JPH0654732B2

JPH0654732B2 - 樹脂結合型希土類磁石の製造方法

Info

Publication number: JPH0654732B2
Application number: JP1285015A
Authority: JP
Inventors: 達也下田; 栄治名取; 正人藤原; 哲弘小口
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1989-11-02
Filing date: 1989-11-02
Publication date: 1994-07-20
Anticipated expiration: 2009-07-20
Also published as: JPH02153508A

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磁
石の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、フェライト磁石の分野ではずでに工業的に
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
最近始まったばかりである。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、スプルとランナーあるい
は、良品にならなかった不合格磁石の再利用のことであ
る。

第２図は射出成形された物の全体を示す模式図である。

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。

射出成形で磁石を製造すれば、必ずスプル３とランナー
２は同時に成形される。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
る場合は８０〜９０％以上になってしまう。

従って、原料費が高価な希土類磁石の場合、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、成形開始直後のショットが安定せ
ず、通常１０ショット程度、多い時には数十ショットの
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った為出来る不良品
で、充填不足とか寸法がバラついている為不良品となっ
たものである。

また成形途中でも条件のバラツキによって、このような
不良品は生ずる。

これらの為、射出成形による磁石の不良品率は２〜１０
％程度になる。

これらの不良品磁石の再生処理も必要不可欠である。

しかし、従来希土類磁石の射出成形による製造には、Ｒ
Ｃｏ_５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
能であった。

何故ならば、ＲＣｏ_５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中の希土類元素が参加して
しまう。

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っ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ごとに低下する。

第３図は、ＳｍＣｏ_５磁石粉末６０容積％とポリアミド
より作製したペレットを成形したサイクル実験結果を示
す。図に明らかなようにリサイクル回数が増すごとに磁
気性能は低下している。同時に機械的性能も低下してい
る。

最初の状態で引張り強度は３００kg／cm²あったものが
リサイクル５回目には、９５kg／cm²になった。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である。

即ち、希土類磁石粉末として従来のＲＣｏ_５型を、Ｒ_２
ＴＭ₁₇型（ＴＭは遷移金属を示す）に代えることによ
り、材料の再生利用を可能にしたものである。

［課題を解決するための手段］本発明は、射出成形法による樹脂結合型希土類磁石の製造方法にお
いて、ａ．Ｒ_２ＴＭ₁₇型の希土類合金を溶解し、ｂ．原料合金を溶体化熱処理を行い、ｃ．次いで時効処理し、ｄ．粉砕処理して粒度調整し、ｅ．得られた磁石粉末を表面処理し、ｆ．次いで得られた磁石粉末とポリアミド樹脂と混練
し、ｇ．得られた混練物を粉砕しペレット化し、ｈ．次いで得られた磁石粉末を磁場射出成形し、ｉ．得られた磁石とスプルとランナーとをゲートカット
により分離し、ｊ．得られたスプルとランナーを前記ｇ工程にリサイク
ルするａ〜ｊ工程とから成る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。

また、前記射出成形し得られた磁石あるいはスプルとラ
ンナーを脱磁したのちリサイクル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であり、さらに、磁石あるいはスプルとランナーより再生した原
料と混練あがりの原料を混合して用いることを特徴とす
る樹脂結合型希土類磁石の製造方法である。

［作用］一般に希土類磁石のうち、Ｒ_２ＴＭ₁₇型の磁性粉は、希
土類の含有量がＲＣｏ_５型よりも少ないので酸化性もそ
れだけ少い。

また保磁力機構が、ＲＣｏ_５型の粒子表面での核生成に
もとづくのに比べ、Ｒ_２ＴＭ₁₇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_５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ったが、Ｒ_２Ｔ
Ｍ₁₇型では保磁力は粒度に依存しない。

従って粒子の延べ表面積は、ＲＣｏ_５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Ｒ_２ＴＭ₁₇
型の磁粉の方が、磁気的性質はすぐれている。

