JPH1154352A - Ｒ−ｔ−ｂ系ラジアル異方性リング状焼結磁石の製造方法 - Google Patents
Ｒ−ｔ−ｂ系ラジアル異方性リング状焼結磁石の製造方法Info
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- JPH1154352A JPH1154352A JP9219914A JP21991497A JPH1154352A JP H1154352 A JPH1154352 A JP H1154352A JP 9219914 A JP9219914 A JP 9219914A JP 21991497 A JP21991497 A JP 21991497A JP H1154352 A JPH1154352 A JP H1154352A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 焼成後に発生していたラジアル異方性リング
状焼結磁石のリング内周面の軸方向の割れを低減し、製
造歩留りを大幅に向上させることが可能なＲ−Ｔ−Ｂ系
ラジアル異方性リング状焼結磁石の製造方法。 【解決手段】 磁界中成形前の金型内に給粉・充填した
磁石合金粉末の充填密度を所定範囲の充填密度となす、
すなわち、金型内に給粉・充填後の磁石合金粉末の充填
密度が２．３〜３．０ｇ／ｃｍ3となるようにプレス圧
縮してから磁界中成形するか、金型内に粉末を予め２．
３〜３．０ｇ／ｃｍ3の充填密度で給粉した後、磁界中
成形する。
状焼結磁石のリング内周面の軸方向の割れを低減し、製
造歩留りを大幅に向上させることが可能なＲ−Ｔ−Ｂ系
ラジアル異方性リング状焼結磁石の製造方法。 【解決手段】 磁界中成形前の金型内に給粉・充填した
磁石合金粉末の充填密度を所定範囲の充填密度となす、
すなわち、金型内に給粉・充填後の磁石合金粉末の充填
密度が２．３〜３．０ｇ／ｃｍ3となるようにプレス圧
縮してから磁界中成形するか、金型内に粉末を予め２．
３〜３．０ｇ／ｃｍ3の充填密度で給粉した後、磁界中
成形する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ＶＣＭ、交流サ
ーボモーター、小型直流電動機等用として用いられる高
強度、高磁気特性を有するＲ−Ｔ−Ｂ系ラジアル異方性
リング状焼結磁石の製造方法の改良に係り、磁界中成形
前の金型内に給粉・充填した磁石合金粉末の充填密度を
所定範囲の充填密度となすことにより、焼成後に発生し
ていたリング内周面の軸方向の割れを低減し、製造歩留
りを大幅に向上させたＲ−Ｔ−Ｂ系ラジアル異方性リン
グ状焼結磁石の製造方法に関する。
ーボモーター、小型直流電動機等用として用いられる高
強度、高磁気特性を有するＲ−Ｔ−Ｂ系ラジアル異方性
リング状焼結磁石の製造方法の改良に係り、磁界中成形
前の金型内に給粉・充填した磁石合金粉末の充填密度を
所定範囲の充填密度となすことにより、焼成後に発生し
ていたリング内周面の軸方向の割れを低減し、製造歩留
りを大幅に向上させたＲ−Ｔ−Ｂ系ラジアル異方性リン
グ状焼結磁石の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１に示すごときラジアル異方性リング
状磁石は、ＶＣＭ、交流サーボモーター、小型直流電動
機のアクチュエータ等、特にステップモーターを中心に
広く使用されており、従来よりフェライト焼結磁石ある
いはＳｍ−Ｃｏ系ボンド磁石で量産化されている。
状磁石は、ＶＣＭ、交流サーボモーター、小型直流電動
機のアクチュエータ等、特にステップモーターを中心に
広く使用されており、従来よりフェライト焼結磁石ある
いはＳｍ−Ｃｏ系ボンド磁石で量産化されている。
【０００３】しかし、最近のモーターおよびアクチュエ
ータの高性能化、所謂、軽薄短小化に伴い、より高性能
のラジアル異方性リング状磁石の需要が大きくなってい
る。そのため、希土類磁石、特に磁気特性にすぐれたＲ
−Ｔ−Ｂ系（但し、ＲはＹを含む希土類元素のうち１種
以上、ＴはＦｅまたはＦｅとＣｏからなる）磁石合金粉
末を用いて製造されたラジアル異方性リング状焼結磁石
の実用化が進んできている。
ータの高性能化、所謂、軽薄短小化に伴い、より高性能
のラジアル異方性リング状磁石の需要が大きくなってい
る。そのため、希土類磁石、特に磁気特性にすぐれたＲ
−Ｔ−Ｂ系（但し、ＲはＹを含む希土類元素のうち１種
以上、ＴはＦｅまたはＦｅとＣｏからなる）磁石合金粉
末を用いて製造されたラジアル異方性リング状焼結磁石
の実用化が進んできている。
【０００４】ラジアル異方性リング状焼結磁石を作製す
る従来の製造工程の概略は次の（１）〜（６）のとおり
である。なお、図１のラジアル異方性リング状焼結磁石
１において、矢印２は軸方向、矢印３，４はラジアル方
向を示す。
る従来の製造工程の概略は次の（１）〜（６）のとおり
である。なお、図１のラジアル異方性リング状焼結磁石
１において、矢印２は軸方向、矢印３，４はラジアル方
向を示す。
【０００５】（１）粒径約３．５μｍ程度のＲ−Ｔ−Ｂ
系希土類磁石合金粉末を作製、（２）成形用金型に充填
密度約１．７〜２．０ｇ／ｃｍ3で給粉する、（３）ラ
ジアル配向磁界中プレス成形して圧粉体密度３．９〜
４．５ｇ／ｃｍ3の成形体を得る、（４）Ａｒなどの不
活性ガス雰囲気中焼結する、焼結体密度は７．５ｇ／ｃ
ｍ3程度、（５）ガス冷却（Ａｒ）を行う、（６）機械
