JPH0588521B2 - - Google Patents

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JPH0588521B2
JPH0588521B2 JP62042427A JP4242787A JPH0588521B2 JP H0588521 B2 JPH0588521 B2 JP H0588521B2 JP 62042427 A JP62042427 A JP 62042427A JP 4242787 A JP4242787 A JP 4242787A JP H0588521 B2 JPH0588521 B2 JP H0588521B2
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JP
Japan
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weight
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extrusion
kneaded
ferrite magnet
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Fumio Hashimoto
Hideji Okita
Kazuhiko Hironaka
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FDK Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野] 本発明は、結晶方位異方性を有する焼結用フエ
ライト磁石粉末と粘性有機結合剤とからなる高粘
度練合物を高圧で押出し成形して異方性を付与
し、その後焼結するフエライト磁石の製造方法に
関するものである。 本発明は特に限定されるものではないが、例え
ばラジアル異方性を持つようにリング形に一体成
形したフエライト焼結磁石を製造するのに好適な
方法である。 [従来の技術] ラジアル異方性を呈するリング形のフエライト
焼結磁石は、永久磁石型ステツピングモータやブ
ラシレスDCモータのロータ、あるいはコアレス
モータのステータ磁石等に広く利用されている。
特にこれらの用途においては、モータの高性能
化、小型化ならびに使用し易さ等の観点から残留
磁束密度が高く最大エネルギー積が大きな磁石特
性のリング一体型磁石の要望が大きい。 この種のリング形フエライト焼結磁石を製造す
る方法は従来から幾つか開発されている。代表的
な例としては、フエライト磁石粉末を含むスラリ
ーを磁場中で成形する湿式磁場プレス法や磁石粉
末と有機結合剤とを混合して顆粒状にし金型中に
充填して磁場中プレスを行う乾式磁場プレス法、
磁石粉末と有機結合剤とを混練して押出し成形を
行う押出し成形法、更には圧延により厚み方向に
配向させた異方性シートを巻付け一体化する成形
方法等がある。 [発明が解決しようとする問題点] しかし一般に製造し易い方法は高い磁石特性が
得られず、逆に高い磁石特性が得られるものは製
造が煩瑣になるという相反する問題がある。 例えば湿式磁場プレス法では3.5〜4.5MGOeの
(BH)maxが得られ好ましい磁石特性を呈する
ものの焼結過程で複雑に割れリング一体構造の磁
石を製造することは不可能とされている。それに
対して乾式磁場プレス法では、製造は容易に行え
るものの、(BH)maxはせいぜい2MGOe程度で
ある。 従つて湿式並びに乾式磁場成形法によつて特性
の良い磁石を製造したい場合には、成形体の形状
を弓形にせざるを得ず、複数の弓形磁石を貼り合
わせてリング形状にする作業を必要となる。しか
も弓形磁石の場合には焼結時に変形が生じ易く、
正確な寸法で製品を仕上げることは非常に難し
い。 最も製造し易いのは押出しによる成形法を採用
することである。しかし従来技術では比較的粘度
の低い混練物を50〜150Kg/cm2程度の押出し圧力
で成形しており、(BH)maxとしては2,
0MGOe程度が限界であり、それ以上高いものは
得られなかつた。 乾式法で最も高い(BH)maxを得ることので
きる方法は、特開昭49−28899号公報に見られる
ように圧延によつて厚み方向に異方性を付与した
磁石シートをマンドレルに巻付けて巻付けと同時
に各層間を圧着し一体化する方法がある。この方
法によれば(BH)maxを4.0MGOe程度になで高
めることが可能である。しかし圧延したシートを
マンドレルに圧着しながら巻付け一体化する工程
が必要であり、生産性の点では押出し成形には及
ばない。 本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点
を解消し、最も製造し易い押出し成形法を用い
て、しかも(BH)maxが3MGOe以上の高い磁
石特性を呈するような異方性フエライト焼結磁石
の製造方法を提供することにある。 [問題点を解決するための手段] 本発明は一般式MO・nFe2O3(但し、MはBe,
Sr,およびPbの群から選ばれる1種以上の元素、
nは4.5〜6.5の数)で表される結晶方位異方性を