上述した如くＲＣｏ_５型磁粉に比べて、特性のすぐれて
いるＲ_２ＴＭ₁₇型磁粉が最初から使用されないのは、Ｒ
_２ＴＭ₁₇磁粉の製造がたいへん難しいものであるからで
あった。

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Ｒ_２ＴＭ₁₇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、Ｒ_２ＴＭ₁₇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ったので、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、本発明においては、前述したごとく、樹脂結合
型希土類合金を溶解し、これより得られた希土類磁石粉
末を用いて、射出成形された磁石あるいはスプルとラン
ナーを粉砕してリサイクルするａ〜ｊ工程からなる製造
方法により、高性能でかつ安価な磁石の製造が初めて可
能となったものである。

以下本発明の実施例を説明する。

［実施例１］第１図に本発明方法の工程図を示す。

まず、Ｒ_２ＴＭ₁₇型の希土類合金として、例えば、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図の工程に従って、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
却時効を組み合わせて行った。

次に試料は、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粒度調整する。

粒度調整した磁石粉末は、次にシランカップリング剤で
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、２４０〜２
７０℃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
てペレット化された。

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
カットを施すと磁石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図のような角ブロックの磁石を同
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、射出成形に当たっては、最初２０００ショット成
形して磁石とスプルとランナーを分離した。２０００シ
ョット分のスプルとランナーを２等分個して、一方は脱
磁を行ってから（Ａ群）、他方はそのまま（Ｂ群）各々
ペレットにした。

Ａ群の方は再び射出成形して、スプルとランナーを分離
脱磁してペレット化してという操作をくり返し、全体と
してリサイクル５回までの磁石試料を得た。

Ｂ群も同様にして、脱磁なしでリサイクル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
分った。いずれにせよ、第４図(a),(b) は、Ｒ_２ＴＭ₁₇
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、保磁力iHc はわず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
ったので、第５図は両者のｎ＝１５づつの平均である。
従って、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ったことが示された。

［実施例２］実施例１で最初に製造した２０００ショットの磁石を原
料として、再生実験を試みた。

脱磁は、射出後型内で行った。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図と殆ど変らなかった。

［実施例３］磁石原料のＲ_２ＴＭ₁₇型の希土類合金の他の例として、
Ｓｍ_0.92Ｐｒ_0.08（ＣＯ_0.614Ｃｕ_0.07Ｆｅ_0.3Ｚｒ
_0.016）_7.8の組成物を用い、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
ショットの射出成形を行った。

次に原材料に１００ショッ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ショ
ットの成形を行った。

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
っても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った。

本発明法により製造される磁石は、ステップモータ，Ｄ
Ｃサーボモータ，小型リレー，アクチュエーター，スピ
ーカ，ブザー等と組み込まれ、メカトロニクスの民生，
産業分野に多大な文献を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４図(a) 図及び第４図(b) 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ッ
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

【特許請求の範囲】

【請求項１】射出成形法による樹脂結合型希土類磁石の
製造方法において、ａ．Ｒ_２ＴＭ₁₇型の希土類合金を溶解し、ｂ．原料合金を溶体化熱処理を行い、ｃ．次いで時効処理し、ｄ．粉砕処理して粒度調整し、ｅ．得られた磁石粉末を表面処理し、ｆ．次いで得られた磁石粉末とポリアミド樹脂と混練
し、ｇ．得られた混練物を粉砕してペレット化し、ｈ．次いで得られた磁石粉末を磁場射出成形し、ｉ．得られた磁石とスプルとランナーとをゲートカット
により分離し、ｊ．得られたスプルとランナーを前記ｇ工程にリサイク
ルするａ〜ｊ工程からなることを特徴とする樹脂結合型希土類
磁石の製造方法。
【請求項２】前記射出成形し得られた磁石あるいはスプ
ルとランナーを脱磁したのちリサイクルすることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の樹脂結合型希土類磁
石の製造方法。
【請求項３】磁石あるいはスプルとランナーより再生し
た原料と混練あがりの原料を混合して用いることを特徴
とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の樹脂結
合型希土類磁石の製造方法。