JPS63209108A - 異方性フエライト磁石の製造方法 - Google Patents

異方性フエライト磁石の製造方法

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JPS63209108A
JPS63209108A JP62042427A JP4242787A JPS63209108A JP S63209108 A JPS63209108 A JP S63209108A JP 62042427 A JP62042427 A JP 62042427A JP 4242787 A JP4242787 A JP 4242787A JP S63209108 A JPS63209108 A JP S63209108A
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extrusion
less
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ferrite magnet
organic binder
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Fumio Hashimoto
文男 橋本
Hideji Okita
沖田 秀司
Kazuhiko Hironaka
広中 和彦
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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、結晶方位異方性を有する焼結用フェライ)[
石粉末と粘性有機結合剤とからなる間粘度練合物を高圧
で押出し成形して異方性を付与し、その後焼結するフェ
ライト磁石の製造方法に関するものである。
本発明は特に限定されるものではないが、例えばラジア
ル異方性を持つようにリング形に一体成形したフェライ
ト焼結磁石を製造するのに好適な方法である。
[従来の技術] ラジアル異方性を呈するリング形のフェライト焼結磁石
は、永久磁石型ステンピングモータやブラシレスDCモ
ータのロータ、あるいはコアレスモーフのステータ磁石
等に広く利用されている。特にこれらの用途においては
、モータの高性能化、小型化ならびに使用し易さ等の観
点から残留磁束密度が高く最大エネルギー積が大きな磁
石特性のリング一体型磁石の要望が大きい。
この種のリング形フェライト焼結磁石を製造する方法は
従来から幾つか開発されている6代表的な例としては、
フェライト磁石粉末を含むスラリーを磁場中で成形する
湿式磁場プレス法や磁石粉末と有機結合剤とを混合して
顆粒状にし金型中に充填して磁場中プレスを行う乾式磁
場プレス法、磁石粉末と有機結合剤とを混練して押出し
成形を行う押出し成形法、更には圧延により厚み方向に
配向させた異方性シートを巻付は一体化する成形方法等
がある。
[発明が解決しようとする問題点] しかし一般に製造し易い方法は高い磁石特性が得られず
、逆に高い磁石特性が得られるものは製造が煩瑣になる
という相反する問題がある。
例えば湿式磁場プレス法では3.5〜4.5MGOsの
(BH)waxが得られ好ましい磁石特性を呈するもの
の焼結過程で複雑に割れリング一体構造の磁石を製造す
ることは不可能とされている。それに対して乾式磁場プ
レス法では、製造は容易に行えるものの、(BH)ll
ax はせいぜい2 M G Oe程度である。
従って湿式並びに乾式磁場成形法によって特性の良い磁
石を製造したい場合には、成形体の形状を弓形にせざる
を得す、複数の弓形磁石を貼り合わせてリング形状にす
る作業が必要となる。しかも弓形磁石の場合には焼結時
に変形が生じ易く、正確な寸法で製品を仕上げることは
非常に難しい。
最も製造し易いのは押出しによる成形法を採用すること
である。しかし従来技術では比較的粘度の低い混練物を
50〜150 kg/co+”程度の押出し圧力で成形
しており、(BH)waxとしては2.0MGOe程度
が限界であり、それ以上高いものは得られなかった。
乾式法で最も高い(BH)waxを得ることのできる方
法は、特開昭49−28899号公報に見られるように
圧延によって厚み方向に異方性を付与した磁石シートを
マンドレルに巻付けて巻付けと同時に各層間を圧着し一
体化する方法がある。この方法によれば(BH)wax
を4.0MGOe程度にまで高めることが可能である。
しかし圧延したシートをマンドレルに圧着しながら巻付
は一体化する工程が必要であり、生産性の点では押出し
成形には及ばない。
本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点を解消し
、最も製造し易い押出し成形法を用いて、しかも(B 
H) waxが3MGOe以上の高い磁石特性を呈する
ような異方性フェライト焼結磁石の製造方法を提供する
ことにある。
