【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
［産業上の利用分野］
本発明は、成形磁場より高い磁場で着磁された
磁石粉末と樹脂からなる混合物を使用した樹脂結
合型永久磁石の製造方法の改良に関するものであ
る。
［従来の技術］
一般に磁石は、外部から電気的エネルギーを供
給しないで磁界を発生するための材料であり、高
透磁率材料とは逆に保磁力が大きく、また残留磁
束密度の高いものが適している。
現在使用している永久磁石のうち代表的なもの
は、アルニコ系鋳造磁石、Baフエライト磁石、
希土類磁石及び希土類−遷移金属磁石である。
中でも希土類−遷移金属（コバルト等）磁石
は、フエライト磁石やアルニコ磁石に比して非常
に高性能を示すので従来から多くの研究がなされ
ている。
これらの磁石の製造方法としては、焼結法及び
樹脂結合法によるものが主に知られている。
そのうち樹脂結合法による磁石（以下樹脂磁石
と言う）は、焼結法による磁石（以下焼結磁石と
言う）に比べて、
成形品の寸法精度が良い。
強度が向上する。
磁気性能が安定する。
キズ・ワレの発生が少ない。
薄肉・円筒形などの複雑形状が可能。
作業性が良い。
などの利点があり、現在注目されている。
［発明が解決しようとする課題］
しかし、樹脂磁石の磁気特性は焼結磁石のそれ
に比べて、非磁性体である樹脂を含んでいるため
磁気性能が大巾に低下するという欠点があつた。
また、一般に磁場成形時に充分に配向を行わせ
るためには、磁石の保磁力（以下iHcという）の
３〜５倍程度の磁場が必要といわれている。
しかし、樹脂結合型磁石は焼結磁石より大きな
iHcをもつているため、配向を充分に行うには、
希土類コバルト系で30〜50kOeの磁場が必要にな
る。
現在一般に使用されている成形機では、これだ
けの磁場を得ることは困難であり、このためこれ
までは充分に配向させない状態で成形を行つてき
た。
以上の如く、焼結法による磁石の場合には、従
来の磁場成形機で充分な配向が可能であつたが、
樹脂結合法による磁石の場合は、不完全な配向し
かできないため磁石本来の性能が発揮できなかつ
た。
本発明は、前述の従来技術の欠点を解消するた
めの樹脂結合法により磁石の改良された製造方法
を提供することを目的とするものである。
［課題を解決するための手段］
従来技術の問題を解決するために種々の研究を
重ねた結果本発明は成されたものであり、
本発明は、5kOe以上の保磁力を有する磁石粉
末を、予め成形磁場より高い15kOe以上の磁場で
着磁して、該着磁磁石粉末を50〜96重量％と残部
熱可塑性樹脂とを配合して混合物を、180〜350℃
で磁界を印加しながら射出成形する樹脂結合型永
久磁石の製造方法である。
そして前記磁石粉末の１部をハードフエライト
系磁石粉末で置換したものである。
［作用］
本発明は、磁石粉末をあらかじめ成形磁場より
高い磁場で予備着磁しておけば、比較的低い配向
磁場でも充分、磁石粉末を配向させることがで
き、これにより従来の射出成形機を用いても充分
な配向が得られるようになつた。
又磁石粉末の量は50重量％未満では、磁気性能
が低下し、96重量％を超えると磁石の強度が低下
するので、50〜96重量％の量が望ましい。
さらに射出成形するに当たつて、混合物を180
〜350℃の温度で磁界を印加しながら射出成形す
るとさらに高性能な樹脂結合型永久磁石の製造が
可能となつた。
次に本発明を効果的に利用するにあたつては、
着磁磁場が約15kOe以上が必要となる。
以下磁石粉末をあらかじめ着磁、その後成形す
る方法を「粉末着磁成形法」と称する。
次に実施例により本発明を詳細に説明する。
［実施例］
［実施例 １］
フエライト系磁石粉末にストロンチウムフエラ
イト（以下Sr・フエライトと略称する）を、希
土類コバルト磁石粉末にSmCo5系Sm2Co17系を用
い、SmCo5系，Sm2Co17系並びにSr・フエライ
トとSm2Co17各々50重量％配合してなる磁石粉末
を30kOeで粉末着磁を行つたものを本発明磁石と
し、行わなかつたものを比較磁石としたものにつ
いて磁気性能を比較した結果を表１に示す。
[Industrial Field of Application] The present invention relates to an improvement in a method for manufacturing a resin-bonded permanent magnet using a mixture of magnet powder and resin magnetized in a magnetic field higher than a forming magnetic field. [Prior Art] Generally, a magnet is a material that generates a magnetic field without supplying electrical energy from the outside.Contrary to high magnetic permeability materials, materials with large coercive force and high residual magnetic flux density are suitable. ing. Typical permanent magnets currently in use are Alnico cast magnets, Ba ferrite magnets,
These are rare earth magnets and rare earth-transition metal magnets. Among them, rare earth-transition metal (cobalt, etc.) magnets have been extensively studied since they exhibit extremely high performance compared to ferrite magnets and alnico magnets. Sintering methods and resin bonding methods are mainly known as methods for producing these magnets. Among these, magnets made using the resin bonding method (hereinafter referred to as resin magnets) have better dimensional accuracy in molded products than magnets made using the sintering method (hereinafter referred to as sintered magnets). Strength is improved. Stable magnetic performance. Less occurrence of scratches and cracks. Complex shapes such as thin walls and cylindrical shapes are possible. Good workability. It has the following advantages and is currently attracting attention. [Problems to be Solved by the Invention] However, the magnetic properties of resin magnets have a drawback that compared to those of sintered magnets, the magnetic performance is significantly lowered because they contain resin, which is a non-magnetic substance. Furthermore, it is generally said that a magnetic field of about 3 to 5 times the coercive force (hereinafter referred to as iHc) of the magnet is required to achieve sufficient orientation during magnetic field forming. However, resin-bonded magnets are larger than sintered magnets.
