JPS59103309A - 永久磁石の製造方法 - Google Patents

永久磁石の製造方法

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JPS59103309A
JPS59103309A JP57212451A JP21245182A JPS59103309A JP S59103309 A JPS59103309 A JP S59103309A JP 57212451 A JP57212451 A JP 57212451A JP 21245182 A JP21245182 A JP 21245182A JP S59103309 A JPS59103309 A JP S59103309A
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magnetic
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rare earth
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Itaru Okonogi
格 小此木
Tatsuya Shimoda
達也 下田
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Suwa Seikosha KK
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Suwa Seikosha KK
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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

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  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、樹脂結合型希土類金属間化合物永久磁石の製
造方法に関するものである。
さらに付言すれば、磁石粉末と結合材である高分子有機
物樹脂を混合し、異方性を与えるため、成形型内に装入
した前記混合粉末を磁場中配向させながら加熱し、加圧
(圧縮)成形する永久磁石の製造方法に係るものである
。従来、樹脂結合型希土類金属間化合物磁石は、磁場中
で圧縮成形する場合、常温でのみ行なわれていた。その
ため、次のような欠点なシ問題を有していた。
(1)バインダーの材質は、熱硬化性樹脂で、例えば液
状のエポキシ樹脂で、粘度は2万cps以下しか使用で
きなかった。
(2)゛  実用に供し得る磁石材料としての磁石粉末
の充てん率は、最高でも約80容量係程度であった。こ
のため、磁気件能を上げるには限界があった。
(3)  また空孔率は3〜7%もあるため、磁気特性
を下げる一要因でもあり、さらには、機械的性質を劣化
し易く、且つ長期信頼性(温度。
湿度など)に敏感に影:評する。
(4)磁場中、加圧成形後型より抜き出すと、スプリン
グバック現象で、形状変化あるいは、寸法変化を生じる
ため、精度を上けら′i″Lすかつた。
本発明の目的は、上記従来法の欠点を改善するもので、
樹脂結合型希土類金属間化合物磁石の磁気性能を高め、
且つ機械的性質、長期信頼性、量産性をも改良した永久
磁石を提供することにある。
以下、上記目的を達成するための本発明方法を詳述する
まず本発明の対象物は、樹脂結合屋式TMlt系希土類
金属間化合物永久磁石の製造方法である。
R2T MlT型化合物の組成は、次のようなものであ
る。一般式で表わせば、R(CiOj−u−v−w F
Bv Cuu MY)z(ここで、RUSm、Oe、P
r、Y、La f中心とした希土類元素の1種又は2種
以上の組み合わせであり、Mは、Si、Ti、Zr、H
f、Nb、V。
Or、Mo、Mnの1種’!−7’cU2種以上の組み
合わせ)で、次の組成範囲からなる2−17系希土類金
属間化合物合金を適用できる。0.1≦V≦0.4゜0
.03≦U≦0.15,0.001≦W≦0.05.。
7.0≦2≦8.5であって、前記組成範囲になるよう
溶解し、鋳造した合金インゴットを使用する。
合金インゴットは、マクロ組織は、主体的に柱状晶化の
進んだ状態でなければならない。次に、該合金インゴッ
トのまま非酸化雰囲気中で熱処理を行なう。まず合金均
質化のため、1100℃〜1200℃で1時間〜100
