JPH0311525B2 - - Google Patents

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JPH0311525B2
JPH0311525B2 JP57076265A JP7626582A JPH0311525B2 JP H0311525 B2 JPH0311525 B2 JP H0311525B2 JP 57076265 A JP57076265 A JP 57076265A JP 7626582 A JP7626582 A JP 7626582A JP H0311525 B2 JPH0311525 B2 JP H0311525B2
Authority
JP
Japan
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billet
extrusion
hollow
magnet
container part
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP57076265A
Other languages
English (en)
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JPS58192305A (ja
Inventor
Akihiko Ibata
Yoichi Sakamoto
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPH0311525B2 publication Critical patent/JPH0311525B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Forging (AREA)
  • Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)
  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、永久磁石の製造法に関するものであ
る。さらに詳細には、マンガン−アルミニウム−
炭素系(Mn−Al−C系)合金磁石の製造法に関
し、特に多極着磁用Mn−Al−C系合金磁石の製
造法を提供するものである。
Mn−Al−C系磁石用合金は、68〜73重量%
(以下単に%で表す)のMnと(1/10−6.6)〜
(1/3Mn−22.2)%のCと残部のAl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−Al−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、L10型規則格子)
の組織で構成され、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元素以上
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。また、このMn−Al−C系合金
磁石の製造法としては、鋳造・熱処理によるもの
以外に、温間押出加工等の温間塑性物加工工程を
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。
多極着磁用Mn−Al−C系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及びあ
らかじめ温間押出加工等の公知の方法で得た一軸
異方性の多結晶Mn−Al−C系合金磁石に異方性
方向への潤滑自由圧縮加工によるもの(複合加工
法によるもの)などが知られている。これらの製
造法では、一般に前記合金の形状は中実体、例え
ば円柱である。例えばその一例としては、圧縮加
工によるものでは、前記磁石用合金からなる円柱
のビレツトを鋳造によつて作製し、適当な熱処理
を施した後、圧縮加工を施す。複合加工法による
ものでも、同様に円柱のビレツトに熱処理、押出
加工、圧縮加工の順に施す。
一方、多極着磁用磁石の形状は、一般に軸対象
の中空体であり、その中で最も代表的な形状は、
円筒である。なおここでいう中空体というのは、
ビレツト内にある任意の方向(軸方向)に沿つて
空洞部分が存在するものをいう。前記の製造法で
はビレツトの形状が中実体、例えば円柱であるた
め、用いる前には必ず穴あけ加工等によつて中空
体、例えば円筒にする必要がある。一般の生産に
おいて、材料歩留りや工数などを考えると、鋳造
時に中空体にしておいて、その後熱処理や塑性加
工を行う方法が望ましい。また、熱処理時のビレ
ツトの形状を中空体とすると、中実体よりも冷却
速度を速くできるため、十分な熱処理効果が望め
る。一般に、Mn−Al−C系磁石用合金に熱処理
を施す時、熱処理時の冷却速度を速くする方が磁
気特性が高くなるためである。
本発明者らは、Mn−Al−C系合金磁石用合金
からなる中空体状のビレツトに、530〜830℃の温
度で、コンテナ部の空洞部分の断面形状が中空で
あり、コンテナ部の開口面積がベアリング部の開
