稀土類燒結(jié)磁體的制造方法及成型裝置制造方法
【專利摘要】一種稀土類燒結(jié)磁體的制造方法,其中,準備包含含有稀土類元素的合金粉末和分散介質(zhì)的漿料;將上沖頭和下沖頭配置于設(shè)置在模具內(nèi)的多個貫通孔的各孔中,準備多個由前述模具、前述上沖頭和下沖頭包圍而成的模腔的工序,所述上沖頭和下沖頭中至少一個移動而能夠彼此接近、分開,且至少一個具有用于排出前述漿料中的前述分散介質(zhì)的排出孔;沿著與前述上沖頭及下沖頭的至少一個能夠移動的方向大致平行的方向,利用電磁體對前述多個模腔的各自的內(nèi)部施加磁場后,介由從前述模具的外周側(cè)面不分支地延伸至前述多個模腔的各自的多個漿料供給線路,將前述漿料供給至前述多個模腔的各自的內(nèi)部;在施加著前述磁場的狀態(tài)下使前述上沖頭及下沖頭接近,在前述多個模腔的各自的內(nèi)部獲得前述合金粉末的成型體。
【專利說明】稀土類燒結(jié)磁體的制造方法及成型裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及稀土類燒結(jié)磁體的制造方法,尤其涉及使用濕式成型法的稀土類燒結(jié) 磁體的制造方法及成型裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]R-T-B系燒結(jié)磁體(R是指稀土類元素(概念中包含釔(Y))中的至少1種、T是指 鐵(Fe)或者鐵和鈷(Co)、B是指硼)及Sm-Co系燒結(jié)磁體(Sm(釤)中的一部分可以被其 它稀土類元素置換)等稀土類燒結(jié)磁體由于例如殘留磁通密度以下有時簡稱為"B/')、 矯頑力H。:(以下有時簡稱為"H。/')等磁特性優(yōu)異而被廣泛使用。
[0003] 特別是,R-T-B系燒結(jié)磁體在迄今為止已知的各種磁體中顯示出最高的磁能積且 比較廉價,因此用于硬盤驅(qū)動器的音圈(voicecoil)電動機、混合動力汽車用電動機、電動 汽車用電動機等各種電動機以及家電制品等各種用途中。并且,近年來,為了實現(xiàn)各種用途 中的小型化/輕量化或高效率化,期望進一步提高R-T-B系燒結(jié)磁體等稀土類燒結(jié)磁體的 磁特性。
[0004] 包括R-T-B系燒結(jié)磁體在內(nèi)的多種稀土類燒結(jié)磁體的制造中包含以下的工序。 [0005] 對將金屬等原料熔解(熔融)并在鑄模中對熔液進行鑄造而獲得的鑄錠、或者通 過薄帶連鑄法獲得的鑄帶等、具有期望組成的原料合金鑄造材進行粉碎,獲得具有規(guī)定粒 徑的合金粉末。
[0006] 在對該合金粉末進行沖壓成型(磁場中沖壓成型)獲得成型體(壓粉體)后,再 對該成型體進行燒結(jié)。
[0007]在由鑄造材獲得合金粉末時,多數(shù)情況下使用2個粉碎工序,S卩,粉碎為大粒徑的 粗粉末(粗粉碎粉末)的粗粉碎工序和將粗粉末進一步粉碎為期望粒徑的合金粉末的微粉 碎工序。
[0008] 此外,沖壓成型(磁場中沖壓成型)的方法大致分為2種。一種是將獲得的合金 粉末在干燥狀態(tài)下直接沖壓成型的干式成型法。另一種是例如專利文獻1所述的濕式成型 法。濕式成型法中,將合金粉末分散在油等分散介質(zhì)中而制成漿料,將合金粉末以該漿料的 狀態(tài)供給至模具的模腔內(nèi)并進行沖壓成型。
[0009] 進而,干式成型法及濕式成型法可根據(jù)在磁場中沖壓時的沖壓方向和磁場方向的 關(guān)系各自大致分為2種。一種是由于沖壓而被壓縮的方向(沖壓方向)和施加于合金粉末 的磁場的方向大致正交的直角磁場成型法(也稱為"橫磁場成型法"),另一種是沖壓方向 和施加于合金粉末的磁場的方向大致平行的平行磁場成型法(也稱為"縱磁場成型法"。)。
[0010] 濕式成型法由于需要實施供給漿料、去除分散介質(zhì),因此成型裝置的結(jié)構(gòu)比較復(fù) 雜,但通過分散介質(zhì)抑制了合金粉末及成型體的氧化,能夠降低成型體的氧量。此外,磁場 中沖壓成型時,分散介質(zhì)介于合金粉末之間,因此摩擦力等所致的束縛弱,因此合金粉末能 夠根據(jù)磁場施加方向而容易地旋轉(zhuǎn)。為此,能夠獲得更高的取向度。因此,與干式成型法相 比,可以更容易地獲得具有高磁特性的稀土類燒結(jié)磁體。
[0011] 并且,通過使用濕式成型法而達成的、該高取向度和優(yōu)異的氧化抑制效果不僅僅 是R-T-B系燒結(jié)磁體能夠獲得,其它稀土類燒結(jié)磁體也同樣能夠獲得。
[0012] 通過使用濕式成型法中的平行磁場成型法能夠獲得優(yōu)異的磁特性的理由如下所 不0
[0013] 濕式成型法中,將漿料加入模腔內(nèi)在磁場中進行沖壓成型時,需要將漿料中的大 部分分散介質(zhì)(油等)排出到模腔外,通常,在上沖頭或者下沖頭中的至少一個中設(shè)置分散 介質(zhì)排出孔,當通過移動上沖頭和/或下沖頭而使模腔體積減少,并且對漿料加壓時,分散 介質(zhì)從分散介質(zhì)排出孔被排出。此時,漿料中的分散介質(zhì)從接近分散介質(zhì)排出孔的部分被 過濾排出(過濾及排出),因此在沖壓成型的初期階段,在接近分散介質(zhì)排出孔的部分形成 合金粉末的濃度升高(密度高)的、被稱為"濾餅層"的層。
[0014] 并且,隨著移動上沖頭和/或下沖頭、沖壓成型的進行,更多的分散介質(zhì)被過濾排 出,模腔內(nèi)的濾餅層區(qū)域擴大。最終,模腔內(nèi)的整個區(qū)域均變成合金粉末的密度高(分散介 質(zhì)濃度低)的濾餅層,進而合金粉末彼此結(jié)合(較弱地結(jié)合),獲得成型體。
[0015] 在沖壓成型的初期階段,當在接近分散介質(zhì)排出孔的部分(模腔內(nèi)的上部和/或 下部)形成濾餅層時,在直角磁場成型法中有磁場的方向彎曲的傾向。
[0016] 濾餅層由于合金粉末的密度高(每單位體積的合金粉末量多),因此與漿料的濾 餅層以外的部分(每單位體積的合金粉末量少的部分)相比,導(dǎo)磁率變高。因此,磁場就此 集束在濾餅層。這意味著,即使在模腔的外側(cè)磁場大致垂直施加于模腔側(cè)面,但在模腔內(nèi)部 磁場由于濾餅層而發(fā)生彎曲。因此,合金粉末沿著該彎曲的磁場取向,因此存在如下情況: 沖壓成型后的成型體中存在取向發(fā)生彎曲的部分,單個成型體中的取向度降低,燒結(jié)磁體 無法獲得充分的磁特性。
[0017] 另一方面,在平行磁場成型法中,磁場沿著與沖壓方向平行的方向、即與從上沖頭 向下沖頭方向平行的方向施加,因此即使在接近上沖頭和/或下沖頭的分散介質(zhì)排出口的 部分形成濾餅層,磁場也不會發(fā)生彎曲,由無濾餅層部分筆直地進入濾餅層內(nèi)。因此,不會 產(chǎn)生像直角磁場成型法那樣的取向彎曲的部分。
[0018] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0019] 專利文獻
