JPH11233359A - ボンド磁石の製造方法 - Google Patents
ボンド磁石の製造方法Info
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- JPH11233359A JPH11233359A JP10031877A JP3187798A JPH11233359A JP H11233359 A JPH11233359 A JP H11233359A JP 10031877 A JP10031877 A JP 10031877A JP 3187798 A JP3187798 A JP 3187798A JP H11233359 A JPH11233359 A JP H11233359A
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- H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
- H01F41/0253—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets
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- H01F41/028—Radial anisotropy
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 希土類−鉄−ボロン系の磁石合金の粉末を樹
脂バインダーで結合してなるボンド樹脂を射出成形によ
り製造する技術において、磁石粉末の配向のために磁場
を印加することが必要ない製造方法を提供する。 【解決手段】 希土類−鉄−ボロン系磁石合金の超急冷
リボンを粉末化したものを金属筒内に充填して雰囲気制
御可能な加熱プレス内に置き、非酸化性雰囲気下に、温
度650〜900℃で、この金属筒ごと、その軸方向に
一軸圧縮して磁石合金の粒子に塑性変形を生じさせたの
ち、取り出して粉砕することによって、偏平で面方向に
磁気異方性を有する磁石材料を得、これを樹脂バインダ
ーと混合し、混合物を射出成形することによって、成形
時の混合物の流れ方向に沿った磁気異方性を有する磁石
を得る。
脂バインダーで結合してなるボンド樹脂を射出成形によ
り製造する技術において、磁石粉末の配向のために磁場
を印加することが必要ない製造方法を提供する。 【解決手段】 希土類−鉄−ボロン系磁石合金の超急冷
リボンを粉末化したものを金属筒内に充填して雰囲気制
御可能な加熱プレス内に置き、非酸化性雰囲気下に、温
度650〜900℃で、この金属筒ごと、その軸方向に
一軸圧縮して磁石合金の粒子に塑性変形を生じさせたの
ち、取り出して粉砕することによって、偏平で面方向に
磁気異方性を有する磁石材料を得、これを樹脂バインダ
ーと混合し、混合物を射出成形することによって、成形
時の混合物の流れ方向に沿った磁気異方性を有する磁石
を得る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、希土類−鉄−ボロ
ン系磁石合金の粉末であって異方性を有するものを使用
し、これを樹脂バインダーと配合した配合物を射出成形
することによって実施する、ボンド磁石の製造方法に関
する。 本発明の方法で製造したボンド磁石は、成形時
の配合物の流れ方向に沿った磁気異方性を有する。
ン系磁石合金の粉末であって異方性を有するものを使用
し、これを樹脂バインダーと配合した配合物を射出成形
することによって実施する、ボンド磁石の製造方法に関
する。 本発明の方法で製造したボンド磁石は、成形時
の配合物の流れ方向に沿った磁気異方性を有する。
【0002】
【従来の技術】希土類−鉄−ボロン系磁石は、高い磁気
特性を有するため、各種のOA機器やAV装置を構成す
るモーターの部品として、広く使用されている。 よく
知られているように、希土類−鉄−ボロン系磁石は、そ
の使用の態様によって、焼結磁石、熱間加工磁石および
ボンド磁石に大別される。
特性を有するため、各種のOA機器やAV装置を構成す
るモーターの部品として、広く使用されている。 よく
知られているように、希土類−鉄−ボロン系磁石は、そ
の使用の態様によって、焼結磁石、熱間加工磁石および
ボンド磁石に大別される。
【0003】焼結磁石は、磁場プレス装置を用い、磁場
を印加しながら磁石粉末をプレスすることにより、グリ
ーン成形体を得る。 希土類−鉄−ボロン系磁石は合金
結晶のc軸が磁化容易軸であるから、これを一方向に揃
えることにより、強い磁気異方性を生じさせることがで
きる。 続いて、グリーン成形体を高温で焼結して高密
度化することにより、強力な異方性磁石を製造すること
ができる。
を印加しながら磁石粉末をプレスすることにより、グリ
ーン成形体を得る。 希土類−鉄−ボロン系磁石は合金
結晶のc軸が磁化容易軸であるから、これを一方向に揃
えることにより、強い磁気異方性を生じさせることがで
きる。 続いて、グリーン成形体を高温で焼結して高密
度化することにより、強力な異方性磁石を製造すること
ができる。
【0004】熱間加工磁石は、ホットプレスや押出し成
形などの熱間加工工程をへて高密度化された磁石であ
