JPS62247052A

JPS62247052A - マンガン−アルミニウム−炭素系合金磁石の製造法

Info

Publication number: JPS62247052A
Application number: JP8855286A
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
Anticipated expiration: 2009-08-17
Also published as: JPH0663068B2

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ｉ（Ｍｎ−ム１−Ｃ）系合金磁
石による多極着磁用Ｍｎ−ム１−Ｃ系合全磁石の製造法
に関する。

従来の技術Ｍｎ−ムｌ−Ｃ系磁石用合金は、６８〜７３質量チ（以
下単にチで表わす）のＭｎと（殉Ｍｎ　−６，６）〜（
％Ｍｎ−２２，２）％のＣと残部のムｌ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１−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、Ｌｌ、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、Ｍｎ−ムｌ−Ｃ系磁石用合金と用いた多極着磁用
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１０１１４７３号）、及びＭｎ−ムｌ−
Ｃ系磁石用合金からなる中空体状のビレットに特定の圧
縮加工を施すもの（特開昭５８−１９２３０３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Ｍｎ−ムｌ−Ｃ系磁石用合金からなる中空体状
のビレットに特定の圧縮加工を施すもの（特に、特開昭
５ｉ８−１９２３０３号公報）では、つまり、Ｍｎ−ム
ｌ−Ｃ系磁石用合金からなる中空体状のビレットに、少
なくともビレットの外周および内周の一部分を自由にし
た状態で、ビレットの軸方向に圧縮加工を施す方法では
、得られた磁石は径方向に磁化容易方向を有する。この
異方性構造は外周あるいは内周面に多極着磁して用いる
のに必ずしも望ましい異方性構造ではない。

問題点を解決するための手段以上述べてきた問題点を解決するために本発明は、Ｍｎ
−ムｌ−Ｃ系磁石用合金からなる中空体状のビレットに
、少なくともビレットの外周および内周の一部分を自由
にした状態で、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。

作用前述した方法によって、つまり前述した特定の圧縮加工
において、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
加工を施すことによって、これまでの公知の特定の圧縮
加工を施す方法と異なり、磁石の外周部では径方向に磁
化容易方向を有し、内周部では周方向に磁化容易方向を
有する磁石が得られる。

実施例本発明は、Ｍｎ−ムｌ−Ｃ系磁石用合金からなる中空体
状のビレットに、６３０〜８３０℃の温度で、少なくと
もビレットの外周および内周の一部分を自由にした状態
で、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。

本発明の製造法の大部分は、前記の公知技術（特開昭５
８−１９２３０３号公報）と同様である。

前記公知技術の圧縮加工は、少なくともビレットの外周
および内周の一部分を自由にした状態で、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
らにビレットの外周部の圧縮ひずみが内周部の圧縮ひず
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。

この圧縮加工の具体的な例を以下に説明する。

まず第１の方法は、円筒ビレットの軸方向に第１図に示
した金型を用いて、自由圧縮加工を施す方法である。第
１図は（ａ）に加工前の状態の断面を示す。１はビレッ
ト、２，３はポンチである。第１図（ＩＬ）に示すよう
に、前記公知技術と異なる点は、ポンチ２およびポンチ
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。このポンチ２およびポンチ
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１は軸方向に圧縮加工されて第１図（ｂ）
に示す状態になる。第１図（ｂ）に示したように加工後
のビレット１の外周部の高さは内周部の高さより小さい
。つまり、ビレット１の外周部の圧縮ひずみが内周部の
圧縮ひずみより大きくなるようにビレット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、ビレット１の軸方向のひずみをいう。

第１の方法の別の圧縮加工の例をビレット１の断面形状
をリング状として説明すると、第２図（ＩＬ）に第１図
と同様に加工前の状態の断面を示す。第２図（ＩＬ）に
示すように第１図と異なる点は、ポンチ２およびポンチ
３のポンチ端面は平面であり、加工前のビレット１の外
周部の高さが内周部の高さよシ大きいことである。第２
図（ｂ）に加工後の状態を示す。加工後のビレット１は
ほぼ円筒体状となり、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、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大き
くなるようにビレット１の軸方向に圧縮加工を施したこ
とになる。

