JPH07161524A - ラジアル異方性希土類磁石の製造方法 - Google Patents

ラジアル異方性希土類磁石の製造方法

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JPH07161524A
JPH07161524A JP5305277A JP30527793A JPH07161524A JP H07161524 A JPH07161524 A JP H07161524A JP 5305277 A JP5305277 A JP 5305277A JP 30527793 A JP30527793 A JP 30527793A JP H07161524 A JPH07161524 A JP H07161524A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】本発明は、ACサーボモータ、DCブラシレスモー
タ、スピーカ用磁石等の高性能化、ハイパワー化、小型
化に対して有用な成形体間境界に亀裂がなく、高さ方向
に均一で優れた磁気特性を有するラジアル異方性焼結磁
石を安定的に製造することができる。 【構成】R- Fe-B系希土類磁石合金粉末層と該合金粉
末よりも希土類リッチな組成を持つ合金粉末接合層を交
互に圧縮積層した成形体を焼結することを特徴とするラ
ジアル異方性希土類焼結磁石の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はR- Fe-B系ラジアル異
方性希土類焼結磁石の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】フェライトや希土類合金のような結晶磁
気異方性材料を微粉砕し、特定の磁場中でプレス成形し
て成る異方性磁石は、スピーカ、モータ、計測器、その
他電機機器用として広く使用されている。この内特にラ
ジアル方向に異方性を有する希土類焼結磁石は磁気特性
に優れ、軸方向への自由な着磁が可能である。またセグ
メント磁石のように補強の必要もないため、ACサーボモ
ータ、DCブラシレスモータ等に使用されている。特に近
年はモータの高性能化に伴い長尺のラジアル異方性磁石
が求められている。ラジアル配向を有する焼結磁石は磁
場中成形の際、ラジアル配向を有する金型で成形するこ
とにより得られ、図1に示すような金型内成形部6に微
粉砕した磁石合金粉末(以下磁粉という)を充填した
後、コイルによって矢印の方向に磁場を形成する。図1
のA−A’断面における磁場配向の様子(矢印)を図2
平面断面図に示す。図2に示されるようにコア2より金
型1内にラジアル方向の磁場を得ることができ、その後
圧縮成形してラジアル異方性成形体を得る。
【0003】該金型の配向磁場は金型外周、内周、高さ
により決定され、(1)式で表される。 k=I2 s/4hO ・・・・・(1) (ここにO:外周、I:内周、h:高さ、s:コアの飽
和磁化、k:配向磁場とする)sは高々2テスラ( tes
la)程度であり、kは1テスラ程度必要であるので十分
な配向の得られる金型高さhは、 h≦I2 /2O ・・・・・(2) となる。以上のことから均一な配向磁場が得られる高さ
は内周が小さく外周が大きなものでは低くなり、h以上
の高さに金型高さを定めるとラジアル配向に十分な磁場
が得られなくなってしまう。このため高性能モータに要
求される長尺のラジアル異方性磁石の製造は困難であっ
た。従って、長尺のラジアル異方性磁石を得るために、
図1に示される金型内のラジアル異方性化に十分な磁場
が得られる(2)式で示される高さh以内に磁粉を充填
し、磁場中配向を行ない圧縮成形して十分なラジアル配
向を有する成形体を得た後、これと同様の成形体を幾層
にも積層する方法が採られた。成形体を積層する方法と
しては、例えば、複数個の成形体を重ねて再度成形する
方法や、一旦所定の高さで成形を行った後、その成形体
を下方に移動し再び先の均一磁場の得られる部位に磁粉
を充填して成形することを反復することにより積層され
た成形体を得る方法などがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】R- Fe-B系焼結磁石
においては、上記方法等により積層された成形体は、そ
の後の焼結工程で積層された境界より亀裂を生じるため
不良品となり歩留の低下や生産性が悪くなるという欠点
があった。本発明は、かかる欠点を解消し、積層成形体
の境界より亀裂を生じることない製造方法を提供し歩留
を高め生産性を向上させようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者等はかかる課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、亀裂の入り易い境
界に希土類リッチな合金粉末結合層を介在させることに
より、焼結時に発生する亀裂を抑制することに成功し、
