JPH06224061A - 異方性希土類磁石の製造方法 - Google Patents

異方性希土類磁石の製造方法

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JPH06224061A
JPH06224061A JP5027606A JP2760693A JPH06224061A JP H06224061 A JPH06224061 A JP H06224061A JP 5027606 A JP5027606 A JP 5027606A JP 2760693 A JP2760693 A JP 2760693A JP H06224061 A JPH06224061 A JP H06224061A
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JP
Japan
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magnet
powder body
atomic
composition
alloy
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JP5027606A
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English (en)
Inventor
Michihiro Torii
道寛 鳥居
Masanao Okuda
正直 奥田
Kiwa Ikeda
喜和 池田
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II R D KK
Original Assignee
II R D KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 原料供給からホットプレス成形、塑性加工に
伴う結晶構造の変形と磁気異方性の付与までの工程を連
続して行うことができ、それにより高収率で高磁気特性
の異方性希土類磁石を効率良く製造する。 【構成】 ネオジウム・鉄・ホウ素系などの希土類磁石
粉体を、不活性雰囲気中で700〜950℃の温度に加
熱し、加圧して絞り込んだノズル部10を通して連続的
に押出し成形し、押出方向に対してほぼ垂直な面方向に
磁気異方性をもつように結晶構造を変形させた後、冷却
して取り出す。冷却して取り出す製品に、押出し力と同
時に引抜き力を付与することも有効である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、加熱押出し法による異
方性希土類磁石の製造方法に関し、更に詳しく述べる
と、希土類系合金からなる磁石粉体を、不活性雰囲気中
で加熱押出し装置により熱処理しつつ押出し成形するこ
とにより、押出方向に対して垂直な面方向に磁気異方性
をもつ高密度化した希土類磁石を製造する方法に関する
ものである。この技術によれば、高残留磁束密度・高抗
磁力を呈する永久磁石が得られ、それは例えば小型モー
タ用永久磁石などに好適である。
【0002】
【従来の技術】急冷薄帯法によって調整したネオジウム
・鉄・ボロン系磁石粉体を用いる場合には、該磁石粉体
を高温に保持した金型内に充填して圧縮成形(ホットプ
レス)を行うことにより、等方性のバルク磁石(密度が
ほぼ100%に近い成形品)が得られる。その成形品に
磁気異方性を付与するには、その後、高温に保持した別
の金型に移し、再度加熱加圧して塑性変形させることに
より結晶構造を変形させる方法が採られている。例えば
ダイアップセット法と呼ばれる加熱塑性加工法を用い、
軸方向に圧縮することにより軸異方性磁石が得られ、後
方リング押出あるいは前方リング押出によりラジアル異
方性磁石が得られる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来技術による製造方法では、ホットプレス工程
で、高温に保持された金型内に、酸素に対して非常に活
性の大きいネオジウム・鉄・ボロン系磁石粉体を充填し
て加圧成形するために、アルゴンガス等の不活性ガス中
で操作しなければならない。またホットプレス成形操作
のために長時間のサイクルタイムを必要とする欠点があ
った。更にホットプレス後、成形体を再び加熱された金
型に移し、再度加圧して塑性変形により磁気異方性を持
たせるダイアップセット工程でも、長時間のサイクルタ
イムと不活性ガス中における操作が必要であった。
【0004】またリング状のラジアル異方性磁石を製造
するには、後方リング押出法あるいは前方リング押出法
が用いられるが、どうしても製品の上下部分(中心軸方
向の端部)には、塑性変形が不十分なため磁気特性を満
足できない部分が生じ、その部分を切除するため材料の
収率が低くなる欠点もあった。
【0005】本発明の目的は、上記のような従来技術の
問題を解決し、原料供給からホットプレス成形、塑性加
工に伴う結晶構造の変形と磁気異方性の付与までの工程
を連続して行うことができ、それにより高収率で高磁気
特性の異方性希土類磁石を効率良く製造できる方法を提