第２の方法は、第１の方法で得た、圧縮加工を施したビ
レット１の一部分に軸方向に圧縮加工を施す方法であり
、この方法は前記公知技術と同じである。

第３の方法は、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大きくなるようにビレット１の軸方
向に自由圧縮加工（圧縮加工１、第１の方法）を施した
後、ビレット１の外周を拘束した状態で、しかも内周を
自由にした状態で、ビレット１の軸方向に圧縮加工（圧
縮加工２）する方法で、この一連の圧縮加工の一例を第
３図に示す。第３図は（ＩＬ）に加工前の状態の断面を
示す。

１はビレット、２，３はポンチ、４は外型である。

第３図（ａ）に示すように、前記公知技術と異なる点は
、ポンチ２およびポンチ３の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２゜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
１は軸方向に圧縮加工されて第１図（ｂ）に示す状態（
圧縮加工１終了）になり、更に圧縮加工を行なうと第３
図（Ｃ）に示したようになる。圧縮加工後のビレット１
の外周部の高さは内周部の高さより小さい。つまり、こ
の場合もビレット１の外周部の圧縮ひずみが内周部の圧
縮ひずみより大きくなるようにビレット１の軸方向に圧
縮加工を施したことになる。

第３の方法の代表的な別の例をビレット１の断面形状を
リング状として説明すると、第４図（＆）に第３図と同
様に加工前の状態の断面を示す。第４図（ａ）に示すよ
うに第３図と異なる点は、ポンチ２およびポンチ３のポ
ンチ端面は平面であり、圧縮加工前のビレット１の外周
部の高さが内周部の高さよシ大きいことである。第４図
中）に圧縮加工１の加工後の状態を示す。加工後のビレ
ット１はほぼ円筒体状となり、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、
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
より大きくなるようにビレット１の軸方向に圧縮加工を
施したことになる。さらに、圧縮加工を行なうと第４図
（０）に示した状態になる。

第４の方法は、第３の方法で得たビレット１を更に、ビ
レット１の一部分に軸方向に圧縮加工を施す方法であシ
、この方法は前記公知技術と同じである。

以上述べてきた様に、本発明は前記公知技術（特開昭５
８−１９２３０６号公報）に示された圧縮加工とほとん
ど同じであるがビレット１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１の外周部の圧縮ひずみが内周部の
圧縮ひずみより大きくなるようにビレット１の軸方向に
圧縮加工を施すことができ、これによって、磁石の外周
部では径方向に磁化容易方向を有し、内周部では周方向
に磁化容易方向を有する異方性構造となり、外周多極着
磁に適した磁石が得られる。

前記の二つの例の組み合わせでも、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大きくなるよう
にビレット１の軸方向に圧縮加工を施すことができる。

つまり、第１図に示したボンチ２．３よりなる金型（ポ
ンチ端面が傾斜面）を用いて、第２図に示したビレット
１（ビレット端面が傾斜面）を圧縮加工する方法である
。

前述した例では、ポンチ２．３端面あるいはビレット１
端面が傾斜面であったが、他に階段状面（段付き形状）
、平面士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２゜３あるいはビレット１端面
は両面でも片面でもよい。必要なことはビレット１の外
周部の圧縮ひずみが内周部の圧縮ひずみより大きくなる
ようにビレット１の軸方向に圧縮加工を施すことである
。

