JPH0864449A - 衝撃圧縮による磁石の製造方法 - Google Patents

衝撃圧縮による磁石の製造方法

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JPH0864449A
JPH0864449A JP6196811A JP19681194A JPH0864449A JP H0864449 A JPH0864449 A JP H0864449A JP 6196811 A JP6196811 A JP 6196811A JP 19681194 A JP19681194 A JP 19681194A JP H0864449 A JPH0864449 A JP H0864449A
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magnet
powder
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capsule
magnetic
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JP6196811A
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Hirohisa Uchida
裕久 内田
Kenichi Kondo
建一 近藤
Hideaki Oda
英明 小田
Yoshito Matsumura
義人 松村
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Tokai University
Original Assignee
Tokai University
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/047Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
    • H01F1/055Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
    • H01F1/059Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and Va elements, e.g. Sm2Fe17N2

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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】高温で焼結することにより分解してしまう磁石
材料を分解させることなく磁石とする方法を提供するこ
とを目的とする。 【構成】焼結温度で分解する組成を有する磁性体粉体を
容器5内に保持し、容器5内の磁性体粉体に衝撃的エネ
ルギーを付与して衝撃圧縮することにより磁石を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、衝撃圧縮による磁石の
製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近時、Sm2 Fe17x が従来の希土類
−遷移金属系に比較して強力な永久磁石となりうる永久
磁石材料として期待されている。しかしながら、Sm2
Fe17x は室温では安定であるが、焼結型の磁石を作
製すべくその焼結温度まで昇温すると分解を生じて磁石
としての性能を発揮することができない。
【0003】このため、この磁石材料ではエポキシ樹脂
などで固めたレジンボンド磁石、あるいは亜鉛で固めた
メタルボンド磁石しか得られておらず、この材料が本来
有している磁石特性が生かし切られていないのが現状で
ある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる事情に
鑑みてなされたものであって、上述のSm2 Fe17
のように高温で焼結することにより分解してしまう磁石
材料を分解させることなく磁石とする方法を提供するこ
とを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段および作用】本発明は、上
記課題を解決するために、焼結温度で分解する組成を有
する磁性体粉体を容器内に保持し、容器内の磁性体粉体
に衝撃エネルギーを付与して衝撃圧縮することにより磁
石を得ることを特徴とする衝撃圧縮による磁石の製造方
法を提供する。
【0006】本発明において前記衝撃エネルギ−は典型
的には運動体の衝突により生じさせることができる。具
体的には、運動体(飛翔体)を化学的・物理的エネルギ
ーにより加速させて容器内の磁性体粉体に衝突させ、こ
の衝突の際の衝撃エネルギーにより磁性体粉体を衝撃的
に圧縮して極めて短時間で磁石を得る。化学的エネルギ
ーによって運動体を加速して衝撃圧縮する方法としては
火薬による爆発を利用した爆発成形法があり、物理的エ
ネルギーによって運動体を加速して衝撃圧縮する方法と
しては電磁力、例えば電磁砲(レールガン、リニアキャ
ノンなど)や、ガスの圧力を用いたものがある。いずれ
にしても、運動体を衝突させる方法は特に限定されな
い。この際の運動体の速度は材料によって異なるが、一
般的に常温における音速以上であることが望ましい。
【0007】また、本発明は、高温で焼結する際の焼結
温度において分解するような磁性体(磁石材料)に対し
て効果があり、このような磁性材料としては、Sm
Fe17x 、Nd2 Fe14(B,N)x や、RFe11
iNx (ただしRはCe,Pr,Nd等の希土類元素)
などが挙げられる。
【0008】磁性体粉体は予め磁場中で圧粉しておくこ
とが好ましく、これによりさらに磁気特性を高めること
ができる。衝撃圧縮に要する圧力は大気圧以上であり、
一般に10MP以上が望ましい。圧縮時間は磁性体の分
解が著しく生じない程度の短時間であることを要し、そ
の時間は材料によって異なるが、Sm2 Fe17x の場
合、本発明者らによる窒素の拡散速度の測定結果から推
測して60秒以下であることが必要である。
【0009】また、圧縮速度を高めて、磁性体が分解し
ない程度の極めて短時間で圧縮・成形することにより、
粉体の加熱も可能であり、これにより粉体の結合を一層
促進させることができる。
【0010】このような衝撃圧縮を採用することによ
り、Sm2 Fe17x のように高温で焼結することによ
り分解してしまう磁石材料粉体を分解させることなく結
合させて磁石とすることができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
1は、この実施例に用いた火薬による爆発成形法を利用
した衝撃圧縮装置を示す断面図である。この装置におい
ては、火薬2が薬きょう15に入れられた状態で火薬室
3内に装入されており、火薬室3からは発射管4が水平
方向に伸びており、その他端は真空引き可能な容器5に
連続している。発射管4内の火薬室3側端部には運動体
としての飛翔体1がセットされている。そして、火薬室
3と発射管との間には火薬の燃焼圧を制御するための仕
