JPH09180920A - 希土類ボンド磁石およびその製造方法ならびに希土類ボンド磁石の熱処理装置 - Google Patents
希土類ボンド磁石およびその製造方法ならびに希土類ボンド磁石の熱処理装置Info
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Abstract
れた希土類ボンド磁石を得る。 【解決手段】 希土類磁石合金粉末とバインダーとを混
合して成形し、バインダーの硬化処理を施して希土類ボ
ンド磁石を製造するに際し、希土類磁石合金粉末とバイ
ンダーとを混合して成形したのち所望の波長を有する電
磁波加熱によりバインダーの硬化処理を施して短時間加
熱により活性な希土類磁石合金粉末の酸化を防止して優
れた磁気特性の希土類ボンド磁石を得る。
Description
希土類ボンド磁石およびその製造方法に係わり、さらに
は磁気特性の優れた希土類ボンド磁石を製造するのに好
適な希土類ボンド磁石の熱処理装置に関するものであ
る。
前のフェライト磁石やアルニコ磁石などに比べてかなり
優れていることから、最近の電子機器の小型化,高出力
化等の要請により、OA機器を主体とした小型モータ用
などにその生産量は急増の傾向にある。
磁石の製造に際して、一般には、希土類元素を含む酸化
のしやすい活性の強い磁石合金粉末をバインダーである
熱硬化性樹脂と混合し、この混合物をプレスなどで成形
したのち、100〜200℃の温度に加熱する硬化処理
工程を経て製造される。
ンド磁石の磁気特性をより一層優れたものとするために
は、活性な希土類元素を含む磁石合金粉末の酸化を防止
する必要があることから、アルゴンなどの不活性なガス
雰囲気中で硬化処理を行っていた。そのため、従来は特
殊な熱処理炉を用いて10〜60分程度の長時間加熱を
行うことが必要であるという欠点があった。
これらの欠点を解消するために種々検討した結果、本発
明を完成するに至った。
石は、請求項1に記載しているように、希土類磁石合金
粉末が近赤外線加熱で硬化したバインダーにより結合さ
れてなる構成としたことを特徴としており、実施態様に
よる希土類ボンド磁石は、請求項2に記載しているよう
に、希土類磁石合金粉末がRCo5系,R2Co
17系,R−Fe−B系,R−Fe−N−M系の希土類
磁石合金粉末のうちから選ばれる1種以上よりなるもの
とすることができ、また、請求項3に記載しているよう
に、バインダーが熱硬化性樹脂よりなるものとすること
ができる。
は、請求項4に記載しているように、希土類磁石合金粉
末とバインダーとを混合して成形し、バインダーの硬化
処理を施して希土類ボンド磁石を製造するに際し、希土
類磁石合金粉末とバインダーとを混合して成形したのち
近赤外線加熱によりバインダーの硬化処理を施して短時
間加熱により活性な希土類磁石合金粉末の酸化を防止し
て優れた磁気特性の希土類ボンド磁石を得るようにした
ことを特徴としている。
の製造方法の実施態様においては、請求項5に記載して
いるように、希土類磁石合金粉末がRCo5系,R2C
o1 7系,R−Fe−B系,R−Fe−N−M系の希土
類磁石合金粉末のうちから選ばれる1種以上よりなるも
のとすることができ、請求項6に記載しているように、
バインダーが熱硬化性樹脂よりなるものとすることがで
き、請求項7に記載しているように、希土類磁石合金粉
末とバインダーとの混合比率を希土類磁石合金粉末85
〜99重量%に対してバインダー1〜15重量%とする
ようになすことができる。
の製造方法の実施態様においては、請求項8に記載して
いるように、輻射ないしは照射加熱源として波長のピー
クが0.75〜2.0μmの近赤外線を用いるようにな
すことができ、また、請求項9に記載しているように、
近赤外線加熱に併せて雰囲気対流加熱などの補助加熱法
を用いるようになすことができる。
の熱処理装置は、請求項10に記載しているように、希
土類磁石合金粉末とバインダーとを混合して成形した成
形体を収容する希土類磁石合金粉末成形体収容空間と、
希土類磁石合金粉末成形体収容空間内にある希土類磁石
合金粉末成形体を近赤外線加熱する近赤外線加熱源をそ
なえた構成のものとすることができ、実施態様において
