JPS58210101A - 放射状配向希土類−コバルト磁石リング - Google Patents

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】 この発明は希土類−遷移金属磁石の成形ｈθｋに関し、
更に詳しくは放射状配向磁石を熱間均衡圧縮法により製
造することに関する。

放射状に配向した磁場をもつ曲線状または円＾ｈ状の永
久磁石は通常モータ類や発電機、うず電流装置ならびに
電磁ベアリングなどの分野に使用されている。磁界の放
射状配向は磁界の強さの殆どをそのサークルの中心に指
向させることができるため、この特性がこれらの応用分
野におい一〇小安になっている。

このような磁石は通常の永久磁石コンパウンドのそれよ
りも電磁エネルギー積が著しく高く、典型的には希土類
−遷移金属コンパウンドから作られる、１またＤＯモー
タではこのような磁石を装着すると通′畠のＤＯモータ
が重装の銅巻き線または嵩高の鉄製磁心またはフェライ
ト磁石を必要とするの−に対して実質的に軽装になしう
る利点がある。。

希土類−コバルト永久磁石の従来の製法は磁場中で粉末
を整列させ、ダイス圧縮して配向性圧縮物を得たのちに
この圧縮物をｌ　Ｉ　００’Ｃ以上で焼結する方法がと
られてきた。かかる磁石の稠密度（ｄｅ−ｎｓｉｆｉｃ
ａｔｉｏｎ　）は理論的に達成口■能な値の僅か９：３
％ないし９５％に過ぎず、これ以上に稠密化すると急速
に結晶の成長が起こり飽和保磁力が低下する。

この低い飽和保磁力は粒子径及び高い酸素含有１１１に
原因があるようである。もしこれより小さい粒１′を用
いる゛と粉末が空気に晒される結果、室４．１１でも汚
染されて磁石の酸素含有１１；が増加する。また、焼結
方式ではこれ以上の太ぎ−・粒−ｒの使用は不１す能で
あり、この際には使用に適さない焼結が起こる。

従来法”−による焼結材料の酸素水準は著しく高く、典
型的には０５重隈チないし１０重ｈ１％であるので、こ
の材料の飽和保磁力維持能は中程度の温度下で減少する
。この手法により成形せられた磁石の１９すは米国特許
第３．６６５．４６　：３号、同第３，９１９，００３
号、同第４．００２，５０８号及び同第４，０７６，５
６１号中に記載せられている。希土類−遷移金属磁石は
米国特許第３．（ｉ　Ｉ　５．９１５号に記載のように
、熱間均衡圧縮法によってもまた成形しうるかもしれな
い。

従来、放射状に配向した磁場をもつ磁石を製作するため
に数多くの試みがなされてきたが、その成功例は少ない
。一つの方法は細かく粉砕し−（甲−而に対し垂直方向
に配列した磁区をもつ曲線状薄肉平板磁石にすることで
ある。この方式はπ１１１かく粉砕すること自体が時間
の浪費であると共に比較的高価な希土類−遷移金属の浪
費にもつながる。３更に、生成した磁石の電磁配列方向
が均一な放射状ではない訂りか装着される装置σの形状
に対し−（最適なものではないという欠点がある。

その他の例としては米国時＊ｆ′（第３，８６４．８　
Ｆｌ　８号中の実施例にみられるように、フラットな焼
結スラブ磁石を輪形して曲線状にする方法である。予備
的に稠密化したフラットな磁石を、その焼結温度以下で
あって、かつこの磁石の頂部に１６かれた成形ダイスに
よる圧力下で１■塑変形を起こすような一定温度に加熱
する方法である。しかしながら、この際の変形は、こわ
れ又はゆがみ防止のために、緩慢に実施しなけ秩ばなら
ず、したがってこの方法は小型で極めて薄い磁石の製造
の目的以外には有効ではない。他の方法はランダム配向
または四方性の磁石を放射状に磁化する方法であるが、
この方法による磁石のエネルギー積は理論最大イ１１１
の（、ｌ′Ｉか３２に過ぎず、このために磁界の強さが
茗しく低下する。また他の出願によれば、線状に配向し
ている長方形磁石を円の円周にそって多数配置６シー（
放射状に配向している磁界の概略？形成せしめる方法が
示されている。この場合、使用する磁石の数が多い程、
頁の放射状配向に近づくが製１ノ１力法が手数を要しコ
スト高になる。そのうえ、個々の長方形の中心部だけが
真に放射状に配列し−（いるだけなので、この磁界は全
体として決して放射状には配向しえない。小さな角度（
ｉｎｃｌｕ＋ｊｅｄ　ａｎｇｌｅｓ）で放射状に好適に
配向しているアーク切片を生状で固め上げた状態で作る
ことは従来の圧縮法を利Ｉｒｌすれば＋＋ｆ能ではある
が、かかる切片は焼結時に弛緩して相互間、の幾何学的
部ｔ’ｔ、がゆがめられる。。

