JPWO2016147985A1 - Manufacturing method of RTB-based sintered magnet, coating device and coating apparatus used in the method - Google Patents
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Abstract
R−T−B系焼結磁石の各々の上面、下面および側面に、重希土類元素RHの金属、合金および/または化合物(RHはDyおよび/またはTb)の粉末粒子を含むペーストを塗布する工程と、ペーストが塗布されたR−T−B系焼結磁石を焼結温度以下の温度で熱処理する工程とを含む。ペーストを塗布する工程は、入口開口部および出口開口部を有する内部空間を備える塗布デバイスであってR−T−B系焼結磁石が、順次、内部空間を横方向に通過するように構成された塗布デバイスに対して、R−T−B系焼結磁石を順次供給する工程と、塗布装置の内部空間にペーストを充填し、内部空間内を移動しつつあるR−T−B系焼結磁石の上面、下面および側面にペーストを接触させる工程とを含む。Step of applying paste containing powder particles of metal, alloy and / or compound (RH is Dy and / or Tb) of heavy rare earth element RH to the upper surface, lower surface and side surface of each R-T-B system sintered magnet And a step of heat-treating the RTB-based sintered magnet coated with the paste at a temperature lower than the sintering temperature. The step of applying the paste is a coating device including an internal space having an inlet opening and an outlet opening, and the R-T-B system sintered magnet is configured to sequentially pass through the internal space in the lateral direction. The step of sequentially supplying the R-T-B system sintered magnet to the coating device, and the R-T-B system sintering which is filling the internal space of the coating apparatus and moving in the internal space Contacting the paste with the upper surface, the lower surface and the side surface of the magnet.
Description
本開示は、R−T−B系焼結磁石の製造技術に関する。 The present disclosure relates to a technique for manufacturing an R-T-B based sintered magnet.
R2T14B型化合物(Rは希土類元素、TはFeを必ず含む遷移元素)を主相とするR−T−B系焼結磁石は、永久磁石の中で最も高性能な磁石として知られており、ハードディスクドライブのボイスコイルモータ(VCM)や、ハイブリッド車搭載用モータ等の各種モータや家電製品等に使用されている。R-T-B system sintered magnets whose main phase is an R 2 T 14 B type compound (R is a rare earth element and T is a transition element that always contains Fe) are known as the most powerful magnets among permanent magnets. It is used for various motors such as a voice coil motor (VCM) of a hard disk drive, a motor for mounting on a hybrid vehicle, and home appliances.
R−T−B系焼結磁石は、高温で固有保磁力HcJ(以下、単に「HcJ」と表記する)が低下するため、不可逆熱減磁が起こる。不可逆熱減磁を回避するため、モータ用等に使用する場合、高温下でも高いHcJを維持することが要求されている。The RTB -based sintered magnet has an irreversible thermal demagnetization because its intrinsic coercive force H cJ (hereinafter simply referred to as “H cJ ”) decreases at a high temperature. In order to avoid irreversible thermal demagnetization, it is required to maintain high H cJ even at high temperatures when used for motors and the like.
R−T−B系焼結磁石は、R2T14B型化合物中のRの一部を重希土類元素RH(Dy、Tb)で置換すると、HcJが向上することが知られている。高温で高いHcJを得るためには、R−T−B系焼結磁石中に重希土類元素RHを多く添加することが有効である。しかし、R−T−B系焼結磁石において、Rとして軽希土類元素RL(Nd、Pr)を重希土類元素RHで置換すると、HcJが向上する一方、残留磁束密度Br(以下、単に「Br」と表記する)が低下してしまうという問題がある。また、重希土類元素RHは希少資源であるため、その使用量を削減することが求められている。It is known that the RTB-based sintered magnet improves H cJ when a part of R in the R 2 T 14 B-type compound is substituted with a heavy rare earth element RH (Dy, Tb). In order to obtain high H cJ at a high temperature, it is effective to add a large amount of heavy rare earth element RH in the RTB-based sintered magnet. However, when the light rare earth element RL (Nd, Pr) is replaced as R by the heavy rare earth element RH in the RTB-based sintered magnet, H cJ is improved, while the residual magnetic flux density B r (hereinafter simply “ There is a problem that “B r ”) is reduced. Further, since the heavy rare earth element RH is a rare resource, it is required to reduce the amount of use thereof.
そこで、近年、Brを低下させないようにより少ない重希土類元素RHによってR−T−B系焼結磁石のHcJを向上させることが検討されている。例えば、重希土類元素RHを効果的にR−T−B系焼結磁石に供給し拡散させる方法として、特許文献1〜4にRH酸化物またはRHフッ化物と、各種金属MまたはMの合金との混合粉末をR−T−B系焼結磁石の表面に存在させた状態で熱処理することによって、RHやMを効率よくR−T−B系焼結磁石に吸収させて、R−T−B系焼結磁石のHcJを高める方法が開示されている。In recent years, to improve the H cJ of the R-T-B based sintered magnets have been studied with less heavy rare-earth element RH so as not to reduce the B r. For example, as a method for effectively supplying and diffusing a heavy rare earth element RH to an RTB-based sintered magnet,
特許文献1には、M(ここでMはAl、Cu、Znから選ばれる1種又は2種以上)を含有する粉末とRHフッ化物の粉末の混合粉末を用いることが開示されている。また、特許文献2には、熱処理温度で液相となるRTMAH(ここでMはAl、Cu、Zn、In、Si、Pなどから選ばれる1種または2種以上、Aはホウ素または炭素、Hは水素)からなる合金の粉末を用いることが開示されており、この合金の粉末とRHフッ化物などの粉末との混合粉末でも良いと開示されている。
特許文献3、特許文献4では、RM合金(ここでMはAl、Si、C、P、Tiなどから選ばれる1種または2種以上)の粉末またはM1M2合金(M1およびM2はAl、Si、C、P、Tiなどから選ばれる1種または2種以上)の粉末と、RH酸化物との混合粉末を用いることによって熱処理時にRM合金やM1M2合金によりRH酸化物を部分的に還元し、より多量のRを磁石内に導入することが可能であると開示されている。 In Patent Document 3 and Patent Document 4, RM alloy (where M is one or more selected from Al, Si, C, P, Ti, etc.) or M1M2 alloy (M1 and M2 are Al, Si, RH oxide is partially reduced by RM alloy or M1M2 alloy during heat treatment by using a mixed powder of RH oxide and one or more powders selected from C, P, Ti, etc. It is disclosed that a large amount of R can be introduced into the magnet.
特許文献1〜4に記載の方法には、RH化合物の粉末を含む混合粉末を磁石表面に存在させることについて、以下の問題がある。すなわち、これらの方法では、その具体的開示において、上記混合粉末を水や有機溶媒に分散させたスラリーに磁石を浸漬して引き上げている(浸漬引上げ法)。その場合、スラリーから引き上げられた磁石に対して熱風乾燥または自然乾燥を行っている。また、このようなスラリーに磁石を浸漬する代わりに、前記スラリーを磁石にスプレー塗布することが開示されている(スプレー塗布法)。しかしながら、浸漬引上げ法においては、どうしても重力によってスラリーが磁石下部に偏ってしまう。また、スプレー塗布法においては、表面張力によって磁石端部の塗布厚さが厚くなる。いずれの方法もRH化合物を磁石表面に均一に存在させるのが困難である。その結果、塗布厚さが均一でないことに伴って熱処理後のHcJが大きくばらついてしまうという問題が生じる。The methods described in
本開示は、重希土類元素RHを効果的にR−T−B系焼結磁石に供給し拡散させてHcJを向上させるために重希土類元素RHを含む粉末粒子の層を磁石表面に形成するとき、これらの粉末粒子を含むペーストをR−T−B系焼結磁石の表面に均一塗布し、重希土類元素RHを磁石表面に均一に存在させることができる新しいデバイス、装置、および方法を提供する。In the present disclosure, a layer of powder particles containing heavy rare earth element RH is formed on the magnet surface in order to effectively supply and diffuse heavy rare earth element RH to an RTB-based sintered magnet to improve HcJ. Sometimes, a paste containing these powder particles is uniformly applied to the surface of an R-T-B system sintered magnet, and a new device, apparatus, and method capable of uniformly presenting the heavy rare earth element RH on the surface of the magnet are provided. To do.
本開示によるR−T−B系焼結磁石の製造方法の実施形態は、複数のR−T−B系焼結磁石を用意する工程と、前記複数のR−T−B系焼結磁石の各々の上面、下面および側面に、重希土類元素RHの金属、合金および/または化合物(RHはDyおよび/またはTb)の粉末粒子を含むペーストを塗布する工程と、前記ペーストが塗布されたR−T−B系焼結磁石を焼結温度以下の温度で熱処理する工程とを含み、前記ペーストを塗布する工程は、入口開口部および出口開口部を有する内部空間を備える塗布デバイスであって前記複数のR−T−B系焼結磁石が、順次、前記内部空間を横方向に通過するように構成された塗布デバイスに対して、前記複数のR−T−B系焼結磁石を順次供給する工程と、前記塗布デバイスの内部空間に前記ペーストを充填し、前記内部空間内を移動しつつあるR−T−B系焼結磁石の前記上面、下面および側面に前記ペーストを接触させる工程とを含む。 An embodiment of a method for producing an RTB-based sintered magnet according to the present disclosure includes a step of preparing a plurality of RTB-based sintered magnets, and a step of preparing the plurality of RTB-based sintered magnets. Applying a paste containing powder particles of metal, alloy and / or compound (RH is Dy and / or Tb) of heavy rare earth element RH to each of the upper surface, the lower surface and the side surface; and R- Heat treating the TB-based sintered magnet at a temperature equal to or lower than a sintering temperature, and the step of applying the paste is an application device including an internal space having an inlet opening and an outlet opening. R-T-B based sintered magnets sequentially supply the plurality of R-T-B based sintered magnets to a coating device configured to pass through the internal space in the lateral direction. And in the internal space of the coating device Filled with paste, and a step of contacting the paste on the upper surface, a lower surface and side surfaces of the R-T-B based sintered magnet is moving the inner space.
ある実施形態において、前記R−T−B系焼結磁石が前記塗布デバイスの内部空間を通過するとき、前記入口開口部は、前記R−T−B系焼結磁石を摺動可能に支持し、かつ、前記横方向に直交する方向における前記R−T−B系焼結磁石の運動を規制する形状および大きさを有している。 In one embodiment, when the RTB-based sintered magnet passes through the internal space of the coating device, the inlet opening slidably supports the RTB-based sintered magnet. And it has the shape and magnitude | size which control the motion of the said RTB type sintered magnet in the direction orthogonal to the said horizontal direction.
ある実施形態において、前記出口開口部は、前記R−T−B系焼結磁石に塗布された前記ペーストの層厚を規定する形状および大きさを有している。 In one embodiment, the outlet opening has a shape and a size that define a layer thickness of the paste applied to the RTB-based sintered magnet.
ある実施形態において、前記塗布デバイスに対して前記複数のR−T−B系焼結磁石を順次供給する工程は、前記入口開口部に各R−T−B系焼結磁石を挿入する工程と、前記入口開口部に一部が挿入されつつあるR−T−B系焼結磁石の後端面を、他のR−T−B系焼結磁石の前端面で前記横方向に押し、前記他のR−T−B系焼結磁石を前記入口開口部に挿入する工程とを含む。 In one embodiment, the step of sequentially supplying the plurality of RTB-based sintered magnets to the coating device includes the step of inserting each RTB-based sintered magnet into the inlet opening. The rear end surface of the RTB-based sintered magnet, which is partially inserted into the inlet opening, is pushed in the lateral direction by the front end surface of another RTB-based sintered magnet, and the other And inserting the R-T-B system sintered magnet into the inlet opening.
ある実施形態において、前記塗布デバイスの前記出口開口部から排出された各R−T−B系焼結磁石の少なくとも前記下面に気体を押し当てながら前記R−T−B系焼結磁石を搬送する工程を含む。 In one embodiment, the RTB-based sintered magnet is conveyed while pressing gas against at least the lower surface of each RTB-based sintered magnet discharged from the outlet opening of the coating device. Process.
ある実施形態において、前記出口開口部から排出され、前記ペーストを介して前後に結合された複数のR−T−B系焼結磁石を個々のR−T−B系焼結磁石に分離する工程を含む。 In one embodiment, the step of separating a plurality of RTB-based sintered magnets discharged from the outlet opening and joined back and forth via the paste into individual RTB-based sintered magnets including.
