JPS58200518A - 粉末の磁場成形法 - Google Patents

粉末の磁場成形法

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JPS58200518A
JPS58200518A JP8357082A JP8357082A JPS58200518A JP S58200518 A JPS58200518 A JP S58200518A JP 8357082 A JP8357082 A JP 8357082A JP 8357082 A JP8357082 A JP 8357082A JP S58200518 A JPS58200518 A JP S58200518A
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JP
Japan
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magnetic field
powder
punch
pressing direction
orientation
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Pending
Application number
JP8357082A
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English (en)
Inventor
Tetsuo Yamaguchi
哲郎 山口
Akira Mochizuki
晃 望月
Masafumi Kawaguchi
雅史 川口
Toru Tsurumaki
弦巻 透
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Metal Corp
Original Assignee
Mitsubishi Metal Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0253Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)

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】 この発明は、プレス方向に対して垂直方向に磁場配向さ
せて成形する粉末の磁場成形法に関するものである。
一般に、焼結磁石を製造する場合、磁性原料粉末を磁場
中でプレス成形することにより磁気異方性を付与して、
磁気特性のすぐれた永久磁石を製造することは良く知ら
れていることであるが、従来、このような磁場成形は、
プレス機を用い、直流電源により空芯コイルに持続電流
を流すことで磁場を発生させ、この磁場中で成形を行々
うという方法がとられている。この場合、通常、磁場の
配向はプレス方向と一致することとなり、したかつて、
例えば磁場成形を適用したリング状磁石はリングの中心
軸方向に磁気異方性を有することとなる。
ところが、近年、コアレスモータやステノブモ−タに用
いるリング状永久磁石に、その中心軸に対して垂直方向
で、かつラジアル方向(以下、単に「ラジアル方向」と
いう)の磁気異方性を付与することによって、これらの
モータの性能がより向上するとの報告がなされ、このた
めに、ラジアル方向に磁気異方性を有する焼結永久磁石
の製造が種々試みられている。
これら、従来のラジアル方向に磁気異方性を有する焼結
永久磁石の製造法の代表的なものとして、金型の両側に
通常の電磁石をセットし、粉末のプレス方向に対して垂
直方向に磁場配向させる方法があるが、こトの場合、通
常の電磁石では巻線の数が多いのでその嵩も大きく、ダ
イテーブル面以下に電磁石全体を下げることは困難で、
リング状永久磁石のラジアル方向極数が2極のものを製
造するのがせいぜいであった。また、上・下パンチにコ
イルを巻き、パンチ端面匹両極磁場を発生させながら上
下にプレスし、同極の洩れ磁束方向、すなわち、ラジア
ル方向に磁場配向さ・せる方法もとられている。
しかしながら、前述のコアレスモータやステップモニタ
に組込まれるリング状永久磁石のラジアル方向の極数は
、できれば4以上の多極にした方がこれらのモータの性
能を一段と向上せしめ得ることがその後の研究によって
明らかとなっており、また前記従来法の後者の方法では
高い配向率が得゛られす、これらのことを考慮すれば、
未だ満足すべき焼結永久磁石の製造法が見つかっていな
いのが現状である。
本発明者等は、上述のような観点から、粉末を原料とす
る永久磁石の製造工程における磁場成形において、プレ
ス方向に数多くの極数で磁場配向できる方法を見出すべ
く研究を行なった結果、■ パルス電流で磁場を発生さ
せる場合には、コイルに瞬時に大きい電流が流れるので
、同一磁束密度を得る場合にコイルの巻数を少なくして
も良く、磁場発生コイルや電磁石を小型化することが可
能となること、 ■ したがって、パルス電流でプレス方向に対し垂直方
向に配向した磁場を発生させる場合は、小型化し得た電
磁石がダイテーブル面よυ下に収まり金型の外周部に組
込めるので、プレス方向に対して垂直の方向に磁場を発
生させる回路をとることが可能となり、しかも電磁石を
小型化した分だけ多くの電磁石を設置できることから、
その電磁石が置けるだけの極数に磁場配向させることが
可能であること、 ■ 従来の直流電流による直流磁場に対し、パルス電流
によって磁場を発生させた場合は、プレスサイクルを非
常に速くでき、磁場成形の際に一般に採用されている油
圧プレスによる成形よりも成形速度の速いプレスを採用
することが可能であること、 以上■〜■に示す如き知見を得るに至ったのである。
このような知見を得るにあたって、本発明者等は、金型
のダイ外周部に磁場発生コイルをプレス方向と垂直方向
に磁束がでるように巻いたシ、プレス方向に垂直方向に
向けられたヨークに巻いたりして、プレス方向と垂直方
向の磁場を金型のダイの部分に形成するとともに、磁場
発生のタイミングをパンチの動きと連動させ、かつ、粉
末原料がプレス成形される際、配向性の乱れを最小限に
防ぐことのできる着磁タイミングを詳細に検討したこと
はいうまでもないことである。
第1図に、従来の磁場成形のカム線図〔第1図(a)〕
と、パルス状磁場を利用した磁場成形のカム線図〔第1
図(b)〕を、着磁磁場および脱磁磁場のタイミングと
一諸に例示した。第1図からも明らかなように、パルス
状磁場を利用したものの方が、従来のものに比して、プ
レスサイクルが非常に速くなるのである。