[0020] 專利文獻1 :日本特開平8-69908號公報
【發(fā)明內(nèi)容】
[0021] 發(fā)明要解決的課題
[0022] 為了提高生產(chǎn)率,一直以來都是如下進行的,S卩,在用于磁場中沖壓的模具中形成 多個貫通孔,在該各個貫通孔中配置上沖頭和下沖頭,由此在磁場中配置多個模腔,對各個 模腔供給漿料并在各個模腔中進行沖壓成型,由此獲得多個成型體。
[0023] 但是,此前施加的磁場的強度截止至例如1. 0T左右,在前述多個模腔中獲得的各 個成型體之間基本看不到重量方面的明顯偏差。
[0024] 近年,為了獲得更優(yōu)異的磁特性,需要施加比以前大的磁場而進行磁場中沖壓成 型的情況逐漸增多。但是,隨著施加的磁場強度的增大、如超過1. 0T,有時會確認到所獲得 的成型體之間的重量偏差。尤其是施加的磁場強度增大到例如1.5T左右以上時,存在確 認到明顯的重量偏差(以下有時稱為"單重偏差"。予以說明,"單重"是指1個成型體的重 量)的情況增加這一問題。
[0025] 該單重偏差關(guān)系到所獲得的成型體的尺寸偏差。并且,尺寸偏差大時,即使制作尺 寸小的成型體,也需要按照不會成為不良品的方式將尺寸的目標值設(shè)為較大。其結(jié)果是,制 作了很多比必要尺寸大的成型體,根據(jù)情況需要對制作出的大的成型體進行切削和/或研 磨等而使其變小等,從而導(dǎo)致材料、加工所需要的成本增加。此外,單重偏差大時,有時會引 起磁特性的偏差。
[0026] 因此,要求降低成型體的單重偏差。
[0027] 因此,本發(fā)明的目的在于,提供一種稀土類燒結(jié)磁體的制造方法及成型裝置,其在 磁場中配置多個模腔且即使施加例如超過1. 0T(例如1. 1T以上、進而1. 5T以上)的強磁 場,也能夠穩(wěn)定地成型出單重偏差少的成型體。
[0028] 用于解決問題的手段
[0029] 本發(fā)明的方式1為稀土類燒結(jié)磁體的制造方法,其特征在于,包括:1)準備包含含 有稀土類元素的合金粉末和分散介質(zhì)的漿料的工序;2)將上沖頭和下沖頭配置于設(shè)置在 模具內(nèi)的多個貫通孔的各孔中,準備多個由前述模具、前述上沖頭和前述下沖頭包圍而成 的模腔的工序,所述上沖頭和下沖頭中至少一個移動而能夠彼此接近、分開,且至少一個具 有用于排出前述漿料中的前述分散介質(zhì)的排出孔;3)沿著與前述上沖頭和前述下沖頭中 的至少一個能夠移動的方向大致平行的方向,利用電磁體對前述多個模腔的各自的內(nèi)部施 加磁場后,介由從前述模具的外周側(cè)面不分支地延伸至前述多個模腔的各自的多個漿料供 給線路,將前述漿料供給至前述多個模腔的各自的內(nèi)部的工序;4)利用在施加著前述磁場 的狀態(tài)下使前述上沖頭和前述下沖頭接近的磁場中沖壓成型,在前述多個模腔的各自的內(nèi) 部獲得前述合金粉末的成型體的工序;和5)對前述成型體進行燒結(jié)的工序。
[0030] 本發(fā)明的方式2為根據(jù)方式1所述的制造方法,其特征在于,前述電磁體包含第1 電磁體、和與前述第1電磁體分開且相對配置的第2電磁體。
[0031] 本發(fā)明的方式3為根據(jù)方式2所述的制造方法,其特征在于,通過配置在前述第1 電磁體和前述第2電磁體之間的漿料流路將漿料供給至前述多個漿料供給線路。
[0032] 本發(fā)明的方式4為根據(jù)方式1?3中任一項所述的制造方法,其特征在于,前述多 個模腔的各自的漿料供給線路呈直線狀地從前述模具的外周側(cè)面向著前述模腔延伸。
[0033] 本發(fā)明的方式5為根據(jù)方式1?4中任一項所述的制造方法,其特征在于,在前述 工序3)中,對前述多個模腔的各自的內(nèi)部以20?600cm3/秒的流量供給前述漿料。
[0034] 本發(fā)明的方式6為根據(jù)方式1?5中任一項所述的制造方法,其特征在于,前述磁 場的強度為1.5T以上。
[0035] 本發(fā)明的方式7為一種稀土類燒結(jié)磁體的成型裝置,其包括:上沖頭及下沖頭,其 中至少一個移動而能夠彼此接近、分開;模具,其具有多個貫通孔,形成由配置在該多個貫 通孔的各孔中的前述上沖頭、前述下沖頭和前述貫通孔包圍而成的多個模腔;電磁體,其沿 著與前述上沖頭和前述下沖頭中的至少一個能夠移動的方向大致平行的方向,對前述多個 模腔的各自的內(nèi)部施加磁場;和多個漿料供給線路,其從前述模具的外周側(cè)面不分支地延 伸至前述多個模腔的各個模腔,能夠?qū)辖鸱勰┖头稚⒔橘|(zhì)的漿料供給至前述多個模 腔。
[0036] 本發(fā)明的方式8為根據(jù)方式7所述的成型裝置,其特征在于,前述電磁體包含第1 電磁體、和與前述第1電磁體分開且相對配置的第2電磁體而構(gòu)成。
[0037] 本發(fā)明的方式9為根據(jù)方式7或8所述的成型裝置,其特征在于,通過配置在前述 第1電磁體和前述第2電磁體之間的漿料流路將前述漿料供給至前述多個漿料供給線路。
[0038] 本發(fā)明的方式10為根據(jù)方式7?9中任一項所述的成型裝置,其特征在于,前述 多個模腔的各自的漿料供給線路呈直線狀地從前述模具的外周側(cè)面向著前述模腔延伸。
[0039] 發(fā)明的效果
[0040] 通過使用本發(fā)明的制造方法或成型裝置,即使在磁場中配置多個模腔且對該多個 模腔施加例如超過1. 0T的強磁場而形成多個成型體時,也能夠穩(wěn)定地成型出單重偏差少 的成型體。其結(jié)果是,能夠降低材料、加工所需要的成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0041] 圖1為本發(fā)明的稀土類燒結(jié)磁體的制造裝置、更詳細而言為磁場中沖壓成型裝置 100的截面圖。圖1的(a)表示橫截面,圖1的(b)表示圖1的(a)的Ib-Ib線截面。
[0042]圖2為表示模腔9a?9d(模腔9c、9d未示出)內(nèi)被漿料25填滿的狀態(tài)的截面圖。
[0043] 圖3為表示模腔9a?9d(模腔9c、9d未示出)的成型方向的長度被壓縮至L1的 狀態(tài)。
[0044] 圖4為表示圖4模腔9a?9d(模腔9c、9d未示出)的成型方向的長度被壓縮至 與想要獲得的成型體的長度LF大致相等的L2的狀態(tài)。
[0045] 圖5為此前的磁場中沖壓成型裝置300的截面圖。圖5的(a)表示橫截面,圖5 的(b)表示圖5的(a)的Vb-Vb線截面。
【具體實施方式】
[0046] 以下基于附圖詳細地說明本發(fā)明的實施方式。予以說明,以下的說明中根據(jù)需要 使用了用來表示特定的方向、位置的用語(例如"上"、"下"、"右"、"左"及包括這些用語在 內(nèi)的其它用語),使用這些用語是為了便于參照附圖來理解發(fā)明,這些用語的意思對本發(fā)明 的技術(shù)范圍沒有限制。此外,多個附圖中帶有相同符號的部分表示相同的部分或構(gòu)件。