る。 これもc軸が一方向に揃っていて強力であるが、
c軸が揃うメカニズムが上記の焼結磁石とは異なってい
る。 すなわち、希土類−鉄−ボロン系磁石は、熱間で
塑性加工を加えると、結晶の方向が歪みの加わる方向に
揃うという特殊な性質がある。 これを利用して、所定
の方向に磁気異方性をもつように塑性変形させて製造し
たのが、熱間加工磁石である。 この磁石は、磁場を印
加することなく異方性化できることが特徴である。
形などの熱間加工工程をへて高密度化された磁石であ
る。 これもc軸が一方向に揃っていて強力であるが、
c軸が揃うメカニズムが上記の焼結磁石とは異なってい
る。 すなわち、希土類−鉄−ボロン系磁石は、熱間で
塑性加工を加えると、結晶の方向が歪みの加わる方向に
揃うという特殊な性質がある。 これを利用して、所定
の方向に磁気異方性をもつように塑性変形させて製造し
たのが、熱間加工磁石である。 この磁石は、磁場を印
加することなく異方性化できることが特徴である。
【0005】これら2種の磁石はエネルギー積がとくに
大きいのが特徴であり、高い磁束密度が要求される用途
に向けられる。
大きいのが特徴であり、高い磁束密度が要求される用途
に向けられる。
【0006】一方、ボンド磁石は、磁石粉末と樹脂バイ
ンダーとを混合して成形するという工程にしたがって製
造されるため、形状の自由度が大きく、寸法精度の高い
製品が得られるのが利点である。 上記したOA機器・
AV装置用のモーターの部品は、薄肉かつ精密なもので
なければならないので、ボンド磁石がよく用いられてい
る。 しかし、現在のボンド磁石は結晶の方向がランダ
ムな等方性磁石が主流であるから、異方性の磁石にくら
べて、磁石成分自体のエネルギー積が小さい。それに加
え、ボンド磁石はバインダーの介在により磁性相の体積
占有率が低くなることもあって、磁石としてのエネルギ
ー積は、焼結磁石や熱間加工磁石の20〜30%程度に
止まっているのが現状である。
ンダーとを混合して成形するという工程にしたがって製
造されるため、形状の自由度が大きく、寸法精度の高い
製品が得られるのが利点である。 上記したOA機器・
AV装置用のモーターの部品は、薄肉かつ精密なもので
なければならないので、ボンド磁石がよく用いられてい
る。 しかし、現在のボンド磁石は結晶の方向がランダ
ムな等方性磁石が主流であるから、異方性の磁石にくら
べて、磁石成分自体のエネルギー積が小さい。それに加
え、ボンド磁石はバインダーの介在により磁性相の体積
占有率が低くなることもあって、磁石としてのエネルギ
ー積は、焼結磁石や熱間加工磁石の20〜30%程度に
止まっているのが現状である。
【0007】そこで、ボンド磁石のエネルギー積を改善
することが求められ、そのための方法が、種々検討され
ている。 一例を挙げれば、希土類−鉄−ボロン系の熱
間加工磁石を粉砕して粉末としたものを、ボンド磁石の
材料として使用することである(J. Appl. Phys., 64,
10,5293−5295)。 この方法は、まず希土類−鉄−ボ
ロン系磁石合金の急冷リボンの粉末をプレスして高密度
化した素材を用意し、この素材を熱間で塑性変形させ
て、磁気異方性が生じた合金塊とする。 これを再度粉
砕し、バインダーと混合して磁場中で成形する。 この
ようにして、在来の等方性ボンド磁石よりも高いエネル
ギー積をもつボンド磁石が得られるが、この方法は工程
が複雑で、コストがかかるのが難点である。
することが求められ、そのための方法が、種々検討され
ている。 一例を挙げれば、希土類−鉄−ボロン系の熱
間加工磁石を粉砕して粉末としたものを、ボンド磁石の
材料として使用することである(J. Appl. Phys., 64,
10,5293−5295)。 この方法は、まず希土類−鉄−ボ
ロン系磁石合金の急冷リボンの粉末をプレスして高密度
化した素材を用意し、この素材を熱間で塑性変形させ
て、磁気異方性が生じた合金塊とする。 これを再度粉
砕し、バインダーと混合して磁場中で成形する。 この
ようにして、在来の等方性ボンド磁石よりも高いエネル
ギー積をもつボンド磁石が得られるが、この方法は工程
が複雑で、コストがかかるのが難点である。
【0008】発明者らは、希土類−鉄−ボロン系磁石合
金が、熱間で塑性変形させると磁気異方性を生じるとい
う特徴を利用し、かつ工程を単純にしてコストを低減し
たボンド磁石の製造方法を提供することを意図して研究
し、さきに、希土類−鉄−ボロン系磁石合金の急冷リボ
ンから得た粉末を金属の容器に充填し、内部を真空にし
て密閉したものを、温度650〜900℃で一軸方向に
圧縮することにより塑性変形を起こさせ、後に容器を開
いて異方性をもった磁石合金粉末を製造する方法を確立
し、すでに開示した(特願平8−359855)。
金が、熱間で塑性変形させると磁気異方性を生じるとい
う特徴を利用し、かつ工程を単純にしてコストを低減し
たボンド磁石の製造方法を提供することを意図して研究
し、さきに、希土類−鉄−ボロン系磁石合金の急冷リボ
ンから得た粉末を金属の容器に充填し、内部を真空にし
て密閉したものを、温度650〜900℃で一軸方向に
圧縮することにより塑性変形を起こさせ、後に容器を開
いて異方性をもった磁石合金粉末を製造する方法を確立