角度１１４°以下の放射状アーク切片（ｓｅｇｍｅｎｔ
ｓ　）、−（：あって長さ約２インチ（５Ｇ）以下の薄
壁のｌｕＪ片は米国特許第４，１４４，０６０号の記載
に従らてダイス圧お１１と焼結によって製作される。し
かしこの方法では焼結時の２ゆがみ＃に起因して完全に
円形に放射配向する磁石を製造することは不可能であっ
た。放射状のアーク切片はまた米国特許第’ｌ、１０４
．７８７　ｙ；及び同第４，１２３．２　！ｌ　７吟に
記載の遂次法によって熱間均衡圧縮法により作られる。

しかしながら、こＪ＋、（。

の峙８′Ｆに記載の方法によっ−ては、成るｆｌ［ｉの
用途Ｇ（＝好ましいような完全に円形をしたものが得ｃ
）Ａｔないばかりか、主軸の方向の長さが自由な円筒形
の磁石の成形が不可能な欠点がある。またこ」しらの磁
石による磁場は縞状にゆがんだ磁界を含んでいる。

この発明は熱間均衡圧縮法による永久磁石の製法に関し
、更に詳しくは主１１！１１１方向の長さが自１」ド（
円形状の放射状に配向した磁石の製法に関する。

まず、環状ダイスを通って主４ｑｌ＋方向に移動するプ
ランジャを使って粉末状の希土類−遷移金属合金から、
放射状に配向した生状の圧縮リングを作る。

この生（なま）状のリングの成形に際しては５ミクロン
ないし４ｏミクロレの範囲の粒子径ｉ有する粉末を月１
いる。この粉末は保護ガスの下で通常の粉砕技術を使っ
て製造する。次いでこの粉末は、配列の段階では嵩密度
約３５ｇｍ／ｃ−程度まで緩くつき固めて粒子の自由回
転がｉｊＪ能な状態ｄしてお（。

この圧縮物の稠密度は理論Ｉｉｆ能値の６０％ないし７
０係である。この際の固め一ヒげは放射状線゛界の４在
下で行ない、このリング内部の個々の粒子が固め上げ操
作中に完全に放射状に配列するようにする１゜このプラ
ンジャに」：ってひとたび個々のリングが成形されると
、粒子の移動に起因する磁化の損失が回避されるのに十
分な密度を有する生（なま）状の圧縮物が得られる。次
いでこのリングを主軸方向に積み重ねて所望の高さの円
筒が得ら身するようにする。次いで積み重ねたこの圧縮
物を、軟鉄製のカニスター内部にある環状のキャビチー
中にぴったりと収納する。この際のカニスターは圧縮物
を収納する以前に高温で完全に脱気し”Ｃおく、。

次いでふたをして全部を排気しτ４旧）℃で焼きにばて
密封する。次いでカニスター及び生状の圧縮物を包含す
る全装置をアルゴンのガス圧下、ｄ’６　Ｊ％ｌＩ的に
は１５　ｋｐｓｉ　（１０５３ｋｇ／ｃｆｆｌ）におい
て９００”（、ないし１１５０”Ｃの温度でオートクレ
ーブ中で約２時間ないし４時間の間、熱間均衡圧縮する
。次いでカニスターを室温まで冷却し、オートクレーブ
から取り出す。この方法によって圧縮物はｔｌｔ−で均
一な磁石用ｔ、）に圧縮される。高圧のために積み手ね
たリング間の接触面では拡散接着が起こる。作られた円
筒状磁石は所望の高さのものである。鉄製のカニスター
は内側１と外側の両側で磁石円筒−ｊ−に拡散接着され
る。この鉄面は円筒−１二に残すかまたは機械的に取り
除くか、または希硝酸で洗い流す。希土類−遷移金属粉
末をつき固める装置には中心の鉄製コアまたはマンドレ
ルと外側の鉄製ノ・ウジングな包含し、その間に環状の
空間部が形成されている。両端部にプランジャが配置さ
れて、この環状空間内の粉末を主軸方向に圧縮するよう
にする。

一対の電磁バキングコイルにより、放射状に配向してい
る磁場がこの金属粉末の」−に印象ずけされる。磁束は
、この装置の内径及び外径な通過する強磁性通路により
案内されてＪｄす、粉末粒−ｒの配列が放射状の磁場を
形成するようＫする。熱間均衡圧縮用カニスターは２４
１トのタイプのいずれかである。いず身１のタイプでも
このカニスターは同心円をなす二つの円筒を含み、この
間にＪＸｌ状の空間が構成されている。一方のカニスタ
ーは中心部に固相をなす鉄製のマンドレルな・備え、こ
れによって予め決められた内径をもつ円筒磁石が成形さ
れるようになっている。他のタイプはこのマンドレルが
なく円筒状の空間を形成している。このカニスターでの
圧縮は主軸方向ならびに内側および外側から行なわれる
結果、いずれの方向ので１法も最′初のものとは精確に
は違ってくる。

