JPS62143409A - マンガン−アルミニウム−炭素系合金磁石の製造法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、永久磁石の製造法に係り、とくに多結晶マン
ガンーアルミニクムーｉｉ（Ｍｎ−Ａｌ−Ｃ）系合金磁
石による高性能な多極着磁用Ｍｎ−人１−Ｃ系合金磁石
の製造法に関する。

従来の技術 Ｍｎ−人′１−Ｃ系合金磁石は、主として強磁性相であ
る面心正方晶（τ相、Ｌ１ｏ型規開路子）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り、不純物
以外に添加元素を含まない３元系及び少量の添加元素を
含む４元系以上の多元系合金磁石が知られており、これ
らを総称するものである。

その製造法としては、鋳造、熱処理によるもの以外に押
出加工等の塑性加工工程を含むものが知られている。特
に後者は、高い磁気特性、機械的強度、耐候性、機械加
工性等の優れた性質を有する異方性磁石の製造法として
知られている。

また、Ｍｎ−ムｌ−１系合金磁石を用いた多極着磁用合
金磁石の製造法としては、等方性磁石、圧縮加工による
もの（登録番Ｊｉ＋１０１１４７３号）、押出加工等の
公知の方法で得た一軸異方性の多結晶Ｍｎ−Ａｌ−Ｃ系
合金磁石に異方性方向への自由圧縮加工によるもの（得
られた磁石を面異方性磁石と称す。特開昭５６−１１９
７６２号公報）、面異方性磁石からなるビレットの一部
分に圧縮加工を施すもの（特開昭６８−１８８１０３号
公報）、及びあらかじめ異方性化した多結晶Ｍｎ−人工
−Ｃ系合金磁石からなる中空体状のビレットに特定の圧
縮加工を施すもの（例えば特開昭５８−１８２２０６な
いし６８−１８２２０８号公報）が知られている。

発明が解決しようとする間匣点 前述した面異方性磁石からなるビレットの一部分に圧縮
加工を施すもの（特開昭５８−１８８１０３号公報）あ
るいけあらかじめ異方性化した多結晶Ｍｎ−ムｌ−１系
合金磁石からなる中空体状のビレットに特定の圧縮加工
を施すもの（例えば特開昭５８−１８２２０６ないし５
８−１８２２０８号公報）の内に示されているあらかじ
め異方性化した多結晶Ｍｎ−Ａｌ−Ｃ系合金磁石からな
るビレットの外周部に、ビレットの軸方向に圧縮加工を
施す方法では、圧縮加工を施した部分では径方向に磁化
容易方向を有するものが得られているが、その加工部の
磁気特性の分布は必ずしも外周多極着磁に適したもので
はない。つまり、ビレットの外周部のみを圧縮加工し、
外周に多極着磁する場合には、その加工部の径方向の磁
気特性の分布は最外周部が最も強くなるのが望ましい。

本発明は磁気特性の分布の良好な磁石を得ることを目的
としている。

問題点を解決するための手段 以上の問題点を解決するために本発明は、特定の平面に
平行に磁化容易方向を有する多結晶Ｍｎ−Ａｌ−Ｃ系合
金磁石からなるビレットの外周部に、ビレットの最外周
部の圧縮ひずみがそれよりも内側の部分の圧縮ひずみよ
り大きくなるようにビレットの前記の特定の平面に垂直
な方向（軸方向）に圧縮加工を施すものである。

作用 前述した方法によって、つまり前述したビレットの外周
部への圧縮加工において、ビレットの最外周部の圧縮ひ
ずみがそれよりも内側の部分の圧縮ひずみより大きくな
るようにビレットの軸方向に圧縮加工を施すことによっ
て、これまでの公知の方法と異なり、磁石内の径方向の
磁気特性の分布が外周多極着磁に適したものになり、磁
石の磁気特性は向上する。

実施例 本発明は、特定の平面に平行に磁化容易方向を有する多
結晶Ｍｎ−ムｌ−Ｃ系合金磁石からなるビレットに、５
３０〜８３０℃の温度で、ビレットの外周部に、ビレッ
トの最外周部の圧縮ひずみがそれよりも内側の部分の圧
縮ひずみより大きくなるようにビレットの前記特定の平
面に垂直な方向（軸方向）に圧縮加工を施すものである
。