し、すでに開示した(特願平8−359855)。
【0009】さらに研究を重ねた発明者らは、上記の方
法において、金属容器への粉末の充填−真空吸引−密閉
の工程が一層簡単であり、ワンバッチの生産量を大きく
することが容易な改良方法として、雰囲気制御可能な加
熱プレスを使用することによって真空容器への密閉と真
空吸引とを不要にし、磁石合金の超急冷リボンから得た
粉末を単に金属筒内に充填してプレス内に置き、非酸化
性雰囲気下に、この金属筒ごと、上下のパンチでその軸
方向に一軸圧縮して潰すことにより磁石合金の粒子に塑
性変形を生じさせ、このようにして異方性化した磁石粉
末の塊を取り出して粉砕することからなる方法を見出し
別途提案した。 ボンド磁石は、この磁石粉末を樹脂バ
インダーと配合し、配合物に磁場を印加しつつ成形する
ことによって製造できる。
法において、金属容器への粉末の充填−真空吸引−密閉
の工程が一層簡単であり、ワンバッチの生産量を大きく
することが容易な改良方法として、雰囲気制御可能な加
熱プレスを使用することによって真空容器への密閉と真
空吸引とを不要にし、磁石合金の超急冷リボンから得た
粉末を単に金属筒内に充填してプレス内に置き、非酸化
性雰囲気下に、この金属筒ごと、上下のパンチでその軸
方向に一軸圧縮して潰すことにより磁石合金の粒子に塑
性変形を生じさせ、このようにして異方性化した磁石粉
末の塊を取り出して粉砕することからなる方法を見出し
別途提案した。 ボンド磁石は、この磁石粉末を樹脂バ
インダーと配合し、配合物に磁場を印加しつつ成形する
ことによって製造できる。
【0010】この研究の過程で、発明者らは、一軸圧縮
して潰すことにより塑性変形を起こさせた磁石合金の粉
末の塊を粉砕すると、偏平な粒子が得られること、また
それは多くが、もとの粉末が偏平化してできたものであ
ることに気付いた。 つまり、塑性変形の過程でもとの
粒子の表面が保存され、塊の粉砕によって再度もとの表
面が表れることが多いということがわかった。 もとの
表面とは別の破断面があらわれる場合でも、粒子は偏平
化している。 要するに、一軸圧縮により磁石合金粉末
は、偏平化されるとともに半径方向に延伸される塑性変
形を起し、粉末の集合した塊としては半径方向に異方性
が生じているわけで、それを粉砕して得られる磁石粉末
の形状は、延伸された偏平粒子であり、この磁石粉末の
異方性は、偏平な面の方向の中でも、長手方向に沿った
ものである。
して潰すことにより塑性変形を起こさせた磁石合金の粉
末の塊を粉砕すると、偏平な粒子が得られること、また
それは多くが、もとの粉末が偏平化してできたものであ
ることに気付いた。 つまり、塑性変形の過程でもとの
粒子の表面が保存され、塊の粉砕によって再度もとの表
面が表れることが多いということがわかった。 もとの
表面とは別の破断面があらわれる場合でも、粒子は偏平
化している。 要するに、一軸圧縮により磁石合金粉末
は、偏平化されるとともに半径方向に延伸される塑性変
形を起し、粉末の集合した塊としては半径方向に異方性
が生じているわけで、それを粉砕して得られる磁石粉末
の形状は、延伸された偏平粒子であり、この磁石粉末の
異方性は、偏平な面の方向の中でも、長手方向に沿った
ものである。
【0011】一方、合成樹脂の射出成形において、樹脂
中に偏平な、または延伸された形状の粒子が混在してい
ると、その面または長手方向が樹脂の流れの方向に配列
した形で成形品が得られることが知られている。
中に偏平な、または延伸された形状の粒子が混在してい
ると、その面または長手方向が樹脂の流れの方向に配列
した形で成形品が得られることが知られている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、上述の、発明者らが得た新しい知見を、射出成形
に見られる現象と組み合わせることにより、異方性を有
するボンド磁石を、磁場の印加を行なわずに、射出成形
によって製造する方法を提供することにある。
的は、上述の、発明者らが得た新しい知見を、射出成形
に見られる現象と組み合わせることにより、異方性を有
するボンド磁石を、磁場の印加を行なわずに、射出成形
によって製造する方法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明のボンド磁石の製
造方法は、図1に示すように、希土類−鉄−ボロン系磁
石合金の超急冷リボンを粉末化したもの(1)を金属筒
(3)内に充填して雰囲気制御可能な加熱プレス内に置
き、非酸化性雰囲気下に、温度650〜900℃で、こ
の金属筒ごと、上下のパンチ(4,5)でその軸方向に
一軸圧縮して、図2のように潰すことにより磁石合金の
粒子に塑性変形を生じさせたのち、取り出して粉砕する
ことによって、偏平で面方向に磁気異方性を有する磁石
材料(2)を得、これを樹脂バインダーと混合し、混合
物を射出成形することによって、図3に示すように、成
形時の混合物の流れ方向に沿った磁気異方性を有する磁
石(6)を得ることからなる。 図3において、符号
(7)は射出成形記機のヘッド、(8)は金型である。
造方法は、図1に示すように、希土類−鉄−ボロン系磁
石合金の超急冷リボンを粉末化したもの(1)を金属筒