成形された放射状配向磁石円筒物は理論最人飴の９９％
以上の密度に固め上げられている。この磁石の酸素汚染
は著しく低く、粒子径は小さい。その結果、この磁石で
は他の方法によるものよりも・高い固有磁性が生じ、ま
た通常の焼結技術に比べて粒径がより細かく、かつ稠密
化温度もより低いので、より高い磁気的硬度を生ずる。

市販さｉｔ　’（いる焼結磁石の粒子径が５ミクロンな
いしＩｎ　６クロンであるのに対して、ここでは４（］
ミク［１）までの粒″了径でも好結果を与える。粒子径
がより大きいので酸素含有Ｍ°は著しく低い。

生成する磁場は放射状に均一に配向し”Ｃおり、磁石自
体も高度の機械的完全性を保持している。。

この゛発明による磁石は従来入手しうる焼結磁石に比べ
て、よシ均質であり、かつ中程度の温度に：ｊＪける物
性劣化に対しての抵抗力がより大きい。磁石の長さは、
カニスター中に収納する生（なま）状の圧縮物の数によ
って所望のように自由に設定できる。

一般的にはこの発明は、円筒形をなし放射状に配向して
いる磁石の成形方法、ならびにかかる方法を実施するｈ
めの装置および成形せられた磁石に関する。この発明の
方法と装置によれば高度の飽和保磁力と磁気特性を有し
、つき固め操作中での酸素汚染が艷とまたは全熱なく、
理論ｉＩ■能値の９９チ以上に固め上げられた。軸方向
の長さが自由な放射状配向円筒形磁石が製造できる。４
０ミクロン以下までの粒子径が使用可能でもある。

かかる磁石の製作ＫＦｉ希土類−遷移金属合金を用いて
所望の物性をもつ磁石が得られるようにする。かかる希
土類−遷移金属合金の例としては、ＲＥＣｏ５及びＲＥ
２Ｇｏ、７、ここでＲＥは例えばサマリウム、が挙げら
庇る。選択した合金材料は先ず通７６の粉砕技術によっ
て、保護ガスの存在下で酸素による汚染を避けながら微
細な粉末にする。粉の個個の粒子径は５ミクロンないし
４０ミクロンの範囲内であれば爵結果が得られる。１代
表的な粉砕機にはショークラッシャー、ダブルディスク
粉砕機及びアトリツション型などがある。保護雰囲気は
粉砕機中ではアルゴンガスにより、またアトリツンヨン
型ではトルエンにより造られるのが好ましい。この希土
類−遷移金属粉末は、この段階で】；１１常３．５１９
／＋：Ｃの嵩密度までにゆるく固め上げら」１て、磁場
に置かれた際に個々の粒子が自由に回転できるようにす
る。

希土類−遷移金属の粉末を作ったのちに、この粉末から
、放射状に配向している磁場の影響十で生状のリングを
１き固めて作る。この際の固め度合はゆるくして６価の
希土類−遷移金属合金の各粒子の冥“軸が磁場の方向に
おいて放射状に配列できるようにする。この際のゆるい
つき固めはダイス圧縮によって行なう。このダイス圧縮
はダイス及びプランジャを用いた機械プレスを使用して
高圧；実施する。この固め上げ操作によって放射状に配
向した生状の磁石リングが得られる。この生の圧縮物ま
たはリングは理論可能値の約６０％ムいし７（贈の密度
を有している。

次いでこの生状の圧縮物を金属性カニスター中で熱間均
衡圧縮にかける。この１１ングの積み小ね数は仕−ヒり
製品の所望の長さに応じて自由に決定できる。この圧縮
物はカニスター内部の環状のキャビチーの中にぴったり
と収納する。収納に先立ってこのキャビチーは高温で完
全に脱気しておく。

このカニスターの材質は軟鉄か、もしくは完全に固め上
げられた月料と同一の熱膨張特性を有するような他の材
料かまたは稠密化ぜられた月料中に蓄ｒ／ｌする可能性
があるいかなる熱的ひずみをも緩和してやるよ５な可塑
的４′Ａ料から成ることが好ましい。このような材質を
選択し外い場合には、カニスターと希土類−遷移金属合
金の間の熱的不釣り合いに起因して、このカニヌク−を
冷却する際に余剰のひずみが生じてクラック発生の原因
になる。可塑的材料として鉄の代りに銅を選ぶ場合には
この生状圧縮物と銅との中間に、相互の接）す虫を・避
けるためのタンタル製箔が挿入される。圧縮物を収納し
たこのカニスターはふたをして全体をυ１気して４００
℃で焼き上げ次いで密封する。

