JPH04352402A - 円弧形状磁石およびその製造方法 - Google Patents

円弧形状磁石およびその製造方法

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JPH04352402A
JPH04352402A JP3127232A JP12723291A JPH04352402A JP H04352402 A JPH04352402 A JP H04352402A JP 3127232 A JP3127232 A JP 3127232A JP 12723291 A JP12723291 A JP 12723291A JP H04352402 A JPH04352402 A JP H04352402A
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JP
Japan
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arc
magnet
circular arc
curvature
shaped
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JP3127232A
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Katsunori Iwasaki
克典 岩崎
Makoto Shinoda
誠 篠田
Masaaki Tokunaga
徳永 雅亮
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Proterial Ltd
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Hitachi Metals Ltd
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Publication date
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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
    • H01F1/047Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
    • H01F1/055Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
    • H01F1/057Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
    • H01F1/0571Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes
    • H01F1/0575Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together
    • H01F1/0576Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together pressed, e.g. hot working

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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、遷移金属、ホウ
素から実質的になる永久磁石であって温間加工によって
磁気異方性を付与する温間加工磁石の改良に関し、特に
ラジアル方向に強い磁気異方性を有する円弧形状磁石と
その製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】希土類、遷移金属、ホウ素から実質的に
なるR−T−B系磁石は安価で高磁気特性を有するもの
として注目を集めている。然してこの系の磁石は特公昭
61−34242号公報記載の焼結磁石と超急冷磁石に
大別される。いずれの製造方法を取る場合でも所要の形
状に成形することが必要であり成形性が重要である。し
かし焼結磁石において磁気異方性を得ようとする場合は
、磁場の中で成形するというような工程が必須であり成
形方向および配向磁場方向により形状的に制約を受ける
。例えば縦磁場成形(磁場方向とプレス成形方向が平行
)の場合、金型のキャビティー内で均一磁場が得られな
いため粉末の配向が不均一になり磁気特性の均一性が悪
い。また仮に磁場印加による配向が良好であっても成形
により再び配向が乱れる結果を招き全体としての磁気特
性は低く、本系磁石のポテンシャルを十分に生かした成
形法ではない。一方横磁場成形(磁場方向とプレス成形
方向が直角)の場合、配向方向により更に2つに分けら
れる。ひとつはストレ−ト配向で、もうひとつはラジア
ル配向である。ストレ−ト配向の場合、出来上がる焼結
磁石は当然のことながらストレ−ト配向でありラジアル
配向は得られない。ラジアル配向の場合、ニアネットで
しかもラジアル配向を有する円弧状磁石を得ることは可
能であるが、粉末を充填する際にかさ密度が小さいため
最終製品形状に対し約4倍の高さまで金型内に投入する
必要がある。したがってプレス成形が極めて困難でしか
も粉末の配向が悪く、ひいては製品における磁気特性不
均一を招く。一方超急冷磁石はR−T−B系合金の溶湯
を超急冷法によって凝固し、薄帯または薄片を得て粉砕
しホットプレスした後、温間で塑性加工して磁気異方性