は、請求項11に記載しているように、希土類磁石合金
粉末成形体収容空間の内部雰囲気を循環させる雰囲気循
環機構をそなえたものとすることができる。
その製造方法ならびに希土類ボンド磁石の熱処理装置で
は、バインダーの硬化処理に波長のピークが0.75〜
2.0μm程度の近赤外線を用いることとしているの
で、このような近赤外線はこれよりも波長の長い遠赤外
線(例えば、波長は50〜100μm)に比べてエネル
ギ密度が高く、しかもバインダーを構成する樹脂に対す
る透過率が高いために、樹脂の内部より急速に加熱され
ることとなって、バインダーはかなり短時間のうちに硬
化することとなり、従来の電気加熱炉を用いた場合に比
べて10分の1程度以上も短い2〜3分程度の加熱でバ
インダーは十分に硬化することとなる。
ため大気雰囲気加熱としたときでも活性な希土類磁石合
金粉末とはいえ酸化が著しく少ないものとなり、必ずし
も不活性雰囲気にしなくとも大気中加熱で磁気特性の著
しく優れた希土類ボンド磁石が得られることとなる。
は、希土類磁石合金粉末が近赤外線加熱で硬化したバイ
ンダーにより結合されてなるものであるから、短時間加
熱で圧環強度の優れた希土類ボンド磁石となっており、
希土類磁石合金粉末の酸化が少ないことから磁気特性に
も優れたものとなっている。
製造方法は、希土類磁石合金粉末とバインダーとを混合
して成形したのち近赤外線加熱によりバインダーの硬化
処理を施すようにしたことを特徴とするものであり、従
来の硬化処理では不活性のアルゴン雰囲気中で温度15
0〜200℃,時間10〜60分の処理により硬化させ
ているのに対して、本発明では波長のピークが0.75
〜2.0μm程度の近赤外線加熱によりバインダーの硬
化処理を施すようにしているので、大気中で温度140
〜190℃,時間1〜5分程度の極く短時間でバインダ
ーの硬化が完了する。
く短時間の加熱処理でバインダーの硬化が可能となるの
で、大気中で加熱処理を施したときでも希土類磁石合金
粉末の酸化がほとんどなく、それゆえ必ずしも不活性ガ
ス雰囲気中での加熱処理とする必要がなく、従来の不活
性ガス雰囲気の熱処理炉で硬化処理した場合とほぼ同等
の優れた磁気特性をもつ希土類ボンド磁石を得ることが
可能となる。
製造方法において用いられる希土類磁石合金粉末として
は、RCo5系(代表的にはSmCo5系),R2Co
17系(代表的にはSm2Co17系)などの希土類
(サマリウム)−コバルト系の磁石合金からなる粉末を
用いることができる。
鉄系のもの(例えば、Nd2Fe1 4B)を用いること
ができ、この場合、RはNdやPrなどの希土類元素で
あり、FeはFeのほかNi,Mn,Coを適宜に含み
うるものであり、BはBのほかC,N,Si,Pを適宜
に含みうるものであり、その他、Ti,Zr,Hf,
V,Nb,Ta,Cr,Mo,W等を適宜に含みうるも
のである。
る希土類鉄系のものを用いることもでき、この場合、R
はSm,Ndなどの希土類元素であり、FeはFeのほ
かNi,Mn,Coを適宜に含みうるものであり、Nは
NのほかにC,Si,P,Bを適宜に含みうるものであ
り、MはTi,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Cr,M
o,W等を適宜に含みうるものである。
製造するに際しては、溶解−鋳造により得た造塊インゴ
ットをジョークラシャーやアトライターなどで機械的に
粉砕したものや、溶解−超急冷により得た超急冷リボン
を粉砕したものなどにすることができる。
脂やフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂を用いることが
でき、あるいは、ポリイミドやポリアミドなどを使用す
ることができる。
比率は、希土類磁石合金粉末85〜99重量%に対し
て、バインダー1〜15重量%とすることがより望まし
いといえる。
重量%よりも少なく、バインダーの量が15重量%より
も多くなると、磁気特性が低下する傾向となるので好ま
しくなく、反対に、希土類磁石合金粉末の量が99重量
%よりも多く、バインダーの量が1重量%よりも少なく
なると、成形体の強度が低下する傾向となるので好まし
くなく、より望ましくは希土類磁石合金粉末が95.0