したがって、この発明は、種々の研究から見出された上
記知見にもとづいてなされたもので、プレス機を用いた
粉末の磁場成形法において、パルス電流によりプレス方
向に対し垂直に配向した磁場を発生させ、このパルス状
磁場によって磁場配向させて成形することにより、ラジ
アル方向の磁気異方性を有する成形品を高速度で製造し
得るようにしたことに特徴を有するものである。
なお、この発明におけるプレス機としては、油圧プレス
だけでなく、機械プレスやロータリープレス等も対象と
することができ、また、パルス電流は、例えば、コンデ
ンサーに電荷を貯めて放出したり、ロータリープレスに
おいて電極の接触時間を短かくすること等によっても発
生でき、その他、公知の種々の方法が採用できるのはも
ちろんのことである。
そして、磁場?発生のための電磁石は、前述のように、
金型にコイルを巻いた形でも、ヨークにコイルを巻いた
形でも、いずれでも採用が可能である。
第2図は、成形体の高さをbとし、成形する際の上パン
チから下パンチまでの距離をaとした場合の、a / 
bの比に対す゛る結晶の配向率をX線回折から求めて示
したものである。
成形体が磁石として使用さ訃るための特性を得るために
は、配向率は80%以上が望ましいものであるが、第2
図からも明らかなように、a / bが1.3よりも小
さいと、粉末原料が磁場によって配向する前に成形され
てしまい、その配向性は80%゛を割り磁気特性は著し
く低下する。また、a / bがc/b(但し、Cはダ
イセットにチャージされた粉末の高さ)を越えると、配
向車上はとんど変らないが、パルス磁場がかかった際に
ダイからの粉漏れ等が増え、原料損失となって実用的で
ない。すなわち、上パンチがダイの中に入る前に磁場が
作用すると、粉がダイから溢れるのである。
このようなことから8、この発明の磁場成形法において
は、パルス磁場発生のタイミングを、13≦a / b
≦c / b とすることが望ましく、あるいは、さらに、1.3≦a
 / b≦3.0 とするのがより好ましい。なぜなら、a / bが3、
Oを越えるようになると、パルス磁場がかかつてから成
形されるまでのパンチの動く距離が長い、111: ため、一度配向した粉は崩されて成形されることとなり
、配向率が80%を割る恐れがあるためである。
また、この発、明の方法において、パルス状磁場を直流
磁場に9重畳させて使用しても好成績を収めることがで
きる。
つぎに、この発明の方法を実施例によシ比較例と対比し
ながら説明する。
実施例 l BaO・6Fe203の組成を有する原料を1μの平均
粒径に粉砕し、金型の外周部4極にヨークを取付け、各
。ヨークに中空銅パイプ(外径:3龍、内径:1mm)
のものを5ターン巻き、5 KOeの磁場を発生させた
。a/b=1.3の磁場タイミングで171000秒発
生させる磁場条件にて、これを直径13mm、内径9m
m+ 厚さ4uの形状に成形した゛。
このときの成形速度は5sec/サイクルであった。こ
の結果得られた成形体の配向率は82係であった。
この成形体を、1150℃で1時間焼結し、外周4極の
着磁を8KGのパルス磁場で行ない、各方向を切り出し
て磁気特性を測定したところ、Br:3200 ()、
)lc: 18000e、 BHmax: 2.6MG
Oeを示した。
一方、従゛来の直流電源を用いた磁場成形′法によって
、上・下パンチにコイルを巻くことで′対向する磁極を
発生させたプレス装置を用い、上記組成の原料粉末を4
0秒間で成形した。なお、この結果得られた成形体の配
向率は65%であった。
この成形体を焼結して得られた焼結体を、外周4極着磁
し、各種を切り出して磁気特性を測定したところ、Br
: 2700.Hc: 1500.BH+aax: 1
.8 M()Oeを示した。
これらの結果から、この発明の方法は、プレス方向に対
し垂直方向に、磁場を発生しながら外周2極以上の極性
を出せるようにできるばかりでなく、生産性が格段に良
いにもかかわらず得られた磁石が従来法によるものより
すぐれた特性を有していることがわかる。
実施例 2 Sm (C0o6y cuo、l Feo、21’5 
zro、o15 ) 7.25組成の原料を4μの平均
粒径に粉砕し、原料粉末とした。
この原料粉末を、直径13m、、厚さ25m、の形状に
成形できる金型で、磁場タイミングa / b = 2
 。
着磁時間17100秒、外周4極(プレス方向に垂直の
磁場発生)の磁場を発生させる金型印加磁場: 8 K
Oe、成形速度10 sec/サイクルの条件で成形し
た。この成形体は91%の配向率を有したが、これを真
空中にて1230℃で1時間焼結した後、不活性ガス中
で急冷した。この焼結体に、800〜400℃まで24
時間の連続冷却の熱処理を施した。
このようにして得られた焼結体の磁気特性を測定したと
ころ、 Brが99000.Hcが40000e。
Bl−imaxが24.’5 M()Oeの値を示した
実施例 3 5mCo5組成におけるSmが36.5重量係の原料を
4μの平均粒径にまで不活性ガス中で粉砕して原料粉末
とした。この原料粉末を、500個/分の成形速度をも
つ通常のロータリープレスで成形した。成形にあたって
は、直径13朋;厚み21111に成形できる金型をセ
ットし、a/b−2,5の条件になるような接点位置を
ロータリーに合わせ、金型の接点を通して200OAの
電流を171000秒間流して、外周6極に磁場を発生
させ、1OKOeの磁場を付与した。この結果得られた
成形体は88%の配向率を有するものであった。
ついで、この粉末成形体を、不活性雰囲気中で9焼結し
、得られた焼結体の磁気特性を測定したところ、Brが
8300C)、Haが’i’ 5000e、  BHm
axが1 ’7.2 MGOeのすぐれた値を示した。
上述のように、この発明によれば、プレス方向に垂直に
磁場を発生させることができ、外周多極の着磁が可能と
なり、生産性が上ったばかりでなく、従来の磁場成形速
度が1サイクル40秒程度であったものを5秒程度とす
ることができ、そのときの最適磁場配向率も8らチリ上
の良好な結果が得られ、粉末成形磁石の生産能率を大幅
に向上することができるなど工業上有用な効果がもたら
されるのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は粉末の磁場成形のカム線図であり、第1図(a
)は従来法、第1図(b)は本発明方法を示し、第2図
はa / bの値に対する結晶の配向率を示した線図で
ある。 出願人  三菱金属株式会社 代理人  富  1) 和  夫 8 条 1 (a) 05ec (b)  sec

