JPWO2016152978A1 - 非平行の磁化容易軸配向を有する希土類永久磁石形成用焼結体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
〔配向角〕
〔配向軸角度〕
〔配向角バラツキ角度〕
〔配向角の測定〕
〔結晶方位図〕
[希土類永久磁石形成用焼結体の製造方法]
なお、三重結合を有する上記化合物と二重結合を有する上記化合物を併用してもよい。
〔(W2−W1)/W1〕×100 (%)
により求めることができる伸び率の中で最大の値を意味する。
以下に示す実施例、比較例および参考例では、下記表1の材料を使用した。
<粗粉砕>
<微粉砕>
<混練>
<第1の成形体の形成>
<磁場配向>
<第2の成形体の形成>
<脱オイル>
<仮焼(脱炭素)>
<焼結>
<焼鈍>
〔実施例2、3〕
<焼結粒子径>
<配向軸角度、配向角バラツキ角度の測定>
〔実施例4〕
<変形工程>
<焼結>
〔実施例5〕
<粗粉砕>
<微粉砕>
<混練>
<第1の成形体の形成>
<磁場配向>
<第2の成形体の形成>
<仮焼(脱炭素)>
<焼結>
<焼鈍>
<配向軸角度、配向角バラツキ角度の測定>
〔(W2−W1)/W1〕×100 (%)
により求めた。
〔実施例6〜10〕
〔実施例11、12〕
希土類物質を含む磁石材料粒子と樹脂材料と配向潤滑剤とを混合して形成される複合材料により、第1の成形体を形成する第1成形体形成段階と、
前記第1の成形体を前記樹脂の軟化温度より高い温度に維持しながら、前記第1の成形体に対して、平行外部磁界を印加することにより、前記磁石材料粒子の前記磁化容易軸を該外部磁界の方向に平行に配向させる配向段階と、
前記第1の成形体を、変形させずに、そのままの状態で、或いは、変形させて第2の成形体とした後に、焼結温度に加熱し、かつ、該焼結温度に所定時間維持することにより、前記成形体内の樹脂が蒸散させられた状態の前記磁石材料粒子を互いに焼結して焼結体を形成する焼結段階
を含み、
前記配向潤滑剤が、不飽和結合を有する化合物である。
2、102・・・上辺
3、103・・・下辺
4、5、104、105・・・端面
6、106・・・中央領域
7、8、107、108・・・端部領域
20・・・電動モータ
21・・・ロータコア
21a・・・周面
22・・・エアギャップ
23・・・ステータ
23a・・・ティース
23b・・・界磁コイル
24・・・磁石挿入用スロット
24a・・・直線状中央部分
24b・・・傾斜部分
30・・・希土類磁石
117・・・コンパウンド
118・・・支持基材
119・・・グリーンシート
120・・・スロットダイ
123・・・加工用シート片
125・・・焼結処理用シート片
C・・・磁化容易軸
θ・・・傾斜角
Claims (29)
- 希土類物質を含み各々が磁化容易軸を有する多数の磁石材料粒子が焼結されて構成された希土類磁石形成用焼結体の製造方法であって、
希土類物質を含む磁石材料粒子と樹脂材料とを混合して形成される複合材料により、長さ方向の長さ寸法と、該長さ方向に直角な横方向の断面における、第1の表面と第2の表面との間の厚み方向の厚み寸法と、該厚み方向に対し直交する幅方向の幅寸法とを有する、立体形状の第1の成形体を形成する第1成形体形成段階と、
前記第1の成形体を前記樹脂の軟化温度より高い温度に維持しながら、前記第1の成形体に対して、平行外部磁界を印加することにより、前記磁石材料粒子の前記磁化容易軸を該外部磁界の方向に平行に配向させる配向段階と、
前記第1の成形体における前記横方向断面の少なくとも一部の形状が該横方向断面内において変化するような変形力を該第1の成形体に与えることにより、該横方向断面の少なくとも一部における前記磁石材料粒子の磁化容易軸の配向方向が前記第1の成形体における配向方向とは異なる配向方向に変更された第2の成形体を形成する第2成形体形成段階と、