〜98.5重量%でバインダーが1.5〜5.0重量%
の範囲である。
は、波長のピークが0.75〜2.0μmの近赤外線を
用いるのが良く、波長のピークが0.75μmよりも小
さくなると可視光線に近くなり、2.0μmよりも大き
くなると赤外線に近くなって発熱作用が弱くなり、硬化
処理に長時間を必要とすることとなって希土類磁石合金
粉末の酸化がより多くなる傾向となり、磁気特性が低下
する傾向となるので好ましくない。
際して、雰囲気対流加熱などの補助加熱手段を併用して
加熱を行うようになすことも場合によっては好ましく、
このような併用加熱を採用することによってむらのない
より一層効率の良い加熱が行えることとなる。
熱処理装置の一実施形態を示すものであって、この希土
類ボンド磁石の熱処理装置1は、断熱材ないしは断熱層
を内包させた金属性の炉体壁2aをそなえかつ図示左側
に熱処理品搬入口2bを有すると共に図示右側に熱処理
品排出口2cを有し、さらに図示上側に循環雰囲気流出
口2dと循環雰囲気流入口2eを有し、内部が希土類磁
石合金粉末成形体収容空間2fとなっている炉体2と、
熱処理品搬入口2b側に設けたベルトプーリ3と、熱処
理品搬出口2c側に設けたベルトプーリ4と、両ベルト
プーリ3,4間にかけわたされて希土類磁石合金粉末成
形体(もしくはこれを載置したトレイ)5を搬送するコ
ンベアベルト6と、コンベアベルト6を時計回り方向に
回転移動させるためにベルトプーリ4を回動させる駆動
ベルト7およびモータ8と、コンベアベルト6の上方に
設けた複数の近赤外線加熱源(近赤外線ランプ)9と、
循環雰囲気流出口2dおよび循環雰囲気流入口2eを介
して雰囲気を循環させるブロワー10およびダクト11
と、循環雰囲気を加熱する加熱器12と、循環雰囲気噴
出口13をそなえた構造をなすものである。
れる希土類磁石合金粉末成形体(もしくはこれを載置し
たトレイも含めて)5は、近赤外線加熱源9によって加
熱されると共に、循環雰囲気噴出口13から噴出する加
熱された循環雰囲気によってもむらなく加熱されること
となる。そして、この際の加熱時間は1〜3分程度、長
くても5分程度の極く短時間であるので、雰囲気を必ず
しも不活性な雰囲気としなくても、希土類磁石合金粉末
は酸化されることがなく、優れた磁気特性の希土類ボン
ド磁石となる。
0重量%、Fe:残部の組成よりなる希土類磁石合金の
溶湯をアルゴン雰囲気中で溶製し、高速で回転している
銅製ロール上に合金溶湯を噴射してリボン状の超急冷片
を得た。
以下に粉砕し、600〜650℃で熱処理を施して希土
類磁石合金粉末を得た。
としてエポキシ樹脂を2.5重量%混合し、プレス成形
によって外径:22.6mm,内径:20.3mm,高
さ:5.0mmのリング状成形体を得た。
用した熱処理装置1を使用し、雰囲気温度を160℃と
180℃の二種類に設定し、保持時間を1分,2分,3
分の3種類に設定して、希土類磁石合金粉末成形体5を
各々の設定温度および設定時間で加熱処理して、熱処理
条件の異なる各々の希土類ボンド磁石を得たのち、各希
土類ボンド磁石の磁気特性を調べた。この結果を図2な
いし図5に示す。また、外径および内径の寸法を調べた
結果は図6および図7に示すとおりであり、圧環強度を
調べた結果は図8に示すとおりであった。
ているものは、上記希土類磁石合金粉末成形体を高純度
のアルゴンガス雰囲気中において温度180℃で時間3
0分間の加熱処理を行って得た希土類ボンド磁石の磁気
特性を測定した結果を示したものであり、図6および図
7において従来法としているものは上記希土類ボンド磁
石の外径および内径を調べた結果を示したものであり、
図8において従来法としているものは上記希土類ボンド
磁石の圧環強度を調べた結果を示すものである。
ように、加熱時間が1分では、硬化が十分でないため図
8に示すように圧環強度が低いものとなっており、加熱
時間が2分では図8に示すように圧環強度が従来法のも
の以上に十分高いものになっていると共に図2ないし図
5に示すように磁気特性にも優れたものになっているこ
とが認められた。
化処理時間が2〜3分程度で良いため、従来の10分の
1程度の加熱処理時間で済ますことが可能であり、短時
間処理であるため大気中加熱処理としたときであっても