(3)内に充填して雰囲気制御可能な加熱プレス内に置
き、非酸化性雰囲気下に、温度650〜900℃で、こ
の金属筒ごと、上下のパンチ(4,5)でその軸方向に
一軸圧縮して、図2のように潰すことにより磁石合金の
粒子に塑性変形を生じさせたのち、取り出して粉砕する
ことによって、偏平で面方向に磁気異方性を有する磁石
材料(2)を得、これを樹脂バインダーと混合し、混合
物を射出成形することによって、図3に示すように、成
形時の混合物の流れ方向に沿った磁気異方性を有する磁
石(6)を得ることからなる。 図3において、符号
(7)は射出成形記機のヘッド、(8)は金型である。
【0014】
【発明の実施形態】本発明で使用する磁石粉末の原料と
して好適な、希土類−鉄−ボロン系磁石合金は、下式で
あらわされる組成をもつ磁石合金である。
して好適な、希土類−鉄−ボロン系磁石合金は、下式で
あらわされる組成をもつ磁石合金である。
【0015】RxFe(100-x-y-z-w)CoyBzTw (式中、RはYを含む希土類元素であり、TはGa,S
i,Al,C,Ni,Cu,Zn,In,Mn,Nb,
TaおよびTiから選ばれる1種または2種以上の元素
である。 x=12.5〜16,y=0〜10,z=
4.8〜6.5,w=0〜1) 上記の合金組成の限定理由を、以下に説明する。
i,Al,C,Ni,Cu,Zn,In,Mn,Nb,
TaおよびTiから選ばれる1種または2種以上の元素
である。 x=12.5〜16,y=0〜10,z=
4.8〜6.5,w=0〜1) 上記の合金組成の限定理由を、以下に説明する。
【0016】Rは、12.5に満たないと塑性加工工程
における加工性が著しく低くなり、そのため異方性化の
度合いが小さい上に、磁石の保磁力が小さくなって実用
的でない。 16を超えると磁化が減少し、その結果、
エネルギー積が低下してしまう。 zの値つまりBの量
は、4.8〜6.5の範囲にあることが好ましい。4.
8未満では保磁力が低く、実用的でないし、6.5を超
えると、塑性加工が困難になる。
における加工性が著しく低くなり、そのため異方性化の
度合いが小さい上に、磁石の保磁力が小さくなって実用
的でない。 16を超えると磁化が減少し、その結果、
エネルギー積が低下してしまう。 zの値つまりBの量
は、4.8〜6.5の範囲にあることが好ましい。4.
8未満では保磁力が低く、実用的でないし、6.5を超
えると、塑性加工が困難になる。
【0017】Coを添加すると、つまりyがゼロより大
きい合金組成を選ぶと、キュリー温度が上昇するので、
磁石の耐熱性が向上するという利点がある。 しかし、
yが10を超えると、磁化が減少するので好ましくな
い。
きい合金組成を選ぶと、キュリー温度が上昇するので、
磁石の耐熱性が向上するという利点がある。 しかし、
yが10を超えると、磁化が減少するので好ましくな
い。
【0018】保磁力、残留磁化または最大エネルギー積
のいずれかの磁気特性を改善するためには、元素“T”
すなわちGa,Si,Al,C,Ni,Cu,Zn,I
n,Mn,Nb,TaおよびTiから選ばれる1種また
は2種以上を、微量添加することが効果的である。 1
%を超えるTの添加は、磁化の低下が大きくなるので好
ましくない。 添加効果は、元素の種類によって異な
り、Ga,Si,Alは残留磁化を向上させ、Cu,Z
nは保磁力を高める。 したがって、製品とする磁石に
要求される特性に応じて、任意添加元素の種類と添加量
を選択すべきである。 なお、製造工程においてN,
F,Mg,P,S,Caなどの不純物が不可避的に混入
してくるが、磁気特性への影響は小さい。
のいずれかの磁気特性を改善するためには、元素“T”
すなわちGa,Si,Al,C,Ni,Cu,Zn,I
n,Mn,Nb,TaおよびTiから選ばれる1種また
は2種以上を、微量添加することが効果的である。 1
%を超えるTの添加は、磁化の低下が大きくなるので好
ましくない。 添加効果は、元素の種類によって異な
り、Ga,Si,Alは残留磁化を向上させ、Cu,Z
nは保磁力を高める。 したがって、製品とする磁石に
要求される特性に応じて、任意添加元素の種類と添加量
を選択すべきである。 なお、製造工程においてN,
F,Mg,P,S,Caなどの不純物が不可避的に混入
してくるが、磁気特性への影響は小さい。
【0019】本発明で使用する異方性磁石材料の製造
は、高周波溶解による磁石合金の製造、回転ロールによ
る溶湯の超急冷、および得られた超急冷リボンの粉砕か
ら始まる。 これらの工程は、既知の技術にしたがって
実施することができるが、塑性加工による異方性の発現
を効果的に行なわせるには、超急冷リボンの結晶粒径を
0.1nm〜1μm程度に細かくすることが望ましい。 こ
のような結晶粒度を得るためには、ロール周速を15〜
35m/秒とするのが適当である。
は、高周波溶解による磁石合金の製造、回転ロールによ
る溶湯の超急冷、および得られた超急冷リボンの粉砕か
ら始まる。 これらの工程は、既知の技術にしたがって
実施することができるが、塑性加工による異方性の発現
を効果的に行なわせるには、超急冷リボンの結晶粒径を
0.1nm〜1μm程度に細かくすることが望ましい。 こ
のような結晶粒度を得るためには、ロール周速を15〜
