JPS62247051A

JPS62247051A - マンガン−アルミニウム−炭素系合金磁石の製造法

Info

Publication number: JPS62247051A
Application number: JP8850786A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Ibata; 昭彦井端
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1986-04-17
Filing date: 1986-04-17
Publication date: 1987-10-28

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−アルミニウムー炭素（Ｍｎ−ム１−Ｃ）系合金磁
石による多極着磁用Ｍｎ−ム１−Ｃ系合金磁石の製造法
に関する。

従来の技術Ｍｎ−ムｌ−Ｃ系磁石用合金は、６８〜７３質量％（以
下単に％で表わす）のＭｎと（１／１０Ｍｎ　−ｅ、ｅ
　）　〜（１／ｓＭｎ　−２２，２）％のＣと残部のム
１からなり、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元系以上の多元系磁石用合金
が知られており、これらを総称するものである。同様に
、Ｍｎ−ムｌ−１系合金磁石は、主として強磁性相であ
る面心正方晶（τ相、ＬｉＯ型規則格子）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υ、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１機械的強度、耐候性１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、Ｍｎ−ムｌ−Ｃ系磁石用合金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（特許第１　Ｑｌ　ｆｆ　４７３号
）、及び金属材料からなる中空体状のビレットの中空部
分に、Ｍｎ−ムｌ−Ｃ系磁石用合金からなる中空体状の
ビレットが存在する状態で、二つのビレットが接するま
でもしくはそれ以上まで、ビレットの軸方向に圧縮加工
を施すもの（２ビレット同時圧縮加工法と称する。特開
昭６０−５９０５５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２ビレット同時圧縮加工法（特開昭６０−５９
０５５号公報）では、つまり、金属材料からなる中空体
状のビレットの中空部分に、Ｍｎ−ムｌ−Ｃ系磁石用合
金からなる中空体状のビレットが存在する状態で、二つ
のビレットが接するまでもしくはそれ以上まで、ビレッ
トの軸方向に圧縮加工を施す方法では、内周多極着磁に
望ましい磁石が得られている。

問題点を解決するための手段本発明は、金属材料からなる中空体状の第１のビレット
の中空部分に、Ｍｎ−人１−Ｃ系磁石用合金からなる中
空体状の第２のビレットが存在する状態で、前記第２の
中空体状のビレットの外周部の圧縮ひずみが内周部の圧
縮ひずみよυ小さくなるように、第１．第２のビレット
が接するまでもしくはそれ以上まで第２の中空体状のビ
レットの軸方向に圧縮加工を施すものである。

作用前述した方法によって、つまシ２ビレット同時圧縮加工
において、Ｍｎ−ムｌ−Ｇ系磁石用合金からなる第２の
ビレットの外周部の圧縮ひずみが内周部の圧縮ひずみよ
シ小さくなるように圧縮加工を施すことによって、これ
までの公知の方法と同じ圧縮ひずみ量でも、磁石内の径
方向の磁気特性が高くなシ、内周多極着磁を施した場合
に高い磁気特性を示す磁石を得ることができる。

実施例本発明は、金属材料からなる第１の中空体状のビレット
の中空部分に、Ｍｎ−ムｌ−１系磁石用合金からなる中
空体状の第２のビレットが存在する状態で、５３０〜８
３０°Ｃの温度で、Ｍｎ−ム１−Ｃ系磁石用合金からな
る中空体状の第２のビレットの外周部の圧縮ひずみが内
周部の圧縮ひずみよシ小さくなるように、第１．第２の
ビレットが接するまでもしくはそれ以上まで、中空体状
の第２のビレットの軸方向に圧縮加工を施すものである
。

本発明の製造法の大部分は、前記の公知技術（特開昭６
０−５９０５５号公報）と同様である。

前記公知技術の圧縮加工は、金属材料からなる中空体状
の第１のビレットの中空部分に、Ｍｎ−Ａｌ−Ｃ系磁石
用合金からなる中空体状の第２のビレットが存在する状
態で、二つのビレットが接するまで、もしくはそれ以上
まで、第２の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Ｍｎ−人１−Ｃ系磁石用合金からなる第２のビレッ
トの外周部の圧縮ひずみが内周部の圧縮ひずみよシ小さ
くなるように第２のビレットの軸方向に圧縮加工を施す
ものである。

前述した圧縮加工の一例を金属材料からなる中空体状の
第１のビレットの形状を円筒体とし、この第１のビレッ
トの中空部分に存在するＭｎ−ム１−Ｃ系磁石用合金か
らなる中空体状の第２のビレットの形状も円筒体として
、いくつかの例を以下に説明する。

