JPH04324914A - 希土類永久磁石の製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は希土類樹脂結合型磁石の
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】樹脂結合型磁石の成形方法としては以下
に示したような成形方法が挙げられる。

【０００３】１．圧縮成形法 ２．射出成形法 圧縮成形法は磁石粉末と熱硬化性樹脂からなる磁石組成
物をプレスの金型中に充填し、これに圧力を加えて圧縮
して成形し、その後、加熱して樹脂を硬化させて成形す
る方法である。この時、磁石組成物中の磁性粉末量は９
５ｗｔ％以上含まれる。この圧縮成形法は上記のように
他の成形方法に比べ磁石組成物中の樹脂成分量が少ない
ため、成形された磁石の磁気性能は高いが、磁石の形状
に対する自由度は小さい。

【０００４】射出成形法は磁石粉末と熱可塑性樹脂から
なる磁石組成物を加熱溶融し、十分な流動性をもたせた
状態で金型内に注入して所定の形状に成形する方法であ
る。射出成形法は磁石組成物に流動性をもたせるために
磁石組成物中の樹脂成分量が圧縮成形に比べて多く、磁
石組成物中の磁石粉末量は９０〜９５ｗｔ％程度となる
ために磁石成形体の磁気性能は低下する。しかし、形状
の自由度は圧縮成形法に比べ大きい。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
製造方法には以下に示すような課題を有している。

【０００６】第一に、圧縮成形法、射出成形法ともに成
形工程が磁石組成物の金型への充填、成形、成形品の取
り出しという一定のサイクルがあり、基本的にバッチ式
生産システムであるため、その生産性には限界がある。 また、最近需要が増えている寸法の長い磁石の成形に対
しても原料の充填や成形品の取り出しが困難であること
や成形磁石の磁気性能が低下する等の理由から、成形品
の長さには限界がある。

【０００７】また、圧縮成形法は形状自由度が低く、ア
−ク形状等の異形状の成形についてはプレス時の成形圧
力を均一に掛けることが困難であり、これによって磁石
成形体内での密度にばらつきが生じ、磁気性能にもばら
つきを生じるという問題点を有している。一方、射出成
形法の場合は形状自由度が高く、ア−ク形状の成形は可
能であるが、スプル−やランナ−が生じるためこれらの
再生利用（リサイクル）を行う必要があるが、希土類磁
石粉末特にＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石粉末は高温雰囲気で劣化
しやすいためリサイクル品を使用することで磁石の磁気
性能を低下させるという問題点を有する。

【０００８】そこで、これらの問題を解決する手段とし
て押出成形法が挙げられる。押出成形法は磁石粉末を樹
脂と混練し、この混練物（以後、磁石コンパウンドと称
す）を押出機中で加熱し、溶融状態としたところで金型
内に送り込み金型内で賦形して成形する方法である。こ
の方法の場合には生産工程が連続的であるため、生産性
が良く、また射出成形のようにスプル−やランナ−を生
じることが無いためリサイクル品は生じ難く従ってこれ
による磁気性能の低下は生じない。この様に従来の圧縮
成形や射出成形には無い利点を押出成形は有している。 しかしながら、この押出成形法も以下の課題を有してい
る。

【０００９】前述したように押出成形は磁石コンパウン
ドを押出機中で溶融状態とし、これに応力を加えること
によって押出力とするが、溶融磁石コンパウンドは金属
粉末である磁石粉末を含んでいるため、流動性が悪い。 また、磁石粉末は流動時に金型壁面等との摩擦力を増大
させ、これによる流動性の低下が生じる。樹脂結合型磁
石は磁石粉末の充填量が高いほど磁気性能が高くなるこ
とから充填量は磁気性能面からは高い方が望ましい。し
かし、前述の流動性は磁粉の充填量が高いほど低下する
という問題点を有している。

【００１０】そこで本発明はこのような課題を解決する
もので、その目的とするところは、高性能な希土類樹脂
結合型磁石を低コストで生産性よく、提供するところに
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の希土類永久磁石
の製造方法は希土類磁石粉末と樹脂成分（無機添加物を
含む）からなる希土類樹脂結合型磁石の押出成形におい
て、押出機のシリンダ−部と金型の接合部における押出
圧力が２００ｋｇ／ｃｍ２以上であることを特徴とする
。