35m/秒とするのが適当である。
【0020】合金磁石の粉末を充填する金属の筒の材料
は、熱間の組成加工の温度650〜900℃において溶
融しない金属であれば、とくに制限はないが、一般に、
軟鋼やステンレス鋼、またはCu,Ni,Al,Ti,
Cr,Mn,Coなどの金属またはこれらの合金が適当
である。 筒の形状は、任意であって、角筒でもよい
が、圧縮によっていずれは円筒に近い形に変形してしま
うので、もともと円筒であるものを.使用するのが有利
である。 金属筒の圧縮前の高さをhとし、横断面の相
当直径をdとしたとき、h/dが0.1〜4.5の範囲
にあるものが好ましい。 この値が0.1より小さい
と、一軸圧縮による塑性加工の加工率が不足となって、
異方性化が十分に行なえない。 一方、あまり大きいと
圧縮を受けて座屈しやすく、通常4.5が限界である。
ここで「相当直径」dとは、金属筒が円筒でない場合
には、同じ断面積をもつ円の直径に換算した値を意味す
る。
は、熱間の組成加工の温度650〜900℃において溶
融しない金属であれば、とくに制限はないが、一般に、
軟鋼やステンレス鋼、またはCu,Ni,Al,Ti,
Cr,Mn,Coなどの金属またはこれらの合金が適当
である。 筒の形状は、任意であって、角筒でもよい
が、圧縮によっていずれは円筒に近い形に変形してしま
うので、もともと円筒であるものを.使用するのが有利
である。 金属筒の圧縮前の高さをhとし、横断面の相
当直径をdとしたとき、h/dが0.1〜4.5の範囲
にあるものが好ましい。 この値が0.1より小さい
と、一軸圧縮による塑性加工の加工率が不足となって、
異方性化が十分に行なえない。 一方、あまり大きいと
圧縮を受けて座屈しやすく、通常4.5が限界である。
ここで「相当直径」dとは、金属筒が円筒でない場合
には、同じ断面積をもつ円の直径に換算した値を意味す
る。
【0021】筒は有底であっても、無底であってもよ
い。 ただし、無底では粉末の充填と熱プレスへのセッ
トに不便であるから、筒の一方の底に、熱間塑性加工の
条件で燃え尽きて影響のない材料、たとえば紙やプラス
チックで一時的な底を設けるとよい。
い。 ただし、無底では粉末の充填と熱プレスへのセッ
トに不便であるから、筒の一方の底に、熱間塑性加工の
条件で燃え尽きて影響のない材料、たとえば紙やプラス
チックで一時的な底を設けるとよい。
【0022】金属筒への磁石合金粉末の充填は、カサ密
度にして1〜4g/cm3となるように行なうのが適当であ
る。 低すぎては有効な圧縮ができないし、他方、高い
充填密度を実現することは容易でなく、手数をかけるほ
どの意味もない。
度にして1〜4g/cm3となるように行なうのが適当であ
る。 低すぎては有効な圧縮ができないし、他方、高い
充填密度を実現することは容易でなく、手数をかけるほ
どの意味もない。
【0023】粉末を充填した金属筒は、制御された雰囲
気下に加熱加圧可能なプレスのダイの間に置き、周囲の
雰囲気を非酸化性にする。 非酸化性の雰囲気は、真空
吸引によるか、またはアルゴンや窒素のような不活性ガ
スで雰囲気を置き換えることのよって実現する。 雰囲
気を非酸化性にしたのち、温度を650〜900℃に高
めて、プレスを行なう。 650℃に至らない低温で
は、異方性化が十分に行なわれず、高いエネルギー積が
得られない。 一方、温度が900℃を超えると、合金
の保磁力が低くなってしまう。 加熱方法は、電気抵
抗、高周波加熱など種々の方法が可能である。
気下に加熱加圧可能なプレスのダイの間に置き、周囲の
雰囲気を非酸化性にする。 非酸化性の雰囲気は、真空
吸引によるか、またはアルゴンや窒素のような不活性ガ
スで雰囲気を置き換えることのよって実現する。 雰囲
気を非酸化性にしたのち、温度を650〜900℃に高
めて、プレスを行なう。 650℃に至らない低温で
は、異方性化が十分に行なわれず、高いエネルギー積が
得られない。 一方、温度が900℃を超えると、合金
の保磁力が低くなってしまう。 加熱方法は、電気抵
抗、高周波加熱など種々の方法が可能である。
【0024】圧縮の度合いは、金属筒の圧縮前の高さを
hとし、圧縮後の高さをh’としたとき、圧縮比h/
h’が3.3〜20の範囲内で、できるだけ高いことが
好ましい。 この比が3.3未満では異方性化が不十分
に終わり、また20を超える圧縮は、通常の装置では実
現困難である。
hとし、圧縮後の高さをh’としたとき、圧縮比h/
h’が3.3〜20の範囲内で、できるだけ高いことが
好ましい。 この比が3.3未満では異方性化が不十分
に終わり、また20を超える圧縮は、通常の装置では実
現困難である。
【0025】一軸圧縮により、粉末を充填した金属筒は
ソロバン玉の縁が丸くなったような形状に変形し、粉末
は半径方向の塑性変形を受ける。 冷却後取り出し、金
属筒を切り開いて、粉末の集合体を得。 この粉末集合
体は、前述のように、比較的少ない力で粉砕することが
できる。
ソロバン玉の縁が丸くなったような形状に変形し、粉末
は半径方向の塑性変形を受ける。 冷却後取り出し、金
属筒を切り開いて、粉末の集合体を得。 この粉末集合
体は、前述のように、比較的少ない力で粉砕することが
できる。
【0026】金属筒の圧縮前の高さhおよび圧縮後の高