またビレットは、軸方向に垂直な平面に平行に磁化容易
方向を有し、しかも前記平面内では磁気的に等方性であ
り、かつ前記軸方向と前記平面に　　　　゛平行な直線
を含む平面内では異方性である多結晶マンガン−アルミ
ニウム−炭素系合金磁石である。

本発明の製造法の大部分は、前記の公知技術（特開昭６
８−１８８１０３号公報あるいは特開昭５Ｂ−１８２２
０６ないし５８−１８２２０８号公報）に示された方法
とほぼ同様である。

前記公知技術の圧縮加工は、ビレットの外周部のみをた
だ単にビレットの軸方向に圧縮加工を施すものである。

一方、本発明の圧縮加工は前記の圧縮加工において、さ
らにビレットの最外周部の圧縮ひずみがそれよりも内側
の部分の圧縮ひずみより大きくなるようにビレットの軸
方向に圧縮加工を施すものである。換言すれば、ビレッ
トの最外周部の圧縮ひずみが最も大きくなるように、ビ
レットの外周部だけを圧縮加工するものである。

この圧縮加工の具体的な例をビレットの形状を円筒体と
して説明すると、第１図１に加工前の状態の断面を示す
ｇｌはビレット、２は固定用ポンチ、３は可動ポンチ、
４は下型である。第１図１に示すように、前記公知技術
と異なる点は、可動ポンチ３のビレットと接触する而（
ポンチ端面）が平面ではなく傾斜面であることである。

この可動ポンチ３を用いて、ビレット１の軸方向に加圧
することによって、ビレッ°トの外周部だけが軸方′向
に圧縮加工されて第１図すに示す状態になる。

第１図ｂ［示したように加工後のビレットの最外周部の
高さはそれよりも内側の部分の高さより小さい。つまり
、ビレットの最外周部の圧縮ひずみがそれよりも内側の
部分の圧縮ひずみより大きくなるように、ビレットの軸
方向に、ビレットの外周部のみに圧縮加工を施したこと
になる。圧縮ひずみとは、ビレットの軸方向のひずみを
いう。

次に、本発明の代表的な別の圧縮加工の例をビレットの
断面形状をリング状として説明すると、第２図乙に第１
図と同様に加工前の状態の断面を示す。第２図乙に示す
ように第１図と異なる点は、可動ポンチ３のポンチ端面
ば平面であり、圧縮加工前のビレットの最外周部の高さ
がそれよりも内側の部分の高さより大きいことである。

第２図すに加工後の状態を示す。加工後のビレットの加
工部はほぼ円筒体状となり、ビレットの最外周部の高さ
とそれよりも内側の部分の高さはほぼ一致する。この場
合も同様に、ビレットの最外周部の圧縮ひずみがそれよ
りも内側の部分の圧縮ひずみより大きくなるようにビレ
ットの軸方向に圧縮加工を施したことになる。

以上述べてきた様に、本発明は前記公知技術（特開昭５
８−１８８１０３号公報あるいは特開昭５８−１８２２
０６ないし５Ｂ−１５２２ｏｓ９公報）内に示された圧
縮加工とほとんど同じであるがビレット端面を傾斜面あ
るいはポンチ端面を傾斜面にするこ七によって、この特
定の圧縮加工において、ビレットの外周部のみに、ビレ
ットの最外周部の圧縮ひずみがそれよりも内側の部分の
圧縮ひずみより大きくなるようにビレットの軸方向に圧
縮加工を施すことができ、この最外周部とそれよりも内
側の部分の圧縮ひずみの差を変化させることによって磁
石内の径方向の磁気特性の分布を外周多極着磁に適した
ものにすることができる。

前記の二つの例の組み合わせでも、ビレットの最外周部
の圧縮ひずみがそれよりも内側の部分の圧縮ひずみより
大きくなるようにビレットの軸方向に圧縮加工を施すこ
とができる。つまり、第１図に示した金型（ポンチ端面
が傾斜面）を用いて、＠２図に示しだビレット（ビレッ
ト端面が傾斜面）を圧縮加工する方法である。

前述した例では、ポンチ端面あるいはビレット端面が傾
斜面であったが他に階段状面（段付き形状）、平面＋傾
斜面あるいは以上の組み合わせなどあり、さらに凹凸状
にするポンチあるいはビレット端面は両面でも片面でも
よい。必要なことはビレットの最外周部の圧縮ひずみが
それよりも内側の部分の圧縮ひずみより大きくなるよう
にビレットの軸方向に圧縮加工を施すことである。これ
Ｋよって、磁石の加工部の径方向の磁気特性の分布を外
周多極着磁に適した分布にすることができるｇ最外周部
の圧縮ひずみとそれよりも内側の部分の圧縮ひずみの差
を大きくすればするほど、磁石の加工部の径方向の磁気
特性は最外周部の方がますます高くなる。