ある実施形態において、前記粉末粒子は、RLM合金(RLはNdおよび/またはPr、MはCu、Fe、Ga、Co、Ni、Alから選ばれる1種以上の元素)粉末の粒子と、RH化合物(RHはDyおよび/またはTb、RH化合物はRHフッ化物、RH酸フッ化物、およびRH酸化物の少なくとも1つ)の粉末粒子とを含む。 In one embodiment, the powder particles include particles of an RLM alloy (RL is Nd and / or Pr, M is one or more elements selected from Cu, Fe, Ga, Co, Ni, and Al), and RH compound. (RH is Dy and / or Tb, and the RH compound is at least one of RH fluoride, RH oxyfluoride, and RH oxide).
ある実施形態において、前記RLM合金はRLを50原子%以上含み、かつ、前記RLM合金の融点は前記熱処理の温度以下である。 In one embodiment, the RLM alloy includes 50 atomic% or more of RL, and the melting point of the RLM alloy is equal to or lower than the temperature of the heat treatment.
ある実施形態において、前記ペーストにおける前記RLM合金粉末と前記RH化合物の粉末と質量比率は、RLM合金:RH化合物=9.6:0.4〜5:5である。 In one embodiment, a mass ratio of the RLM alloy powder and the RH compound powder in the paste is RLM alloy: RH compound = 9.6: 0.4 to 5: 5.
本開示による塗布デバイスの実施形態は、複数のR−T−B系焼結磁石の各々の上面、下面および側面に、重希土類元素RHの金属、合金および/または化合物(RHはDyおよび/またはTb)の粉末粒子を含むペーストを塗布する装置に使用される塗布デバイスあって、前記ペーストが充填される内部空間と、前記複数のR−T−B系焼結磁石が、順次、前記内部空間を横方向に通過するように構成された入口開口部および出口開口部とを備え、前記出口開口部は、前記R−T−B系焼結磁石に塗布された前記ペーストの層厚を規定する形状および大きさを有している。 Embodiments of the coating device according to the present disclosure include a metal, an alloy and / or a compound (RH is Dy and / or RH) of a heavy rare earth element RH on each of an upper surface, a lower surface and a side surface of a plurality of RTB-based sintered magnets. An application device used in an apparatus for applying a paste containing powder particles of Tb), wherein an internal space filled with the paste and the plurality of RTB-based sintered magnets are sequentially formed in the internal space. An inlet opening and an outlet opening configured to pass laterally, the outlet opening defining a layer thickness of the paste applied to the RTB-based sintered magnet It has a shape and size.
ある実施形態において、前記入口開口部は、前記R−T−B系焼結磁石を摺動可能に支持し、かつ、前記横方向に直交する方向における前記R−T−B系焼結磁石の運動を規制する形状および大きさを有する。 In one embodiment, the inlet opening slidably supports the RTB-based sintered magnet and the RTB-based sintered magnet in a direction orthogonal to the lateral direction. It has a shape and size that regulates movement.
ある実施形態において、前記ペーストの種類と同一または異なる種類の第2のペーストが充填される第2の内部空間と、前記出口開口部から排出される複数のR−T−B系焼結磁石が、順次、前記第2の内部空間を横方向に通過するように構成された第2の出口開口部と、を備え、前記第2の出口開口部は、前記R−T−B系焼結磁石に塗布された前記ペーストの合計層厚を規定する形状および大きさを有している。 In one embodiment, a second internal space filled with a second paste of the same or different type from the paste type, and a plurality of RTB-based sintered magnets discharged from the outlet opening are provided. And a second outlet opening configured to sequentially pass through the second inner space in the lateral direction, and the second outlet opening is the RTB-based sintered magnet. And has a shape and size that define the total layer thickness of the paste applied to the substrate.
ある実施形態において、前記出口開口部に対する前記R−T−B系焼結磁石の位置を規制する少なくとも1つの規制部材を備える。 In one embodiment, at least one restricting member that restricts a position of the RTB-based sintered magnet with respect to the outlet opening is provided.
ある実施形態において、前記R−T−B系焼結磁石を前記入口開口部に案内するための傾斜が前記入口開口部の周囲に設けられている。 In one embodiment, an inclination for guiding the RTB-based sintered magnet to the inlet opening is provided around the inlet opening.
ある実施形態において、前記内部空間に充填されたペーストが前記R−T−B系焼結磁石を周囲から押圧するように前記出口開口部にテーパが設けられている。 In one embodiment, the outlet opening is tapered so that the paste filled in the internal space presses the RTB-based sintered magnet from the surroundings.
ある実施形態において、前記入口開口部に挿入されつつある前記R−T−B系焼結磁石と前記入口開口部との隙間から前記ペーストが流出することを抑制する逆流防止装置を更に備え、前記逆流防止装置は、外部から供給された気体で前記入口開口部を加圧する気密室を備えている。 In one embodiment, the apparatus further comprises a backflow prevention device that suppresses the paste from flowing out from a gap between the RTB-based sintered magnet being inserted into the inlet opening and the inlet opening. The backflow prevention device includes an airtight chamber that pressurizes the inlet opening with a gas supplied from the outside.
ある実施形態において、前記内部空間は、前記R−T−B系焼結磁石が通過する方向において、各R−T−B系焼結磁石の長さの半分以上、4分の3以下のサイズを有している。 In one embodiment, the internal space has a size of not less than half and not more than three-quarters of the length of each RTB-based sintered magnet in the direction in which the RTB-based sintered magnet passes. have.
ある実施形態において、前記内部空間に連通する複数のペースト導入孔を有する。 In one embodiment, a plurality of paste introduction holes communicating with the internal space are provided.
ある実施形態において、前記入口開口部を有する入口側構造物と、前記出口開口部を有し、前記内部空間を規定する出口側構造物と、前記入口側構造物と前記出口側構造物との間に位置し、前記複数のR−T−B系焼結磁石を順次通過させる磁石通過孔を有する中間板とを備え、前記入口側構造物は、第1の溝を有し、前記第1の溝と前記中間板とによって第1のペースト流路が規定されており、前記出口側構造物は、第2の溝を有し、前記第2の溝と前記中間板とによって第2のペースト流路が規定されており、前記中間板は、前記第1のペースト流路と前記第2のペースト流路とを連通する少なくとも1つのペースト通過孔を有し、前記第2のペースト流路は前記内部空間に連通している複数のペースト導入孔を形成する。 In one embodiment, an inlet-side structure having the inlet opening, an outlet-side structure having the outlet opening and defining the internal space, the inlet-side structure, and the outlet-side structure And an intermediate plate having a magnet passage hole sequentially passing through the plurality of R-T-B sintered magnets, wherein the inlet-side structure has a first groove, A first paste flow path is defined by the groove and the intermediate plate, the outlet side structure has a second groove, and the second paste and the intermediate plate form the second paste. A flow path is defined, the intermediate plate has at least one paste passage hole communicating the first paste flow path and the second paste flow path, and the second paste flow path is A plurality of paste introduction holes communicating with the internal space are formed.
本開示による塗布装置の実施形態は、上記いずれかの塗布デバイスと、前記塗布デバイスの前記内部空間に前記ペーストを充填するペースト供給装置と、前記複数のR−T−B系焼結磁石を、順次、前記入口開口部に挿入する磁石供給装置と、前記塗布デバイスの前記出口開口部から排出された各R−T−B系焼結磁石の少なくとも前記下面に気体を押し当てながら前記R−T−B系焼結磁石を搬送する装置とを備える。 An embodiment of a coating apparatus according to the present disclosure includes any one of the above coating devices, a paste supply apparatus that fills the internal space of the coating device with the paste, and the plurality of RTB-based sintered magnets. Sequentially, the R-T while pressing a gas against at least the lower surface of each R-T-B system sintered magnet discharged from the outlet opening of the coating device and a magnet supply device to be inserted into the inlet opening -The apparatus which conveys a B type sintered magnet.
ある実施形態において、前記磁石供給装置は、前記複数のR−T−B系焼結磁石を、順次、摺動させる面を有し、前記塗布デバイスの前記入口開口部に対する各R−T−B系焼結磁石の位置決めを調整する位置決め機構を更に備えている。 In one embodiment, the magnet supply device has a surface for sequentially sliding the plurality of RTB-based sintered magnets, and each RTB with respect to the inlet opening of the coating device. A positioning mechanism for adjusting the positioning of the sintered system magnet is further provided.
本開示による塗布デバイスの実施形態は、複数の磁石の各々の上面、下面および側面に、金属、合金および/または化合物の粉末粒子を含むペーストを塗布する装置に使用される塗布デバイスであって、前記ペーストが充填される内部空間と、前記複数のR−T−B系焼結磁石が、順次、前記内部空間を横方向に通過するように構成された入口開口部および出口開口部と、を備え、前記出口開口部は、前記磁石に塗布された前記ペーストの層厚を規定する形状および大きさを有している。 An embodiment of an applicator device according to the present disclosure is an applicator device used in an apparatus for applying a paste containing powder particles of a metal, an alloy and / or a compound to each of an upper surface, a lower surface and a side surface of a plurality of magnets, An internal space filled with the paste, and an inlet opening and an outlet opening configured such that the plurality of RTB-based sintered magnets sequentially pass through the internal space in a lateral direction; And the outlet opening has a shape and a size that define a layer thickness of the paste applied to the magnet.
本開示の実施形態によれば、R−T−B系焼結磁石のHcJを向上させるために、重希土類元素RHを含む粉末粒子を含むペーストをR−T−B系焼結磁石の複数の面に対して同時に均一に塗布することができる。According to the embodiment of the present disclosure, in order to improve H cJ of an R-T-B based sintered magnet, a paste including powder particles including a heavy rare earth element RH is used as a plurality of R-T-B based sintered magnets. It can apply | coat uniformly with respect to this surface simultaneously.
<塗布デバイス>
本開示の実施形態を説明する前に、本開示による塗布装置の基本構成例を説明する。本開示の非限定的な例による塗布装置は、複数のR−T−B系焼結磁石の各々の上面、下面および側面に、重希土類元素RH(RHはDyおよび/またはTb)の金属、合金、および/または化合物の粉末粒子を含むペーストを塗布する装置である。この装置には、以下に説明する塗布デバイスが用いられる。<Coating device>
Before describing an embodiment of the present disclosure, a basic configuration example of a coating apparatus according to the present disclosure will be described. A coating apparatus according to a non-limiting example of the present disclosure includes a heavy rare earth element RH (RH is Dy and / or Tb) metal on each of an upper surface, a lower surface, and a side surface of a plurality of RTB-based sintered magnets, An apparatus for applying a paste containing powder particles of an alloy and / or a compound. The coating device described below is used for this apparatus.