有する焼結用フエライト磁石粉末と粘性有機結合
剤とを混練し、押出し成形した後、焼結する方法
である。 ここで前記の目的を達成するため本発明では、
先ず焼結用フエライト磁石粉末と粘性有機結合剤
とを混合し、練合して高粘度の練合物に調整し、
次いでその高粘度に調整した練合物を強力な押出
成形機を用いて高圧で押し出す点に大きな特徴を
有するものである。 粘性有機結合剤は、樹脂成分と可潤剤潤滑剤と
溶媒等で構成される。樹脂成分としては、例えば
PVA(ポリビニルアルコール)、PVB(ポリビニ
ルブチラール)、CMC(カルボキシメチルセルロ
ース)、MC(メチルセルロース)等が用いられ、
磁石粉末100重量部に対して3〜20重量部の範囲
で加えられる。また可塑性を高めるためDBPの
ような可塑剤や潤滑剤が10重量部以下添加され、
同時に20重量部以下のアルコールや水等の溶媒が
加えられる。これらを混合し、当初粘度が低い場
合でも練合を行つている間に溶媒などが揮発し、
また練合後に乾燥器に入れて更に溶媒分等を揮発
させることによつて高粘度の状態に調整する。 本発明における高粘度練合物は、従来の粘土や
セラミツク押出し成形の場合と大きく異なり、
200Kg/cm2以上の高い押出し圧力でなければ押出
し成形できないような高粘度状態に調整されたも
のであり、そのためゴム等の成形に用いられてい
るような強力な押出成形機を必要とする。 例えば押出し圧力300Kg/cm2の練合物は200Kg/
cm2で押出そうとしても高粘度のため押出せず、逆
に400Kg/cm2で押出そうとしても流れ出すためそ
のような圧力はかけられない。つまり押出し圧力
は練合物の粘度を表しているとも言える。粘度は
樹脂量、可塑剤潤滑剤量、溶媒量、更には温度等
により変動するが、本発明の特徴は200Kg/cm2
上の押出し圧力をかけられるような粘度に調整す
るということである。 本発明において押出し圧力を200Kg/cm2以上と
したのは、種々実験の結果、それ以上の押出し圧
力で押出せば剪断応力による配向が顕著となり良
好な磁石特性を呈することが判明したからであ
る。押出し圧力は高い方が好ましいが、磁石特性
並びに製造の容易性などの観点から特に好ましい
範囲は300〜500Kg/cm2程度である。最高圧力につ
いては特に制限はないが、押出し成形機の通常の
能力から1000Kg/cm2程度が一つの目安である。 ラジアル方向に配向させる金型構造は、例えば
第1図に示すような構造である。中央の軸心部1
0の周囲を円錐状の金型12が取り囲み、それら
の間の通路14を通つて練合物が押し出され、断
面リング形に成形される。その絞り比D1/D2(金
型入口部の通路半径D1と出口部の通路半径D2
の比)が2〜100程度の範囲の中から適当な値が
選択される。 [作用] 本発明のように高粘度の練合物を第1図に示す
ような金型を用いて高圧で押し出すと、第2図A
に示すように金型内で壁面16の部分と通路の中
央部とで大きな速度差が生じる。各部の速度ベク
トルを矢印vで表し、その速度成分の分布を符号
18で示す。このような速度差が剪断力として作
用して六角板状のフエライト磁石粉末をそのc軸
方向がラジアル方向を向くように綺麗に配向させ
る。この配向度はBr/Bsの計算値で0.8以上に達
し、その結果、焼結したフエライト磁石は
(BH)maxが3.0以上の高性能のものとなる。 因に従来の一般的なセラミツクの押出し成形で
は、有機結合剤の樹脂成分はセラミツク粉末100
重量部に対して概ね3重量部以下であり、混練物
の粘度は低く抑えられている。従つて、それらに
用いる押出し成形機も、その構造上200Kg/cm2
上の耐圧設計がなされておらず、圧力が上がり過
ぎると混練物をバツクフローさせるようになつて
おり、押出し圧力は最大100〜150Kg/cm2程度が限
界である。このような状態の時は、第2図Bに示
すように混練物押出し速度は金型中の通路におい
て金型の壁面近傍部と中央部とで殆ど差がなく、
金型壁面16の近傍部分はある程度配向するもの
の中央部分は剪断力を受けないため配向せず、全
体として配向度が低くなり(BH)maxは
2.0MGOe程度が限度になつてしまう。 このような理由で本発明によつて初めて高い磁
石特性を呈する異方性フエライト磁石を高能率で
押出し成形法により生産することが可能となる。 [実施例] SrO・6Fe2O3で表される焼結用フエライト磁
石粉末100重量部と、PVB1〜20重量部と、DBP2
〜10重量部と、エチルアルコール2〜10重量部と
を加圧式ニーダーにより混練し、粘度の異なる数
種の練合物を調整した。つまり樹脂量、可塑剤潤
滑剤量、溶媒量、更には温度などを変えて、50〜
500Kg/cm2の押出し圧力で成形できるように数種
の練合物試料を作成した。 これらの練合物を1000Kg/cm2程度までの押出し
圧力をかけることのできる強力な押出成形機を用
いてリング形に押出し成形した。使用した金型は
押出し成形機取り付け側の外径が75mmφで内径が
20mmφ、出口側の外径が30mmφで内径が20mmφで
あり、絞り角度が約60度のものである。 押出し速度が毎分2mになるように調整して押