前述したような圧縮加工の可能な温度範囲については、
６３Ｑ〜８３０℃の温度領域において、加工が行えたが
、７８ｏ℃を越える温度では、磁気特性がかなり低下し
た。より望ましい湿度範囲〜としては５６０〜７６０℃
であった８次に本発明の更に具体的な実施例について説
明する。

実施例１ 配合組成で６９．５％のＭｎ、２９．３％のＡ１．０．
５％のＣ及び０．７％のＮｉを溶解鋳造し、直径５０＋
ｎｍ、長さ４０ｍｍの円柱ビレットを作製した。

このビレットに１１００℃で２時間保持した後、６０ｏ
℃まで風冷し、６００℃で３０分間保持した後、室温捷
で放冷する熱処理を施した。

このビレットを用いて、７２０℃の温度で、押出加工を
行った菖加工後のビレットは直径３２ｍ。

長さ９８咽であった。この押出体を切断および切削加工
して、直径２４■、長さ４０．の円柱ビレットを作製し
た。次に、潤滑剤を介して、６８０℃の温度で、長さが
２０調までの自由圧縮加工を行った。加工後のビレット
は面異方性磁石である。

次に、第１図に示すような金型を用いて、６８０℃の温
度で、ビレットの外周部のみを圧縮加工した。なおポン
チ２の直径（ポンチ３の内径つけ２４閣である。加工後
のビレットの境界部（直径２４唄の部分）の長さは１６
ｒｒｒＭであったム加工後のビレットを外径３０覇に切
削加工した後、外周表面に２４様の外周着磁をしたち着
磁は２０００□Ｆのオイルコンデンサーを用い、１５０
ｏｖでパルス着磁した。外周表面の表面磁束密度をホー
ル素子で測定した。

比較のために、前述した面異方性構造のビレットを用い
て、第２図に示した金型を用い、前記と同様に潤滑剤を
介して、外周部のみを圧縮加工した。なお固定用ポンチ
２の直径は２４閲である。

加工後のビレットの外周部の長さは１５閣であった。さ
らに前記と同様ＶＣ＋ｆＪ削加工した後、着磁し、表面
磁束密度を測定した。

以上の両者の値を比較すると、本発明の方法で得た磁石
の表面磁束密度の値は、比較のために作製した磁石それ
の約１．２倍であった。

実施例２ 実施例１で得だ面異方性磁石からなるビレットを用いて
、潤滑剤を介して、６８０℃の温度で、！ビレットの中
央部を直径１６１ＷＲのポンチで加圧すｌす ることによって、外径３７薗、内径１６咽、長さ２０ｍ
ｍのビレットを作製した。加工後の磁石は周方向に磁化
容易方向を有するもの（周異方性磁石）であった。この
ビレットに実施例１と同じ第１図に示した金型を用いた
外周部のみに圧縮加工を施しだ。

加工後のビレットを外径３０燗に切削加工した後、実施
例１と同様に２４極の外周着磁をし、表面磁束密度を測
定した。

比較のために、前述した周異方性磁石からなるビレット
に実施例１と同じ第２図に示した金型を用いた外周部の
みに圧縮加工を施した。′さらに前記と同様に切削加工
した後、着磁し、表面磁束密度を測定した。

以」二の両者の値を比較すると、本発明の方法で得だ磁
石の表面磁束密度の値は、比較のために作製した磁石の
それの約１．２倍であった。

実施例３ 配合組成で６９．４％のＭｎ、２９．３％の人１．０．
５％のＣ１０，７％のＮｉ及び０．１％ので１を溶解鋳
造し１直径５０問、長さ４０　ｒａｎの円柱ビレットを
作製し、実施例１と同じ熱処理を行った。次に、潤滑剤
を介して、７２０℃の温度で、押出加工を行った。加工
後のビレットは直径３２咽、長さ９８咽であった。この
押出体を切断および切削加工して、直径２４簡、長さ４
０掴の円柱ビレットを作製し１実施例１と同様に自由圧
縮加工によって長さが２０ｍｍの面異方性磁石を作製し
た。この磁石を切削加工して外径３４ｍ、内径１０ｍｍ
、最外置部の長さ２０　ｍｓ、直径２４馴の位置の長さ
が１５ｆｉの第２図に示した様な形状のビレットを作製
した。次にこのビレットを潤滑剤を介して、第２図に示
したような金型を用いてビレットの外周部のみを８８０
℃の温度で、ビレットの外周部の長さが１０ｍｍまでの
圧縮加工を行った。なお第２図において、可動ポンチの
内径は２４ｍｍである。