時間溶体化処理し、常温まで急冷処理してから、−40
0℃〜900℃に再加熱し、析出硬化処理を行ない、磁
気的硬化を施す。続いて、該合金インゴットは、ハンマ
ークラッシャーによる粗粉砕工程、ボールミル、ジエヅ
トミルなどを用いた微粉砕工程を経て、粒度2μ〜10
0μの磁石粉末とする。この2−17系析出硬化型磁石
粉末と結合材である熱可塑性有機物樹脂を混合、乳鉢あ
るいは、大量に行なう場合は攪拌型混線機で磁石粉末と
樹脂を良く混ぜ合わせる。ここで磁石粉末と樹脂の比率
は、重量比で樹脂は1%〜8%が好ましい。1%以下で
は、本発明方法によるも、機械的性質の劣化を生じ易い
。磁石粉末を完全に結合材で被嗟することが困難となる
。まfc8%をこえると、圧縮成形で、樹脂の浸み出し
、成形体が型から取れなくなり、且つヒビ割れなどの欠
陥を生じ易いため、これまでとした。
次に、温間(a場中圧縮成形法の一例は、第1図に示し
fC方法によって行なわれる。
1の電磁石コイルと2のポールピースで構成された電磁
石のギャップ間に、3,4.6から構成される金型がセ
ットされる。外型6は、非磁性ステライトでつくられ、
4は上パンチ、3は下パンチで、5uJ2’i調質した
材料でつくらゎ、でいる。
5はR2TM17磁石粉末と樹脂結合材からなる混合粉
末を装入しCある。
次に、7は、金型を80〜280℃に加熱するための高
周波加熱コイルである。高周波はI KHz鵡I MH
zを用いる。また抵抗加熱ヒータ一方式で行なっても良
い。以上の加熱方式によって、金型を加熱すると同時に
、5の混合粉末は、80℃〜280℃に保持しつつ、磁
場をポールピース2に発生させ、8のプレスシリンダー
を押し下げ加圧成形する。この時の加圧力は、  a 
6ton/cA〜4 tonArA  で行なう1.加
熱温度は、80℃以下でば、結合材の有機物樹脂、すな
わち本発明方法では熱可塑性樹脂を対象とするが、この
可塑性、磁粉との濡れ性を改良する効果に乏しく、且つ
280℃をこえると、樹脂が分解しガスを発生するため
、目的とする高性能を阻害する欠点を生じる。
このように、磁場中圧縮成形に際して、磁石粉末と有機
物樹脂を加熱しながら同時に行なうことによって、磁石
成形物は多くの特徴を有することを可能にした。
■ 全くスプリングバックによる変形がないので、寸法
・形状精度の高い、樹脂ボンド磁石を製造できるように
なった。
■ 空孔率は6%以下とな9、大変微密な表面。
外観を有する。
■ 磁気特性を高められ、(、BH)max 8〜18
MGOeまで広く対応出来ることを可能にした。
■ 機械的性質の改善 ■ コスト低減、生産性の向上 等に多くの長所を見出すことに成功した。
ここで熱可塑性樹脂は、ナイロン6、ナイロン66など
ポリアミド系、エチレン、ポリプロピレンなどのポリオ
レフィン系、塩化ビニール、ポリエステル、ポリカーボ
ネート等を始め、その他多くの同様樹脂を用いることが
できる。
また原料混合粉末は、磁石粉末と樹脂を別に混練してお
いたものを、粉砕して用いることもできる。
以下、実施例に従って、詳述する。
実施例1゜ 次の組成からなるR2TM17系希土類金属間化合物合
金を溶解、鋳造し、合金インゴットを得た。
組成は一般式で表わせば、Sm(C!Oo、so au
o、07Fee、22 ZrO,O2)8.3  の2
−17系化合物である。
なお溶解は、Arガスを用いた低周波炉で行ない、金型
に鋳造した。この時の鋳湯温度は1580℃であった。
得られたインゴットのマクロ組織は、85%以上は柱状
晶であった。このような鋳造方案でつくられた合金イン
ゴットを、析出硬化熱処理を、以下の手段で行なった。
Arガス雰囲気炉中で、1170℃×6時間加熱後、約
200℃まで、30〜b た。
以降、常温まで冷却したインゴットを、Arガス炉中で
800℃×2時間+740℃×6時間加熱2段時効処理
し、常温まで60〜b 冷却した。次にインゴットは、ハンマーミルで粗粉砕し
、次に、遠心ボールミルで、粒度3μ〜80μの分布を
持った微粉末をつくった。
次に、第1表に示す製造条件で、試料形状4×8X30
I!、%角柱状成形体をつくった。
以上の製造条件で得られた磁石の特性を、第2図および
第6図に示した。第2図は、試料A1−1〜1−5でイ
J、4られだ試料の特性図を示す。(a)は磁気特性の
残留磁束密度(Br)を、(b)は密度の変化を示す。
なお1−1は比較のため従来法の実施例で、常温で磁場
中圧縮成形を行なった。本発明方法と比較すると、明ら
かに特性は低いことが判明した。なかでも、ナイロンを
