JPH0663070B2 - マンガン−アルミニウム−炭素系合金磁石の製造法 - Google Patents

マンガン−アルミニウム−炭素系合金磁石の製造法

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JPH0663070B2
JPH0663070B2 JP8855486A JP8855486A JPH0663070B2 JP H0663070 B2 JPH0663070 B2 JP H0663070B2 JP 8855486 A JP8855486 A JP 8855486A JP 8855486 A JP8855486 A JP 8855486A JP H0663070 B2 JPH0663070 B2 JP H0663070B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、永久磁石の製造法に係り、とくに多結晶マン
ガン−アルミニウム−炭素(Mn−Al−C)系合金磁石に
よる高性能な多極着磁用Mn−Al−C系合金磁石の製造法
に関する。
従来の技術 Mn−Al−C系合金磁石は、主として強磁性相である面心
正方晶(τ相、L1型規則格子)の組織で構成され、C
を必須構成元素として含み、不純物以外に添加元素を含
まない3元系及び少量の添加元素を含む4元系以上の多
元系合金磁石が知られており、これらを総称するもので
ある。
従来、その製造方法は、Mn−Al−C系磁石用合金からな
る中空体状ビレットの外周を、外型で拘束した状態で、
その圧縮面が平面となったポンチにより、圧縮加工する
ものであった(特開昭58−192306号公報)。
発明が解決しようとする問題点 上記従来の製造方法によれば、ビレットは、その内、外
周部とも略等しい圧縮ひずみが加えられることとなるの
で、例えばこの圧縮により磁化容易方向配列は第5図の
A線のごとく半径方向への略直線となる。
したがって、この状態で同図に示すごとく外周、または
内周にS,Nの着磁をしようとしても、その場合の理想的
な磁化容易方向配列である略半円状のB線とはあまりに
も磁化容易方向配列が異なるため、着磁作業を行っても
強力な磁力が得られなかった。
そこで上記従来例ではその第2図に示すごとく内周にS,
Nの着磁を行う前に、圧縮後のビレットの内周部を再度
圧縮することにより磁化容易方向配列を本出願の第5図
のB線のごとく略半円状に近づけ、その後内周への着磁
作業を行うようにしていた。
しかしながら従来のものはこのような略半円状の磁化容
易方向配列を得るには、ビレットの圧縮後に、ビレット
の内周、または外周を再度圧縮しなければならず、作業
性の悪いものであった。
そこで本発明は、ビレットの内周部にS,Nの着磁を行う
ものにおいて、略半円状の磁化容易方向配列が簡単に得
られるようにすることを目的とするものである。
問題点を解決するための手段 そしてこの目的を達成するために本発明は、あらあじめ
異方性化した多結晶マンガン−アルミニウム−炭素系磁
石用合金からなる中空体状のビレットを、530ないし830
℃の温度で、ポンチを軸方向に押圧して圧縮する構成と
し、前記ポンチは、ビレットを端部から軸方向に圧縮す
る第1の圧縮面と、この第1の圧縮面の中央部からビレ
ット内方向に突出した突出部とを有し、前記第1の圧縮
面は、その外周面から内周部に向けてビレットの端部に
接近する傾斜を有し、この傾斜した第1の圧縮面により
前記ビレットを、その内周部の圧縮ひずみが外周部の圧
縮ひずみより大きくなるように圧縮加工し、前記突出部
は、その外表面に凹凸状の第2の圧縮面を有し、この第
2の圧縮面によりビレットの内周面を凹凸状に成型する
ものである。
作用 以上の構成とすると、あらかめ異方性化した多結晶マン
ガン−アルミニウム−炭素系磁石用合金からなる中空体
状ビレットをポンチにより軸方向に圧縮すると、ポンチ
の第1の圧縮面が、外周部から内周部に向けてビレット
に接近する傾斜を有するので、ビレットはその内周部の
圧縮ひずみが外周部の圧縮ひずみより大きくなり、また
そのようにしたビレットの内周部を、ポンチの突出部外
表面の凹凸状となった第2の圧縮面により凹凸状に成型
するで、この結果として圧縮後のビレットの内周部に
は、略半円状の磁化容易方向配列が一度の圧縮により容
易に形成され、またこれによりビレットの内周にS,Nの
着磁を行うと強力な磁力が得られることになるのであ
る。
実施例 第1図は圧縮加工前の状態をビレットの軸方向から見た
断面を示し、第4図はその正面側からの断面図である。
両図において1はあらかじめ異方性化した多結晶Mn−Al
−C系合金磁石からなる円筒体状のビレット、2はポン
チで、第1の圧縮面2aと、ビレット1内に突入した突出
部2bと、この突出部2bの外表面であって、ビレット1の
内周面を成型するための凹凸状の第2の圧縮面2cとを有
し、第1の圧縮面2aは外周面から内周面にかけてビレッ
ト1に接近する傾斜を有している。4は外型で、ビレッ
ト1の外周面を拘束するためのものである。第2図は圧