切板14が設けられている。なお、参照符号13は黒色
火薬および電気雷管である。
【0012】容器5内には開口部を発射容器3に向けて
支持筒6が配置されている。支持筒6内の先端側にはサ
ンプルホルダー7が配置され、底側には衝撃吸収材8が
配置されている。サンプルホルダー7の発射容器3に対
向する側には飛翔体1に対応する凹部12が形成されて
おり、この凹部12の底の部分に磁性体粉末の圧粉体1
0を充填したカプセル9が埋め込まれている。カプセル
9内の圧粉体10の後方にはプラグ11が配置されてい
る。
【0013】なお、図示はしていないが、飛翔体1の通
路にはその速度を測定するためのレーザー式速度測定器
が設けられている。このように構成される装置において
は、容器5内を所定の真空度に保持した状態で火薬2を
爆発させる。その際の爆発エネルギーにより飛翔体1は
発射管4を通って、容器5内に配置されたサンプルホル
ダー7の凹部12の底の部分に埋め込まれたカプセル9
の部分に衝突する。そして、この衝突の際の衝撃的エネ
ルギーにより圧粉体10を衝撃的に圧縮してバルク状の
磁石を得る。
【0014】この実施例では、磁性材料としてSm2
17x 粉体を用いた。また、カプセル9の材料として
Cuを用い、プラグ11の圧粉体10に接する部分には
Cu、その他の部分にはSUS304を用いた。さらに
サンプルホルダー7および衝撃吸収材8としてはSK−
3を用いた。また、飛翔体1としては、図2の(a),
(b)に示すようにプラスチックの本体の先端にCu/
Al、またはAl/Cu/Alを貼り付けたものを用い
た。
【0015】Sm2 Fe17x 磁性体粉体は、450℃
の窒素ガス中でSm2 Fe17の母合金を窒化した後、粒
径10μm以下まで粉砕することにより製造した。この
Sm2 Fe17x 磁性体粉体をCu製のカプセル9(φ
8mm×12mm)内に装入し、油圧プレスにより圧粉
し、φ6mm×2mmの圧粉体とした。カプセル9をホ
ルダー7にセットして、図2に示す飛翔体1をカプセル
9に衝突させ、衝撃的に圧縮した磁石サンプルを作製し
た。この際の飛翔体の速度は1km/sec〜1.5k
m/secとした。
【0016】図3は(a)Sm2 Fe17x の粉末、
(b)Sm2 Fe17x の粉末を焼結温度まで高温加熱
したもの(従来の焼結法)、および(c)Sm2 Fe17
x の粉末を上記手順に従って衝撃圧縮したもののX線
回折パターンを示す図である。この図から明らかなよう
に、従来の焼結法ではSm2 Fe17x がSmNx とα
−Feに分解してしまっており磁石特性をほとんど失っ
た。これに対して、衝撃圧縮により作製した磁石ではS
2 Fe17x 化合物の結晶構造を保っていた。
【0017】図4に、衝撃圧縮により作製された磁石の
密度と飛翔体の速度との関係を示す。この図から、本発
明に従って衝撃圧縮により製造された磁石は、その密度
が高いもので7.6g/cm3 以上を示し、粉体の密度
から予想されるバルクの真密度である7.9g/cm3
に極めて近い緻密な磁石が作製されたことがわかる。
【0018】図5に、上記のように衝撃圧縮により作製
されたSm2 Fe17x 磁石の磁気特性を示す。この際
の測定は、最大印加磁場14.9kOeのVSM(試料
振動型磁力)によって行った。この図5の曲線から、図
6に示すように各磁場に対応するBH値をとってBH
max を求めたところ、約20MGOeと亜鉛などによる
ボンド型よりも格段に高い値が得られ、優れた特性の磁
石が得られたことが確認された。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
衝撃圧縮を用いることにより、高温で焼結することによ
り分解してしまう磁石材料を分解させることなく高性能
の磁石とすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に用いた火薬による爆発成形法
を利用した衝撃圧縮装置を示す断面図。
【図2】図1の衝撃圧縮装置に用いた飛翔体を示す模式
図。
【図3】Sm2 Fe17x の粉末、Sm2 Fe17x
粉末を焼結温度まで高温加熱したもの(従来の焼結
法)、およびSm2 Fe17x の粉末を衝撃圧縮したも
ののX線回折パターンを示す図。
【図4】衝撃圧縮により作製された磁石の密度と飛翔体
の速度との関係を示す図。
【図5】衝撃圧縮により作製されたSm2 Fe17x
石の磁気特性を示す図。
【図6】図5の磁気特性から求めたBHmax を求めるた
めの図。
【符号の説明】
1……飛翔体、2……火薬、3……発射容器、4……発
射管、5……容器、7……サンプルホルダー、9……カ
プセル、10……磁性体粉体の圧粉体、14……仕切
板。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 焼結温度で分解する組成を有する磁性体
    粉体を容器内に保持し、容器内の磁性体粉体に衝撃的エ
    ネルギーを付与して衝撃圧縮することにより磁石を得る
    ことを特徴とする衝撃圧縮による磁石の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記衝撃的エネルギーは運動体の衝突に
    より生じることを特徴とする請求項1に記載の衝撃圧縮
    による磁石の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記磁性体粉体は予め磁場中で圧粉して
    おくことを特徴する請求項1または2に記載の衝撃圧縮
    による磁石の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記磁性体はSm2 Fe17x であるこ
    とを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載
    の衝撃圧縮による磁石の製造方法。
JP6196811A 1994-08-22 1994-08-22 衝撃圧縮による磁石の製造方法 Pending JPH0864449A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001006959A (ja) * 1999-06-17 2001-01-12 Sumitomo Special Metals Co Ltd 希土類・鉄・窒素系永久磁石の製造方法
JP2002319503A (ja) * 2001-04-24 2002-10-31 Asahi Kasei Corp 磁石用固形材料及びその製造方法
JP2002329603A (ja) * 2001-04-27 2002-11-15 Asahi Kasei Corp 磁石用固形材料及びその製造方法
JP2003017307A (ja) * 2001-06-29 2003-01-17 Asahi Kasei Corp 磁石用固形材料及びその製造方法
CN115971487A (zh) * 2023-03-21 2023-04-18 东北大学 一种钕铁硼磁体爆炸压制成型模具以及成型方法

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