さh’と、加工率rとの関係は、次の式で表される: r=(h−h’)/h 加工率が高いほど、磁気異方性の発現が顕著になる。
また、加工率が高いほど磁石粉末の偏平度が高まり、射
出成形時に流れ方向に配列する傾向も強くなる。これら
の因子があいまって、よりより性能を持った製品磁石が
製造できる。
さh’と、加工率rとの関係は、次の式で表される: r=(h−h’)/h 加工率が高いほど、磁気異方性の発現が顕著になる。
また、加工率が高いほど磁石粉末の偏平度が高まり、射
出成形時に流れ方向に配列する傾向も強くなる。これら
の因子があいまって、よりより性能を持った製品磁石が
製造できる。
【0027】上述のようにして得た異方性磁石合金粉末
は、熱可塑性の樹脂バインダーと混合し、射出成形する
ことにより、ボンド磁石とすることができる。 このと
きに使用する樹脂バインダーとしては、熱可塑性樹脂で
あれば任意のものが使用でき、とくに、ナイロンのよう
な常用の樹脂が好適に使用できる。 良好な磁気特性と
成形の容易さとをバランスさせるという観点から適切な
樹脂量は、磁石粉末に対し4〜8重量%である。 配合
に当たって、シラン系またはチタン系のカップリング剤
や、ステアリン酸塩のような滑剤を添加することができ
る。
は、熱可塑性の樹脂バインダーと混合し、射出成形する
ことにより、ボンド磁石とすることができる。 このと
きに使用する樹脂バインダーとしては、熱可塑性樹脂で
あれば任意のものが使用でき、とくに、ナイロンのよう
な常用の樹脂が好適に使用できる。 良好な磁気特性と
成形の容易さとをバランスさせるという観点から適切な
樹脂量は、磁石粉末に対し4〜8重量%である。 配合
に当たって、シラン系またはチタン系のカップリング剤
や、ステアリン酸塩のような滑剤を添加することができ
る。
【0028】
【実施例】[実施例1]原子%で、Nd:13.33
%、Fe:74.96%、Co:6.06%およびB:
5.65%からなる組成の合金を、高周波加熱により1
500℃の溶湯とし、これを周速24m/秒で回転して
いる銅製単ロール上に注ぎ、超急冷リボンとした。 こ
のリボンを粒径300μm以下に粉砕して、磁化容易軸
および困難軸の磁気特性を、振動試料型磁力計(VS
M)を用いて測定した。 結果は、次のとおりであっ
て、 磁気等方性で特性の低いものに止まっている。
%、Fe:74.96%、Co:6.06%およびB:
5.65%からなる組成の合金を、高周波加熱により1
500℃の溶湯とし、これを周速24m/秒で回転して
いる銅製単ロール上に注ぎ、超急冷リボンとした。 こ
のリボンを粒径300μm以下に粉砕して、磁化容易軸
および困難軸の磁気特性を、振動試料型磁力計(VS
M)を用いて測定した。 結果は、次のとおりであっ
て、 磁気等方性で特性の低いものに止まっている。
【0029】上記のリボンの粉末20gを、肉厚2mm、
内径20mm、高さ50mmのコップ状の容器に充填した。
この容器を真空ホットプレスにセットし、5x10-2
Torrまで真空吸引してからアルゴンガスを導入し、プレ
ス内の圧力を再び1気圧とした。 高周波加熱により、
上記の軟鋼容器とその中の粉末を加熱して800℃とし
たのち、圧縮比が2.5となるようにプレスした。 室
温まで冷却して容器を開いて異方性化Nd−Fe−Co
−B磁石合金を取り出し、300μm以下に粉砕した。
内径20mm、高さ50mmのコップ状の容器に充填した。
この容器を真空ホットプレスにセットし、5x10-2
Torrまで真空吸引してからアルゴンガスを導入し、プレ
ス内の圧力を再び1気圧とした。 高周波加熱により、
上記の軟鋼容器とその中の粉末を加熱して800℃とし
たのち、圧縮比が2.5となるようにプレスした。 室
温まで冷却して容器を開いて異方性化Nd−Fe−Co
−B磁石合金を取り出し、300μm以下に粉砕した。
【0030】得られた粉末を15kOeの磁場で配向させ
ながら、ワックスで固めて磁気特性測定用の試料を得
た。 この試料の磁気特性は、下記のとおりである: 次に、この磁石粉末に対しナイロン樹脂を9重量%の割
合で配合し、配合物を射出成形機に供給して、キャビテ
ィ寸法が、長さ50mm、幅50mm、高さ5mmの直方体で
ある金型に射出して成形し、ボンド磁石を得た。 得ら
れたボンド磁石の特性をBHトレーサーにより測定し
て、次の結果を得た: 残留磁化Br 保磁力iHc 最大エネルギー積[BH]m ax 8.1kG 14.8kOe 12.2MGOe [実施例2]実施例1で製造した超急冷リボンの粉末を
表1に示す条件で一軸圧縮し、塑性加工により得たもの
を粉砕して、異方性化磁石粉末とした。 この粉末を実
施例1と同様に加工して、射出成形のよるボンド磁石を
製造した。 製品ボンド磁石の磁気特性を、あわせて表
1に示す。
ながら、ワックスで固めて磁気特性測定用の試料を得
た。 この試料の磁気特性は、下記のとおりである: 次に、この磁石粉末に対しナイロン樹脂を9重量%の割
合で配合し、配合物を射出成形機に供給して、キャビテ
ィ寸法が、長さ50mm、幅50mm、高さ5mmの直方体で
ある金型に射出して成形し、ボンド磁石を得た。 得ら
れたボンド磁石の特性をBHトレーサーにより測定し