まず、第１の方法の具体的ないくつかの例を説明する。

第１図は加工前の状態の断面を示す。１は第２のビレッ
ト（Ｍｎ−ムｌ−Ｃ系磁石用合金からなるビレット）、
２は第１のビレット（金属材料からなるビレット）、３
は第３のビレット（金属材料からなるビレッ））、４．
５はポンチ、６は外型である。第１図に示すように、前
記公知技術と異なる点は、ポンチ４およびポンチ６のビ
レット１〜３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。このポンチ４およびポンチ
６を用いて、ビレット１〜３の軸方向に加圧することに
よって、ビレット１〜３は軸方向に圧縮加工される。第
１図において、第２のビレット１および第１のビレット
２の加工前の高さは同じである。加工後のビレットの外
周部の高さは内周部の高さより大きくなり、第２のビレ
ット１の外周部の圧縮ひずみが内周部の圧縮ひずみより
小さくなるように第２のビレット１の軸方向に圧縮加工
を施したことになる。圧縮ひずみとは、第２のビレット
１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図に第１図
と同様に加工前の状態の断面を示す。第２図に示すよう
に第１図と異なる点は、ポンチ４およびポンチ６のポン
チ端面は平面であり、第２のビレット１の加工前の外周
部の高さが内周部の高さより小さいことである。加工後
の第２のビレット１はほぼ円筒体状となり、第２のビレ
ット１の外周部の高さと内周部の高さはほぼ一致する。

この場合も同様に、第２のビレット１の外周部の圧縮ひ
ずみが内周部の圧縮ひずみより小さくなるように第２の
ビレット１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、本発明実施例は前記公知技術（特
開昭６０−５９０５５号公報）に示された圧縮加工とほ
とんど同じであるが第２のビレット１端面を傾斜面ある
いはポンチ４．６端面を傾斜面にすることによって、こ
の２ビレット同°時圧縮加工において、第２のビレット
１の外周部の圧縮ひずみが内周部の圧縮ひずみよシ小さ
くなるように第２のビレットの軸方向に圧縮加工を施す
ことができ、これによって公知技術と同じ圧縮ひずみ量
でも径方向の磁気特性が高くなる。

前記の二つの例の組み合わせでも、第２のビレット１の
外周部の圧縮ひずみが内周部の圧縮ひずみより小さくな
るように第２のビレット１の軸方向に圧縮加工を施すこ
とができる。つまり、例えば第１図（＆）に示した金型
６を用いて、第２図（！Ｌ）に示したビレットを圧縮加
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４．６あるいは第２のビレット１端面は両
面でも片面でもよい。

必要なことは第２のビレット１の外周部の圧縮ひずみが
内周部の圧縮ひずみより小さくなるように第２のビレッ
ト１の軸方向に圧縮加工を施すことである。これによっ
て、公知技術と同じ圧縮ひずみ量でも径方向の磁気特性
が高くなる。

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°Ｃを越える温度では、磁気特性がかなり低下
した。より望ましい温度範囲としては６６０〜７６０°
Ｃ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（第２図＆）配合組成で６９．４％ノＭｎ、　２９．３％のム１．０
．４％のＣ，ｏ、７％のＮｉ、　ｏ−１％のＴｉ及び０
．１％のＰを溶解鋳造し、外径３５ｍｍ、内径２９ｍｍ
。

外周部の長さ２０ｍｍ１内周部の長さ３Ｑｌｎｍの端面
が傾斜面の第２のビレット１を作製した。この第２のビ
レット１に１１００′Ｃで２時間保持した後、６００°
Ｃまで風冷し、６ｏｏ°Ｃで３０分間保持した後、室温
まで放冷する熱処理を施した。

次に、黄銅の棒材を切断、切削加工して、外径４Ｑｍ１
１１．内径ａｓｍｍ、長さ３ＱｌｌｌＩＩｌの円筒第１
のビレット２を作製した。第１のビレット２の中空部に
第２のビレット１を入れ、６８０℃の温度で、潤滑剤を
介して、第２図（＆）に示したような圧縮加工を行った
。第２図（＆）において、金型６の円径は４Ｑｍｌｌ＋
である。加工後の第１．第２のビレット２゜１の長さは
１６ｍｍであった。

加工後のビレットを内径２０（Ｏｍに切削加工した後、
内周表面に２４極の内周着磁をした。着磁は２０００μ
Ｆのオイルコンデンサーを用い、１５０゜Ｖ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、前記と同じ配合組成のＭｎ　、　Ａｌ　
。

Ｇ　、　Ｎｉ　、　ＴｉおよびＰを溶解鋳造し、外径３
５ｍｍ。

内径２９ｍｍ、長さ２５ｍｍの円筒の第２のビレット１
を作製して、前記と同じ熱処理をした。この第２のビレ
ット１と長さ２５ｍｍの第１のビレット２を用いて、前
記と同様に長さが１５１１１ｍまでの圧縮加工を行った
。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、本実施例の方法で得た磁
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（第２図ｂ）純鉄の棒材から、外径ａｏｍｍ、ｏｍｍ、市、長さｓｏ
ｍｍの円筒の第１のビレット２を作製した。

