稀土類(lèi)燒結(jié)磁鐵的制造方法及成形裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)發(fā)明設(shè)及稀±類(lèi)燒結(jié)磁鐵的制造方法、尤其是使用了濕式成形法的稀±類(lèi) 燒結(jié)磁鐵的制造方法W及成形裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] R-T-B系燒結(jié)磁鐵巧是指稀±類(lèi)元素（概念中包含錠（Y))中的至少1種，T是指 鐵（Fe)或者鐵和鉆（Co)，B是指棚）及Sm-Co系燒結(jié)磁鐵（可W將Sm的一部分置換成其 他的稀±類(lèi)元素）等稀±類(lèi)燒結(jié)磁鐵由于例如殘留磁通密度Br( W下，有時(shí)簡(jiǎn)稱(chēng)為"B/')、 頑磁力Hu( W下，有時(shí)簡(jiǎn)稱(chēng)為等磁特性上優(yōu)異而被廣泛使用。
[0003] 尤其是R-T-B系燒結(jié)磁鐵在迄今為止已知的各種磁鐵中表現(xiàn)出最高的磁能積且 比較廉價(jià)。因此，R-T-B系燒結(jié)磁鐵使用于硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的音圈電動(dòng)機(jī)、混合動(dòng)力機(jī)動(dòng)車(chē)用電 動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)動(dòng)車(chē)用電動(dòng)機(jī)等各種電動(dòng)機(jī)W及家電制品等多種多樣的用途中。并且，近年 來(lái)，為了各種用途中的小型化-輕量化或高效能化，期望進(jìn)一步提高R-T-B系燒結(jié)磁鐵等稀 ±類(lèi)燒結(jié)磁鐵的磁特性。
[0004] 包含R-T-B系燒結(jié)磁鐵在內(nèi)的大多數(shù)的稀±類(lèi)燒結(jié)磁鐵的制造包括W下的工序。
[0005] 對(duì)將金屬等原料烙化（烙融）并將烙融金屬在鑄模內(nèi)進(jìn)行鑄造而獲得的鑄錠、或 者通過(guò)薄帶連鑄法而獲得的鑄帶等的具有期望的組成的原料合金鑄造材料粉碎，獲得具有 規(guī)定的粒徑的合金粉末的工序。
[0006] 對(duì)該合金粉末進(jìn)行沖壓成形（磁場(chǎng)中沖壓成形）獲得成形體（壓粉體）之后，再 對(duì)該成形體進(jìn)行燒結(jié)的工序。
[0007] 在由鑄造材料獲得合金粉末時(shí)，大多數(shù)的情況下，使用粉碎成粒徑大的粗粉末 (粗粉碎粉）的粗粉碎工序和將粗粉末進(jìn)一步粉碎成期望的粒徑的合金粉末的微粉碎工序 該2個(gè)粉碎工序。
[000引另外，沖壓成形（磁場(chǎng)中沖壓成形）的方法大體分為兩種。一種是將獲得的合金 粉末在保持干燥的狀態(tài)下進(jìn)行沖壓成形的干式成形法。另一種是例如專(zhuān)利文獻(xiàn)1記載的濕 式成形法。在濕式成形法中，使合金粉末分散在油等分散介質(zhì)中而形成為漿料，將合金粉末 W該漿料的狀態(tài)供給至模具的模腔內(nèi)并進(jìn)行沖壓成形。
[0009] 而且，干式成形法及濕式成形法能夠分別根據(jù)磁場(chǎng)中沖壓時(shí)的沖壓方向與磁場(chǎng)的 方向的關(guān)系而大體分為兩種。一種是通過(guò)沖壓而進(jìn)行壓縮的方向（沖壓方向）與向合金粉 末施加的磁場(chǎng)的朝向大致正交的直角磁場(chǎng)成形法（也稱(chēng)為"橫向磁場(chǎng)成形法"）。另一種是 沖壓方向與向合金粉末施加的磁場(chǎng)的朝向大致平行的平行磁場(chǎng)成形法（也稱(chēng)為"縱向磁場(chǎng) 成形法"）。
