JPS62143410A - マンガン−アルミニウム−炭素系合金磁石の製造法 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は、永久磁石の製造法に係り、とくに多結晶マン
ガン−アルミニウム−炭素（Ｍ　ｎ　−Ａ　Ｉ　−Ｃ）
系合金磁石による高性能な多極着磁用Ｍ　ｎ　−Ａ　Ｉ
　−Ｃ系合金磁石の製造法に関する。

従来の技術 Ｍｎ　−Ａ　Ｉ　−Ｃ系合金磁石は、主として強磁性相
である面心正方晶（τ相、Ｌ１０型規側路子）の組織で
構成され、Ｃを必須構成元素として含むものであり、不
純物以外に添加元素を含まない３元系及び少量の添加元
素を含む４元系以上の多元系合金磁石が知られており、
これらを総称するものである。

その製造法としては、鋳造・熱処理によるもの以外に押
出加工等の塑性加工工程を含むものが知られている。特
に後者は、高い磁気特性、機械的強度、耐候性、機械加
工性等の優れた性質を有する異方性磁石の製造法として
知られている。

また、Ｍ　ｎ　−Ａ　Ｉ　−Ｃ系合金磁石を用いた多極
着磁用合金磁石の製造法としては、等方性磁石、圧縮加
工によるもの、押出加工等の公知の方法で得た一軸異方
性の多結晶Ｍｕ−ＡＩ−Ｃ系合金磁石に異方性方向への
自由圧縮加工によるもの（得られた磁石を面異方性磁石
と称す。特開昭６８−１１９７６２号公報）、及び−軸
異方性磁石からなるビレットの一部分に圧縮加工を施す
もの（特開昭５８−２０６１０５号公報）が知られてい
る。

発明が解決しようとする問題点 前述した一軸異方性磁石からなるビレットの一部分に圧
縮加工を施すもの（特開昭５８−２０６１０５号公報）
の内に示されている一軸異方性磁石からなるビレットの
内周部に、ビレットの軸方向に圧縮加工を施す方法では
、圧縮加工を施した部分では径方向に磁化容易方向を有
するものが得られているが、その加工時の圧縮ひずみ量
がある程度必要なため、磁石に生じる段差が比較的大き
い。

本発明は同じ圧縮ひずみ量でも磁気特性の大きな磁石を
得ることを目的としている。

問題点を解決するための手段 以上の問題点を解決するために本発明は、特定の一方向
（軸方向）に平行に磁化容易方向を有する多結晶Ｍｎ　
−Ａ　Ｉ−Ｃ系合金磁石からなるビレットの内周部のみ
に、ビレットの最内周部の圧縮ひずみがそれよりも外側
の部分の圧縮ひずみより大きくなるようにビレットの軸
方向に対数ひずみの絶対値で０．０５以上の圧縮ひずみ
を与える圧縮加工を施すものである。

作　　用 前述した方法によって、つまり前述したビレットの内周
部への圧縮加工において、ビレットの最内周部の圧縮ひ
ずみがそれよりも外側の部分の圧縮ひずみより大きくな
るようにビレットの軸方向に対数ひずみの絶対値で００
６以上の圧縮ひずみを与えることによって、これまでの
公知の圧縮加工を施す方法と異なり、同じ圧縮ひずみ量
でも径方向の磁気特性が大きくなり、圧縮ひずみ量の低
減が可能となる。

実施例 本発明は、特定の一方向（軸方向）に平行に磁化容易方
向を有する多結晶Ｍｎ　−Ａ　Ｉ　−Ｃ系合金磁石から
なるビレットに、６３０〜８３０℃の温度で、ビレット
の内周部のみに、ビレットの最内周部の圧縮ひずみがそ
れよりも外側の部分の圧縮ひずみより大きくなるように
ビレットの軸方向に対数ひずみの絶対値で０．０５以上
の圧縮ひずみを与える圧縮加工を施すものである。

本発明の製造性の大部分は、前記の公知技術（特開昭５
８−２０６１０５号公報）に示された方法とほぼ同様で
ある。

前記公知技術の圧縮加工は、ビレットの内周部のみをた
だ単にビレットの軸方向に圧縮加工を施すものである。

一方、本発明の圧縮加工は前記の圧縮加工において、さ
らにビレットの最内周部の圧縮ひずみがそれよりも外側
の部分の圧縮ひずみより大きくなるようにビレットの軸
方向に圧縮加工を施すものである。換言すれば、ビレッ
トの最内周部の圧縮ひずみが最も大きくなるように、ビ
レットの内周部だけを圧縮加工するものである。

前記の公知技術と同様に、圧縮加工時の圧縮ひずみが対
数ひずみの絶対値で０．０５以上必要である。これは、
圧縮加工前のビレットは圧縮ひずみを与える方向に異方
性化したものであり、多極着磁において高い磁気特性を
示すような構造の変化に最低０．Ｑ６の圧縮ひずみが必
要であるためである。