第１のビレット２の中空部に第２のビレット１（実施例
１と同じ）を入れ、潤滑剤を介して、６８０°Ｃの温度
で、第２図（ＩＬ）に示した様な圧縮加工を行った。第
２図（ｂ）において、金型６の内径は４０ｍ１ｍ１であ
る。加工後のビレットの高さは１５ｃｎｍであった。

加工後のビレットを内径２２ｍｆｌ＋に切削加工した後
、実施例１と同様に内周に２４極の着磁をし、表面磁束
密度を測定した。

比較のために、実施例１で比較の為に作製した第２のビ
レット１と前記の高さが２５ｍｍの第１のビレット２を
用いて、前記と同様に圧縮加工をし、切削した後、内周
に着磁した。

実施例３（第２図ａ）電磁軟鉄の棒材を用いて、外径ａｏｍｍ、内径３５内径
３畏作製した。第１のビレット２の中空部に第２のビレット
１（実施例１と同じ）を入れ、潤滑剤を介して、６８０
′Ｃの温度で、第２図（ａ）に示した様な圧縮加工を行
った。第２図ｅ）において、外型６の内径は４０ｍｍで
ある。加工後のビレットの高さは１６１１ＩＩｍであっ
た。

加工後のビレットを内径２２ｍｍに切削した後、実施例
１と同様に内周に２４極の着磁をし、表面磁束密度を測
定した。

比較のために、実施例１で比較の為に作製した第２のビ
レットトと前記の高さが２５ｍｍの第１のビレット２を
用いて、前記と同様に圧縮加工をし、切削した後、内周
に２４極の着磁をした。

実施例４（第２図Ｃ）配合組成で６９．４％ノＭｎ，２（ｊ３％のム１、ｏ−
ｓ％のＣ，０．７％のＮｉ及びＯ−１％のＴｉを溶解鋳
造し、外径２８ｍ，内径２Ｏｆｆｌｌｎ１外周部の長さ
を２０ｍｍ１内周部の長さを３００１ｍの端面が傾斜面
の第２のビレット１を作製し、実施例１と同じ熱処理を
した。

次に、配合組成で７２％のＭｎ、２７％のム１及び１％
のＣを溶解鋳造し、外径３４［１１ｆｌｌ、内径２８ｍ
ｒｎ、長さ３Ｑｍｍの円筒の第１のビレット２を作製し
、１１６０°Ｃで２時間保持した後、１１６０°Ｃから
γＯＯ’Ｃまで、平均２０°Ｃ／分の冷却速度で冷却し
、７００°Ｃで３０分間保持した後、室温まで放冷する
熱処理をした。

第１のビレット２の中空部に第２のビレット１を入れ、
潤滑剤を介して、６８０°Ｃの温度で、第２図（０）に
示した様な圧縮加工を行った。金型６の内径は４ＱＩｎ
ｌ１１であり、加工後の円筒ビレットの長さは１５ｍｍ
であった。

加工後のビレットを内径２２ｗに切削加工した後、実施
例１と同様に内周表面に２４極の着磁をし、表面磁束密
度を測定した。

比較のために、前記と同じ配合組成のＭｎ　、ム１゜Ｇ
　、　ＮｉおよびＴ１を溶解鋳造し、外径２８ｍｍ、内
径２０ｍ１１１．長さ２５ｍｍの円筒の第２のビレット
１を作製し、実施例１と同じ熱処理をした。前記と同様
に高さが２５＋ｎｍの第１のビレット２を作製し、これ
らの２つのビレット１．２を用いて、前記ト同様に圧縮
加工をし、さらに切削加工した後、内周に２４極の着磁
をして、表面磁束密度を測定した。

実施例６（第１図ｂ）実施例１と同じ配合組成のＭｎ　、ムｌ　、　Ｃ、Ｎｉ
　。

Ｔｉ　およびＰを溶解鋳造し、外径３５ｍｍ、内径２９
ＩＩｌｆ１１、長さが２０ｍｍの円筒の第２のビレット
１を作製して、実施例１と同じ熱処理をした。

黄銅の棒材から外径４０ｆｆ１ｍ、内径３１５１１１（
Ｉ＋、長さ２０ｍｍの円筒の第１のビレット２を作製し
た。

第１のビレット２の中空部に第２のビレット１を入れ、
潤滑剤を介して、６８０°Ｃの温度で、第１図（ｂ）に
示したような圧縮加工を行った。金型６の内径はａｏｍ
ｍ、傾斜角（−は１ｏ０であり、加工後のビレットの外
周部の高さは１５ｍｍであった。

