JPS61235545A - マンガン−アルミニウム−炭素系合金磁石の製造法 - Google Patents

マンガン−アルミニウム−炭素系合金磁石の製造法

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JPS61235545A
JPS61235545A JP60073869A JP7386985A JPS61235545A JP S61235545 A JPS61235545 A JP S61235545A JP 60073869 A JP60073869 A JP 60073869A JP 7386985 A JP7386985 A JP 7386985A JP S61235545 A JPS61235545 A JP S61235545A
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JP
Japan
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magnet
hole
billet
alloy
alloy magnet
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Pending
Application number
JP60073869A
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English (en)
Inventor
Nobuyuki Kato
信行 加藤
Seiji Kojima
小嶋 清司
Hirotaka Ishikawa
石川 広高
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (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】 産業上の利用分野 本発明は永久磁石の製造法に関するものである。
さらに詳細には、マンガン−アルミニウム−炭素系(M
n−AI C系)合金磁石の製造法に関し、特に円筒状
もしくはリング状の外周着磁用Mn−15,1−C系合
金磁石の製造法を提供するものである。
従来の技術 M n −A l−C系合金磁石は、主として強磁性相
である面心正方晶相(τ相、L1o型規側路子)の組織
で構成され、Cを必須構成元素として含むものであシ、
68〜73重量%のMnと(、o Mn 6.6 )〜
(−Mn−四、2)重量%のC(但し式中のMnはマン
ガン成分の重量%を示す)と残部がAgからなシ、不純
物以外に添加物を含まない3元系及び少量の添加物を含
む4元系以上の多元系合金磁石が知られている(特公昭
54−31448号公報等)0またこのivi n −
A e−C系合金磁石の製造法としては、鋳造、熱処理
によるもの以外に、530℃〜830℃の温度で温間押
出加工等の温間塑性加工工程を含むものが知られている
(特公昭64−20166号公報など)0特にこの温間
塑性加工工程を含むものは、高い磁気特性、機械的強度
、耐候性、機械加工性などを有する異方性磁石の製造法
として知られている。
外周着磁用Mu−Ad−C系合金磁石の製造法としては
′、等方性磁石の他に、圧縮加工によるものが知られて
いるが、特に温間押出加工等によって得られ九−軸異方
性Mn−Al−C系合金磁石を中実体のビレットとして
、このビレットに異方性方向である軸方向に温間自由圧
縮加工を施したものは得られた磁石が、径方向と弦方向
とを含む二次元平面内に磁化容易軸方向(τ相のC軸方
向)を等方向に有するという特徴のあるもので、外周部
分に多極着磁して用いる磁石として優れたものであるこ
とが知られている。以下この磁石を面異方性磁石と称す
る。(特開昭58−119762号公報)又温間押出加
工等によ、って得られた一軸異方性Mn−AI−C系合
金磁石を切削加工によって中空体状に仕上げ、この中空
体状ビレットに温間圧縮加工を施したものは、径方向特
性の優れたものとして知られている。(特開昭58−1
82208号公報) 更に又、上述の方法に対して、中実体ビレットや中空体
ビレットの一部分を温間圧縮加工する方法、すなわち外
周部分を径方向に自由にして外周部近傍を軸方向に温間
