JPH1174143A - 磁性粉末の成形方法 - Google Patents

磁性粉末の成形方法

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JPH1174143A
JPH1174143A JP9249320A JP24932097A JPH1174143A JP H1174143 A JPH1174143 A JP H1174143A JP 9249320 A JP9249320 A JP 9249320A JP 24932097 A JP24932097 A JP 24932097A JP H1174143 A JPH1174143 A JP H1174143A
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JP
Japan
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magnetic
powder
magnetic field
molding
magnetic powder
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JP9249320A
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English (en)
Inventor
Masayoshi Ishii
政義 石井
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Tokin Corp
Original Assignee
Tokin Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus 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
    • H01F41/02Apparatus 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
    • H01F41/0253Apparatus 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
    • H01F41/0273Imparting anisotropy

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)
  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コスト及び高特性の異方性マグネットプラ
ンバイト型フェライト焼結磁石及び希土類焼結磁石の磁
性粉末の成形方法を得ること。 【解決手段】 磁性粉末を磁場配向し成形する工程にお
いて、金型に充填する粉末の粉末充填率が12.0〜2
2.0%で、磁性を持つ上、下パンチ2,3と非磁性の
ダイ1の金型を用い、磁性粉末充填後、上、下パンチ
2,3を拘束した状態で、コイル4に上下パンチ方向へ
パルス磁場を印加する。その後、上、下パンチ2,3の
拘束をとき、再び、同方向にパルス磁場を印加する磁性
粉末の成形方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、低コストで高特性
の異方性のマグネットプランバイト型フェライト焼結磁
石及び希土類焼結磁石を得るための磁性粉末の成形方
法、特に、成形工程に関する。
【0002】
【従来の技術】永久磁石材料は、コンピューター周辺機
器、スピーカー、家庭用電化製品に至るまでの各種電機
製品から小型精密機器、自動車部品まで、広い分野で使
用されており、重要な電気、電子材料の一つにあげられ
る。
【0003】永久磁石の中で、マグネットプランバイト
型フェライト焼結磁石は、コストパフォーマンスが高い
という特徴がある。
【0004】一方、希土類磁石は、高い磁気特性を有す
るという特徴があり、それぞれ幅広く用いられている。
【0005】しかし、近年では、機器の小型化、高効率
・高性能化の要求から、磁石材料自体の磁気特性の向上
が求められている。
【0006】上記の二つの永久磁石を高性能化するた
め、異方性焼結体磁石と呼ばれる結晶の磁化容易軸をそ
ろえて残留磁束密度と最大エネルギー積を向上させるこ
とが、通常、行われている。
【0007】これは、焼結に共する磁石原料を単磁区粒
子径以下、あるいはそれに近い粒径まで粉砕して粉末を
得て、その成形体を磁場中で粉末の磁化容易軸を揃えた
方向に配向させた状態で成形し、これを焼結し、その
後、必要に応じて熱処理や後加工を行ったものである。
【0008】高い残留磁束密度と大きいエネルギー積を
得るためには、焼結体において、結晶粒の磁化容易軸が
揃う度合いを高めるために、成形体での高い配向度が必
要である。
【0009】磁場中成形の方式に関しては、大きく分け
て湿式成形と乾式成形の二つに分けることができる。
【0010】湿式磁場成形は、粉末を水や有機溶媒等の
液体に分散したスラリーを作製し、これを成形用金型内
に注入後、磁場を印加しながら、上パンチに取り付けら
れたフィルターで脱水しながら加圧する方法である。
【0011】乾式磁場成形は、粉末を金型に充填し、磁
場を印加しながら加圧する方法である。
【0012】湿式磁場成形と乾式磁場成形を比較すると
得られる成形体の配向度は、湿式の方が、磁場を印加し
た際に粉末が容易に移動し、配向することができるた
め、高いものが得られ、結果として、大きい最大エネル
ギー積の焼結磁石が得られる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかし、湿式磁場成形
では、成形工程において、脱水が必要なため、成形速度
が遅く、乾式磁場成形と比較して、コストが高いという