これによって、磁石の外周部では径方向に磁化容易方向
を有し、内周部では周方向に磁化容易方向を有する異方
性構造となり、外周多極着磁に適した磁石が得られる。

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℃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（第２図）配合組成で６９．５％のＭｎ、２９．３％のム１．０．
５％のＣ及び０．７％のＮｉ　を溶解鋳造し、外径３０
Ｊｆｆ、内径１６ｕ、外周部の長さ２５羽、内周部の長
さ２０Ｈの両端面が傾斜面のビレット１を作製した。こ
のビレット１に１１００°Ｃで２時間保持した後、６０
０℃まで風冷し、ｅ　ｏ　Ｏ℃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、潤滑剤を介し
て、第２図に示したようなポンチ２，３よシなる金型を
用いて、ビレット１の外周および内周を自由な状態にし
て、６８０′Ｃの温度で、円筒ビレット１の長さが１２
Ｈまでの圧縮加工を行った。

加工後のビレット１を外径４０ｒＭに切削加工した後、
外周表面に２４極の外周着磁した。着磁は２０ｏＯμＦ
のオイルコンデンサーを用い、１６ｏ。

Ｖでパルス着磁した。外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、ム１゜Ｃお
よびＮｉを溶解鋳造し、外径３０ｆｆ、内径１６Ｈ１長
さ２２．５ｆＪｌの円筒ビレット１を作製し、前記と同
じ熱処理を行った。次に、潤滑剤を介して、前記と同じ
長さが１２ｆｆ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。

さらに、本発明のさきほど着磁した磁石を第５図に示す
ような固定用ポンチ５．可動ポンチ６゜下型７よりなる
金型を用いて、６８００Ｃの温度で、ビレット１の外周
部のみを圧縮加工した。第６図（ａ）は加工前の状態を
示し、第６図（ｂ）は加工後の状態を示す。固定用ポン
チ５と下型７によって、ビレット１を固定及び拘束し、
可動ポンチ６でビレット１を加圧することにより第５図
（ｂ）に示す状態になり、これによってビレット１の外
周部のみが圧縮加工される。なおポンチ６の直径（ポン
チ８の内径）は３５ｆｆである。圧縮加工後の外周部の
長さは８ｆｆであった。加工後のビレット１を外径４０
ｆｆに切削加工した後、前記と同様に着磁して、この圧
縮加工の前・後で表面磁束密度の値を比較すると、加工
後の方が０．２　ｋＧ高くなった。

実施例２（第１図）配合組成で６９．４％ノＭｎ、　２９．３％のム１１０
．５％ＯＣ％０．７％のＮｉ及び０．１％ノＴｉを溶解
鋳造し、外径３０ｆｆ、内径１６Ｈ１長さ２６ｎの円筒
ビレット１を作製し、実施例１と同じ熱処理を行った。

次に、潤滑剤を介して、第１図に示したようなポンチ２
，３よりなる金型を用いて、６８０℃の温度で、ビレッ
ト１の内周部の長さが１５ｆｆまでの圧縮加工を行った
。なお第１図において、ポンチ端面の傾斜角（α）は１
０°である。

加工後のビレット１を外径４０１１ｎｌに切削加工した
後、実施例１と同様に２４極の外周着磁し、表面磁束密
度を測定した。

比較のために、前述した配合組成と同じ配合組成のＭｎ
、ム１．ｃ、ＮｉおよびＴ工を溶解鋳造し、外径３０ｆ
ｆｆｆ、内径１８ｆｆｆｆ、長さ２５朋の円筒ビレット
を作製し、前記と同じ熱処理を行った。次に、潤滑剤を
介して、実施例１で使用した金型を用いて、長さが１５
ＭＭ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。

さらに、本実施例のさきほど着磁した磁石を実施例１と
同様に、外周部のみを長さが１ｏｆｆまでの圧縮加工し
た。加工後のビレット１を外径４゜闘に切削加工した後
、同様に着磁して、この圧縮加工の前・後で表面磁束密
度の値を比較すると、加工後の方が０．２　ｋ　Ｇ高く
なった。

