＰＣＭ−３０，池具鉄工所
製）で３００℃で加熱しながら混練した。続いてこのコ
ンパウンド（磁石粉末とナイロンの混合物）は、第１図
に示す押し出し成形機で押し出し成形する。図中１は、
原料装入口でここよりコンパウンドを投入する。２はス
クリューで５〜６０ｒ．ｐ．ｍで前方に送り込まれる。
３はバレルでシリンダー状になっていてこの中で、コン
パウンドは、混合，加熱，加圧される。６は、ニクロム
線ヒーターで、コンパウンドを加熱するための熱源であ
り、２３０〜３００℃付近に加熱される。本実施例では
２４０±２℃で行った。６のヒーターにより加熱される
と７の流動物となりコンパウンドは、粘弾性状となる。
この状態を維持しながら、２のスクリューで前方に押し
出されながら、４の磁場コイルと５のダイ中を通過する
ときに、磁場中配向され異方性化される。この時５のダ
イギャップ部には、約１２KOeの直流磁場を印加しなが
ら異方性化を行った。次に押し出された磁石は、９のダ
イス中を通過しながら冷却固化される。冷却媒剤は水で
８のコイル中を通過させることにより行われる。さらに
８のコイルは、ＤＣ電流又はパルス状電流を通過させな
がら、１０の複合永久磁石を同時に脱磁作業を行うこと
も特徴である。第２図に示すように、本例における永久
磁石は、円柱状で外径φ８m/m±0.03m/mで、異方性方向
は、軸方向であり、試料の長さは、全く任意であり、そ
の制限を受けない利点を有する。
末７０〜７３％（Ｖｏ１％）、残部は表面処理剤である
シランカップリング剤とナイロン１２である。予備混練
は、前記混合粉末を混練機（ＰＣＭ−３０，池具鉄工所
製）で３００℃で加熱しながら混練した。続いてこのコ
ンパウンド（磁石粉末とナイロンの混合物）は、第１図
に示す押し出し成形機で押し出し成形する。図中１は、
原料装入口でここよりコンパウンドを投入する。２はス
クリューで５〜６０ｒ．ｐ．ｍで前方に送り込まれる。
３はバレルでシリンダー状になっていてこの中で、コン
パウンドは、混合，加熱，加圧される。６は、ニクロム
線ヒーターで、コンパウンドを加熱するための熱源であ
り、２３０〜３００℃付近に加熱される。本実施例では
２４０±２℃で行った。６のヒーターにより加熱される
と７の流動物となりコンパウンドは、粘弾性状となる。
この状態を維持しながら、２のスクリューで前方に押し
出されながら、４の磁場コイルと５のダイ中を通過する
ときに、磁場中配向され異方性化される。この時５のダ
イギャップ部には、約１２KOeの直流磁場を印加しなが
ら異方性化を行った。次に押し出された磁石は、９のダ
イス中を通過しながら冷却固化される。冷却媒剤は水で
８のコイル中を通過させることにより行われる。さらに
８のコイルは、ＤＣ電流又はパルス状電流を通過させな
がら、１０の複合永久磁石を同時に脱磁作業を行うこと
も特徴である。第２図に示すように、本例における永久
磁石は、円柱状で外径φ８m/m±0.03m/mで、異方性方向
は、軸方向であり、試料の長さは、全く任意であり、そ
の制限を受けない利点を有する。
次に本実施例で得られた、複合永久磁石の諸特性を第２
表に示す。
表に示す。
磁石粉末の充てん率７０〜７３％（Ｖｏｌ比）からすれ
ばほぼ理想に近い諸特性を得られた。このことは、押し
出し成形性は、磁気特性を高めること及び、機械的性質
の性能向上に有益な方法である。
ばほぼ理想に近い諸特性を得られた。このことは、押し
出し成形性は、磁気特性を高めること及び、機械的性質
の性能向上に有益な方法である。
ちなみに比較例としてNo.Ｔ−２組成の原料粉末を用い
て射出成形法により複合磁石をつくった。
て射出成形法により複合磁石をつくった。
原料粉末……６２％（Ｖｏｌ比） 樹脂 ……ナイロン１２（残部） 射出成形条件…温度：３２０℃ 磁場：１１．８ＫＯｅ 押し出し成形法に比べ、比較例は、加熱温度が高いこ
と、及び、磁石粉末の量をこれ以上増すことができない
などの欠点がある。
と、及び、磁石粉末の量をこれ以上増すことができない