酸化が少なく、磁気特性に優れた希土類ボンド磁石を得
ることが可能であると共に、図8に示すように圧環強度
は従来例の1.5倍程度のものを得ることが可能である
という著しく優れた効果が得られる。
5.1重量%、Fe:残部の組成よりなる希土類磁石合
金の溶湯をアルゴン雰囲気中で溶製し、高速で回転して
いる銅製ロール上に合金溶湯を噴射してリボン状の超急
冷片を得た。
以下に粉砕し、600〜650℃で熱処理を施して希土
類磁石合金粉末を得た。
脂を2.5重量%混合し、プレス成形によって外径:3
4.0mm,内径:30.6mm,高さ:2.3mmの
リング状成形体を得た。
を目的にエポキシ樹脂をベースにした電着塗料により約
25μm厚さのコーティングを施し、その後、図1に示
した近赤外線加熱源を使用した熱処理装置1を使用し
て、雰囲気を大気としかつ表1に示す温度および時間と
した硬化処理を行って希土類ボンド磁石を得た。
気特性および外観を調べたところ、同じく表1に示す結
果であった。なお、外観の評価は、発錆の全くなかった
ものを◎、発錆が若干認められたものを○、発錆が認め
られたものを△として示した。
施して焼付けした場合においても、本発明の近赤外線を
熱源として処理した場合の方が従来例のものに比較して
焼付熱処理時間は約10分の1程度に短縮され、希土類
磁石合金粉末の酸化が抑制されて磁気特性の低下が防止
され、磁気特性に優れていると共に耐食性が良好な希土
類ボンド磁石を得ることが可能であった。
3.24重量%、Co:25.09重量%、Fe:残部
の組成よりなる希土類磁石合金粉末を実施例1と同様に
して得たのち、この希土類磁石合金粉末98重量%とエ
ポキシ樹脂2重量%とを混合し、プレス成形によって、
外径:20.3mm,内径:18.0mm,高さ:1
0.0mmのリング状成形体を得た。
示す熱処理装置1を用いて大気中において硬化処理を施
して希土類ボンド磁石を得た。
べたところ、表2に示す結果であった。
をアルゴンガスとした場合および大気とした場合におけ
る希土類ボンド磁石の磁気特性をも調べた。この結果を
同じく表2に示す。
発明例による場合には、大気中熱処理であっても極く短
時間の熱処理であることから、磁石合金粉末の酸化が生
じず、したがって、従来の高純度アルゴン雰囲気下での
熱処理によって得られた希土類ボンド磁石と同程度の優
れた磁気特性を得ることが可能であり、圧環強度につい
ては高純度アルゴン中で長時間熱処理したものよりもむ
しろ優れたものとなっていた。
ンド磁石では磁気特性が劣るものとなっていた。
ば、磁気特性に優れた永久磁石を提供することが可能で
あるという著しく優れた効果がもたらされる。
製造方法によれば、極く短時間の硬化処理で良いため大
気中の加熱処理であっても活性な希土類磁石合金粉末の
酸化が抑制されて磁気特性の優れた希土類ボンド磁石を
製造することが可能であり、従来のようにアルゴンガス
などの不活性な雰囲気中での熱処理を必ずしも行う必要
がないため機構が簡単で操業費が少なくて済むと共に小
型の熱処理装置で磁気特性の優れた希土類ボンド磁石を
製造することが可能であるという著しく優れた効果がも
たらされる。
の熱処理装置によれば、磁気特性の優れた希土類ボンド
磁石を製造することが可能であり、熱処理雰囲気は必ず
しも不活性な雰囲気とせずとも大気雰囲気で磁気特性の
低下を伴うことなく熱処理することが可能であり、短時
間熱処理で済むため熱処理設備の小型化を実現すること
が可能であるなどの著しく優れた効果がもたらされる。
の基本構成を示す説明図である。
磁石の加熱時間による残留磁束密度(Br)の測定結果
を示すグラフである。
磁石の加熱時間による保磁力(bHc)の測定結果を示
すグラフである。
磁石の加熱時間による保磁力(iHc)の測定結果を示
すグラフである。
磁石の加熱時間による最大エネルギ積((BH)ma
x)の測定結果を示すグラフである。
磁石の加熱時間による外径寸法の測定結果を示すグラフ
である。
磁石の加熱時間による内径寸法の測定結果を示すグラフ
である。
磁石の加熱時間による圧環強度の測定結果を示すグラフ
である。
