永久磁体的制造方法及压制装置的制作方法

专利名称：永久磁体的制造方法及压制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及永久磁体的制造方法及压制装置，特别涉及适用于各向异性粘结磁体的永久磁体的制造方法及压制装置。
背景技术：
作为高性能永久磁体的代表，R-Fe-B类稀土类磁体(R是包括Y的稀土类元素，Fe是铁，B是硼)具有以作为三元正方晶系化合物的所含R2Fe14B相为主相的组织，从而发挥优良的磁体特性。
如上所述的R-Fe-B类稀土类磁体，大致分为烧结磁体和粘结磁体。烧结磁体通过在压制装置中将R-Fe-B类磁体合金的微粉末(平均粒径数μm)挤压成型后，进行烧结来制造。而粘结磁体通常通过将R-Fe-B类磁体合金的粉末(粒径例如100μm左右)和结合树脂的混合物在压制装置内进行挤压成型来制造。
由于在烧结磁体的情况下，使用粒径较小的粉末，因此各个粉末颗粒具有磁各向异性。因此，当用压制装置进行粉末的挤压成型时，对粉末施加取向磁场，这样，就能够制成粉末颗粒沿磁场方向取向的成型体。
而在粘结磁体的情况下，所用粉末颗粒的粒径具有超过单磁畴临界粒径的尺寸，因此，通常不显示磁各向异性，不能使各粉末颗粒在磁场作用下发生取向。因而在制作粉末颗粒沿特定方向取向的各向异性粘结磁体时，就需要确立制作各个粉末颗粒显示磁各向异性的磁性粉末的技术。
为了制造各向异性粘结磁体用稀土类合金粉末，目前采用HDDR(Hydrogenation-Disproportionation-Desorption-Recombination)处理法。“HDDR”意味着依次进行氢化(Hydrogenation)、歧化(Disproportionation)、脱氢化(Desorption)和重组(Recombination)的工艺过程。按照这种HDDR处理工艺，是通过在H2气环境或者H2气和惰性气体的混合环境中，使R-Fe-B类合金的钢锭或者粉末保持在温度500℃～1000℃，从而使上述坯料或粉末吸附氢，然后，在例如H2分压13Pa以下的真空环境或H2分压13Pa以下的惰性环境下，在温度500℃～1000℃范围内进行脱氢处理，最后冷却，而得到合金磁体粉末的。
经实施HDDR处理而制成的R-Fe-B类合金粉末，显示出较大的矫顽力，具有磁各向异性。之所以具有这样的性质，是因为金属组织实质上是0.1～1μm的非常微细的结晶集合体。具体而言，由HDDR处理得到的极微细的结晶的粒径接近于正方晶系的R2Fe14B类化合物的单磁畴临界粒径，因此可发挥出较高的矫顽力。该正方晶系R2Fe14B类化合物的非常微细的结晶集合体被称作“再结晶织构”。例如在特公平6-82575号公报和特公平7-68561号公报中就揭示了通过实施HDDR处理，制造具有再结晶织构的R-Fe-B类合金粉末的方法。
但在采用通过HDDR处理而制成的磁性粉末(以下，称作“HDDR粉末”)制造各向异性粘结磁体时，就会发生如下问题。
在取向用磁场中将HDDR粉末和结合树脂的混合物进行压制而制成的成型体，通过取向磁场而被强磁化。如果在成型体上有残留磁化，就会因为磁粉被吸附在成型体的表面，或者由于成型体相互间的吸引碰撞导致破损等而对此后的加工处理带来大的障碍，因此，在由压制装置中取出成型体之前需要预先充分地除去成型体的磁化。为此，在由压制装置中取出已磁化的成型体之前，需要在成型体上进行外加和取向磁场的方向相反方向的磁场(去磁场)或交变衰减磁场等去磁用磁场。但是，在这样的去磁处理中，通常需要数十秒的时间，因此，压制过程的周期与不进行去磁处理时(各向同性的粘结磁体的周期)相比，长达2倍以上。如果这样延长周期，就会降低批量生产性，最终导致磁体制造成本的增加。
另外，在烧结磁体的情况下，即使成型体的去磁不充分，但由于原本残留在成型体上的磁化值小，且由于烧结过程中磁体粉末被加热至居里点以上的高温，因此等于在磁化过程之前进行完全去磁。与此相反，在各向异性粘结磁体的情况下，当从压制装置中取出成型体时，如果有残留磁化，则该残留磁化就会残留至磁化工序。在磁化工序时，在粘结磁体上如果有残留磁化，就会因磁体的磁滞特性导致磁化极其困难。
本发明是鉴于上述诸问题而作出的发明，其主要目的在于，提供能够避免由残留磁化产生的问题、并以低成本制造磁化性优良的永久磁体(特别是各向异性粘结磁体)的方法以及压制装置。
本发明的其它目的在于提供，即使对于具有难以给粉的形状的模腔也能可靠地供给磁体粉末、并提高成型体的单位重量密度的各向异性粘结磁体的制造方法以及压制装置。