まず、図1、図2A、図2Bおよび図2Cを参照しながら、塗布デバイスの一例を説明する。図1は、一例である塗布デバイス100と、塗布デバイス100によってペーストが塗布されるR−T−B系焼結磁石1の例を示している。R−T−B系焼結磁石1は、上面1a、下面1b、一対の側面1c、前端面1d、および後端面1eを有している。図2Aは塗布デバイス100の正面図(塗布済みの磁石が排出される側の図)であり、図2Bは塗布デバイス100の背面図(塗布前の磁石が挿入される側の図)である。図2Cは、図2Aおよび図2Bの2C−2C線断面図である。図1には、参考のため、直交するX軸、Y軸、Z軸をそれぞれ示す3本の矢印が示されている。他の図面では、参考のため、XYZ軸のうちの2つの軸が示される。
First, an example of a coating device will be described with reference to FIGS. 1, 2A, 2B, and 2C. FIG. 1 shows an example of a
この例における塗布デバイス100は、図1に示されるようなR−T−B系焼結磁石1の上面1a、下面1bおよび一対の側面1cに対して、重希土類元素RHの金属、合金および/または化合物(RHはDyおよび/またはTb)の粉末粒子を含むペーストを塗布するように構成されている。ペーストの詳細な説明は後述する。塗布されたペーストは、乾燥工程の後、重希土類元素RHを含有する粉末などの層を磁石表面に形成する。この粉末の層からは、その後の熱処理(拡散処理)により、重希土類元素RHがR−T−B系焼結磁石の内部に拡散し、磁石特性を改善する。
The
図1のR−T−B系焼結磁石1は、上面が上に凸に湾曲した形状を有しているが、本開示の塗布装置が適用され得るR−T−B系焼結磁石1は、特定方向に沿って一様な断面形状を有していれば、全体として任意の形状およびサイズを有し得る。図1の例において、R−T−B系焼結磁石1は、Z軸方向に延び、Z軸に直交する断面(XY面に平行な断面)がZ軸方向における位置に関係なく一様な形状およびサイズを有している。この例において、R−T−B系焼結磁石1の上面1aは曲面であるが、上面1aは平面であってもよい。Z軸方向に延びる溝またはリッジが上面1aに存在しても良い。この例において、R−T−B系焼結磁石1の下面1bおよび側面1cは平坦であるが、下面1bおよび/または側面1cは、曲面であってもよい。
The RTB-based
図2Cに示されるように、塗布デバイス100は、ペーストが充填され得る内部空間10と、複数のR−T−B系焼結磁石1が、順次、内部空間10を横方向に通過するように構成された入口開口部12および出口開口部14とを備えている。図示されている例において、塗布デバイス100は出口開口部14を有する出口側構造物100aと、入口開口部12を有する入口側構造物100bとを一体化した構成を備えているが、塗布デバイス100の構成は、このような例に限定されない。塗布デバイス100の入口側には、図2Bおよび図2Cに示されるように、入口開口部12の周囲に斜面18が設けられ得る。また、内部空間10にペーストを充填するための孔15(ペースト導入孔)が連通している。
As shown in FIG. 2C, the
次に、図3A、図3Bおよび図3Cを参照する。図3Cは、図3Aおよび図3Bの3C−3C線断面図である。これらの図は、図2A、図2Bおよび図2Cに対応しており、1つのR−T−B系焼結磁石1が入口開口部12から挿入された状態を記載している。
Reference is now made to FIGS. 3A, 3B and 3C. 3C is a cross-sectional view taken along
図3Bおよび図3Cに示されるように、入口開口部12とR−T−B系焼結磁石1との間には大きな隙間は無いが、図3Aに示されるように、出口開口部14とR−T−B系焼結磁石1との間には隙間が設けられている。この隙間の代表的なサイズtが図3Cに示されている。隙間のサイズtは、典型的には、出口開口部14の周縁に沿って一様であるが、本開示は、このような例に限定されない。隙間のサイズtはR−T−B系焼結磁石1の上面1a、下面1b、側面1cの各々の側で相互に異なる値を有していてもよい。
As shown in FIGS. 3B and 3C, there is no large gap between the
この例における塗布デバイス100の入口開口部12は、R−T−B系焼結磁石1を摺動可能に支持し、R−T−B系焼結磁石1は横方向(Z軸方向)に移動可能である。入口開口部12は、横方向(Z軸方向)に直交する方向(XY面内方向)におけるR−T−B系焼結磁石1の運動を規制する形状および大きさを有している。典型的には、入口開口部12のZ軸に直交する断面における形状およびサイズは、R−T−B系焼結磁石1のZ軸に直交する断面における形状およびサイズに略等しく設計され得る。このように、入口開口部12は、挿入されたR−T−B系焼結磁石1の「位置決め」を行うとともに、内部空間10に充填されるペーストが入口開口部12から外部に流出しないように設計され得る。なお、後述するように、入口開口部12に対するR−T−B系焼結磁石1の位置決めは、この例に限定されず、他の装置を用いて行ってもよい。
The
塗布デバイス100の出口開口部14は、R−T−B系焼結磁石1に塗布されるペーストの層厚を規定する形状および大きさを有している。典型的には、入口開口部12のZ軸に直交する断面における形状およびサイズは、R−T−B系焼結磁石1のZ軸に直交する断面における形状およびサイズよりも、塗布されるペーストの層厚の分だけ外側に拡大した形状およびサイズを有している。すなわち、出口開口部14とR−T−B系焼結磁石1との間には隙間のサイズtによって、ペースト層の厚さが規定される。ペースト層は、塗布直後において溶剤などの液体成分を含有するが、乾燥工程によって液体成分が減少する。このため、ペースト層の厚さは、時間の経過に伴って変化し得る。
The
内部空間10のサイズは、種々の観点から適切な値に決定され得る。内部空間10のZ軸方向におけるサイズは、個々のR−T−B系焼結磁石1のZ軸方向におけるサイズよりも小さい値に設定される。これは、R−T−B系焼結磁石1の先端が出口開口部14から外部に突出するとき、図3Cに示されるように、R−T−B系焼結磁石1の少なくとも一部が入口開口部12によって実質的に保持されている必要があるからである。内部空間10のZ軸方向におけるサイズは、典型的にはR−T−B系焼結磁石1のZ軸方向のサイズの2分の1以下に設定することができ、例えば0.1mm〜50mmの範囲内の値に設定され得る。内部空間10のZ軸方向におけるサイズが0.1mmよりも小さいと、ペーストに含まれる粉末粒子のため、内部空間内10でペーストの流動性が低下する。また、このサイズが50mmを超えると、R−T−B系焼結磁石1の先端の位置が変動しやすくなる。しかし、Z軸方向におけるR−T−B系焼結磁石1のサイズが大きい場合、および、R−T−B系焼結磁石1の先端位置を規制する構成を付加的に設けることにより、内部空間10のZ軸方向におけるサイズを50mmよりも拡大することが可能である。内部空間10の形状は、立方体である必要はなく、ペースト20の流動性を考慮して任意であり得る。内部空間は、概略的に円盤状であってもよいし、楕円球状であってもよい。内部空間10と連通してペースト20を受け入れる孔15(ペースト導入孔)の個数は、1つに限定されず、複数であってもよい。例えば、図3Cでは出口側構造物100aの上方に形成した孔15の1か所から内部空間10にペースト20を導入しているが、下方や側面に同様の孔15を形成し、複数の孔15から内部空間10内にペースト20を導入してもよい。さらに、後述の塗布デバイスの改変例について説明するように、塗布デバイス100内に複数のペースト導入孔に連通するペーストの流路を形成し、塗布デバイス100内で複数のペースト導入孔からペースト20を導入するようにしてもよい。なお、本開示においては、ペースト20を内部空間10に導入する孔(開口部を「ペースト導入孔」と言う。
The size of the
次に、図4(a)、(b)および(c)を参照する。図4(a)、(b)および(c)は、複数のR−T−B系焼結磁石1が、順次、塗布デバイス100の入口開口部12に挿入され、内部空間10を通過して出口開口部14から排出される様子を模式的に示している。以下、これらの図を参照しながら塗布動作の例を説明する。
Reference is now made to FIGS. 4 (a), 4 (b) and 4 (c). 4A, 4 </ b> B, and 4 </ b> C, a plurality of RTB-based
まず、図4(a)に示すように、R−T−B系焼結磁石1を用意し、塗布デバイス100の入口開口部12に挿入する。挿入には、不図示の磁石供給装置が用いられ、R−T−B系焼結磁石1は、Z軸に平行な矢印方向に沿って図中の左方向に押される。このとき、塗布デバイスの100の入口側に設けた斜面18がR−T−B系焼結磁石1の先端部を摺動し、入口開口部12の中央にむけて案内する。R−T−B系焼結磁石1は内部空間10を通過し、出口開口部14から外側に出る。塗布工程の開始後、内部空間10がペーストによって充填される前、R−T−B系焼結磁石1を塗布デバイス100に挿入してもペーストの塗布は実行されない。しかし、ペーストを内部空間10に充填する前に、少なくとも1つのR−T−B系焼結磁石1を塗布デバイス100に挿入し、出口開口部14の開口面積を縮小しておくことが好ましい。
First, as shown in FIG. 4A, the RTB-based
次に、不図示のペースト供給装置から塗布デバイス100の孔15を通して内部空間10にペースト20を充填する。適切な圧力がペースト20に付与される。図4(b)は、内部空間10にペースト20が充填された状態を模試的に示している。内部空間10において、ペースト20はR−T−B系焼結磁石1の表面に接触し、その表面を被覆する。前述した隙間のサイズt、ペーストの圧力、R−T−B系焼結磁石1の移動速度を適切に調整することにより、隙間から外部に出るペースト20の量を制御し、適切な厚さのペースト20の塗布層(ペースト層2)を形成することができる。隙間のサイズtは、例えば0.1mm〜1mmの範囲に設定され得る。磁石サイズが大きくなるほど、ペースト層2を厚くすることが好ましい。例えば、厚さが6mm程度のR−T−B系焼結磁石1には、200〜500μm程度の厚さを有するペースト層2が形成され得る。
Next, the
図4(b)に示す例において、最初のR−T−B系焼結磁石1は、次のR−T−B系焼結磁石1によってZ軸に平行な矢印方向に沿って図中の左方向に押される。後述するように、不図示の磁石供給装置は、複数のR−T−B系焼結磁石1を、順次、塗布デバイス100に供給するように構成されている。
In the example shown in FIG. 4B, the first RTB-based
図4(c)に示されるように、塗布デバイス100の出口開口部14から排出されつつあるR−T−B系焼結磁石1の表面には、ペースト層2が形成されている。このペースト層2の厚さは、出口開口部14の端面からR−T−B系焼結磁石1の表面までの間隙のサイズtによって規定される。なお、ペースト20を内部空間10に充填する前に塗布デバイス100に挿入した最初のR−T−B系焼結磁石1には、ペースト層2の形成を十分に実現できない場合がある。そのような場合、塗布工程開始直後における少なくとも1つのR−T−B系焼結磁石1は、塗布のダミーとして機能する。
As shown in FIG. 4C, the
複数のR−T−B系焼結磁石1が連続して塗布デバイス100に提供されるため、好ましい実施形態において、前後に隣接して移動しつつある2つのR−T−B系焼結磁石1の間には隙間が形成されていない。このような隙間が形成されると、その隙間をペースト20が満たし、その結果、R−T−B系焼結磁石1の前端面1dおよび後端面1eにもペースト層2が形成されてしまう可能性がある。2つのR−T−B系焼結磁石1の間に隙間が形成される場合、その隙間のサイズを適切に調整することは困難であるため、R−T−B系焼結磁石1の前端面1dおよび後端面1eを覆うペースト層2の厚さには、大きなばらつきが生じやすい。したがって、前後に隣接して移動しつつある2つのR−T−B系焼結磁石1の間には隙間を形成しないようにして次から次にR−T−B系焼結磁石1を塗布デバイス100に挿入することが好ましい。
Since a plurality of R-T-B-based
塗布デバイス100の出口開口部14から出てきたR−T−B系焼結磁石1は、その4面(1a、1b、1c)にペースト層2が形成された状態にあるため、R−T−B系焼結磁石1を手または治具によって支持また把持することは避けたい。後述する実施形態では、塗布デバイス100の出口開口部14から排出されたR−T−B系焼結磁石1には、その下面側から気体が押し当てられ、気流によって浮遊しながら図中の左側に搬送される。この搬送時において、ペースト層2の少なくとも表面が乾燥する。R−T−B系焼結磁石1に気体を押し当てる装置は、例えば、多数の小さな孔からエアを噴き出すように構成されたテーブルを備える。R−T−B系焼結磁石1は、テーブルから浮遊しているため、他の物体とは実質的に非接触の状態で、ペースト層2の表面が乾燥する。その結果、ペースト層2に含まれる粉末の層がほぼ一様な厚さでR−T−B系焼結磁石1の表面(4面)を被覆することが可能になる。
The RTB-based
図5は、ペースト層2が塗布された状態にあるR−T−B系焼結磁石1を模式的に示している。図5(a)、(b)、および(c)は、それぞれ、ペースト層2が塗布されたR−T−B系焼結磁石1の上面図、正面図、および図5(a)の5C−5C線断面図を模式的に示している。図5に示されるように、R−T−B系焼結磁石1の上面1a、下面1b、および、2つの側面1cは、ペースト層2によって覆われている。しかし、この例におけるR−T−B系焼結磁石1の前端面1dおよび後端面1eは、ペースト層2によって覆われていない。
FIG. 5 schematically shows the RTB-based
本開示の塗布装置および塗布方法は、R−T−B系焼結磁石1の前端面1dおよび後端面1eを除く他の面に対して一度にペースト層2を形成し、乾燥後に粉末の層で一様に覆うことが可能であるため、生産性が高く、量産性に優れている。
In the coating apparatus and the coating method of the present disclosure, the
次に、比較のため、R−T−B系焼結磁石1を従来のノズル・ディスペンサを用いてR−T−B系焼結磁石の面および裏面に、順次、ペーストの塗布を行う方法を説明する。
Next, for comparison, a method in which the R-T-B system sintered