更にこのカニスターはオートクレーブのような容器中で
高温、高圧を加えて熱間均衡圧縮する。

通常、オートクレーブ中のガス圧は１５ｋｐｓｉ　　で
あり、ガス温は９００℃と１１５０℃の間である。カニ
スターはこの雰囲気中に２時間ないし４時間放置する。

オートクレーブを室温に冷却した後、カニスターを取９
出す。この際、圧縮物は理論的にＬｉＪ能な密度の９９
％以上に稠密化されている。また個々の磁石リングは相
互に拡散接着により結合されて円筒状磁石が形成されて
おり中心部は円筒状のキャビチーをなしており、初期に
みられたリング間の境界線は全くみられない。また、軟
鉄製カニスターも形成した磁石の内外面上に拡散接着し
ている。ある用途向けには、この鉄皮膜はその上（）・
ウジングとして磁石表面上に残しておく。しかし多くの
場合、この鉄皮膜は次の三つの手段によって取り除く。

第１の方法は機械的に除去するツノ法であり、第２は布
硝酸に溶解する方法、第３の方法は熱間均衡圧縮するに
先立ってカニスター壁と生状の圧縮物の間にタンタル製
の箔を挿入して、熱間処理が終了して冷却されたカニス
ターを酸処理にかけて鉄膜を除く方法であシ、酸がタル
タル製の箔に到達した時点で酸による溶解反応が終了す
るものとする方法である。タンタルは希土類−遷移金属
合金とは接着しないので、引き続（・てこの箔は剥離す
ることもできる。

上記の方法を実施するための装置を第１図ないし第４図
により説明する。第１図は生状圧縮物を形成せしめるた
めの代表的なダイスプレス１０の中心部だけを示したも
のである。プレス１０は円筒状マンドレル１２を包含し
、これは通常は鉄製であるかまたは他の強磁性材ネ１か
らできている。

金属粉のリング３２はマンドレル１２の周辺に同上・的
に置かれており、この粉は、同じくマンドレル１２を囲
んで位１６する上下のＩ〜゛Ｉ状プランジャリング２４
及び２６のそれぞれの間でダイス圧縮によって固められ
る。強磁性制料から成るコア１４が圧縮粉リング３２を
囲んでおり、その両側でｉｌＩｌｌ＋方向゛に一定距離
まで伸長している。コア１４には圧縮リング３２の上方
、下方に位置する凹みｌ；３及び）５があり、これは圧
縮物リング３２と接して（する１°’ｉｔＬ分］７によ
り分離されており、この１７部は１ノング３２の軸方向
への広がシに実質的に対応するＩｊ１工内１１でｌＱｌ
＋力向に伸長している。この凹み１３及び１５中には環
状の磁化コイル１８及び２０が内蔵せらＪシ゛（おり、
バキングコイルとして巻かれており、」ニネルギーを与
えられると第２図のように磁力綜１５）を生成する。プ
ランジャ２４及び２６は非出（’ｌ　−’（”　ｈるか
ら高濃度の磁場が強磁性の部分１７を通過（。

て、圧縮物粉末リング３２を経由してマンドレル１２の
なかへ向い、コア１４の上下のアーム５）２及び９０を
経由して戻る。

リング３２、コア１４、コイル１８及び２（）、プラン
ジャ２４及び２６ならびにマンドレル１２の、］θミは
リング３２のダイス圧縮またはつき固め操Ｖ＋：　１に
圧縮物リング３２の中の粉末が漏れな（・ような手法に
する。圧縮操作の間は、ブランジー’、−２，１及び２
６の動きを制御し−Ｃ、リング３２が部分１７の中心Ｖ
Ｃあるようにして磁場１９の均質性を最高Ｉ川に維持す
るようにする。このことは粉末粒−１’　ｂｆ、＋　ｔ
＋−軸の正確な放射状配列が達成されることを意味する
。第１図及び、第２図の構ｉＧおよび磁場が圧オ；・：
ダイス１０のｄｉ＋をめぐって旋転的に苅象形をなして
いることから、リング３２内部の磁場に放射状の対象性
が維持されることになる。