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)  粉末の磁場成形法において、パルス電流によ
    りプレス方向に対し垂直に配向した磁場を発生させ、こ
    のパルス状磁場によって磁場配向させて成形することを
    特徴とする粉末の磁場成形法。 (2、特許請求の範囲第1項記載の方法において、下パ
    ンチから上パンチまでの距離(a)と、成形体の高さく
    b)と、ダイセットにチャージされた粉末の高さくC)
    との関係が 13≦a / b≦c / b を満たす条件下で磁場を発生させることを特徴とする粉
    末の磁場成形法。 (3)特許請求の範囲第2項記載の方法において、13
    ≦a / b≦3.0 を満たす条件下で磁場を発生させることを特徴とする粉
    末の磁場成形法。
JP8357082A 1982-05-18 1982-05-18 粉末の磁場成形法 Pending JPS58200518A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62224916A (ja) * 1986-03-27 1987-10-02 Seiko Epson Corp 希土類磁石の製造方法
JPS62252119A (ja) * 1986-04-24 1987-11-02 Seiko Epson Corp ラジアル異方性磁石の製造方法
JPS62269307A (ja) * 1986-05-19 1987-11-21 Seiko Epson Corp ラジアル異方性磁石の製造方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5588998A (en) * 1978-12-28 1980-07-05 Inoue Japax Res Inc Magnetic press machine

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