実施例３実施例１と同じ配合組成のＭｎ、ムｌ、ＣおよびＮｉを
溶解鋳造し、外径３０ｆｆ、内径１６ｊｆｆ、外トを作
製し、実施例１と同じ熱処理を行った。このビレットを
用いて実施例１と同じ圧縮加工を行った。加工後のビレ
ットの長さは１２ｍであった。

加工後のビレットを外径４０１１ｒｊｌに切削加工した
後、実施例１と同様に２４極の外周着磁し、表面磁束密
度を測定して、実施例１で比較のために作製した磁石と
比較した。

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１．３倍であった。

さらに、本実施例のさきほど着磁した磁石を実施例１と
同様に、外周部のみを長さが８Ｂまでの圧縮加工した。

加工後のビレットを外径４０ｆｆに切削加工した後、前
記と同様に着磁して、この圧縮加工の前・後で表面磁束
密度の値を比較すると、加工後の方が０．２ｋＧ高くな
った。

実施例４〔第６図〕実施例２と同じ配合組成のＭｎ、ムｌ、Ｃ，Ｎｉおよび
Ｔｉを溶解鋳造し、外径３０ｊｆｆ、内径１６ｊｆｆ、
長さ２５１ｆｆの円筒ビレットを作製し、実施例１と同
じ熱処理をした。

次に、潤滑剤を介して、第６図に示したようなポンチ２
．３よりなる金型を用いてビレット１の外周および内周
の一部を自由な状態にして、６８゜°Ｃの温度で、ビレ
ット１の内周部の長さが１７ｆｆまでの圧縮加工を行っ
た。なお第６図において、ポンチ端面の段付き部の径は
３Ｏｆｆ、段差は２．６ｎである。

加工後のビレット１を外径４０ｎに切削加工した後、実
施例１と同様に２４極の外周着磁し、表面磁束密度を測
定して、実施例２で比較のために作製した磁石と比較し
た。

さらに、本実施例のさきほど着磁した磁石を実施例１と
同様に、外周部のみを長さが８ｆｆまでの圧縮加工した
。加工後のビレット１を外径４ｏ１ｎｌに切削加工した
後、前記と同様に着磁して、この圧縮加工の前・後で表
面磁束密度の値を比較すると、加工後の方が０．２ｋＧ
高くなった。

実施例５（第４図）実施例１と同じ配合組成のＭｎ、ムｌ、ＣおよびＮｉを
溶解鋳造し、外径３０１１１１、内径１６１’ｌｆ、外
周部の長さ２５ｊｆｆ、内周部の長さ２０ｆｆの両端面
が傾斜面のビレット１を作製し、実施例１と同じ熱処理
をした。次に、潤滑剤を介して、第４図に示したような
ポンチ２，３、外型４よりなる金型を用いてビレット１
の外周および内周を自由な状態にして、６８０°Ｃの温
度で、ビレット１の長さが１６ｆｉまでの圧縮加工を行
った。なお第４図において、外型４の内径は３４ｆｆで
ある。

この圧縮加工を施したビレットを外径３３ｆｆに切削し
た後、実施例１と同様に２４極の外周着磁し、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゜Ｃお
よびＮ１を溶解鋳造し、外径３０Ｈ１内径１６ｆｆ、長
さ２２．１５ｆｆの円筒ビレットを作製し、前記と同じ
熱処理をした。次に潤滑剤を介して、前記と同じ圧縮加
工を行った。加工後の長さは１５ＨＭ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。

さらに、本実施例のさきほど着磁した磁石を実施例１と
同様に、外周部のみを圧縮加工した。なおポンチ６の直
径は２９ｊｌＩ＋であり、加工後の外周部の長さは１ｏ
ｆｆであった。加工後のビレット１を外径３３ｆｆに切
削した後、前記と同様に着磁して、この圧縮加工の前・
後で表面磁束密度の値を比較すると、加工後の方が０．
２ｋＧ高くなった。