図6は、従来のノズル・ディスペンサ24、84を用いてペースト層2をR−T−B系焼結磁石1の上面1aおよび下面1bに塗布する例を模試的に示している。この例では、まず、R−T−B系焼結磁石1をテーブル80に載せた状態で、ノズル・ディスペンサ24により、ペーストをR−T−B系焼結磁石1の上面1aに塗布してペースト層2cを形成する。ペースト層2cを充分に乾燥させ、ハンドリングが可能になった後、R−T−B系焼結磁石1を上下反転させる。次に、ノズル・ディスペンサ84により、ペーストをR−T−B系焼結磁石1の下面1bに塗布してペースト層2dを形成する。図6の例では、ペースト層2cの厚さとペースト層2dの厚さとは、ほぼ等しい。
FIG. 6 schematically shows an example in which the
図7は、従来のノズル・ディスペンサ24、84を用いてペースト層2をR−T−B系焼結磁石1の上面1aおよび下面1bに塗布する様子の他の例を模試的に示している。この例でも、まず、R−T−B系焼結磁石1をテーブル80に載せた状態で、ノズル・ディスペンサ24により、ペーストをR−T−B系焼結磁石1の上面1aに塗布してペースト層2cを形成する。しかし、このとき、ペースト層2cの厚さが設計値よりもDtだけ大きかったとする。その後、R−T−B系焼結磁石1を上下反転させる。R−T−B系焼結磁石1の下面1bのテーブル80からの高さのレベルは、ペースト層2cの厚さとR−T−B系焼結磁石1の厚さとの合計値に相当する。図6の例に比べると、ペースト層2cの厚さがDtだけ大きいため、R−T−B系焼結磁石1の下面1bとノズル・ディスペンサ84の下端との間隔が縮小する。その結果、ノズル・ディスペンサ84により、ペーストをR−T−B系焼結磁石1の下面1bに塗布してペースト層2dを形成すると、ペースト層2dの厚さは設計値よりもDtだけ小さくなる。こうして、ペースト層2cの厚さとペースト層2dの厚さとの間にDtの2倍の差が発生してしまう。
FIG. 7 schematically shows another example of applying the
上述のように、従来のノズル・ディスペンサを用いる方法には、R−T−B系焼結磁石1の上面1aおよび下面1bに形成するペースト層2の厚さの制御が困難であるという課題がある。また、上記の従来技術によってR−T−B系焼結磁石1の上面1aおよび下面1bにペーストを塗布すると、上面1aおよび下面1bから横方向(側面1cに垂直な方向)にペーストがはみ出す可能性もある。そのような場合において、R−T−B系焼結磁石1の両側面1cにペーストを塗布すると、R−T−B系焼結磁石1の辺の近傍においてペースト層が厚くなりやすい。また、R−T−B系焼結磁石1の側面1cに対する塗布を行うとき、既にペーストの一部が側面1cの側にはみ出ていると、R−T−B系焼結磁石1の側面1cにおけるペースト層の厚さがばらつき、R−T−B系焼結磁石1の側面1cに所望厚さのペースト層を均一に形成することが困難になる。
As described above, the method using the conventional nozzle dispenser has a problem that it is difficult to control the thickness of the
前述したように、本開示の塗布デバイスおよび塗布方法によれば、このような従来技術で生じ得るペースト層の厚さバラツキを抑制することができる。また、R−T−B系焼結磁石1を上下反転させる必要も、反転工程間におけるペースト乾燥の必要も無く、R−T−B系焼結磁石1の4つの面に対して同時に塗布層を形成することできるため、生産性が向上する。
As described above, according to the coating device and the coating method of the present disclosure, it is possible to suppress the thickness variation of the paste layer that may occur in the conventional technique. Further, there is no need to invert the RTB-based
図8は、本開示の塗布デバイスを用いてペースト層2が塗布されたR−T−B系焼結磁石1の他の例を模式的に示している。この例におけるR−T−B系焼結磁石1は、長方形の断面を有する直方体の形状を有している。図8(a)、(b)、および(c)は、それぞれ、ペースト層2が塗布されたR−T−B系焼結磁石1の上面図、正面図、および図8(a)の8C−8C線断面図を模式的に示している。図8のR−T−B系焼結磁石1が図5のR−T−B系焼結磁石1と異なる主な点は、長軸方向に直交する断面の形状にある。図5の例において、この断面は長方形である。図8に示されるように、R−T−B系焼結磁石1の上面1a、下面1b、および、2つの側面1cは、ペースト層2によって覆われている。このような断面の形状およびサイズに合うように、塗布デバイス100の入口開口部12および出口開口部14の形状およびサイズが設計される。
FIG. 8 schematically shows another example of the RTB-based
このように、本開示によれば、R−T−B系焼結磁石1の周囲にペーストを塗布し、厚さが均一に調整されたペースト層を形成することが可能である。
Thus, according to the present disclosure, it is possible to apply a paste around the RTB-based
<塗布装置>
図9は、上記の塗布デバイスを備える塗布装置の主要部を示している。この塗布装置は、塗布デバイス100にR−T−B系焼結磁石1を、順次、挿入するための一対のローラ30a、30bと、ローラ30a、30bにR−T−B系焼結磁石1を供給するための台40と、ペースト20を塗布デバイス100に供給するペースト充填装置102とを備えている。一対のローラ30a、30bは、複数のR−T−B系焼結磁石1の各々を上下面から押圧しつつ、図中の左側方向に移動させる。ローラ30a、30bはR−T−B系焼結磁石1の各々を側面から押圧するような態様であってもよい。ローラ30a、30bの働きにより、複数のR−T−B系焼結磁石1が隙間なく塗布デバイス100に供給され得る。<Coating device>
FIG. 9 shows a main part of a coating apparatus including the above-described coating device. The coating apparatus includes a pair of
また、この塗布装置は、更に、塗布デバイス100から出てきたペースト塗布済みのR−T−B系焼結磁石1を搬送しながら乾燥工程を行うことができる粗乾燥装置50を備えている。図示されている粗乾燥装置50は、塗布デバイス100から排出された各R−T−B系焼結磁石1の少なくとも下面側にエアー(気体)を押し当てることにより、R−T−B系焼結磁石1を粗乾燥装置50から僅かに浮遊させ、搬送する。R−T−B系焼結磁石1は後続のR−T−B系焼結磁石1に押されて次々と搬送される。さらに、粗乾燥装置50の上面は傾斜していてもよい。磁石形状によっては、浮遊したR−T−B系焼結磁石1は、自重により、傾斜面の下降方向に向かって移動することができる。
The coating apparatus further includes a
粗乾燥装置50は、エアを吹き出すための多数の孔が形成された上面を有している。各孔のサイズは、例えば直径2mmの円形で有り得る。エアは、典型的には乾燥空気であるが、窒素ガスなど他の種類のガスであってもよい。なお、より小さな孔が形成されている多孔質中間板を用いても良い。また、孔の形状はどのようなものでも良く、例えば後述の構成例のように、スリット状であってもよい。
The
粗乾燥装置50の他の構成例については、後に説明する。
Another configuration example of the
<塗布デバイスの他の構成例>
このような塗布装置における塗布デバイス100は、図9に示されている構成を有するものに限定されず、他の構成を有していてもよい。例えば、図10に示すように、各々が異なる種類のペーストを充填する複数の内部空間内を、順次、R−T−B系焼結磁石1が通過して2層のペースト層をR−T−B系焼結磁石1上に形成するように構成された塗布デバイス100を用いても良い。<Other configuration examples of coating device>
The
図10の塗布デバイス100は、第2の内部空間16を形成するための追加構造物100cを備えている。この追加構造物100cは、出口側構造物100aにおける出口開口部14を含む領域を覆い、出口側構造物100aとともに第2の内部空間16を規定する。追加構造物100cの出口開口部17は、出口側構造物100aにおける出口開口部14よりも大きく、塗布によって形成される2層のペーストの合計厚さを規定するように設計されている。
The
このような塗布デバイスによれば、第1の内部空間10を第1のペースト20aで充填し、第2の内部空間16を第2のペースト20bで充填する。R−T−B系焼結磁石1が第1の内部空間10を通過するとき、R−T−B系焼結磁石1の表面にペースト20aが塗布されて第1のペースト層2aが形成される。その後、R−T−B系焼結磁石1が第2の内部空間16を通過するとき、第1のペースト層2aの上ペースト20bが塗布されて第2のペースト層2bが形成される。
According to such a coating device, the first
更に他の追加構造物を並べることにより、3層以上のペースト層を積層することも可能である。 Furthermore, it is also possible to laminate three or more paste layers by arranging other additional structures.
第1のペースト層2aと第2のペースト層2bとは、同じ材料から形成されていても良いし、異なる材料から形成されていても良い。後述する実施形態では、異なる材料から形成された粉末粒子を含むペーストをR−T−B系焼結磁石1に塗布する。図10の塗布デバイス100を用いると、R−T−B系焼結磁石1の表面に近い位置にはRLM合金粉末を含むペーストを配置し、R−T−B系焼結磁石1の表面から離れた位置にRH化合物粉末を含むペーストを配置することが容易に行える。
The
図11は、R−T−B系焼結磁石1が入口側構造物100bによって充分に位置決めされず、R−T−B系焼結磁石1の姿勢が安定していない例を模試的に示している。この例では、R−T−B系焼結磁石1が内部空間10の中で傾いている。このため、出口開口部14に対するR−T−B系焼結磁石1の位置がずれ、ペースト層2の厚さが設計値から外れて不均一になっている。
FIG. 11 schematically shows an example in which the RTB-based
図12は、上記のような位置ずれが発生しないようにする改良例を示す図である。図12の塗布デバイス100では、出口開口部14の位置に複数の規制部材104が設けられている。これらの規制部材104は、それぞれ、出口開口部14の周縁から中央に向かって突出しており、規制部材104の先端がR−T−B系焼結磁石1の位置を規制している。規制部材104は部分的にR−T−B系焼結磁石1の表面に接触してR−T−B系焼結磁石1に対して相対的に摺動し得る。このため、R−T−B系焼結磁石1の表面と出口開口部14の周縁との間隔は均一に維持され、ペースト層2の厚さが設計値から大きく外れることが無くなる。
FIG. 12 is a diagram showing an improved example for preventing the above-described misalignment. In the
図13は、R−T−B系焼結磁石1を覆うペースト層2の一部に形成されたストライプ状の凹部22を模試的に示している。ペースト層2の凹部22は、規制部材104の存在により、ペーストの塗布が行われなかった部分である。しかし、図13に示すように、R−T−B系焼結磁石1が塗布デバイス100から排出された後、乾燥前のペースト層2は液体成分を含有するため、表面張力により、速やかに拡がる。その結果、ペースト層2の凹部22は消滅するか、無視できるサイズに縮小する。凹部22の幅を狭くすることが好ましいため、各規制部材104の幅は、例えば0.2〜1mm程度の大きさに設定され得る。
FIG. 13 schematically shows a stripe-shaped
規制部材104がR−T−B系焼結磁石1の表面を摺動するとき、R−T−B系焼結磁石1の表面に小さな傷または浅い溝を形成する可能性がある。しかし、R−T−B系焼結磁石1の表面は最終的に研磨などによって加工されるため、小さな傷および浅い溝の形成は、最終的な磁石特性に悪影響を及ぼさない。
When the regulating
なお、規制部材104は、出口開口部14の周縁に設けられる必要は無く、出口側構造物100aの他の位置に設けられていても良い。
The regulating
図14は、出口開口部14にテーパ105が設けられた構成例を示している。このようなテーパ105が存在すると、ペーストが出口開口部17に向かって流れるときにR−T−B系焼結磁石1の先端を、その周囲から略均等に押圧する力が発生する。そのため、内部空間10の中でR−T−B系焼結磁石1が傾斜しても、テーパによって押されたペーストがR−T−B系焼結磁石1の位置を適切な範囲内に矯正する。
FIG. 14 shows a configuration example in which the
図15は、入口側構造物100bの前段部分に逆流防止装置120を付加した構成を示している。逆流防止装置120は、圧縮エアの圧力を入口側構造物100bの入口開口部12に与える気密室122を有している。具体的には、逆流防止装置120は、入口側構造物100bの入口開口部12をキャップし、逆流防止装置120と入口側構造物100bとの間に形成される空隙(気密室)に外部からエアを受け入れるように構成されている。逆流防止装置120は、R−T−B系焼結磁石1を通過させる開口部19を有している。エアの圧力が高すぎると、ペースト20が充填された内部空間10にエアが進入するおそれがあるが、開口部19とR−T−B系焼結磁石1との間に存在する空隙を介して、エアは外部に漏れるため、エアの圧力がそのように高くなりすぎることは防止され得る。
FIG. 15 shows a configuration in which a
<塗布装置の構成例>
図16を参照して、塗布装置の構成例を説明する。<Configuration example of coating apparatus>
With reference to FIG. 16, the structural example of a coating device is demonstrated.
