JPH06244046A - 永久磁石の製造方法 - Google Patents
永久磁石の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱間での曲げ加工により、高特性、特に角形
性と保磁力に優れたラジアル異方性のＲ−Ｆｅ−Ｂ系永
久磁石を得る。 【構成】 鋳造・熱間圧延でつくられた板状のＲ−Ｆｅ
−Ｂ系永久磁石材料を熱間で曲げ加工を行う際、磁石と
接触する部分の表面にＲを主成分とする被膜層を設けた
曲げ金型を使用する。 【効果】 従来法では得られなかった良好な角形性およ
び保磁力が得られ、低コストで高性能な円弧状磁石が安
定して生産可能となる。
性と保磁力に優れたラジアル異方性のＲ−Ｆｅ−Ｂ系永
久磁石を得る。 【構成】 鋳造・熱間圧延でつくられた板状のＲ−Ｆｅ
−Ｂ系永久磁石材料を熱間で曲げ加工を行う際、磁石と
接触する部分の表面にＲを主成分とする被膜層を設けた
曲げ金型を使用する。 【効果】 従来法では得られなかった良好な角形性およ
び保磁力が得られ、低コストで高性能な円弧状磁石が安
定して生産可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、永久磁石の製造方法、
特に熱間曲げ加工を施してラジアル異方性を付与するＲ
−Ｆｅ−Ｂ系の希土類永久磁石の製造方法に関するもの
である。
特に熱間曲げ加工を施してラジアル異方性を付与するＲ
−Ｆｅ−Ｂ系の希土類永久磁石の製造方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系の永久磁石の製造方法の
一つとして、鋳造・熱間加工法による製造方法が提案さ
れている。
一つとして、鋳造・熱間加工法による製造方法が提案さ
れている。
【０００３】特開昭６２−２７６８０３号公報には、Ｒ
（ただしＲはＹを含む希土類元素のうち少なくとも１
種）８原子％〜３０原子％、Ｂ ２原子％〜２８原子
％、Ｃｏ５０原子％以下、Ａｌ １５原子％以下、及び
残部が鉄及びその他の製造上不可避な不純物からなる合
金を溶解および鋳造後、該鋳造合金を夫々５００℃以上
の温度で、押出し加工、圧延加工、スタンプ加工等の熱
間加工を行うことにより、結晶粒を微細化しまたその結
晶軸を特定の方向に配向せしめて、該鋳造合金を磁気的
に異方性化することを特徴とする希土類−鉄系永久磁石
が開示されている。また、特開平２−２５０９１８号公
報には、Ｒ−Ｆｅ−Ｂの鋳塊を金属カプセルに封入し熱
間圧延を施すことにより、板厚方向に一軸異方性を付与
する永久磁石の製造方法が開示されている。
（ただしＲはＹを含む希土類元素のうち少なくとも１
種）８原子％〜３０原子％、Ｂ ２原子％〜２８原子
％、Ｃｏ５０原子％以下、Ａｌ １５原子％以下、及び
残部が鉄及びその他の製造上不可避な不純物からなる合
金を溶解および鋳造後、該鋳造合金を夫々５００℃以上
の温度で、押出し加工、圧延加工、スタンプ加工等の熱
間加工を行うことにより、結晶粒を微細化しまたその結
晶軸を特定の方向に配向せしめて、該鋳造合金を磁気的
に異方性化することを特徴とする希土類−鉄系永久磁石
が開示されている。また、特開平２−２５０９１８号公
報には、Ｒ−Ｆｅ−Ｂの鋳塊を金属カプセルに封入し熱
間圧延を施すことにより、板厚方向に一軸異方性を付与
する永久磁石の製造方法が開示されている。
【０００４】特開平２−２５２２２２号公報、特願平２
−３１５３９７には、鋳造・熱間加工方法でつくられた
板状の該磁石材料を熱間で曲げ加工を行うことによって
成形する方法が示されている。また、特開平２−２９７
９１０号公報には、鋳造合金を熱間圧延を行なって配向
させた後、プレスにより円弧状に成形し、ラジアル異方
性磁石をつくる方法が開示されている。
−３１５３９７には、鋳造・熱間加工方法でつくられた
板状の該磁石材料を熱間で曲げ加工を行うことによって
成形する方法が示されている。また、特開平２−２９７
９１０号公報には、鋳造合金を熱間圧延を行なって配向
させた後、プレスにより円弧状に成形し、ラジアル異方
性磁石をつくる方法が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】鋳造・熱間加工方法に
おいては、磁石合金をカプセルに密封して熱間加工する
ので大気中で加工できるため、加工時の雰囲気制御が不
要で高価な設備を必要としない。製造工程全体が簡略な
ため、製造コストが低い。また、粉末工程を含まないた
め含有酸素濃度が低く耐食性がよい。さらに、機械的強
度が高く大型の磁石が製造可能である等、多くの長所を