第３図及び第４図は生状圧縮物を稠密化するための熱間
均衡圧縮用カニスターの２種の態様を示している。第３
図では、この熱間均衡圧縮カニスター４０は内部円筒４
２．４２と同心の外部円筒４４、リング形の上部壁４６
及び下部壁４８をそなえてし・る。円筒４２と４４はそ
の間に環状のキャビチーを形成しており生状の圧縮物６
９が収納されるようになっている。上部壁４６から上方
へ向っている外側伸長部４７は溶接部５０にそって円筒
４４と接合している。同じく低部壁４８の−１・方−入
の外９１１１伸長部分４９は溶接５２により外部円筒４
４の内側に接合している。内部円筒４２が構成する円他
秋空間内部には円筒状マンドレル５４が旦（＋ｉｉｉぜ
られ共有＋１！ｌｌ＋をなしている。マンドレル５４は
、固相で非圧縮性の相性から成り、このためシζｌ／Ｊ
ニスターが高圧にさらされて外部円筒の直径が変っても
内部円筒の半径は変らない。したがって成形せらｊｌた
円筒磁石の内径はあらかじめ所望していた径が１ｍ保さ
れることになる。マンドレル５・１は低部壁４８によつ
イ円筒空間の中に密封されている。上部壁喜（１上に排
気・、７５６が具備される。この管５６は生状圧縮物を
収納した後、このカニスター内部を排気するためのもの
である。球状の鉄粉から成る層（）（）が、生状圧縮物
を収納したあとで、マンドレル５・１の頂部と壁４６の
内側面との間に挿入さ」する。更に鋼製のウール層６２
が球状鉄粉層６０の直」二で４ノ１気管５６の内部に挿
入される。生状圧縮物を収納し、カニスターを排気、焼
き上げたら、と６抽気管は密封する。生状の圧縮物６９
はサヤビナ−６８内部で積み重ねて第３図のように壁４
６と・１８間の１袖方向距離に等しい高さにする。壁４
にと・１８間の軸方向距離は、−ぴったり合うようにす
るため＆゛Ｃ＆：Ｊ積み重ねられた生状圧縮物の予定数
の軸方向に１３、ける全長に正確に等しくなければなら
ないが、この距離は個別の要求によって変更がｉ５Ｊ能
である。

第４図は第３図の熱間均衡圧縮用カニスターの変形であ
り、これにはマンドレルがない。第４図のカニスター１
００には外部円筒４４、内部円筒４２１、上部環状壁４
６、環状低部壁４８及び排気管５６が具備せられている
。上部壁４　（ｉから上方への外部伸長部４７はｄ接５
０にそった外部円筒４４と接合している。また下部壁４
８からの下方への内部伸長部４９は溶接５２にそって外
部円筒４４に接合さ」ｔている。低部壁４８の下向きに
伸長している部分５１は溶接部７０にそって内部円筒４
２に接合している。球状鉄粉層６０及び鉄製ウール６２
は第３　。

図と同じように、挿入される。カニスター１００に高圧
を加えると内部円筒４２と外部円筒４４にそっての圧縮
が起こり、形成される磁石の外径が縮少するのに反して
、その内径は拡大される。これによる磁石の内径は予め
正確には予６１１１できない３、第３図及び第４図のい
ずれのカニスターでも壁４６と壁４８間で軸方向に圧縮
が起きる。

第３図及び第４図に示されたツノニスターの使用語を述
べる。いずれの場合も、低部壁４８は生状圧縮物の収納
に先立つ−（内部円筒４２及び外部円筒４４と接合せら
れる。第３図のカニスターの場合は、すでに゛マシドレ
ルを内部円筒４２の中・し・部に挿入して低部壁４８の
」二にのせておく。カニスター、キャビデー、カバー４
６及び排気管５６はそれぞれ別個に高温、１タリえば１
０（１０℃でガス抜きし、次いで生状圧縮物リング６９
を１箇ずつキャビチー６８中・に積み重ねて所望の高さ
にする。リング６９がキャビチー６８中にぴったりと収
納されることが重要である。圧縮物を収納した後、鉄粉
層６（）をマンドレルの頂部にそって配置し、鋼製ウー
ル６２を排気管５６の内部に挿入する。次いで壁４６、
伸長部４７及び管５６を溶接部５０により外部／リンダ
−と接合する。伸長部４７は圧縮物も・熱から守るため
に設けられる。キャビチー６８６・排気管を通して排気
し、減圧下で約・１００℃にオ６いて焼き上げる。次い
で全部をオートクレーブ中、！）旧：゛（、ないし１１
５（＋’ｃの温度で１５　ｋｐｓｉ　（１０５３ｋｇＡ
ｎ　）のガス圧、典型的にはアルゴン加圧で２時間ない
し、１　ｕニア間、熱間均衡圧縮する。操作完了後、カ
ニスターを冷却してオートクレーブから＋＋ｙり出す。

排気管５６は内部円筒４２、外部円筒１４、低部壁４８
マたは上部壁４６の不要部分と共に前記した方法によっ
て取り除く。更にマンドレルを月１（・た場合には、こ
れも仕−トかり磁石の中心部から取り外す。