加工ならびに表面防錆処理を施す。
系希土類磁石合金粉末を作製、（２）成形用金型に充填
密度約１．７〜２．０ｇ／ｃｍ3で給粉する、（３）ラ
ジアル配向磁界中プレス成形して圧粉体密度３．９〜
４．５ｇ／ｃｍ3の成形体を得る、（４）Ａｒなどの不
活性ガス雰囲気中焼結する、焼結体密度は７．５ｇ／ｃ
ｍ3程度、（５）ガス冷却（Ａｒ）を行う、（６）機械
加工ならびに表面防錆処理を施す。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の製造工程でラジ
アル異方性リング状焼結磁石を作製すると、焼結あるい
はガス冷却後又は機械加工後に、リング状焼結磁石の内
面軸方向に割れが発生することが多く、歩留が低下して
生産性が悪いという問題があった。
アル異方性リング状焼結磁石を作製すると、焼結あるい
はガス冷却後又は機械加工後に、リング状焼結磁石の内
面軸方向に割れが発生することが多く、歩留が低下して
生産性が悪いという問題があった。
【０００７】すなわち、Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石合金はフェラ
イト磁石材料、Ｓｍ−Ｃｏ磁石合金と比べ、機械的強度
（引張、曲げ）は約２〜３倍高いが、ラジアル異方性リ
ング状焼結磁石において、図２に示すごときラジアル異
方性リング状焼結磁石１の内周面の軸方向に内面割れ
が、焼結冷却後や機械加工後にかなりの頻度で発生して
いるのが認められる。
イト磁石材料、Ｓｍ−Ｃｏ磁石合金と比べ、機械的強度
（引張、曲げ）は約２〜３倍高いが、ラジアル異方性リ
ング状焼結磁石において、図２に示すごときラジアル異
方性リング状焼結磁石１の内周面の軸方向に内面割れ
が、焼結冷却後や機械加工後にかなりの頻度で発生して
いるのが認められる。
【０００８】この割れはラジアルリング内面に発生する
円周方向応力（フープ応力）が磁石材料の強度を超えた
ためと考えられるもので、割れ原因は本発明者らの検討
により、磁石合金のキュリー点（約３２０℃）以下にお
ける、ラジアル方向の熱収縮率と軸方向の熱収縮率の異
方性により、リング内面円周方向に生じた大きな、すな
わち材料強度に近い残留応力であることが判明した（粉
体および粉末冶金、ｖｏｌ．４３．７、１９９６、ｐ９
４０）。
円周方向応力（フープ応力）が磁石材料の強度を超えた
ためと考えられるもので、割れ原因は本発明者らの検討
により、磁石合金のキュリー点（約３２０℃）以下にお
ける、ラジアル方向の熱収縮率と軸方向の熱収縮率の異
方性により、リング内面円周方向に生じた大きな、すな
わち材料強度に近い残留応力であることが判明した（粉
体および粉末冶金、ｖｏｌ．４３．７、１９９６、ｐ９
４０）。
【０００９】この発明は、焼成後に発生していたラジア
ル異方性リング状焼結磁石のリング内周面の軸方向の割
れを低減し、製造歩留りを大幅に向上させることが可能
なＲ−Ｔ−Ｂ系ラジアル異方性リング状焼結磁石の製造
方法の提供を目的としている。
ル異方性リング状焼結磁石のリング内周面の軸方向の割
れを低減し、製造歩留りを大幅に向上させることが可能
なＲ−Ｔ−Ｂ系ラジアル異方性リング状焼結磁石の製造
方法の提供を目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】発明者らは、ラジアル異
方性リング状焼結磁石の内面割れを低減するためには、
焼結・冷却後のキュリー点以下で生じる円周方向（内
面）引張応力を低減すればよいことに着目し、この引張
残留応力を低減する方法について詳細な検討を加えた結
果、以下の（ａ）〜（ｄ）の知見を得てこの発明を完成
した。
方性リング状焼結磁石の内面割れを低減するためには、
焼結・冷却後のキュリー点以下で生じる円周方向（内
面）引張応力を低減すればよいことに着目し、この引張
残留応力を低減する方法について詳細な検討を加えた結
果、以下の（ａ）〜（ｄ）の知見を得てこの発明を完成
した。
【００１１】なお、この発明における配向とは、磁界に
よってほぼ単磁区粒子であるＲ−Ｔ−Ｂ系磁石合金粉末
の磁化容易軸方向（Ｃ軸方向）を揃えることを言う。こ
の場合、ラジアル方向に磁場をかけ、粉末粒子のＣ軸を
ラジアル方向に揃えることを意味する。
よってほぼ単磁区粒子であるＲ−Ｔ−Ｂ系磁石合金粉末
の磁化容易軸方向（Ｃ軸方向）を揃えることを言う。こ
の場合、ラジアル方向に磁場をかけ、粉末粒子のＣ軸を
ラジアル方向に揃えることを意味する。
【００１２】（ａ）キュリー点以下では温度が下がると
ともに、ラジアル方向は単調に収縮するのに対し、円周
方向は逆に膨張する。これにより内面円周方向引張応力
が温度の低下とともに増大するのであるから、ラジアル
方向のＣ軸配向度を低下させればよい。つまりＣ軸と
ａ、ｂ軸の熱収縮挙動差が原因なので、ラジアル方向に
向いたＣ軸結晶の量を減らせばよい。
ともに、ラジアル方向は単調に収縮するのに対し、円周
方向は逆に膨張する。これにより内面円周方向引張応力
が温度の低下とともに増大するのであるから、ラジアル
方向のＣ軸配向度を低下させればよい。つまりＣ軸と
ａ、ｂ軸の熱収縮挙動差が原因なので、ラジアル方向に
向いたＣ軸結晶の量を減らせばよい。
【００１３】（ｂ）Ｃ軸がラジアル方向に向いた結晶の
数を低減するには、プレス成形時のラジアル配向磁界強
度を低下させればよいとの考えから、配向電流を小さく
することで配向度低減を試みたが、配向度制御は難し
