JPH1055929A - Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系ラジアル異方性焼結磁石およびその製造方法 - Google Patents
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系ラジアル異方性焼結磁石およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、多段成形により作製した焼結体の
磁気特性を維持しつつ亀裂発生を防止できるＲ−Ｆｅ−
Ｂ系ラジアル異方性焼結磁石の製造方法を提供すること
を目的とする。さらに、多段成形により作製した焼結体
の磁気特性を維持しつつコストを低減できるＲ−Ｆｅ−
Ｂ系ラジアル異方性焼結磁石の製造方法およびそれを用
いたＲ−Ｆｅ−Ｂ系ラジアル異方性焼結磁石を提供する
ものである。 【解決手段】 同一の金型で複数個の予備成形体を成形
し、最終加圧で一体化して最終成形体となし、最終成形
体を焼結するラジアル異方性焼結磁石の製造方法におい
て、予備成形体の成形体密度を３．１g/cm3以上とし、
最終成形体を予備成形体より０．２g/cm3以上高い成形
体密度に成形した後、焼結するＲ（ＲはＹを含む希土類
の内１種類以上）−Ｆｅ−Ｂ系ラジアル異方性焼結磁石
の製造方法。
磁気特性を維持しつつ亀裂発生を防止できるＲ−Ｆｅ−
Ｂ系ラジアル異方性焼結磁石の製造方法を提供すること
を目的とする。さらに、多段成形により作製した焼結体
の磁気特性を維持しつつコストを低減できるＲ−Ｆｅ−
Ｂ系ラジアル異方性焼結磁石の製造方法およびそれを用
いたＲ−Ｆｅ−Ｂ系ラジアル異方性焼結磁石を提供する
ものである。 【解決手段】 同一の金型で複数個の予備成形体を成形
し、最終加圧で一体化して最終成形体となし、最終成形
体を焼結するラジアル異方性焼結磁石の製造方法におい
て、予備成形体の成形体密度を３．１g/cm3以上とし、
最終成形体を予備成形体より０．２g/cm3以上高い成形
体密度に成形した後、焼結するＲ（ＲはＹを含む希土類
の内１種類以上）−Ｆｅ−Ｂ系ラジアル異方性焼結磁石
の製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、モーターやセンサ
ー等の応用分野で使用されるＲ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石に
関するものである。
ー等の応用分野で使用されるＲ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、Ｒ（ＲはＹを含む希土類の内１種
類以上）−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の成形は、成形方向の長
さ（以下Ｌという）が大きいものを成形する場合、Ｌに
合わせた金型を使用していた。このため、金型のＬ方向
の寸法が大きくなり、プレス機上での取り回しが困難に
なるほか、加圧ストロークが大きくなるためプレス機が
大型化する問題点があった。Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系ラジアル異
方性焼結磁石（以下Ｒ.Ｒ.磁石という）の場合、例えば
図１に示されるような磁気回路の構成をした金型を組み
込んだプレス機により成形される。図１において、１は
ダイス磁性部、２はダイス非磁性部、３は磁性材料から
なるコア、４は上パンチ、５は下パンチ、６は上部コイ
ル、７は下部コイル、８はプレスフレームであり、ダイ
ス磁性部１、コア３、上パンチ４、下パンチ５で囲まれ
たキャビティに原料粉末を給粉し成形する。このときダ
イス１、コア３、上下パンチ３、４で囲まれたキャビテ
ィ内の磁場強度（Ｂｇ）は、式（１）で示される。
類以上）−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の成形は、成形方向の長
さ（以下Ｌという）が大きいものを成形する場合、Ｌに
合わせた金型を使用していた。このため、金型のＬ方向
の寸法が大きくなり、プレス機上での取り回しが困難に
なるほか、加圧ストロークが大きくなるためプレス機が
大型化する問題点があった。Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系ラジアル異
方性焼結磁石（以下Ｒ.Ｒ.磁石という）の場合、例えば
図１に示されるような磁気回路の構成をした金型を組み
込んだプレス機により成形される。図１において、１は
ダイス磁性部、２はダイス非磁性部、３は磁性材料から
なるコア、４は上パンチ、５は下パンチ、６は上部コイ
ル、７は下部コイル、８はプレスフレームであり、ダイ
ス磁性部１、コア３、上パンチ４、下パンチ５で囲まれ
たキャビティに原料粉末を給粉し成形する。このときダ
イス１、コア３、上下パンチ３、４で囲まれたキャビテ
ィ内の磁場強度（Ｂｇ）は、式（１）で示される。
【０００３】
【数１】
【０００４】ここで、ｄはコア径、Ｄはダイス内径、Ｌ
mはダイス磁性部分の長さ、またσSはコアの飽和磁化で
ある。この金型を用いＬの大きなＲ.Ｒ.磁石を成形する
ためには、Ｌmを大きくする必要がある。しかしなが
ら、キャビティ内に充填された原料粉をラジアル方向に
配向させるためにはＢｇが０．５Ｔ程度必要であり、σ
Sが２Ｔ程度であることからＬmは式（２）で示されるよ
うな制限がある。
mはダイス磁性部分の長さ、またσSはコアの飽和磁化で
ある。この金型を用いＬの大きなＲ.Ｒ.磁石を成形する
ためには、Ｌmを大きくする必要がある。しかしなが
ら、キャビティ内に充填された原料粉をラジアル方向に
配向させるためにはＢｇが０．５Ｔ程度必要であり、σ
Sが２Ｔ程度であることからＬmは式（２）で示されるよ
うな制限がある。
【０００５】