図示される塗布装置は、上記のいずれかの塗布デバイスを備える。この塗布装置は、塗布デバイス100にR−T−B系焼結磁石1を、順次、挿入するための一対のローラ30a、30b、および、ローラ30a、30bにR−T−B系焼結磁石1を供給するためのコンベア装置64を備えている。コンベア装置64は、ローラ64a、64b、およびコンベアベルト64cを有している。
The illustrated coating apparatus includes any of the above-described coating devices. This coating apparatus includes a pair of
また、この塗布装置は、多数のR−T−B系焼結磁石1を搭載し得るストッカ60を備えている。ストッカ60に搭載されたR−T−B系焼結磁石1は、投入シリンダ62によってコンベア装置64上に押し出される。ストッカ60と投入シリンダ62とによってローダが構成されている。コンベアベルト64cに載ったR−T−B系焼結磁石1は、ローラ64a、64bの回転によって回動するコンベアベルト64cとともに塗布デバイス100に向かって移動する。一対のローラ30a、30bの間に挟まれたR−T−B系焼結磁石1は、順次、塗布デバイス100に挿入され、塗布工程に供せられる。ローラ30a、30bは、個々のR−T−B系焼結磁石1を上下から挟み込み、塗布デバイス100の入口開口部12に確実に挿入することができる。塗布デバイス100へのR−T−B系焼結磁石1の供給が途絶えないように、ローダ部はR−T−B系焼結磁石1をコンベア装置64上に供給し続ける。
Further, this coating apparatus includes a
次に、図17を参照する。図17に示されるように、塗布デバイス100から排出されたR−T−B系焼結磁石1は、粗乾燥装置50の上面を、噴出されたエアによって浮遊しつつ移動する。その移動中にペースト層2に対する粗乾燥が実行され、ペースト層2の少なくとも表面が乾燥する。吹き出すエアの温度は、典型的には室温であり得るが、粗乾燥を促進するため、吹き出すエアの温度を室温よりも高くしてもよい。その後、R−T−B系焼結磁石1は本乾燥装置70に移動し、そこで必要な時間だけ待機し、ペースト層2の乾燥を進行させる。本乾燥装置70は、ローラ70a、70b、コンベアベルト70c、および、押さえローラ70dを有している。なお、粗乾燥装置50および/または本乾燥装置70は、乾燥室(不図示)内に配置されていても良い。
Reference is now made to FIG. As shown in FIG. 17, the RTB-based
ペースト層2が充分に乾燥したR−T−B系焼結磁石1は、本乾燥装置70の上で待機する一つながりの状態にある複数のR−T−B系焼結磁石1から、一対のピンチローラ72によって個々に切り離され、その後、排出シュート74によって塗布装置から排出される。ピンチローラ72の接線方向速度、すなわち回転周速度は、ピンチローラ72に挟み込まれたR−T−B系焼結磁石1の移動速度を規定する。この移動速度は、本乾燥装置70のコンベアベルト70cの移動速度よりも高く設定される。本乾燥装置70の押さえローラ70dの働きにより、本乾燥装置70の上で待機する一つながりの状態にある複数のR−T−B系焼結磁石1から、ピンチローラ72で挟んだR−T−B系焼結磁石1を切り離すことが可能になる。
The R-T-B type sintered
<粗乾燥装置の構成例>
まず、図18を参照する。図18は、粗乾燥装置のZ軸方向に垂直な断面を模式的に示している。<Configuration example of coarse drying device>
First, referring to FIG. FIG. 18 schematically shows a cross section perpendicular to the Z-axis direction of the coarse drying apparatus.
本開示の実施形態によれば、R−T−B系焼結磁石1の周囲がペースト層2で覆われた状態で塗布デバイス100から排出される。排出直後のペースト層2は乾燥していないため、R−T−B系焼結磁石1をそのままコンベアベルト上に置いたり、人の手または治具で把持したりすると、ペースト層2の厚さが局所的に変化したり、ペースト層2の一部が剥がれ落ちたりするおそれがある。図18に示される粗乾燥装置50は、エアを吹き出すための複数の孔(スリット状開口部)52a、52bと、エアの供給を受ける開口部54と、余分なエアを外部に逃がすためのスリット状の開口部56とを備えている。
According to the embodiment of the present disclosure, the RTB-based
孔52aは、R−T−B系焼結磁石1を重力に抗して持ち上げるようにエアを吹き出すように構成されている。本実施形態における孔52aの幅は、例えば1mmであり得る。孔52bは、エアで持ち上げられ、浮遊するR−T−B系焼結磁石1の位置を中央付近に調整するためのエアを側方から中央に向けて吹き出すように構成されている。本実施形態における孔52bの幅は、例えば0.5〜3mmの範囲内の値であり得る。孔52bの幅および高さ方向の位置は、R−T−B系焼結磁石1の上面または下面を流れる気流を形成し得るため、R−T−B系焼結磁石1の姿勢を安定に保つように適切に調整され得る。エアを外部に逃がすためのスリット状の開口部56の幅は、例えば1mm〜10mmの範囲内に設定され得る。
The
図19は、図18に模式的に示される粗乾燥装置50の斜視図である。スリット状の孔52a、52bから噴出されたエアがスリット状開口部56に向かって流れるため、粗乾燥装置50上で浮遊するR−T−B系焼結磁石1は、粗乾燥装置50の側壁に衝突することなく、後続のR−T−B系焼結磁石1に押されてZ軸方向に沿って移動していく。前述したように、粗乾燥装置50の上面は水平面に対して傾斜していてもよい。
FIG. 19 is a perspective view of the
孔52a、52bの形状、サイズ、および個数は、図18および図19に示される例に限定されない。孔52a、52bは、スリット形状を有している必要はない。開口部56の形状、サイズ、および個数も、図18および図19に示される例に限定されない。
The shape, size, and number of the
開口部56を設けないと、孔52a、52bから噴出したエアが、R−T−B系焼結磁石1の一方の側面から上方に流れてしまい、R−T−B系焼結磁石1を水平に保つことができなくなる場合がある。このため、孔52a、52bから噴出したエアを装置外に逃す開口部56を設けることが好ましい。
If the
このような開口部56を設ける代わりに、他の構成を採用しても、R−T−B系焼結磁石1の姿勢を安定にすることが可能である。
Even if another configuration is adopted instead of providing such an
図20は、粗乾燥装置50の他の構成例を模試的に示す断面図である。この例における粗乾燥装置50の上面(R−T−B系焼結磁石1に対向する面)は水平方向に対して例えば0.5〜3度程度傾斜している。すなわち、粗乾燥装置50の上面に対する法線は、XY面内において、Y軸方向からX軸方向に向かって僅かに回転している。このような傾斜により、浮遊状態のR−T−B系焼結磁石1は図中のX軸方向に向かう力を受ける。この力は、孔52bから吹き出すエアによって力と釣り合う、こうして、浮遊状態のR−T−B系焼結磁石1のX軸方向における位置は安定し、R−T−B系焼結磁石1の姿勢も適切に調整される。
FIG. 20 is a cross-sectional view schematically showing another configuration example of the
図21は、粗乾燥装置50の更に他の構成例を模試的に示す断面図である。この例における粗乾燥装置50の上面(R−T−B系焼結磁石1に対向する面)は、中央が窪むように湾曲している。すなわち、このような湾曲により、浮遊状態のR−T−B系焼結磁石1は中央付近に向かう力を受ける。こうして、浮遊状態のR−T−B系焼結磁石1のX軸方向における位置は安定し、R−T−B系焼結磁石1の姿勢も適切に調整される。
FIG. 21 is a cross-sectional view schematically showing still another configuration example of the
<塗布デバイスの改変例>
図22は、塗布デバイス100内に形成された複数の孔から内部空間10にペーストを導入する塗布デバイス100の構成例を示す図である。図23Aは、ペーストを導入する孔の個数が2個の例における図22のA−A線図である。同様に、図23Bおよび図23Cは、それぞれ、ペーストを導入する孔の個数が2個の例における図22のB−B線図およびC−C線図である。<Modification example of coating device>
FIG. 22 is a diagram illustrating a configuration example of the
図22の塗布デバイスは、入口開口部12を有する入口側構造物100bと、出口開口部14を有し内部空間10を規定する出口側構造物100aと、入口側構造物100bと出口側構造物100aとの間に位置し、複数のR−T−B系焼結磁石を順次通過させる磁石通過孔134を有する中間板130とを備えている。中間板130は、ペーストを通過させるペースト通過孔132a、132bを有している。
The coating device of FIG. 22 includes an inlet-
図23Aに示される入口側構造物100bは、中間板130に接する側に開いた凹部から形成された第1の溝140を有している。図の例において、第1の溝140は、外部から塗布デバイス100内にペーストを導入する孔15´の位置からXY面に平行な面に沿って延び、途中で2本に分岐している。第1の溝140の分岐部は、入口開口部12の両側をY軸方向に平行な方向に延びている。第1の溝140の深さ(凹部の深さ)は、入口側構造物100bの厚さよりも小さい。第1の溝140と中間板130とによって挟まれた空間が第1のペースト流路145を規定している。
The entrance-
図23Cに示される出口側構造物100aは、中間板130に接する側に開いた凹部から形成された第2の溝150を有し、第2の溝150と中間板130とによって挟まれた空間が第2のペースト流路155を規定している。第1および第2のペースト流路145、155の流路断面は、例えば1〜400mm2程度である。The outlet-
図23Bに示される中間板130は、第1のペースト流路145と第2のペースト流路155とを連通する2つのペースト通過孔132a、132bを有している。中間板130に設けられたペースト通過孔の個数は、2個に限定されず、単数であっても良いが、複数であることが望ましい。
The
第2のペースト流路155は、複数の異なる位置に設けられた孔(ペースト導入孔)15a、15bによって内部空間10に連通している。
The second
図23Aに示される入口側構造物100bの孔15´から導入されたペーストは、第1ペースト流路145を流れ、第1のペースト流路145の内部を埋める。第1のペースト流路145の内部を埋めたペーストは、図23Bに示される中間板130のペースト通過孔132a、132bを通り、図23Cに示される出口側構造物100aの第2のペースト流路155内に流れ込む。第2のペースト流路155内に流れ込んだペーストは、複数のペースト導入孔15a、15bの各々を通って内部空間10の中に導入される。ペースト導入孔は、例えば1〜20mmの直径を有している。
The paste introduced from the
図24Aは、ペーストを導入する孔の個数が4個の例における図22のA−A線図である。同様に、図24Bおよび図24Cは、それぞれ、ペーストを導入する孔の個数が4個の例における図22のB−B線図およびC−C線図である。 FIG. 24A is an AA diagram of FIG. 22 in an example in which the number of holes for introducing paste is four. Similarly, FIG. 24B and FIG. 24C are the BB diagram and CC diagram of FIG. 22 in the example where the number of holes for introducing the paste is four, respectively.