通常、内部円筒４２及び外部円筒４４は軟鉄製であり、
圧縮物との直接の接触が避けられる場合には銅製でもよ
い。マンドレル５４は通常、ステンレス鋼または好まし
い熱的物性を有する他の金属から作られている。コア１
４及びマンドレルｔ２は通常、鉄製であるが、コイル１
８及び２０は電磁コイルである。プランジャ２４及び２
６は銅−ベリリウム合金のような強度の大きい非磁性合
金から作られるのが好ましい。放射状磁石の成形に使用
さ°れる代表的な希土類−遷移金に１４合金はＳｍＣ：
ｏ、である。カニスター、磁石またはその他の部月の寸
法は所餉により加減可能である。・ｊ゛法の制約は主に
供給可能なオートクレーブの容積、カニスターの取り扱
い易さ及び最終製品のカニスターからの取り出し易さか
らくる。コイル１８及び２０によって形成される磁場は
通常、２０ｋＯｅであるが、より強力な場もまた使用可
能である。

希土類−遷移金属粉末の粒径は１０ミクロン以下が好ま
しいが、４０ミクロン程度までの粒径でも良好な結果を
与える。粒子の生長を著しく押えたい場合には熱間均衡
圧縮操作中の温度は９７５℃、好ましくは９５０℃を越
えてはならない。９７５て、以下では粒子の生長が阻害
されて高強力磁石にとって好適な低粒子径が維持せられ
る。しかしながら、この発明による方法と装置によれば
４（）ミクロンまでの粒子径でも使ＩＩＩ　ｉｌｌ’能
であり、従来の技術１ｔＣおいて許容される粒子径より
も著しく大きいものを使用することができる。従来の技
術では焼結によって好ましい稠密度と配列とを達成する
ためにはこれより遥かに小さい粒子径を使用しなければ
ならない。より大きな粒子径を用いるとその酸素含有ｌ
が減少して好ましい結果を生ずる場合が［。

ばしばあり、最終製品中の酸素含有量が低下すると、そ
れに応じて所望する物性がより安定する。

従来の焼成法で用いた５ミクロンないしＩ　（＋　ミク
ロンの粒径での酸素含有量は通常０．１ｉ％であるが、
４０ミクロンの粒径での酸素含有量は（＋’１１ｉか（
１，２％に過ぎない。この発明による磁石は著しく太き
（・粒径な用いても、磁石のエネルギノくワー及び飽和
保磁力などの性能に関しては、遥かに小さな粒径な使う
焼結磁石と同じ良好な結果が得られる詐りでなく、磁石
中の酸素含有ｈ１・が従来技術による磁石よりもより少
ないのでそれだけ追加の性能が加わり、中程度の温度に
おける飽和保磁力の維持能力が優れている。この発明に
よる方法において、粒径の大きな粒子を使用する場合に
は、熱間均衡圧縮後、冷却してから磁石を熱処理する心
安がある。

この熱処理は９００℃で実施するのが好ましいが、９５
０℃、　１０５０℃及び１１００℃でもよい。処理時間
は９５０℃で６６時間、１０５０℃で２４時間、１＋ｏ
ｏ’ｃで：う時と短縮される。若干の粒子生長は起こる
が磁性に影響を及ぼす程度ではない。より小さな粒子径
の粉末から構成されている熱間均衡圧縮法の磁石でも熱
処、理を施すと性能が著しく向上する。

通常、粉砕後の希土類−遷移金属粉末のタップ密度は理
論可能値の約４０チであシ、また生状圧Ｒ？１物の稠密
度は通常、約６５％である。この圧縮物が磁石に成形さ
れると、この磁石の稠密度は１１１　（１％に近づき、
酸素水準は０．３％以下になる。この酸素水準は粉末の
粒子径に依存している。従来の放射状磁石でも高いＢ値
及び高いＨ値の双方を有することが望ましいのであるが
、これは達成されていない。この発明によると高い最大
エネルギー積、すなわち（Ｂ）ｌ　）　ｍａｘは典型的
・には１９　ｍＧＯｅが達成される。かかる高エネルギ
ー値は等方性磁石では不可能である。高い飽和保磁力、
すなわちＨｃｉ値が得られ、通常３５ｋＯｅ以上であり
、これは市販の焼結磁石の１５ないし３０ｋＯｅに比べ
て太きい。

この発明による磁石では、また高いＨｋ値が得られるこ
とが分った。ｌｌｋ値は閉曲線のスクエア１′１０尺度
であり、減磁曲線の第２象限における残ヤ′ず磁気の９
０％に相当する可逆的磁場の値である。、市販の焼結磁
石のＨｋが５　ｋｏｅないし１０ｋＯｅであるのしこ対
してこの発明による磁石のｌｌｋは１５ｋｏｅ　　より
著しく大きい。この発明による磁石は機械的にも強く、
従来の焼結磁石よりも遥かに均一である。従って従来の
焼結磁石に比べ中程度の温度における飽和保磁力の維持
能力が著しく高い。