諸条件を確立して本発明を完成した。その要旨は、R-
Fe-B系希土類磁石合金粉末層と該合金粉末よりも希土
類リッチな組成を持つ合金粉末接合層とを交互に圧縮積
層した成形体を焼結することを特徴とするラジアル異方
性希土類焼結磁石の製造方法にある。
【0006】以下、本発明を詳細に説明する。
【作用】本発明の最大の特徴は、R- Fe-B系希土類磁
石合金(以下A合金とする)粉末成形体同士を強力に接
合するために該合金粉末よりも希土類リッチな組成を持
つ合金(以下R合金とする)粉末層を接合層としてA合
金成形体間に介在させたことにある。この接合用R合金
はRを必須元素として、他にFe 、Co 、Bの内少なく
とも一元素から成る合金であり、R214B(TはFe
又はCo )相、Rリッチ相、RT44 相、RT3 相、
RT2 相、R27 相、RT5 相の内1相或は2相以上
の相から構成される。RはYを含むLa、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、
Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、YbおよびLuから成る群から選択され
る1種または2種以上から成る混合元素が使用される。
これらの相の融点は 500℃から1155℃であり、焼結初期
に溶融しA合金粉末層に浸透してA合金成形体間の境界
に生じる亀裂の発生を防止する。またR合金はA合金に
含有されている元素により構成されているため、磁気特
性を低下させることがない。従ってR合金粉末をA合金
成形体間に介在積層させ焼結することで亀裂を発生させ
ることなく円筒高さの大きなラジアル異方性焼結磁石を
容易に作製することができる。
【0007】本発明が適用されるA合金(R- Fe-B系
希土類磁石合金)の組成範囲は、希土類元素Rとしては
Yを含むLa、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Ybおよ
びLuから成る群から選択される1種または2種以上から
成る混合元素であり、Fe (Co 置換可能)、B、その
他添加元素から構成される。
【0008】次に希土類合金の調製方法と接合方法につ
いて述べる。A合金は夫々純度99.9%以上の希土類元素
R、Fe 及び/又はCo 、その他の添加元素及びBを所
定の原子配合比となるように秤量し、高周波炉で溶解凝
固しインゴットを作製する。このインゴットをジョーク
ラッシャーで粗粉砕し、さらにN2 ガスによるジェット
ミルで微粉砕を行なって平均粒度が1〜5μmの微粉末
を得る。別に接合用R合金はR、Fe 、Co とBを所定
の原子配合比となるように秤量し、A合金粉末と同様な
方法で平均粒度が1〜5μmのR合金粉末を作製する。
【0009】次に1)A合金粉末を圧縮成形してA合金
成形体(A1)を作製し、2)R合金層を接合層として
その上に3)再びA合金成形体(A2)を作製し、A1
−R−A2成形体を取り出して1000〜1200℃で1〜2時
間焼成してラジアル異方性焼結磁石を得る。長尺物はこ
の1)2)工程を繰り返して得た成形体を焼結すれば良
い。
【0010】磁場形成は以下の方法により行なう。図3
の(a)、(b)、(c)、(d)及び図4はラジアル
磁場配向プレス装置の金型断面図で工程順に説明してい
る。図3の金型は、図1の磁場成形装置内に配置されて
から成形体を形成する。先ず原料のA合金粉末をフィー
ダ9により型内成形部6に供給(図3(a))する。続
いて上パンチ4を下降させ成形部6直上まで降りてきた
時にコア2が飽和に至るまでの配向磁場を加え、その後
圧縮成形(図3(b))する。次に成形体7及び下パン
チ3を非磁性ダイ1’まで下降(図3(c))させ、成
形体7の上からR合金粉末8を所定の高さとなるように
積層(図3(d))した。次いで図3(a)と同様にフ
ィーダ9より型内成形部6にA合金粉末を充填し(図
4)再び同一磁場、同一圧力下で成形し、A1−R−A
2成形体を得る。また、単独で成形A1及びA2の成形
体の間R合金層を積層し、外圧を加えてA1−R−A2
成形体を作製することも可能である。長尺物はこのA1
−R−A2成形体2個をR合金で接合しても良いし、A
1−R−A2−R−A3−R−A4と前記1)2)工程
を反復して積層しても良い。
【0011】
【実施例】以下本発明の実施態様を実施例を挙げて具体
的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものでは
ない。 (実施例1)(1)R- Fe-B系希土類磁石合金(A合
金)粉末の製造:夫々純度99.9%のNd 、Dy 、Fe 、
Co 、Al と純度99.5%のBをNd 14.5- Dy 1.0-Fe
73.5-Co 3- Al 1.0-B 7.0の原子配合比となるよう
に秤量し、高周波炉で溶解凝固しインゴットを作製し
た。このインゴットをジョークラッシャーで粗粉砕し、
さらにN2 ガスによるジェットミルで微粉砕を行なって