用いたA1−2の試料は、特に高い特性を得られた。こ
れは、磁場中加熱圧縮成形で磁粉とバインダーであるナ
イロンは、加熱されることによって流動性が高められた
といえる。一方、7a 1−1のように常温で成形した
ものは、磁粉とバインダー′は全く濡れず、固体同志の
摩擦を生じ、圧縮成形効率は極端に低下する欠点を有す
る。i!た42−1〜2−4は、結合材であるナイロン
乙の量を1wt%〜7wt%まで変化させた時の特性全
第3図に示した。バインダーの童が2wt%付近でピー
ク値を得られ1ζが、これはバインダーの材質、加熱温
度、成形圧力によって異なるが、実験によれば1〜2.
5 wt%のところにピークの範囲はある。一方、結合
材の量が4wt%をこえると、磁粉の比率が低下するの
で、磁気特性は低くなるが、量産性、コスト。
機械的性質などは大幅に改善できるため、目的。
用途に応じて選定すれば良い。例えば、0.5〜2%厚
みの薄肉円筒状、シート状、複雑形状な磁石には、有利
である。
実施例2゜ 第1表に示す製造条件に従って、第1図に示す温間成形
磁場プレスにて、試料をつくった。試料の形状は、5X
8X30%角柱状で、これを特性調査用とした。
次ページにつづく 第2表 製造条件 先ず、各試料用合金インゴット約2Kqf高周波溶解炉
で溶製し、金型に鋳造した。鋳造状態のニジ0組織は、
はぼ90%以上は、均一な柱状晶であった。この合金を
各試料煮とも1007採取し、Arガス精密炉で114
0℃〜1150℃×20時間均質化処理(溶体化)を行
なった。
次に800℃×4時間+700℃×6時間時効処理を行
ない、磁気的硬化処理をほどこした。この合金を、スタ
ンプミル及びボールミルで粉砕し、粒度6μ〜80μの
分布を有する磁粉を得′fco該磁粉にナイロン粉末を
2.8重量(wt)%加え、ミキサーで予備混合した粉
末を、第1表に示した条件で、永久磁石をつくった。な
お磁場中、加熱圧縮成形方法は、第1図に示す方式で行
なった。成形後の試料は、乙の外型から抜き出し、別設
の冷却機に配置することによって、結合材はキュアされ
る。
第2表 緒特性 第2表に、各試料煮とも同一成形条件でN=5個作った
時の平均値上あられず。第2表かられかるように、本発
明方法は、成形体の空孔率を低くできることによって、
曲げ強さ、磁気特性も改善できる利点を有する。その理
由は、加熱圧縮成形時に、結合材であるナイロン6は流
動し、液状となると共に、磁粉表面は均一に濡れる。一
方、加圧によって、圧力伝達はスムースとなり、磁粉の
充てん効率を萬められるので、空孔率も少なくなる利点
がある。
以上詳記したように、本発明方法は、2−17系希土類
磁石粉末と結合材に熱可塑性有機物樹脂を採用し、且つ
、圧縮成形時に加熱しながら加工することによって、高
性能樹脂結合磁石を容易に提供出来るようになった。本
願は先ず、その磁石性能は(BH)rnax 15MG
Oe以上であり、特に樹脂結合希土類磁石の高性能、低
価格化全容易に達成できる等、当巣界にとって極めて有
益なものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法における一実施態様を示す。 第2図、第5図は、本発明方法実施例1で得られた磁気
性能、および密度とバインダーの材質およびバインダー
の量との相関を示す図。 (a)・・・・・・Brの関係 (b)・・・・・・蟹度 I (c)・・・・・・Br  1 (d)・・・・・・密度 〃 以   上 1 第1図 1−1  ダース 。−う −44−リ   第 2 
図/V/77”−’Ft% 73 M

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 希土類金属(以下Rと呼ぶ)と遷移金属(以下TMと呼
    ぶ)からなるR2 T M17型希土類金属間化合物を
    溶解−鋳造法により合金インゴットをつくり、該合金を
    熱処理、粉末工程を経てつくられた磁石粉末と結合材と
    して熱可塑性有機物樹脂を1重量%〜8重量係含む混合
    物を、成形型に装入し、さらに磁場を加えながら、前記
    混合物を80℃〜280℃に加熱して温開成形して製造
    することを特徴とする永久磁石の製造方法。
JP57212451A 1982-12-03 1982-12-03 永久磁石の製造方法 Granted JPS59103309A (ja)

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