[0010] 濕式成形法由于需要進(jìn)行漿料的供給、分散介質(zhì)的除去，因此成形裝置的結(jié)構(gòu)比 較復(fù)雜。然而，通過(guò)分散介質(zhì)能抑制合金粉末及成形體的氧化，能夠減少成形體的氧量。而 且，在濕式成形法中，在磁場(chǎng)中沖壓成形時(shí)，在合金粉末之間夾有分散介質(zhì)，因此摩擦力等 導(dǎo)致的束縛弱。因此，合金粉末能夠通過(guò)磁場(chǎng)施加方向而容易地旋轉(zhuǎn)。因此，在濕式成形法 中，能夠獲得更高的取向度。因此，與干式成形法相比能夠容易地獲得具有高的磁特性的磁 鐵。
[0011] 并且，使用濕式成形法所達(dá)成的該高的取向度和優(yōu)異的氧化抑制效果不僅在 R-T-B系燒結(jié)磁鐵中，而且在其他的稀±類(lèi)燒結(jié)磁鐵中也同樣能獲得。
[0012] 基于W下示出的理由，在濕式成形法中使用平行磁場(chǎng)成形法時(shí)，能夠獲得優(yōu)異的 磁特性。
[0013] 在濕式成形法中，向模腔內(nèi)放入漿料而進(jìn)行磁場(chǎng)中沖壓成形時(shí)，需要將漿料中的 分散介質(zhì)（油等）的大多數(shù)向模腔外排出。通常，在上沖頭或下沖頭的至少一方設(shè)置分散介 質(zhì)排出孔，當(dāng)通過(guò)上沖頭及/或下沖頭的移動(dòng)而使模腔的體積減少，并對(duì)漿料進(jìn)行加壓時(shí)， 分散介質(zhì)被從分散介質(zhì)排出孔排出。此時(shí)，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(guò)濾排出（過(guò)濾及排出），因此在沖壓成形的初期階段，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(chēng)為"濾餅層"的層。
[0014] 而后，上沖頭及/或下沖頭移動(dòng)，沖壓成形進(jìn)展，并且更多的分散介質(zhì)被過(guò)濾排 出，模腔內(nèi)的濾餅層的區(qū)域擴(kuò)展。而后，最終的情況是模腔內(nèi)的整個(gè)區(qū)域成為合金粉末的密 度高（分散介質(zhì)濃度低）的濾餅層。進(jìn)而，合金粉末彼此結(jié)合（比較弱地結(jié)合）而獲得成 形體。
[0015] 在沖壓成形的初期階段，當(dāng)在接近分散介質(zhì)排出孔的部分（模腔內(nèi)的上部及/或 下部）形成濾餅層時(shí)，在直角磁場(chǎng)成形法中，磁場(chǎng)的方向有彎曲的傾向。
[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W外的部分（每單位體積的合金粉末量少的部分）相比，導(dǎo)磁率升高。因此，磁場(chǎng)會(huì)聚 于濾餅層。該意味著，即使磁場(chǎng)在模腔的外側(cè)大致垂直地施加于模腔側(cè)面，在模腔內(nèi)部也會(huì) 向?yàn)V餅層的一方彎曲。因此，合金粉末沿著該彎曲的磁場(chǎng)進(jìn)行取向，在沖壓成形后的成形體 中，存在取向彎曲的部分。因此，成形體單體中的取向度降低，在燒結(jié)磁鐵中有時(shí)無(wú)法獲得 充分的磁特性。
[0017] 另一方面，在平行磁場(chǎng)成形法中，磁場(chǎng)沿著與沖壓方向平行的方向，即，與從上沖 頭至下沖頭方向平行的方向施加。因此，即使在上沖頭及/或下沖頭的接近分散介質(zhì)排出 口的部分形成濾餅層，磁場(chǎng)也不會(huì)彎曲，從沒(méi)有濾餅層的部分筆直地進(jìn)入濾餅層內(nèi)。因此， 不會(huì)產(chǎn)生直角磁場(chǎng)成形法那樣的取向彎曲的部分。