圧縮加工して外周着磁用磁石をつくる方法や、中空体ビ
レットの内周部分を径方向に自由にして内周部近傍を軸
方向に温間圧縮加工して、内周着磁用磁石をつくる方法
が知られている(特開昭58−188103号及び特開
昭58−206105号公報)。
発明が解決しようとする問題点 外周着磁用磁石は、例えばモータのロータ磁石などに使
用されるもので、磁石形状としては、軸取付穴等を有し
た円筒状もしくはリング状で用いられる。このため上述
の外周着磁用Mn−人ト℃系合金磁石のうちの中実体状
に作られるものは、ドリルによる穴あけ加工が施され、
更に大きな内径を必要とするものは旋盤による中グリ加
工などが施されている。一方中空体状に作られるものは
、その途中工程において中実体ビレットにドリル等によ
る穴あけ加工を行って中空体ビレットにし座上で温間塑
性加工を施して所定の磁気特性を有するものにしている
。このような穴あけ加工は機械設備や消耗する工具を必
要とし、特にドリルによる穴あけ加工は加工時間がかか
ると共K、この加工に要する費用が磁石価格をきわめて
高いものにしている。又この穴あけ加工によって削られ
た大部分の材料は捨てられるため材料歩留を大きく低下
させ、これが又磁石価格を高くしている0このように、
これまでの製造方法には、機械加工による穴あけ加工が
必要なために、製造の工数が長いことと、高い穴あけ加
工費と低い材料歩留により磁石価格が高くなるという大
きな問題点があり、本発明はこれらの問題点を解決する
ことを目的としている。
問題点を解決するだめの手段 上述の問題点を解決するために、本発明者は、Mn−A
I−C系合金磁石の製造工程において、Mn−AI−C
系合金磁石の中実体ビレットの中央部に、550℃〜7
80℃の温度で押込加工を施し穴を成形することを特徴
とするマンガン−アルミニウム−炭素系合金磁石の製造
法を提供するものである。
作用 上記方法によシ、穴あけ加工が容易で材料損失が少なく
、コストの大幅な低減化を図ることができる。
実施例 本発明者らは、温間塑性加工工程を見直し、実験検討を
進めた結果、560℃〜830℃の温度領域において、
中実体ビレットの中央部にポンチを当て押込加工を施す
ことにより、ビレットの中央部にポンチ形状の穴が成形
できることを見い出した。又この押込穴成形加工により
、穴の内面部に強力な弦方向異方性の磁気特性を有した
部分が形成できることを見い出した。これは外周着磁の
際に、磁路が有利に形成され、高い磁束密度を得ること
ができる。
この押込式成形加工は、従来からのMn−Al−C系合
金磁石の塑性加工とは異なり、ビレットの中央部分の材
料がポンチ面に沿って外側に押し出され、ビレットの中
央部に穴が成形され、大部分にあった材料は穴の内面部
を形成する。
これまでの研究結果から、M n −A l−C系合金
磁石の磁気特性は結晶の配向性、すなわち強磁性相であ
るで相の磁化容易軸方向であるC軸方向の配向性によっ
て決まり、この結晶の配向性は定性的には与えら昨た歪
量に依存していることが明らかとなっている。
このため、押込式成形加工により、結晶の配向性が従来
の塑性加工とは異なり、木きな弦方向への歪が加わった
穴の内面部は強力な弦方向異方性となる。更に穴の内面
部から外側部分は弦方向に拡げられたその歪量に応じて
弦方向異方性がつく。
そこでこの押込式成形加工による弦方向の異方性につい
て検討した結果、穴の周辺近傍では弦方向異方性が強い
が、少し離れれば、その影響は大巾に減少し、外周部分
では少ないことが明らかとなった。すなわち弦方向の対
数歪(εθ)についての計算結果を第2図に示す。これ
は、例として直径5.0ms+、厚さ15mmのビL/
7トに内径20 mの穴をあけた場合についての結果で
ある。厚さは変化せずそのままであるので軸方向の対数
歪(ε2)はε2=0である。弦方向の対数歪εθと径
方向の対数歪εrとはεθ=−εrとなる。
この第2図から明らかなように弦方向の対数歪εθがプ
ラス側に大きい程弦方向への異方性度合が大きい。しか
し外周方向に行くに従って弦方向の対数歪εθは急激に
減少し、外周部分での弦方向の対数歪εθは小さい。径
方向については対数歪εrが弦方向の対数歪εθと符号
が反対になシ、穴周辺では圧縮されることになり径方向