【数２】
【０００６】そこで、Ｌmで成形できるＲ.Ｒ.磁石より
長いＲ.Ｒ.磁石を製造する場合、従来は式（２）を満足
するＬm以内の金型で成形し、これを焼結して得られる
Ｒ.Ｒ.磁石を複数個接着し、必要とする長さのＲ.Ｒ.磁
石としていた。この方法の場合、各Ｒ.Ｒ.磁石の間に接
着層や表面処理層が存在するため、この分だけ総磁束量
が低下し、さらに接着工数が多く製造コストが高くなる
欠点があった。
長いＲ.Ｒ.磁石を製造する場合、従来は式（２）を満足
するＬm以内の金型で成形し、これを焼結して得られる
Ｒ.Ｒ.磁石を複数個接着し、必要とする長さのＲ.Ｒ.磁
石としていた。この方法の場合、各Ｒ.Ｒ.磁石の間に接
着層や表面処理層が存在するため、この分だけ総磁束量
が低下し、さらに接着工数が多く製造コストが高くなる
欠点があった。
【０００７】この問題点を解決する方法として、特開平
２−２８１７２１号や特開平６−１３２１７号が開示さ
れている。特開平２−２８１７２１号ではキャビティに
充填した原料粉を加圧成形した成形体をダイスの非磁性
部に移し、その後にできたダイスの磁性部分のキャビテ
ィに原料粉を充填し加圧成形し、さらに得られた成形体
を下方に移し給粉、加圧成形を任意回数繰り返し、Ｌの
大なる成形体を得る成形方法（以下、この同一の金型の
中で複数個の成形体を成形する方法を多段成形という）
を提案している。この多段成形によると、Ｌの大きな
Ｒ.Ｒ.磁石を製造することができる。しかし、この成形
方法では、個々の成形体を成形する際の荷重が一定であ
るため成形体密度が等しく、焼結体において個々の成形
体の接合面に亀裂が発生しやすい問題点があった。さら
にキャビティ内の配向磁場強度を高くするためＬmが小
さくなり、１個の成形体を成形するのに必要な成形回数
が増加するという問題点もあった。
２−２８１７２１号や特開平６−１３２１７号が開示さ
れている。特開平２−２８１７２１号ではキャビティに
充填した原料粉を加圧成形した成形体をダイスの非磁性
部に移し、その後にできたダイスの磁性部分のキャビテ
ィに原料粉を充填し加圧成形し、さらに得られた成形体
を下方に移し給粉、加圧成形を任意回数繰り返し、Ｌの
大なる成形体を得る成形方法（以下、この同一の金型の
中で複数個の成形体を成形する方法を多段成形という）
を提案している。この多段成形によると、Ｌの大きな
Ｒ.Ｒ.磁石を製造することができる。しかし、この成形
方法では、個々の成形体を成形する際の荷重が一定であ
るため成形体密度が等しく、焼結体において個々の成形
体の接合面に亀裂が発生しやすい問題点があった。さら
にキャビティ内の配向磁場強度を高くするためＬmが小
さくなり、１個の成形体を成形するのに必要な成形回数
が増加するという問題点もあった。
【０００８】特開平６−１３２１７号では、成形後の成
形体を動かすことなく、加圧により生じた空間に原料粉
を充填、加圧することを繰り返すことによりＬを長くす
る成形方法を提案している。この方法では、個々の成形
時の成形体密度を２〜３g/cm3とし、最終的に加圧する
際に４g/cm3程度に圧縮している。この方法によると、
特開平２−２８１７２１号における焼結体の亀裂の問題
点を解決することが可能であるが、成形体の長さは、１
段目の充填深さより長くなることはない。本発明者ら
は、特開平２−２８１７２１号の成形方法における亀裂
の問題を解決する方法として、この成形方法を用いる
際、特開平６−１３２１７号と同様に各段の成形におけ
る成形体密度を２〜３g/cm3とし、最終的に加圧する際
の成形体密度を４g/cm3とする方法を試みたが、亀裂は
防止できるものの、得られた磁石の特性は十分な値が得
られなかった。
形体を動かすことなく、加圧により生じた空間に原料粉
を充填、加圧することを繰り返すことによりＬを長くす
る成形方法を提案している。この方法では、個々の成形
時の成形体密度を２〜３g/cm3とし、最終的に加圧する
際に４g/cm3程度に圧縮している。この方法によると、
特開平２−２８１７２１号における焼結体の亀裂の問題
点を解決することが可能であるが、成形体の長さは、１
段目の充填深さより長くなることはない。本発明者ら
は、特開平２−２８１７２１号の成形方法における亀裂
の問題を解決する方法として、この成形方法を用いる
際、特開平６−１３２１７号と同様に各段の成形におけ
る成形体密度を２〜３g/cm3とし、最終的に加圧する際
の成形体密度を４g/cm3とする方法を試みたが、亀裂は
防止できるものの、得られた磁石の特性は十分な値が得
られなかった。
【０００９】また、特開平２−２８１７２１号の亀裂の
問題の解決方法として、特開平７−１６１５２４号では
多段成形する際、成形体と成形体の間にＲリッチな粉末
を挟み込み成形することにより、焼結時の亀裂を防止で
きることを開示している。しかし、この方法の場合、磁
石の耐食性付与のために行う表面処理を行っても、成形
体の接合部分にあるＲリッチな層が耐食性に対し他の部
分より耐食性に劣る問題点があった。さらに、特開平２
−２８１７２１号の成形方法で焼結体に亀裂無く製品が
製造できた場合、Ｌmを短くすることにより配向磁場強
度を高くしても、配向磁場強度に見合った磁気特性の増
加が得られない問題点があった。
問題の解決方法として、特開平７−１６１５２４号では
多段成形する際、成形体と成形体の間にＲリッチな粉末
を挟み込み成形することにより、焼結時の亀裂を防止で
きることを開示している。しかし、この方法の場合、磁
石の耐食性付与のために行う表面処理を行っても、成形
体の接合部分にあるＲリッチな層が耐食性に対し他の部
分より耐食性に劣る問題点があった。さらに、特開平２
−２８１７２１号の成形方法で焼結体に亀裂無く製品が
製造できた場合、Ｌmを短くすることにより配向磁場強
度を高くしても、配向磁場強度に見合った磁気特性の増