供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の異方性希土類磁石の製造方法は、R(Rは
イットリウムを含む希土類元素の1種以上):10〜3
0原子%、ホウ素:2〜28原子%、M(但し、Mは
鉄、コバルト、ニッケルの1種以上):65〜82原子
%を含む組成の磁石粉体を、不活性雰囲気中で700〜
950℃の温度に加熱し、加圧して絞り込んだノズル部
を通して連続的に押出し成形し、押出方向に対してほぼ
垂直な面方向に磁気異方性をもつように結晶構造を変形
させた後、冷却して取り出す方法である。更に、冷却し
て取り出す製品に、押出し力と同時に引抜き力を付与す
る方法も有効である。
【0007】本発明における希土類元素としては、例え
ばネオジウム、プラセオジウム、ランタン、セリウム、
サマリウム、ガドリニウム、プロメシウム、ユーロピウ
ム、ルテチウム、ジスプロシウム、テルビウム、ホルミ
ウム等がある。イットリウムは希土類元素ではないが、
本発明では他の希土類元素と同様に扱える。Rの含有量
が10原子%未満であると保磁力(iHc)が低くな
り、30原子%を超えると残留磁束密度(Br)が低く
なり、ともに高性能磁石となり得ない。本発明において
特に好ましい希土類元素はネオジウム(Nd)であり、
その一部をジスプロシウム(Dy)、テルビウム(T
b)、プラセオジウム(Pr)等の他の希土類元素で置
換してもかまわない。またホウ素(B)の含有量が2原
子%未満であると保磁力が低くなり、28原子%を超え
ると残留磁束密度が低くなり好ましくない。
【0008】本発明で用いる希土類磁石材料の組成は、
好ましくは化学量論組成Nd13Fe82.74.3 又はその
近傍組成である。その合金を溶融した後、急冷薄帯法に
よって製造したリボン状体を粉砕した磁石粉体を用いる
方法や、溶融合金を冷却した固化体を粉砕した磁石粉体
を用いる方法がある。また鉄の一部をコバルト、銅、ア
ルミニウムで置換した合金を用いることもある。
【0009】また前記の磁石粉体に対して、低温時の潤
滑剤として、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸
亜鉛等の金属石鹸を0.5重量%以下添加した材料を用
いてもよい。その金属石鹸と同時に、あるいは金属石鹸
とは別に、高温時の潤滑剤並びに結合剤として作用する
酸化燐、酸化バナジウム、酸化鉛、低温ガラス等の非金
属系の無機質バインダを1.2重量%以下添加した材料
を用いてもよい。
【0010】
【作用】磁石粉体を不活性雰囲気中で加熱し押出し力を
加えることでホットプレス作用が付与される。引き続い
て、加熱されている絞り込んだノズル部を通して押し出
すことで、成形体は塑性変形し、それに伴い成形体と金
型側壁との間に働く摩擦力と、粉体の推力に対して垂直
方向に生じる分力が成形体に加わることにより、成形体
の結晶構造が押出方向に対してほぼ垂直な面方向に磁気
異方性をもつように結晶方向が変形する。押し出されて
くる製品の先端を引っ張ると、より一層配向度が向上す
る可能性がある。
【0011】ノズル部の形状によって、リング状のラジ
アル異方性磁石や、セグメント状あるいは平板状で面方
向の異方性をもつ磁石が得られる。磁石特性を阻害しな
い程度の量の金属石鹸や非金属系無機質バインダを添加
することで、低温時の潤滑効果を高めたり、高温時の潤
滑効果を高めると共に粉体同士の結合力を高めることが
できる。
【0012】
【実施例】まず、本発明方法を実施するための製造装置
の一例について、図1により説明する。この装置は、と
もにアルミナセラミックス製のノズル部10及びシリン
ダ部12を備え、該シリンダ部12の基端側には連続押
出機14を設置してある。ノズル部10及びシリンダ部
12の外周には高周波加熱コイル16を巻き付け、通電
制御によって内部の磁石材料を所定の温度に制御できる
ようになっている。ここでシリンダ部12の内径は60
mmφであり、ノズル部10は300mmの間に外型20の
内径が36mmφ、内型22の外径が34mmφとなるよう
な傾斜角をもつように設定してある。ノズル部10の出
口部分の外周には水冷機30を設け、更にその先端には
800mmの長さにわたってステンレス製の水冷パイプに
よる冷却装置32を設置する。また冷却装置32の内部
にはアルゴンガスが注入できるようになっている。そし
て製品の出口位置には引抜機34を設置する。なお図示
するのを省略するが、入口側には酸素混入防止機構を有
する原料フィーダ部が設けられている。
【0013】化学量論組成Nd13Fe82.74.3 の近傍
組成の合金を溶融した後に、急冷薄帯法によって急冷リ
ボンを作製し、それをアトライタ粉砕機により150μ
m以下の粒径に粉砕して磁石合金粉体を得た。この磁石
粉体に、ステアリン酸亜鉛を0.2重量%、五酸化燐を
0.3重量%を添加し、混練機を用いて混練した。この
混練物を、図1に示す装置の酸素混入防止機構を有する
フィーダ部に入れ、一度真空脱気した後、アルゴンガス
で雰囲気置換を行った。外部から高周波加熱によりノズ
ル部10及びシリンダ部12を750〜850℃に加熱
し、連続押出機14により材料を押し出した。シリンダ
部12で材料を圧縮し、ノズル部10で絞り込んだ。成
