JPH01150311A - マンガン−アルミニウム−炭素系合金磁石の製造法 - Google Patents

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、マンガン−アルミニウム−炭素（以下Ｍｎ−
Ａｄ−Ｃと称す）系合金磁石の製造法に関するものであ
る。更に詳細には、円筒形状で、その径方向が磁化困難
方向で、その径方向に垂直な面内が磁化容易面である磁
気配向構造を有したＭｎ−人ｌ−Ｃ系合金磁石の製造法
に関するものである。

従来の技術 近年、小型モータの市場は大きく伸び、とりわけその中
で使用機器の薄形化に対するフラノ）モータの使用が増
えている。このフラットモータに用いられる円筒形状の
磁石は軸方向に垂直な面に多極着磁して使われる。この
種の円筒形状磁石としては軸方向異方性磁石が用いられ
て来たが、その特性と磁石価格との比、すなわちコスト
パフォーマンスの向上が要望されている。

従来Ｍｎ−４１−Ｃ系合金磁石では、６３０℃〜８３０
℃の温度で温間押出加工を行うことにより、優れた磁気
特性９機械的特性を有した軸異方性磁石を供給して来た
（特公昭５４−２０１６６号公報等）。この軸方向異方
性磁石は、押出方向すなわち軸方向に磁化容易方向を有
し、径方向と弦方向は磁化困難方向であった。この軸方
向異方性磁石は、第２図（２Ｌ）に示すように、軸方向
に垂直な面に単極の着磁をする場合は優れた特性を引き
出すことができるが、第２図（ｂ）に示すような多極着
磁する場合には、十分その特性を引き出すことはできな
い。なぜなら第２図ｅ）の場合は磁石内部を通過する磁
路が磁石の磁化容易方向と一致しているのに対して、第
２図（ｂ）の場合は磁路が磁石端面近傍で曲がっていて
、弦方向を通過しており、軸方向異方性磁石の場合はこ
の弦方向が磁化困難方向であり、磁束が通りにくいため
である。

発明が解決しようとする問題点 以上のように、従来のＭｎ−ムｌ−Ｃ系合金磁石の温間
押出加工による軸方向異方性磁石は、その磁石の弦方向
が磁化困難方向であるために、軸方向に垂直な面に多極
着磁する用途においては、十分その特性を引き出すこと
ができなかった。

本発明は、軸方向及びこの弦方向を磁化容易方向にした
、すなわち、径方向のみを磁化困難方向にした特異な磁
気配向構造を有したＭｎ−ＡＪ−０系合金磁石を作るこ
とを目的としたものである。

問題点を解決するための手段 上述の目的を達成するために、本発明は、Ｍｎ−人１−
Ｃ系磁石合金を６３０℃〜８３０℃の温度で後方押出し
して、円筒形状をした磁石としたものである。

作用 Ｍｎ−４１−Ｇ系磁石合金を後方押出しすることにより
得られた円筒形状の部分のＭｎ−Ａｌ−Ｃ系合金磁石は
、径方向が磁化困難方向であシ、径方向に垂直な面が磁
化容易面で、そのうち軸方向が最も強い磁化容易方向で
次いで径方向が磁化容易方向となる。

実施例 第１図は本発明の後方押出を説明するだめの模式図であ
る。第１図（ＩＬ）に示すようにコンテナ４の中に、Ｍ
ｎ−ムｌ−Ｃ系磁石合金からなるビレット１を入れ、下
ポンチ３でビレット１を支え、コンテナ４の内径とより
細い上ポンチ２でビレット１の上面を押さえる。第１図
（ｂ）に示すように、ビレット１．上ポンチ２と下ポン
チ３の端面及びコンテナ４の内面部分が５３０℃〜８３
０℃の温度になったところで上ポンチ２を動かして、ビ
レット１に押し込むと、ビレット１は加工されて、コン
テナ４と上ポンチ２０間のすき間部分に押し出されてカ
ップ状の形状になる。第１図（０）に示すように上ポン
チ２をビレット１から抜き出した後、下ポンチ３を動か
してビレット１をコンテナ４から押し上げて出す。