縮加工後の状態を示す。第2図に示したように、円筒体
状のビレット1は圧縮加工の進行に伴って径が小さくな
り、内周面の一部がポンチ2の第2の圧縮面2cの凸部と
接触するようになり、さらに圧縮加工を進行させること
により第2図に示したようにビレット1の内周面がポン
チ2の第2の圧縮面2cの凹部に接触し、一方、外周面は
外型4の表面に接触したままである。第2図に示した状
態まで圧縮加工を行う必要はなく、ビレット1の内周面
の一部がポンチ2の圧縮面2cの凸部と接触した後は、適
宜の時点で圧縮加工を終了してもよい。言い換えれば、
ビレット1の内周面に凹凸が形成されればよい。
この場合ビレット1圧縮加工前の内径の最小はポンチ2
の表面の凸部に接する大きさである。この場合は、圧縮
加工前にすでにビレット1の内周面の一部がポンチ2の
表面によって拘束された状態で圧縮加工が施される。
このように、ポンチ2の表面に凹凸が存在することによ
ってビレット1は圧縮加工後、内周面に凹凸が形成され
る。圧縮加工過程において、最も早く内周面が拘束され
る部分(加工後のビレット1の内周面の凹部)は周方向
に磁化容易方向配列を有する部分となり、最後に内周面
が拘束される部分又は最後まで内周面が拘束されない部
分(加工後のビレット1の内周面の凸部、中心に最も近
い部分)は径方向に磁化容易方向配列を有する部分とな
る。その中間の部分の磁化容易方向配列は周方向から径
方向へ順次変化している部分である。言い換えると、第
1図においてポンチ2の第2の圧縮面2cの凸部によって
形成されるビレット1の内周面の凹部の曲面に沿った方
向に磁化容易方向配列がビレット1の内周部から次第に
連続的に変化する。そのため内周着磁において何極着磁
するかによって、この凹凸部の数を決定すればよい。第
1図では加工後のビレット1の内周面の凸部が6つある
ため、6極着磁に適した異方性構造を有する磁石とな
り、加工後の凸部に当る部分が、内周着磁における極の
部分になる。
前記の一例で述べたように、本発明はビレット1の軸方
向に圧縮加工する際に、ポンチ2,3、外型4よりなる金
型等を用いてビレット1の内周面が凹凸状になるように
成形圧縮加工することによって、内周着磁を施した場合
に高い磁気特性を示す異方性構造を有する磁石を得るも
のである。
次に、ビレット1の内周部の圧縮ひずみが外周部の圧縮
ひずみより大きくなることを第4図を用いて説明する。
第4図は上述のごとく第1図に垂直な方向、つまり正面
側からみた加工前の状態の断面を示す。第4図に示すよ
うに、ポンチ2およびポンチ3のビレット1と接触する
圧縮面2a、3aは、外周部から内周部に向けてビレット1
に接近する傾斜面となっている。このポンチ2およびポ
ンチ3を用いて、ビレット1の軸方向に加圧することに
よって、ビレット1は軸方向に圧縮加工される。圧縮加
工後のビレット1の内周部の高さは外周部の高さより低
い。つまり、ビレット1の内周部の圧縮ひずみが外周部
の圧縮ひずみより大きくなるようにビレット1の軸方向
に圧縮加工を施したことになる。圧縮ひずみとは、ビレ
ット1の軸方向のひずみをいう。
以上のごとく本実施例では、あらかじめ異方性化した多
結晶マンガン−アルミニウム−炭素系磁石用合金からな
る中空体状ビレット1を、ポンチ2,3により軸方向に圧
縮するものにおいて、ポンチ2,3の第1の圧縮面2a,3a
が、外周部から内周部に向けてビレット1に接近する傾
斜を有するので、ビレット1はその内周部の圧縮ひずみ
が外周部の圧縮ひずみより大きくなり、またそのように
したビレット1の内周部を、ポンチ2の突出部外表面の
凹凸状となった第2の圧縮面2bにより凹凸状に成形する
ので、この結果として圧縮後のビレット1の内周部に
は、略半円状の磁化容易方向配列が一度の圧縮により容
易に形成され、またこれによりビレットの内周にS,Nの
着磁を行うと強力な磁力が得られることになるのであ
る。
前述したような圧縮加工の可能な温度範囲については、
530ないし830℃の温度領域において、加工が行えたが、
780℃を越える温度では、磁気特性がかなり低下した。
より望ましい温度範囲としては560ないし760℃であっ
た。
次に本発明の更に具体的な実施例について説明する。
具体例1 配合組成で69.4%のMn、29.3%のAl、0.5%のC、0.7%
のNi及び0.1%のTiを溶解鋳造し、直径50m、長さ40mmの
円柱ビレットを作製した。このビレットを1100℃で2時
間保持した後、600℃まで風冷し、600℃で30分間保持し
た後、室温まで放冷する熱処理を施した。
次に、潤滑剤を介して、720℃の温度で、押出加工を行
った。押圧加工後のビレットは直径32mm、長さ98mmであ
った。この押出棒を切断および切削加工して、外径30m
m、内径24mm、長さ20mmのビレットを作製した。このビ
レットを用いて、第3図および第4図に示した金型を用
いて、潤滑剤を介して、680℃の温度で、金型内の空洞
がほぼなくなるまでの圧縮加工を行った。第3図は第1
