JPS59103308A - 永久磁石の製造方法 - 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】 本発明は、樹脂結合損希土類金属間化合物永久磁石の製
造方法に関するものである。

さらに付言すれば、磁石粉末と結合材である高分子有機
物（詞脂を混合し、異方性を与えるため、成形壓内に装
入した前記混合粉末を磁場中配向させながら加熱し、加
圧（圧縮）成形する永久磁石の製造方法に係るものであ
る。

従来、樹脂結合型希土類金属間化合物磁石は、？ａ磁場
中圧縮成形する場合、常温でのみ行なわれていた。その
ため、次のような欠点なり問題を有していた。

（１）バインダーの材質は、液状のエポキシ樹脂で粘度
は、２万０Ｆ８　　以下しか使用できなかった。

（２）実用に供し得る磁石材料としての磁石粉末の充て
ん率は、最高でも、約８０容量係程度であった。このた
め、磁気性能を上げるには限界があった。

（３）　　また空孔率は３〜７％もおるため、磁気特性
を下げる一要因でもあり、さらには、機械的性質を劣化
し易く、且つ長期信頼性（温度。

湿度など）に敏感に影響する、 （４）　　磁場中、加圧成形後、型より抜き出すと、ス
プリングバック現象で、形状変化あるいは寸法変化を生
じるため、精度を上げられなかった。

本発明の目的は、上記従来法の欠点全改善するもので、
樹脂結合型希土類金属間化合物磁石の磁気性能を高め、
且つ機誠的性質、長期信頼性、量産性をも改良した永久
磁石を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための本発明方法を詳述する
。

寸ず本発明の対象物は、樹脂結合型Ｒ，Ｔ　Ｍ１７系希
土類金属間化合物永久磁石の製造方法である。

Ｒ，ＴＭ１７型化合物の組成ｔよ、次のようなものであ
る。一般式で表わせば、Ｒ（Ｏｏ　１−ｕ−ｖ−ｗ　ｌ
ｌｌ’ｅ　ｖ　Ｏｕｕ　Ｍｙ）ｗ（ここで、Ｒは８ｍ、
Ｏｅ、Ｐｒ、Ｙ、Ｌａ　を中心とした希土類元素の１種
又は２種以上の組み合わせであり、Ｍｉｄ、Ｓｉ、Ｔｉ
、２：ｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｖ。

Ｏｒ、Ｍｏ、￥ｎの１種または２種以上の組み合わせ）
で、次の組成範囲からなる２−１７系希土類金属間化合
物合金を適用できる。［１，１≦Ｖ≦０，４゜０．０６
≦Ｕ≦０．１５．ｕｏυ１≦Ｗ≦０．０５．　。

１０≦２≦８５であって、前記組成範囲になるよう溶解
し、鋳造した合金インゴットを使用する。

合金インゴットハ、マクロ組織は、主体的に柱状晶化の
進んだ状態でなければならない。次に該合金インゴット
のまま非酸化雰囲気中で熱処理を行なう。まず合金均質
化のため、１１００℃〜１２００℃で、１時間〜１００
時間溶体化処理し、常温まで急冷処理してから、５００
℃〜９００℃に再加熱し、析出硬化処理を行ない、磁気
的硬化を施す。

続いて、該合金インゴットは、ハンマークラッシャー′
による粗粉砕工程、ボールミル、ジェットミルなどを用
いた微粉砕工程を経て、粒度２μ、〜１０口μの磁石粉
末とする。この２−１７系析出硬化型磁石粉末と結合材
である有機物樹脂を混合。

乳鉢あるいは、大量に行なう場合は攪拌型混線機で、磁
石粉末と樹脂を良く混ぜ合わせる。ここで磁石粉末と樹
脂の比率は、重量比で樹脂は０．５％〜５％が好ましい
。０．５％以下では、本発明方法によるも、機械的性質
の劣化を生じ易い。磁石粉末を完全に結合材で被覆する
ことが困難となる。