有する。特に熱間加工の手段として圧延を用いることに
より、量産性が向上する。しかしながら、このような製
造方法は大型磁石の大量生産には適しているが、複雑形
状や円形・リング形状などは、切削・研削等の加工コス
トがかかる上に歩留まりが低く、全体の製造コストが高
くなってしまうという問題があった。
おいては、磁石合金をカプセルに密封して熱間加工する
ので大気中で加工できるため、加工時の雰囲気制御が不
要で高価な設備を必要としない。製造工程全体が簡略な
ため、製造コストが低い。また、粉末工程を含まないた
め含有酸素濃度が低く耐食性がよい。さらに、機械的強
度が高く大型の磁石が製造可能である等、多くの長所を
有する。特に熱間加工の手段として圧延を用いることに
より、量産性が向上する。しかしながら、このような製
造方法は大型磁石の大量生産には適しているが、複雑形
状や円形・リング形状などは、切削・研削等の加工コス
トがかかる上に歩留まりが低く、全体の製造コストが高
くなってしまうという問題があった。
【０００６】この問題に対し前出の特開平２−２５２２
２２号公報、特願平２−３１５３９７には板状の該磁石
材料を熱間で曲げ加工を行うことによって成形する方法
が示されている。これは、該磁石材料がきわめて脆いＲ
2Ｆｅ14Ｂ金属間化合物を主相としてもちながら、低融
点の粒界相を含み、高温において半溶融状態にあるた
め、塑性変形しやすいという性質を利用したものであ
る。この曲げ加工は、寸法精度の高い成形が可能であ
り、焼結法やダイアップセット法で困難だった高性能ラ
ジアル異方性磁石の効率的生産が可能である。この方法
によってつくられた磁石は、高性能で機械的強度が高い
という鋳造及び熱間加工でつくられる磁石の特徴をその
まま受け継いでいる。
２２号公報、特願平２−３１５３９７には板状の該磁石
材料を熱間で曲げ加工を行うことによって成形する方法
が示されている。これは、該磁石材料がきわめて脆いＲ
2Ｆｅ14Ｂ金属間化合物を主相としてもちながら、低融
点の粒界相を含み、高温において半溶融状態にあるた
め、塑性変形しやすいという性質を利用したものであ
る。この曲げ加工は、寸法精度の高い成形が可能であ
り、焼結法やダイアップセット法で困難だった高性能ラ
ジアル異方性磁石の効率的生産が可能である。この方法
によってつくられた磁石は、高性能で機械的強度が高い
という鋳造及び熱間加工でつくられる磁石の特徴をその
まま受け継いでいる。
【０００７】しかしながら、このような曲げ加工による
磁石の製造方法においては、熱間での曲げ加工時に受け
る加工歪などの影響により磁気特性、特に保磁力および
角型性が劣化するという欠点を有していた。
磁石の製造方法においては、熱間での曲げ加工時に受け
る加工歪などの影響により磁気特性、特に保磁力および
角型性が劣化するという欠点を有していた。
【０００８】本発明は、以上のような従来の曲げ加工に
よる永久磁石の製造方法に於ける欠点、特に磁気特性の
劣化を解決するものであり、その目的とするところは、
高性能かつ低コストの永久磁石を提供することにある。
よる永久磁石の製造方法に於ける欠点、特に磁気特性の
劣化を解決するものであり、その目的とするところは、
高性能かつ低コストの永久磁石を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の永久磁石の製造
方法は、Ｒ（ＲはＹを含む希土類元素のうち少なくとも
１種）、Ｆｅ（鉄）、Ｂ（ボロン）を基本構成成分とす
る合金を溶解・鋳造し、次いで熱間圧延により板厚方向
に一軸異方性化した磁石材料を得た後、該磁石材料を曲
げ金型を用いて熱間曲げ加工を行うことにより成形して
ラジアル異方性を付与する永久磁石の製造方法におい
て、該曲げ金型における該磁石材料との接触部の表面
に、主成分がＲからなる被膜層を設けることを特徴とす
る。
方法は、Ｒ（ＲはＹを含む希土類元素のうち少なくとも
１種）、Ｆｅ（鉄）、Ｂ（ボロン）を基本構成成分とす
る合金を溶解・鋳造し、次いで熱間圧延により板厚方向
に一軸異方性化した磁石材料を得た後、該磁石材料を曲
げ金型を用いて熱間曲げ加工を行うことにより成形して
ラジアル異方性を付与する永久磁石の製造方法におい
て、該曲げ金型における該磁石材料との接触部の表面
に、主成分がＲからなる被膜層を設けることを特徴とす
る。
【００１０】
【作用】Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石の保磁力発生機構は
ニュークリエーションタイプである。このため主相であ
るＲ2Ｆｅ14Ｂ結晶粒における界面欠陥の導入などによ