[0047] 本發(fā)明人等使用此前的方法,對在1個模具中設(shè)置多個貫通孔從而配置多個模腔 并在例如超過1. 0T那樣的(例如1. 1T以上、進而1. 5T以上)高磁場中進行沖壓成型而形 成成型體時、多個成型體間產(chǎn)生單重偏差的理由進行了研宄。
[0048] 結(jié)果(詳細情況如后所述)發(fā)現(xiàn),在此前的漿料供給方法中,使將漿料從模具的外 周側(cè)面導(dǎo)入模具內(nèi)部的漿料供給線路分支,從而將漿料供給至各個模腔內(nèi),但這樣的分支 部的存在使模腔間獲得的成型體的重量產(chǎn)生差異,其是單重偏差發(fā)生的原因。
[0049] 并且,形成用于將漿料注入多個模腔的各自的內(nèi)部的漿料供給線路,以使其在不 具有分支的情況下使模腔和模具的外周側(cè)面連接,并介由該漿料供給線路,將漿料供給至 各個模腔,從而即使施加超過1. 0T的強磁場、例如施加1. 5T以上的磁場,也能夠獲得單重 偏差少的成型體,直至完成本發(fā)明。
[0050] 以下對本發(fā)明的制造方法及裝置的細節(jié)進行說明。
[0051] 1.磁場中沖壓成型工序
[0052] (1)磁場中沖壓成型裝置
[0053] 圖1為本發(fā)明的稀土類燒結(jié)磁體的制造裝置、更詳細而言為磁場中沖壓成型裝置 100的截面圖。圖1的(a)表示橫截面,圖1的(b)表示圖1的(a)的Ib-Ib線截面。予 以說明,圖1的(a)所示的橫截面上實際上不存在第1電磁體7a(由圖1的(b)可以理解, 第1電磁體7a配置在比圖1的(a)的截面更下方的位置。),這里是為了便于理解第1電 磁體7a和圖1的(a)所示的其它構(gòu)成要素的相對位置關(guān)系而將第1電磁體7a記載在圖1 的(a)內(nèi)。
[0054] 磁場中沖壓成型裝置100具有:內(nèi)部具有上下貫通(圖1的(b)的上下方向)的 空間(空洞)8a的第1電磁體7a,在第1電磁體7a的上部與第1電磁體7a隔開而配置的、 內(nèi)部具有上下(圖1的(b)的上下方向)貫通的空間(空洞)8b的第2電磁體7b,從第1 電磁體7a的空間延伸至第2電磁體7b的空間(S卩,一部分被收容在第1電磁體7a的空間 8a內(nèi)、在第1電磁體7a的空間8a和第2電磁體7b的空間8b之間延伸且另一部分收容在 第2電磁體7b的空間8b)的模具5。
[0055] 圖1的(a)及圖1的(b)(以下有時將該兩者一起簡稱為"圖1")所示的實施方 式中,為了在第1電磁體7a的空間8a及第2電磁體7b的空間8b的內(nèi)部產(chǎn)生更均勻的磁 場,空間8a和空間8b以相同形狀(圓柱)在同軸上排列而配置。但是,只要能夠配置模具 5且能夠在其內(nèi)部產(chǎn)生較均勻的磁場,則空間8a和空間8b可以為任意的形狀及任意的配置 方式。
[0056] 優(yōu)選的實施方式之一中,為了能夠在其內(nèi)部產(chǎn)生更均勻的磁場,空間8a為第1電 磁體7a的線圈的空芯部(芯部),空間8b為第2電磁體7b的線圈的空芯部(芯部)。
[0057] 此外,圖1示出使用2個電磁體7a、7b的實施方式。但是,作為這種方式的替代, 使用1個電磁體并在貫通該電磁體的上下的空間(例如空芯部)的內(nèi)部配置模具5的至少 一部分的實施方式也包含在本發(fā)明中。
[0058] 進而,例如使第1電磁體7a由上下方向上接近地配置的2個電磁體構(gòu)成,第2電 磁體7b也有上下方向上接近地配置的2個電磁體構(gòu)成,即使用共計4個電磁體的實施方式 之類的使用3個以上的電磁體的實施方式也包含在本發(fā)明中。
[0059] 圖1所示的實施方式中示出了如下實施方式:模具5的一部分從第1電磁體7a的 空間8a延伸至第2電磁體7b的空間8b,S卩,模具5的一部分被收容在第1電磁體7a的空 間8a內(nèi)、在第1電磁體7a的空間8a和第2電磁體7b的空間8b之間延伸且另一部分被收 容在第2電磁體7b的空間8b內(nèi)。但是,作為這種方式的替代,將模具5配置在空間8c和 空間8d中的至少一個的實施方式也包含在本發(fā)明中。在此,空間8c為連接第1電磁體7a 的空間8a和第2電磁體7b的空間8b的空間(位于空間8a和空間8b之間的空間),空間 8d為第1電磁體7a和第2電磁體7b之間的空間(對向的空間)。
[0060] 模具5在其內(nèi)部具有多個模腔。以下基于圖1對在模具5的內(nèi)部形成有4個模腔 9a?9d的情況進行說明,但模腔個數(shù)也可以為2以上的任意數(shù)。予以說明,優(yōu)選模具5具 有4個以上模腔、更優(yōu)選具有8個以上模腔。這是由于可以獲得更高的生產(chǎn)率。
[0061] 此外,在圖1的實施方式中,在1個模具5中設(shè)置多個貫通孔,從而形成多個模腔。 但是,作為這種方式的替代,使用多個模具、并使用在所述多個模具中的各模具中設(shè)置的1 或多個貫通孔,從而形成多個模腔的實施方式也包含在本發(fā)明中。
[0062] 模腔9a?9d由上下(圖1的(b)的上下方向)貫通模具5的4個貫通孔、按照覆 蓋該4個貫通孔的方式配置的上沖頭1、和插入4個貫通孔各自的下部的4個下沖頭3a? 3d形成。即,模腔9a?9d分別由模具5的貫通孔的內(nèi)表面、上沖頭1的下表面和下沖頭 3a?3d中任意者的一個上表面(S卩,其符號中具有與表示模腔的符號的拉丁字母相同的拉 丁字母的下沖頭的上表面)包圍而形成。
[0063] 模腔9a?9d各自具有沿著成型方向的長度L0。在此,成型方向是指上沖頭和下 沖頭中的至少一個為了接近另一個而移動的方向(即沖壓方向)。
[0064] 圖1所示的實施方式中,如后述那樣下沖頭3a?3d被固定、上沖頭1和模具5 - 體地移動。因此,在圖1的(b)中,從上向下的方向(圖3及圖4的箭頭P的方向)為成型 方向。
[0065] 圖1的(b)中的虛線M示意性地表示由第1電磁體7a和第2電磁體7b形成的磁 場。在模腔9a?9d(其中,在圖1的(b)中,模腔9c、9d并未示出)各自的內(nèi)部,如虛線M 上的箭頭所示,磁場沿著圖1的下方向上方、即與成型方向大致平行的方向而施加。與成型 方向大致平行不僅包括如圖1的(b)所示那樣的、磁場的方向為從下沖頭3a?3d(下沖頭 3c、3d未示出)向上沖頭1的方向(圖1的(b)的從下方向上方)的情況,也包括反方向、 即磁場的方向為從上沖頭1向下沖頭3a?3d的方向(圖1的(b)的從上方向下方)的情 況。
[0066] 予以說明,在此使用"大致平行"和"大致"的原因在于,如線圈的空芯部內(nèi)的磁場 這樣的、在設(shè)置于電磁體的內(nèi)部的空間(空洞)中形成的磁場并非完全的直線而是平緩的 曲線,因此與為直線的成型方向并非完全平行。但是,本領(lǐng)域技術(shù)人員在理解了這樣的事實 的基礎(chǔ)上,有時也將該平緩的曲線上的磁場和線圈的長度方向(圖1的(b)的上下方向、即 與成型方向相同的方向)表述為"平行"。因此,作為本領(lǐng)域技術(shù)人員的技術(shù)常識,記載為 "平行"也沒有問題。