[問題点を解決するための手段] 本発明は一般式MO・nFezos(但し、MはBa、
Br、およびPbの群から選ばれる1種以上の元素、n
は4.5〜6.5の数)で表される結晶方位異方性を有
する焼結用フェライト磁石粉末と粘性有機結合剤とを混
練し、押出し成形した後、焼結する方法である。
ここで前記の目的を達成するため本発明では、先ず焼結
用フェライトm石粉末と粘性有機結合剤とを混合し、練
合して高粘度の練合物に調整し、次いでその高粘度に調
整した練合物を強力な押出成形機を用いて高圧で押し出
す点に大きな特徴を有するものである。
粘性有機結合剤は、樹脂成分と可塑剤潤滑剤と溶媒等で
構成される。樹脂成分としては、例えばpVA (ポリ
ビニルアルコール)、PVB(ポリビニルブチラール)
 、CMC(カルボキシメチルセルロース) 、MC(
メチルセルロース)等が用いられ、磁石粉末100重量
部に対して3〜20重量部の範囲で加えられる。また可
塑性を高めるためDBPのような可塑剤や潤滑剤が10
重量部以下添加され、同時に20重量部以下のアルコー
ルや水等の溶媒が加えら、れる、これらを混合し、当初
粘度が低い場合でも練合を行っている間に溶媒などが揮
発し、また練合後に乾燥器に入れて更に溶媒分等を揮発
させることによって高粘度の状態に調整する。
本発明における高粘度練合物は、従来の粘土やセラミッ
ク押出し成形の場合と大きく異なり、200kg/cm
”以上の高い押出し圧力でなければ押出し成形できない
ような高粘度状態に調整されたものであり、そのためゴ
ム等の成形に用いられているような強力な押出成形機を
必要とする。
例えば押出し圧力300kg/cm”の練合物は200
kg/cm”で押出そうとしても高粘度のため押出せず
、逆に400kg/cm”で押出そうとしても流れ出す
ためそのような圧力はかけられない、つまり押出し圧力
は練合物の粘度を表しているとも言える。粘度は樹脂量
、可塑剤潤滑剤量、溶媒量、更には温度等により変動す
るが、本発明の特徴は200kg/cm”以上の押出し
圧力をかけられるような粘度に調整するということであ
る。
本発明において押出し圧力を200 kg/cm”以上
としたのは、種々実験の結果、それ以上の押出し圧力で
押出せば剪断応力による配向が顕著となり良好な磁石特
性を呈することが判明したからである。押出し圧力は高
い方が好ましいが、磁石特性並びに製造の容易性などの
観点から特に好ましい範囲は300〜500 kg’/
cmz程度である。最高圧力については特に制限はない
が、押出し成形機の通常の能力から1000kg/c+
s”程度が一つの目安である。
ラジアル方向に配向させる金型構造は、例えば第1図に
示すような構造である。中央の軸心部10の周囲を円錐
状の金型12が取り囲み、それらの間の通路14を通っ
て練合物が押し出され、断面リング形に成形される。そ
の絞り比D+/II  (金型入口部の通路半径D1 
と出口部の通路半径りよとの比)が2〜100程度の範
囲の中から適当な値が選択される。
[作用] 本発明のように高粘度の練合物を第1図に示すような金
型を用いて高圧で押し出すと、第2図Aに示すように金
型内で壁面16の部分と通路の中央部とで大きな速度差
が生しる。各部の速度ベクトルを矢印Vで表し、その速
度成分の分布を符号18で示す、このような速度差が剪
断力として作用して六角板状のフェライトm石粉末をそ
のC軸方向がラジアル方向を向くように綺麗に配向させ
る。この配向度はBr/BSの計算値で0.8以上に達
し、その結果、焼結したフェライト磁石は(BH)Il
axが3.0以上の高性能のものとなる。
因に従来の一般的なセラミックの押出し成形では、有機
結合剤の樹脂成分はセラミック粉末100重量部に対し
て概ね3重量部以下であり、混練物の粘度は低く抑えら
れている。従って、それらに用いる押出し成形機も、そ
の構造上200kg/c+w”以上の耐圧設計がなされ
ておらず、圧力が上がり過ぎると混練物をバックフロー
させるようになっており、押出し圧力は最大100〜1
50 kg/cm’程度が限界である。このような状態
の時は、第2図Bに示すように混練物押出し速度は金型
中の通路において金型の壁面近傍部と中央部とで殆ど差
がなく、金型壁面16の近傍部分はある程度配向するも
のの中央部分は剪断力を受けないため配向せず、全体と
して配向度が低くなり(BH)waxは2.0MGOe
程度が限度になってしまう。
このような理由で本発明によって初めて高い磁石特性を
呈する異方性フェライ)[石を高能率で押出し成形法に
より生産することが可能となる。
[実施例] Sr0・6Fe、O,で表される焼結用フェライト磁石
粉末100重量部と、PVBI〜201fL量部と、D
BP2〜10重量部と、エチルアルコール2〜10重量
部とを加圧式ニーグーにより混練し、粘度の異なる数種
の練合物を調整した。つまり樹脂量、可塑剤潤滑剤量、
溶媒量、更には温度などを変えて、50〜500kg/