問題点があった。従って、乾式磁場成形で湿式磁場成形
並の特性が求められる市場の要求がある。
【0014】この要求に鑑み、調査を進めた結果、特願
平9−25028号では、パルス磁場を印加した後、パ
ルス磁場により成形を行う方法も提案されている。しか
し、更に高配向度による高特性化が要求されている。
【0015】本発明の課題は、上記の問題を解決した、
低コスト、及び高特性の異方性マグネットプランバイト
型フェライト焼結磁石及び希土類焼結磁石の磁性粉末の
成形方法を得ることにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明の課題を解決する
ための手段は、下記の通りである。
【0017】本発明は、磁性粉末を磁場配向し成形する
方法であって、金型に充填する前記磁性粉末の粉末充填
率を12.0〜22.0%にする磁性粉末の成形方法であ
る。
【0018】本発明は、上記磁性粉末の成形方法におい
て、磁性を持つ上下パンチと非磁性のダイの金型を用
い、粉末充填後、上下パンチを拘束した状態で、上下パ
ンチ方向にパルス磁場を印加し、その後、上下パンチの
拘束をとき、再び、同方向にパルス磁場を印加すること
により成形する磁性粉末の成形方法である。
【0019】本発明は、上記磁性粉末の成形方法におい
て、磁性を持つ上下パンチと非磁性のダイの金型を用
い、粉末充填後、上下パンチを拘束した状態で、上下パ
ンチ方向にパルス磁場を印加し、その後、上下パンチの
拘束を徐々に小さくし、同方向に拘束を小さくする度に
パルス磁場を印加しながら徐々に成形する磁性粉末の成
形方法である。
【0020】本発明は、上記磁性粉末の成形方法におい
て、磁性を持つ上下パンチと非磁性のダイの金型を用
い、粉末充填後、上下パンチを拘束した状態で、上下パ
ンチ方向にパルス磁場を印加し、その後、上下パンチの
拘束をとき、同方向に静磁界で磁場中プレスすることに
より成形する磁性粉末の成形方法である。
【0021】本発明は、上記磁性粉末の成形方法におい
て、前記磁性粉末が、マグネットプランバイト型フェラ
イト焼結磁石、希土類磁石用粉末である磁性粉末の成形
方法である。
【0022】
【発明の実施の形態】本発明の磁性粉末の成形方法につ
いて、下記に説明する。
【0023】本発明によれば、磁性粉末を磁場配向し成
形する工程において、金型に充填する粉末の粉末充填率
が12.0〜22.0%で、磁性を持つ上下パンチと非磁
性のダイの金型を用い、磁性粉末充填後、上下パンチを
拘束した状態で、上下パンチ方向にパルス磁場を印加す
る。
【0024】その後、上下パンチの拘束をとき、再び、
同方向にパルス磁場を印加することにより、成形、また
は静磁界により磁場成形することを特徴とする成形方法
が得られる。
【0025】また、本発明において、上記の磁性粉末
が、マグネットプランバイト型フェライト焼結磁石、ま
た希土類磁石用粉末が適当である。
【0026】本発明は、磁性を持つ上下パンチと非磁性
のダイから構成した金型に粉末を充填し、上下パンチが
動かないように拘束し、最初のパルス磁場を上下パンチ
方向に加えて粉末を配向させる。
【0027】この時の金型への投入粉末充填率を12.
0〜22.0%とすることより、高い配向度が得られ
る。
【0028】これは、金型への投入粉末充填率が低い場
合は、上パンチに粉末がくっつき、配向が乱れることを
防止するためである。。
【0029】一方、金型への投入粉末充填率が高い場合
は、粉末が圧縮された形になり、大きいパルス磁場によ
っても、粉末が動きにくく、配向度が上がらないためで
ある。
【0030】その後の成形方法には、上下パンチの拘束
をなくして、再び同方向にパルス磁場を印加し、成形す
る方法、または、同方向に静磁界により磁場成形する方
法があるが、パルス磁場のような高い磁場での成形の方
が、配向度は上がる。
【0031】しかし、パルス磁場印加による成形は、上
下パンチが瞬時に引き寄せられ、圧縮が行われるため、
成形スピードが速く、配向が多少乱れる。
【0032】この配向の乱れを防ぐためには、上下パン
チの拘束を徐々に小さくしていくことが効果的で、この
成形方法により、更に高い配向度が得られ、高特性が得
られる。
【0033】なお、本発明において用いられる磁性粉末
は、結晶磁気異方性を示す磁石材料であれば、適用可能
である。
【0034】特に、大きい結晶磁気異方性を持つMeO
・6Fe23(Me=Ba,Sr,Pb)で示されるマ
グネットプランバイト型フェライト焼結磁石において
は、特に効果的である。
【0035】また、Sm−Co合金やNd−Fe−B合
金等の希土類磁石においても、特に効果的である。
【0036】
【実施例】以下に、本発明の実施例について図面を用い
て説明する。
【0037】図1は、本発明で用いられる成形機構の断
面図を示す。
【0038】図1に示すように、非磁性のダイ1、磁性
体の上パンチ2と磁性体の下パンチ3で構成される金型
内に磁性粉末6が充填される。
【0039】金型は、コイル4に電流を流すことで、上
下パンチ方向に磁場を印加される。コイル4は、コンデ
ンサーに充電し、瞬時に放電する方式のパルス電流発生
装置(図示せず)に接続されている。
【0040】5は、上パンチを拘束するための移動可能
なストッパーである(このストッパーは、長さが5mm
ずつ短いのが5種類ある)。
【0041】7は、パルス後の磁場プレスと、成形体を
取り出すために用いられる磁場プレス機(電磁石+圧縮
機構)である。これは、油圧により駆動されるように構
成されている。
【0042】本発明では、先ず、図1の状態でパルス磁
場を印加する。その後、(a)ストッパー5を移動し
て、上下パンチの拘束を除き、再び、パルス磁場を印加
して、磁場配向を保ちながら瞬時に上パンチ2、下パン
チ3を引き寄せ、磁性粉末6を圧縮することにより、成
形体を作製する。