加が得られない問題点があった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、多段成形に
より作製した焼結体の磁気特性を維持しつつ亀裂発生を
防止できるＲ−Ｆｅ−Ｂ系ラジアル異方性焼結磁石の製
造方法を提供することを目的とする。さらに、多段成形
により作製した焼結体の磁気特性を維持しつつコストを
低減できるＲ−Ｆｅ−Ｂ系ラジアル異方性焼結磁石の製
造方法およびそれを用いたＲ−Ｆｅ−Ｂ系ラジアル異方
性焼結磁石を提供するものである。
より作製した焼結体の磁気特性を維持しつつ亀裂発生を
防止できるＲ−Ｆｅ−Ｂ系ラジアル異方性焼結磁石の製
造方法を提供することを目的とする。さらに、多段成形
により作製した焼結体の磁気特性を維持しつつコストを
低減できるＲ−Ｆｅ−Ｂ系ラジアル異方性焼結磁石の製
造方法およびそれを用いたＲ−Ｆｅ−Ｂ系ラジアル異方
性焼結磁石を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】多段成形において成形体
をダイスの非磁性部に移し、ダイスの磁性部にできたキ
ャビティに原料粉を供給する方法で、例えば５回成形し
Ｌの大きな５段の成形体を成形する際、１〜４回目の成
形までの成形体密度を３g/cm3とし、５回目の成形で４g
/cm3として５段の成形体を得た場合、前述のように得ら
れた磁石は十分な磁気特性が得られない（以下、１回目
から最終回の１つ前までの成形を予備成形、得られる成
形体を予備成形体、また最終回の成形を最終成形、得ら
れる成形体を最終成形体と呼ぶ。なお、最終成形体の段
数は、予備成形体に給粉して最終成形を行い予備成形体
の段数＋１段とすることが望ましいが、予備成形体に給
粉することなく予備成形体の段数と同段数の最終成形体
を得てもよい）。
をダイスの非磁性部に移し、ダイスの磁性部にできたキ
ャビティに原料粉を供給する方法で、例えば５回成形し
Ｌの大きな５段の成形体を成形する際、１〜４回目の成
形までの成形体密度を３g/cm3とし、５回目の成形で４g
/cm3として５段の成形体を得た場合、前述のように得ら
れた磁石は十分な磁気特性が得られない（以下、１回目
から最終回の１つ前までの成形を予備成形、得られる成
形体を予備成形体、また最終回の成形を最終成形、得ら
れる成形体を最終成形体と呼ぶ。なお、最終成形体の段
数は、予備成形体に給粉して最終成形を行い予備成形体
の段数＋１段とすることが望ましいが、予備成形体に給
粉することなく予備成形体の段数と同段数の最終成形体
を得てもよい）。
【００１２】本発明者は、種々検討の結果、以下の知見
を得た。すなわち、予備成形において得られた予備成形
体は、上下パンチを固定した状態でダイスとコアを引き
上げるか、ダイスとコアを固定した状態で上下パンチを
同時に下げることにより予備成形体をダイスの非磁性部
分に移動させる。このとき、予備成形体は、ダイスおよ
びコアの壁面に押し当てられた状態で移動する。予備成
形体が移動する際、成形体密度が２〜３g/cm3程度であ
ると、予備成形体の空隙が多すぎダイスおよびコアの壁
面との摩擦により成形体の粉末が動いてしまう。このた
め、配向磁場方向に配向していた原料粉が配向方向とは
別の方向に回転してしまい、予備成形体の配向が乱れ十
分な磁気特性が得られなくなる。検討の結果、予備成形
体をダイスの非磁性部に移動させる際、原料粉が動くこ
となく予備成形体を移動させることができる成形体密度
の最適値は３．１g/cm3以上であることが明らかとなっ
た。また、予備成形体と最終成形体の成形体密度はその
差が小さいと焼結後に成形体の接合面に亀裂が生ずる
が、予備成形体密度から最終成形体の成形体密度を高く
していくと亀裂の発生率が低下していき、予備成形と最
終成形における成形体の密度差が０．２g/cm3以上あれ
ば、焼結体に亀裂を発生させることを防止できることが
明らかとなった。したがって、本発明は、同一の金型で
複数個の予備成形体を成形し、最終加圧で一体化して最
終成形体となし、最終成形体を焼結するラジアル異方性
焼結磁石の製造方法において、予備成形体の成形体密度
を３．１g/cm3以上とし、最終成形体を予備成形体より
０．２g/cm3以上高い成形体密度に成形した後、焼結す
るＲ（ＲはＹを含む希土類元素の内１種または２種以
上）−Ｆｅ−Ｂ系ラジアル異方性焼結磁石の製造方法で
ある。
を得た。すなわち、予備成形において得られた予備成形
体は、上下パンチを固定した状態でダイスとコアを引き
上げるか、ダイスとコアを固定した状態で上下パンチを
同時に下げることにより予備成形体をダイスの非磁性部
分に移動させる。このとき、予備成形体は、ダイスおよ
びコアの壁面に押し当てられた状態で移動する。予備成
形体が移動する際、成形体密度が２〜３g/cm3程度であ
ると、予備成形体の空隙が多すぎダイスおよびコアの壁
面との摩擦により成形体の粉末が動いてしまう。このた
め、配向磁場方向に配向していた原料粉が配向方向とは
別の方向に回転してしまい、予備成形体の配向が乱れ十
分な磁気特性が得られなくなる。検討の結果、予備成形
体をダイスの非磁性部に移動させる際、原料粉が動くこ
となく予備成形体を移動させることができる成形体密度
の最適値は３．１g/cm3以上であることが明らかとなっ
た。また、予備成形体と最終成形体の成形体密度はその
差が小さいと焼結後に成形体の接合面に亀裂が生ずる
が、予備成形体密度から最終成形体の成形体密度を高く
していくと亀裂の発生率が低下していき、予備成形と最
終成形における成形体の密度差が０．２g/cm3以上あれ
ば、焼結体に亀裂を発生させることを防止できることが
明らかとなった。したがって、本発明は、同一の金型で
複数個の予備成形体を成形し、最終加圧で一体化して最
終成形体となし、最終成形体を焼結するラジアル異方性
焼結磁石の製造方法において、予備成形体の成形体密度
を３．１g/cm3以上とし、最終成形体を予備成形体より