ま１ζ、５チをこえると、圧縮成形で、樹脂の浸み出し
、成形体が型から取れなくなり、且つヒビ割れなどの欠
陥を生じ易いため、これまでとした。

次に、温間磁場中圧縮成形法の一例は、第１図に示した
方法によって行なわれる。

１の電磁石コイルと２のポールピースで構成された電磁
石のギャップ間に、３，４．６から構成される金型がセ
ットされる。外型６は、非磁性ステライトでつくられ、
４は上パンチ、３は下パンチで、５ｕＪＺを調質した材
料でつくられている。

５はＲ，ＴＭ１７磁石粉末と樹脂結合材からなる混合粉
末を装入しである。次に７は、金型を４０〜１５０℃に
加熱するためのケースで、この空間内８は矢印のごとく
、加熱媒体を流す構造となる。

加熱媒体は、９から入ｖ１０に出ることによって６の外
型を加熱小米、これによって５の混合粉末を加熱しなが
ら、２の上下ポールピース間に磁場を発生させて、１１
の油圧プレスシリンダーを押し下けて圧縮成形する。こ
の加圧力は、１ｔＯｒＶ／ｃｒＡ〜４　ｔ、ｏｎ／ｃ＋
１　　で行なう。加熱温度は、４０℃以下では結合濁の
有機物樹脂、すなわち本発明方法では主に熱硬性樹脂を
対象とするが、この流れ性。

磁粉との濡れ性を改良する効果に乏しく、且つ、１５０
℃をこえると、樹脂の分解、磁粉が酸化するため、目的
とする高性能化を阻害する。

このように、磁場中圧縮成形時に、加熱することにより
、バインダー（結合材）である熱硬化性樹脂は、磁石粉
末の表面に濡れ易く、その量が少なくなればなる程、効
果は大きいことが、実験によシ判明した。また加熱によ
って、結合材の粘度は一時的に下がり、その低下度合は
、常温の半分以下になるものも得られ、特に高粘度、具
体的には１万０Ｐ８〜１０万０ＰＳ　　Ｏ熱硬化性樹脂
では効果が大きかった。このような作用によって、前記
混合粉を圧縮成形を行なうと、成形体中の空気は、大変
抜は易く、気孔率を低めることも判明した。すなわち、
高密度化を容易に達成出来た。

以１、実施例に従って本発明方法を詳述する。

実施例１゜ 次の組成からなるＲ２　Ｔ　Ｍｌγ系希土類金属間化合
物合金を溶解・鋳造し、合金インゴットを得た。

組成は、一般式で表わせば、Ｓ　ｍ　（Ｏｏｏ−１Ｉ。

Ｃｕｏ、ｏ７Ｆｅｏ、１２　Ｚｒｏ、０２　）ｓ、ｓ　
（Ｄ　２−１７系化合物である。なお、溶解は、Ａｒガ
スを用いた低周波炉で行ない、金型に鋳造した。この時
の鋳湯温度は１５８０℃でちった。

得う：？′！、たインゴットのマクロ組織は、８０チ以
上（句柱状晶であった。このような鋳造方案でつくられ
た合金インゴットを、析出硬化熱処理を以下の手段で行
なった。Ａｒガス雰囲気炉中で、１１６０℃Ｘ４時間加
熱後、約２００℃まで３０〜ｂ／分の冷却速度で急冷処
理した。

以降、常温まで冷却したインボッ）’に、Ａｒガス炉中
で８００℃×２時間＋７４０℃Ｘ３時間加熱２段時効処
理し、常温まで６０〜ｂ 冷却した。ケ、にインゴットハ、ハンマーミルで粗粉砕
し、次に、遠心ボールミルで、粒度３μ〜８０μの分布
を持った微粉末２つくった。この微粉末（磁石粉末）に
、粘度８００００ＰＳ（センチボイズ）のエポキシ樹脂
をそれぞれ所定量加え、混線機で混合し、磁場成形前原
料とした。続いて、第１表の条件で永久磁石を製造した
。

第１表製造条件 １１以上の製造条件で得られた磁石の％性を、第２図、
第３図に示した。

第２図は、試料扁１−１〜１−４および従来法で得た２
−１７系樹脂磁石の磁気特性（ｂ）と密度の関係（ａ、
　）を示す。磁場成形加熱温度との相関を示した。成形
時に加熱することによって、バインダーのエポキシ樹脂
は、磁粉の表面に濡れ易く、且つ、圧縮成形能力をも高
めることが、密度の変化からもとらえられた。

