JPH0552045B2 - - Google Patents
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- JPH0552045B2 JPH0552045B2 JP63293407A JP29340788A JPH0552045B2 JP H0552045 B2 JPH0552045 B2 JP H0552045B2 JP 63293407 A JP63293407 A JP 63293407A JP 29340788 A JP29340788 A JP 29340788A JP H0552045 B2 JPH0552045 B2 JP H0552045B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic field
- rare earth
- magnet
- mold
- core
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- Expired - Lifetime
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- Powder Metallurgy (AREA)
- Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
Description
［産業状の利用分野］
本発明は極異方性希土類磁石の製造方法に関
し、特に電子・電気分野のモーターに利用して好
適な希土類永久磁石の製造方法に関する。 ［従来技術とその問題点］ 径方向配向、極異方性配向の永久磁石を得る試
みは既に幾つか成されている。例えば特開昭59−
216453号公報にはパルス磁場と静的な加圧方法
（例えば油圧プレス）により極異方性を作製する
ことが開示されている。本発明者らもパルス磁場
とパルス圧力の組合せによる磁場成形について極
異方成形を含めその製造方法について出願してい
る。（特開昭58−157901号、特開昭61−243102号、
特開昭61−241905号）。しかし従来の方法による
成形では金型内のパルス磁場分布が大きくなり磁
石微粉に片寄りを生じることが多い。その結果ひ
どい場合は成形体にクラツクが生じたり、成形時
には成形体の見かけはクラツクがなく健全であつ
ても焼結時にクラツクや割れが生じることが多
い。これは磁場が不均一であるとその磁場勾配に
沿つて磁石微粉を移動させる力が働き成形体内の
密度に分布が生じるためである。また希土類磁石
では一般に磁化方向とその垂直方向の熱膨張率に
差があり冷却の過程で２方向の応力差に磁石の強
度が耐えられなくなり割れや亀裂を生じるからで
ある。普通は両方が重畳するためかなりの頻度で
割れまたはクラツクが生じる。 このため焼結体の外側を非磁性スリーブで覆つ
たり、割れ部に樹脂を含浸したりすることが行な
われている。この方法は生産性の面からも特性面
からも好ましくなく、極異方磁石の適用範囲を狭
める原因の１つとなつていた。 ［発明の目的］ 本発明は極異方性磁石作製上の上述した従来の
問題を改良することを目的としている。本発明に
係る希土類極異方性磁石の製造方法によれば、電
気・電子分野で用いられるモーター用磁石として
最適な永久磁石を提供することができる。 ［発明の構成］ 本発明の要旨は磁化方向が径方向のリング状極
異方性磁石の製造において、非磁性スリーブを磁
性ヨークで焼きばめし、この磁性ヨークに銅の巻
き線を施したダイスの中に強磁性超硬質金属WC
（Co）でできたコアーを配置し、残りのキヤビテ
イー空〓部に希土磁石微粉を充填した後、磁石粉
をパルス磁場中で多極の径方向に配向させ、前記
パルス磁場発生時間内に成形を完了させることを
特徴とする製造方法にある。即ち、本発明の特徴
は、強磁性硬質金属でできたコアーを設けたこと
にある。 以下本発明について詳細に説明する。本発明で
はコンデンサーの放電を利用してパルス磁場を発
生させ、磁場発生中の短時間内にパルス圧力でプ