り磁化反転核の発生が容易となり、磁石としての保磁力
および角型性は劣化する。
ニュークリエーションタイプである。このため主相であ
るＲ2Ｆｅ14Ｂ結晶粒における界面欠陥の導入などによ
り磁化反転核の発生が容易となり、磁石としての保磁力
および角型性は劣化する。
【００１１】従来の曲げ加工を用いた製造方法に於いて
は、曲げ加工時に、金型と接触する磁石材料表面近傍に
存在する主相粒に加工歪によってダメージを受け、欠陥
が導入される。これにより磁化反転核の発生が容易とな
り、保磁力および角型性は低下する。
は、曲げ加工時に、金型と接触する磁石材料表面近傍に
存在する主相粒に加工歪によってダメージを受け、欠陥
が導入される。これにより磁化反転核の発生が容易とな
り、保磁力および角型性は低下する。
【００１２】本発明のように、あらかじめ曲げ金型にお
いて磁石材料と接触する部分の表面にＲを主成分とする
被膜層を設けておけば、曲げ加工時に歪を受けやすい磁
石表面近傍に存在する主相粒の界面を、該被膜層からの
液相の供給によって、十分なＲリッチ相で覆うことが可
能となり、界面の清浄化が可能となる。その結果、主相
粒に於ける磁化反転核の発生が抑制され、良好な保磁力
および角型性を得ることが可能となる。
いて磁石材料と接触する部分の表面にＲを主成分とする
被膜層を設けておけば、曲げ加工時に歪を受けやすい磁
石表面近傍に存在する主相粒の界面を、該被膜層からの
液相の供給によって、十分なＲリッチ相で覆うことが可
能となり、界面の清浄化が可能となる。その結果、主相
粒に於ける磁化反転核の発生が抑制され、良好な保磁力
および角型性を得ることが可能となる。
【００１３】曲げ金型の材質としては、曲げ加工を行な
う温度に於いて十分な強度と寸法精度が得られるものを
選ぶ必要がある。具体的にはステンレス鋼、耐熱鋼、Ｃ
ｏ基合金、Ｍｏ基合金、Ｎｉ基合金などが適している。
う温度に於いて十分な強度と寸法精度が得られるものを
選ぶ必要がある。具体的にはステンレス鋼、耐熱鋼、Ｃ
ｏ基合金、Ｍｏ基合金、Ｎｉ基合金などが適している。
【００１４】曲げ金型に該被膜層を設ける方法として
は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティ
ング、溶射法などを用いることができる。
は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティ
ング、溶射法などを用いることができる。
【００１５】また、割れを発生することなく曲げ加工を
行なうためには特願平４−３７７４１に示されているよ
うに９００〜１０５０℃の加工温度でかつ歪速度１×１
０-3／ｓ以下で成形することが望ましい。
行なうためには特願平４−３７７４１に示されているよ
うに９００〜１０５０℃の加工温度でかつ歪速度１×１
０-3／ｓ以下で成形することが望ましい。
【００１６】曲げ加工後のサンプルについては特願平４
−３７７４１に示されているように、高温から低温への
二段熱処理を施すことにより高い磁気特性を得ることが
可能となる。
−３７７４１に示されているように、高温から低温への
二段熱処理を施すことにより高い磁気特性を得ることが
可能となる。
【００１７】以下、実施例について述べる。
【００１８】
（実施例１）先ずアルゴン雰囲気中で誘導加熱炉を用い
てＰｒ17.0Ｆｅ76.5Ｂ5.0Ｃｕ1.5なる組成の合金を溶解
・鋳造し、その組織が柱状晶組織から成るインゴットを
得た。この時、希土類、鉄及び銅の原料としては９９．
９％の純度のものを用い、ボロンはフェロボロンを用い
た。
てＰｒ17.0Ｆｅ76.5Ｂ5.0Ｃｕ1.5なる組成の合金を溶解
・鋳造し、その組織が柱状晶組織から成るインゴットを
得た。この時、希土類、鉄及び銅の原料としては９９．
９％の純度のものを用い、ボロンはフェロボロンを用い
た。
【００１９】次に、得られたインゴットをＳＳ４１製の
シースに入れて脱気し溶接により密封してから９５０℃
で総加工度７６％の熱間圧延を行なった。この圧延加工
により、圧下方向すなわち板厚方向と平行に磁化容易軸
が配向した。冷却後シースより磁石材を取り出し、この
磁石材から機械加工によって幅１０ｍｍ×長さ４０ｍｍ
×厚さ４ｍｍの板状サンプルを作製し、曲げ加工に供し
た。この際、配向方向はすべて厚み方向となるようにサ
ンプルを作製した。
シースに入れて脱気し溶接により密封してから９５０℃
で総加工度７６％の熱間圧延を行なった。この圧延加工
により、圧下方向すなわち板厚方向と平行に磁化容易軸
が配向した。冷却後シースより磁石材を取り出し、この