壁 2b 熱処理品搬入口 2c 熱処理品搬出口 2d 循環雰囲気流出口 2e 循環雰囲気流入口 2f 希土類磁石合金粉末成形体収容空間 5 希土類磁石合金粉末成形体(もしくはこれを載置し
たトレイ) 6 コンベアベルト 9 近赤外線加熱源 10 ブロワー(雰囲気循環機構) 11 ダクト(雰囲気循環機構) 13 循環雰囲気噴出口(雰囲気循環機構)
Claims (11)
- 【請求項1】 希土類磁石合金粉末が近赤外線加熱で硬
化したバインダーにより結合されてなることを特徴とす
る希土類ボンド磁石。 - 【請求項2】 希土類磁石合金粉末がRCo5系,R2
Co17系,R−Fe−B系,R−Fe−N−M系の希
土類磁石合金粉末のうちから選ばれる1種以上よりなる
請求項1に記載の希土類ボンド磁石。 - 【請求項3】 バインダーが熱硬化性樹脂よりなる請求
項1または2に記載の希土類ボンド磁石。 - 【請求項4】 希土類磁石合金粉末とバインダーとを混
合して成形し、バインダーの硬化処理を施して希土類ボ
ンド磁石を製造するに際し、希土類磁石合金粉末とバイ
ンダーとを混合して成形したのち近赤外線加熱によりバ
インダーの硬化処理を施して短時間加熱により活性な希
土類磁石合金粉末の酸化を防止して優れた磁気特性の希
土類ボンド磁石を得ることを特徴とする希土類ボンド磁
石の製造方法。 - 【請求項5】 希土類磁石合金粉末がRCo5系,R2
Co17系,R−Fe−B系,R−Fe−N−M系の希
土類磁石合金粉末のうちから選ばれる1種以上よりなる
請求項4に記載の希土類ボンド磁石の製造方法。 - 【請求項6】 バインダーが熱硬化性樹脂よりなる請求
項4または5に記載の希土類ボンド磁石の製造方法。 - 【請求項7】 希土類磁石合金粉末とバインダーとの混
合比率を希土類磁石合金粉末85〜99重量%に対して
バインダー1〜15重量%とする請求項4ないし6のい
ずれかに記載の希土類ボンド磁石の製造方法。 - 【請求項8】 輻射ないしは照射加熱源として波長のピ
ークが0.75〜2.0μmの近赤外線を用いる請求項
4ないし7のいずれかに記載の希土類ボンド磁石の製造
方法。 - 【請求項9】 近赤外線加熱に併せて雰囲気対流加熱な
どの補助加熱法を用いる請求項4ないし8のいずれかに
記載の希土類ボンド磁石の製造方法。 - 【請求項10】 希土類磁石合金粉末とバインダーとを
混合して成形した成形体を収容する希土類磁石合金粉末
成形体収容空間と、希土類磁石合金粉末成形体収容空間
内にある希土類磁石合金粉末成形体を近赤外線加熱する
近赤外線加熱源をそなえたことを特徴とする希土類ボン
ド磁石の熱処理装置。 - 【請求項11】 希土類磁石合金粉末成形体収容空間の
内部雰囲気を循環させる雰囲気循環機構をそなえた請求
項10に記載の希土類ボンド磁石の熱処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7337395A JPH09180920A (ja) | 1995-12-25 | 1995-12-25 | 希土類ボンド磁石およびその製造方法ならびに希土類ボンド磁石の熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7337395A JPH09180920A (ja) | 1995-12-25 | 1995-12-25 | 希土類ボンド磁石およびその製造方法ならびに希土類ボンド磁石の熱処理装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09180920A true JPH09180920A (ja) | 1997-07-11 |
Family
ID=18308235
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7337395A Pending JPH09180920A (ja) | 1995-12-25 | 1995-12-25 | 希土類ボンド磁石およびその製造方法ならびに希土類ボンド磁石の熱処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09180920A (ja) |
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