JPS62243752A - 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−アルミニウム−炭素（Ｍｎ−ムｉ−ｃ＞系合金磁
石による多極着磁用Ｍｎ−ムｌ−０系合金磁石の製造法
に関する。

従来の技術 Ｍｎ−ムｌ−０系磁石用合金は、６８〜７３質ａ％（以
下単に形で表わす）のＭｎと（１／１０Ｍｎ　−６，６
）〜（１／３　Ｍｎ−２２，２）％のＣと残部のムｌか
らなり、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元系以上の多元系磁石用合金が知
られておシ、これらを総称するものである。同様に、Ｍ
ｎ−ム／−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型規別格子）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。特に後者は、高い磁気特性。

機械的強度、耐候性１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−ＡＩ−Ｃ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（特許第１０１１４７３号）、あら
かじめ温間押出加工等の公知の方法で得た一軸異方性の
多結晶Ｍｎ−ムｌ−Ｃ系合金磁石に異方性方向への温間
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５６−１１９７６２号公報）、及びＭｎ
−直／−Ｃ系磁石用合金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（特開昭５８−１９２３０６
号公報）が知られている。

発明が解決しようとする問題点 前述したＭｎ−直／−Ｃ系磁石用合金からなる中空体状
のビレットに特定の圧縮加工を施すもの（特に、特開昭
５８−１９２３０６号公報）では、つまり、Ｍｎ−ムｇ
−ｃ系磁石用合金からなる中空体状のビレットに、ビレ
ットの外周を拘束した状態で、しかも少なくとも内周の
一部分を自由にした状態で、ビレットの軸方向に圧縮加
工を施す方法では、得られた磁石内の径方向の磁気特性
の分布が大きい。

問題点を解決するための手段 以上述べてきた問題点を解決するために本発明は、Ｍｎ
−ムｌ−Ｇ系磁石用合金からなる中空体状のビレットに
、ビレットの外周を拘束した状態で、しかも少なくとも
内周の一部分を自由にした状態で、ビレットの外周部の
圧縮ひずみが内周部の圧縮ひずみよシ大きくなるように
ビレットの軸方向に圧縮加工を施すものである。

作用 前述した方法によって、つまり前述した特定の圧縮加工
において、ビレットの外周部の圧縮ひずみが内周部の圧
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、これまでの公知の特定の圧縮
加工を施す方法と異なり、前記の外周部と内周部の圧縮
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自由にコントロールすることができ
る。

実施例 本発明は、Ｍｎ−ムｌ−０系磁石用合金からなる中空体
状のビレットに、５３０〜８３０℃の温度で、ビレット
の外周を拘束した状態で、しかも少なくとも内周の一部
分を自由にした状態で、ビレットの外周部の圧縮ひずみ
が内周部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。

本発明の製造法の大部分は、前記の公知技術（特開昭６
ｉ８−１９２３０６号公報）と同様である。よって、異
なる圧縮加工の部分についてのみ説明する。

前記公知技術の圧縮加工は、ビレットの外周を拘束した
状態で、しかも’Ｊ）　７）　（シも内固め一顛４を自
由にした状態で、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
らにビレットの外周部の圧縮ひずみが内周部の圧縮ひず
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。

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図はａに加工前の状態の断面を示
す。１はビレット、２．３はポンチ、４は外型である。

第１図４に示すように、前記公知技術と異なる点は、ポ
ンチ２およびポンチ３のビレット１と接触する面（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
ポンチ２およびポンチ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、ビレットは軸方向に圧縮加工
されて第１図すに示す状態になる。第１図すに示したよ
うに圧縮加工後のビレット１の外周部の高さは内周部の
高さより小さい。つｔｂ、ビレット１の外周部の圧縮ひ
ずみが内周部の圧縮ひずみより大きくなるようにビレッ
ト１の軸方向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１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１に第１
図と同様に加工前の状態の断面を示す。第２図ａに示す
ように第１図と異なる点は、ポンチ２およびポンチ３の
端面（ポンチ端面）は平面であり、加工前のビレット１
の外周部の高さが内周部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１は
ほぼ円筒体状となシ、ビレット１の外周部の高さと内周
部の高さはほぼ一致する。この場合も同様に、ビレット
１の外周部の圧縮ひずみが内周部の圧縮ひずみより大き
くなるようにビレット１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６
８−１９２３０６号公報）に示された圧縮加工とほとん
ど同じであるが、ビレット１端面を傾斜面あるいはポン
チ２，３端面を傾斜面にすることによって、この特定の
圧縮加工において、ビレット１の外周部の圧縮ひずみが
内周部の圧縮ひずみより大きくなるようにビレット１の
軸方向に圧縮加工を施すことになり、この外周部と内周
部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自由にコントロールするこ
とができる。