上述の後方押出しについて、その対数歪を大雑把に見積
ると、コンテナ４の内径り、上ポンチ２の外径ｄとする
と軸方向の対数歪ε２はεｚ　’ｌ　ｎ　（Ｄ２／　（
ｎ２−ａ２）　）、径方向の対数歪ε、はεｒ吋−１ｎ
（Ｄ／（Ｄ−１１））、弦方向の対数歪εθは６θ＝−
ε２−εｒ＃１ｎ（Ｄ＋ｄ）／Ｄ）　となシε２とｔＯ
は正すなわち伸び変形であり、ε１は負すなわち圧縮変
形である。Ｍｎ−ムｌ−Ｃ系合金磁石の塑性加工におい
ては伸び方向が磁化容易方向に、圧縮方向が磁化困難方
向となるので、後方押出は、本発明の目的とした特異な
磁気配向構造のＭｎ−ｋｌ−Ｃ系合金°磁石を作ること
ができる。

本発明が適用されるＭｎ−ムｌ−Ｃ系合金磁石は、主と
して強磁性相である面心正方晶相（τ相と称し、Ｌｌ。

型規則格子である。）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シ、６８〜７３重量％のＭｎと
（、Ｍｎ７−６．６）〜（７Ｍｎ−２２，２）重量％の
Ｃ（但し式中のＭｎはマシガン成分の重量％を示す）と
残部がＡｌからなり、不純物以外に添加物を含まない３
元系及び少量の添加物を含む４元系以上の多元合金磁石
であり公知である（特公昭５４−３１４４９号公報）。

又後方押出する温度範囲は、５３０℃〜８３０℃であり
、既に知られたＭｎ−ｋｌ−Ｃ系合金磁石の塑性加工温
度領域である（特公昭５４−２０１６６号公報）。

次に具体的に実施例を示す。

実施例 （実施例１） 溶解鋳造により、Ｍｎ　−Ａｌ−Ｃ３元系磁石合金で直
径２７ｍの丸棒を作成した。組成は分析によシフ０、Ｏ
ｗｔ％Ｍｎ、０．４６ｗｔ％Ｃ１残りムｌであった。

この丸棒を切断し、長さ３０叫のビレットを多数作り、
１１００℃にて２時間溶体化処理を行い、続いて風冷し
た。これらビレットに潤滑剤を塗布した後、６８０℃ま
で昇温し、予め６８０℃に昇温し保持しておったコンテ
ナの中に投入し、下ポンチと上ポンチで両端面をはさみ
保持した。コンテナの内径は３０　ｍｍ　、下ポンチの
外径はコンテナの内径にあわせ、かつ清めらかに動くよ
うにした。

上ポンチの外径は２０咽であった。ビレットと上下ポン
チの端面近傍、コンテナの内面近傍の温度が６８０℃に
なったことを確認にして、下ポンチ及びコンテナは固定
した状態で上ポンチを動かしビレットに押し込んだ。加
圧装置は１００ｔｏｎ　の油圧装置を用いた。上ポンチ
の端面と下ポンチの端面の距離が約３咽になったところ
で加圧を止め、即ちに上ポンチを上昇させてビレットか
ら抜き、続いて下ポンチを動かして、ビレットをコンテ
ナから押し上げて抜き出した。上ポンチにかかった最大
圧力は２７ｔＯｎであった。取り出したビレットは外径
が３０咽弱、内径が２０咽強、円筒部の長さは約４１咽
であった。この円筒部の高さの中央付近から磁気測定用
の試料を切り出した。形状は径方向４覇、軸方向ｅ晒、
弦方向５咽とした。