く、焼結リングの強度は向上しなかった。なお、磁場は
上下一対のコイルで発生させて、これに流す電流で磁界
強度を変化させることができる。
数を低減するには、プレス成形時のラジアル配向磁界強
度を低下させればよいとの考えから、配向電流を小さく
することで配向度低減を試みたが、配向度制御は難し
く、焼結リングの強度は向上しなかった。なお、磁場は
上下一対のコイルで発生させて、これに流す電流で磁界
強度を変化させることができる。
【００１４】（ｃ）配向時の粉末充填密度を大きくする
ことで、配向磁界強度は一定にしていても配向度を充填
密度に応じて制御でき、リング状焼結磁石の強度は向上
し、磁気特性の低下は小さく、バランスがよいことが判
明した。
ことで、配向磁界強度は一定にしていても配向度を充填
密度に応じて制御でき、リング状焼結磁石の強度は向上
し、磁気特性の低下は小さく、バランスがよいことが判
明した。
【００１５】（ｄ）金型への磁石合金粉末の充填密度を
大きくする方法として、ある程度圧粉してから磁界配向
する方法と、給粉時に高密度に充填する方法が採用でき
る。すなわち、金型内に給粉・充填後の磁石合金粉末の
充填密度が２．３〜３．０ｇ／ｃｍ3となるようにプレ
ス圧縮してから磁界中成形するか、金型内に粉末を予め
２．３〜３．０ｇ／ｃｍ3の充填密度で給粉した後、磁
界中成形するとよい。
大きくする方法として、ある程度圧粉してから磁界配向
する方法と、給粉時に高密度に充填する方法が採用でき
る。すなわち、金型内に給粉・充填後の磁石合金粉末の
充填密度が２．３〜３．０ｇ／ｃｍ3となるようにプレ
ス圧縮してから磁界中成形するか、金型内に粉末を予め
２．３〜３．０ｇ／ｃｍ3の充填密度で給粉した後、磁
界中成形するとよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】この発明により製造する希土類系
焼結永久磁石は、実質的にＲ2Ｔ14Ｂで示される組成を
持つＲ−Ｔ−Ｂ系合金からなる。合金の成分組成は、実
質的にＲ2Ｔ14Ｂ結晶粒からなる合金が生成する限り特
に制限されないが、一般に重量％でＲ：２７〜３８％、
Ｔ：５１〜７２％、Ｂ：０．２〜４．５％の範囲内が望
ましい。
焼結永久磁石は、実質的にＲ2Ｔ14Ｂで示される組成を
持つＲ−Ｔ−Ｂ系合金からなる。合金の成分組成は、実
質的にＲ2Ｔ14Ｂ結晶粒からなる合金が生成する限り特
に制限されないが、一般に重量％でＲ：２７〜３８％、
Ｔ：５１〜７２％、Ｂ：０．２〜４．５％の範囲内が望
ましい。
【００１７】Ｒ含有量は一般に少ないほど残留磁束密度
が向上するが、Ｒ含有量が２７％より少ないとα−Ｆｅ
相当の鉄に富む相が析出し、粉砕に悪影響を与え、また
残留磁束密度もそれ以上は低下しなくなる。一方、Ｒ含
有量が３８％を超えると、残留磁束の低下が目立ち、高
い磁石特性が得られなくなるため、２７〜３８ｗｔ％が
望ましい。
が向上するが、Ｒ含有量が２７％より少ないとα−Ｆｅ
相当の鉄に富む相が析出し、粉砕に悪影響を与え、また
残留磁束密度もそれ以上は低下しなくなる。一方、Ｒ含
有量が３８％を超えると、残留磁束の低下が目立ち、高
い磁石特性が得られなくなるため、２７〜３８ｗｔ％が
望ましい。
【００１８】Ｂ含有量は０．２％未満では保磁力が低下
し、４．５％を越えると残留磁束密度が低下するため、
Ｂは０．２〜４．５ｗｔ％の範囲が望ましい。
し、４．５％を越えると残留磁束密度が低下するため、
Ｂは０．２〜４．５ｗｔ％の範囲が望ましい。
【００１９】Ｔ含有量は５１〜７２ｗｔ％が望ましく、
ＴがＦｅとＣｏからなる場合、ＣｏはＴ全体の３０ｗｔ
％以下が望ましい。さらに保磁力を改善するためにＡ
ｌ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｃ、Ｎｂ、Ｓｎ、
Ｇａ、Ｗ、Ｖ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｍｏなどの１種もしくは２
種以上の元素を加えてもよいが、これらは合計で６ｗｔ
％を超えると、残留磁束密度が低下する。
ＴがＦｅとＣｏからなる場合、ＣｏはＴ全体の３０ｗｔ
％以下が望ましい。さらに保磁力を改善するためにＡ
ｌ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｃ、Ｎｂ、Ｓｎ、
Ｇａ、Ｗ、Ｖ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｍｏなどの１種もしくは２
種以上の元素を加えてもよいが、これらは合計で６ｗｔ
％を超えると、残留磁束密度が低下する。
【００２０】Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石合金粉末の製造方法例を
説明すると、まず、所定組成を持つＲ−Ｔ−Ｂ系合金を
適当な原料粉末の混合物を溶解して溶製する。この溶解
は例えば、アルゴン雰囲気などの無酸化雰囲気中で行
う。得られた合金の溶湯を、単ロール法（１方向凝固）
または双ロール法（２方向凝固）により、厚さ０．０５
〜３ｍｍの薄板または薄片（鱗片）状に急冷凝固する
と、結晶粒径３〜３０μｍの均質な組織を有する急冷凝
固合金材（母合金）が得られる。
説明すると、まず、所定組成を持つＲ−Ｔ−Ｂ系合金を
適当な原料粉末の混合物を溶解して溶製する。この溶解
は例えば、アルゴン雰囲気などの無酸化雰囲気中で行