前記の二つの例の組み合わせでも、ビレット１の外周部
の圧縮ひずみが内周部の圧縮ひずみより大きくなるよう
にビレット１の軸方向に圧縮加工を施すことができる。

つまり、第１図に示したポンチ２，３、外型４よシなる
金型を用いて、第２図に示したビレット１を圧縮加工す
る方法である。

前述した例では、ポンチ２．３端面あるいはビレット１
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２゜３あるいはビレット１端面は
両面でも片面でもよい。必要なことはビレット１の外周
部の圧縮ひずみが内周部の圧縮ひずみより大きくなるよ
うにビレット１の軸方向に圧縮加工を施すことである。

これによって、磁石の径方向の磁気特性の分布を自由に
コントロールすることができる。外周部の圧縮ひずみと
内周部の圧縮ひずみの差を小さくすれば、磁石の径方向
の磁気特性は内周部の方が高くなり、差をある程度大き
くすれば磁石の径方向の磁気特性の分布が小さくなシ磁
気特性の均一な磁石となり、差をさらに大きくすれば磁
石の径方向の磁気特性は外周部の方が高くなる。磁石を
どのように用いるかによって、前述したひずみの差を決
定すればよい。例えば、磁石の内周面に多極着磁（内周
着磁）する場合には差を小さくシ、径方向着磁する場合
には差をある程度大きくシ、磁石の外周面に多極着磁（
外周着磁）する場合には差を大きくすればよい。

前述したような圧縮加工の可能な温度範囲については、
５３０〜８３０℃の温度領域において、加工が行えたが
、７８０℃を越える温度では、磁気特性がかなシ低下し
た。よシ望ましい温度範囲としては５６０〜７６０℃で
あった。

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（第２図） 配合組成で６９．６％のＭｎ、２９．３％のム１１Ｏ，
Ｓｑ６のＣ及び０．７％のＮｉを溶解鋳造し、外径３０
ｍ、内径２０　ｔｍ、外周部の長さ３０ｔｍ、内周部の
長さ２０ｙｔｍの両端面が傾斜面のビレット１を作製し
た。このビレット１に１０００℃で２時間保持した後、
ｅｏｏ℃１で風冷し、６００’Ｃで３０分間保持した後
、室温まで放冷する熱処理を施した。

次に、潤滑剤を介して、第２図に示したようなポンチ２
，３、外型４よシなる金型を用いてビレット１の外周表
面を拘束し、しかも内周を自由な状態にして、６８０℃
の温度で、ビレット１の長さが１５１１１ｍｌまでの圧
縮加工を行っ゛た。なお第２図において、外型４の内径
は３０ｍである。

加工後のビレット１を外径２９ｍｍに切削加工して、外
周表面に２４極の外周着磁を施した。着磁は２ｏｏＯμ
Ｆのオイルコンデンサーを用い、１５００Ｖでパルス着
磁した。外周表面の表面磁東密度をホール素子で測定し
た。

比較のために、前記と同じ配合組成のＭｎ　、ムｌ。

ＣおよびＮｉを溶解鋳造し、外径３０＋ｍ、内径２０ｍ
＋ａ、長さ２６票の円筒ビレットを作製した。

このビレットに前記と同じ熱処理を施した。次に、潤滑
剤を介して、前記と同じ圧縮加工を行った。

加工後のビレットの長さは１５ｍであった。さらに前記
と同様に切削加工して、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、本実施例の方法で得た磁
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。