Since it has iHc, in order to achieve sufficient orientation,
Rare earth cobalt system requires a magnetic field of 30 to 50 kOe. It is difficult to obtain a magnetic field of this magnitude with currently commonly used molding machines, and for this reason, until now molding has been carried out without sufficient orientation. As mentioned above, in the case of magnets produced by the sintering method, sufficient orientation was possible with conventional magnetic field forming machines;
In the case of magnets made using the resin bonding method, the original performance of the magnet could not be exhibited because only incomplete orientation could be achieved. It is an object of the present invention to provide an improved method for manufacturing magnets by resin bonding method in order to overcome the drawbacks of the prior art described above. [Means for Solving the Problems] The present invention was achieved as a result of various studies to solve the problems of the prior art. Magnetized in advance in a magnetic field of 15 kOe or more higher than the forming magnetic field, 50 to 96% by weight of the magnetized magnet powder and the balance thermoplastic resin are mixed to form a mixture at 180 to 350°C.
This is a method for manufacturing resin-bonded permanent magnets by injection molding while applying a magnetic field. A part of the magnet powder is replaced with hard ferrite magnet powder. [Function] According to the present invention, if the magnet powder is pre-magnetized in advance with a magnetic field higher than the molding magnetic field, the magnet powder can be sufficiently oriented even with a relatively low orientation magnetic field. It became possible to obtain sufficient orientation even when using this method. If the amount of magnet powder is less than 50% by weight, the magnetic performance will deteriorate, and if it exceeds 96% by weight, the strength of the magnet will decrease, so it is desirable that the amount is from 50 to 96% by weight. For further injection molding, the mixture was heated to 180
By injection molding while applying a magnetic field at a temperature of ~350°C, it became possible to manufacture resin-bonded permanent magnets with even higher performance. Next, in effectively utilizing the present invention,
A magnetizing magnetic field of approximately 15 kOe or more is required. Hereinafter, the method of magnetizing magnet powder in advance and then molding it will be referred to as the "powder magnetization molding method". Next, the present invention will be explained in detail with reference to Examples. [Example] [Example 1] Strontium ferrite (hereinafter abbreviated as Sr-ferrite) was used as the ferrite magnet powder, SmCo 5 series Sm 2 Co 17 series was used as the rare earth cobalt magnet powder, and SmCo 5 series, Sm 2 Co 17 series and magnet powders containing 50% by weight of each of Sr/ferrite and Sm 2 Co 17 were powder magnetized at 30 kOe as the present invention magnets, and those that were not magnetized were used as comparison magnets. Magnetic performance Table 1 shows the results of the comparison.
【表】
この時の磁石粉末の量は88重量％、射出成形温
度は290℃とする。
またこの時の成形磁場は14kOeである。
第１表より粉末着磁を行つた磁石のほうが、粉
末着磁を行わなかつた磁石より性能が良いことが
判る。
これは粉末着磁により配向が増した結果、残留
磁束密度（以下Brと言う）が増加し、これによ
つて保磁力（以下bHcと言う）も増加、その結果
最大エネルギー積［以下（BH）maxと言う］も
向上したためである。
またSr−フエライト系＋希土類コバルト磁石
系磁石に比べて希土類コバルト系磁石は粉末着磁
による効果が大きいことが判る。
これは前述のように、iHcが大きいために従来
の製造法では引出せなかつた性能が粉末着磁成形
法によつて引出されたと考えられ、本発明により
樹脂結合型磁石の欠点であつた磁気性能の低さは
大きく改善されたと言える。
［実施例 ２］
粉末着磁成形法により磁石の温度特性も向上し
ている。
これは配向性が向上したために反磁場の影響が
少なくなり、その結果高温での磁気性能があまり
低下しなくなつたことによるものである。
第２表に150℃、1000時間における不可避減磁
率（％）を示す。
磁石粉末には、Sm（Co0.672Cu0.08Fe0.22Zr0.028）0.