[0018] 在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0019] 專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0020] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1 ;日本特開(kāi)平8-69908號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0021] 發(fā)明要解決的課題
[0022] W往，在平行磁場(chǎng)成形法中，施加的磁場(chǎng)的強(qiáng)度為1.0T W下，但是近年來(lái)，為了獲 得更優(yōu)異的磁特性，需要施加比目前為止更強(qiáng)的磁場(chǎng)（超過(guò)1.0T)而進(jìn)行磁場(chǎng)中沖壓成形 的情況逐漸增加。然而，在向模腔施加例如超過(guò)1. 0T (例如1. 口 W上，甚至1. 5T W上）磁 場(chǎng)的情況下，當(dāng)將含有磁性粉的漿料經(jīng)由漿料流路向模腔注入時(shí)，漿料中的磁性粉在通過(guò) 漿料流路的過(guò)程中進(jìn)行取向，磁性粉在漿料流路內(nèi)牢固地凝結(jié)。在平行磁場(chǎng)成形法中，凝結(jié) 的磁性粉的朝向與漿料的行進(jìn)方向大致成直角，漿料中的磁性粉自身在漿料流路內(nèi)成為阻 力。磁場(chǎng)取向引起的磁性粉在漿料流路內(nèi)的阻力的大小取決于漿料中的磁性粉的濃度，當(dāng) 漿料中的磁性粉的濃度升高時(shí)，漿料自身的導(dǎo)磁率變大。結(jié)果是即使磁場(chǎng)強(qiáng)度相同，阻力也 變大。而且，阻力根據(jù)漿料流路的部位的不同而并不均勻，因此向模腔內(nèi)注入的漿料的注 入速度或注入量變得不均勻。結(jié)果是存在前后制造的（每注料量的）成形體間產(chǎn)生重量的 偏差下，有時(shí)稱(chēng)為"單體重量偏差"。需要說(shuō)明的是，"單體重量"是指1個(gè)成形體的重 量。）的問(wèn)題。
[0023] 而且，為了提高生產(chǎn)性，一直W來(lái)進(jìn)行的是；在磁場(chǎng)中沖壓所使用的模具上形成多 個(gè)貫通孔，并在各個(gè)貫通孔配置上沖頭和下沖頭，由此配置磁場(chǎng)中的多個(gè)模腔，向各個(gè)模腔 供給漿料，在各個(gè)模腔中進(jìn)行沖壓成形（多件同時(shí)加工），從而獲得多個(gè)成形體。然而，在多 件同時(shí)加工的情況下，由于與上述同樣的理由，也存在同時(shí)成形的多個(gè)成形體間產(chǎn)生單體 重量偏差的問(wèn)題。
[0024] 該單體重量偏差會(huì)導(dǎo)致獲得的成形體的尺寸偏差。并且，在尺寸偏差大的情況下， 即使是能夠形成尺寸小的成形體，為了避免成為不良也需要增大尺寸的目標(biāo)值。其結(jié)果是， 制作出很多的比必要尺寸大的成形體，有時(shí)需要通過(guò)切削及/或研磨等將做好的較大的成 形體縮小等，從而導(dǎo)致材料或加工花費(fèi)的成本增大。而且，當(dāng)單體重量偏差大時(shí)，有時(shí)會(huì)引 起磁特性的偏差。
[0025] 由此，要求減少成形體的單體重量偏差。
[0026] 因此，本申請(qǐng)發(fā)明目的在于提供一種在磁場(chǎng)中沖壓成形時(shí)，即使施加例如超過(guò) 1.0T(例如1. 1T W上，甚至1.5T W上）的較大的磁場(chǎng)，也能夠穩(wěn)定地成形出單體重量偏差 少的成形體的稀±類(lèi)燒結(jié)磁鐵的制造方法及成形裝置。
[0027] 用于解決課題的方案
[002引本申請(qǐng)發(fā)明的方案1是一種稀±類(lèi)燒結(jié)磁鐵的制造方法，其特征在于，包括：