前記第2の成形体を、焼結温度に加熱し、かつ、該焼結温度に所定時間維持することにより、前記第2の成形体内の樹脂が蒸散させられた状態の前記磁石材料粒子を互いに焼結して焼結体を形成する焼結段階
を含むことを特徴とする希土類磁石形成用焼結体の製造方法。 - 請求項1に記載した希土類磁石形成用焼結体の製造方法であって、前記平行外部磁界は、前記横方向の断面に沿って、前記第1の表面から前記第2の表面に指向されるように印加されることを特徴とする希土類磁石形成用焼結体の製造方法。
- 請求項1又は2に記載した希土類磁石形成用焼結体の製造方法であって、前記樹脂材料は熱可塑性樹脂材料であることを特徴とする希土類磁石形成用焼結体の製造方法。
- 請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載した希土類磁石形成用焼結体の製造方法であって、前記焼結温度は、800℃〜1200℃であることを特徴とする希土類磁石形成用焼結体の製造方法。
- 請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載した希土類磁石形成用焼結体の製造方法であって、前記焼結段階は、前記第2の成形体に前記長さ方向の加圧力を作用させながら行われることを特徴とする希土類磁石形成用焼結体の製造方法。
- 請求項5に記載した希土類磁石形成用焼結体の製造方法であって、前記第2の成形体に作用させられる前記加圧力は、0.01MPa〜100MPaの範囲に制御され、加圧は連続的又は間欠的に行われることを特徴とする希土類磁石形成用焼結体の製造方法。
- 請求項5又は6に記載した希土類磁石形成用焼結体の製造方法であって、前記焼結段階は、15MPa以下の雰囲気中で、3℃/分〜100℃/分の昇温速度で所定の焼結温度まで温度上昇させることにより行われ、該焼結段階で前記第2の成形体に作用させられる前記加圧力は、前記第2の成形体の加圧方向の寸法変化率が実質的に0になるまで維持されることを特徴とする希土類磁石形成用焼結体の製造方法。
- 請求項5又は6に記載した希土類磁石形成用焼結体の製造方法であって、前記焼結段階は、6Pa以下の減圧雰囲気中で、3℃/分〜30℃/分の昇温速度で所定の焼結温度まで温度上昇させることにより行われ、該焼結段階で前記第2の成形体に作用させられる前記加圧力は、前記第2の成形体の加圧方向の寸法変化率が実質的に0になるまで維持されることを特徴とする希土類磁石形成用焼結体の製造方法。
- 請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載した希土類磁石形成用焼結体の製造方法であって、前記第2成形体形成段階の後であって、前記焼結段階の前に、前記第2の成形体を水素雰囲気のもとで加熱して、該第2の成形体に含まれる樹脂の炭素成分を水素と反応させることにより炭素を除去する仮焼段階を遂行することを特徴とする希土類磁石形成用焼結体の製造方法。
- 請求項9に記載した希土類磁石形成用焼結体の製造方法であって、前記仮焼段階は、2℃/分より低い昇温速度で行われることを特徴とする希土類磁石形成用焼結体の製造方法。
- 請求項9に記載した希土類磁石形成用焼結体の製造方法であって、前記仮焼段階の前に脱オイル段階が行われ、前記仮焼段階は、10℃/分より低い昇温速度で行われることを特徴とする希土類磁石形成用焼結体の製造方法。
- 請求項9から請求項11までのいずれか1項に記載した希土類磁石形成用焼結体の製造方法であって、前記仮焼段階は、250℃〜600℃の範囲内の温度で行われることを特徴とする希土類磁石形成用焼結体の製造方法。