また第５図では、温間磁場成形温度を４５℃一定の時の
結合拐の量と磁気特性である（ＢＥ）ｍａｘについて調
べた。なお従来法は、第１図に示した磁場圧縮成形装置
を用い、金型を加熱せず、常温で実験したものである。

その結果、本発明方法は、結合材の童にかかわらず高い
（ＢＨ）ｍａｘを得られた。特に結合材の少ない領域で
は、効果の大きいことがわかった。

この事は、樹脂結合型永久磁石の高性能化を達成するの
に大変有利である。特に磁粉の充てん率を高めることを
容易にできる利点がある。

実施例２゜ ８　ｍ　（ＯＯ，ｓｌｓ　ｃｕｂ、０７　Ｆｅｏ、１　
Ｚ　ｒｏ、ｏｔｙ　）？、８　　なる一般式であられせ
る２−１７系希土類金属間化合物合金を溶解、鋳造し２
Ｖ４のインゴットをつくった。

次にＡｒガス雰囲気中で１１４０℃×２０時間加熱後、
５００℃までは、８０℃／分の速度で冷却した。この俗
体化処理を終えた合金インゴットを、８００℃×２０時
間加熱し、時効処理を行なった。

この合金インゴットを粗粉砕し、ボールミル法で粒度５
μ〜８０μの微粉末を製造した。該磁粉に、２．０ｗｔ
％の一液性エポキシ樹脂を加え、混＃！機で混合した。

この混合粉末を第１図に示す磁場成形装置を用いて１、
試料形状４Ｘ８Ｘ３０％の角柱状磁石金つくった。なお
、本発明法の磁場成形圧縮時の加熱温度は５０℃、従来
法は２０℃で行なった。

なお、前記成形条件では、磁石成形物を各１０個ずつ成
形した時の特性平均値および、バラツキを第２表に示し
た。

本発明法は、磁気特性はもちろん、機械的性質。

密度の向上も達成された。また特徴点として、各特性の
バラツキを小さくする効果もあり、このことは、量産す
る上で、コスト低減を有利にできる利点に結びつくもの
である。なおバインダー（結合材）は、熱硬化性樹脂で
あれば、同様の効果を得られている。−１８た、２−１
７系希土類金属間化合物であれば、他の組成に関して゛
も、同様な結果を得らｆ′Ｌだ。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法に係る温間磁場中圧縮成形装置の
断面図。 １・・・・・・磁化コイル ２・・・・・・磁極（ポールピース） ６・・・・・・金型の下パンチ ４・・・…ｌ上β ５・・・・・・混合粉末 ６・・・・・・金型の外型 ７・・・・・・金型加熱ケース ８・・・・・・金型加熱媒体 ９・・・・・・　　Ｉ　　ｌの入口 １０・・・川　　ｌ　　ｌの出口 １１・・・・・・プレス用ラム 第２図、第３図は、本発明方法の実施例１で得られた特
性を示す図。 第２図は磁気特性の（ＢＨ）ｒｎａｘ　　と加熱温度第
５図は　　　　　　　　　　と結合材の置場　　　上 出願人　株式会社　諏訪精工舎 代理人　弁理士　最上　　務 第１図 ０　　　１　　　　　　　　　　　　　４Ｈ登Ｏ／Ｉ童
（帆２）第３しＩ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 希土類金属（以下Ｒと呼ぶ）と遷移金属（以下ＴＭと呼
   ぶ）からなる、Ｒ２ＴＭ１７型希土類金属間化合物を＠
   解−鋳造法により合金インゴットをつくり、該合金を熱
   処理、粉末工稈を経てつくられた磁石粉末と結合材とし
   て有機物樹脂を０．５重量％〜５重量受含む混合物を、
   成形型に装入し、さらに磁場を加えながら、前記混合物
   ｉ４０℃〜１５０℃に加熱して温間成形して製造するこ
   とを特徴とする永久磁石の製造方法。