平均粒度が 3.5μmの微粉末を得た。 (2)希土類リッチな合金(接合用R合金)粉末の製
造:夫々純度99.9%のNd、Fe 、Co と純度99.5%の
BをNd 30- Fe 23- Co 40- B 7.0の原子配合比とな
るように秤量し、上記A合金と同様にインゴット化し、
平均粒度が 3.5μmの微粉末を得た。
【0012】(3)ラジアル異方性希土類焼結磁石の製
造:次にA合金粉末とR合金粉末とが積層されたラジア
ル配向を有する成形体を作製した。図3(a)〜(d)
及び図4によって工程順に説明する。A合金粉末をフィ
ーダ9により型内成形部6に供給する(図3(a))。
続いて上パンチ4を降下させ、型内成形部6直上まで降
りてきた時にコア2が飽和に至るまでの配向磁場を加
え、その後1ton/cm2 の圧力で成形(図3(b))し
た。次に成形体7および下パンチ3を非磁性ダイ1’ま
で下降(図3(c))させ、成形体7の上からR合金粉
末をフィードし、1mmの高さとなるように積層(図3
(d))した。その後再度フィーダ9より型内成形部6
にA合金粉末を充填(図4)し、再び同一磁場、同一圧
力中で成形を行なった。以上の図3(a)〜(d)の4
工程を3度反復した後成形体7をダイ1、1’より抜き
取った。こうして得られた成形体の寸法は外径30.4mm、
内径21.5mm、高さ18.0mmの円筒であった。この成形体を
真空中1090℃で2時間焼結した。得られたラジアル異方
性希土類焼結磁石には亀裂の発生は認められず、接合部
(R合金層)の曲げ強度はA合金層と同等であった。さ
らにこの焼結磁石を 580℃で1時間時効処理を施した。
得られた焼結磁石11より図5で示されるように高さ方向
に上部より次々に2mm×2mm×2mmの立方体試験片12を
切り出した。この試験片を5Tのパルス磁場で着磁を行
ない、その後V.S.M.(振動試料型磁力計)を用いて磁気
測定を行なった。その結果を表1に示す。ここで1から
6は焼結磁石11の上方より2mm角の立方体12を切り出し
たときの位置を示す。表1から接合焼結磁石は長尺なが
ら均一な磁気特性を有していることがわかる。
【0013】(比較例)接合用R合金粉末を使用せずに
実施例と同様にしてA合金粉末を2段階に成形して焼結
磁石を得たが、成形体の境界に亀裂の発生が認めれら
た。
【0014】
【表1】
【0015】
【発明の効果】本発明により、成形体間境界に亀裂がな
く、高さ方向に均一で優れた磁気特性を有するラジアル
異方性焼結磁石を安定に生産できる。該磁石は、ACサー
ボモータ、DCブラシレスモータ、スピーカ用磁石等の高
性能化、ハイパワー化、小型化に対して有効で、産業上
その利用価値は極めて高い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に使用される磁場成形部の縦断面図であ
る。
【図2】図1の磁場成形部におけるA−A’断面図であ
る。
【図3】(a)、(b)、(c)、(d)は本発明によ
るラジアル異方性焼結磁石の成形工程の説明図である。
【図4】本発明によるラジアル異方性焼結磁石の図3
(d)に続く成形工程の説明図である。
【図5】本発明のラジアル異方性焼結磁石とこれにより
切り出した試験片を示す説明図である。
【符号の説明】
1 強磁性ダイ 1’ 非
磁性ダイ 2 強磁性コア 3 下
パンチ 4 上パンチ 5 コ
イル 6 金型内成形部 7 成
形体 8 R合金粉末 9 フ
ィーダ 10 ラジアル磁場 11 焼
結磁石 12 試験片 ← 磁
力線

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】R- Fe-B系希土類磁石合金粉末層と該合
    金粉末よりも希土類リッチな組成を持つ合金粉末接合層
    を交互に圧縮積層した成形体を焼結することを特徴とす
    るラジアル異方性希土類焼結磁石の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19734225C2 (de) * 1996-08-09 2003-07-31 Hitachi Metals Ltd Radial anisotroper Sintermagnet auf SE-Fe-B-Basis, und Herstellverfahren für denselben
EP3834961A1 (en) * 2019-12-13 2021-06-16 Yantai Shougang Magnetic Materials Inc. A radiation-oriented sintered arc-shaped nd-fe-b magnet, a manufacturing method thereof, and a corresponding manufacturing device

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