[0029] 1)準(zhǔn)備包含合金粉末和分散介質(zhì)在內(nèi)的漿料的工序，該合金粉末包含稀±類(lèi)元 素；
[0030] 2)將上沖頭及下沖頭配置于在模具內(nèi)設(shè)置的多個(gè)貫通孔，準(zhǔn)備多個(gè)由所述模具、 所述上沖頭和所述下沖頭包圍的模腔的工序，所述上沖頭及下沖頭中至少一方移動(dòng)且相互 能夠接近及分離、并且至少一方具有用于排出所述漿料的所述分散介質(zhì)的排出孔；
[0031] 3)沿著與所述上沖頭和所述下沖頭中的至少一方能夠移動(dòng)的方向大致平行的方 向利用電磁鐵對(duì)所述模腔的各自的內(nèi)部施加磁場(chǎng)之后，經(jīng)由漿料流路向所述模腔的內(nèi)部供 給所述漿料的工序，該漿料流路的、與從所述模具的外周側(cè)面分別延伸至多個(gè)所述模腔的 漿料供給路連接且通過(guò)由所述電磁鐵形成的磁場(chǎng)中的部分的至少一部分被屏蔽磁場(chǎng)的外 部磁場(chǎng)屏蔽材料覆蓋；
[0032] 4)在施加著所述磁場(chǎng)的狀態(tài)下，通過(guò)使所述上沖頭與所述下沖頭接近的磁場(chǎng)中沖 壓成形，而在多個(gè)所述模腔的各自的內(nèi)部獲得所述合金粉末的成形體的工序；
[0033] 5)對(duì)所述成形體進(jìn)行燒結(jié)的工序。
[0034] 本申請(qǐng)發(fā)明的方案2 W方案1記載的制造方法為基礎(chǔ)，其特征在于，
[003引所述電磁鐵包括：
[0036] 具有中空部的第一電磁鐵；
[0037] 與所述第一電磁鐵分離而對(duì)置配置且具有中空部的第二電磁鐵。
[003引本申請(qǐng)發(fā)明的方案3 W方案2記載的制造方法為基礎(chǔ)，其特征在于，經(jīng)由如下漿料 流路向所述模腔的內(nèi)部供給所述漿料，該漿料流路的、通過(guò)在所述第一電磁鐵的中空部、所 述第二電磁鐵的中空部、空間部W及對(duì)置空間部形成的磁場(chǎng)中的部分的至少一部分被屏蔽 磁場(chǎng)的外部磁場(chǎng)屏蔽材料覆蓋，所述空間部連結(jié)所述第一電磁鐵的中空部和所述第二電磁 鐵的中空部，所述對(duì)置空間部位于所述第一電磁鐵與所述第二電磁鐵之間。
[0039] 本申請(qǐng)發(fā)明的方案4 W方案2記載的制造方法為基礎(chǔ)，其特征在于，經(jīng)由如下漿料 流路向多個(gè)所述模腔的各自的內(nèi)部供給所述漿料，該漿料流路的、通過(guò)在所述第一電磁鐵 的中空部、所述第二電磁鐵的中空部W及空間部形成的磁場(chǎng)中的部分的至少一部分被屏蔽 磁場(chǎng)的外部磁場(chǎng)屏蔽材料覆蓋，所述空間部連結(jié)所述第一電磁鐵的中空部和所述第二電磁 鐵的中空部。
[0040] 本申請(qǐng)發(fā)明的方案5 W方案1?4中任一方案記載的制造方法為基礎(chǔ)，其特征在 于，所述外部磁場(chǎng)屏蔽材料比被該外部磁場(chǎng)屏蔽材料覆蓋的漿料流路中的漿料優(yōu)先通磁。
[0041] 本申請(qǐng)發(fā)明的方案6 W方案1?5中任一方案記載的制造方法為基礎(chǔ)，其特征在 于，所述漿料供給路在所述模具內(nèi)未分支。
[0042] 本申請(qǐng)發(fā)明的方案7 W方案1?6中任一方案記載的制造方法為基礎(chǔ)，其特征在 于，所述漿料供給路從所述模具的外周側(cè)面朝向所述模腔呈直線(xiàn)狀地延伸。
[0043] 本申請(qǐng)發(fā)明的方案8 W方案1?7中任一方案記載的制造方法為基礎(chǔ)，其特征在 于，在所述工序3)中，對(duì)多個(gè)所述模腔的各自的內(nèi)部W 20?600cm3/秒的流量供給所述漿 料。
[0044] 本申請(qǐng)發(fā)明的方案9 W方案1?8中