この方法を実施するための上記の装置は単に説明の目的
のものであるから他の装置も使用可能であり、またこの
発明の範囲内での修正や改良もありうるものである。ま
たこの発明の範囲は添伺の特許請求の範囲に記載せられ
た通シであシ、この方法の上記の記載は単なを例示に過
ぎないことは明白であろう。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による生状圧縮物を成形するのに使用
するダイス圧縮装置及び配列装置６゛の部分断面図であ
り； 第２図は第１図の装置の磁場を示す描写図であり； 第３図はこの発明の磁石を最終的に成形するためのカニ
スターの部分断面図であり：がっ第４図は第３図のカニ
スターの他の実施態様を示す部分断面図である。 ＦＩＧ、　Ｉ ＦＩＧ、２　　　　　　　　　５２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）放射状に配向している磁石を成形する方法におい
   て次の工程、すなわち： （ａ）　　微粉細粉末（３２）を放射状に配向している
   磁場（１９）の存在下で環状のキャビチーの中で圧縮し
   て圧縮連続リング（３２）を形成せしめる工程と； （ｂ）　　該圧縮工程で作られた多数のリング（６９）
   を、相溶性で変形能を有する材料から作られた密封カニ
   スター（４０〕中に主軸方向に積み重ねる工程と； （ｃ）　　このカニスターを十分な高温と十分なガス圧
   に晒して、これらのリングが単一な円筒状の磁石になる
   ように圧縮する工程：および（ｄ）　　この磁石を内蔵
   するカニスターを冷却する工程とから成る方法。 （２）さらに該圧縮工程に先立って希土類−遷移金属合
   金を５ミクロ、ンないし４０ミクロンの範囲の粒径な有
   する粉末に、まで粉砕する工程を包含することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の方法。 （３）該圧縮工程がこの粉末を理論最大値の約６０％な
   いし７０％にまで稠密化せしめる工程を包含することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。 （４）該高温、高圧処理工程によって作られた円筒状磁
   石が理論最大値′の９９％以上の稠密度を有することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。 （５）該処理工程においてこのカニスターを９００°Ｃ
   ないし１１５０℃の範囲の温度及び約１５ｋｐｓｊ　（
   １０５３ｋｇ／ｄ）のアルゴンガス圧に晒すことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。 （６）該圧縮工程がダイス圧縮工程を包含することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。 （７）特許請求の範囲第１項に記載の方法がさらに：（
   ａ）　　このカニスタ〜及びその中の多数のリングを排
   気する工程と； （ｂ）　　このカニスター及びその中の多数のリングを
   約４００℃以内で焼成する工程；および（ｃ）　　多数
   のリングを内蔵するこのカニ）スターを密封する工程と
   から成ることを特徴とする方法。 （８）　　さらに該冷却工程後、円筒状磁石からこのカ
   ニスターを取り除く工程から成ることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の方法。 （９）　　さらに該冷却工程後、この磁石を９　＋）　
   （１’Ｕ以１ユの温度に加熱する工程から成ることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。 （１０）放射状に配向した磁場を有し、かつ特許請求の
   範囲第１項ないし第８項のいずれかに記載せられた方法
   によって成形した希土類−遷移金属合金であって、該粉
   末が希土類−遷移金属合金から成る磁石。 （１１）希土類−遷移金属粉末をつき固めて圧縮リング
   を成形するための装置であって次のもの、すなわち： 粉末（３２）を収納するのに適した環状のチャンネルを
   形成している装置と； 放射状に均一に配向している磁場（１９）を該チャンネ
   ルの＋１１＋まわりの部分に供給するための装＋ｉ’＋
   ’と；該チャンネルの軸まわりの部分内部で該粉末をつ
   き固めて圧縮リング（３２）を得るだめのもので、該環
   状チャンネル内に乗るようｖｉ′工夫せられたプランジ
   ャ装置（２４，２６）とから成る装置。 （１２１該磁場の供給装置が、主＋１ｉｉｌｌ　’ｂ向
   にスペースをとっている一対の電磁パキンクーｌイル（
   １）１，２０）から成ることを特徴とする特＃［Ｒｆｉ
   　、、Ｊ＜の範囲第１１項に記載の装置。 （Ｉ３）　　環状のチャンネルを形成している該装置が
   次のもの、すなわち： 該チャンネルの内側面を構成するマンドレル（１２）と
   ： 該チャンネルの外側面を構成し、かつ対をなす該バキン