０．２g/cm3以上高い成形体密度に成形した後、焼結す
るＲ（ＲはＹを含む希土類元素の内１種または２種以
上）−Ｆｅ−Ｂ系ラジアル異方性焼結磁石の製造方法で
ある。
【００１３】多段成形Ｒ.Ｒ.の場合、予備成形体をダイ
ス非磁性部まで移す必要がある。しかし、移動した予備
成形体の上端がダイス非磁性部にある場合、次の成形で
は一部分がダイス非磁性部分で成形されることになる。
ダイス非磁性部分は配向磁場強度が極めて弱く、原料粉
はほとんど配向しないため、予備成形体の接合部近傍に
配向度の極めて悪い部分が生じてしまい、得られた多段
成形Ｒ.Ｒ.磁石は低い磁気特性となってしまう。そこ
で、予備成形体を移動する際は、予備成形体の上端がダ
イス磁性部の下端あるいは一部分がダイス磁性部分に残
るようにする必要がある（以下、予備成形体の一部分が
ダイスの非磁性部分に残っている部分をオーバラップ、
その長さをオーバーラップ量という）。しかし、強磁性
体である原料粉からなる予備成形体がダイスの磁性部分
に掛かった状態で配向磁場を印加すると、キャビティ内
の配向磁場強度は、原料粉より磁束が通りやすいオーバ
ーラップ部分に流れる磁束分だけ小さくなり、得られる
Ｒ.Ｒ.磁石の配向度を低下させる原因となる。
ス非磁性部まで移す必要がある。しかし、移動した予備
成形体の上端がダイス非磁性部にある場合、次の成形で
は一部分がダイス非磁性部分で成形されることになる。
ダイス非磁性部分は配向磁場強度が極めて弱く、原料粉
はほとんど配向しないため、予備成形体の接合部近傍に
配向度の極めて悪い部分が生じてしまい、得られた多段
成形Ｒ.Ｒ.磁石は低い磁気特性となってしまう。そこ
で、予備成形体を移動する際は、予備成形体の上端がダ
イス磁性部の下端あるいは一部分がダイス磁性部分に残
るようにする必要がある（以下、予備成形体の一部分が
ダイスの非磁性部分に残っている部分をオーバラップ、
その長さをオーバーラップ量という）。しかし、強磁性
体である原料粉からなる予備成形体がダイスの磁性部分
に掛かった状態で配向磁場を印加すると、キャビティ内
の配向磁場強度は、原料粉より磁束が通りやすいオーバ
ーラップ部分に流れる磁束分だけ小さくなり、得られる
Ｒ.Ｒ.磁石の配向度を低下させる原因となる。
【００１４】オーバーラップ量により、Ｒ.Ｒ.磁石の磁
力がどうなるか検討したところ、オーバーラップ量がダ
イス磁性部分の長さＬmの２０％までは得られるＲ.Ｒ.
磁石の磁力を低下させないことが明らかとなった。すな
わち、予備成形体の長さはキャビティの深さに比例する
ことから、得られるＲ.Ｒ.磁石の予備成形体および焼結
体の１段分の長さは、Ｌmの重点深さのときとき最大と
なり、０．８Ｌmの充填深さのとき最小となり、最大の
長さを基準に２０％の範囲であれば磁気特性が変化しな
いことになる。ただし、Ｒ.Ｒ.磁石製品においては、製
品の両端を製品の長さに合わせ加工する必要があり１段
分の長さが変化するため、Ｒ．Ｒ．磁石の両端における
１段分の長さを比較の対象とすることはできず、４段以
上の多段成形をした場合、すなわち多段成形による成形
体を焼結することにより形成される接合層が少なくとも
３層ある場合、接合層間の長さを比較することが可能と
なる。したがって、本発明は、少なくとも３層以上の接
合層を有し、接合層間の長さが、最も長い接合層間の長
さに対し８０〜１００％の長さであるＲ−Ｆｅ−Ｂ系ラ
ジアル異方性焼結磁石である。
力がどうなるか検討したところ、オーバーラップ量がダ
イス磁性部分の長さＬmの２０％までは得られるＲ.Ｒ.
磁石の磁力を低下させないことが明らかとなった。すな
わち、予備成形体の長さはキャビティの深さに比例する
ことから、得られるＲ.Ｒ.磁石の予備成形体および焼結
体の１段分の長さは、Ｌmの重点深さのときとき最大と
なり、０．８Ｌmの充填深さのとき最小となり、最大の
長さを基準に２０％の範囲であれば磁気特性が変化しな
いことになる。ただし、Ｒ.Ｒ.磁石製品においては、製
品の両端を製品の長さに合わせ加工する必要があり１段
分の長さが変化するため、Ｒ．Ｒ．磁石の両端における
１段分の長さを比較の対象とすることはできず、４段以
上の多段成形をした場合、すなわち多段成形による成形
体を焼結することにより形成される接合層が少なくとも
３層ある場合、接合層間の長さを比較することが可能と
なる。したがって、本発明は、少なくとも３層以上の接
合層を有し、接合層間の長さが、最も長い接合層間の長
さに対し８０〜１００％の長さであるＲ−Ｆｅ−Ｂ系ラ
ジアル異方性焼結磁石である。
【００１５】多段成形においてＬmを短くすることによ
り、配向磁場強度を高くすることができるにもかかわら
ず、得られたＲ.Ｒ.磁石の総磁束量は、配向磁場強度を
高くした分だけの向上が見られない。多段成形をした
Ｒ.Ｒ.磁石を着磁し、Ｌ方向の表面磁束密度を測定する
と例えば図２のような波形が観察される。この波形の凹
部分が予備成形体の接合層の位置を示している。同一の
金型で成形段数を変え、Ｒ.Ｒ.磁石を製造し、着磁後の
単位Ｌあたりの磁束量を測定したところ成形段数の少な
い方が高い値を示しことが判った。すなわち、同じ金型
磁気回路でも、成形段数が増加すると、得られるＲ.Ｒ.
磁石の単位長さの磁束量が低下する。
り、配向磁場強度を高くすることができるにもかかわら
ず、得られたＲ.Ｒ.磁石の総磁束量は、配向磁場強度を
高くした分だけの向上が見られない。多段成形をした
Ｒ.Ｒ.磁石を着磁し、Ｌ方向の表面磁束密度を測定する
と例えば図２のような波形が観察される。この波形の凹
部分が予備成形体の接合層の位置を示している。同一の
金型で成形段数を変え、Ｒ.Ｒ.磁石を製造し、着磁後の
単位Ｌあたりの磁束量を測定したところ成形段数の少な
い方が高い値を示しことが判った。すなわち、同じ金型
磁気回路でも、成形段数が増加すると、得られるＲ.Ｒ.