て、次の結果を得た: 残留磁化Br 保磁力iHc 最大エネルギー積[BH]m ax 8.1kG 14.8kOe 12.2MGOe [実施例2]実施例1で製造した超急冷リボンの粉末を
表1に示す条件で一軸圧縮し、塑性加工により得たもの
を粉砕して、異方性化磁石粉末とした。 この粉末を実
施例1と同様に加工して、射出成形のよるボンド磁石を
製造した。 製品ボンド磁石の磁気特性を、あわせて表
1に示す。
【0031】 表 1 No. 一軸圧縮条 件 磁 気特性 容器へのリボン h/d h/h’ 温度 Br iHc [BH]m
ax 充填率(g/cm3) (℃) (kG) (kOe) (MGO
e) 1 1.28 1.4 5 650 6.0 17.3 8.5 2 1.28 1.4 5 750 6.9 16.3 10.9 3 1.28 1.4 5 850 6.5 14.2 10.3 4 1.28 1.4 5 900 6.2 12.6 8.8 5 1.28 1.4 3.4 800 7.0 15.3 11.6 6 1.28 1.4 8 800 7.2 14.9 12.6 7 1.28 1.4 10 800 7.3 14.6 12.8 8 1.28 1.4 20 800 7.4 14.5 13.0 9 1.28 0.1 5 800 6.1 16.6 8.7 10 1.28 0.7 5 800 6.3 16.2 8.9 11 1.28 2.7 5 800 6.9 15.7 11.0 12 1.28 4.5 5 800 7.1 15.3 12.5 13 1.0 1.4 5 800 6.8 15.9 10.8 14 2.6 1.4 5 800 7.1 14.8 12.0 15 4.1 1.4 5 800 7.3 14.5 13.0 [実施例3]表2に記載する合金組成の超急冷リボン
を、実施例1と同様にして用意し、実施例1と同じ条件
で塑性加工およびボンド磁石の製造を行なった。 得ら
れたボンド磁石の磁気特性を、表2に示す。
ax 充填率(g/cm3) (℃) (kG) (kOe) (MGO
e) 1 1.28 1.4 5 650 6.0 17.3 8.5 2 1.28 1.4 5 750 6.9 16.3 10.9 3 1.28 1.4 5 850 6.5 14.2 10.3 4 1.28 1.4 5 900 6.2 12.6 8.8 5 1.28 1.4 3.4 800 7.0 15.3 11.6 6 1.28 1.4 8 800 7.2 14.9 12.6 7 1.28 1.4 10 800 7.3 14.6 12.8 8 1.28 1.4 20 800 7.4 14.5 13.0 9 1.28 0.1 5 800 6.1 16.6 8.7 10 1.28 0.7 5 800 6.3 16.2 8.9 11 1.28 2.7 5 800 6.9 15.7 11.0 12 1.28 4.5 5 800 7.1 15.3 12.5 13 1.0 1.4 5 800 6.8 15.9 10.8 14 2.6 1.4 5 800 7.1 14.8 12.0 15 4.1 1.4 5 800 7.3 14.5 13.0 [実施例3]表2に記載する合金組成の超急冷リボン
を、実施例1と同様にして用意し、実施例1と同じ条件
で塑性加工およびボンド磁石の製造を行なった。 得ら
れたボンド磁石の磁気特性を、表2に示す。
【0032】 表 2 No. 合 金 組 成 磁気特性 R Fe Co B その他 Br iHc [BH]max (kG) (kOe) (MGOe) 21 Nd 13.58 80.17 − 6.25 − 6.6 13.7 10.5 22 Nd 14.10 80.96 − 4.94 − 6.2 15.0 8.7 23 Nd 12.84 74.96 6.53 5.73 − 6.8 13.2 10.9 24 Nd 14.21 73.66 7.74 5.39 − 6.4 16.2 10.1 25 Nd 15.39 72.37 6.82 5.42 − 6.0 17.9 8.1 26 Pr 14.20 76.60 3.84 5.36 − 6.2 15.0 8.4 27 Nd 7.65, Pr 14.20 72.35 6.54 5.63 − 6.2 17.1 8.4 28 Nd 10.77, Ce 4.64 72.06 6.84 5.69 − 6.1 16.5 8.2 29 Nd 13.65, Dy 1.49 72.49 6.81 5.56 − 6.0 19.0 8.0 30 Nd 13.90 73.46 6.66 5.37 Ga 0.61 7.5 14.7 13.4 31 Nd 13.81 73.16 6.66 5.33 Ga 1.00 7.3 15.4 12.9 32 Nd 13.77 73.23 6.68 5.37 Si 0.96 6.5 16.3 10.4 33 Nd 13.76 73.36 6.73 5.32 Al 0.83 7.0 15.0 11.5 34 Nd 13.81 73.24 6.85 5.38 C 0.72 6.8 14.4 10.9 35 Nd 13.80 73.62 6.78 5.35 Ni 0.45 6.4 13.1 10.0 36 Nd 13.86 73.86 6.76 5.32 Cu 0.20 6.0 16.4 8.0 37 Nd 13.67 73.73 6.72 5.33 Zn 0.55 5.9 17.4 7.8 38 Nd 13.64 74.02 6.84 5.29 In 0.21 6.7 13.6 10.5 39 Nd 13.84 73.83 6.79 5.25 Mn 0.29 6.6 16.7 10.3 40 Nd 13.77 74.02 6.79 5.28 Nb 0.14 6.6 16.9 10.4 41 Nd 13.90 73.79 6.81 5.32 Ta 0.16 6.5 14.8 10.2 42 Nd 13.82 73.65 6.88 5.39 Ti 0.26 6.1 14.4 8.3