レス成形を行なう。この場合に使用する金型は、
第１図に示すように、鉄の多極配向ヨーク１０内
に金型スリーブ１２が焼きばめされ一体化されて
成るダイス内に、強磁性超硬質金属WC（Co）で
できたコアー１３が挿入された金型で、その空隙
部（キヤビテイー）１４に希土磁石粉を充填して
パルス磁場により極方向に配向する。尚、スリー
ブ１２は非磁性であり、参照番号１５は後述する
パルス磁場を発生させる導線である。本発明の要
旨はこの様な金型を使用することによりパルス磁
場による磁石粉の不均一分布を改良することにあ
る。 第２図に本発明のプレス成形を行なう装置の概
略を示す。高圧空気を一旦空気タンク２０に蓄積
する。タンク２０内の高圧空気は開閉弁２２によ
り所望の圧力に調整された後衝撃圧発生装置２４
内のハンマー２６を加速する。ハンマー２６によ
り金型上パンチ２８を打撃することによりダイス
内の磁石粉３２を成形する。ハンマー２６が下降
して光ビーム３４を横切つた時発生するパルスを
遅延パルサー３６に入力してパルス圧力とパルス
磁場のタイミングを調節する。尚、参照番号３８
はコンデンサーバンク（パルス磁場発生器）であ
る。 パルス圧力とパルス磁場のタイミングは第３図
Ａのようなパルス磁場Ｈに僅かに遅れてパルス圧
力Ｐがかかるようにするのが好ましい。第３図Ｂ
のようにパルス磁場Ｈに遥かに遅れてパルス圧力
Ｐ又は静的な圧力がかかる場合でも極異方性磁石
が成形可能だが、加圧中に磁場がかかつていない
ため配向度が低下し磁気特性が低下する。 上記のような方法により配向した成形体は第４
図に示すような配向をしており、これは特開昭61
−243102号でも述べた通りである。尚、第４図は
８極配向を模式化したものであり上半分のみを表
している。 第１図に示すような金型を使用することにより
成形体の割れ（つまり磁石粉の不均一分布が原
因）が改良できることについて説明する。例えば
今ダイス内径28φ、コアー外径φの金型を使用す
る場合を考える。パルスを磁場により金型ダイス
内に生じる磁場分布はコアーが非磁性の場合第５
図のように着磁ヨークに近いところが磁場が高
く、着磁ヨークより遠いコアー付近で磁場が低く
なつており、これからダイスキヤビテイー１４内
（第１図参照）の外側方向に磁石微粉が引き寄せ
られることが分かる。それ故キヤビテイー１４内
の磁場分布を小さくできれば磁石粉の片寄りが少
なくなる。コアー１３に強磁性超硬質金属WC
（Co）を使用すると、いままでヨーク１０の１つ
の極から隣の極に流れていた磁束が強磁性のコア
ーに引つ張られコアー方向にも磁束が流れるよう
になる。これによりダイスキヤビテイー１４内の
磁場分布がなだらかになり（後述する実施例１の
表参考）、磁石粉の片寄りが大幅に軽減されるた
め成形体の割れ、また焼結体の割れが殆どなくな
つた。コアーの材質としてはコバルトを焼結助剤
としたタングステンカーバイド超硬金属が適当で
ある。WC（Co）は、鉄系の強磁性材料より電気
抵抗が１桁〜２桁高いので、パルス磁場による渦
電流の発生が少なく、コアーにパルス磁束が侵入
しやすい。したがつて、キヤビテイー内の磁束密
度の不均一が少なくなる。成形が油圧プレスのよ
うな静的な圧力によつて行われる場合でもこの様
な金型を使用すると効果のあることはいうまでも
ない。本発明で用いられる希土類磁石としては、
Nd−Fe−Ｂを主構成元素とするNd磁石（Nd−
Fe−Ｂ−(M)、Nd−Ｒ−Fe−Ｂ−(M)但しＲ＝Pr、
Ce、Dy、Tb、Ｍ＝Al、Nd、Ti、Ga、Moなど）
やSm−Coを主構成元素とするSm磁石、例えば
SmCo5のSm1−５磁石、Sm（CoFeCuM）ｚの
Sm2−17磁石（Ｍ＝Zr、Ti、Ｖ、Mnなど）や他
にCe（CoFeCuM）5磁石、SmR（CoFeCuM）ｚ磁
石（Ｒ＝Pr、Ne、Ce）が挙げられるが、勿論上
記のものに限定されるものではない。 ［発明の効果］ 高い配向度を有する極異方性磁石を任意の極数
で製作することが可能となり、電子・電気分野で