- 請求項9から請求項11までのいずれか1項に記載した希土類磁石形成用焼結体の製造方法であって、前記仮焼段階は、300℃〜500℃の範囲内の温度で行われることを特徴とする希土類磁石形成用焼結体の製造方法。
- 請求項9から請求項13までのいずれか1項に記載した希土類磁石形成用焼結体の製造方法であって、前記仮焼段階は、0.1MPa〜70MPaの圧力下で行われることを特徴とする希土類磁石形成用焼結体の製造方法。
- 請求項1から請求項14までのいずれか1項に記載した希土類磁石形成用焼結体の製造方法であって、前記磁石形成材料粒子は、平均粒径が6μm以下であることを特徴とする希土類磁石形成用焼結体の製造方法。
- 請求項15に記載した希土類磁石形成用焼結体の製造方法であって、前記磁石形成材料粒子は、酸素含有量が0.5%以下の不活性ガス雰囲気中における微粉砕処理により形成されることを特徴とする希土類磁石形成用焼結体の製造方法。
- 請求項3から請求項8までのいずれか1項に記載した希土類磁石形成用焼結体の製造方法であって、前記樹脂は、構造中に酸素原子を含まないポリマーであることを特徴とする希土類磁石形成用焼結体の製造方法。
- 請求項17に記載した希土類磁石形成用焼結体の製造方法であって、前記樹脂は、下記一般式に示されるモノマーから形成される1種又は2種以上の重合体又は共重合体からなるポリマーであることを特徴とする希土類磁石形成用焼結体の製造方法。
- 請求項17に記載した希土類磁石形成用焼結体の製造方法であって、前記樹脂は、ポリイソブチレン(PIB)、ポリイソプレン(イソプレンゴム、IR)、ポリブタジエン(ブタジエンゴム、BR)、ポリスチレン、スチレン−イソプレンブロック共重合体(SIS)、ブチルゴム(IIR)、スチレン−ブタジエンブロック共重合体(SBS)、スチレン-エチレン-ブタジエン-スチレン共重合体(SEBS)、スチレン-エチレン-プロピレン-スチレン共重合体(SEPS)、エチレン-プロピレン共重合体(EPM)、エチレン、プロピレンとともにジエンモノマーを共重合させたEPDM、2−メチル−1−ペンテンの重合体である2−メチル−1−ペンテン重合樹脂、2−メチル−1−ブテンの重合体である2−メチル−1−ブテン重合樹脂からなる群から選ばれることを特徴とする希土類磁石形成用焼結体の製造方法。
- 請求項17に記載した希土類磁石形成用焼結体の製造方法であって、前記樹脂は、ガラス転移点又は流動開始温度が250℃以下のものであることを特徴とする希土類磁石形成用焼結体の製造方法。
- 請求項3から請求項8までのいずれか1項に記載した希土類磁石形成用焼結体の製造方法であって、前記樹脂は、構造中に酸素原子、窒素原子及び他のヘテロ原子を含まないポリマーであることを特徴とする希土類磁石形成用焼結体の製造方法。
- 請求項1から請求項21までのいずれか1項に記載した希土類磁石形成用焼結体の製造方法であって、前記第1成形体形成段階において形成される前記第1の成形体は、直線状の中央領域と、該中央領域の両端部において該中央領域に連続する端部領域とを有し、該端部領域は、前記第2の表面が凸形状で前記第1の表面が凹となる弧状に形成された形状を有し、前記第2成形体形成段階では、該中央領域の両端部において該中央領域に連続する前記端部領域の各々が該中央領域に対し直線状となるように前記第1の成形体が変形させられることにより、該第2の成形体における前記磁石材料粒子の磁化容易軸の配向が、前記中央領域では前記第1の表面から前記第2の表面に向けて前記厚み方向に指向するパラレル配向となり、前記端部領域では前記第1の表面から前記第2の表面に向けて、幅方向内方に収束する配向となることを特徴とする希土類磁石形成用焼結体の製造方法。