への磁気配向度合が少なくなり、τ相のC軸方向は弦方
向に向き変わる。しかし外周部分での圧縮歪は小さく、
磁気配向性の弦方向への転換は少ない。
この押込式成形加工を面異方性Mn−AI−C系合金磁
石に施すと、面異方性磁石では径方向2弦方向に共に高
い磁気特性を有したものであるので、この磁石に押込式
成形加工による上述の弦方向への異方性化が重なり、穴
周辺部では弦方向異方性になり、外周部分では径方向の
高特性が生き残った磁石構造となり、外周着磁用磁石と
して磁路形成において有利であり優れた磁石となる。
実験において、軸方向に異方性をもつ押出材を圧縮比(
圧縮前後の高さ比)2.6で温間圧縮加工したビレット
(面異方性磁石)K対して押込式成形加工をした結果は
上述の結果と合致して第3図に示す磁気特性であった。
すなわち、押込穴成形加工前の磁気特性は径方向9弦方
向とも同じで(BH)、na!=3.eMG−Osであ
ったが、押込式成形加工後では、穴の周辺近傍では弦方
向に異方性化が進み、径方向側の低下が大きいが、これ
に対して外周着磁用磁石として実際に用いる外周部分で
は径方向特性はやや低下しているものの(BH)ma工
== 3.eMG−Osあシ実用上優れたものであった
。この磁石に8極着磁して表面磁束密度を測定したとこ
ろ、磁路形成に有利な磁気構造を有する面異方性磁石の
表面磁束密度と比較して、外周部分の径方向特性が低下
しているにもかかわらず、表面磁束密度は同等かやや増
加していた。
上述のように、面異方性磁石に押込式成形加工を施すと
穴付の優れた外周着磁用磁石となるが、外周部分の径方
向特性は、穴の大きさによるが、やや低下することにな
る。その状態で十分使用可能であるが、使用上の実用特
性に対して不十分な場合は、更にこのビレットに対して
550℃〜780℃の温度範囲で温間圧縮加工を加える
ことにより径方向特性を向上させることができる。この
後工程の圧縮加工量として圧縮方向の対数歪の絶対値で
0.4以上にするととKより径方向特性を優れた特性に
向上させることができた。
この押込穴成形刀ロエは、径方向特性が十分についてい
ないビレット、例えば熱処理後のビレットや温間押出加
工後の一軸異方性を有したビレットに対しても適用でき
、この場合には、穴周辺部で強く、外周部分では弱い弦
方向に異方性をもった磁石となるので、これらのビレッ
トに660℃〜780”Cの温度範囲で温間圧縮加工を
加え°て、外周部分では径方向特性が大きく、内部では
弦方向異方性の強い外周着磁用磁石として優れた特性を
有する磁石とすることができる。
この押込式成形加工は、550℃〜830℃の温度範囲
において加工は行えたが、780’(:を越えた温度領
域ではかなりの特性低下があった。より望ましい加工温
度としては600”C〜760”Cであった。
又この押込式成形加工は、穴を貫通させる必要はなく少
々底部が残っても最後の仕上加工工程でのトリ)vによ
る穴あけ加工は極めて容易に短時間に行えるし、又省略
して旋盤等による仕上加工のみにできる。
又この押込穴成形加ニーより、大きな穴を成形する場合
は2回以上に分割して小穴から大穴に成形していくのが
良く最後に残った薄膜の部分を突き破って取り去り、貫
通した穴を成形することもできる。
以下、具体的な実施例を示す。
(実施例1) Mn、Al、C,Niの原材料を配合し、溶解鋳造して
直径60諒、長さ100mmの中実体ビレットを複数個
作製した。分析組成はMn 69.5重量%(以下単に
チで表わす)、A129.3%、C0,5%。
Ni O,7チであった。このビレットを1000℃で
2時間保持した後、常温まで放冷した。次に潤滑剤を介
して700℃の温度で直径30IIII11まで温間押
出加工を行った。
この押出棒を30m5の長さに切断し、680℃にて長
さ10簡に温間圧縮加工を行った。圧縮比は3.0で、
軸方向の対数歪はεZ=−1,10である。この圧縮さ
れたビレット1を第1図のとに示すように下ポンチ3上
に配置し、680’(:にて上ポンチ2を用いて上ポン
チ降下速度59 / SeCで押込加工を行い第1図す
の様になし、内径1011111゜深さ9.5mの穴4
を成形した。
この穴4を成形されたビレット1について内周部分と外
周部分で6mm角の試料を切り出し、磁気jjr=3.