磁石の単位長さの磁束量が低下する。
【００１６】さらに検討を重ねたところ、ダイスの磁性
部分の長さを長くすることにより、成形段数を減らして
も段数を増加させた場合と同等の磁束量が得られること
が判った。また、このときのＢ−Ｈ特性を直流Ｂ−Ｈト
レーサーにて測定したところ以下のことが明らかとなっ
た。Ｒ.Ｒ.磁石の配向方向の配向度を式（３）のように
定義する。
部分の長さを長くすることにより、成形段数を減らして
も段数を増加させた場合と同等の磁束量が得られること
が判った。また、このときのＢ−Ｈ特性を直流Ｂ−Ｈト
レーサーにて測定したところ以下のことが明らかとなっ
た。Ｒ.Ｒ.磁石の配向方向の配向度を式（３）のように
定義する。
【数３】 ここでＢｒは残留磁束密度であり、記号//は配向方向、
また⊥はそれに垂直方向を示す。同一寸法で、Ｌmが異
なっているため成形段数に差があるにもかかわらず磁束
量が同等の多段成形Ｒ.Ｒ.磁石から図３のように予備成
形体の接合部を含まない１段部分の試料を切り出した場
合と、Ｌ全体分の試料を切り出した場合のＢ−Ｈ特性を
測定したところ、Ｌmが短い方が長い方に比べ１段分の
試料での配向方向のＢｒと配向度が高くなっていたが、
Ｌ全体ではＢｒ、配向度ともに同等であった。また、１
段分の予備成形体による焼結体から切り出した試料の配
向度について種々の寸法のＲ.Ｒ.でさらに検討したとこ
ろ、配向度を８３〜９３％とすることにより良好な磁気
特性を有するＲ．Ｒ．磁石が得られること、特に配向度
８３〜８８％の範囲では配向度８８〜９３％の範囲とす
るより、磁気特性を維持しつつＬｍを長尺化することが
可能であり、コスト的に有利であることが明らかとなっ
た。なお、本発明において、接合層とは予備成形体が焼
結により一体に結合された層であり、図２に示すように
表面磁束密度の波形の凹部分として確認することができ
る。
また⊥はそれに垂直方向を示す。同一寸法で、Ｌmが異
なっているため成形段数に差があるにもかかわらず磁束
量が同等の多段成形Ｒ.Ｒ.磁石から図３のように予備成
形体の接合部を含まない１段部分の試料を切り出した場
合と、Ｌ全体分の試料を切り出した場合のＢ−Ｈ特性を
測定したところ、Ｌmが短い方が長い方に比べ１段分の
試料での配向方向のＢｒと配向度が高くなっていたが、
Ｌ全体ではＢｒ、配向度ともに同等であった。また、１
段分の予備成形体による焼結体から切り出した試料の配
向度について種々の寸法のＲ.Ｒ.でさらに検討したとこ
ろ、配向度を８３〜９３％とすることにより良好な磁気
特性を有するＲ．Ｒ．磁石が得られること、特に配向度
８３〜８８％の範囲では配向度８８〜９３％の範囲とす
るより、磁気特性を維持しつつＬｍを長尺化することが
可能であり、コスト的に有利であることが明らかとなっ
た。なお、本発明において、接合層とは予備成形体が焼
結により一体に結合された層であり、図２に示すように
表面磁束密度の波形の凹部分として確認することができ
る。
【００１７】
【発明の実施の態様】 ［実施例１］組成が３２Ｎｄ−１．１Ｂ−残Ｆｅ（重量
比）のインゴットを機械粉砕で平均粒径が４．５μｍ
（Ｆ.Ｓ.Ｓ.Ｓ.）とした原料粉を準備し、ダイス内径＝
３０mm、コア径＝２２mm、Ｌm＝１６mmの金型を用い、
各段の充填深さが１５mmとし、５回成形を繰り返す多段
成形を行った。このときの予備成形密度は２．９〜４．
２g/cm3、また最終成形密度は４．２g/cm2とした。得ら
れた最終成形体を１１００℃×２ｈｒの条件下で焼結し
た。図４に予備成形密度を２．９〜４．２g/cm3の範囲
で変化させた場合の焼結体の亀裂発生率を示す。成形
は、１つの予備成形体密度について１００ケずつ行い、
焼結後予備成形体の接合面の亀裂の有無を確認した。そ
の結果、図４の本発明の範囲で示されるように、予備成
形体密度が４．０g/cm3までは亀裂の発生率が０％、そ
れを越えると亀裂発生率が増加し、最終成形密度と同じ
４．２g/cm3では亀裂発生率が８０％となった。この結
果から予備成形体密度を最終成形体密度より０．２g/cm
3以上小さくすると、焼結後の予備成形体の接合面にお
ける亀裂を防止できることがわかる。
比）のインゴットを機械粉砕で平均粒径が４．５μｍ
（Ｆ.Ｓ.Ｓ.Ｓ.）とした原料粉を準備し、ダイス内径＝
３０mm、コア径＝２２mm、Ｌm＝１６mmの金型を用い、
各段の充填深さが１５mmとし、５回成形を繰り返す多段
成形を行った。このときの予備成形密度は２．９〜４．
２g/cm3、また最終成形密度は４．２g/cm2とした。得ら
れた最終成形体を１１００℃×２ｈｒの条件下で焼結し
た。図４に予備成形密度を２．９〜４．２g/cm3の範囲
で変化させた場合の焼結体の亀裂発生率を示す。成形
は、１つの予備成形体密度について１００ケずつ行い、