図24Aの入口側構造物100bおよび図24Bの中間板130は、それぞれ、図23Aの入口側構造物100bおよび図23Bの中間板130の構造と同様の構造を有している。異なる点は、図24Cに示される出口側構造物100aの構造にある。図24Cの出口側構造物100aも、第2の溝150を有し、中間板130と第2の溝150との間の空間によって第2のペースト流路155が規定されている。この例に特徴的な点は、第2のペースト流路155内に流れ込んだペーストが、4カ所のペースト導入孔15a、15b、15c、15dの各々を通って内部空間10の中に導入される点にある。内部空間10にペーストを導入する孔1の個数が増えると、ペースト供給量が変動しても、その影響が分散される。その結果、塗布によって形成されるペースト層の厚さのばらつきを低減することができる。
The
なお、図22〜図24Cでは、入口側構造物100aの上方に形成した孔15´の1か所を通じて外部からペースト20を導入しているが、入口側構造物100aの下方や側面に同様の孔15´を形成し、複数の孔15´から塗布デバイス100内にペースト20を導入するようにしてもよい。
22 to 24C, the
<塗布装置の改変例>
図25に示すように、塗布デバイス100に対するコンベア装置64の相対的な高さが基準レベルよりも高くなったり、低くなったりすると、塗布デバイス100の入口開口部12に対するR−T−B系焼結磁石1の位置および進入角度がずれてしまうことが起こり得る。R−T−B系焼結磁石1が入口開口部12から塗布デバイス100内に供給されているとき、R−T−B系焼結磁石1と入口開口部12との間のクリアランスが大きいと、位置や進入角度のずれは大きくなりやすい。このようなずれが生じると、図25に示されるように、塗布したべースト層2の厚さが不均一になる。入口開口部12の位置や進入角度の精度は、そのままペースト層2の厚さの精度に影響するため高い精度が必要とされる。入口開口部12の位置や進入角度のずれの影響は、R−T−B系焼結磁石1が長軸方向に長く延びた形状を持つ場合に顕著である。<Modification example of coating device>
As shown in FIG. 25, when the relative height of the
図26は、このような位置ずれを抑制するために位置決め機構として機能する基準ブロック35を備える塗布装置の構成例を示す図である。位置決め基準ブロック35は、コンベア装置64から送られてきたR−T−B系焼結磁石1の上下方向(Y方向)の運動を規制するための上面(摺動面)を有している。位置決め基準ブロック35は、例えば機械加工によって高さと角度の精度が出されており、位置決め基準ブロック35上でR−T−B系焼結磁石1をローラで押し付けることによって、入口開口部12に侵入するR−T−B系焼結磁石1の位置と進入角度が高い精度で規制される。また、この位置決めブロック35に加えて、R−T−B系焼結磁石1の進行方向に対して左右の方向(X方向)の運動を規制する、さらなる位置決めブロックとローラを設けてもよい。上下方向(Y方向)の運動を規制するための位置決め基準ブロックと左右方向(X方向)の運動を規制するための位置決めブロックは一体化されていてもよい。すなわち、XY方向の運動を規制するための位置決めブロックとそれぞれの方向に対応するローラを設けてもよい。
FIG. 26 is a diagram illustrating a configuration example of a coating apparatus including a
R−T−B系焼結磁石1は、ローラによって位置決め基準ブロック35の上面に軽く押圧されながら、塗布デバイス100の入口開口部12の中に高い位置および進入角度の精度でもって水平に移動する。位置決め基準ブロック35における上面の上下方向の位置は、塗布デバイス1における入口開口部12の上下方向の位置に合わせて調整可能である。また、上述の不図示の左右方向(X方向)の運動を規制するための位置決めブロックの左右方向の位置は、塗布デバイス1の入口開口部12の左右方向の位置に合わせて調整可能である。図26の例では、位置決め基準ブロック35の上面は水平であるが、なんらかの目的で塗布デバイス100そのものが傾斜している場合、塗布デバイス100の傾斜に合わせて、基準ブロック35の上面を傾斜させることによって、進入角度を塗布デバイス100の傾斜角度に合わせることも可能である。
The RTB-based
図27は、本開示による塗布デバイス100の更に他の構成例を示す図である。この塗布デバイス100において、出口側構造物100aによって規定される内部空間10は、R−T−B系焼結磁石1が通過する方向(Z軸方向)において、各R−T−B系焼結磁石1の長さの半分以上4分の3以下のサイズを有している。たとえば、内部空間10のZ軸方向におけるサイズは2mm以上に設定され、典型的な例において、4〜90mmの範囲内にある。
FIG. 27 is a diagram illustrating still another configuration example of the
図27の例において、R−T−B系焼結磁石1の先端は、一時的にペーストの内部に完全に埋もれ、ペースト中に浮いた状態が形成される。そして、内部空間の隙間が狭くなるにしたがって、より大きな動圧を受け、それによってセンタリングが実現する。図27の内部空間10は、このように各R−T−B系焼結磁石1の一時的なペースト内浮遊を実現する寸法(R−T−B系焼結磁石1の寸法の半分以上)を有している。R−T−B系焼結磁石1全体が完全にペースト内に浮く状態になってしまうと、テーパ105によるセンタリング効果が発揮されにくいので、内部空間10の寸法はR−T−B系焼結磁石1の寸法の4分の3以下が好ましい。すなわち、R−T−B系焼結磁石1の先端が内部空間10内にあるとき、R−T−B系焼結磁石1の後端は内部空間10外にあることが好ましい。また、浮遊中のR−T−B系焼結磁石1の先端がペースト内で沈降しないように、十分に長いテーパ105によって移動中のR−T−B系焼結磁石1に適切な大きさの動圧を形成することが好ましい。テーパ105のZ軸方向におけるサイズは、内部空間10のZ軸方向におけるサイズの20分の1以上に設定され、内部空間10のZ軸方向におけるサイズの3分の1以上が好ましく、半分以上がさらに好ましい。内部空間10のZ軸方向におけるサイズと同じ、すなわち、内部空間10全体がテーパで形成されていてもよい。
In the example of FIG. 27, the tip of the RTB-based
図28は、粗乾燥装置50の更に他の構成例を模試的に示す断面図である。この例における粗乾燥装置50は、図21の例に比べて、曲率半径がより短い凹部形状を有しており、弓型のR−T−B系焼結磁石1の湾曲した面を下方に向けた状態で粗乾燥を行う。R−T−B系焼結磁石1の湾曲した面の曲率半径と、粗乾燥装置50の凹部の曲率半径とは、一致している必要はない。重要な点は、端部55aにおいて、R−T−B系焼結磁石1の湾曲した面と粗乾燥装置50の凹部とのギャップが相対的に短縮していることである。このようなギャップの短縮により、R−T−B系焼結磁石の両脇からエアの抜けが抑制され、適切な搬送が実現する。
FIG. 28 is a cross-sectional view schematically showing still another configuration example of the
以下、本開示の好ましい実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, a preferred embodiment of the present disclosure will be described in detail.
[R−T−B系焼結磁石母材]
まず、本開示では、重希土類元素RHの拡散の対象としてR−T−B系焼結磁石母材を準備する。なお、本明細書では、わかりやすさのため、重希土類元素RHの拡散の対象とするR−T−B系焼結磁石をR−T−B系焼結磁石母材と厳密に称することがあるが、「R−T−B系焼結磁石」の用語はそのような「R−T−B系焼結磁石母材」を含むものとする。このR−T−B系焼結磁石母材は公知のものが使用でき、例えば以下の組成を有する。
希土類元素R:12〜17原子%
B(B(ボロン)の一部はC(カーボン)で置換されていてもよい):5〜8原子%
添加元素M´(Al、Ti、V、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、Ga、Zr、Nb、Mo、Ag、In、Sn、Hf、Ta、W、Pb、およびBiからなる群から選択された少なくとも1種):0〜2原子%
T(Feを主とする遷移金属元素であって、Coを含んでもよい)および不可避不純物:残部
ここで、希土類元素Rは、主として軽希土類元素RL(Ndおよび/またはPr)であるが、重希土類元素を含有していてもよい。なお、重希土類元素を含有する場合は、重希土類元素RH(Dyおよび/またはTb)の少なくとも一方を含むことが好ましい。[RTB-based sintered magnet base material]
First, in the present disclosure, an RTB-based sintered magnet base material is prepared as an object of diffusion of the heavy rare earth element RH. In the present specification, for the sake of easy understanding, an RTB-based sintered magnet that is a target of diffusion of the heavy rare earth element RH may be strictly referred to as an RTB-based sintered magnet base material. The term “R-T-B system sintered magnet” includes such “R-T-B system sintered magnet base material”. As this RTB-based sintered magnet base material, a known material can be used, for example, having the following composition.
Rare earth element R: 12-17 atom%
B (a part of B (boron) may be substituted with C (carbon)): 5 to 8 atomic%
Additive element M ′ (selected from the group consisting of Al, Ti, V, Cr, Mn, Ni, Cu, Zn, Ga, Zr, Nb, Mo, Ag, In, Sn, Hf, Ta, W, Pb, and Bi At least one): 0 to 2 atomic%
T (which is a transition metal element mainly containing Fe and may contain Co) and inevitable impurities: the balance Here, the rare earth element R is mainly a light rare earth element RL (Nd and / or Pr), It may contain rare earth elements. In addition, when a heavy rare earth element is contained, it is preferable to include at least one of heavy rare earth elements RH (Dy and / or Tb).
上記組成のR−T−B系焼結磁石母材は、任意の製造方法によって製造される。 The RTB-based sintered magnet base material having the above composition is manufactured by an arbitrary manufacturing method.
[ペースト]
ペーストは、拡散剤、または、拡散剤と拡散助剤との混合物を含有する。[paste]
The paste contains a diffusion agent or a mixture of a diffusion agent and a diffusion aid.
拡散剤は、典型的には、RH化合物(RHはDyおよび/またはTb、RH化合物はRHフッ化物および/またはRH酸フッ化物)の粉末であり得る。ある好ましい実施形態において、RH化合物粉末は、後述する拡散助剤として機能するRLM合金粉末よりも質量比で等しいか少ない。RH化合物粉末を均一に塗布するには、RH化合物粉末の粒度が小さいことが好ましい。本発明者の検討によれば、RH化合物の粉末の粒度は凝集した2次粒子の大きさにおいて20μm以下が好ましく、10μm以下がより好ましい。小さいものは1次粒子で数μm程度(1μm以上)である。 The diffusing agent may typically be a powder of an RH compound (RH is Dy and / or Tb, RH compound is RH fluoride and / or RH oxyfluoride). In a preferred embodiment, the RH compound powder is equal to or less in mass ratio than the RLM alloy powder that functions as a diffusion aid described below. In order to uniformly apply the RH compound powder, the particle size of the RH compound powder is preferably small. According to the study by the present inventor, the particle size of the RH compound powder is preferably 20 μm or less, more preferably 10 μm or less, in the size of the aggregated secondary particles. Small particles are about several μm (1 μm or more) in primary particles.
拡散助剤は、典型的にはRLM合金の粉末であり得る。ここで、RLとしてはRH化合物を還元する効果の高い軽希土類元素が適しており、RLはNdおよび/またはPrである。MはCu、Fe、Ga、Co、Ni、Alから選ばれる1種以上である。拡散助剤の材料としてNd−Cu合金やNd−Al合金を用いると、NdによるRH化合物の還元能力が効果的に発揮され、HcJの向上効果がより高い。また、ある実施形態において、RLM合金はRLを50原子%以上含み、かつ、その融点は熱処理温度以下である。RLM合金の粉末の粒度は150μm以下が好ましく、100μm以下がより好ましい。RLM合金粉末の粒度が小さすぎると酸化しやすく、酸化防止の観点から、RLM合金粉末の粒度の下限は5μm程度である。RLM合金の粉末の粒度の典型例は、20〜100μmである。The diffusion aid may typically be an RLM alloy powder. Here, a light rare earth element having a high effect of reducing the RH compound is suitable as RL, and RL is Nd and / or Pr. M is at least one selected from Cu, Fe, Ga, Co, Ni, and Al. When an Nd—Cu alloy or an Nd—Al alloy is used as the material for the diffusion aid, the ability to reduce the RH compound by Nd is effectively exhibited, and the effect of improving H cJ is higher. In some embodiments, the RLM alloy contains 50 atomic% or more of RL, and its melting point is not higher than the heat treatment temperature. The particle size of the RLM alloy powder is preferably 150 μm or less, and more preferably 100 μm or less. If the particle size of the RLM alloy powder is too small, it is easy to oxidize. From the viewpoint of preventing oxidation, the lower limit of the particle size of the RLM alloy powder is about 5 μm. A typical example of the particle size of the RLM alloy powder is 20 to 100 μm.