う。得られた合金の溶湯を、単ロール法（１方向凝固）
または双ロール法（２方向凝固）により、厚さ０．０５
〜３ｍｍの薄板または薄片（鱗片）状に急冷凝固する
と、結晶粒径３〜３０μｍの均質な組織を有する急冷凝
固合金材（母合金）が得られる。
【００２１】なお、急冷凝固法としては、単ロール法の
方が効率と品質安定性に優れており、好ましい。また、
当然ながら通常の鋳型製造インゴット合金でも使用上問
題はない。
方が効率と品質安定性に優れており、好ましい。また、
当然ながら通常の鋳型製造インゴット合金でも使用上問
題はない。
【００２２】上記の急冷凝固で得た薄板等を、粉末冶金
法に適した粉末が得られるように粉砕する。粉砕は、通
常の水素化粉砕法＋ジェットミル粉砕法を適用すればよ
い。急冷凝固法で得たＲ−Ｔ−Ｂ系永久磁石合金の薄板
は、鋳型製造インゴット合金よりも優れた粉砕性を示
し、平均ＦＳＳ粒度３〜４μｍ（ＦＳＳ粒度：空気透過
法で求めた粉末平均粒度）の粒度分布幅の狭い微粉末が
容易に得られる。
法に適した粉末が得られるように粉砕する。粉砕は、通
常の水素化粉砕法＋ジェットミル粉砕法を適用すればよ
い。急冷凝固法で得たＲ−Ｔ−Ｂ系永久磁石合金の薄板
は、鋳型製造インゴット合金よりも優れた粉砕性を示
し、平均ＦＳＳ粒度３〜４μｍ（ＦＳＳ粒度：空気透過
法で求めた粉末平均粒度）の粒度分布幅の狭い微粉末が
容易に得られる。
【００２３】このＲ−Ｔ−Ｂ系永久磁石合金粉末を用い
て、ラジアル異方性リング状圧粉体をプレス成形する
が、成形用金型は、特開平８−０８３７２８号に開示さ
れるごとき、リング内面中心からラジアル方向に磁束が
流れるような磁気回路設計が望ましい。
て、ラジアル異方性リング状圧粉体をプレス成形する
が、成形用金型は、特開平８−０８３７２８号に開示さ
れるごとき、リング内面中心からラジアル方向に磁束が
流れるような磁気回路設計が望ましい。
【００２４】次に、この発明におけるプレス成形方法に
ついて説明する。図３Ａ〜Ｄはプレス成形工程を示す成
形用金型の断面説明図である。Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石合金粉
末は図示しないフィーダーボックスに一定量が充填され
た後、成形用金型１０上にフィーダーボックスは移動
し、シェーカーや重力の作用により、成形用金型１０の
空間部と下パンチ１２とで形成された成形室１１内に磁
石合金粉末１３は充填される（図３Ａ）。フィーダーボ
ックスを用いた充填密度は通常、１．７〜２．０ｇ／ｃ
ｍ3程度である。
ついて説明する。図３Ａ〜Ｄはプレス成形工程を示す成
形用金型の断面説明図である。Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石合金粉
末は図示しないフィーダーボックスに一定量が充填され
た後、成形用金型１０上にフィーダーボックスは移動
し、シェーカーや重力の作用により、成形用金型１０の
空間部と下パンチ１２とで形成された成形室１１内に磁
石合金粉末１３は充填される（図３Ａ）。フィーダーボ
ックスを用いた充填密度は通常、１．７〜２．０ｇ／ｃ
ｍ3程度である。
【００２５】ついで、図３Ｂに示すごとく、上パンチ１
４を降下させ、下パンチ１２との間で２．３〜３．０ｇ
／ｃｍ3になるまで磁石合金粉末１３をプレス圧粉した
後に、ラジアル方向に磁界を印加して配向させる（図３
Ｃ）。磁界強度は通常８〜１０ｋＯｅ程度であるが、静
磁場であってもパルス磁界でも配向性は問題ない。
４を降下させ、下パンチ１２との間で２．３〜３．０ｇ
／ｃｍ3になるまで磁石合金粉末１３をプレス圧粉した
後に、ラジアル方向に磁界を印加して配向させる（図３
Ｃ）。磁界強度は通常８〜１０ｋＯｅ程度であるが、静
磁場であってもパルス磁界でも配向性は問題ない。
【００２６】続いて、図３Ｄに示すごとく、上パンチ１
４をさらに下降させて、成形室１１内の圧粉体密度が
３．９〜４．５ｇ／ｃｍ3になるまで圧縮し、成形を完
了した後、金型より圧粉体を取り出す。
４をさらに下降させて、成形室１１内の圧粉体密度が
３．９〜４．５ｇ／ｃｍ3になるまで圧縮し、成形を完
了した後、金型より圧粉体を取り出す。
【００２７】この発明において、金型内に給粉・充填後
の磁石合金粉末の充填密度を２．３〜３．０ｇ／ｃｍ3
の範囲に制御するのは、２．３ｇ／ｃｍ3未満ではラジ
アル配向磁界により十分に配向し、焼結後に内面残留応
力が大きくなるためであり、３．０ｇ／ｃｍ3を越える
充填密度においては、ラジアル配向磁場を負荷させて
も、粉末が相互にからみあい、Ｃ軸がラジアル方向に配
向し難く、焼結後の内面残留応力は小さくなるが、磁気
特性の低下が著しくなり、使用上問題を生じて好ましく
ない。
の磁石合金粉末の充填密度を２．３〜３．０ｇ／ｃｍ3
の範囲に制御するのは、２．３ｇ／ｃｍ3未満ではラジ
アル配向磁界により十分に配向し、焼結後に内面残留応
力が大きくなるためであり、３．０ｇ／ｃｍ3を越える
充填密度においては、ラジアル配向磁場を負荷させて
も、粉末が相互にからみあい、Ｃ軸がラジアル方向に配
向し難く、焼結後の内面残留応力は小さくなるが、磁気
特性の低下が著しくなり、使用上問題を生じて好ましく
ない。
【００２８】この発明において、金型内に給粉・充填後
の磁石合金粉末の充填密度を２．３〜３．０ｇ／ｃｍ3
となして、ラジアル配向した後に圧縮して、ラジアル異