[0067] 模腔9a?9d的內(nèi)部的磁場的強度優(yōu)選超過1. 0T(例如1. 1T以上)、更優(yōu)選1. 5T 以上。這是由于,在將漿料供給至模腔9a?9d的內(nèi)部時,漿料中的合金粉末的磁化方向更 切實地沿著磁場的方向取向,能夠獲得高取向度。在為1.0T以下時,具有合金粉末的取向 度下降或沖壓成型時合金粉末的取向容易紊亂的傾向。模腔9的內(nèi)部的磁場的強度可以通 過高斯計測定或者通過磁場解析求出。
[0068] 予以說明,本發(fā)明如后所述那樣在對模腔9a?9d的內(nèi)部施加超過1. 0T的磁場時 顯示顯著的效果,但即使施加1.0T以下的磁場時也能夠穩(wěn)定地成型出單重偏差少的成型 體,這是不目而喻的。
[0069]為了在模腔9a?9d內(nèi)形成與成型方向大致平行的磁場,優(yōu)選的是模具5由非磁 性材料形成。作為這樣的非磁性材料,可以例示出非磁性超硬合金。
[0070] 此外,上沖頭1及下沖頭3a?3d優(yōu)選由磁性材料(強磁性材料)形成。為了在 模腔9a?9d內(nèi)部形成更均勻的平行磁場,可以在上沖頭的下端面或下沖頭的上端面配置 非磁性材料。
[0071] 模腔9a?9d分別具有漿料供給線路15a?15d(即,具有其符號中包括與表示模 腔的符號的拉丁字母相同的拉丁字母的漿料供給線路。)。按照漿料能夠在其內(nèi)部通過的 方式形成的漿料供給線路15a?15d從模具的外周側(cè)面(外周)分別不具有分支部地延伸 至模腔9a?9d。
[0072] 并且,漿料供給線路15a?15d(詳細如后所述)與用于將漿料從外部供給至模具 5的漿料流路17a或漿料流路17b連接。
[0073] 為了說明具有這樣的構(gòu)成時能夠抑制在模腔9a?9d內(nèi)形成的成型體的單重偏差 的理由,對比此前的磁場中沖壓成型裝置的構(gòu)成而進行說明。
[0074] 圖5為此前的磁場中沖壓成型裝置300的截面圖。圖5的(a)表示橫截面,圖5 的(b)表示圖5的(a)的Vb-Vb線截面。予以說明,在圖5的(a)所示的橫截面上實際上 不存在第1電磁體7a(由圖5的(b)可以理解,第1電磁體7a配置在比圖5的(a)的截面 更下方的位置。),這里是為了便于理解第1電磁體7a和圖5的(a)所示的其它構(gòu)成要素 的相對位置關(guān)系而將第1電磁體7a記載在圖5的(a)內(nèi)。
[0075] 此外,漿料供給線路115a、115b及115e在Vb-Vb線截面上也是不存在的(由圖5 的(a)可知,漿料供給線路115a、115b及115e存在于比圖5的(b)的紙面更深的位置),但 為了便于理解與模腔9a、9b的位置關(guān)系而以點線示出。
[0076] 此外,圖5的(a)及圖5的(b)(以下有時將這兩者一起簡稱為"圖5")中,與圖 1具有相同符號的要素只要沒有特別聲明則表示與圖1所示的要素具有相同的構(gòu)成。
[0077] 在磁場中沖壓成型裝置300的模具105的情況下,向模具105的多個模腔9a?9d 供給漿料是利用從模具105的外周側(cè)面延伸至模腔9a?9d的漿料供給線路115a?115e 進行的。漿料供給線路包括:將漿料從模具105的外周側(cè)面導(dǎo)入到模具105的內(nèi)部的漿料 供給線路115e、由漿料供給線路115e分支出的與模腔9a?9d分別連接的漿料供給線路 115a?115d。
[0078] 更詳細而言,漿料供給線路115e從模具105的外周側(cè)向著中心部延伸后,通過T 字型分支部分支為2個方向,進而,從該2個分支部中的一個呈T字型地分支出漿料供給線 路115a和漿料供給線路115d,從另一個分支部呈T字形地分支出漿料供給線路115b和漿 料供給線路115c。
[0079] 此外,漿料供給線路115e的模具外周側(cè)的端部與配置在第1電磁體7a和第2電 磁體7b之間的漿料流路117連接。
[0080] 這樣,通過在模具105內(nèi)設(shè)置漿料供給線路115a?115e,使?jié){料流路117和模具 105 (漿料供給線路115e的模具外周側(cè)的端部)在1個位置連接,而且具有能夠?qū)Χ鄠€模腔 9a?9d供給漿料的優(yōu)點。
[0081] 但是,本發(fā)明人等首次發(fā)現(xiàn),在為了獲得高磁特性而施加例如超過1.0T這樣的 (例如1. 1T以上、進而1. 5T以上)強磁場時,通過這樣的構(gòu)成而獲得的成型體間產(chǎn)生顯著 的單重偏差。
[0082] 本發(fā)明人等想到的由于模腔不同而使獲得的成型體的單重不同、即產(chǎn)生單重偏差 的理由如下所示。但是,提請注意的是,這并非意圖限定本發(fā)明的技術(shù)范圍。
[0083] 供給至模腔9a?9d的內(nèi)部的漿料中的合金粉末通過所施加的磁場平行于磁場的 方向而取向。但是沿著磁場的方向取向的不僅僅是模腔內(nèi)。連存在于漿料供給線路115a? 115e的內(nèi)部的合金粉末也沿著磁場方向取向。
[0084] S卩,在漿料供給線路115a?115e的內(nèi)部,有時會在與漿料的行進方向垂直的方向 形成被磁場束縛的塊狀合金粉末。這樣的塊狀合金粉末成為漿料在其行進方向上前進時的 阻力。并且,漿料在模具105內(nèi)移動的距離越長,如果還存在分支部,則將承受更大的阻力。 但是,認為在磁場為1. 0T以下這樣的較弱磁場時,這樣的阻力不大,由漿料移動的距離變 長、及存在分支部所導(dǎo)致的阻力增加并不會成為大問題。
[0085] 但是,當對模腔施加的磁場強度超過1. 0T時,漿料供給線路的合金粉末的取向度 也變得相當高、阻力也變大。并且,分支部的存在也成為發(fā)生單重偏差的原因。在模具內(nèi)的 漿料供給線路存在分支點時,即使2個漿料供給線路在幾何學上同樣地(例如以相同截面 形狀、相同角度)進行分支(例如料供給線路115a和漿料供給線路115d),也會由于在分支 部附近被磁場束縛的塊狀合金粉末的量、形狀的差異等,2個漿料供給線路之間對漿料的阻 力不同,供給至模腔內(nèi)的漿料量(尤其是合金粉末量)在模腔間也不同。其結(jié)果是,模腔之 間獲得的成型體的單重偏差變大。并且,我們認為,該單重偏差有時還會加劇所獲得的稀土 類燒結(jié)磁體的磁特性的偏差。
[0086] 與此相對地,在圖1所示的本發(fā)明的磁場中沖壓成型裝置100的情況下,為了避免 這樣的問題,按照在模具5內(nèi)沒有分支部的方式設(shè)置漿料供給線路15a?15d。