を付与した永久磁石(以下『温間加工磁石』)でその詳
細は特開昭60−100402号公報で記載されている
。超急冷法で得られた薄帯または薄片は、更にその内部
が無数の微細結晶粒からなっている。したがって超急冷
法によって得られる薄帯および薄片は厚さ30μm程度
で一辺の長さが500μm以下の不定形をしているもの
の、その内部に含まれる結晶粒が焼結磁石の1〜90μ
mと比べて0.02〜1.0μmと微細でありこの系の
磁石の単磁区の臨界寸法0.3μmに近く本質的に優れ
た磁気特性が得られる。温間加工磁石においては塑性流
動とそれに直角な方向の磁気的配列状態との密接な相関
が重要である。つまり所要の形状を有する温間加工磁石
を作製する場合、塑性流動を被加工物全体に効率よくし
かも十分に行わせることによって配向性が向上し、ひい
ては高い磁気特性を有する磁石の作製が可能となる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記の超急冷法による
R−T−B系温間加工磁石においては、磁気異方性を配
向磁場を使用せずに温間塑性加工により付与するという
特殊な工程を取りしかも磁気異方性は加圧方向に対して
平行に付与されるため平板状磁石のような単純形状ある
いは押し出し加工によりC軸方向が放射状に配向するリ
ング形状に限定されていた。したがって円弧形状のよう
な温間加工磁石を作製する場合、加圧力は上下パンチ面
に対し垂直方向と平行方向の分力に分解されることにな
り十分な配向が得られず磁気特性が不均一になる可能性
がある。さらに曲率を有する面で加工するため自ずから
塑性流動方向に優先順位が生じ、前記の単純平板形状と
は根本的に異方性化の傾向が違うためマクロ的にもミク
ロ的にも異方性化には複雑な過程をともなう。したがっ
てやみくもに曲率を有する上下パンチ間で加圧力を与え
る方法は得策とはいえない。そこで、本発明は安定した
磁気特性を有する円弧形状磁石の作製にあたって、目標
とする特性、形状を得るための加工方案を確立すること
を目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は遷移金属Tを主
成分とし、イットリュウムを含む希土類元素Rおよびホ
ウ素Bを含有するR−T−B系合金の溶湯を急冷凝固し
て得られるR−T−B系急冷薄片を原料とし、本原料を
温間加工により磁気的異方性を有する平均粒径が0.0
2〜1μmの円弧形状温間加工磁石において、その最終
形状である円弧形状の両端が円弧の曲率中心から120
°以下であることを特徴とする円弧形状磁石である。異
方性化のために与える加圧力は上下パンチ面に対して垂
直および平行両方向の分力となるため、円弧形状磁石の
曲率中心からの広がりが120°を越えるものでは最終
的に磁石の端部に加圧応力の内80%以上が結晶粒異方
性化方向(曲率中心から法線方向)に対して垂直に作用
するため異方性化が非常に付きにくい。したがって12
0°以下の角度が望ましい。また本方法により加工した
円弧形状の温間加工磁石はいかなる部分においても円弧
の曲率中心から引いた法線に垂直な方向での残留磁束密
度が6kG以下であることを特徴としている。例えば磁
化容易軸方向がラジアル方向で最大エネルギ−績30M
GOe以上の磁気特性を有する円弧形状磁石を得ようと
する場合、本系磁石では上述の通り円弧の曲率中心から
引いた法線に垂直な方向での残留磁束密度が6kG以下
であることが必要条件である。つまり120°以上の広
がり角度をもつ円弧形状磁石では特に端部で分力の関係
から異方性化が困難となり、その結果ラジアル方向に高
い磁気特性を付与した製品が得られないからである。本
発明は遷移金属Tを主成分とし、イットリュウムを含む
希土類元素Rおよびホウ素Bを含有するR−T−B系合
金の溶湯を急冷凝固して得られるR−T−B系急冷薄片
を原料とし、本原料を500℃から900℃の温度で加
圧してち密化した後、上下パンチにより塑性加工を施し
て磁気異方性を付与する温間加工磁石の製造方法におい
て、前記上下パンチが任意の曲率を有しこの上下パンチ
間の加圧力で塑性加工することを特徴とする円弧形状磁
石の製造方法に関するものである。本発明において上下
パンチは最終形状である円弧形状磁石と同一の曲率を有
することが望ましい。また外周部のクラック発生を抑制
するために加工を複数回に分け、さらに各加工率で外周
を拘束する方法を取ってもよい。また温間加工時に発生
するバルジ現象を抑制するため圧密体を任意の形状に予
備成形しておき最終加工で所定の形状に仕上げてもよい
。さらに保磁力等の磁気特性を著しく低下させない程度
に塑性変形速度を遅くする方法をとってもよい。さらに
本発明は原料薄片をち密化した試料に対し、塑性変形後
の円弧形状磁石の円弧方向の歪が20%以上でかつ12
0%以下であることを特徴とする円弧形状磁石の製造方
法に関するものである。温間塑性加工時に圧密体内の各
微細結晶粒は塑性流動により相対的に位置をずらしなが
ら偏平化して異方性化するため円弧方向への自由度を与
えた方が好ましい。つまり円弧方向への歪を与えない場
合、磁石の長さ方向のみの歪となり理想的な偏平化が阻
害され高い磁気特性が得られない。一方大きな自由度を
与えた場合、各結晶粒の偏平化が極限に近ずくにつれ相
対的に移動困難な状態となりクラックが発生しやすくな
る。したがって円弧形状の円弧方向には、20%以上1
20%以下の歪を付与することが望ましい。
【0005】
【実施例】
〔実施例1〕Nd13.8FebalCo7.5B6G
a1.25なる組成の合金をア−ク溶解にて作製した。 本合金をAr雰囲気中で20m/秒で回転する単ロ−ル