方性リング状成形体を成形し、これを焼結すると内面残
留応力が小さく、かつ磁気特性の低下も小さい、バラン
スのよいラジアル異方性リング状焼結磁石を得ることが
可能である。
の磁石合金粉末の充填密度を２．３〜３．０ｇ／ｃｍ3
となして、ラジアル配向した後に圧縮して、ラジアル異
方性リング状成形体を成形し、これを焼結すると内面残
留応力が小さく、かつ磁気特性の低下も小さい、バラン
スのよいラジアル異方性リング状焼結磁石を得ることが
可能である。
【００２９】なお。磁界強度はコイル電流を小さくする
ことで、小さくすることができるが、通常コイル電流は
５００Ａ〜７００Ａであり、制御可能な１００Ａ程度ま
で低下させても、充填密度が１．７〜２．０ｇ／ｃｍ3
ではＣ軸配向度は低下せず、リング強度（圧壊試験で測
定される）は小さかった。従って、配向時に高充填密度
とする方が、配向度を制御しやすく、好ましい。
ことで、小さくすることができるが、通常コイル電流は
５００Ａ〜７００Ａであり、制御可能な１００Ａ程度ま
で低下させても、充填密度が１．７〜２．０ｇ／ｃｍ3
ではＣ軸配向度は低下せず、リング強度（圧壊試験で測
定される）は小さかった。従って、配向時に高充填密度
とする方が、配向度を制御しやすく、好ましい。
【００３０】前述の製造方法おいては、成形金型にフィ
ーダーより重力やシェーカーにより、自然充填させた
が、このときの充填密度は１．７〜２．０ｇ／ｃｍ3程
度にしかならない。そこで、予め充填密度を２．３〜
３．０ｇ／ｃｍ3とするために、下金型を超音波振動さ
せたり、フィーダー内に金型内へ粉末を押し込むための
装置を付設して充填密度を向上させるとよい。例えば、
一般的な真空吸引装置を付設併用すると、充填密度を制
御しやすく好都合であった。
ーダーより重力やシェーカーにより、自然充填させた
が、このときの充填密度は１．７〜２．０ｇ／ｃｍ3程
度にしかならない。そこで、予め充填密度を２．３〜
３．０ｇ／ｃｍ3とするために、下金型を超音波振動さ
せたり、フィーダー内に金型内へ粉末を押し込むための
装置を付設して充填密度を向上させるとよい。例えば、
一般的な真空吸引装置を付設併用すると、充填密度を制
御しやすく好都合であった。
【００３１】金型内に粉末を予め２．３〜３．０ｇ／ｃ
ｍ3の充填密度で給粉した後、磁界中成形することによ
り、前述の図３Ｂの工程を省略でき、ラジアル方向の配
向性を制御した圧粉体密度３．９〜４．５ｇ／ｃｍ3の
リング状圧粉体を効率よく成形できる。
ｍ3の充填密度で給粉した後、磁界中成形することによ
り、前述の図３Ｂの工程を省略でき、ラジアル方向の配
向性を制御した圧粉体密度３．９〜４．５ｇ／ｃｍ3の
リング状圧粉体を効率よく成形できる。
【００３２】ラジアルリングの配向度を測定する方法と
して、リング状焼結体から小片を切り出し、磁気特性を
測定（Ｂｒ、ｉＨｃ、（ＢＨ）ｍａｘ）したり、Ｘ線極
点図形測定法により、（００４）面の集積度を測定する
方法がある。また、内面の引張残留応力は歪ゲージで測
定したり、リング圧壊試験により推定できる。
して、リング状焼結体から小片を切り出し、磁気特性を
測定（Ｂｒ、ｉＨｃ、（ＢＨ）ｍａｘ）したり、Ｘ線極
点図形測定法により、（００４）面の集積度を測定する
方法がある。また、内面の引張残留応力は歪ゲージで測
定したり、リング圧壊試験により推定できる。
【００３３】得られたリング状成形体の焼結は、従来公
知の焼成法にて行うが、例えば、焼結温度は９５０〜１
１５０℃の範囲が好ましく、時効処理は、低圧アルゴン
ガス中で温度１０３０℃〜１０８０℃、時間１時間〜４
時間で実施することがが好ましい。
知の焼成法にて行うが、例えば、焼結温度は９５０〜１
１５０℃の範囲が好ましく、時効処理は、低圧アルゴン
ガス中で温度１０３０℃〜１０８０℃、時間１時間〜４
時間で実施することがが好ましい。
【００３４】
実施例１ ３０．５％Ｎｄ、１．５％Ｄｙ、２．５％Ｃｏ、１．０
％Ｂ、残部Ｆｅの組成（ｗｔ％）を持つ合金溶湯を、Ａ
ｒ雰囲気中で単ロール法により冷却し、厚さ０．３ｍ
ｍ、最大幅２００ｍｍの鱗片状の磁石合金を製造した。
冷却条件はロール径が３００ｍｍ、風速が２ｍ／ｓであ
った。この合金を通常の水素化粉砕法とジェットミル粉
砕法により、微粉化してＦＳＳ平均粒径が３．５μｍの
磁石粉末を得た。
％Ｂ、残部Ｆｅの組成（ｗｔ％）を持つ合金溶湯を、Ａ
ｒ雰囲気中で単ロール法により冷却し、厚さ０．３ｍ
ｍ、最大幅２００ｍｍの鱗片状の磁石合金を製造した。
冷却条件はロール径が３００ｍｍ、風速が２ｍ／ｓであ
った。この合金を通常の水素化粉砕法とジェットミル粉
砕法により、微粉化してＦＳＳ平均粒径が３．５μｍの
磁石粉末を得た。
【００３５】この粉末をフィーダーボックスに入れ、ラ
ジアル異方性リング状成形用金型に給粉した。このとき
の金型内粉末の充填密度は１．９８ｇ／ｃｍ3であっ
た。次いで、下記（イ）〜（ニ）の４条件の成形を行っ
た。成形体の寸法は外径５６．５ｍｍ×内径４３．４ｍ
ｍ×高さ３０．５ｍｍのリング品である。
ジアル異方性リング状成形用金型に給粉した。このとき
の金型内粉末の充填密度は１．９８ｇ／ｃｍ3であっ
た。次いで、下記（イ）〜（ニ）の４条件の成形を行っ
た。成形体の寸法は外径５６．５ｍｍ×内径４３．４ｍ
ｍ×高さ３０．５ｍｍのリング品である。
【００３６】（イ）金型内粉末の充填密度は１．９８ｇ
／ｃｍ3のまま、１０ｋＯｅのラジアル方向の磁界中、