[0087] 漿料供給線路15a?15d從模具5的外周側(cè)面分別延伸到模腔9a?9d(S卩,漿料 供給線路15a從模具5的外周側(cè)面延伸至模腔9a,漿料供給線路15b從模具5的外周側(cè)面 延伸至模腔%,漿料供給線路15c從模具5的外周側(cè)面延伸至模腔9c,漿料供給線路15d 從模具5的外周側(cè)面延伸至模腔9d。)。具有這樣的構(gòu)成的漿料供給線路15a?15d沒有 分支部,因此能夠使?jié){料不通過分支部地將漿料從模具5的外周表面供給至模腔。即,漿料 供給線路15a?15d能夠使得分支部的存在所致的各腔室間的漿料供給時的阻力的大小差 異大幅降低,切實地降低單重偏差。
[0088]漿料供給線路15a?15d優(yōu)選具有相同長度(模具5內(nèi)的長度)。這是由于,能夠 更切實地抑制漿料供給線路的長度差異所引起的、阻力大小的差異。
[0089] 此外,漿料供給線路15a?15d優(yōu)選直線狀延伸(S卩,不具有彎曲部及屈曲部)。 其原因在于,在施加超過1.0T的磁場的狀態(tài)下,在漿料供給線路存在彎曲部或屈曲部、且 在該部分形成沿著磁場方向取向的合金粉末塊時,與在直線部形成合金粉末塊時相比,對 漿料的流動構(gòu)成了明顯更大的阻力。
[0090] 在圖1中,漿料供給線路15a?15c分別設(shè)置在與模腔9a?9d和模具5的外周 側(cè)面間的距離較短的部分。從而能夠縮短漿料供給線路15a?15d的長度,因此能夠切實 減小對漿料流動的阻力,能夠更均勻地將漿料供給至模腔9a?9d。
[0091] 模腔9a?9d中的任一個和模具5的外周側(cè)面間的距離短的部分存在有多個時, 可以在其中的1個位置設(shè)置漿料供給線路15a?15d中的任一個。
[0092] 其中,在根據(jù)欲獲得的成型體的形狀、模腔的深度尺寸等,對于模腔9a?9d中的 各腔室存在最適合于設(shè)置漿料供給線路15a?15d的模腔側(cè)端部(漿料供給口)的位置的 場所時,并非必須將漿料供給線路15a?15d設(shè)置在與模腔9a?9d和模具5的外周側(cè)面 的距離短的部分,即使使?jié){料供給線路15a?15d的長度稍稍延長,也優(yōu)選從該最適合的位 置延伸出漿料供給線路15a?15d。
[0093] 漿料供給線路9a?9d分別連接到與未圖示的漿料供給裝置(例如具有液壓缸的 液壓裝置)相連的漿料流路17a或漿料流路17b,由此,漿料從漿料供給裝置被供給到模腔 9a?9d〇
[0094] 漿料流路17a及漿料流路17b優(yōu)選如圖1所示那樣配置在第1電磁體7a(更詳細 而言為第1電磁體7a的線圈部(空芯部以外的部分))和第2電磁體7b(更詳細而言為第 2電磁體7b的線圈部(空芯部以外的部分))之間。原因在于,該第1電磁體7a和第2電 磁體7b之間的部分與空芯部相比磁場相當弱,例如為一半以下的程度,因此漿料流路17a、 17b中流動的漿料不怎么受到磁場的阻力。
[0095] 因此,漿料流路17a、17b如圖1的(a)所示那樣具有分支部也是沒有問題的。
[0096] 此外,如圖1所示,根據(jù)漿料供給線路的配置,漿料流路可以設(shè)有多個,也可以為 單個。
[0097] 漿料流路只要是具有耐壓性(耐受在其內(nèi)部通過的漿料的壓力)且能耐受漿料的 分散介質(zhì)的腐蝕、溶解的材料即可,可以使用任意材料來形成。
[0098] 作為優(yōu)選的材料,可以例示出銅(例如銅管)及不銹鋼。此外,也可以使用耐壓橡 月父等。
[0099] 漿料流路的形狀只要是漿料通過時的阻力小、不易引起滯留的形狀即可,可以例 示管狀或貫通塊狀構(gòu)件內(nèi)的孔。
[0100] 予以說明,上述的優(yōu)選實施方式中漿料流路17a、17b配置在第1電磁體7a和第2 電磁體7b之間,但并非僅限于此,可以具有任選的配置。例如,作為第1電磁體7a和第2 電磁體7b的替代而使用單個電磁體時,可以按照從該電磁體的線圈的外側(cè)貫穿線圈并到 達空芯部的方式來配置漿料流路。
[0101] 上沖頭1優(yōu)選具有用于將漿料中的分散介質(zhì)過濾排出到模腔9a的外側(cè)的分散介 質(zhì)排出孔11a。更優(yōu)選的實施方式中,分散介質(zhì)排出孔11a具有多個排出孔。
[0102] 同樣,上沖頭1優(yōu)選為了將分散介質(zhì)過濾排出到模腔9b?9d的外側(cè)而具有分散 介質(zhì)排出孔lib?lid。分散介質(zhì)排出孔11c(排出模腔9c內(nèi)的分散介質(zhì))及分散介質(zhì)排 出孔lid(排出模腔9d內(nèi)的分散介質(zhì))未圖不。
[0103] 在上沖頭1具有分散介質(zhì)排出孔11a?lid時,上沖頭1優(yōu)選按照覆蓋分散介質(zhì) 排出孔11a?lid的方式具有例如濾布、濾紙、多孔質(zhì)過濾器或者金屬過濾器之類的過濾器 13。這是由于,這樣能夠更切實地防止合金粉末侵入分散介質(zhì)排出孔11a?lid內(nèi)(S卩,僅 過濾分散介質(zhì)),且能夠?qū){料中的分散介質(zhì)過濾排出到模腔9a?9d。
[0104] 作為將分散介質(zhì)排出孔11a?lid設(shè)置于上沖頭1的代替方案,可以在下沖頭3a 設(shè)置分散介質(zhì)排出孔11a、在下沖頭3b設(shè)置分散介質(zhì)排出孔11b、在下沖頭3c設(shè)置分散介 質(zhì)排出孔11c、在下沖頭3d設(shè)置分散介質(zhì)排出孔lid;或者與將分散介質(zhì)排出孔11a?lid 設(shè)置在上沖頭1上的同時,進行上述的設(shè)置。
[0105] 這樣地在下沖頭3a?3d設(shè)置有分散介質(zhì)排出孔11a?lid時,也優(yōu)選按照覆蓋 分散介質(zhì)排出孔11a?lid的各排出孔的方式,在下沖頭3a?3d分別配置過濾器13。
[0106] (2)沖壓成型方法
[0107] ?漿料供給
[0108] 然后,對使用磁場中沖壓成型裝置100進行沖壓成型的工序的細節(jié)進行說明。
[0109] 如圖1的(b)所示那樣,將上沖頭1及模具5固定在規(guī)定位置從而將模腔9a?9d 的各自的高度設(shè)為初期高度L0。
[0110] 然后,在模腔9a?9d內(nèi)部注入漿料。
[0111] 如上所述漿料供給通過漿料供給裝置(未圖示)、漿料流路17a、17b以及漿料供給 線路9a?9d進行。
[0112] 圖2為表示模腔9a?9d(模腔9c、9d未示出)內(nèi)被漿料25填滿的狀態(tài)的截面圖。 漿料25包含含有稀土類元素的合金粉末21和例如油等分散介質(zhì)23。在圖2所示的狀態(tài) 下,為上沖頭1和下沖頭3a?3d均靜止的狀態(tài),因此,模腔9a?9d的成型方向上的長度 (即,上沖頭1和下沖頭3(3a?3d)的距離)為L0且保持恒定的狀態(tài)。