図と同様の外型4の断面図であり、(外径4の内径)D
=30mm、X=8mm、(ポンチ2の凸部の半径)R
=2.5mm、ポンチ径D=16mmであり、ポンチ2の表面
の凸部は8個ある。なおポンチ3にポンチ2の凹凸面が
互いに嵌合する段付き部ないし穴を有し、これにより第
4図の図の上下方向に移動することができる。
また第4図の傾斜角αは20゜である。
このようにして加工後のビレット1を内径20mmまで切削
加工した後、8極の内周着磁をし、表面磁束密度を測定
した。
比較のために、前述した押出棒を切断・切削加工して、
直径24mm、長さ20mmの円柱ビレット1を作製した。この
ビレット1を680℃の温度で円柱の軸方向に長さが10mm
までの自由圧縮加工を施した。加工後のビレット1を前
記と同様に切削加工した後、着磁し、表面磁束密度を測
定した。
以上の両者の表面磁束密度の値を比較すると、本実施例
の方法で得た磁石の値は、比較のために作製した磁石の
それの約1.7倍であった。
以上、Mn−Al−C系合金磁石の組成については、Ni添加
の4元系とNi,Ti添加の5元系のものについてのみ示し
たが、Mn−Al−C系合金磁石の基本塑性である3元系あ
るいは前記以外の添加元素を含んだ公知の多元系につい
ても塑性加工後の磁石の磁気特性に若干の差は認められ
たが、従来の技術による方法により前述したような磁気
特性の向上が認められた。
またあらかじめ異方性化したMn−Al−C系合金磁石とし
て一軸異方性磁石、面異方性磁石を用いた例を示した
が、径異方性磁石、周異方性磁石などを用いても同様で
あった。
発明の効果 以上のように本発明は、あらかじめ異方性化した多結晶
マンガン−アルミニウム−炭素系磁石用合金からなる中
空体状ビレットをポンチにより軸方向に圧縮するもの
で、その場合ポンチの第1の圧縮面が、外周部から内周
部に向けてビレットに接近する傾斜を有するので、ビレ
ットはその内周部の圧縮ひずみが外周部の圧縮ひずみよ
り大きくなり、またそのようにしたビレットの内周部
を、ポンチの突出部外表面の凹凸状となった第2の圧縮
面により凹凸状に成型するので、この結果として圧縮後
のビレットの内周部には、略半円状の磁化容易方向配列
が一度の圧縮により容易に形成され、またこれによりビ
レットの内周にS,Nの着磁を行うと強力な磁力が得られ
ることになるのである。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は本発明の実施例に用いる外型の平面断
面図、第4図は正面断面図、第5図は円筒状磁石におけ
る内周多極着磁による磁路を模式的に示す図である。 1……ビレット、2,3……ポンチ、2a……第1の圧縮
面、2b……突出部、2c……第2の圧縮面、4……外型、
α……傾斜角。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】あらかじめ異方性化した多結晶マンガン−
    アルミニウム−炭素系磁石用合金からなる中空体状のビ
    レットを、530ないし830℃の温度で、ポンチを軸方向に
    押圧して圧縮する構成とし、前記ポンチは、ビレットを
    端部から軸方向に圧縮する第1の圧縮面と、この第1の
    圧縮面の中央部からビレット内方向に突出した突出部と
    を有し、前記第1の圧縮面は、その外周部から内周部に
    向けてビレットの端部に接近する傾斜を有し、この傾斜
    した第1の圧縮面により前記ビレットを、その内周部の
    圧縮ひずみが外周部の圧縮ひずみより大きくなるように
    圧縮加工し、前記突出部は、その外表面に凹凸状の第2
    の圧縮面を有し、この第2の圧縮面によりビレットの内
    周面を凹凸状に成型するマンガン−アルミニウム−炭素
    系合金磁石の製造法。
  2. 【請求項2】ビレットが、中空体の軸方向に磁化容易方
    向配列を有し、圧縮加工時の圧縮ひずみが対数ひずみの
    絶対値で0.05以上である特許請求の範囲第1項記載のマ
    ンガン−アルミニウム−炭素系合金磁石の製造法。
  3. 【請求項3】ビレットが、中空体の軸方向に垂直な平面
    に平行に磁化容易方向配列を有し、しかも前記平面内で
    は磁気的に等方性であり、かつ前記軸方向と前記平面に
    平行な直線を含む平面内では異方性である特許請求の範
    囲第1項記載のマンガン−アルミニウム−炭素系合金磁
    石の製造法。
  4. 【請求項4】圧縮加工が、前記ビレットの外周を外型で
    拘束した状態で行う特許請求の範囲第1項記載のマンガ
    ン−アルミニウム−炭素系合金磁石の製造法。
  5. 【請求項5】圧縮加工が、前記ビレットの内周の一部分
    を、ポンチの第2の圧縮面で拘束した状態で行う特許請
    求の範囲第1項記載のマンガン−アルミニウム−炭素系
    合金磁石の製造法。
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