１．２ｔ／ｃｍ2の成形圧力でプレス成形を行い、成形
体密度４．２ｇ／ｃｍ3の成形体を成形した場合、
（ロ）充填密度が２．３ｇ／ｃｍ3になるまで圧縮し、
その後１０ｋＯｅのラジアル方向の磁界中、１．２ｔ／
ｃｍ2の成形圧力でプレス成形を行い、成形体密度４．
２ｇ／ｃｍ3の成形体を成形した場合、（ハ）前記
（ロ）において充填密度３．０ｇ／ｃｍ3まで圧縮した
のち、同条件で成形体を成形した場合、（ニ）前記
（ロ）において充填密度３．３ｇ／ｃｍ3まで圧縮した
のち、同条件で成形体を成形した場合。
／ｃｍ3のまま、１０ｋＯｅのラジアル方向の磁界中、
１．２ｔ／ｃｍ2の成形圧力でプレス成形を行い、成形
体密度４．２ｇ／ｃｍ3の成形体を成形した場合、
（ロ）充填密度が２．３ｇ／ｃｍ3になるまで圧縮し、
その後１０ｋＯｅのラジアル方向の磁界中、１．２ｔ／
ｃｍ2の成形圧力でプレス成形を行い、成形体密度４．
２ｇ／ｃｍ3の成形体を成形した場合、（ハ）前記
（ロ）において充填密度３．０ｇ／ｃｍ3まで圧縮した
のち、同条件で成形体を成形した場合、（ニ）前記
（ロ）において充填密度３．３ｇ／ｃｍ3まで圧縮した
のち、同条件で成形体を成形した場合。
【００３７】得られた成形体をアルゴン中、１０４５℃
で４時間加熱して焼結させ、冷却後にアルゴン中、５０
０℃で１時間の時効処理を行って、ラジアル異方性リン
グ状焼結磁石を得た。表１に充填密度、成形体密度、焼
結体リング強度、磁気特性の結果をまとめて示す。
で４時間加熱して焼結させ、冷却後にアルゴン中、５０
０℃で１時間の時効処理を行って、ラジアル異方性リン
グ状焼結磁石を得た。表１に充填密度、成形体密度、焼
結体リング強度、磁気特性の結果をまとめて示す。
【００３８】リング強度は次式で示される圧環強度であ
る（ＪＩＳ Ｚ ２５０７）。 圧環強度＝Ｐ×（Ｄ0−ｔ）／（Ｗ×ｔ2） ここで、Ｐは荷重、Ｄ0はリング外径、ｔはリング肉
厚、Ｗはリング高さである。また、磁気特性は各リング
状焼結磁石から幅２．５ｍｍ×高さ１７ｍｍ×厚さ３．
８ｍｍの試験片を切り出し測定した。
る（ＪＩＳ Ｚ ２５０７）。 圧環強度＝Ｐ×（Ｄ0−ｔ）／（Ｗ×ｔ2） ここで、Ｐは荷重、Ｄ0はリング外径、ｔはリング肉
厚、Ｗはリング高さである。また、磁気特性は各リング
状焼結磁石から幅２．５ｍｍ×高さ１７ｍｍ×厚さ３．
８ｍｍの試験片を切り出し測定した。
【００３９】
【表１】
【００４０】表１の結果より、従来法では磁気特性は高
いが、圧環強度が非常に低く、リング状焼結磁石の製造
中やリング状焼結磁石として使用中に破壊する恐れが大
きいことがわかる。この発明方法の場合は磁気特性は少
し低下するが、圧環強度が向上し、両特性のバランスが
改善され使用上も問題がない。また、この発明の範囲外
の比較例では圧環強度は向上するが、磁気特性の低下が
大きすぎて使用できない。従って、この発明の有効性が
明らかである。
いが、圧環強度が非常に低く、リング状焼結磁石の製造
中やリング状焼結磁石として使用中に破壊する恐れが大
きいことがわかる。この発明方法の場合は磁気特性は少
し低下するが、圧環強度が向上し、両特性のバランスが
改善され使用上も問題がない。また、この発明の範囲外
の比較例では圧環強度は向上するが、磁気特性の低下が
大きすぎて使用できない。従って、この発明の有効性が
明らかである。
【００４１】実施例２ 実施例１の磁石合金粉末を用い、この粉末をフィーダー
ボックスに入れ、ラジアル異方性リング状焼結磁石成形
用金型に給粉した。このとき（１）下金型に超音波振動
を与えた場合、（２）フィーダー内に風車状給粉装置を
設置した場合、（３）下金型より真空吸収を行った場
合、の３条件で給粉した。
ボックスに入れ、ラジアル異方性リング状焼結磁石成形
用金型に給粉した。このとき（１）下金型に超音波振動
を与えた場合、（２）フィーダー内に風車状給粉装置を
設置した場合、（３）下金型より真空吸収を行った場
合、の３条件で給粉した。
【００４２】なお、給粉条件の詳細は以下のとおりであ
る。 （１）金型に超音波振動装置を設置し、５ｋＨｚの超音
波振動を与える。 （２）フィーダー内に８枚の羽を有する４０ｍｍ径の風
車を、ホール直上に当たるフィーダー内部位に設置し、
回転数６０ｒｐｍで給粉する。 （３）フィーダーがホール上にある時、下パンチを急速
に下方へ引下げ、ホール内を真空状態にして粉末を充填
する。
る。 （１）金型に超音波振動装置を設置し、５ｋＨｚの超音
波振動を与える。 （２）フィーダー内に８枚の羽を有する４０ｍｍ径の風
車を、ホール直上に当たるフィーダー内部位に設置し、
回転数６０ｒｐｍで給粉する。 （３）フィーダーがホール上にある時、下パンチを急速
に下方へ引下げ、ホール内を真空状態にして粉末を充填
する。
【００４３】給粉後に、１０ｋＯｅのラジアル方向の磁
界をかけながら１．２ｔ／ｃｍ2の成形圧力でプレス成
形を行い、成形体密度４．２ｇ／ｃｍ3の成形体を成形
した。成形体寸法は実施例１と同じである。次いで、実
施例１と同じ条件で焼結、時効処理を行い、ラジアル異
方性リング状焼結磁石を得た。表２に充填密度、成形体
密度、焼結体リング強度、磁気特性の結果をまとめて示
す。
界をかけながら１．２ｔ／ｃｍ2の成形圧力でプレス成
形を行い、成形体密度４．２ｇ／ｃｍ3の成形体を成形
した。成形体寸法は実施例１と同じである。次いで、実
施例１と同じ条件で焼結、時効処理を行い、ラジアル異