【0043】(b)ストッパー5を小さくしていき、そ
の度にパルス磁場を印加して瞬時に上パンチ2、下パン
チ3を引き寄せ、磁性粉末6をストッパーが小さくなっ
た分だけ圧縮する。これを段階的に行うことにより、成
形体を作製する。
【0044】(c)ストッパー5を移動して上下パンチ
の拘束を除き、磁場プレス機7で静磁界中で上パンチ2
を加圧し、磁性粉末6を圧縮することにより、成形体を
作製する。
【0045】図2は、上記(a),(b),(c)のい
ずれかを用いて、磁性粉末の成形が終了した状態を示
す。その後、電磁石(図示せず)を用いて成形体を取り
出す。
【0046】(実施例1)SrO・6Fe23で示され
るストロンチウムフェライト粉末をボールミルを用いて
気体透過法による平均粒径を0.8μmまで粉砕、乾燥
し、磁性粉末を作製した。この粉末を図1に示す成形機
構に充填した。この時の金型への粉末充填率を表1に示
す。
【0047】
【0048】次に、コイル4に接続しているパルス電流
発生装置により、6Tのパルス磁場を印加した。その
後、電磁石(図示せず)を用い、1Tの静磁界中で成形
体を作製した[上記(c)の工程]。
【0049】得られた成形体を大気中で1200℃で2
時間焼結し、焼結体を得た。得られた焼結体の配向度を
X線回折を用いて、Lotgering法により求めた。
【0050】得られた結果を表1に示す。この結果よ
り、金型への粉末充填率12.0〜22.0%で良好な結
果が得られることがわかる。
【0051】(実施例2)実施例1と同様の粉末を、図
1に示す成形機構に粉末充填率18.0%で充填した。
次に、実施例1と同様に、コイル4に接続しているパル
ス電流発生装置により、6Tのパルス磁場を印加した。
その後、上記に示す(a),(b),(c)の成形工程
で成形体を作製した。
【0052】比較例として、始めに、ストッパー5を移
動して、上下パンチ2,3の拘束を除き、パルス電流発
生装置を使用せず、磁場プレス機7を用い、静磁場で磁
場プレスのみを用いた成形体を作製した。
【0053】得られた成形体を大気中で1200℃で2
時間焼結し、焼結体を得た。得られた焼結体をB−Hト
レーサーにより、残留磁束密度Brと最大エネルギー積
(BH)maxを測定した。得られた結果を表2に示す。
【0054】
【0055】この結果により、全ての工程とも比較例よ
り良好な結果で、特に、(b)の成形方法で成形した場
合では、高特性が得られている。
【0056】特に、大きい結晶磁気異方性を有するSm
−Co合金やNd−Fe−B合金等の希土類磁石につい
ても、同様に、高い特性が得られる。
【0057】
【発明の効果】以上、述べたように、本発明によれば、
低コストの乾式磁場成形の製造工程で、湿式磁場成形と
同等以上の高い特性が得られる磁性粉末の成形方法を提
供できるので、工業上、極めて有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明で用いられる磁性粉末の圧縮前の成形機
の状態を示す断面図。
【図2】本発明で用いられる磁性粉末の圧縮後の成形機
の状態を示す断面図。
【符号の説明】
1 ダイ 2 上パンチ 3 下パンチ 4 コイル 5 ストッパー 6 磁性粉末 7 磁場プレス機 8 電磁石

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁性粉末を磁場配向し成形する方法であ
    って、金型に充填する前記磁性粉末の粉末充填率を1
    2.0〜22.0%にすることを特徴とする磁性粉末の成
    形方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の磁性粉末の成形方法にお
    いて、磁性を持つ上下パンチと非磁性のダイの金型を用
    い、粉末充填後、上下パンチを拘束した状態で、上下パ
    ンチ方向にパルス磁場を印加し、その後、上下パンチの
    拘束をとき、再び、同方向にパルス磁場を印加すること
    により成形することを特徴とする磁性粉末の成形方法。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の磁性粉末の成形方法にお
    いて、磁性を持つ上下パンチと非磁性のダイの金型を用
    い、粉末充填後、上下パンチを拘束した状態で、上下パ
    ンチ方向にパルス磁場を印加し、その後、上下パンチの
    拘束を徐々に小さくし、同方向に拘束を小さくする度に
    パルス磁場を印加しながら徐々に成形することを特徴と
    する磁性粉末の成形方法。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の磁性粉末の成形方法にお
    いて、磁性を持つ上下パンチと非磁性のダイの金型を用
    い、粉末充填後、上下パンチを拘束した状態で、上下パ
    ンチ方向にパルス磁場を印加し、その後、上下パンチの
    拘束をとき、同方向に静磁界で磁場中プレスすることに
    より成形することを特徴とする磁性粉末の成形方法。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載の磁性粉
    末の成形方法において、前記磁性粉末が、マグネットプ
    ランバイト型フェライト焼結磁石、希土類磁石用粉末で
    あることを特徴とする磁性粉末の成形方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011216724A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Nitto Denko Corp 永久磁石及び永久磁石の製造方法
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