形体が可塑状態となる850℃近傍での押出推力は約4
ton/cm2であった。ノズル部10では、成形体と外型・
内型の側壁との間に生じる摩擦力と、粉体の推力の垂直
方向分力が成形体に加わることにより、成形体の結晶構
造がラジアル方向に磁気異方性が生じるように変形し
た。そして水冷機30及び冷却装置32において所定の
温度勾配で冷却し、出口部において空気と接触する時の
温度が80℃程度となるようにした。これによって、優
れた特性の異方性希土類磁石が得られた。なお本実施例
では、出口部において製品を引抜き機34にチャッキン
グし、推力12ton で引き抜いた。
【0014】この方法によって製造した製品は、外径が
36mmφ、肉厚が1mmのパイプ状であり、ラジアル異方
性を有し、その磁気特性は残留磁束密度が9,200 G、保
磁力が8,100 Oe、最大エネルギー積は18.6MGOeで
あった。
【0015】上記の実施例は急冷薄帯法によるリボン状
体を粉砕した磁石粉体を用いたが、特にこれに限定され
るものではなく、溶融合金法による磁石粉体や鋳造法に
よる合金磁石粉体など、公知の合金作製法にてよって製
造した粉体を使用できる。更にその組成も、ネオジウム
以外の希土類元素を含んでいてもよいし、コバルトやニ
ッケルあるいは他の微量添加元素を含んだ合金でもよ
い。ノズル部の形状によっては平板状あるいはセグメン
ト状で、それらの面に垂直な方向に異方性を呈する希土
類磁石を製造することも可能である。
【0016】
【発明の効果】本発明は上記のように、原料供給から等
方的加熱圧縮工程と塑性変形のための加熱圧縮工程及び
製品の取り出しまでを連続して行うことができるため、
材料の酸化劣化が生じ難く、短時間で効率良く製造でき
る効果がある。更に上記方法では、成形体を最終製品の
形態で連続的に取り出せるため、材料の収率が高く、高
特性の異方性希土類磁石が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法で用いる製造装置の一例を示す説明
図。
【符号の説明】 10 ノズル部 12 シリンダ部 14 連続押出機 16 高周波加熱コイル 20 外型 22 内型 30 水冷機 32 冷却装置 34 引抜機

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 R(Rはイットリウムを含む希土類元素
    の1種以上):10〜30原子%、ホウ素:2〜28原
    子%、M(但し、Mは鉄、コバルト、ニッケルの1種以
    上):65〜82原子%を含む組成の磁石粉体を、不活
    性雰囲気中で700〜950℃の温度に加熱し、加圧し
    て絞り込んだノズル部を通して連続的に押出し成形し、
    押出方向に対してほぼ垂直な面方向に磁気異方性をもつ
    ように結晶構造を変形させた後、冷却して取り出すこと
    を特徴とする異方性希土類磁石の製造方法。
  2. 【請求項2】 冷却して取り出す製品に、押出し力と同
    時に引抜き力を付与する請求項1記載の製造方法。
  3. 【請求項3】 化学量論組成R13Fe82.74.3 又はそ
    の近傍組成からなる合金を溶融した後、急冷薄帯法によ
    って製造したリボン状体を粉砕した磁石粉体を用いる請
    求項1又は2記載の製造方法。
  4. 【請求項4】 化学量論組成R13Fe82.74.3 又はそ
    の近傍組成からなる合金を溶融した後に、冷却した固化
    体を粉砕した磁石粉体を用いる請求項1又は2記載の製
    造方法。
  5. 【請求項5】 鉄の一部をコバルト、銅、アルミニウム
    の1種以上で置換した合金を用いる請求項3又は4記載
    の製造方法。
  6. 【請求項6】 低温時の潤滑剤としてステアリン酸マグ
    ネシウム、ステアリン酸亜鉛等の金属石鹸を、磁石材料
    に対して0.5重量%以下添加混合した材料を用いる請
    求項1又は2記載の製造方法。
  7. 【請求項7】 高温時の潤滑剤並びに結合剤として作用
    する酸化燐、酸化バナジウム、酸化鉛、低温ガラス等の
    非金属系の無機質バインダを、磁石材料に対して1.2
    重量%以下添加混合した材料を用いる請求項1、2又は
    6記載の製造方法。
JP5027606A 1993-01-23 1993-01-23 異方性希土類磁石の製造方法 Pending JPH06224061A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014044456A1 (de) * 2012-09-18 2014-03-27 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum herstellen eines anisotropen magneten und anisotroper magnet
JP2020038936A (ja) * 2018-09-05 2020-03-12 日立金属株式会社 マグネットロールの製造装置及び該製造装置に使用される金型

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