RLの含有割合が50原子%以上のRLM合金は、RLがRH化合物を還元する能力が高く、かつ、融点が熱処理温度以下である。このため、熱処理時に溶融してRH化合物を効率よく還元し、より高い割合で還元されたRHがR−T−B系焼結磁石母材中に拡散して少量でも効率よくR−T−B系焼結磁石のHcJを向上させることができる。ある実施形態において、RLM合金はRLを65原子%以上含む。An RLM alloy having an RL content of 50 atomic% or more has a high ability of RL to reduce the RH compound, and has a melting point equal to or lower than the heat treatment temperature. For this reason, it melts at the time of heat treatment and efficiently reduces the RH compound, and the RH reduced at a higher rate diffuses into the R-T-B system sintered magnet base material and efficiently even in a small amount. HcJ of the system sintered magnet can be improved. In some embodiments, the RLM alloy contains 65 atomic percent or more of RL.
ペーストは、上述したRH化合物粉末およびRLM合金粉末に、バインダ、水、および/または溶媒を混合して作製され得る。溶媒は例えは有機溶剤であり得る。RLM合金粉末の塗布量はHcJ向上の程度に直接関与しないため、重力や表面張力によって多少ばらついても問題はない。なお、バインダおよび溶媒は、その後の熱処理の昇温過程において、RLM合金の融点以下の温度で熱分解や蒸発が生じてR−T−B系焼結磁石の表面から除去されるものであればよく、その種類は特に限定されない。The paste can be prepared by mixing the above-described RH compound powder and RLM alloy powder with a binder, water, and / or a solvent. The solvent can be an organic solvent, for example. Since the coating amount of the RLM alloy powder is not directly related to the degree of improvement in HcJ, there is no problem even if it varies slightly due to gravity or surface tension. Note that the binder and the solvent can be removed from the surface of the R-T-B system sintered magnet by thermal decomposition or evaporation at a temperature lower than the melting point of the RLM alloy in the subsequent heating process. Well, the type is not particularly limited.
本開示の実施形態によれば、R−T−B系焼結磁石母材の表面に塗布したペーストには、塗布から乾燥までの間に一様に収縮して、塗布層の形状の均一性を保つことが求められる。バインダまたは粉末の重量比率を高めると、ペーストの粘度が増加するため、塗布層の形状を維持する能力が向上する。また、低沸点溶剤(エタノールまたは水)をペーストに含めると、乾燥に要する時間が短縮するため、塗布層の形状も維持されやすくなる。 According to the embodiment of the present disclosure, the paste applied to the surface of the RTB-based sintered magnet base material is uniformly shrunk from application to drying, and the uniformity of the shape of the application layer It is required to keep. When the weight ratio of the binder or the powder is increased, the viscosity of the paste increases, so that the ability to maintain the shape of the coating layer is improved. In addition, when a low boiling point solvent (ethanol or water) is included in the paste, the time required for drying is shortened, so that the shape of the coating layer is easily maintained.
[ペースト塗布]
前述した塗布装置を用いて、上記のペーストをR−T−B系焼結磁石母材に塗布する。[Paste application]
The above-mentioned paste is applied to the RTB-based sintered magnet base material using the above-described coating apparatus.
塗布工程により、拡散剤であるRH化合物の粉末は、拡散助剤であるRLM合金粉末とともに磁石表面に配置される。このとき、磁石表面にRLM合金粉末粒子を含む第1のペーストを塗布して第1ペースト層を形成した後、第1層の上にRH化合物を含む第2のペーストを塗布して第2ペースト層を形成しても良い。 By the coating process, the powder of the RH compound that is the diffusing agent is arranged on the magnet surface together with the RLM alloy powder that is the diffusion aid. At this time, a first paste layer containing RLM alloy powder particles is applied to the magnet surface to form a first paste layer, and then a second paste containing an RH compound is applied onto the first layer. A layer may be formed.
ペーストに含まれるRLM合金は、その融点が熱処理温度以下であるため、熱処理の際に溶融し、それによって高い効率で還元されたRHがR−T−B系焼結磁石内部に拡散しやすい状態になる。したがって、RLM合金の粉末とRH化合物の粉末とをR−T−B系焼結磁石の表面に存在させる前にR−T−B系焼結磁石の表面に対して酸洗などの特段の清浄化処理を行う必要はない。もちろん、そのような清浄化処理を行うことを排除するものではない。 Since the melting point of the RLM alloy contained in the paste is equal to or lower than the heat treatment temperature, the RH that is melted during the heat treatment and reduced with high efficiency is easily diffused into the RTB-based sintered magnet. become. Therefore, before the RLM alloy powder and the RH compound powder are present on the surface of the RTB-based sintered magnet, the surface of the RTB-based sintered magnet is specially cleaned such as pickling. There is no need to perform the conversion process. Of course, it does not exclude performing such a cleaning process.
ペーストの層に含まれるRH化合物のR−T−B系焼結磁石母材の表面における存在比率(熱処理前)は、質量比率でRLM合金:RH化合物=9.6:0.4〜5:5とする。さらに好ましい存在比率はRLM合金:RH化合物=9.5:0.5〜6:4である。 The abundance ratio (before heat treatment) of the RH compound contained in the paste layer on the surface of the RTB-based sintered magnet base material is RLM alloy: RH compound = 9.6: 0.4 to 5: 5 A more preferable abundance ratio is RLM alloy: RH compound = 9.5: 0.5 to 6: 4.
本開示は、RLM合金およびRH化合物の粉末以外の粉末(第三の粉末)を含むペーストが塗布されるなどして、R−T−B系焼結磁石母材の表面に第三の粉末が存在することを必ずしも排除しないが、第三の粉末がRH化合物中のRHをR−T−B系焼結磁石母材の内部に拡散することを阻害しないように留意する必要がある。R−T−B系焼結磁石母材の表面に存在する粉末の全体に占める「RLM合金およびRH化合物」の粉末の質量比率は、70%以上であることが望ましい。 In the present disclosure, a paste containing a powder (third powder) other than the powder of the RLM alloy and the RH compound is applied, and the third powder is applied to the surface of the RTB-based sintered magnet base material. Although not necessarily excluded, it should be noted that the third powder does not hinder the diffusion of RH in the RH compound into the RTB-based sintered magnet base material. The mass ratio of the “RLM alloy and RH compound” powder in the entire powder existing on the surface of the RTB-based sintered magnet base material is desirably 70% or more.
本開示によれば、少ない量のRHで、効率的にR−T−B系焼結磁石のHcJを向上させることが可能である。R−T−B系焼結磁石の表面に存在させるRHの量は、磁石表面1mm2あたり0.03〜0.35mgであることが好ましく、0.05〜0.25mgであることが更に好ましい。According to the present disclosure, it is possible to efficiently improve H cJ of an RTB -based sintered magnet with a small amount of RH. The amount of RH to be present on the surface of the RTB-based sintered magnet is preferably 0.03 to 0.35 mg, more preferably 0.05 to 0.25 mg, per 1 mm 2 of the magnet surface. .
[拡散熱処理]
本開示においては、ペーストに含まれていたRLM合金の粉末とRH化合物の粉末とをR−T−B系焼結磁石母材の表面に存在させた状態で熱処理を行う。なお、熱処理の開始後、RLM合金の粉末は溶融するため、RLM合金が熱処理中に常に「粉末」の状態を維持する必要は無い。熱処理の雰囲気は真空または不活性ガス雰囲気が好ましい。熱処理温度はR−T−B系焼結磁石の焼結温度以下(具体的には例えば1000℃以下)であり、かつ、RLM合金の融点よりも高い温度である。熱処理時間は例えば10分〜72時間である。また前記熱処理の後必要に応じてさらに400〜700℃で10分〜72時間の熱処理を行ってもよい。[Diffusion heat treatment]
In the present disclosure, heat treatment is performed in a state in which the powder of the RLM alloy and the powder of the RH compound contained in the paste are present on the surface of the RTB-based sintered magnet base material. Since the RLM alloy powder melts after the start of the heat treatment, it is not necessary for the RLM alloy to always maintain a “powder” state during the heat treatment. The atmosphere for the heat treatment is preferably a vacuum or an inert gas atmosphere. The heat treatment temperature is not higher than the sintering temperature of the RTB-based sintered magnet (specifically, for example, 1000 ° C. or lower) and higher than the melting point of the RLM alloy. The heat treatment time is, for example, 10 minutes to 72 hours. Moreover, you may perform the heat processing for 10 minutes-72 hours at 400-700 degreeC further as needed after the said heat processing.
なお、本開示の実施形態による塗布装置は、上述したR−T−B系焼結磁石母材の例に必ずしも限定されない。本開示の塗布装置は、様々な磁石母材の表面に粉末のペースト層を形成して磁石母材の内部に所望の元素を拡散させる方法に用いることができる。 In addition, the coating device by embodiment of this indication is not necessarily limited to the example of the RTB system sintered magnet base material mentioned above. The coating device of the present disclosure can be used in a method of diffusing a desired element in a magnet base material by forming a powder paste layer on the surface of various magnet base materials.
図4に示す塗布デバイスを有する装置および方法により、R−T−B系焼結磁石母材に対するペーストの塗布を行った。 The paste was applied to the RTB-based sintered magnet base material by the apparatus and method having the application device shown in FIG.
用いたR−T−B系焼結磁石母材は、図1に示されるような形状を有し、そのサイズはX方向28.4mm、Y方向6.88mm、Z方向32.3mm、上面のR30.2mmであった。R−T−B系焼結磁石母材の組成は、Nd=13.4、B=5.8、Al=0.5、Cu=0.1、Co=1.1、残部=Fe(原子%)であり、その磁気特性をB−Hトレーサーによって測定したところ、HcJは1035kA/m、Brは1.45Tであった。The RTB-based sintered magnet base material used has a shape as shown in FIG. 1 and has a size of 28.4 mm in the X direction, 6.88 mm in the Y direction, 32.3 mm in the Z direction, R30.2 mm. The composition of the RTB-based sintered magnet base material is as follows: Nd = 13.4, B = 5.8, Al = 0.5, Cu = 0.1, Co = 1.1, balance = Fe (atom a%), was measured the magnetic properties by B-H tracer, H cJ is 1035kA / m, B r was 1.45 T.
用いたペーストの構成は、拡散剤(粒度10μm以下の市販のTbF3(at.比)粉末)と拡散助剤(遠心アトマイズ法で作製された粒度100μm以下の球状Nd70Cu30(at.比)粉末)を質量比8:2で混合した混合粉末80質量%、ポリビニルアルコール4質量%、水16質量%であった。The paste used was composed of a diffusing agent (commercially available TbF 3 (at. Ratio) powder having a particle size of 10 μm or less) and a diffusion aid (spherical Nd 70 Cu 30 (at. Ratio) produced by the centrifugal atomization method and having a particle size of 100 μm or less. ) Powder) mixed at a mass ratio of 8: 2 was 80% by mass of mixed powder, 4% by mass of polyvinyl alcohol, and 16% by mass of water.
こうして、表1記載の塗布量でR−T−B系焼結磁石母材の4つの面を被覆し、乾燥工程を行って、No.1〜3のサンプルを作製した。1つのR−T−B系焼結磁石母材に対する塗布工程に要した時間は、0.3秒程度であった。
In this way, four surfaces of the RTB-based sintered magnet base material were coated with the coating amounts shown in Table 1, and the drying process was performed.
図29Aは、乾燥工程後のサンプルNo.2の断面を示している。図29Aからわかるように、4つの面に略均一な厚さのペースト層が形成されていた。 29A shows the sample No. after the drying step. 2 shows a cross section. As can be seen from FIG. 29A, paste layers having a substantially uniform thickness were formed on the four surfaces.