口面積より小さいダイスを用いて、中空体の軸方
向と押出方向を平行として押出加工を施し、しか
も前記押出加工によつて前記ビレツトの押出方向
に圧縮ひずみを与えることにより、前記の問題点
を解決し得ることを見出した。
Mn−Al−C系磁石用合金からなる中空状のビ
レツトを、コンテナ部の空洞部分の断面形状が中
空であり、コンテナ部の開口面積がベアリング部
の開口面積より小さいダイスを用いて、中空体の
軸方向と押出方向を平行にして押出加工すること
により、前記ビレツトの押出方向に圧縮ひずみを
与えることによつて、多極着磁において優れた磁
気特性を示す磁石を得ることができる。ここでコ
ンテナ部とは、押出加工前のビレツトを収容する
部分をいい、ベアリング部とは押出加工後のビレ
ツトを収容する部分である。またコンテナ部の開
口面積とは、ダイスをコンテナ部を通り押出方向
に垂直に切断した時のコンテナ部の空洞部分の面
積であり、ベアリング部の開口面積とはダイスを
ベアリング部を通り押出方向に垂直に切断した時
のベアリング部の空洞部分の断面積である。コン
テナ部の空洞部分の断面形状が中空であるという
のは、前記のコンテナ部の開口面積を求めるもと
になる形状が中空であるということを意味する。
言い換えると、コンテナ部は押出方向に適当な長
さを有し、しかも前記の断面は押出方向に垂直で
あるため、コンテナ部の空洞部分は中空体である
ということになる。
前記のコンテナ部の空洞部分の断面形状が中空
であり、コンテナ部の開口面積がベアリング部の
開口面積より小さいダイスを用いて押出加工する
ことによつて、押出方向に圧縮ひずみを与えたビ
レツトを、さらにビレツトの一部分に、押出方向
(中空体の軸方向)に平行な方向に圧縮加工を施
すことによつて、さらに磁気特性が向上する。
前述したように、磁石の形状は一般には円筒が
多く用いられている為、ビレツトの形状を円筒と
して前記の塑性加工の一例を説明する。第1の方
法は、円筒ビレツトを円筒の軸方向と押出方向を
平行として、コンテナ部の空洞部分の断面形状が
中空であり、コンテナ部の開口面積がベアリング
部の開口面積より小さいダイスを用いて押出加工
し、押出方向に圧縮ひずみを与えるものである。
第1図にダイスの一部分の断面図を示す。第1図
aは、押出加工前の状態を示し、bは押出加工後
の状態を示す。第1図において、1はビレツト、
2,3はダイス構成部材、4,5はポンチであ
る。21はコンテナ部であり、押出加工前のビレ
ツトを収容する部分であり、22はコニカル部、
23の部分はベアリング部で、押出加工後のビレ
ツトを収容する部分である。また、コンテナ部の
開口面積とは21の空洞の断面積であり、第1図
aにおいてビレツトの断面積とほぼ一致し、ベア
リング部の開口面積とは23の空洞の断面積で、
第1図bにおいてビレツトの断面積とほぼ一致す
る。第1図ではコンテナ部もベアリング部も押出
軸を中心とする円形であるから、前述したことを
言い換えると、コンテナ部の開口面積とは、コン
テナ部の外径と内径によるリング状の面積であ
り、同様にベアリング部の開口面積とはベアリン
グ部の外径と内径によるリング状の面積である。
また、コンテナ部の空洞部分の断面形状はコンテ
ナ部の外径と内径によるリング状である。例えば
第1図においてコンテナ部の外径を30mm、内径を
16mmとし、ベアリング部の外径を33.2mm、内径を
18.2mmとすると、コンテナ部の開口面積は約506
mm2、ベアリング部の開口面積は約606mm2となる。
コンテナ部の空洞部分の断面形状は外径30mm、内
径16mmのリング状である。
押出方法の一例を第2図を用いて説明する。ま
ず第2図aに示すようにベアリング部に円筒ビレ
ツトを収容する。ポンチ5を用いてビレツトを上
方へ加圧することによつてbに示すようになる。
これによつてコニカル部24が主としてビレツト
によつて満たされた状態になる。次にcに示すよ
うにコンテナ部21に新たにビレツト1′を収容
し、ポンチ4と5でビレツトを加圧しながらビレ
ツトをコンテナ部からベアリング部へ向かう方向
に移動させることによつてdに示す状態になる。
ベアリング部に収容されたビレツトを取り出し、
新たにコンテナ部にビレツトを収容すると、cに
示した状態になり、以後この繰り返しによつて押
出加工を行うことができる。前記の押出方法での
ビレツト内の塑性変形域は時間に対して連続的に
ビレツト内を移動していく。一方、別法としては
前記の塑性変形域を時間に対して連続的に変化さ
せない方法がある。
前記の押出方法の一例の第2図aからbの工程
は、本発明の押出加工ではなく、ダイスのコニカ
ル部22を主としてビレツトによつて満たすため
の準備工程である。cからdの工程が本発明の押
出加工である。
第2の方法は、第1の方法で得たビレツト(前
記の押出加工を施したビレツト)を、さらにビレ
ツトの一部分に押出方向(円筒の軸方向)に平行
な方向に圧縮加工するものである。第3図にその
一例を示した。第3図aは加工前の状態で、11
が前記の押出加工を施したビレツトである。ビレ
ツト11は外型6と下型7によつて固定及び拘束