８２の組成Ａ及びSm（Co0.614Cu0.07Fe0.3Zr0.016）0.7
8の
組成Ｂから成る粉末を用いた。[Table] The amount of magnet powder at this time is 88% by weight, and the injection molding temperature is 290°C. Also, the shaping magnetic field at this time was 14 kOe. It can be seen from Table 1 that the magnets subjected to powder magnetization have better performance than the magnets not subjected to powder magnetization. As a result of the increased orientation due to powder magnetization, the residual magnetic flux density (hereinafter referred to as Br) increases, which also increases the coercive force (hereinafter referred to as bHc), resulting in the maximum energy product [hereinafter referred to as (BH) max] has also improved. It can also be seen that the rare earth cobalt based magnet has a greater effect due to powder magnetization than the Sr-ferrite based + rare earth cobalt based magnet. As mentioned above, this is thought to be due to the powder magnetization molding method achieving performance that could not be achieved using conventional manufacturing methods due to the large iHc. It can be said that the low level has been greatly improved. [Example 2] The temperature characteristics of the magnet are also improved by the powder magnetization molding method. This is because the improved orientation reduces the influence of the demagnetizing field, and as a result, the magnetic performance at high temperatures does not deteriorate much. Table 2 shows the inevitable demagnetization rate (%) at 150°C for 1000 hours. The magnet powder contains Sm(Co 0.672 Cu 0.08 Fe 0.22 Zr 0.028 ) 0.
Composition A of 82 and Sm (Co 0.614 Cu 0.07 Fe 0.3 Zr 0.016 ) 0.7
A powder consisting of composition B of No. 8 was used.
【表】
この第２表より粉末着磁成形法は、従来の成形
法に比べて磁石の不可避減磁率を約４％向上させ
ているのが判る。
第２表は磁石を、150℃の恒温槽に1000時間放
置した後、第１図に示した装置によつて全磁束を
測定し熱減磁率を求めたものである。
測定用磁石サンプルは10×７mmの円柱形状を
しており、異方性方向は７mm長軸方向である。試
験は次の通り行つた。
第１図中の試料１の磁石は、３のプラスチツク
で出来た測定台にセツトされ、４の円筒の先端に
つけられたコイル２を上へ引き上げることにより
得られた信号を、５のデジタル磁束計で読む。
［発明の効果］
以上の如く、本発明の樹脂結合型永久磁石の製
造方法は、樹脂結合型磁石の成分を変えること無
く、その磁気性能及び温度特性を向上させる製造
方法であり、樹脂結合型磁石が注目されている現
在その工業的意義は大きいと言える。[Table] From Table 2, it can be seen that the powder magnetization molding method improves the unavoidable demagnetization rate of the magnet by about 4% compared to the conventional molding method. Table 2 shows the thermal demagnetization rate determined by measuring the total magnetic flux using the apparatus shown in FIG. 1 after the magnets were left in a constant temperature bath at 150° C. for 1000 hours. The measurement magnet sample has a cylindrical shape of 10 x 7 mm, and the anisotropy direction is along the long axis of 7 mm. The test was conducted as follows. The magnet of sample 1 in Figure 1 is set on a measurement stand made of plastic at 3, and the signal obtained by pulling up the coil 2 attached to the tip of the cylinder at 4 is measured by a digital flux meter at 5. Read at. [Effects of the Invention] As described above, the method for manufacturing a resin-bonded permanent magnet of the present invention is a manufacturing method that improves the magnetic performance and temperature characteristics of the resin-bonded magnet without changing its components. Now that magnets are attracting attention, their industrial significance can be said to be great.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]
第１図は本発明で用いた熱減磁試験における磁
束検出装置を示す。
１……磁石、２……コイル、３……測定用ケー
スＡ、４……測定用ケースＢ、５……デジタル磁
束計。
FIG. 1 shows a magnetic flux detection device used in the thermal demagnetization test used in the present invention. 1... Magnet, 2... Coil, 3... Measurement case A, 4... Measurement case B, 5... Digital magnetometer.