   グコイルを内蔵する凹み（１３，１５）を有する強磁性
   磁心（１４）とから成ることを特徴とする特許請求の範
   囲第１２項に記載の装置。 （１４Ｉ　　放射状に磁化せられた生状圧縮物（６９）
   から、単一リング状で放射状に配向したリング磁石を形
   成するためのカニスターであって、次のもの、すなわち
   ・ 膨張特性があり、かつ稠密化されて磁石状態になったこ
   の生状圧縮物と相溶する拐料から作られた外部シリンダ
   （４４）と； 膨張特性があり、かつ稠密化されて磁石状態になったこ
   の生状圧縮物と相溶する材料から作Ｃ）ねたシリンダで
   帝って、該外部シリンダとの間に環状のキャビチーを形
   成して多数の生状圧縮物をその中に軸方向に積み重ねて
   収納できるようにな−）ている内部シリンダ（４２）と
   ； 該キャビチーの密封装置（４６，４７，４８，４！１．
   ５（１，５２）と・ 該環状キャビチーを排気するための、密封可能な排気管
   （５４）とから成るカニスター。 （１５）更に、該内部シリンダ内に＃かれてその外径が
   該内部シリンダの内径に等しいような七ントシル円筒状
   マンドレル（５４）から成ることを特徴とする特許請求
   の範囲第１４項に記載のカニスター。 （ｆｌｉｔ　　該外部シリンダ及び内部／リングが軟鉄
   製であることを特徴とする特許請求の範囲第１４項に記
   載のキャニスタ−０ （１７）　　該内部シリンダと核外部シリンダがタンタ
   ルめっきせられた銅から作られ、このために生状圧縮物
   と銅との直接の接触が避けＣ）れることを特徴とする特
   χ１請求の範囲第１４項１（記載のカニスター　〇 （１８）　　史にこのカニヌターが次のもの、すなわち
   二へ　該生状の圧縮物と該排気管との間＆Ｉｍ位置する
   球状鉄粉層；及び 該球状鉄粉層に隣接して該υＩ気管内に位置する鋼製ウ
   ール層（６２）とから成ることな特徴とする特許請求の
   範囲第１３項に記載のカニスター。 θ！身　放射状に均一に配向した磁場を有し、理論最大
   値の９９％以上の密度をもち：３５ｋＯｅ以」二の飽和
   保磁力を有する希土類−遷移金属製円筒状連続リング磁
   石。 （２０）磁石を構成する粒子の粒子径が５ミクロンない
   し４０ミクロンの範囲であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１９項に記載の磁石。 （２１）希土類−コバルト合金製であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１９項に記載の磁石。 （２２）　　サマリウム／コバルト合金製であることを
   特徴とする特許請求の範囲第２１項に記載の磁石。 Ｃ：３）放射状に配向した希土類−遷移金属製磁石の製
   法であって次の工程、すなわち： 希土類−遷移金属合金を粒子径５ミクロンないし４体ミ
   クロンの範囲の微粒イ粉末に粉砕する一■程と； この微粒子粉末を放射状に配向している磁場（１９）の
   存在下で圧縮してつき固め、その構成粒子が放射状に整
   列しており、かつその稠密度が理論最大値の約６（１％
   ないし７０チであるような連続状圧縮リング（３２）を
   成形する工程と； 該圧縮工程により成形した多数のリング（６９）を、熱
   膨張性があり、かつ稠密化せられた状態のこＪＩらのリ
   ングと相溶する材料から成るカニスターロ（す中で軸方
   向に積み重装る工程と。 このカニスターの内部（６８）を排気する工程と；リン
   グ（６９）を内蔵しているカニスターを密封（５（１，
   ５２）する工程と。 このカニスターを９０　＋１　’ｃないし１１５０”Ｇ
   及び実質的に少なくとも１５ｋｐｓ１（＋　０５：３　
   ｋｌｌＡｎ　）に等しいガス圧に晒すことによりこれら
   のリングを単一な円筒状磁石に固め上げる］−程と。 磁石を内蔵す不このカニスターを冷却する工程と、次い
   で； ９００℃以上の温度でこの磁石を熟成せしめる工程とか
   ら成る方法。 Ｃ）４１　　希土類−遷移金属製連続状リング磁石の製
   法であって次の工程、すなわち： 型（１０）中の連続リング形キャビチー中で粒子径５ミ
   クロンないし４０ミクロンの該合金粉末（３２）を、該
   キャビチーを貫通して放射状をなしている磁場の存在下
   にオ６いて圧縮することによシ製した放射状に配向した
   磁場を有する生状リングであって、その稠密度が１００
   ％より十分低いにもかかわらず粒子の磁性整列を維持す
   るには十分な程度の稠密度を有する単一な圧縮連続生状
   リングを成形する工程と、次いで； 多数積み重ねた該生状連続圧縮リング（ｌｉ９）を４Ｊ
   Ｆ気したカニスター（４０）中で少なくとも９００　”
   （：及び少なくとも１５ｋｐｓｉ　（１０５３に９／ｃ
   ｆｆりにおいて熱間均衡圧縮して飽和保磁力及びエネル
   ギー積のいずれもが高く、かつ理論最大値の９９％以上
   の密度を有する単一な連続リング磁石を成形する工程と
   から成る製法。