加工後のビレットを内径２５ａ＋ｎ＋に切削加工した後
、実施例１と同様に内周に２４極の着磁をし、表面磁束
密度を測定した。

比較のために、前記と同じ第１．第２のビレット２．１
を用いて、第２図に示した金型６を用いて、圧縮加工を
行い、さらに前記と同様にビレットを切削加工した後、
内周に２４極の着磁をして、表面磁束密度を測定した。

以上の実施例は第１図及び第２図に示した代表的な具体
例であるが、第２のビレット１．第１のビレット２およ
び第３のビレット３の長さは必ずしも同じである必要は
ない。例えば、一方のビレットの加工前・後での長さが
わずかに変化する場合でもよい。さらに、ビレット全体
を圧縮加工するのではなく、ビレットの一部分のみ圧縮
加工する方法でもよい。場合によっては第２のビレット
１（またはビレッ）２，３）が二つ以上に分かれたもの
からなっていてもよい。また、内周面金成型する目的で
マンドレル等を用いてもよい。

Ｍｎ−ムｌ−Ｃ系磁石用合金の組成については、Ｎｉ　
、　Ｔｉ添加の６元系とＮｉ、Ｔｉ、Ｐ添加の６元系の
ものについてのみ示したが、Ｍｎ−ムｌ−Ｃ系磁石用合
金の基本組成である３元系、Ｎｉ添加の４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、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。

発明の効果本発明は、実施例によって述べたように、金属材料から
なる中空体状の第１のビレットの中空部分に、Ｍｎ−Ａ
、ｌ−Ｃ系磁石用合金からなる中空体状の第２ビレツト
が存在する状態で、中空体状の第２のビレットの外周部
の圧縮ひずみが内周部の圧縮ひずみより小さくなるよう
に、第１．第２のビレットが接するまでもしくはそれ以
上まで、中空体状の第２のビレットの軸方向に圧縮加工
を施すことによって内周多極着磁を施したもので、高い
磁気特性を示す磁石を得ることができるものである。

この方法によって、これまでの公知の方法に比べて同一
の圧縮ひずみ量でも径方向の磁気特性が高くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第２図は本発明の圧縮加工前の一例を示す
断面図である。１・・・・・・第２のビレット、２・・・・・・第１の
ビレット、３・・・・・・第３のビレット、４，６・・
・・・・ポンチ、６・・・・・・金型、α・・・・・・
傾斜角。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名＼〜
Ｃつ硝（ ′痔第１図／−第２のごし、トｂ−壱翫第１図７−−−第２のど゛レット２−−一第１のヒ゛し・ソト（ｅ）　　　　　　　　　　　　Ｊ−ｍ−１５３のど゛
し・７ト４．５−　　ホツチ６−会を第２図／−一一第２のヒ゛島ト？−・第７のヒ゛レット

Claims

【特許請求の範囲】

（１）金属材料からなる中空体状の第１のビレットの中
空部分に、マンガン−アルミニウム−炭素系磁石用合金
からなる中空体状の第２のビレットが存在する状態で、
５３０〜８３０℃の温度で、前記マンガン−アルミニウ
ム−炭素系磁石用合金からなる第２の中空体状のビレッ
トの外周部の圧縮ひずみが内周部の圧縮ひずみより小さ
くなるように、前記第１、第２のビレットが接するまで
もしくはそれ以上まで、前記第２の中空体状のビレット
の軸方向に圧縮加工を施すマンガン−アルミニウムー炭
素系合金磁石の製造法。
（２）金属材料からなる中空体状の第１のビレットが、
少なくとも内周部が磁性体からなる特許請求の範囲第１
項記載のマンガン−アルミニウム−炭素系合金磁石の製
造法。
（３）圧縮加工が、前記マンガン−アルミニウム−炭素
系磁石用合金からなる中空体状の第２のビレットの外周
を拘束した状態で、しかも少なくとも内周の一部分を自
由にした状態で行うものである特許請求の範囲第１項ま
たは第２項記載のマンガン−アルミニウム−炭素系合金
磁石の製造法。
（４）圧縮加工が、前記マンガン−アルミニウム−炭素
系磁石用合金からなる中空体状の第２のビレットの外周
および内周の少なくとも一部分を自由にした状態で行っ
た後、さらに前記ビレットの外周を拘束した状態で、し
かも少なくとも内周の一部分を自由にした状態で行うも
のである特許請求の範囲第１項または第２項記載のマン
ガン−アルミニウム−炭素系合金磁石の製造法。
（５）磁性体が、等方性マンガン−アルミニウム−炭素
系磁石合金である特許請求の範囲第２項記載のマンガン
−アルミニウム−炭素系合金磁石の製造法。
（６）第１、第２のビレットが円筒体状である特許請求
の範囲第１項または第２項記載のマンガン−アルミニウ
ム−炭素系合金磁石の製造法。