[0113] 優(yōu)選以20?600cm3/秒的流量(漿料供給量)將漿料25供給至模腔9a?9d各 自的內(nèi)部。這是由于,流量低于20cm3/秒時,由于施加超過1. 0T的強磁場使得有時流量難 以調(diào)整,此外,有時由于磁場產(chǎn)生阻力而無法將漿料供給至模腔內(nèi)。另一方面是因為,當流 量超過600cm3/秒時,獲得的成型體內(nèi)產(chǎn)生密度偏差,取出沖壓成型后的成型體時成型體發(fā) 生開裂或由于燒結(jié)時的收縮而發(fā)生開裂。此外,是由于,在漿料供給口附近可能發(fā)生取向的 紊亂。特別是磁場施加方向的模腔尺寸(模腔的高度尺寸)超過l〇mm時,優(yōu)選將漿料流量 設(shè)為20?600cm3/秒。
[0114] 衆(zhòng)料的流量更優(yōu)選為20?400cm3/秒,最優(yōu)選為20?200cm3/秒。通過設(shè)為更優(yōu) 選的范圍、甚至最優(yōu)選的范圍,可以進一步降低成型體的各部分的密度偏差。
[0115] 可以調(diào)整作為漿料供給裝置的具有液壓缸的油壓裝置的流量調(diào)整閥來改變送入 液壓缸的油流量、改變液壓缸的速度,從而控制漿料的流量。
[0116] 在對模腔內(nèi)施加超過1. 0T的磁場的狀態(tài)下、以流量20cm3/秒?600cm3/秒的范圍 將漿料供給至模腔內(nèi)而制造成型體時,可以進一步降低成型體的各部分的密度偏差,其結(jié) 果是,由該成型體獲得的稀土類燒結(jié)磁體的各部分的磁特性均勻且具有高磁特性,可以進 一步降低模腔間的磁特性的偏差。
[0117] 漿料的供給壓力優(yōu)選為 1. 96MPa?14. 71MPa(20kgf/cm2?150kgf/cm2)。
[0118] 漿料供給線路15a?15d的截面(垂直于漿料的行進方向的截面)形狀是任選的。 優(yōu)選的形狀之一是大致圓形,其直徑優(yōu)選為2mm?30mm。
[0119] 供給至模腔9a?9d內(nèi)的漿料25的合金粉末21在施加于模腔內(nèi)的超過1. 0T的 磁場作用下,其磁化方向變成平行于磁場的方向、即與成型方向大致平行。圖2?圖4中, 合金粉末21內(nèi)所示的箭頭示意性表示合金粉末21的磁化方向。
[0120] ?沖壓成型
[0121] 這樣,模腔9a?9d被供給的漿料25填滿后,進行沖壓成型。
[0122] 圖3及圖4為示意性地表示沖壓成型的概略截面圖。
[0123] 圖3表示進行壓縮直至模腔9a?9d(模腔9c、9d未示出)的成型方向的長度為 LI(L0 >L1)的狀態(tài),圖4表示進行壓縮直至模腔9a?9d(模腔9c、9d未示出)的成型方 向的長度達到與欲獲得的成型體的長度LF大致相等的L2(L1 >L2)的狀態(tài)。
[0124] 沖壓成型如下進行:移動上沖頭1和下沖頭3 (下沖頭3a?3d)中的至少一個使 上沖頭1和下沖頭3 (下沖頭3a?3d)接近,從而使模腔9a?9d各自的體積減少。在圖 1?圖4所示的實施方式中,下沖頭3a?3d被固定,上沖頭1和第2電磁體7b、模具5和 第1電磁體7a分別一體化。即,上沖頭1、第2電磁體7b-體化、模具5及第1電磁體7a 一體化,并沿著圖3及圖4的圖中箭頭P的方向(從圖的上方向下方)移動,由此進行沖壓 成型。
[0125] 圖3所示,當進行磁場中沖壓成型而使模腔9a?9d的體積變小時,從接近分散介 質(zhì)排出孔11a?lid中的各孔的部分,衆(zhòng)料25中的分散介質(zhì)23通過分散介質(zhì)排出孔11a? lid被過濾排出。另一方面,由于合金粉末21殘存在模腔9a?9d中,從接近分散介質(zhì)排 出孔11a?lid的部分開始形成濾餅層27。并且,如圖4所示,最終濾餅層27擴大到模腔 9a?9d的整體,合金粉末21彼此結(jié)合,獲得成型方向的長度(壓縮方向的長度)為LF的 成型體。予以說明,本申請說明書中,"濾餅層"是指通過將漿料中的分散介質(zhì)過濾排出至模 腔9a?9d的外側(cè)而使合金粉末的濃度變高的層(多數(shù)情況下處于所謂的濾餅狀的狀態(tài))。
[0126] 本發(fā)明的磁場中沖壓成型時,進行沖壓成型前的模腔9a?9d的成型方向的長度 (L0)相對于獲得的成型體的成型方向的長度(LF)之比(L0/LF)優(yōu)選為1. 1?1. 4。通過 將L0/LF比設(shè)為1. 1?1. 4,磁化方向沿著磁場的方向取向的合金粉末21由于沖壓成型時 所給予的應(yīng)力而旋轉(zhuǎn),能夠減輕其磁化方向從平行于磁場的方向脫離的風險,進而能夠提 高磁特性。為了使L0/LF比為1. 1?1. 4,可以例示出提高漿料濃度(例如84%以上(質(zhì) 量比))等方法。
[0127] 予以說明,在圖1?圖4所示的實施方式中,將下沖頭3a?3d固定、使上沖頭1 和模具5-體地移動而進行磁場沖壓成型,但如上所述并非僅限于這種方式。
[0128] 還可以使用能夠插入上沖頭模具5的貫通孔的(即,與下沖頭3a?3d同樣的) 可動式上沖頭,固定模具5,并可以使可動式上沖頭向下方、使下沖頭3a?3d向上方移動。
[0129] 此外,作為該圖1的實施方式的變形例,還可以將模具5和上沖頭1固定,使下沖 頭3a?3d沿著圖1的(b)的向上方向移動,從而實施磁場中沖壓。
[0130] 2.其它工序
[0131] 以下對成型工序以外的工序進行說明。
[0132] (1)漿料的制作
[0133] ?合金粉末的組成
[0134] 關(guān)于合金粉末的組成,可以具有包括R-T-B系燒結(jié)磁體(R指稀土類元素(概念 中包含釔(Y))的至少1種、T指鐵(Fe)或者鐵和鈷(Co)、B指硼)及Sm-Co系燒結(jié)磁體 (Sm(釤)中的一部分可以被其它稀土類元素置換)在內(nèi)的、已知的稀土類燒結(jié)磁體的組成。
[0135] 優(yōu)選R-T-B系燒結(jié)磁體。這是由于其在各種磁體中顯示最高的磁能積且較廉價。
[0136] 以下示出優(yōu)選的R-T-B系燒結(jié)磁體的組成。
[0137] R為選自Nd、Pr、Dy、Tb中的至少一種。其中,R優(yōu)選包含Nd及Pr中的任一種。進 而優(yōu)選使用以Nd-Dy、Nd-Tb、Nd-Pr-Dy或者Nd-Pr-Tb表示的稀土類元素的組合。
[0138] R中,Dy及Tb對于提高H。:特別有效。除了上述元素以外,還可以含有少量的Ce 或者La等其它稀土類元素。此外,R也可以并非純元素,還可以使用混合稀土金屬、釹鐠混 合物(didymium),可以在工業(yè)上能夠入手的范圍內(nèi)可以含有制造上不可避免的雜質(zhì)。關(guān)于 含量,可以采用目前已知的含量,優(yōu)選的范圍例如是25質(zhì)量%以上、35質(zhì)量%以下。這是由 于,當?shù)陀?5質(zhì)量%時,有時無法獲得高磁特性、特別是高Hj,當超過35質(zhì)量%時,有時4 會降低。
[0139]T包含鐵(也包括T實質(zhì)上由鐵構(gòu)成的情況),以質(zhì)量比計,其50%以下可以被鈷 (Co)置換(包括T實質(zhì)上由鐵和鈷構(gòu)成的情況)。Co對于溫度特性的提高、耐腐蝕性的提 高有效,合金粉末可以含有10質(zhì)量%以下的Co。T的含量可以為除了R和B、或R和B和后 述M的余量。