磁石材から機械加工によって幅１０ｍｍ×長さ４０ｍｍ
×厚さ４ｍｍの板状サンプルを作製し、曲げ加工に供し
た。この際、配向方向はすべて厚み方向となるようにサ
ンプルを作製した。
【００２０】曲げ加工は、板状サンプルをアルゴン雰囲
気中において１０００℃に加熱した後、同温度に加熱し
た曲げ金型を用いて行い、内周の曲げ半径１０ｍｍの円
弧状磁石を得た。歪速度は１×１０-4／ｓとした。図１
には曲げ加工工程の概略図を示した。
気中において１０００℃に加熱した後、同温度に加熱し
た曲げ金型を用いて行い、内周の曲げ半径１０ｍｍの円
弧状磁石を得た。歪速度は１×１０-4／ｓとした。図１
には曲げ加工工程の概略図を示した。
【００２１】この際、曲げ加工用の曲げ金型は２種類の
金型を用いた。材質はいずれもＳＵＳ３１０製である
が、一方の金型は磁石材と接触する部分の表面にＰｒか
らなる厚み５０μｍの層をスパッタリングにより設けた
（以後これを金型Ａとする）。もう一方の金型は表面に
は被膜層を設けなかった（以後これを金型Ｂとする）。
金型Ａの概略図を図２に、金型Ｂの概略図を図３に示
す。
金型を用いた。材質はいずれもＳＵＳ３１０製である
が、一方の金型は磁石材と接触する部分の表面にＰｒか
らなる厚み５０μｍの層をスパッタリングにより設けた
（以後これを金型Ａとする）。もう一方の金型は表面に
は被膜層を設けなかった（以後これを金型Ｂとする）。
金型Ａの概略図を図２に、金型Ｂの概略図を図３に示
す。
【００２２】金型Ａに於ける被膜層の作製は、まず純度
が９９．９％のＰｒからなる板材を高周波スパッタ装置
のターゲットとして用い、Ａｒ分圧０．０１Torr、ＲＦ
パワー５００Ｗの条件で金型表面上にスパッタを行なっ
た。
が９９．９％のＰｒからなる板材を高周波スパッタ装置
のターゲットとして用い、Ａｒ分圧０．０１Torr、ＲＦ
パワー５００Ｗの条件で金型表面上にスパッタを行なっ
た。
【００２３】曲げ加工後、サンプルは１０００℃にて２
時間、５００℃にて２時間、それぞれアルゴン雰囲気中
で熱処理を行った後、４テスラのパルス磁界で着磁を行
い、ＢＨトレーサにより磁気特性を測定した。それぞれ
の金型を用いた場合に得られた減磁曲線を図４に示す。
時間、５００℃にて２時間、それぞれアルゴン雰囲気中
で熱処理を行った後、４テスラのパルス磁界で着磁を行
い、ＢＨトレーサにより磁気特性を測定した。それぞれ
の金型を用いた場合に得られた減磁曲線を図４に示す。
【００２４】図から明らかなように磁石と接触する部分
の表面にＰｒからなる層を設けた金型Ａにおいては減磁
曲線にえぐれがなく、良好な角型性が得られた。また保
磁力も向上した。
の表面にＰｒからなる層を設けた金型Ａにおいては減磁
曲線にえぐれがなく、良好な角型性が得られた。また保
磁力も向上した。
【００２５】（実施例２）曲げ金型として真空蒸着によ
り金型表面に５０μｍのＰｒからなる層を設けた金型
（以下金型Ｃとする）と、イオンプレーティングにより
同様の層を設けた金型（以下金型Ｄとする）を用いて曲
げ加工を行なった。ただし板状サンプル、金型材質、曲
げ加工の加工条件、熱処理条件は実施例１と同様であ
る。
り金型表面に５０μｍのＰｒからなる層を設けた金型
（以下金型Ｃとする）と、イオンプレーティングにより
同様の層を設けた金型（以下金型Ｄとする）を用いて曲
げ加工を行なった。ただし板状サンプル、金型材質、曲
げ加工の加工条件、熱処理条件は実施例１と同様であ
る。
【００２６】このようにして得られたサンプルについて
実施例１と同様な測定条件で磁気特性を測定した。この
場合に得られた減磁曲線を図５に示す。
実施例１と同様な測定条件で磁気特性を測定した。この
場合に得られた減磁曲線を図５に示す。
【００２７】金型Ｃ、Ｄのいずれの場合にも良好な角型
性および保磁力が得られた。
性および保磁力が得られた。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、鋳造・熱間加工法
により得られた磁石材について、磁石材と接触する表面
にＲを主成分とする被膜層を設けた曲げ金型を用いて曲
げ加工を行なうことにより、高い磁気特性、特に良好な
角型性および保磁力を備えたラジアル異方性の永久磁石
を得ることができる。
により得られた磁石材について、磁石材と接触する表面
にＲを主成分とする被膜層を設けた曲げ金型を用いて曲
げ加工を行なうことにより、高い磁気特性、特に良好な
角型性および保磁力を備えたラジアル異方性の永久磁石
を得ることができる。
【図１】 曲げ加工によりラジアル異方性が付与される