出し成形し、得られたリング型の成形体を1150〜
1250℃で焼結してフエライト磁石を得た。押出し
成形時における練合物の温度は20〜60℃である。
このようにして得られた各試料の押出し圧力と配
向度並びにラジアル方向の残留磁束密度Brおよ
び最大エネルギー積(BH)maxの測定値を第1
表に示す。
【表】 なお第1表において配向度はBr/Bsで計算し
たものである。得られた各磁石の密度は何れも
4,85g/cm3でほぼ同一であつた。この第1表か
ら、押出し圧力が高いもの、つまり高粘度練合物
を高圧で押出した場合には、配向度も高く
(BH)maxも高くなることが判る。十分に配向
させるに必要な押出し圧力は200Kg/cm2以上であ
り、そのような値に設定すれば(BH)maxも
3.0MGOe以上となる。勿論、より高粘度にして
高圧を印加しても押出す方が配向度も向上し
(BH)maxも向上することになる。 金型の絞り率も配向度に影響を及ぼす。絞り率
が大きくなるほど配向度が高くなり良好な結果が
得られる。練合物の温度も配向度に影響を及ぼ
す。温度が高くなるほど練合物の粘度は低くなり
配向度は悪くなる。 以上本発明の一実施例について詳述したが、本
発明は一般式MO・nFe2O3で表され、MがBa,
Sr,Pbの1種以上でありnが4.5〜6.5の範囲の数
のものであれば、全て同様の製造方法を適用で
き、良好な結果が得られる。使用する粘性有機結
合剤は、実施例に示すPVBの他、PVAやCMCあ
るいはMC等でも同様の結果が得られる。溶媒は
使用する樹脂成分に応じてアルコールや水など適
当なものを用いる。 なお上記実施例はリング形に押出すものであつ
たが、金型形状によってシート状に押出したり、
断面弓形などに押出してもよい。シート状に押出
したものは打抜き成形して焼結してもよいし、マ
ンドレルに巻付けて同時に層間を密着一体化して
リング形にし焼結するようなラジアル異方性の磁
石の製造にも適用できる。 [発明の効果] 本発明は上記のように焼結用フエライト磁石粉
末と粘性有機結合剤とからなる高粘度練合物を高
圧で押出し成形し焼結する製造方法だから、押出
し成形時に金型内の通路の全ての領域にわたつて
大きな剪断力が作用し、そのため配向度が向上
し、従来湿式磁場プレス法あるいは異方性シート
の巻付け法でしか得られなかつた(BH)max3.0
以上という高い磁石特性のフエライト磁石を、押
出し成形法により製造することが可能となり、極
めて生産性が高くなる優れた効果を有するもので
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は押出し成形に用いる金型の一例を示す
断面図、第2図Aは本発明による押出し成形時の
練合物の速度分布を示す説明図、第2図Bは従来
技術における押出し成形時の練合物の速度分布を
示す説明図である。 10……軸心部、12……金型、14……通
路、16……壁面、18……練合物の押出し速度
分布。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一般式MO・nFe2O3(但し、MはBe,Sr,お
    よびPbの群から選ばれる1種以上の元素、nは
    4.5〜6.5の数)で表される結晶方位異方性を有す
    る焼結用フエライト磁石粉末100重量部に対して、
    3〜20重量部の樹脂成分と10重量部以下の可塑剤
    潤滑剤と20重量部以下の溶媒を含む粘性有機結合
    剤を混練して高粘度に調整し、その高粘度練合物
    を押出し成形機により200Kg/cm2以上の高い押出
    し圧力で押出し成形し、その後焼結することを特
    徴とする異方性フエライト磁石の製造方法。 2 リング形に押出し、ラジアル方向に異方性を
    付与する特許請求の範囲第1項記載の製造方法。 3 シート状に押出し、厚み方向に異方性を付与
    する特許請求の範囲第1項記載の製造方法。
JP62042427A 1987-02-25 1987-02-25 異方性フエライト磁石の製造方法 Granted JPS63209108A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS55150210A (en) * 1979-05-11 1980-11-22 Hitachi Metals Ltd Method of producing ferrite magnet
JPS5770132A (en) * 1980-10-20 1982-04-30 Hitachi Metals Ltd Binder for extrusion molding
JPS5770133A (en) * 1980-10-20 1982-04-30 Hitachi Metals Ltd Binder for extrusion molding
JPS5769710A (en) * 1980-10-20 1982-04-28 Hitachi Metals Ltd Manufacture of ferrite magnet

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