その後、拡散のための熱処理を行った。得られたR−T−B系焼結磁石の表面をそれぞれ0.2mmずつ機械加工にて除去し、さらにNo.1〜3のそれぞれにつき以下の通りA〜E5種類の測定サンプルを切り出した。サンプルA:磁石中央部分の6.28mm×7.0mm×7.0mm、サンプルB:磁石底面のX軸方向中央部表面部分の1.0mm×1.0mm×1.0mm、サンプルC:磁石上面のX軸方向中央部表面部分の1.0mm×1.0mm×1.0mm(サンプルB、CのZ軸方向は中央付近、サンプルAを切り出した部分の近傍)、サンプルDおよびE:磁石両側面のY軸方向中央Z軸方向中央部表面部分の1.0mm×1.0mm×1.0mm。R−T−B系焼結磁石におけるサンプルA〜Eの領域は、図29Bの模式断面図に示されている。 Thereafter, heat treatment for diffusion was performed. Each surface of the obtained R-T-B system sintered magnet was removed by machining by 0.2 mm. A to E5 types of measurement samples were cut out as follows for each of 1 to 3. Sample A: 6.28 mm × 7.0 mm × 7.0 mm of the magnet center portion, Sample B: 1.0 mm × 1.0 mm × 1.0 mm of the surface portion of the magnet bottom center portion in the X-axis direction, Sample C: Magnet top surface 1.0 mm × 1.0 mm × 1.0 mm of the surface portion of the central portion in the X-axis direction (samples B and C are near the center in the Z-axis direction, near the portion where sample A was cut out), samples D and E: both sides of the magnet 1.0 mm × 1.0 mm × 1.0 mm of the surface portion of the center in the Y-axis direction and the Z-axis direction center of the surface Regions of samples A to E in the RTB-based sintered magnet are shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 29B.
サンプルA〜Eの磁気特性をB−Hトレーサーによって測定し、サンプルAについてはHcJとBrの変化量を、サンプルB〜EについてはHcJの変化量を求めた。(サンプルB〜EについてBrを測定していないのは、サンプルが小さいので測定精度が非常に低いためである。)結果を表2および表3に示す。表2からわかるように、No.1〜3のすべてが、Brがほとんど低下することなく、HcJが大きく向上していた。また、表3からわかるように、各々のサンプルB〜Eはほぼ同等にHcJが向上しており、ペースト層の塗布厚さが均一でないことに伴うような大きなばらつきは見られなかった。なお、サンプルB〜Eは磁石表面付近の測定サンプルであるので、拡散したTbの濃度が磁石中央付近より高いため、サンプルAよりもHcJが高くなっている。また、側面のサンプルD、Eは上下面に近く、上下面からの拡散の影響も受けるため、上面、下面のサンプルB、CよりややHcJが高くなっている。The magnetic characteristics of the sample A~E measured by B-H tracer, for Sample A the variation of H cJ and B r, the sample B~E was determined the amount of change in H cJ. (The sample B~E not measure the B r for the sample is so because the measurement accuracy is very low small.) The results are shown in Table 2 and Table 3. As can be seen from Table 2, no. All 1-3, without B r little lowered, H cJ was improved significantly. Further, as can be seen from Table 3, each sample B to E had almost the same improvement in H cJ , and no large variation was observed due to the nonuniform coating thickness of the paste layer. Since samples B to E are measurement samples in the vicinity of the magnet surface, the concentration of diffused Tb is higher than that in the vicinity of the center of the magnet, so that H cJ is higher than that in sample A. Also, the side samples D and E are close to the top and bottom surfaces and are also affected by diffusion from the top and bottom surfaces, so that the H cJ is slightly higher than the top and bottom samples B and C.
本開示の実施形態によれば、R−T−B系焼結磁石の改質を行うための粉末粒子を含むペーストをR−T−B系焼結磁石の複数の面に対して同時に塗布することができる。このため、例えば、重希土類元素RHを効果的にR−T−B系焼結磁石に供給し拡散させる方法の量産性が向上する。 According to an embodiment of the present disclosure, a paste containing powder particles for modifying an RTB-based sintered magnet is simultaneously applied to a plurality of surfaces of the RTB-based sintered magnet. be able to. For this reason, for example, the mass productivity of the method of effectively supplying and diffusing the heavy rare earth element RH to the RTB-based sintered magnet is improved.
1 R−T−B系焼結磁石
1a R−T−B系焼結磁石の上面
1b R−T−B系焼結磁石の下面
1c R−T−B系焼結磁石の側面
1d R−T−B系焼結磁石の前端面
1e R−T−B系焼結磁石の後端面
2 ペースト層
10 内部空間
12 入口開口部
14 出口開口部
15 孔
16 第2の内部空間
18 斜面
19 逆流防止装置の開口部
20 ペースト
50 粗乾燥装置
52a、52b 複数の孔
54 エアの供給を受ける開口部
56 エアを外部に逃がす開口部
100 塗布デバイス
100a 出口側構造物
100b 入口側構造物
100c 追加構造物
104 規制部材
105 テーパ
120 逆流防止装置
122 気密室1 R-T-B system sintered
Claims (22)
前記複数のR−T−B系焼結磁石の各々の上面、下面および側面に、重希土類元素RHの金属、合金および/または化合物(RHはDyおよび/またはTb)の粉末粒子を含むペーストを塗布する工程と、
前記ペーストが塗布されたR−T−B系焼結磁石を焼結温度以下の温度で熱処理する工程と、
を含み、
前記ペーストを塗布する工程は、
入口開口部および出口開口部を有する内部空間を備える塗布デバイスであって前記複数のR−T−B系焼結磁石が、順次、前記内部空間を横方向に通過するように構成された塗布デバイスに対して、前記複数のR−T−B系焼結磁石を順次供給する工程と、
前記塗布デバイスの内部空間に前記ペーストを充填し、前記内部空間内を移動しつつあるR−T−B系焼結磁石の前記上面、下面および側面に前記ペーストを接触させる工程と、
を含む、R−T−B系焼結磁石の製造方法。Preparing a plurality of RTB-based sintered magnets;
A paste containing powder particles of a metal, alloy and / or compound (RH is Dy and / or Tb) of heavy rare earth element RH on each of the upper surface, the lower surface and the side surface of each of the plurality of R-T-B based sintered magnets. Applying step;
A step of heat-treating the RTB-based sintered magnet coated with the paste at a temperature below the sintering temperature;
Including
The step of applying the paste includes
A coating device having an internal space having an inlet opening and an outlet opening, wherein the plurality of R-T-B based sintered magnets are configured to sequentially pass through the internal space in the lateral direction. In contrast, a step of sequentially supplying the plurality of R-T-B sintered magnets;
Filling the paste in the internal space of the coating device, bringing the paste into contact with the upper surface, the lower surface and the side surface of the RTB-based sintered magnet that is moving in the internal space;
The manufacturing method of the RTB type | system | group sintered magnet containing this.
前記入口開口部に各R−T−B系焼結磁石を挿入する工程と、
前記入口開口部に一部が挿入されつつあるR−T−B系焼結磁石の後端面を、他のR−T−B系焼結磁石の前端面で前記横方向に押し、前記他のR−T−B系焼結磁石を前記入口開口部に挿入する工程と、
を含む、請求項1から3のいずれかに記載のR−T−B系焼結磁石の製造方法。The step of sequentially supplying the plurality of RTB-based sintered magnets to the coating device includes:
Inserting each RTB-based sintered magnet into the inlet opening;
The rear end surface of the RTB-based sintered magnet, which is partially inserted into the inlet opening, is pushed in the lateral direction by the front end surface of another RTB-based sintered magnet, and the other Inserting an RTB-based sintered magnet into the inlet opening;
The manufacturing method of the RTB type | system | group sintered magnet in any one of Claim 1 to 3 containing this.
前記ペーストが充填される内部空間と、
前記複数のR−T−B系焼結磁石が、順次、前記内部空間を横方向に通過するように構成された入口開口部および出口開口部と、
を備え、
前記出口開口部は、前記R−T−B系焼結磁石に塗布された前記ペーストの層厚を規定する形状および大きさを有している、塗布デバイス。A paste containing powder particles of metal, alloy and / or compound (RH is Dy and / or Tb) of heavy rare earth element RH is applied to the upper surface, lower surface and side surface of each of the plurality of R-T-B based sintered magnets. A coating device used in an apparatus for
An internal space filled with the paste;
The plurality of R-T-B based sintered magnets are sequentially configured to pass through the internal space in the lateral direction, and an inlet opening and an outlet opening,
With
The outlet device has a shape and size that define a layer thickness of the paste applied to the RTB-based sintered magnet.
前記出口開口部から排出される複数のR−T−B系焼結磁石が、順次、前記第2の内部空間を横方向に通過するように構成された第2の出口開口部と、を備え、
前記第2の出口開口部は、前記R−T−B系焼結磁石に塗布された前記ペーストの合計層厚を規定する形状および大きさを有している、請求項10または11に記載の塗布デバイス。A second internal space filled with a second paste of the same or different type from the paste type;
A plurality of RTB-based sintered magnets discharged from the outlet opening, the second outlet opening configured to sequentially pass through the second internal space in a lateral direction; ,
The said 2nd exit opening part has the shape and magnitude | size which prescribe | regulate the total layer thickness of the said paste apply | coated to the said RTB type sintered magnet, The size of Claim 10 or 11 Application device.
前記逆流防止装置は、外部から供給された気体で前記入口開口部を加圧する気密室を備えている、請求項10から15のいずれかに記載の塗布デバイス。Further comprising a backflow prevention device that suppresses the paste from flowing out of the gap between the RTB-based sintered magnet being inserted into the inlet opening and the inlet opening;
The coating device according to any one of claims 10 to 15, wherein the backflow prevention device includes an airtight chamber that pressurizes the inlet opening with a gas supplied from outside.
前記出口開口部を有し、前記内部空間を規定する出口側構造物と、
前記入口側構造物と前記出口側構造物との間に位置し、前記複数のR−T−B系焼結磁石を順次通過させる磁石通過孔を有する中間板と、
を備え、
前記入口側構造物は、第1の溝を有し、前記第1の溝と前記中間板とによって第1のペースト流路が規定されており、
前記出口側構造物は、第2の溝を有し、前記第2の溝と前記中間板とによって第2のペースト流路が規定されており、
前記中間板は、前記第1のペースト流路と前記第2のペースト流路とを連通する少なくとも1つのペースト通過孔を有し、
前記第2のペースト流路は前記内部空間に連通している複数のペースト導入孔を形成する、請求項10から17のいずれかに記載の塗布デバイス。An inlet-side structure having the inlet opening;
An outlet side structure having the outlet opening and defining the internal space;
An intermediate plate that is located between the inlet side structure and the outlet side structure and has a magnet passage hole through which the plurality of RTB-based sintered magnets pass sequentially,
With
The inlet side structure has a first groove, and a first paste flow path is defined by the first groove and the intermediate plate,
The outlet side structure has a second groove, and a second paste flow path is defined by the second groove and the intermediate plate,
The intermediate plate has at least one paste passage hole that communicates the first paste flow path and the second paste flow path,
The coating device according to any one of claims 10 to 17, wherein the second paste flow path forms a plurality of paste introduction holes communicating with the internal space.
前記塗布デバイスの前記内部空間に前記ペーストを充填するペースト供給装置と、
前記複数のR−T−B系焼結磁石を、順次、前記入口開口部に挿入する磁石供給装置と、
前記塗布デバイスの前記出口開口部から排出された各R−T−B系焼結磁石の少なくとも前記下面に気体を押し当てながら前記R−T−B系焼結磁石を搬送する装置と、
を備える、装置。An application device according to any one of claims 10 to 19,
A paste supply device that fills the internal space of the coating device with the paste;
A magnet supply device for sequentially inserting the plurality of RTB-based sintered magnets into the inlet opening;
An apparatus for conveying the RTB-based sintered magnet while pressing gas against at least the lower surface of each RTB-based sintered magnet discharged from the outlet opening of the coating device;
An apparatus comprising:
前記ペーストが充填される内部空間と、
前記複数のR−T−B系焼結磁石が、順次、前記内部空間を横方向に通過するように構成された入口開口部および出口開口部と、
を備え、
前記出口開口部は、前記磁石に塗布された前記ペーストの層厚を規定する形状および大きさを有している、塗布デバイス。An application device used in an apparatus for applying a paste containing powder particles of a metal, an alloy and / or a compound to each of an upper surface, a lower surface and a side surface of a plurality of magnets,
An internal space filled with the paste;
The plurality of R-T-B based sintered magnets are sequentially configured to pass through the internal space in the lateral direction, and an inlet opening and an outlet opening,
With
The application device, wherein the outlet opening has a shape and a size that define a layer thickness of the paste applied to the magnet.
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