加工後のビレットを外径３０咽に切削した後、実施例１
と同様に２４極の外周着磁をし、表面磁束密度を測定し
た。

比較のために、１ｎ述した面異方性磁石を切削加工し、
外径３４ｒｔａｎ、内径１０咽、長さ１７．５ｗＭの円
筒ビレットを作製した。次に、潤滑剤を介して、前記と
同様に外周部のみを圧縮加工した。加工後のビレットの
外周部の長さは１０胴であった６さらに前記と同様に切
削加工した後、着磁し、表面磁束密度を測定した。

以上の両者の値を比較すると、本発明の方法で得た磁石
の表面磁束密度の値は、比較のために作製した磁石のそ
れの約１．２倍であった。

以上、Ｍｎ−人１−Ｃ系合金磁石の組成については、Ｎ
ｉｌ＆加の４元系とＮｉ、、Ｔｉ添加の６元系のものに
ついてのみ示したが、Ｍｎ−Ａｌ−Ｃ系合金磁石の基本
組成である３元系についても磁石の磁気特性に若干の差
は認められたが、公知の圧縮加工による方法より前述し
たような磁気特性の向上が認められた。

特定の平面に平行に磁化容易方向を有する多結晶Ｍｎ−
Ａｌ−Ｃ系合金磁石として面異方性磁石、周異方性磁石
を用いた例を示したが径異方性磁石、前述した公知技術
で得られる複合構造の磁石（例えば、外周部でＩ／ｉ怪
異方性で内周部では周異方性）などを用いても同様であ
った。

さらに、ビレットおよびポンチ端面の形状については傾
斜面の例を示したが階段状の段付き形状および平面＋傾
斜面あるいは以上の組み合わせなどでも従来の圧縮加工
に比べて磁気特性の向上が認められた。また、凹凸状に
する而は両端面でも同様であった。

発明の効果 本発明は、実施例によって述べたように、特定の平面に
平行に磁化容易方向を有する多結晶Ｍｎ−Ａｌ−１系合
金磁石からなるビレットに、ビレットの外周部のみに、
ビレットの最外周部の圧縮ひずみがそれよりも内側の部
分の圧縮ひずみより大きくなるようにビレットの軸方向
に圧縮加工を施すこさによって外周に多極着磁を施した
場合に高い磁気特性を示す磁石を得るものである。

この方法によって、磁石内の径方向の磁気特性の分布を
外周多極着磁に適した分布にすることができ、最外周部
の圧縮ひずみとそれよりも内側の部分の圧縮ひずみの差
を大きくすればするほどその効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の圧縮加工の一例を示す金型の
一部の断面図である。 １・・・・・・ビレット、２・・・・・・固定用ポンチ
、３・・・φ・・可動ポンチ、４・・・・・・下型。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図　　　　　（（Ｌ） （ｂ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）特定の平面に平行に磁化容易方向を有する多結晶
   マンガン−アルミニウム−炭素系合金磁石からなるビレ
   ットに、５３０〜８３０℃の温度で、ビレットの外周部
   のみに、ビレットの最外周部の圧縮ひずみがそれよりも
   内側の部分の圧縮ひずみより大きくなるようにビレット
   の前記特定の平面に垂直な方向（軸方向）に圧縮加工を
   施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。
2. （２）ビレットが、軸方向に垂直な平面に平行に磁化容
   易方向を有し、しかも前記平面内では磁気的に等方性で
   あり、かつ前記軸方向と前記平面に平行な直線を含む平
   面内では異方性である多結晶マンガン−アルミニウム−
   炭素系合金磁石からな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）ビレットが、径方向に平行に磁化容易方向を有す
   る多結晶マンガン−アルミニウム−炭素系合金磁石から
   な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。
4. （４）ビレットが、周方向に平行に磁化容易方向を有す
   る多結晶マンガン−アルミニウム−炭素系合金磁石から
   な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。