場合の概略図。(a)は曲げ加工前の状態を表す図。(b)は
曲げ加工後の状態を表す図。
場合の概略図。(a)は曲げ加工前の状態を表す図。(b)は
曲げ加工後の状態を表す図。
【図２】 金型Ａの概略図。
【図３】 金型Ｂの概略図。
【図４】 金型Ａおよび金型Ｂを用いて曲げ加工を行な
ったサンプルについて得られた減磁曲線を表す図。
ったサンプルについて得られた減磁曲線を表す図。
【図５】 金型Ｃおよび金型Ｄを用いて曲げ加工を行な
ったサンプルについて得られた減磁曲線を表す図。
ったサンプルについて得られた減磁曲線を表す図。
１ 曲げ金型 ２ 板状磁石サンプル ３ 円弧状磁石サンプル ４ ＳＵＳ３１０金型 ５ Ｐｒからなる被膜層 ６ 金型Ａを用いたサンプルの減磁曲線 ７ 金型Ｂを用いたサンプルの減磁曲線 ８ 金型Ｃを用いたサンプルの減磁曲線 ９ 金型Ｄを用いたサンプルの減磁曲線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｆ 7/02 Ｃ (72)発明者 伊原 清二 長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコー エプソン株式会社内 (72)発明者 秋岡 宏治 長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコー エプソン株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｒ（ＲはＹを含む希土類元素のうち少な
くとも１種）、Ｆｅ（鉄）、Ｂ（ボロン）を基本構成成
分とする合金を溶解・鋳造し、次いで熱間圧延により板
厚方向に一軸異方性化した磁石材料を得た後、該磁石材
料を曲げ金型を用いて熱間曲げ加工を行うことにより成
形してラジアル異方性を付与する永久磁石の製造方法に
おいて、該曲げ金型における該磁石材料との接触部分の
表面に、主成分がＲからなる被膜層を設けることを特徴
とする永久磁石の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5029335A JPH06244046A (ja) | 1993-02-18 | 1993-02-18 | 永久磁石の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5029335A JPH06244046A (ja) | 1993-02-18 | 1993-02-18 | 永久磁石の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06244046A true JPH06244046A (ja) | 1994-09-02 |
Family
ID=12273371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5029335A Pending JPH06244046A (ja) | 1993-02-18 | 1993-02-18 | 永久磁石の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06244046A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014209560A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-11-06 | 大同特殊鋼株式会社 | ＲＦｅＢ系磁石の製造方法 |
| KR20170132215A (ko) | 2015-03-24 | 2017-12-01 | 닛토덴코 가부시키가이샤 | 희토류 자석 형성용 소결체 및 희토류 소결 자석 |
| US10867729B2 (en) | 2015-03-24 | 2020-12-15 | Nitto Denko Corporation | Method for producing sintered body that forms rare-earth permanent magnet and has non-parallel easy magnetization axis orientation |
-
1993
- 1993-02-18 JP JP5029335A patent/JPH06244046A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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