有用なモーター用磁石を作れるようになつた。 ［実施例］ 実施例 １ 純度99.9％Sm、Co、Fe、Cu、Zrメタルを重量
百分比で25％Sm、15％Fe、4.1％Cu、2.5％Zr残
部Coとなるように秤量し、高周波溶解炉で不活
性ガス雰囲気中にて溶解後、水冷銅鋳型に傾注し
て合金インゴツトを作製した。該インゴツトをボ
ールミルにて湿式粉砕を行ない、平均粒径3.5μｍ
に微粉砕した。第１図に示される６極異方性金型
に磁石粉の充填し、第２図の装置にてパルス磁場
ピーク15kOe、パルス磁場の立ち上がり１ｍsec
のパルス磁場にて極方向に配向させ、パルス磁場
より２ｍsec遅れたパルス圧力にてピーク圧力
1.2t／cm2で成形を行なつた。該成形体をArガス中
1210℃で２時間焼結を行ない、その後1190℃で１
時間溶体化処理をした後室温まで冷却した。時効
熱処理として800℃で２時間保持し0.5℃／minの
速度で400℃まで冷却し、その後急冷した。該焼
結体にはクラツクは１つも見られなかつた。測定
はパルス磁場にて６極に着磁したリング試料の側
面にホール素子を当てオープンフラツクスを測定
した。その結果を第６図に示す。比較のため実施
例のダイスに非磁性のコアーを勘合し、磁石組成
やその他の製造条件は同じにして成形・焼結を行
なつた。比較例の焼結体はリングの軸方向に割れ
が生じ、２つに割れてしまつた。 本実施例に使用した金型のキヤビテイー内の磁
場分布をスリーブ表面とコアー表面で測定した結
果を下記の表に示す。比較のため同じ寸法の非磁
性コアーを作製しこれを嵌合せしめたダイス金型
内の磁場分布を測定した結果も第１表に示す。測
定は第１図金型のＡとＢでホール素子を使用して
測定された。
し、特に電子・電気分野のモーターに利用して好
適な希土類永久磁石の製造方法に関する。 ［従来技術とその問題点］ 径方向配向、極異方性配向の永久磁石を得る試
みは既に幾つか成されている。例えば特開昭59−
216453号公報にはパルス磁場と静的な加圧方法
（例えば油圧プレス）により極異方性を作製する
ことが開示されている。本発明者らもパルス磁場
とパルス圧力の組合せによる磁場成形について極
異方成形を含めその製造方法について出願してい
る。（特開昭58−157901号、特開昭61−243102号、
特開昭61−241905号）。しかし従来の方法による
成形では金型内のパルス磁場分布が大きくなり磁
石微粉に片寄りを生じることが多い。その結果ひ
どい場合は成形体にクラツクが生じたり、成形時
には成形体の見かけはクラツクがなく健全であつ
ても焼結時にクラツクや割れが生じることが多
い。これは磁場が不均一であるとその磁場勾配に
沿つて磁石微粉を移動させる力が働き成形体内の
密度に分布が生じるためである。また希土類磁石
では一般に磁化方向とその垂直方向の熱膨張率に
差があり冷却の過程で２方向の応力差に磁石の強
度が耐えられなくなり割れや亀裂を生じるからで
ある。普通は両方が重畳するためかなりの頻度で
割れまたはクラツクが生じる。 このため焼結体の外側を非磁性スリーブで覆つ
たり、割れ部に樹脂を含浸したりすることが行な
われている。この方法は生産性の面からも特性面
からも好ましくなく、極異方磁石の適用範囲を狭
める原因の１つとなつていた。 ［発明の目的］ 本発明は極異方性磁石作製上の上述した従来の
問題を改良することを目的としている。本発明に
係る希土類極異方性磁石の製造方法によれば、電
気・電子分野で用いられるモーター用磁石として
最適な永久磁石を提供することができる。 ［発明の構成］ 本発明の要旨は磁化方向が径方向のリング状極
異方性磁石の製造において、非磁性スリーブを磁
性ヨークで焼きばめし、この磁性ヨークに銅の巻
き線を施したダイスの中に強磁性超硬質金属WC
（Co）でできたコアーを配置し、残りのキヤビテ
イー空〓部に希土磁石微粉を充填した後、磁石粉
をパルス磁場中で多極の径方向に配向させ、前記
パルス磁場発生時間内に成形を完了させることを
特徴とする製造方法にある。即ち、本発明の特徴