- 請求項1から請求項21までのいずれか1項に記載した希土類磁石形成用焼結体の製造方法であって、前記第1成形体形成段階において形成される前記第1の成形体は、前記第2の表面が凸で前記第1の表面が凹となる弧状に形成された形状を有し、前記第2成形体形成段階では、前記幅方向に直線状となるか、前記第1の成形体における前記弧状の曲率半径より大きい曲率半径を有する弧状となるように前記第1の成形体が変形させられることにより、該第2の成形体における前記磁石材料粒子の磁化容易軸の配向が、前記第1の表面から前記第2の表面に向けて、幅方向内方に収束する配向となることを特徴とする希土類磁石形成用焼結体の製造方法。
- 請求項1から請求項21までのいずれか1項に記載した希土類磁石形成用焼結体の製造方法であって、前記第1成形体形成段階において形成される前記第1の成形体は、前記第2の表面が凹で前記第1の表面が凸となる弧状に形成された形状を有し、前記第2成形体形成段階では、前記幅方向に直線状となるか、前記第1の成形体における前記弧状の曲率半径より大きい曲率半径を有する弧状となるように前記第1の成形体が変形させられることにより、該第2の成形体における前記磁石材料粒子の磁化容易軸の配向が、前記第1の表面から前記第2の表面に向けて、幅方向内方に拡がる配向となることを特徴とする希土類磁石形成用焼結体の製造方法。
- 請求項1に記載した希土類磁石形成用焼結体の製造方法であって、前記樹脂材料は熱可塑性樹脂材料であり、前記第1の成形体は、一対の長辺と該長辺に直交する一対の短辺とからなる細長い四角形の横方向断面をもった形状であり、前記外部磁界は、前記長方形の前記長辺に直交する方向に印加され、前記第1の成形体は、前記長辺が円環を形成するように曲げ変形され、両端部を互いに融着することにより第2の成形体とされることを特徴とする希土類磁石形成用焼結体の製造方法。
- 請求項25に記載した希土類磁石形成用焼結体の製造方法であって、前記平行外部磁界は、前記横方向断面に沿って、前記第1の表面から前記第2の表面に指向されるように印加され、前記第2の成形体は、前記第1の成形体を、前記第1の表面が半径方向内側になるように円環状に曲げ変形させることにより形成され、該第2の成形体に含まれる磁石材料粒子の磁化容易軸は、半径方向に指向するラジアル配向にされることを特徴とする希土類磁石形成用焼結体の製造方法。
- 請求項25に記載した希土類磁石形成用焼結体の製造方法において、前記平行外部磁界は、前記横方向断面に沿って、前記第1の表面から前記第2の表面に指向されるように印加され、前記第2の成形体は、前記第1の成形体を、前記第1の表面と前記第2の表面が互いに平行な円環状となるように曲げ変形させることにより形成され、該第2の成形体に含まれる磁石材料粒子の磁化容易軸は、軸方向に指向するアキシャル配向にされた円環状のアキシャル配向の希土類磁石形成用焼結体を形成し、該円環状のアキシャル配向の希土類磁石形成用焼結体を、請求項26に記載した方法によって形成される円環状のラジアル配向の希土類磁石形成用焼結体と組み合わせて、ハルバッハ配列の焼結体組み合わせを得ることを特徴とする希土類磁石形成用焼結体の製造方法。
- 請求項1から請求項27までのいずれか1項に記載した希土類磁石形成用焼結体の製造方法であって、前記第1の成形体は、前記複合材料をシート状に形成した後、該シート状に形成された該複合材料を所定形状に切り出すことにより形成されることを特徴とする希土類磁石形成用焼結体の製造方法。
- 請求項1から請求項28までのいずれか1項に記載した希土類磁石形成用焼結体の製造方法であって、前記複合材料は、配向潤滑剤として不飽和結合を有する化合物を含有することを特徴とする希土類磁石形成用焼結体の製造方法。
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