さらに、本実施例のさきほど着磁した磁石を第３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。第３図ａは加工前の状態を
示し、第３図すは加工後の状態を示す。６は固定用ポン
チ、６は可動ポンチ、７は下型である。固定用ポンチ６
と下型アによって、ビレット１を固定及び拘束し、可動
ポンチ６でビレット１を加圧することにより第３図すに
示す状態になり、これによってビレット１の外周部のみ
が圧縮加工される。なおポンチ５の直径（ポンチ６の内
径）は２ａ１１ｍｌである。圧縮加工後の外周部の長さ
は１０ＷＩＲであった。加工後のビレット１を外径２９
ｍに切削加工し、前記と同様に着磁して、この圧縮加工
の前・後で表面磁束密度の値を比較すると、加工後の方
が０．２　ＫＧ高くなった。

実施例　２（第１図） 配合組成で６９．４９６＋７）Ｍｎ　、　２９．３％の
ム４１０．５％のＣ，０，７％のＮｉ及び０．１　ｑ６
のＴｉを溶解鋳造し、外径３０　ｍ　、内径２０ＩＩＩ
Ｉ１１１長さ２０＋ｍの円筒ビレット１を作製した。こ
のビレット１に実施例１と同じ熱処理を施した。次に、
潤滑剤を介して、第１図に示したようなポンチ２．３、
外型４よりなる金型を用いて、円筒ビレット１の外周表
面を拘束し、しかも内周を自由な状態にして、６８０℃
の温度で、円筒ビレット１の外周部の長さを１３．３＋
ａ＋までの圧縮加工を行った。なお第１図において、ポ
ンチ端面の傾斜角αは２０°、外型４の内径は３０■で
ある。

加工後のビレット１を外径２９ｍに切削加工して、実施
例１と同様に２４極の外周着磁を施し、表面磁束密度を
測定した。

比較のために、前述した配合組成と同じ配合組成のＭｎ
　、ム／、Ｃ，Ｎｉ　およびＴｉを溶解鋳造し、外径３
０　ｍ　、内径２０１ＩＩ１１長さ２０１１ｍの円筒ビ
レットを作製した。このビレットに前記と同じ熱処理を
施した。次に、潤滑剤を介して、第２図に示したポンチ
２．３、外型４よりなる金型を用いて（ポンチ端面は平
面）、圧縮加工を行った。

加工後のビレット１の長さは１３．３ｍであった。

さらに前記と同様に切削加工して、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、本実施例の方法で得た磁
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。

さらに、本実施例のさきほど着磁した磁石を実施例１と
同様に、第３図に示すような固定用ポンチ６、可動ポン
チ６、下型７よシなる金型を用いて、ビレット１の外周
部のみを圧縮加工した。加工後の外周部の長さは１０＋
ａ＋であった。加工後のビレット１を外径２９諷に切削
加工し、前記と同様に着磁して、この圧縮加工の前・後
で表面磁束密度の値を比較すると、加工後の方が０．２
ＫＧ高くなった。

実施例　３ 実施例１と同じ配合組成のＭｎ　、ムｄ、ＣおよびＮｉ
を密解鋳造し、外径３０閣、内径２０ｍ。

外周部の長さ３０１１Ｉ１１内周部の長さ２０ｍの両端
面が階段状で段付き部の境界の径が２５閣のビレットヲ
作製した。このビレットに実施例１と同じ熱処理を施し
た。次に、潤滑剤を介して、実施例１と同じ圧縮加工を
行った。加工後のビレットの長さは１５．であった。加
工後のビレットを外径２９＋ＩＩ＋に切削加工して、実
施例１と同様に２４極の外周着磁を施し、表面磁束密度
を測定し、実施例１で比較のために作製した磁石と比較
した。

以上の両者の値を比較すると、本実施例の方法で得た磁
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。

さらに、本実施例のさきほど着磁した磁石を実施例１と
同様に、第３図に示すような金型を用いて、ビレットの
外周部のみを圧縮加工した。加工後の外周部の長さは１
０ＩｌｌＩ１１であった。加工後のビレットを外径２９
ｍに切削加工し、前記と同様に着磁して、この圧縮加工
の前・後で表面磁束密度の値を比較すると、加工後の方
が０．２ＫＧ　高くなった。