cm” の押出し圧力で成形できるように数種の練合物
試料を作成した。
これらの練合物を1000 kg/cs+”程度までの
押出し圧力をかけることのできる強力な押出成形機を用
いてリング形に押出し成形した。使用した金型は押出し
成形機取り付は側の外径が75mmφで内径が20m−
φ、出口側の外径が30Il+1φで内径が20mmφ
であり、絞り角度が約60度のものである。
押出し速度が毎分2mになるように調整して押出し成形
し、得られたリング形の成形体を1150〜1250℃
で焼結してフェライト磁石を得た。押出し成形時におけ
る練合物の温度は20〜60℃である。このようにして
得られた各試料の押出し圧力と配向度並びにラジアル方
向の残留磁束密度Brおよび最大エネルギー積(BH)
n+axの測定値を第1表に示す。
第1表 なお第1表において配向度はB r / B sで計算
したものである。得られた各磁石の密度は何れも4 、
 85 g/cm’でほぼ同一であった。この第1表か
ら、押出し圧力が高いもの、つまり高粘度練合物を高圧
で押出した場合には、配向度も高<(BH)Ilax 
も高くなることが判る。
十分に配向させるに必要な押出し圧力は200kg/c
m”以上であり、そのような値に設定すれば(BH)I
laxも3.0MGOe以上となる。
勿論、より高粘度にして高圧を印加して押出す方が配向
度も向上しくBH)wax も向上することになる。
金型の絞り率も配向度に影響を及ぼす、絞り率が大きく
なるほど配向度は高くなり良好な結果が得られる。練合
物の温度も配向度に影響を及ぼす。温度が高くなるほど
練合物の粘度は低くなり配向度は悪くなる。
以上本発明の一実施例について詳述したが、本発明は一
般式MO・nFe20sで表され、MがBa、Br、P
bの1種以上でありnが4.5〜6.5の範囲の数のも
のであれば、全て同様の製造方法を適用でき、良好な結
果が得られる。使用する粘性有機結合剤は、実施例に示
すPvBの他、PVAやCMCあるいはMC等でも同様
の結果が得られる。溶媒は使用する樹脂成分に応じてア
ルコールや水など適当なものを用いる。
なお上記実施例はリング形に押出すものであったが、金
型形状によってシート状に押出したり、断面弓形などに
押出してもよい、シート状に押出したものは打抜き成形
して焼結してもよいし、マンドレルに巻付けて同時に眉
間を密着一体化してリング形にし焼結するようなラジア
ル異方性の磁石の製造にも適用できる。
[発明の効果] 本発明は上記のように焼結用フェライト磁石粉末と粘性
有機結合剤とからなる高粘度練合物を高圧で押出し成形
し焼結する製造方法だから、押出し成形時に金型内の通
路の全ての領域にわたって大きな剪断力が作用し、その
ため配向度が向上し、従来湿式磁場プレス法あるいは異
方性シートの巻付は法でしか得られなかった(BH)■
ax3.0以上という高い磁石特性のフェライト磁石を
、押出し成形法により製造することが可能となり、極め
て生産性が高くなる優れた効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は押出し成形に用いる金型の一例を示す断面図、
第2図Aは本発明による押出し成形時の練合物の速度分
布を示す説明図、第2図Bは従来技術における押出し成
形時の練合物の速度分布を示す説明図である。 10・・・軸心部、12・・・金型、14・・・通路、
16・・・壁面、18・・・練合物の押出し速度分布。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、一般式Mo・nFe_2O_3(但し、MはBa、
    Br、およびPbの群から選ばれる1種以上の元素、n
    は4.5〜6.5の数)で表される結晶方位異方性を有
    する焼結用フェライト磁石粉末100重量部に対して、
    3〜20重量部の樹脂成分と10重量部以下の可塑剤潤
    滑剤と20重量部以下の溶媒を含む粘性有機結合剤を混
    練して高粘度に調整し、その高粘度練合物を押出し成形
    機により200kg/cm^2以上の高い押出し圧力で
    押出し成形し、その後焼結することを特徴とする異方性
    フェライト磁石の製造方法。 2、リング形に押出し、ラジアル方向に異方性を付与す
    る特許請求の範囲第1項記載の製造方法。 3、シート状に押出し、厚み方向に異方性を付与する特
    許請求の範囲第1項記載の製造方法。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55150210A (en) * 1979-05-11 1980-11-22 Hitachi Metals Ltd Method of producing ferrite magnet
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