【００１２】また、上記製造方法において押出機にラム
式押出機を使用することを特徴とする。

【００１３】また、上記希土類磁石粉末がＲ（ＲはＹを
含む希土類元素）、Ｆｅを主体とする遷移金属元素、お
よびほう素を基本成分とする希土類磁石粉末である。

【００１４】もしくは上記希土類磁石粉末がＲとＣｏを
主体とする遷移金属元素を基本成分とする希土類磁石粉
末である。

【００１５】

【作用】本発明の製造方法によれば、希土類磁石粉末と
樹脂からなる希土類樹脂結合型磁石の成形方法として押
出成形法を用いることにより、基本的にバッチ処理であ
る圧縮成形法や射出成形法等の従来製法に比べ、連続成
形が可能となり、これによって生産性が上がり、低コス
ト化を図ることが可能となる。

【００１６】押出機のシリンダ−部と金型の接合部にお
ける溶融磁石コンパウンドの押出圧力を２００ｋｇ／ｃ
ｍ２以上としたのは希土類磁石粉末と樹脂成分からなる
磁石コンパウンドはコンパウンド中に金属粉末である磁
石粉末を含んでいるため溶融時のコンパウンドの粘度が
上昇し、流動性は低下する。樹脂結合型磁石の場合、一
般に磁石粉末の含有量が多いほど磁気性能は向上するこ
とから、高性能な磁石を製造するには磁粉の充填量を増
やす必要がある。磁石粉末の含有量が増えるにつれて溶
融磁石コンパウンドの粘度が上昇することから、高性能
な磁石を製造する場合には一層溶融磁石コンパウンドの
流動性は低下する。この流動性の低下を補うためには磁
石コンパウンドの成形時にかける機械的応力を増やし、
押出圧力を上昇させる必要がある。

【００１７】また、樹脂結合型磁石の場合、成形品のパ
ッキング密度を十分に高める必要があり、そのために成
形時に成形圧力を加える必要がある。このことからも成
形時に押出圧力が必要となる。

【００１８】この押出圧力の下限を２００ｋｇ／ｃｍ２
としたのはこの圧力以下の場合、金型全面への流動が不
十分となり、所望の形状に賦形する事が困難となる。ま
た、賦形された際にも成形品の密度は低くなるため、成
形品の磁気性能が低下するためである。押出圧力の上限
については圧力が高いほど望ましく、これについては押
出機の仕様もしくは金型材の機械的強度によって制限さ
れる。

【００１９】また、請求範囲の一つに押出機としてラム
式押出機を採用した。ラム式押出機はシリンダ−中に磁
石コンパウンドを投入し、プランジャ−の圧縮力によっ
て押出を行なう機械であるが、スクリュ−押出機に比べ
押出機自体がバッチ処理となるため生産性が低下すると
いう欠点を有するものの押出圧力についてはスクリュ−
式の上限が５００ｋｇ／ｃｍ２程度であるのに対し、３
０００ｋｇ／ｃｍ２以上は十分に掛けられることから成
形可能な範囲を広げることが可能であるという利点を有
するためである。

【００２０】使用する磁石粉末についてはＲ−Ｃｏ系、
もしくはＲ−Ｆｅ−Ｂ系の希土類磁石粉末のどちらでも
よく、必要に応じて金型先端部に磁気回路を設置し、磁
場配向を行なう。

【００２１】使用する樹脂としては熱硬化性樹脂、熱可
塑性樹脂どちらも使用可能であり、例えば熱硬化性樹脂
ではエポキシ樹脂、フェノ−ル樹脂等があり、熱可塑性
樹脂としてはポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファ
イド樹脂（ＰＰＳ）等が挙げられる。ここに挙げた樹脂
は一例であり、これは本発明を限定するものではない。 これらの樹脂をベ−スレジンとし、混合物の粘度を下げ
る際には必要に応じて平均分子量を下げるか可塑剤等の
添加剤を加える等の処理を行ってもよい。

【００２２】以下、実施例に従い詳細に説明を行う。

【００２３】

【実施例】図１は本発明の希土類樹脂結合型磁石の製造
工程を示している。希土類磁性粉末と樹脂と添加剤を所
望の混合比に秤量した後にロ−ルミル、押出機等の混合
機で混合し、コンパウンドを作成する。このコンパウン
ドを成形機に投入しやすい大きさに粉砕し、押出成形機
に投入する。ここで押出機には一軸のスクリュ−式押出
機もしくはラム式押出機を使用した。押出機中でコンパ
ウンドは加熱され、樹脂が溶融状態となり、この状態で
押出機に接続された金型に送り込まれる。金型中でコン
パウンドは最終形状に賦形され、金型から磁石成形体が
が押し出される。押し出された磁石は引き取られ、切断
機によって切断される。この後熱硬化性樹脂を使用した
場合にはキュアリングを行い、希土類樹脂結合型磁石を
成形した。また、磁場配向成形を行った時には切断前に
脱磁を行った。