は、強磁性硬質金属でできたコアーを設けたこと
にある。 以下本発明について詳細に説明する。本発明で
はコンデンサーの放電を利用してパルス磁場を発
生させ、磁場発生中の短時間内にパルス圧力でプ
レス成形を行なう。この場合に使用する金型は、
第１図に示すように、鉄の多極配向ヨーク１０内
に金型スリーブ１２が焼きばめされ一体化されて
成るダイス内に、強磁性超硬質金属WC（Co）で
できたコアー１３が挿入された金型で、その空隙
部（キヤビテイー）１４に希土磁石粉を充填して
パルス磁場により極方向に配向する。尚、スリー
ブ１２は非磁性であり、参照番号１５は後述する
パルス磁場を発生させる導線である。本発明の要
旨はこの様な金型を使用することによりパルス磁
場による磁石粉の不均一分布を改良することにあ
る。 第２図に本発明のプレス成形を行なう装置の概
略を示す。高圧空気を一旦空気タンク２０に蓄積
する。タンク２０内の高圧空気は開閉弁２２によ
り所望の圧力に調整された後衝撃圧発生装置２４
内のハンマー２６を加速する。ハンマー２６によ
り金型上パンチ２８を打撃することによりダイス
内の磁石粉３２を成形する。ハンマー２６が下降
して光ビーム３４を横切つた時発生するパルスを
遅延パルサー３６に入力してパルス圧力とパルス
磁場のタイミングを調節する。尚、参照番号３８
はコンデンサーバンク（パルス磁場発生器）であ
る。 パルス圧力とパルス磁場のタイミングは第３図
Ａのようなパルス磁場Ｈに僅かに遅れてパルス圧
力Ｐがかかるようにするのが好ましい。第３図Ｂ
のようにパルス磁場Ｈに遥かに遅れてパルス圧力
Ｐ又は静的な圧力がかかる場合でも極異方性磁石
が成形可能だが、加圧中に磁場がかかつていない
ため配向度が低下し磁気特性が低下する。 上記のような方法により配向した成形体は第４
図に示すような配向をしており、これは特開昭61
−243102号でも述べた通りである。尚、第４図は
８極配向を模式化したものであり上半分のみを表
している。 第１図に示すような金型を使用することにより
成形体の割れ（つまり磁石粉の不均一分布が原
因）が改良できることについて説明する。例えば
今ダイス内径28φ、コアー外径φの金型を使用す
る場合を考える。パルスを磁場により金型ダイス
内に生じる磁場分布はコアーが非磁性の場合第５
図のように着磁ヨークに近いところが磁場が高
く、着磁ヨークより遠いコアー付近で磁場が低く
なつており、これからダイスキヤビテイー１４内
（第１図参照）の外側方向に磁石微粉が引き寄せ
られることが分かる。それ故キヤビテイー１４内
の磁場分布を小さくできれば磁石粉の片寄りが少
なくなる。コアー１３に強磁性超硬質金属WC
（Co）を使用すると、いままでヨーク１０の１つ
の極から隣の極に流れていた磁束が強磁性のコア
ーに引つ張られコアー方向にも磁束が流れるよう
になる。これによりダイスキヤビテイー１４内の
磁場分布がなだらかになり（後述する実施例１の
表参考）、磁石粉の片寄りが大幅に軽減されるた
め成形体の割れ、また焼結体の割れが殆どなくな
つた。コアーの材質としてはコバルトを焼結助剤
としたタングステンカーバイド超硬金属が適当で
ある。WC（Co）は、鉄系の強磁性材料より電気
抵抗が１桁〜２桁高いので、パルス磁場による渦
電流の発生が少なく、コアーにパルス磁束が侵入
しやすい。したがつて、キヤビテイー内の磁束密
度の不均一が少なくなる。成形が油圧プレスのよ
うな静的な圧力によつて行われる場合でもこの様
な金型を使用すると効果のあることはいうまでも
ない。本発明で用いられる希土類磁石としては、
Nd−Fe−Ｂを主構成元素とするNd磁石（Nd−
Fe−Ｂ−(M)、Nd−Ｒ−Fe−Ｂ−(M)但しＲ＝Pr、
Ce、Dy、Tb、Ｍ＝Al、Nd、Ti、Ga、Moなど）
やSm−Coを主構成元素とするSm磁石、例えば
SmCo5のSm1−５磁石、Sm（CoFeCuM）ｚの
Sm2−17磁石（Ｍ＝Zr、Ti、Ｖ、Mnなど）や他
にCe（CoFeCuM）5磁石、SmR（CoFeCuM）ｚ磁