方性リング状焼結磁石を得た。表２に充填密度、成形体
密度、焼結体リング強度、磁気特性の結果をまとめて示
す。
【００４４】
【表２】
【００４５】表２から、この発明方法により、表１の従
来例よりも高充填密度で金型に磁石合金粉末を充填可能
となり、そのため磁気特性の低下が少なく、かつ圧壊強
度を飛躍的に向上させることができることが明らかとな
った。
来例よりも高充填密度で金型に磁石合金粉末を充填可能
となり、そのため磁気特性の低下が少なく、かつ圧壊強
度を飛躍的に向上させることができることが明らかとな
った。
【００４６】
【発明の効果】この発明は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系ラジアル異方
性リング状焼結磁石の製造に際し、磁界中成形前の金型
内に給粉・充填した磁石合金粉末の充填密度を所定範囲
の充填密度となすことにより、焼結・冷却、機械加工後
に多く発生していたリング内周面の軸方向の割れを低減
でき、製品の歩留向上による低コスト化、品質向上に極
めて有効であり、工業的価値が高い。また、割れを発生
させることなく製造したリング状焼結磁石は、そのリン
グ強度が向上するので、従来使用できなかったモーター
類にも適用可能となる利点がある。
性リング状焼結磁石の製造に際し、磁界中成形前の金型
内に給粉・充填した磁石合金粉末の充填密度を所定範囲
の充填密度となすことにより、焼結・冷却、機械加工後
に多く発生していたリング内周面の軸方向の割れを低減
でき、製品の歩留向上による低コスト化、品質向上に極
めて有効であり、工業的価値が高い。また、割れを発生
させることなく製造したリング状焼結磁石は、そのリン
グ強度が向上するので、従来使用できなかったモーター
類にも適用可能となる利点がある。
【図１】ラジアル異方性リング状焼結磁石の斜視説明図
である。
である。
【図２】ラジアル異方性リング状焼結磁石の割れ状況を
示す斜視説明図である。
示す斜視説明図である。
【図３】Ａ〜Ｄはプレス成形工程を示す成形用金型の断
面説明図である。
面説明図である。
１ ラジアル異方性リング状焼結磁石 ２，３，４ 矢印 １０ 成形用金型 １１ 成形室 １２ 下パンチ １３ 磁石合金粉末 １４ 上パンチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石垣 尚幸 大阪府三島郡島本町江川２丁目15−17 住 友特殊金属株式会社山崎製作所内
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｒ−Ｔ−Ｂ系（但し、ＲはＹを含む希土
類元素のうち１種以上、ＴはＦｅまたはＦｅとＣｏから
なる）磁石合金粉末を金型内に給粉・充填し、ラジアル
方向に磁界を印加しながら所定の圧粉体密度及び寸法の
ラジアル異方性リング圧粉体を成形し、その後焼結する
ラジアル異方性リング状焼結磁石の製造方法において、
金型内に前記粉末を給粉・充填後、磁石合金粉末の充填
密度が２．３〜３．０ｇ／ｃｍ3となるようにプレス圧
縮してから磁界中成形するＲ−Ｔ−Ｂ系ラジアル異方性
リング状焼結磁石の製造方法。 - 【請求項２】 Ｒ−Ｔ−Ｂ系（但し、ＲはＹを含む希土
類元素のうち１種以上、ＴはＦｅまたはＦｅとＣｏから
なる）磁石合金粉末を金型内に給粉・充填し、ラジアル
方向に磁界を印加しながら所定の圧粉体密度及び寸法の
ラジアル異方性リング圧粉体を成形し、その後焼結する
ラジアル異方性リング状焼結磁石の製造方法において、
金型内に前記粉末を予め２．３〜３．０ｇ／ｃｍ3の充
填密度で給粉した後、磁界中成形するＲ−Ｔ−Ｂ系ラジ
アル異方性リング状焼結磁石の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9219914A JPH1154352A (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | Ｒ−ｔ−ｂ系ラジアル異方性リング状焼結磁石の製造方法 |
| PCT/JP1998/003376 WO1999007006A1 (fr) | 1997-07-30 | 1998-07-29 | Procede de production d'un aimant fritte annulaire anisotrope radial a base r-t-b |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9219914A JPH1154352A (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | Ｒ−ｔ−ｂ系ラジアル異方性リング状焼結磁石の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1154352A true JPH1154352A (ja) | 1999-02-26 |
Family
ID=16743007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9219914A Pending JPH1154352A (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | Ｒ−ｔ−ｂ系ラジアル異方性リング状焼結磁石の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1154352A (ja) |