などの欠点がある。
得られた試料の特性は、下記したように、本願とは大き
な違いがあった。
な違いがあった。
磁気特性 Br……６０００(G)，BHc……５０００(Oe)， |BH|max……８．０ＭＧＯｅ 密度……５．２ ・機械的性質 抗張力……７２０Kg／cm2 抗折力……２９０〃 実施例２ 組成が一般式で、Ｓｍ（CobalCu0.07Fe0.32Zr0.014)7.5
合金を溶解、鋳造法により１０Kgつくった。この合金を
塊状のまま次の条件で、磁気硬化熱処理を行った。
合金を溶解、鋳造法により１０Kgつくった。この合金を
塊状のまま次の条件で、磁気硬化熱処理を行った。
（溶体化処処）：１１４０℃×３０時間Ａｒガス雰囲
気炉中で加熱後３００℃まで −２５℃／分で冷却し
た。
気炉中で加熱後３００℃まで −２５℃／分で冷却し
た。
（時効処理）：Ａｒガス雰囲気炉中で８００℃×１６
時間加熱後６００℃まで−２８℃／分で冷却し同温度に
３時間保持後３００℃まで、−５℃／分で冷却した。
時間加熱後６００℃まで−２８℃／分で冷却し同温度に
３時間保持後３００℃まで、−５℃／分で冷却した。
次に磁気硬化処理を終えた合金インゴットは、粉末製造
工程ラインに回され、粉末をつくった。
工程ラインに回され、粉末をつくった。
（粗粉砕）：ジョークラッシャーで０．５〜２m/mの粗
粉末をつくった。
粉末をつくった。
（微粉砕）：非酸化性雰囲気中、ボールミル法により粒
度２μｍ〜８０μｍの微粉末とした。該粉末は、酸化防
止及び、樹脂とのなじみ性改質を目的にシランカップリ
ング剤を１Ｖｏｌ％を加えて表面処理を行ってある。
度２μｍ〜８０μｍの微粉末とした。該粉末は、酸化防
止及び、樹脂とのなじみ性改質を目的にシランカップリ
ング剤を１Ｖｏｌ％を加えて表面処理を行ってある。
こうして予備処理を終えた磁石粉末は、第３表に示す条
件で、混練しコンパウンドをつくった。
件で、混練しコンパウンドをつくった。
コンパウンドは、押し出し成形機で、次の条件により異
方性複合永久磁石をつくった。本実施例は、磁性粉末の
量をどこまで高められるか行ったもので、第４表の結果
の通り、磁石粉末８５Ｖｏｌ％付近で限界であった。こ
こで押出し方法は、第１図に示したものと同じ装置、型
で行った。
方性複合永久磁石をつくった。本実施例は、磁性粉末の
量をどこまで高められるか行ったもので、第４表の結果
の通り、磁石粉末８５Ｖｏｌ％付近で限界であった。こ
こで押出し方法は、第１図に示したものと同じ装置、型
で行った。
ここで言えることは、比較例の射出成形法は、磁石粉末
の量は、高々６５Ｖｏｌ％が限界であった。従って、押
し出法は、磁石粉末の比率を大巾に高められることがわ
かった。一方、寸法精度を見ると、φ８±0.05以下の条
件では、磁石粉末の比率は７４Ｖｏｌ％〜６１Ｖｏｌ％
であったが、これは押し出条件（圧力、温度、スピー
ド）を変えることによって範囲拡大が可能である。すな
わち、磁石粉末の量を８０Ｖｏｌ％〜６０％程度まで
は、高い加工精度を維持できることが可能となった。
の量は、高々６５Ｖｏｌ％が限界であった。従って、押
し出法は、磁石粉末の比率を大巾に高められることがわ
かった。一方、寸法精度を見ると、φ８±0.05以下の条
件では、磁石粉末の比率は７４Ｖｏｌ％〜６１Ｖｏｌ％
であったが、これは押し出条件（圧力、温度、スピー
ド）を変えることによって範囲拡大が可能である。すな
わち、磁石粉末の量を８０Ｖｏｌ％〜６０％程度まで
は、高い加工精度を維持できることが可能となった。
また本発明におけるバインダーは熱可塑性樹脂であれば
良い。好ましくは、ナイロン６，ナイロン１２，ナイロ
ン６−６，塩化ビニール，ＰＰ，ＰＥ，ＰＥＳ，ＥＶ
Ａ，ＰＥＥＫ，などを用いることにより、押出し成形に
よる、複合永久磁石を提供できるものである。従って、
コンパウンド可塑化のためには、加熱する必要が生ず
る。その温度は、樹脂材質によって変わり１２０℃〜４
００℃の範囲である。工業生産性を考えると好ましく