[0140] 關(guān)于B的含量,為公知的含量即可,優(yōu)選范圍例如是0.9質(zhì)量%?1.2質(zhì)量%。當 低于〇. 9質(zhì)量%時,有時無法獲得高Hg,當超過1. 2質(zhì)量%時,有時4會降低。予以說明, B的一部分可以被C(碳)置換。用C進行置換有時能夠提高磁體的耐腐蝕性。關(guān)于為B+C 時(包含B和C兩者時)的合計含量,優(yōu)選的是以B的原子數(shù)換算C的置換原子數(shù),并在上 述B濃度的范圍內(nèi)設(shè)定。
[0141] 為了提高H。,,除了上述元素以外還可以添加M元素。M元素為選自Al、Si、Ti、V、 0、]?11、附、(:11、211、6&、21'、恥、]\1〇、111、511、1^、1 &及1中的一種以上。]\1元素的添加量優(yōu)選為2.0質(zhì)量%以下。這是由于,當超過5.0質(zhì)量%時,有時4會降低。此外,不可避免的雜 質(zhì)也是可以允許存在的。
[0142] ?合金粉末的制造方法
[0143] 關(guān)于合金粉末,例如,通過熔煉法制作具有期望組成的稀土類磁體用原料合金的 鑄錠或者薄片,使該合金鑄錠及薄片吸收(吸藏)氫并進行氫粉碎,獲得粗粉碎粉末。
[0144] 并且,將粗粉碎粉末用氣流粉碎機等進一步粉碎,可以獲得微細粉末(合金粉 末)。
[0145] 例示出稀土類磁體用原料合金的制造方法。
[0146] 將事先調(diào)整至成為最終所需的組成的金屬熔解,流入模具,通過鑄錠鑄造法獲得 合金鑄
[0147] 此外,通過薄帶連鑄法或者以離心鑄造法為代表的急冷法可以制造合金薄片,所 述薄帶連鑄法是使熔液與單輥、雙輥、旋轉(zhuǎn)盤或者旋轉(zhuǎn)圓筒模具等接觸而進行急冷,由此制 作比用鑄錠法制作的合金更薄的凝固合金。
[0148] 本發(fā)明中,通過鑄錠法和急冷法中的任一方法制造的材料均可以使用,但優(yōu)選利 用急冷法制造的材料。
[0149] 通過急冷法制作的稀土類磁體用原料合金(急冷合金)的厚度通常在0. 03mm? 10mm的范圍,為薄片形狀。合金熔液從與冷卻輥接觸的面(輥接觸面)開始凝固,從輥接觸 面逐漸沿著厚度方向結(jié)晶生長成柱狀。急冷合金與現(xiàn)有的通過鑄錠鑄造法(模具鑄造法) 制作的合金(鑄錠合金)相比在短時間內(nèi)被冷卻,因此組織更微細、結(jié)晶粒徑更小。此外, 晶界的面積更大。R富集相在晶界內(nèi)大范圍地分布,因此急冷法的情況下R富集相的分散性 優(yōu)異。
[0150] 因此,利用氫粉碎法容易在晶界處斷裂。通過將急冷合金進行氫粉碎,可以使氫粉 碎粉末(粗粉碎粉末)的尺寸達到例如1. 〇mm以下。
[0151] 通過將由此而獲得的粗粉碎粉末用氣流粉碎機等粉碎,例如可以獲得利用氣流分 散式激光解析法測定的D50粒徑為3?7ym的合金粉末。
[0152] 氣流粉碎機優(yōu)選在(a)氧含量實質(zhì)上是0質(zhì)量%的由氮氣和/或氬氣氣體(Ar氣 體)構(gòu)成的氛圍中、或者(b)氧含量為0.005?0.5質(zhì)量%的包含氮氣和/或Ar氣體的氛 圍中進行。
[0153] 為了對獲得的燒結(jié)體中的氮量進行控制,更優(yōu)選將氣流粉碎機內(nèi)的氛圍設(shè)為Ar 氣體,在其中導(dǎo)入微量氮氣來調(diào)整Ar氣體中的氮氣濃度。
[0154] ?分散介質(zhì)
[0155] 分散介質(zhì)為能夠使合金粉末在其內(nèi)部分散從而獲得漿料的液體。
[0156] 作為本發(fā)明中使用的優(yōu)選分散介質(zhì),可以列舉礦物油或者合成油。
[0157] 礦物油或者合成油的種類沒有限定,但常溫下的動態(tài)粘度超過10cSt時,粘性增 大導(dǎo)致合金粉末彼此的結(jié)合力變大,有時對磁場中濕式成型時的合金粉末的取向性有不良 影響。
[0158] 因此,礦物油或者合成油的常溫下的動態(tài)粘度優(yōu)選為10cSt以下。此外,當?shù)V物油 或者合成油的分餾點超過400°C時,獲得成型體后難以脫油,燒結(jié)體內(nèi)的殘留碳量變多,磁 特性有時會降低。
[0159]因此,作為分散介質(zhì)使用的礦物油或者合成油的分餾點優(yōu)選為400°C以下。
[0160] 此外,也可以使用植物油作為分散介質(zhì)。植物油是指從植物中提取的油,植物的種 類也并非限于特定的植物。例如,可以列舉大豆油、菜籽油、玉米油、紅花油或者葵花籽油 等。
[0161] ?漿料的制作
[0162] 通過將獲得的合金粉末和分散介質(zhì)混合,可以獲得漿料。
[0163] 合金粉末和分散介質(zhì)的混合率沒有特別限定,漿料中的合金粉末的濃度以質(zhì)量比 計優(yōu)選為70%以上(即,70質(zhì)量%以上)。這是由于,能夠在20?600cm3/秒的優(yōu)選流量 下高效率地將合金粉末供給至模腔內(nèi)部且能夠獲得優(yōu)異的磁特性。
[0164] 此外,漿料中的合金粉末的濃度以質(zhì)量比計優(yōu)選為90%以下。這是為了切實地確 保漿料的流動性。
[0165] 漿料中的合金粉末的濃度以質(zhì)量比更優(yōu)選為75%?88%。這是由于能夠更高效 率地供給合金粉末、且更切實地確保漿料的流動性。
[0166] 進而,漿料中的合金粉末的濃度以質(zhì)量比更優(yōu)選為84%以上。如上所述,這是由 于,能夠使模腔9的成型方向的長度(L0)相對于獲得的成型體的成型方向的長度(LF)的 比(L0/LF)為低于1. 1?1. 4的值,其結(jié)果是可以進一步提高磁特性。
[0167] 合金粉末和分散介質(zhì)的混合方法沒有特別限定。
[0168] 可以分別準備合金粉末和分散介質(zhì),將兩者稱量出規(guī)定量后混合,從而制造。
[0169] 或者,也可以在將粗粉碎粉末用氣流粉碎機等干式粉碎而獲得合金粉末時,在氣 流粉碎機等粉碎裝置的合金粉末排出口配置裝有分散介質(zhì)的容器,將粉碎而獲得的合金粉 末直接回收到容器內(nèi)的分散介質(zhì)中,從而獲得漿料。此時優(yōu)選的是,容器內(nèi)也設(shè)為由氮氣和 /或氬氣氣體構(gòu)成的氛圍,使獲得的合金粉末不接觸大氣而直接回收到分散介質(zhì)中,形成漿 料。
[0170] 進而,還可以在使粗粉碎粉末保持于分散介質(zhì)中的狀態(tài)下使用振動磨、球磨機或 者磨碎器等進行濕式粉碎,獲得由合金粉末和分散介質(zhì)構(gòu)成的漿料。
[0171] (2)脫油處理
[0172] 通過上述濕式成型法(縱磁場成型法)獲得的成型體中殘留有礦物油或者合成油 等分散介質(zhì)。