石（Ｒ＝Pr、Ne、Ce）が挙げられるが、勿論上
記のものに限定されるものではない。 ［発明の効果］ 高い配向度を有する極異方性磁石を任意の極数
で製作することが可能となり、電子・電気分野で
有用なモーター用磁石を作れるようになつた。 ［実施例］ 実施例 １ 純度99.9％Sm、Co、Fe、Cu、Zrメタルを重量
百分比で25％Sm、15％Fe、4.1％Cu、2.5％Zr残
部Coとなるように秤量し、高周波溶解炉で不活
性ガス雰囲気中にて溶解後、水冷銅鋳型に傾注し
て合金インゴツトを作製した。該インゴツトをボ
ールミルにて湿式粉砕を行ない、平均粒径3.5μｍ
に微粉砕した。第１図に示される６極異方性金型
に磁石粉の充填し、第２図の装置にてパルス磁場
ピーク15kOe、パルス磁場の立ち上がり１ｍsec
のパルス磁場にて極方向に配向させ、パルス磁場
より２ｍsec遅れたパルス圧力にてピーク圧力
1.2t／cm2で成形を行なつた。該成形体をArガス中
1210℃で２時間焼結を行ない、その後1190℃で１
時間溶体化処理をした後室温まで冷却した。時効
熱処理として800℃で２時間保持し0.5℃／minの
速度で400℃まで冷却し、その後急冷した。該焼
結体にはクラツクは１つも見られなかつた。測定
はパルス磁場にて６極に着磁したリング試料の側
面にホール素子を当てオープンフラツクスを測定
した。その結果を第６図に示す。比較のため実施
例のダイスに非磁性のコアーを勘合し、磁石組成
やその他の製造条件は同じにして成形・焼結を行
なつた。比較例の焼結体はリングの軸方向に割れ
が生じ、２つに割れてしまつた。 本実施例に使用した金型のキヤビテイー内の磁
場分布をスリーブ表面とコアー表面で測定した結
果を下記の表に示す。比較のため同じ寸法の非磁
性コアーを作製しこれを嵌合せしめたダイス金型
内の磁場分布を測定した結果も第１表に示す。測
定は第１図金型のＡとＢでホール素子を使用して
測定された。
【表】
実施例 ２
各々純度99％Nd、99.9％Fe、Co、99.5％Ｂ、
99.9％Alを重量百分率で33％Nd、69％Fe、5.1％
Co、1.1％Ｂ、１％Alとなるように秤量し、実施
例１と同じ条件で12極の極異方性成形体を作製し
た。該成形体を不活性ガス中1080℃で２時間焼
結、900℃で１時間溶体化後急冷し、その後600℃
で２時間熱処理して急冷した。該焼結体の表面に
はなんらのクラツクも認められなかつた。外側側
面をセンタレス研磨して円形にした後、ホール素
子で測定を行なつた。その結果を第７図に示す。
99.9％Alを重量百分率で33％Nd、69％Fe、5.1％
Co、1.1％Ｂ、１％Alとなるように秤量し、実施
例１と同じ条件で12極の極異方性成形体を作製し
た。該成形体を不活性ガス中1080℃で２時間焼
結、900℃で１時間溶体化後急冷し、その後600℃
で２時間熱処理して急冷した。該焼結体の表面に
はなんらのクラツクも認められなかつた。外側側
面をセンタレス研磨して円形にした後、ホール素
子で測定を行なつた。その結果を第７図に示す。
第１図は本発明の実施に使用する金型を説明す
る図、第２図は本発明の実施に使用する装置の概
略図、第３図は本発明を説明するグラフ図、第４
図及び第５図は従来例を説明する図、第６図及び
第７図は夫々本発明を説明するオープンフラツク
スの測定結果を示す図である。 図中、１０は金型のヨーク、１２は金型のスリ
ーブ、１４磁石粉が挿入される金型の空〓部を示
す。
る図、第２図は本発明の実施に使用する装置の概
略図、第３図は本発明を説明するグラフ図、第４
図及び第５図は従来例を説明する図、第６図及び
第７図は夫々本発明を説明するオープンフラツク
スの測定結果を示す図である。 図中、１０は金型のヨーク、１２は金型のスリ
ーブ、１４磁石粉が挿入される金型の空〓部を示
す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 希土類磁石で磁化方向が径方向のリング状極
異方性磁石の製造において、 非磁性硬質金属スリープの外側に鉄の多極着磁