実施例６（第３図）実施例１と同じ配合組成のＭｎ、ムｌ、ＣおよびＮｉを
溶解鋳造し、外径３Ｏｆｆ、内径１６ｆｌ、長さ２５ｆ
ｆの円筒ビレット１を作製し、実施例１と同じ熱処理を
した。次に潤滑剤を介して、第３図に示したようなポン
チ２，３、外径４よりなる金型を用いてビレット１の外
周および内周を自由な状態にして、６８０℃の温度で、
ビレット１の外周部ノ長さが１３．３ＮＭまでの圧縮加
工を行った。なおボスチ２，３端面の傾斜角（α）は１
０−外型４の内径は３４Ｈである。

この圧縮加工を施したビレット１を外径３３朋に切削加
工した後、実施例１と同様に２４極の外周着磁した。表
面磁束密度を測定し、実施例６で比較のために作製した
磁石と比較した。

さらに、本実施例のさきほど着磁した磁石を実施例１と
同様に、外周部のみを長さが１０′Ｉｎｌ′１での圧縮
加工した。加工後のビレットを外径３３ｇｇに切削した
後、前記と同様に着磁して、この圧縮加工の前・後で表
面磁束密度の値を比較すると、加工後の方が０．２　ｋ
Ｇ高くなった。

以上、Ｍｎ−ム１−Ｃ系磁石用合金の組成については、
Ｎ１添加の４元系とＮｉ、Ｔ：Ｌ添加の６元系の磁気特
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。

また、ビレットの一部分への圧縮加工については、ビレ
ットの外周部のみを圧縮加工する方法のみ示したが、内
周部のみ圧縮加工する場合でもよいが、この場合は磁石
全体を径方向に磁化容易方向を有するようにしたい場合
に有効である。

さらに、ビレットおよびポンチ端面の形状については傾
斜面および階段状の段付き形状の例を示したが平面＋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
端面は両端面でも片端面でも有意差は認められなかった
。

発明の効果本発明は、実施例によって述べたように、Ｍｎ−ム１−
ｃ系磁石用合金からなる中空体状のビレットに、少なく
ともビレットの外周および内周の一部分を自由にした状
態で、ビレットの外周部のようにビレットの軸方向に圧
縮加工を施すもので、外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ものである。

またこの方法によって、磁石の外周部では径方向に磁化
容易方向を有し、内周部では周方向に磁化容易方向を有
する磁石を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は夫々本発明の実施例の断面図であ
る。１・・・・・・ビレット、２．３・・・・・・ポンチ、
４・・・・・・外型、５・・・・・・固定用ポンチ、６
・・・・・・可動ポンチ、７・・・・・・下型、α・・
・・・・傾斜角。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図（α）（ｂ）第２図＜ａ＞（ｂ）第５図Ｃｂ）第６図（α）＜ｂ＞

Claims

【特許請求の範囲】

（１）マンガン−アルミニウム−炭素系磁石用合金から
なる中空体状のビレットに、５３０〜８３０℃の温度で
、少なくともビレットの外周および内周の一部分を自由
にした状態で、ビレットの外周部の圧縮ひずみが内周部
の圧縮ひずみより大きくなるように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−炭素系合金磁
石の製造法。
（２）ビレットの外周部の圧縮ひずみが内周部の圧縮ひ
ずみが内周部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した後、さらにビレットの一
部分に圧縮加工を施す特許請求の範囲第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）ビレットの外周部の圧縮ひずみが内周部の圧縮ひ
ずみより大きくなるようにビレットの軸方向に圧縮加工
を施し、さらに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、ビレッ
トの軸方向に圧縮加工を施す特許請求の範囲第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。
（４）ビレットの外周部の圧縮ひずみが内周部の圧縮ひ
ずみより大きくなるようにビレットの軸方向に圧縮加工
を施し、さらに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、ビレッ
トの軸方向に圧縮加工を施した後、さらにビレットの一
部分に、ビレットの軸方向に圧縮加工を施す特許請求の
範囲第１項に記載のマンガン−アルミニウム−炭素系合
金磁石の製造法。