焼結後予備成形体の接合面の亀裂の有無を確認した。そ
の結果、図４の本発明の範囲で示されるように、予備成
形体密度が４．０g/cm3までは亀裂の発生率が０％、そ
れを越えると亀裂発生率が増加し、最終成形密度と同じ
４．２g/cm3では亀裂発生率が８０％となった。この結
果から予備成形体密度を最終成形体密度より０．２g/cm
3以上小さくすると、焼結後の予備成形体の接合面にお
ける亀裂を防止できることがわかる。
【００１８】［実施例２］実施例１の焼結体を９００℃
×２ｈｒ、６００℃×２ｈｒの熱処理、研削加工、およ
び樹脂塗装による表面処理を行い、外径２５mm、内径１
９mm、長さ３０mmのＲ.Ｒ.磁石とした。このＲ．Ｒ．磁
石を外周８極着磁し、総磁束量を測定したところ、図５
に示す結果となった。予備成形密度が３．１g/cm3以上
である本発明の範囲では、総磁束量はほとんど変化せ
ず、それより小さい範囲では、総磁束量が小さくなって
いた。実施例１および２の結果より、多段成形の場合、
予備成形体密度を３．１g/cm3以上とし、最終成形体密
度を予備成形体密度より０．２g/cm3以上高くする必要
があることがわかる。
×２ｈｒ、６００℃×２ｈｒの熱処理、研削加工、およ
び樹脂塗装による表面処理を行い、外径２５mm、内径１
９mm、長さ３０mmのＲ.Ｒ.磁石とした。このＲ．Ｒ．磁
石を外周８極着磁し、総磁束量を測定したところ、図５
に示す結果となった。予備成形密度が３．１g/cm3以上
である本発明の範囲では、総磁束量はほとんど変化せ
ず、それより小さい範囲では、総磁束量が小さくなって
いた。実施例１および２の結果より、多段成形の場合、
予備成形体密度を３．１g/cm3以上とし、最終成形体密
度を予備成形体密度より０．２g/cm3以上高くする必要
があることがわかる。
【００１９】［実施例３］実施例１と同じ原料、金型を
用い、予備成形体のオーバーラップ量を変化させ多段成
形により成形体を成形した。このとき、予備成形体密度
を３．６g/cm3また最終成形体密度を４．１g/cm3とし
た。これを実施例１および２と同様の条件で焼結、熱処
理、加工、および表面処理を行い、外径２５mm、内径１
９mm、長さ３０mmのＲ.Ｒ.磁石とし、着磁後の総磁束量
を測定した。測定結果を、図６にオーバーラップ量に対
する総磁束量としてプロットした。オーバーラップ量が
マイナスすなわち成形の一部がダイス非磁性部で行われ
ていた場合、ダイス非磁性部で成形される量が多くなる
のにともない急激に磁束量が低下した。また、オーバー
ラップ量が３．２mmすなわちＬｍの２０%を越えて成形
がなされた場合は、オーバーラップ量が増えるのにとも
ない、しだいに磁束量が低下した。このことから、オー
バーラップ量はＬmの２０％以内とすることが望ましい
ことがわかる。
用い、予備成形体のオーバーラップ量を変化させ多段成
形により成形体を成形した。このとき、予備成形体密度
を３．６g/cm3また最終成形体密度を４．１g/cm3とし
た。これを実施例１および２と同様の条件で焼結、熱処
理、加工、および表面処理を行い、外径２５mm、内径１
９mm、長さ３０mmのＲ.Ｒ.磁石とし、着磁後の総磁束量
を測定した。測定結果を、図６にオーバーラップ量に対
する総磁束量としてプロットした。オーバーラップ量が
マイナスすなわち成形の一部がダイス非磁性部で行われ
ていた場合、ダイス非磁性部で成形される量が多くなる
のにともない急激に磁束量が低下した。また、オーバー
ラップ量が３．２mmすなわちＬｍの２０%を越えて成形
がなされた場合は、オーバーラップ量が増えるのにとも
ない、しだいに磁束量が低下した。このことから、オー
バーラップ量はＬmの２０％以内とすることが望ましい
ことがわかる。
【００２０】［実施例４］実施例１と同じ原料を用い、
ダイス径、コア径が実施例１と同じでＬmが１６mmと２
０mmの２種類の金型を用い、Ｌm＝１６mmの金型では１
段の充填深さを１５mmとし５段、Ｌm＝２０mmの金型で
は１段の充填深さを１９mmとし４段で成形を行った。ま
た、予備成形体密度および成形体密度は実施例３と同じ
とした。得られた成形体を実施例１および２と同様の条
件で焼結、熱処理、加工および表面処理し、外径２５m
m、内径１９mm、長さ３０mmのＲ.Ｒ.磁石とした。得ら
れた磁石について総磁束量を測定した。また予備成形体
の接合部を含まない位置から図３のように４（長さ方
向）×６（円周方向）×２．５（配向方向）mmおよび３
０（長さ方向全長）×６（円周方向）×２．５（配向方
向）mmの試料を切り出し、配向方向と円周方向のＢ−Ｈ
特性を直流式Ｂ−Ｈトレーサーにて測定し、配向度を求
めた。表１にそれぞれの金型の場合の、総磁束量、予備