磁気測定の結果は下表の通りであった。

従来の押出加工、すなわち前方押出加工の場合は、弦方
向特性は径方向特性と全く同じである。

本実施例では（ＢＨ）ｍ＆Ｘで弦方向特性が径方向特性
の約２倍と大きくなっており、径方向は磁化困難方向と
なっていた。

（実施例２） Ｎｉ及びＴ１添加のＭｎ−ム１−０５元系磁石合金で直
径が３２閣の丸棒を溶解鋳造により作成した。

分析の結果６８．９６ｗｔ％Ｍｎ％０．４３ｗｔ％Ｃ１
０，７９ｗｔ％Ｎｉ、ｏ、１６ｗｔ％Ｔｉ、　残、９Ａ
ｌであった。

この丸棒を切断し、長さ３０ｆ＋Ｉｍのビレットを多数
作成し、１１６０℃にて２時間保持した後、風冷した。

これら熱処理後のをレフトに潤滑剤を塗布し、７４０℃
に昇温した。

予め７４０’Ｃに昇温し保持してあった内径４０聾のコ
ンテナの中に投入し、コンテナの内径にあわせである下
ポンチと外径３３■の上ポンチとではさみ、ビレット、
上下ポンチ端面及びコンテナの内径部分が７４０’Ｃに
セったことを確認して上ポンチを作動し、ビレットに押
し込み、上ポンチ端面が下ポンチ端面から約３■上の距
離に達したとき上ポンチの作動を停止し、即ち上昇させ
て、ビレットから上ポンチを抜き出した。続いて下ポン
チを上昇させてビレットをコンテナから押し上げて外し
た。

加圧装置は１００ｔＯｎの油圧装置を用い、上ポンチに
かかった最大圧力は？２ｔＯｎであった。

得られたビレットは外径４０ｔｒａ弱、内径３３ＷｒＩ
ｎ強で円筒形状部分の長さは約６７鰭であった。この円
筒形状の高さの中央部分から磁気測定の試料を切り出−
シー（測定した。測定試料の大きさは径方向２ｒＩｒＩ
ｎ、弦方向６簡、軸方向６叫で、径方向は薄すぎたので
２枚重ねあわせて４閣とした。

磁気測定の結果は下表の通りである。

この場合は、軸方向への対数歪が、弦方向のそれに比べ
て２倍程大きいため、磁気特性上でも大きな差がつき、
軸方向特性は優れたものになっていた。弦方向は径方向
に比べると約８０％程大きく、この場合も径方向が磁化
困難方向となっていた。

比較のために、従来の前方押出加工で、軸方向の対数歪
が本実施例とほぼ同等となるようにして試料を作成し、
磁気特性を測った。すなわち直径３２咽の丸棒を直径１
８ＷＩｎの丸棒に押出加工して測定試料片を切り出した
。

測定結果は下表の通りであった。

前方押出では弦方向、径方向はほぼ同じ特性で、弦方向
特性は、本発明の製造法によるものに比較して４０％以
上小さかった。

又本発明の製造法のものは、軸方向特性において、前方
向押出と比較して、４π工、。、、Ｂｒ　はやや低いも
のの’Ｉ　　ＸＨＯＩ　ＢＨＯが大きく、これは弦方向
への配向化が寄与しているものと考えられ、軸方向に垂
直な面での多極着には優利である。

発明の効果 以上のように、本発明の製造法によれば、径方向が磁化
困難方向で、径方向に垂直な面が磁化容易面となり、そ
の中で軸方向が最も強い磁化容易方向で、次いで弦方向
が磁化容易方向である特異な磁気配向構造を有する円筒
形状のＭｎ−Ａｌ−Ｇ系合金磁石をつくることができる
。このような磁石は軸方向に垂直な面に多極着磁して用
いる場合に、磁気特性を、従来の軸方向異方性磁石と比
較して優利に引き出すことができる。

又副次的な効果であるが、１回の押出加工によシ、円筒
形状の磁石をつくることができ、従来の中実体の磁石を
穴あけ加工していた場合と比較すると大巾に製造コスト
を下げることができ、コストパフォーマンスを向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

１・・・・・・ビレット、２・・・・・・上ポンチ、３
・・川・下ポンチ、４・・・・・・コンテナ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図 （（１）　　　　　　　　　＜ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. マンガン−アルミニウム−炭素系磁石合金を、５３０℃
   〜８３０℃の温度で後方押出しして、円筒形状とするマ
   ンガン−アルミニウム−炭素系合金磁石の製造法。