上に噴出して不定形のフレ−ク状薄片を作製した。得ら
れた薄片を500μm以下に粗粉砕し圧粉体とした後ホ
ットプレスで圧密化を行った。次いでこの圧密体を75
0℃で円弧形状を有する上下パンチ間で温間塑性加工し
円弧形状磁石とした。加工率は長さ方向および円弧方向
の歪が圧密体の同方向寸法に対して80%一定とし、な
おかつ円弧方向は磁石の両端が曲率中心より0°から1
60°となるよう圧密体形状および金型寸法を調整して
行った。完成した円弧形状磁石は、曲率中心からの広が
り角度をθとしたとき0°、θ/4、θ/2となるよう
な位置から3.2mm角の試料を切り出した。次いで曲
率中心からの法線方向(ラジアル方向)およびそれに直
角方向の磁気特性をVSMで測定した。実験概略および
磁気特性測定位置を図1に、得られた結果を図2に示す
。曲率中心からの法線方向に垂直な方向の残留磁束密度
は、広がり角θが大きくなるにつれて上昇し、特に12
0°を越える場合のaおよびbでその傾向は顕著である
。一方法線方向(ラジアル方向)の最大エネルギ−績は
反対の傾向を示す。以上の結果より円弧形状磁石の円弧
方向および長さ方向に同一加工率を与えても円弧の広が
り角度が大きくなるにつれラジアル配向しにくくなるこ
とがわかる。 〔実施例2〕実施例1記載と同様の工程で圧密体を作製
した後円弧形状の円弧方向および長さ方向の加工率を変
化させ温間加工を行いそれぞれの歪量と磁気特性の関係
を調べた。なお他の条件として、曲率中心からの広がり
角度が60°で一定となるよう圧密体および金型を調整
して行った。磁気特性の測定にはVSMを用い、測定位
置は図2中のcに対応する磁石端部で行った。結果を図
3に示す。円弧方向(εθ)あるいは長さ方向(εl)
のいずれかを拘束(ε=0)する場合、全体的な磁気特
性のピ−ク値は低い。しかし長さ方向へ自由度を与えか
つ円弧方向の歪が増大するにつれて磁気特性は向上する
。長さ方向のみに120%加工した場合端部に微細クラ
ックを生じ、140%では測定不可能だった。一方円弧
方向でも120%を越える加工率においてクラックが生
じた。
【0006】
【発明の効果】本発明によればラジアル方向に高い磁気
特性を有する円弧形状磁石が安定して製造可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実験概略および磁気特性の測定位置を示す図で
ある。
【図2】円弧形状磁石の曲率中心からの法線方向および
それに垂直な方向での磁気特性を示す図である。
【図3】円弧方向および長さ方向の歪量にともなうラジ
アル方向の最大エネルギ−積の変化を示す図である。
【符号の説明】
1  円弧の曲率中心

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  遷移金属Tを主成分とし、イットリュ
    ウムを含む希土類元素Rおよびホウ素Bを含有するR−
    T−B系合金の溶湯を急冷凝固して得られるR−T−B
    系急冷薄片を原料とし、本原料を温間加工により磁気的
    異方性を有する平均粒径が0.02〜1μmの円弧形状
    温間加工磁石において、その円弧形状の両端が円弧の曲
    率中心から120°以下であることを特徴とする円弧形
    状磁石。
  2. 【請求項2】  請求項1に記載の円弧形状磁石の全部
    分においても、円弧形状の曲率中心から引いた法線に垂
    直な方向で、残留磁束密度が6kG以下であることを特
    徴とする円弧形状磁石。
  3. 【請求項3】  遷移金属Tを主成分とし、イットリュ
    ウムを含む希土類元素Rおよびホウ素Bを含有するR−
    T−B系合金の溶湯を急冷凝固して得られるR−T−B
    系急冷薄片を原料とし、本原料を500℃から900℃
    の温度で加圧してち密化した後、曲率を有する上下パン
    チの加圧力により塑性加工を施して磁気異方性を付与す
    る温間加工磁石の製造方法。
  4. 【請求項4】  原料薄片をち密化した試料に対し、塑
    性変形後の円弧形状磁石の円弧方向の歪が20%以上で
    かつ120%以下であることを特徴とする請求項3に記
    載の円弧形状磁石の製造方法。
JP3127232A 1991-05-30 1991-05-30 円弧形状磁石およびその製造方法 Pending JPH04352402A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6756010B2 (en) 1999-10-25 2004-06-29 Sumitomo Special Metals Co., Ltd. Method and apparatus for producing compact of rare earth alloy powder and rare earth magnet
CN103996482A (zh) * 2013-02-15 2014-08-20 罗伯特·博世有限公司 具有中心标志的磁体、电机以及用于制造磁体的方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6756010B2 (en) 1999-10-25 2004-06-29 Sumitomo Special Metals Co., Ltd. Method and apparatus for producing compact of rare earth alloy powder and rare earth magnet
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