成形体１段分の配向度、Ｒ.Ｒ.磁石全体の配向度を示
す。式（２）よりｄ2／Ｄ＝１６．１mmであり、Ｌm＝２
０mmの金型では式（２）の範囲を満たしていなが、総磁
束量は式（２）の範囲を満たしているＬm＝１６mmの場
合と同じレベルであった。また、予備成形体１段分の配
向度は、Ｌm＝２０mmの方が８５%とＬm＝１６mmの場合
の８９%より低い配向度であったにもかかわらず、全長
の配向度では同等であり、Ｌｍを長尺化し式（２）の範
囲外であっても良好な磁気特性が得られた。配向度を８
３〜８８％とすることは、Ｌｍを長尺化し、成形段数を
削減することにより低コスト化が図れ、望ましい。
ダイス径、コア径が実施例１と同じでＬmが１６mmと２
０mmの２種類の金型を用い、Ｌm＝１６mmの金型では１
段の充填深さを１５mmとし５段、Ｌm＝２０mmの金型で
は１段の充填深さを１９mmとし４段で成形を行った。ま
た、予備成形体密度および成形体密度は実施例３と同じ
とした。得られた成形体を実施例１および２と同様の条
件で焼結、熱処理、加工および表面処理し、外径２５m
m、内径１９mm、長さ３０mmのＲ.Ｒ.磁石とした。得ら
れた磁石について総磁束量を測定した。また予備成形体
の接合部を含まない位置から図３のように４（長さ方
向）×６（円周方向）×２．５（配向方向）mmおよび３
０（長さ方向全長）×６（円周方向）×２．５（配向方
向）mmの試料を切り出し、配向方向と円周方向のＢ−Ｈ
特性を直流式Ｂ−Ｈトレーサーにて測定し、配向度を求
めた。表１にそれぞれの金型の場合の、総磁束量、予備
成形体１段分の配向度、Ｒ.Ｒ.磁石全体の配向度を示
す。式（２）よりｄ2／Ｄ＝１６．１mmであり、Ｌm＝２
０mmの金型では式（２）の範囲を満たしていなが、総磁
束量は式（２）の範囲を満たしているＬm＝１６mmの場
合と同じレベルであった。また、予備成形体１段分の配
向度は、Ｌm＝２０mmの方が８５%とＬm＝１６mmの場合
の８９%より低い配向度であったにもかかわらず、全長
の配向度では同等であり、Ｌｍを長尺化し式（２）の範
囲外であっても良好な磁気特性が得られた。配向度を８
３〜８８％とすることは、Ｌｍを長尺化し、成形段数を
削減することにより低コスト化が図れ、望ましい。
【００２１】［実施例５］ダイス内径６０mm、コア径４
５mmでＬmが４５mmと３３mmの２種類の金型を用い、実
施例１と同じ原料でＬm＝４５mmの金型では１段の充填
深さを４４mmで３段成形、Ｌm＝３３mmの金型では３２m
mで４段成形とし予備成形体密度３．８、最終成形体密
度４．１g/cm3にて成形を行った。得られた成形体を実
施例１および２と同様の条件で焼結、熱処理、加工およ
び表面処理を行い外径５０mm、内径３９mm、長さ４６mm
のＲ.Ｒ.磁石とした。得られたＲ.Ｒ.磁石について総磁
束量を測定した。また予備成形体の接合部を含まない位
置から図３のように１０（長さ方向）×８（円周方向）
×３（配向方向）mmおよび４６（長さ方向全長）×８
（円周方向）×３（配向方向）mmの試料を切り出し、配
向方向と円周方向のＢ−Ｈ特性を直流式Ｂ−Ｈトレーサ
ーにて測定し、配向度を求めた。表１にそれぞれの金型
の場合の、総磁束量、予備成形体１段分の配向度、Ｒ.
Ｒ.磁石全体の配向度を示す。 ｄ2／Ｄ＝３３．７５mm
であり、Ｌm＝４５mmの場合、式（２）の範囲を満たし
ていなが、総磁束量は式（２）の範囲を満たしているＬ
m＝３３mmの場合と同じレベルであった。また、予備成
形体１段分の配向度は、Ｌm＝４５mmの方が８４%とＬm
＝３３mmの場合の９０%より低い配向度であったにもか
かわらず、全長の配向度では同等で、Ｌｍを長尺化し式
（２）の範囲外であっても良好な磁気特性が得られた。
配向度を８３〜８８％とすることは、Ｌｍを長尺化し、
成形段数を削減することにより低コスト化が図れ、望ま
しい。
５mmでＬmが４５mmと３３mmの２種類の金型を用い、実
施例１と同じ原料でＬm＝４５mmの金型では１段の充填
深さを４４mmで３段成形、Ｌm＝３３mmの金型では３２m
mで４段成形とし予備成形体密度３．８、最終成形体密
度４．１g/cm3にて成形を行った。得られた成形体を実
施例１および２と同様の条件で焼結、熱処理、加工およ
び表面処理を行い外径５０mm、内径３９mm、長さ４６mm
のＲ.Ｒ.磁石とした。得られたＲ.Ｒ.磁石について総磁
束量を測定した。また予備成形体の接合部を含まない位
置から図３のように１０（長さ方向）×８（円周方向）
×３（配向方向）mmおよび４６（長さ方向全長）×８
（円周方向）×３（配向方向）mmの試料を切り出し、配
向方向と円周方向のＢ−Ｈ特性を直流式Ｂ−Ｈトレーサ
ーにて測定し、配向度を求めた。表１にそれぞれの金型
の場合の、総磁束量、予備成形体１段分の配向度、Ｒ.