【0033】
【発明の効果】本発明に従ってボンド磁石を製造すれ
ば、磁石の成形に当たって磁場を印加する必要がないか
ら、磁場を形成するための設備が不要であり、かつその
ための電力消費も必要ない。 従って、異方性で高性能
のボンド磁石を、簡易な設備によって、低減されたコス
トで製造することができる。
ば、磁石の成形に当たって磁場を印加する必要がないか
ら、磁場を形成するための設備が不要であり、かつその
ための電力消費も必要ない。 従って、異方性で高性能
のボンド磁石を、簡易な設備によって、低減されたコス
トで製造することができる。
【図1】 本発明のボンド磁石用の異方性磁石材料の製
造方法を説明するための、装置の主要部を示した断面図
である。
造方法を説明するための、装置の主要部を示した断面図
である。
【図2】 図1の装置によるプレスで得た、潰れた金属
筒とその中の、異方性化された磁石粉末の塊を示す断面
図。
筒とその中の、異方性化された磁石粉末の塊を示す断面
図。
【図3】 射出成形により製造したボンド磁石の内部に
おける、磁石粉末の存在状態を概念的に示す、金型と成
形品の断面図。
おける、磁石粉末の存在状態を概念的に示す、金型と成
形品の断面図。
1 磁石合金の超急冷リボンから得た粉末 2 異方性化した磁石粉末の塊 3 金属筒 4,5 パンチ 6 磁石粉末 7 射出成形機のヘッド 8 金型
Claims (3)
- 【請求項1】 希土類−鉄−ボロン系磁石合金の超急冷
リボンを粉末化したものを金属筒内に充填して雰囲気制
御可能な加熱プレス内に置き、非酸化性雰囲気下に、温
度650〜900℃で、この金属筒ごと、その軸方向に
一軸圧縮して磁石合金の粒子に塑性変形を生じさせたの
ち、取り出して粉砕することによって、偏平で面方向に
磁気異方性を有する磁石材料を得、これを樹脂バインダ
ーと混合し、混合物を射出成形することによって、成形
時の混合物の流れ方向に沿った磁気異方性を有する磁石
を得ることからなるボンド磁石の製造方法。 - 【請求項2】 希土類−鉄−ボロン系磁石合金として、
下式であらわされる組成の合金を使用する請求項1のボ
ンド磁石の製造方法 RxFe(100-x-y-z-w)CoyBzTw (式中、RはYを含む希土類元素であり、TはGa,S
i,Al,C,Ni,Cu,Zn,In,Mn,Nb,
TaおよびTiから選ばれる1種または2種以上の元素
である。 x=12.5〜16,y=0〜10,z=
4.8〜6.5,w=0〜1) - 【請求項3】 一軸圧縮を、金属筒の圧縮前の高さをh
とし、圧縮後の高さをh’としたとき、h/h’が3.
3〜20の範囲になるように実施する請求項1のボンド
磁石の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10031877A JPH11233359A (ja) | 1998-02-13 | 1998-02-13 | ボンド磁石の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10031877A JPH11233359A (ja) | 1998-02-13 | 1998-02-13 | ボンド磁石の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11233359A true JPH11233359A (ja) | 1999-08-27 |
Family
ID=12343276
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10031877A Withdrawn JPH11233359A (ja) | 1998-02-13 | 1998-02-13 | ボンド磁石の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11233359A (ja) |
-
1998
- 1998-02-13 JP JP10031877A patent/JPH11233359A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041227 |
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A761 | Written withdrawal of application |
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