ヨークが焼きばめされてなるダイスと、強磁性超
硬質金属WC（Co）のコアーと、非磁性硬質金属
の上下パンチとよりなる極異方性磁石成形用金型
に、希土類磁石微粉を充填してパルス磁場で径方
向に多極配向をおこなわせ、前記パルス磁場の発
生時間内に前記希土類磁石微粉の成形を完了する
ことを特徴とする希土類永久磁石の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29340788A JPH02139908A (ja) | 1988-11-18 | 1988-11-18 | 極異方性希土類磁石の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29340788A JPH02139908A (ja) | 1988-11-18 | 1988-11-18 | 極異方性希土類磁石の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02139908A JPH02139908A (ja) | 1990-05-29 |
| JPH0552045B2 true JPH0552045B2 (ja) | 1993-08-04 |
Family
ID=17794372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29340788A Granted JPH02139908A (ja) | 1988-11-18 | 1988-11-18 | 極異方性希土類磁石の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02139908A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003124019A (ja) * | 2001-10-18 | 2003-04-25 | Yaskawa Electric Corp | 永久磁石とそれを用いた回転形モータのロータ |
| JP5558596B2 (ja) * | 2013-02-04 | 2014-07-23 | 株式会社東芝 | 永久磁石およびそれを用いたモータおよび発電機 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5194406A (ja) * | 1975-02-19 | 1976-08-19 | Jiseifunmatsuseikeipuresuyokanagata | |
| JPS5227356A (en) * | 1975-08-27 | 1977-03-01 | Nec Corp | Manufacturing process of silicon epitaxial wafer |
| JPS5710729U (ja) * | 1980-06-20 | 1982-01-20 | ||
| JPS59216453A (ja) * | 1983-05-20 | 1984-12-06 | Hitachi Metals Ltd | 円筒状永久磁石の製造方法 |
| JPS6037112A (ja) * | 1983-08-09 | 1985-02-26 | Hitachi Metals Ltd | 異方性複合磁石の製造方法 |
| JPS61241905A (ja) * | 1985-04-18 | 1986-10-28 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 異方性永久磁石の製造方法 |
-
1988
- 1988-11-18 JP JP29340788A patent/JPH02139908A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02139908A (ja) | 1990-05-29 |
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