は、１２０℃〜３００℃付近に加熱するのが良い。さら
に異方性化の方法は、一軸異方性，極異方性ラジアル異
方性等を用いることができる。
良い。好ましくは、ナイロン６，ナイロン１２，ナイロ
ン６−６，塩化ビニール，ＰＰ，ＰＥ，ＰＥＳ，ＥＶ
Ａ，ＰＥＥＫ，などを用いることにより、押出し成形に
よる、複合永久磁石を提供できるものである。従って、
コンパウンド可塑化のためには、加熱する必要が生ず
る。その温度は、樹脂材質によって変わり１２０℃〜４
００℃の範囲である。工業生産性を考えると好ましく
は、１２０℃〜３００℃付近に加熱するのが良い。さら
に異方性化の方法は、一軸異方性，極異方性ラジアル異
方性等を用いることができる。
こうしてつくられた押し出し法による複合永久磁石は、
広汎な用途が期待される。例えば、小型ステッピングモ
ーター，Ｄ．Ｃモーター，コマーレスモーター，センサ
ー，スピーカー，ヘッドホーン，クロック用モーター，
ウォッチ用ステッピングモーターなど、小型高性能化を
要求される分野に利用できる。
広汎な用途が期待される。例えば、小型ステッピングモ
ーター，Ｄ．Ｃモーター，コマーレスモーター，センサ
ー，スピーカー，ヘッドホーン，クロック用モーター，
ウォッチ用ステッピングモーターなど、小型高性能化を
要求される分野に利用できる。
以上のように本発明によれば、希土類永久磁石の量産性
を高め、また加工形状の自由度を高められる等極めて実
用性を向上させることを可能にした。
を高め、また加工形状の自由度を高められる等極めて実
用性を向上させることを可能にした。
具体的効果を列挙すれば以下の通りである。
(1) 本発明法は、磁場中押し出し成形法により、希土
類複合永久磁石材料を製造する方法で、連続的に所望形
状製品を生産できる極めて加工コストを低くできる効果
を有する。
類複合永久磁石材料を製造する方法で、連続的に所望形
状製品を生産できる極めて加工コストを低くできる効果
を有する。
(2) 原料コストが在来のフエライト系磁石に比べ、約
１００倍も高い希土類金属を主体に使用するので、加工
層の発生を極力少くしないとコストアップになってしま
う。本発明方法によれば、原料歩留りは、約９５％と従
来法に比べ極めて高い効果を有する、ちなみに、焼結法
は、約５０〜６０％射出成形法では、３０％である。但
し射出成形法は、スプール，ランナー等の原料はリサイ
クル使用するので原料歩留りは、もつと高くなる。しか
しリサイクル使用するため、磁気性能低下分を考えない
とならないので、本発明法に比べ不利である。
１００倍も高い希土類金属を主体に使用するので、加工
層の発生を極力少くしないとコストアップになってしま
う。本発明方法によれば、原料歩留りは、約９５％と従
来法に比べ極めて高い効果を有する、ちなみに、焼結法
は、約５０〜６０％射出成形法では、３０％である。但
し射出成形法は、スプール，ランナー等の原料はリサイ
クル使用するので原料歩留りは、もつと高くなる。しか
しリサイクル使用するため、磁気性能低下分を考えない
とならないので、本発明法に比べ不利である。
(3) 本発明法は、ダイス形状により、異形状、薄肉形
状、長尺物等形状の任意性を大巾に高められる効果を有
する。薄肉は例えば外径６０m/m以下で、肉厚０．２m/m
〜１m/mのものを容易に量産製造できる。
状、長尺物等形状の任意性を大巾に高められる効果を有
する。薄肉は例えば外径６０m/m以下で、肉厚０．２m/m
〜１m/mのものを容易に量産製造できる。
第１図は、本発明の一実施例様を示す磁場中押し出し成
形装置の断面図である。 １……材料供給口 ２……スクリュー ３……バレル ４……磁場コイル ５……ダイ ６……ヒーター ７……溶融コンパウンド ８……水冷コイル（脱磁コイルも兼ねる） ９……冷却ダイス １０……複合永久磁石材料
形装置の断面図である。 １……材料供給口 ２……スクリュー ３……バレル ４……磁場コイル ５……ダイ ６……ヒーター ７……溶融コンパウンド ８……水冷コイル（脱磁コイルも兼ねる） ９……冷却ダイス １０……複合永久磁石材料