この圧縮加工の具体的な例をビレットの形状を円筒体と
して説明すると、第１図は（ａ）に加工前の状態の断面
を示す。１はビレット、２は拘束金型、３は可動ポンチ
、４は下型である。第１図（ａ）に示すように、前記公
知技術と異なる点は、可動ポンチ３のビレットと接触す
る面（ポンチ端面）が平面ではなく傾斜面であることで
ある。この可動ポンチ３を用いて、ビレット１の軸方向
に加圧することによって、ビレットは軸方向に内周部の
み圧縮加工されて第１図（ｂ）に示す状態になる。第１
図（ｂ）に示したように圧縮加工後のビレットの最内周
部の高さはそれよりも外側の部分の高さより小さい。つ
まり、ビレットの最内周部の圧縮ひずみがそれよりも外
側の部分の圧縮ひずみより大きくなるようにビレットの
軸方向にビレットの内周２部のみに圧縮加工を施したこ
とになる。圧縮ひずみとは、ビレットの軸方向のひずみ
をいう。

次に、本発明の代表的な別の圧縮加工の例をビレットの
断面形状をリング状として説明すると、第２図（ａ）に
第１図と同様に加工前の状態の断面を示す。第２図（ａ
）に示すように第１図と異なる点は、可動ポンチ３のポ
ンチ端面ば平面であり、圧縮加工前のビレットの最内周
部の高さがそれよりも外側の部分の高さより大きいこと
である。第２図（ｂ）に加工後の状態を示す。加工後の
ビレットの加工部はほぼ円筒体状となり、ビレットの最
内周部の高さとそれよりも外側の部分の高さはほぼ一致
する。この場合も同様に、ビレットの最内周部の圧縮ひ
ずみがそれよりも外側の部分の圧縮ひずみより犬きくな
るようにビレットの軸方向に圧縮加工を施したことにな
る。

以上述べてきた様に、本発明は前記公知技術（特開昭５
８−２０６１０５号公報）内に示された圧縮加工とほと
んど同じであるがビレット端面を傾斜面あるいはポンチ
端面を傾斜面にすることによって、この特定の圧縮加工
において、ビレットの内周部のみに、ビレットの最内周
部の圧縮ひずみがそれよりも外側の部分の圧縮ひずみよ
り大きくなるようにビレットの軸方向に圧縮加工を施す
ことができ、このことによってこれまでの方法に比べて
同じ圧縮ひずみ量でも径方向に高い磁気特性が得られる
。

前記の二つの例の組み合わせでも、ビレットの最内周部
の圧縮ひずみがそれよりも外側の部分の圧縮ひずみより
大きくなるようにビレットの軸方向に圧縮加工を施すこ
とができる。つ捷り、第１図に示した金型（ポンチ端面
が傾斜面）を用いて、第２図に示したビレット（ビレッ
トの内周部の端面が傾斜面）を圧縮加工する方法である
。

前述した例では、ポンチ端面あるいはビレット端面が傾
斜面であったが他に階段状面（段付き形状）、平面＋傾
斜面あるいは以上の組み合わせなどあり、さらに凹凸状
にするポンチあるいはビレット端面は両面でも片面でも
よい。必要なことはビレットの最内周部の圧縮ひずみが
それよりも外側の部分の圧縮ひずみより大きくなるよう
にビレットの軸方向に圧縮加工を施すことである。これ
によって、これまでの方法に比べて同じ圧縮ひずみ量で
も径方向に高い磁気特性が得られる。最内周部の圧縮ひ
ずみとそれよりも外側の部分の圧縮ひずみの差を大きく
すればするほど、その効果は大きい。

前述したような圧縮加工の可能な温度範囲については、
５３０〜８３０℃の温度領域において、加工が行えたが
、７８０’ｌ：を越える温度では、磁気特性がかなり低
下した。よシ望ましい温度範囲としては５６０〜７６０
℃であった。

次に本発明の更に具体的な実施例について説明する。

実施例１ 配合組成で６９．６％のＭｎ、２９．３％のＡＩ　。

０．５％のＣ及び０．７％のＮｉを溶解鋳造し、直径６
０問、長さ４ｏｍｍの円柱ビレットを作製した０このビ
レットに１０００℃で２時間保持した後、６００℃まで
風冷し、ｅｏｏ’ｃで３０分間保持した後、室温まで放
冷する熱処理を行った。了２゜℃の温度で、直径が３６
ｍまでの押出加工を行った。この押出棒を切断および切
削加工して、外径３４咽、内径１６ｗｎ、長さ２０団の
円筒ビレットを作製した。

次に、潤滑剤を介して、第１図に示すような金型を用い
て、６８０℃の温度で、ビレットの外周部のみを圧縮加
工した。なおポンチ３の直径は２４聴であり、傾斜角（
α）は２００である。加工後の境界部（直径２４聴の部
分）の長さは１６Ｔｒ！ｎであった。