【００２４】以下、更に詳細な実施例を示す。

【００２５】（実施例１）表１に磁石粉末の充填量を変
えたコンパウンドを各押出圧力で成形したときの成形の
可否を示す。ここで使用した磁石粉末はＮｄ−Ｆｅ−Ｂ
系の急冷粉末であり、樹脂としては熱可塑性のポリアミ
ド樹脂（ナイロン１２）を使用した。押出機としてはシ
リンダ−径４０ｍｍの１軸押出機を使用した。成形温度
はそれぞれのコンパウンドの最適成形温度で成形を行な
った。成形した形状は外径２０ｍｍ、内径１８ｍｍのパ
イプ状磁石であった。

【００２６】

【表１】

【００２７】押出圧力が２００ｋｇ／ｃｍ２未満のとき
には磁粉充填量が６０ｖｏｌ％以下のときには成形を行
なうことは可能であるが６０ｖｏｌ％以上のときには成
形を行なうことが出来なかった。また充填量が高くなる
と押出圧力を低くすると成形を行なうことが困難であっ
た。 表中で押出圧力６００ｋｇ／ｃｍ２以上のときの結果が
示されていないのはここで使用したスクリュ−式押出機
の場合は６００ｋｇ／ｃｍ２　　の圧力を掛けることが
出来なかった為である。

【００２８】また成形磁石の密度についてみてみると押
出圧力が２００ｋｇ／ｃｍ２以上のときには理論密度の
９７％以上の値が得られたのに対し、２００ｋｇ／ｃｍ
２未満で成形したものについては理論密度の９５％以下
の値しか得られなかった。

【００２９】（実施例２）次に実施例１と同様に表２に
磁石粉末の充填量を変えたコンパウンドを各押出圧力で
成形したときの成形の可否を示す。但し、ここで使用し
た磁石粉末はＳｍ−Ｃｏ系の磁石粉末であり、樹脂とし
ては熱硬化性のエポキシ樹脂を使用した。このエポキシ
樹脂は室温では固体の樹脂であり、１００℃以上で粘度
が急激に低下する特性のものであり、硬化条件は２００
℃で１時間であった。押出機としてはシリンダ−径３０
ｍｍのラム式押出機を使用した。成形温度はそれぞれの
コンパウンドの最適成形温度で行なった。成形した形状
は幅１５ｍｍ、肉厚１ｍｍの板状磁石であった。

【００３０】

【表２】

【００３１】実施例１と同様、押出圧力が２００ｋｇ／
ｃｍ２未満のときには十分に成形を行なうことが出来ず
、また成形されたものについてもその密度は理論密度の
９５％以下と十分な充填がなされなかった。一方、成形
圧力が２００ｋｇ／ｃｍ２以上のときには理論密度の９
７％以上の成形ができ、十分な結果が得られた。ラム式
押出機を使用した場合にはスクリュ−押出機に比べ、押
出圧力をあげることが可能となり、これによってさらに
高性能な磁石を得ることが可能になった。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の希土類永
久磁石の製造方法を用いることにより、高性能な希土類
樹脂結合型磁石を生産性よく、低コストで提供すること
が可能となる。また、従来の成形方法では成形が困難で
あった長尺もしくは薄肉の磁石を提供することが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の希土類樹脂結合型磁石の製造工程を示
す図。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　希土類磁石粉末と樹脂成分（無機添加
   物を含む）からなる希土類樹脂結合型磁石の押出成形に
   おいて、押出機のシリンダ−部と金型の接合部における
   押出圧力が２００ｋｇ／ｃｍ２以上であることを特徴と
   する希土類永久磁石の製造方法。
2. 【請求項２】　　上記製造方法において押出機にラム式
   押出機を使用することを特徴とする請求項１記載の希土
   類永久磁石の製造方法。
3. 【請求項３】　　上記希土類磁石粉末がＲ（ＲはＹを含
   む希土類元素）、Ｆｅを主体とする遷移金属元素、およ
   びほう素を基本成分とする希土類磁石粉末である請求項
   １記載の希土類永久磁石の製造方法。
4. 【請求項４】　　上記希土類磁石粉末がＲとＣｏを主体
   とする遷移金属元素を基本成分とする希土類磁石粉末で
   ある請求項１記載の希土類永久磁石の製造方法。