され、ポンチ8によつてビレツトを加圧すること
により、ビレツトはその内周部のみ圧縮加工され
てbに示す状態になる。前記の例では、ビレツト
の一部分をビレツトの内周部としたが、他の主な
ものとしては、外周部などがあり、特殊な用途に
対してはそれぞれに適した部分にすれば良い。
また、前記の塑性加工には、連続的に行う方法
と複数個に分割して行う方法などがある。
前述したような塑性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。より望ましい温度範囲としては560
〜760℃であつた。
以下本発明を実施例により詳細に説明する。
配合塑性で69.4%のMn、29.3%のAl、0.5%の
C、0.7%のNi及び0.1%のTiを溶解鋳造し、直径
30mm、内径20mm、長さ20mmの円筒ビレツトを作製
した。次に潤滑剤を介して、720℃の温度で第1
図に示したようなダイスを用いて押出加工を行つ
た。押出加工法は第2図を用いて説明した方法で
ある。第1図においてダイスのコンテナ部の外径
は30mm、内径は20mmであり、ベアリング部の外径
は40mm、内径は24.5mmであり、xは20mmである。
加工後のビレツトは外径40mm、内径24.5mm、長さ
10mmであつた。このビレツトを切削加工して外径
39mm、内径25mm、長さ10mmの円筒にし、内周に18
極の多極着磁を施した。着磁は2000μFのオイル
コンデンサーを用いて、1500Vでパルス着磁し
た。内周部の表面磁束密度をホール素子で測定し
た。各磁極でのピーク値は2.1〜2.2kGであつた。
さらに前記と同様の方法で作製した外径39mm、
内径25mm、長さ10mmの円筒磁石を第3図に示した
金型を用いて、680℃の温度で磁石の内周部のみ
圧縮加工した。第3図においてポンチ8の外径は
32mmである。加工後の磁石の内周部の長さは8mm
であつた。前記と同様に切削加工後、着磁・測定
を行つたところ、前記のものよりピーク値は
0.2kG増加した。
本発明は、実施例によつて述べた様に、Mn−
Al−C系磁石用合金からなる中空対状のビレツ
トに、コンテナ部の空洞部分の断面形状が中空で
あり、コンテナ部の開口面積がベアリング部の開
口面積より小さいダイスを用いて、中空体の軸方
向と押出方向を平行として押出加工を施すことに
より、ビレツトの押出方向に圧縮ひずみを与える
ことによつて、多極着磁において優れた磁気特性
を示す磁石を得るものである。
本発明によつて、材料歩留りの向上、製造工程
の簡略化等が可能となる。また、本発明では熱処
理時のビレツトの形状が中空体、例えば円筒であ
るため、前述した様に熱処理効果が大きくでき
る。さらに、公知の方法では、圧縮加工によるた
め、長さの長い(磁石の形状を円筒とした時、長
さと外径の比が大きい磁石)は得られないが、本
発明の方法では、長さの長い磁石を得ることもで
きる。
本発明によつて得られた永久磁石は、多極着時
に適する磁石であり、モータ、ジエネレータ、メ
ータ類など多方面への応用が可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図および第3図は本発明の塑性加工の一例
を示す金型の断面図、第2図は本発明の押出方法
の一例を示す金型の断面図である。 1,11……ビレツト、4,5,8……ポン
チ、21……コンテナ部、22……コニカル部、
23……ベアリング部、6……外型、7……下
型。

Claims (1)

  1. 【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ツトに、530〜830℃の温
    度で、コンテナ部の空洞部分の断面形状が中空で
    あり、コンテナ部の開口面積がベアリング部の開
    口面積より小さいダイスを用いて、中空体の軸方
    向と押出方向を平行として押出加工を施し、しか
    も前記押出加工によつて前記ビレツトの押出方向
    に圧縮ひずみを与えることを特徴とするマンガン
    −アルミニウム−炭素系合金磁石の製造法。 2 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ツトに、530〜830℃の温
    度で、コンテナ部の空洞部分の断面形状が中空で
    あり、コンテナ部の開口面積がベアリング部の開
    口面積より小さいダイスを用いて、中空体の軸方
    向と押出方向を平行として押出加工を施し、しか
    も前記押出加工によつて前記ビレツトの押出方向
    に圧縮ひずみを与え、さらに前記押出加工終了後
    前記ビレツトの一部分に押出方向に平行な方向に
    圧縮加工を施すことを特徴とするマンガン−アル
    ミニウム−炭素系合金磁石の製造法。
JP57076265A 1982-05-06 1982-05-06 マンガン−アルミニウム−炭素系合金磁石の製造法 Granted JPS58192305A (ja)

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