加工後のビレットを内径１８−に切削加工した後、内周
表面に２４極の内周着磁した。着磁は２ｏｏｏμＦのオ
イルコンデンサーを用い、１６００Ｖでパルス着磁した
。内周表面の表面磁束密度をホール素子で測定した。

比較のために、前述した押出棒を切断、切削加工して、
外径３４ｍｍ、内径１６瑞、長さ２０ｒａｎの円筒ビレ
ットを作製し、第２図に示した金型を用い、前記と同様
に潤滑剤を介して、内周部のみを圧縮加工した。なお可
動ポンチ３の直径は２４８である。加工後のビレットの
内周部の長さは１５闘であった。さらに前記と同様に切
削した後、着磁し、表面磁束密度を測定した。

以上の両者の値を比較すると、本発明の方法で得た磁石
の表面磁束密度の値は、比較のために作製した磁石のそ
れの約１．２倍であった。

実施例２ 配合組成で６９．４％のＭｎ　、２９３％のＡＩ。

０．５％ノＣ，０，７％ノＮｉ及び０．１％（７）　Ｔ
　ｉを溶解鋳造し、直径６ｏｗｎ、長さ４０圏の円柱ビ
レットを作製して、実施例１と同じ熱処理を行った。

７２０℃の温度で、直径３６ｒｍｒ＋までの押出加工を
行った。この押出棒を切断および切削加工して、外径３
４喘、内径１６ｗｎ、最内周部の長さ２０■、直径２４
ｍの位置の長さが１５媚の第２図に示した様な形状のビ
レットを作製した。

次に、潤滑剤を介して、第２図に示したような金型を用
いてビレットの内周部のみを６８０℃の温度で、ビレッ
トの内周部の長さが１０ｍｍまでの圧縮加工を行った。

なお第２図において、可動ポンチの内径は２４ｔｒａｎ
である。

加工後のビレットを内径１８胡に切削した後、実施例１
と同様に２４極の内周着磁し、表面磁束密度を測定した
。

比較のために、前述した押出棒を切断および切削加工し
て、外径３４ｍ、内径１６聴、長さ１７５聴の円筒ビレ
ットを作製した。次に、潤滑剤を介して、前記と同様に
内周部のみを圧縮加工した。

加工後のビレットの内周部の長さは１０ｗｎであった。

さらに前記と同様に切削加工した後、着磁し、表面磁束
密度を測定した。

以上の両者の値を比較すると、本発明の方法で得た磁石
の表面磁束密度の値は、比較のために作製した磁石のそ
れの約１２倍であった。

以上、Ｍｎ　−Ａ　Ｉ　−Ｃ系合金磁石の組成について
は、Ｎｉ添加の４元系とＮｉ、Ｔｉ添加の６元系のもの
についてのみ示したが、Ｍｎ　−Ａ　Ｉ　−Ｃ系合金磁
石の基本組成である３元系についても磁石の磁気特性に
若干の差は認められたが、公知の圧縮加工による方法よ
り前述したような磁気特性の向上が認められた。

さらに、ビレットおよびポンチ端面の形状については傾
斜面の例を示したが階段状の段付き形状および平面＋傾
斜面あるいは以上の組み合わせなどでも従来の圧縮加工
に比べて磁気特性の向上が認められた。また、凹凸状の
端面は片端面でも両端面でも大きな差はなかった。

発明の効果 本発明は、実施例によって述べたように、−軸異方性構
造を有する多結晶Ｍｎ　−Ａ　Ｉ　−Ｃ系合金磁石から
なるビレットに、ビレットの内周部のみに、ビレットの
最内周部の圧縮ひずみがそれよりも外側の部分の圧縮ひ
ずみより大きくなるようにビレットの軸方向に対数ひず
みの絶対値でｏ、０６以上の圧縮ひずみを与える圧縮加
工を施すものである。

これによって、これまでの方法に比べて同じ一圧縮ひず
み量でも径方向に高い磁気特性が得られ、最内周部の圧
縮ひずみとそれよりも外側の部分との圧縮ひずみの差を
大きくすればするほど、その効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれ本発明の圧縮加工の一例を示
す金型の一部の断面図である。 １・・・・・・ビレット、２・・・・・・拘束金型、３
・・・・・・可動ポンチ、４・・・・・・下型。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図　　　（０−） （め 第２図 （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　特定の一方向に平行に磁化容易方向を有する多結晶マ
   ンガン−アルミニウム−炭素合金磁石からなるビレット
   に、５３０〜８３０℃の温度で、ビレットの内周部のみ
   にビレットの最内周部の圧縮ひずみがそれよりも外側の
   部分の圧縮ひずみより大きくなるようにビレットの前記
   特定の方向に平行な方向に、対数ひずみの絶対値で０．
   ０５以上の圧縮ひずみを与える圧縮加工を施すことを特
   徴とするマンガン−アルミニウム−炭素系合金磁石の製
   造法。