実施例　４ 実施例２と同じ配合組成のＭｎ　、ムｄ、Ｃ，Ｎｉおよ
びＴ１を溶解鋳造し、外径３０ｍ、内径２０票、長さ２
０ｍの円筒ビレットを作製した。このビレットに、実施
例１と同じ熱処理を施した。

次に、潤滑剤を介して、第４図に示した−ような段付き
のポンチ２，３と外型４よりなる金型を用いて円筒ビレ
ットの外周表面を拘束し、しかも内周を自由な状態にし
て、６８０℃の温度で、円筒ビレットの外周部の長さが
１３．３ｍまでの圧縮加工を行った。なお第３図におい
て、ポンチ端面の段付き部の径は２４ＩＩｌｌ＋１段差
は２．５ｍ＋ｍであり、外型４の内径は３０聰である。

加工後のビレット１を外径２９＋ｍに切削加工して、実
施例１と同様に２４極の外周着磁を行い、表面磁束密度
を測定し、実施例２で比較のために作製した磁石と比較
した。

以上の両者の値を比較すると、本実施例の方法で得た磁
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。

さらに、本実施例のさきほど着磁した磁石を第３図に示
すような金型を用いて、実施例１と同様に、ビレット１
の外周部のみを圧縮加工した。加工後の外周部の長さは
１０ＩＩｌｌ＋であった。加工後のビレット１を外径２
９ｍに切削加工し、前記と同様に着磁して、この圧縮加
工の前・後で表面磁束密度の値を比較すると、加工後の
方が０．２ＫＧ高くなった。

以上、Ｍｎ−ムローｃ系磁石用合金の組成については、
Ｎｉ添加の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−ムｌ−０縮加工後の磁石の
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。

また、ビレット１の一部分への圧縮加工については、ビ
レット１の外周部のみを圧縮加工する方法のみ示したが
、内周部のみ圧縮加工した場合でも、同様に、磁気特性
の向上が認められた。

さらに、ビレット１およびポンチ２，３端面の形状につ
いては傾斜面および階段状の段付き形状の例を示したが
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。

発明の効果 本発明は、実施例によって述べたように、Ｍｎ−ムｄ−
Ｃ系磁石用合金からなる中空体状のビレットに、ビレッ
トの外周を拘束した状態で、しかも少なくとも内周の一
部分を自由にした状態で、ビレットの外周部の圧縮ひず
みが内周部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、径方向に高い
磁気特性を示す磁石を得るものである。

また、外周部と内周部と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自由
にコントロールすることができる。

さらに外周部の圧縮ひずみと内周部の圧縮ひずみの差を
小さくすれば、磁石の径方向の磁気特性は内周部の方が
高くなり、差をある程度大きくすれば磁石の径方向の磁
気特性の分布が小さくなり磁気特性の均一な磁石となり
、差をさらに大きくすれば磁石の径方向の磁気特性は外
周部の方が高くなる。磁石をどのように用いるかによっ
て、前述したひずみの差を決定すればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の圧縮加工の一例を示す断
面図である。 １・・・・・・ビレット、２．３・・・・・・ポンチ、
４・川・・外型、５・・・・・・固定用ポンチ、６・・
・・・・可動ポンチ、７・・・・・・下型、α・・・・
・・傾斜角。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）マンガン−アルミニウム−炭素系磁石用合金から
   なる中空体状のビレットに、５３０〜８３０℃の温度で
   、ビレットの外周を拘束した状態で、しかも少なくとも
   内周の一部分を自由にした状態で、ビレットの外周部の
   圧縮ひずみが内周部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マンガン−アルミニ
   ウム−炭素系合金磁石の製造法。
2. （２）マンガン−アルミニウム−炭素系磁石用合金から
   なる中空体状のビレットに、５３０〜８３０℃の温度で
   、ビレットの外周を拘束した状態で、しかも少なくとも
   内周の一部分を自由にした状態で、ビレットの外周部の
   圧縮ひずみが内周部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後、さらにビレッ
   トの一部分に、中空体の軸方向に圧縮加工を施す特許請
   求の範囲第１項に記載のマンガン−アルミニウム−炭素
   系合金磁石の製造法。