Ｒ.磁石全体の配向度を示す。 ｄ2／Ｄ＝３３．７５mm
であり、Ｌm＝４５mmの場合、式（２）の範囲を満たし
ていなが、総磁束量は式（２）の範囲を満たしているＬ
m＝３３mmの場合と同じレベルであった。また、予備成
形体１段分の配向度は、Ｌm＝４５mmの方が８４%とＬm
＝３３mmの場合の９０%より低い配向度であったにもか
かわらず、全長の配向度では同等で、Ｌｍを長尺化し式
（２）の範囲外であっても良好な磁気特性が得られた。
配向度を８３〜８８％とすることは、Ｌｍを長尺化し、
成形段数を削減することにより低コスト化が図れ、望ま
しい。
【００２２】［比較例］実施例５で用いたＬm＝３３mm
の金型と実施例１で用いた原料により、従来の方法で成
形体密度４．１g/cm3のＬの短い成形体を成形し、これ
を焼結、熱処理、加工および表面処理を行い、内外径は
実施例５と同じで、Ｌが１１．５mmのＲ.Ｒ.磁石とし、
これを４ヶ接着剤にて接着し長さ４６mmの磁石とした。
この磁石の総磁束量および１０（長さ方向）×８（円周
方向）×３（配向方向）mmの試料を切り出し、配向度を
測定した。表１に結果を示すが、配向度は９０%で実施
例５のＬm＝３３mmの場合と同じであったのに対し、総
磁束量は実施例５より小さい値を示した。
の金型と実施例１で用いた原料により、従来の方法で成
形体密度４．１g/cm3のＬの短い成形体を成形し、これ
を焼結、熱処理、加工および表面処理を行い、内外径は
実施例５と同じで、Ｌが１１．５mmのＲ.Ｒ.磁石とし、
これを４ヶ接着剤にて接着し長さ４６mmの磁石とした。
この磁石の総磁束量および１０（長さ方向）×８（円周
方向）×３（配向方向）mmの試料を切り出し、配向度を
測定した。表１に結果を示すが、配向度は９０%で実施
例５のＬm＝３３mmの場合と同じであったのに対し、総
磁束量は実施例５より小さい値を示した。
【００２３】［実施例６］実施例４で用いたＬm＝２０m
mの金型と原料を用い、予備成形体密度、成形体密度を
実施例４と同じ条件で、５段成形により成形した。この
とき各段の充填深さを１段目＝１９mm、２段目＝１９．
８mm、３段目＝１８mm、４段目＝１６．２mm、また５段
目＝１９mmと成形段により変えた場合と、各段の充填深
さを１８．４mmに固定し、オーバーラップ量を一定とし
た場合の２種類の条件とした。得られた成形体を焼結、
熱処理、加工および表面処理を行い、内外径は実施例４
と同じで長さが５４mmのＲ.Ｒ.磁石とした。着磁後、総
磁束量と長さ方向の表面磁束密度から各予備成形体によ
る部分の長さを測定した。表１に示されるように、各段
の充填深さを変えた場合、１段目と５段目を除く２〜４
段目の予備成形体よる焼結体長さは、７．２〜５．９mm
の範囲（接合層間の長さが最も長い接合層間の長さに対
し８２％）で異なっていたにもかかわらず、総磁束量
は、充填深さを１８．４mmに固定した場合と同じであっ
た。
mの金型と原料を用い、予備成形体密度、成形体密度を
実施例４と同じ条件で、５段成形により成形した。この
とき各段の充填深さを１段目＝１９mm、２段目＝１９．
８mm、３段目＝１８mm、４段目＝１６．２mm、また５段
目＝１９mmと成形段により変えた場合と、各段の充填深
さを１８．４mmに固定し、オーバーラップ量を一定とし
た場合の２種類の条件とした。得られた成形体を焼結、
熱処理、加工および表面処理を行い、内外径は実施例４
と同じで長さが５４mmのＲ.Ｒ.磁石とした。着磁後、総
磁束量と長さ方向の表面磁束密度から各予備成形体によ
る部分の長さを測定した。表１に示されるように、各段
の充填深さを変えた場合、１段目と５段目を除く２〜４
段目の予備成形体よる焼結体長さは、７．２〜５．９mm
の範囲（接合層間の長さが最も長い接合層間の長さに対
し８２％）で異なっていたにもかかわらず、総磁束量
は、充填深さを１８．４mmに固定した場合と同じであっ
た。
【００２４】
【表１】
【発明の効果】以上のように、本発明によると磁気特性
に優れた多段成形によるＲ.Ｒ.磁石をより低コストで提
供することができる。
に優れた多段成形によるＲ.Ｒ.磁石をより低コストで提
供することができる。
【図１】 リング状成形体の成形装置の一例を示す図で
ある。
ある。
【図２】 本発明ラジアル異方性焼結磁石の接合相と表
面磁束密度の分布を示す図である。
面磁束密度の分布を示す図である。
【図３】 本発明ラジアル異方性焼結磁石の配向度の測
定方法を説明する図である。
定方法を説明する図である。
【図４】 予備成形体密度と焼結体の亀裂発生率との関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図５】 予備成形体密度と総磁束量との関係を示す図
である。
である。
【図６】 オーバーラップ量と総磁束量との関係を示す
図である。
図である。
１ ダイス磁性部、２ ダイス非磁性部、３ コア、４
上パンチ、５ 下パンチ、６ 上部コイル、７ 下部
コイル、８ プレスフレーム
上パンチ、５ 下パンチ、６ 上部コイル、７ 下部
コイル、８ プレスフレーム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｃ２２Ｃ 38/00 ３０３ Ｈ０１Ｆ 1/08 Ｂ
Claims (3)
- 【請求項１】 同一の金型で複数個の予備成形体を成形
し、最終加圧で一体化して最終成形体となし、最終成形
体を焼結するラジアル異方性焼結磁石の製造方法におい
て、予備成形体の成形体密度を３．１g/cm3以上とし、
最終成形体を予備成形体より０．２g/cm3以上高い成形
体密度に成形した後、焼結することを特徴とするＲ（Ｒ
はＹを含む希土類元素の内１種または２種以上）−Ｆｅ
−Ｂ系ラジアル異方性焼結磁石の製造方法。 - 【請求項２】 少なくとも１層以上接合層を有するＲ−
Ｆｅ−Ｂ系ラジアル異方性焼結磁石において、接合層を
含まない部分の配向方向の残留磁束密度と円周方向の残
留磁束密度の和に対する配向方向の残留磁束密度の比率
が８３〜８８%であることを特徴とするＲ−Ｆｅ−Ｂ系
ラジアル異方性焼結磁石。 - 【請求項３】 少なくとも３層以上の接合層を有し、接
合層間の長さが最も長い接合層間の長さに対し８０〜１
００％の長さである請求項２に記載のＲ−Ｆｅ−Ｂ系ラ
ジアル異方性焼結磁石。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08210655A JP3132393B2 (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系ラジアル異方性焼結リング磁石の製造方法 |
| US08/908,427 US5913255A (en) | 1996-08-09 | 1997-08-07 | Radially anisotropic sintered R-Fe-B-based magnet and production method thereof |
| DE19734225A DE19734225C2 (de) | 1996-08-09 | 1997-08-07 | Radial anisotroper Sintermagnet auf SE-Fe-B-Basis, und Herstellverfahren für denselben |
| CNB971180164A CN1139083C (zh) | 1996-08-09 | 1997-08-09 | 径向各向异性R-Fe-B基烧结磁体及其制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08210655A JP3132393B2 (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系ラジアル異方性焼結リング磁石の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1055929A true JPH1055929A (ja) | 1998-02-24 |
| JP3132393B2 JP3132393B2 (ja) | 2001-02-05 |
Family
ID=16592914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08210655A Expired - Lifetime JP3132393B2 (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系ラジアル異方性焼結リング磁石の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5913255A (ja) |
| JP (1) | JP3132393B2 (ja) |
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