7K(j  LMO=3.8K(Je  (jjfi)
、、=2.7mシ(Je弦方向では Br=5.2KG IHc=3.5KOe (BH)I
n、、−J5.0MP・Oeと弦方向が極めて高い特性
となっており、外周部分では、弦方向では Br=4.4KG IFIc=3.8KOe  (Bf
()−、工=3.9MG・Oe径方向では Br=4.3KG  IHc=3.8KOe  (BH
)!n、、=3.7hG・Oeで弦方向の方がやや良い
もののほぼ同等であり、径方向特性は実用上優れたもの
であった。
この磁気測定したビレットと同様に作成したビレットに
ついて直径51mm内径11喘高さ9ffi111に仕
上加工を行ったが、端面、外周、内周共金て旋盤による
バイト加工ができ、従来のドリルによる穴あけ加工を省
略でき、加工時間を約半分に短縮することができた。又
材料歩留も穴形状部分の分だけ約3.6%向上できた。
(実施例2) 実施例1で作成した直径30.rrrpnの押出棒を4
0閣の長さに切断し、了oo℃にて20ranの長さに
まで圧縮加工を行った0この圧縮加工ビレット1に温度
740℃にて直径30wn長さ19.5mの突起を有す
る上ポンチ2を用いて上ポンチ降下速度2 m@ / 
Secで押込加工を行った。
得られた外径約51m長さ20mg+で内径30m+a
の穴4を有するビレット1を660℃にて平均歪速度0
.35SECで10m長さに圧縮加工した。内径部分の
拡がシはわずかであった。得られたビレット1から外周
部分の磁気特性を測定したところ径方向特性は Br−4,2KG IHc=4.0KO41(BH″)
rrBx=3.9MG○eで、押込式成形加工による弦
方向異方性化の影響はほとんどなく、外周着磁用磁石と
して優れた特性であった。磁気測定したビレットと同様
に作成したビレットを仕上加工したが、ドリルによる穴
あけ加工はわずかの加工で済み、仕上加工の時間は中実
体ビレットとの比較で約半分に短縮することができた。
又材料歩留は穴形状の分だけ、すなわち約15%向上す
ることができた。
発明の効果 上述のように、本発明は、中実体ビレットの中央部に押
込加工を施して穴を成形することにあり、本発明により
、外周着磁用磁石として円筒状もしくはリング状に仕上
加工する際の穴あけ加工において、消耗工具や長い加工
時間を必要とするドリルによる穴あけ加工が極めて容易
となり、又更には省略することができる。又大部分の材
料損失を大きく削減して材料歩留を上げることができる
これらKより大巾なコストダウンができ、工業的にきわ
めて有益な方法である。
又本発明、すなわち押込式成形加工に圧縮加工を組み合
せることKよシ、外周着磁用磁石として有利な新規な磁
気構造を有する磁石をつくることが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図a、bは、本発明のマンガン−アルミニウム−炭
素系合金磁石の製造法の一実施例の塑性加工を示す工具
の一部及びeレットの断面図、第2図は押込加工による
ビレット内部の半径方向における弦方向の対数歪(εθ
)及び径方向の対数歪の逆符号(−εr)を示す図、第
3図は押込加工を施したビレット内部の半径方向におけ
る磁気特性(BH)rna工の分布図で、弦方向及び径
方向の特性を示す図である。 1・・・・・・ビレット、2・・・・・・上ポンチ、3
・・・・・・下ポンチ、4・・・・・・穴。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 (a) 第2図 0/θ  2θ  3θ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)マンガン−アルミニウム−炭素系合金磁石からな
    る中実体ビレットの中央部に、550℃〜780℃の温
    度において、押込加工を施して穴を成形することを特徴
    とするマンガン−アルミニウム−炭素系合金磁石の製造
    法。
  2. (2)550℃〜780℃の温度において、押込方向を
    軸方向としてその軸方向に圧縮加工が施された中実体ビ
    レットを用いる特許請求の範囲第1項記載のマンガン・
    アルミニウム−炭素系合金磁石の製造法。
  3. (3)マンガン−アルミニウム−炭素系合金磁石からな
    る中実体ビレットの中央部に550℃〜780℃の温度
    において押込加工を施して穴を成形した後550℃〜7
    80℃の温度において押込方向に圧縮加工を施こすこと
    を特徴とするマンガン−アルミニウム−炭素系合金磁石
    の製造法。
JP60073869A 1985-04-08 1985-04-08 マンガン−アルミニウム−炭素系合金磁石の製造法 Pending JPS61235545A (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5420166A (en) * 1977-07-11 1979-02-15 Kyupi Kk Frozen heat coagulated egg white for ground fish paste

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5420166A (en) * 1977-07-11 1979-02-15 Kyupi Kk Frozen heat coagulated egg white for ground fish paste

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