| WO (1) | WO1999007006A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006108591A (ja) * | 2004-10-08 | 2006-04-20 | Tdk Corp | 希土類焼結磁石及びその製造方法 |
| US7618496B2 (en) | 2001-10-31 | 2009-11-17 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Radial anisotropic sintered magnet and its production method, magnet rotor using sintered magnet, and motor using magnet rotor |
| US9748030B2 (en) | 2013-07-08 | 2017-08-29 | Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives | Annular sintered magnet with radial magnetization and reinforced mechanical strength |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6432158B1 (en) | 1999-10-25 | 2002-08-13 | Sumitomo Special Metals Co., Ltd. | Method and apparatus for producing compact of rare earth alloy powder and rare earth magnet |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0748604A (ja) * | 1993-08-02 | 1995-02-21 | Inter Metallics Kk | 圧粉成型体成型装置 |
| JP3611870B2 (ja) * | 1993-09-06 | 2005-01-19 | 株式会社Ｎｅｏｍａｘ | Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石材料の製造方法 |
-
1997
- 1997-07-30 JP JP9219914A patent/JPH1154352A/ja active Pending
-
1998
- 1998-07-29 WO PCT/JP1998/003376 patent/WO1999007006A1/ja active Application Filing
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7618496B2 (en) | 2001-10-31 | 2009-11-17 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Radial anisotropic sintered magnet and its production method, magnet rotor using sintered magnet, and motor using magnet rotor |
| US7948135B2 (en) | 2001-10-31 | 2011-05-24 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Radial anisotropic sintered magnet and its production method, magnet rotor using sintered magnet, and motor using magnet rotor |
| JP2006108591A (ja) * | 2004-10-08 | 2006-04-20 | Tdk Corp | 希土類焼結磁石及びその製造方法 |
| US9748030B2 (en) | 2013-07-08 | 2017-08-29 | Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives | Annular sintered magnet with radial magnetization and reinforced mechanical strength |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1999007006A1 (fr) | 1999-02-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040621 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050126 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050328 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050607 |