[0173] 當使該狀態(tài)的成型體從常溫劇烈升溫至例如950?1150°C的燒結(jié)溫度時,成型體 的內(nèi)部溫度劇烈上升,存在成型體內(nèi)殘留的分散介質(zhì)和成型體的稀土類元素反應(yīng)而生成稀 土類的碳化物的情況。當如此地形成稀土類的碳化物時,阻礙了燒結(jié)所需的充分量的液相 的產(chǎn)生,無法獲得充分密度的燒結(jié)體,磁特性有時會降低。
[0174] 因此,優(yōu)選在燒結(jié)前對成型體實施脫油處理。脫油處理優(yōu)選如下進行:在50? 500°C、更優(yōu)選50?250°C下且在壓力為13. 3Pa(K^Torr)以下的條件下保持30分鐘以上。 這是由于,能夠充分除去成型體中殘留的分散介質(zhì)。
[0175] 脫油處理的加熱保持溫度只要在50?500°C的溫度范圍內(nèi)即可,并非必須為一種 溫度,也可以為2種以上的溫度。此外,實施下述脫油處理也能夠獲得與前述優(yōu)選的脫油處 理同樣的效果,所述脫油處理為:在13.SPaacrtorr)以下的壓力條件下,將從室溫升溫至 500°C時的升溫速率設(shè)為10°C/分鐘以下、優(yōu)選5°C/分鐘以下。
[0176] (3)燒結(jié)
[0177] 成型體的燒結(jié)優(yōu)選在0.13Pa(l(T3Torr)以下、更優(yōu)選0.07Pa(5. 0X10_4Torr)以下 的壓力下在溫度l〇〇〇°C?1150°C的范圍內(nèi)進行。予以說明,為了防止燒結(jié)所致的氧化,優(yōu) 選將氛圍的殘留氣體用氦氣、氬氣等非活性氣體預(yù)先進行置換。
[0178] (4)熱處理
[0179] 獲得的燒結(jié)體優(yōu)選進行熱處理。通過熱處理,可以提高磁特性。熱處理溫度、熱處 理時間等熱處理條件可以采用公知的條件。
[0180] 實施例
[0181] 實施例1
[0182] 通過磁場解析,求出在圖1所示的磁場中沖壓成型裝置100(實施例1)的模腔 9a?9d內(nèi)產(chǎn)生1. 50T的磁場(圖1的(b)的虛線M的箭頭方向)時的、圖中A、B、C及D 的位置處的磁場強度。此外,作為比較例,同樣通過磁場解析,求出在模具105內(nèi)具有分支 部的圖5所示的以往的磁場中沖壓成型裝置300(比較例1)的模腔9a?9d(尺寸與圖1 的模腔9a?9d相同)內(nèi)產(chǎn)生1. 50T的磁場(圖5的(b)的虛線M的箭頭方向)時的圖中 E、F、G及H的位置處的磁場強度。
[0183] 予以說明,磁場解析使用市售的解析工具ANSYS(CYBERNETSYSTEMSCO.,LTD. 制),輸入圖1及圖5所示的磁場中沖壓成型裝置的各條件,設(shè)定為未供給漿料的狀態(tài)而進 行解析。獲得的結(jié)果示于表1。
[0184][表1]
[0185]
【權(quán)利要求】
1. 一種稀土類燒結(jié)磁體的制造方法,其特征在于,包括: 1) 準備包含含有稀土類元素的合金粉末和分散介質(zhì)的漿料的工序; 2) 將上沖頭和下沖頭配置于設(shè)置在模具內(nèi)的多個貫通孔的各孔中,準備多個由所述模 具、所述上沖頭和所述下沖頭包圍而成的模腔的工序,其中,所述上沖頭和下沖頭中至少一 個移動而能夠彼此接近及分開,且至少一個具有用于排出所述漿料中的所述分散介質(zhì)的排 出孔; 3) 沿著與所述上沖頭和所述下沖頭中的至少一個能夠移動的方向大致平行的方向,利 用電磁體對所述多個模腔的各自的內(nèi)部施加磁場后,介由從所述模具的外周側(cè)面不分支地 延伸至所述多個模腔的各自的多個漿料供給線路,將所述漿料供給至所述多個模腔的各自 的內(nèi)部的工序; 4) 利用在施加有所述磁場的狀態(tài)下使所述上沖頭和所述下沖頭接近的磁場中沖壓成 型,在所述多個模腔的各自的內(nèi)部獲得所述合金粉末的成型體的工序;和 5) 對所述成型體進行燒結(jié)的工序。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法,其特征在于,所述電磁體包含第1電磁體、和與所 述第1電磁體分開且相對配置的第2電磁體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法,其特征在于,通過配置在所述第1電磁體和所述第 2電磁體之間的漿料流路將漿料供給至所述多個漿料供給線路。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項所述的制造方法,其特征在于,所述多個模腔的各自的 漿料供給線路呈直線狀地從所述模具的外周側(cè)面向著所述模腔延伸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項所述的制造方法,其特征在于,在所述工序3)中,對所 述多個模腔的各自的內(nèi)部以20?600cm3/秒的流量供給所述漿料。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1?5中任一項所述的制造方法,其特征在于,所述磁場的強度為 1. 5T以上。
7. -種稀土類燒結(jié)磁體的成型裝置,其包括: 上沖頭及下沖頭,其中至少一個移動而能夠彼此接近、分開; 模具,其具有多個貫通孔,形成由配置在該多個貫通孔的各孔中的所述上沖頭、所述下 沖頭和所述貫通孔包圍而成的多個模腔; 電磁體,其沿著與所述上沖頭和所述下沖頭中的至少一個能夠移動的方向大致平行的 方向,對所述多個模腔的各自的內(nèi)部施加磁場;和 多個漿料供給線路,其從所述模具的外周側(cè)面不分支地延伸至所述多個模腔的各個模 腔,且能夠?qū)辖鸱勰┖头稚⒔橘|(zhì)的漿料供給至所述多個模腔。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的成型裝置,其特征在于,所述電磁體包含第1電磁體、和與所 述第1電磁體分開且相對配置的第2電磁體。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的成型裝置,其特征在于,能夠通過配置在所述第1電磁體 和所述第2電磁體之間的漿料流路將所述漿料供給至所述多個漿料供給線路。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7?9中任一項所述的成型裝置,其特征在于,所述多個模腔的各自 的漿料供給線路呈直線狀地從所述模具的外周側(cè)面向著所述模腔延伸。
【文檔編號】H01F1/055GK104508770SQ201380040578
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2013年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月13日
【發(fā)明者】塚田高志, 南坂拓也, 菊地覺 申請人:日立金屬株式會社