Claims (2)
- 【請求項１】（Ａ）イットリウム、ラントナイド系希土
類金属又はこれらの両方（以下、Ｒという。）並びに遷
移金属（ＴＭ）からなり、一般式で表せばＲＴＭｚ
（ｚ：４．６〜８．８）である金属間化合物合金を用い
てつくられた粒径２μｍ〜１８０μｍの磁石粉末と （Ｂ）結合のための熱可塑性樹脂とを、 混合した複合組成物を温度１２０℃以上の４００℃未満
の金型内で、押出成形することを特徴とする複合永久磁
石の製造方法。 - 【請求項２】前記磁石粉末が４０体積％〜８０体積％と
なるように熱可塑性樹脂と混合した複合組成物を用いる
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の複合永久
磁石の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59050738A JPH0616447B2 (ja) | 1984-03-16 | 1984-03-16 | 複合永久磁石の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59050738A JPH0616447B2 (ja) | 1984-03-16 | 1984-03-16 | 複合永久磁石の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60194503A JPS60194503A (ja) | 1985-10-03 |
| JPH0616447B2 true JPH0616447B2 (ja) | 1994-03-02 |
Family
ID=12867177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59050738A Expired - Lifetime JPH0616447B2 (ja) | 1984-03-16 | 1984-03-16 | 複合永久磁石の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0616447B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62260552A (ja) * | 1986-05-02 | 1987-11-12 | Seiko Epson Corp | 小型モ−タ−用ロ−タ−磁石 |
| JP2850431B2 (ja) * | 1988-09-05 | 1999-01-27 | セイコーエプソン株式会社 | 記録媒体駆動装置及びこれを備えた電子機器 |
| JP2579550B2 (ja) * | 1989-11-08 | 1997-02-05 | セイコーエプソン株式会社 | 小型モ−タ−用ロ−タ−の製造方法 |
| DE69332376T2 (de) * | 1992-05-12 | 2003-02-13 | Seiko Epson Corp | Seltenerd verbundmagnet, zusammensetzung hierfür und herstellungsverfahren |
| US6451221B1 (en) | 2000-12-28 | 2002-09-17 | Xerox Corporation | Extrudable magnet compound with improved flow properties |
-
1984
- 1984-03-16 JP JP59050738A patent/JPH0616447B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60194503A (ja) | 1985-10-03 |
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