发明内容
按照本发明的各向异性粘结磁体的制造方法，是向压制装置的模腔内供给磁性粉末，进行成型的各向异性粘结磁体的制造方法，包括在包括上述模腔的空间中形成振动磁场的工序；一边使上述磁性粉末沿平行于上述振动磁场的方向进行取向、一边使上述磁性粉末向上述模腔的内部移动的工序；以及在上述模腔内挤压上述磁性粉末以制作成型体的工序。
在优选的实施方式中，在上述模腔内挤压上述磁性粉末时还外加有上述振动磁场。
在优选的实施方式中，调节上述模腔内的上述振动磁场的最大值，使利用上述压制装置成型后的上述成型体的表面磁通密度为0.005特斯拉以下。
在优选的实施方式中，在上述模腔内的上述振动磁场的最大值调节在120kA/m以下。
在更优选的实施方式中，上述振动磁场的最大值调节在100kA/m以下，在最优选的实施方式中，调节在80kA/m以下。
在优选的实施方式中，在上述模腔内将上述磁性粉末压缩后，不对上述成型体进行去磁处理，而从上述模腔中取出上述成型体。
上述振动磁场既可以是交变磁场，也可以是包含数个脉冲磁场的磁场。
在某种优选的实施方式中，在上述模腔内部，上述振动磁场的方向垂直于压制方向。
在某种优选的实施方式中，在上述模腔内部，上述振动磁场大致沿水平方向。
在优选的实施方式中，上述模腔的开口部的水平方向尺寸，在最小的部分是5mm以下，上述模腔的深度，在最大部分是10mm以上。
在优选的实施方式中，上述磁性粉末的至少一部分是HDDR粉末。
在优选的实施方式中，包括上述设置了具有贯通孔的型模，和在上述贯通孔的内部，相对于上述型模做往复运动的下冲模的压制装置，使上述磁性粉末向上述模腔内部移动的工序；在由上述下冲模使上述贯通孔呈闭塞状态的上述型模上，将含有上述磁性粉末的加料箱配置在上述贯通孔上方的工序；使上述下冲模相对上述型模向下方移动，在上述加料箱的下方形成上述模腔的工序。
按照本发明的压制装置是具备有贯通孔的型模；在上述贯通孔的内部，可相对上述型模做往复运动的上冲模和下冲模；以及向形成于上述型模的贯通孔的内部的模腔中供给磁性粉末的给粉装置的压制装置，且具有，在使上述磁性粉末向上述模腔内部移动时，对上述磁性粉末外加振动磁场的振动磁场外加装置。
在优选的实施方式中，上述振动磁场外加装置，可在利用上述上冲模和下冲模对供给到上述模腔内部的上述磁性粉末进行挤压时，对上述磁性粉末外加振动磁场。
按照本发明的永久磁体是通过挤压成型制成的永久磁体，其特征是，压制装置内的磁性粉末在振动磁场中发生取向，并被压缩，在不进行去磁处理的情况下，从上述压制装置中取出时的剩磁水平，按表面磁通密度计，为0.005特斯拉以下。
按照本发明的各向异性粘结磁体是利用树脂结合磁体粉末而成的各向异性粘结磁体，其特征是，在外加0～800kA/m的磁场以用于磁化时，上述磁通量的增加量( B)与上述磁场强度的增加量( H)的比值( B/ H)为0.025％/(kA/m)以上。


图1(a)～(f)为本发明实施方式中的压制装置的主要部分的动作工序的剖面示意图。
图2(a)～(c)为本发明其它实施方式中的压制装置的主要部分的动作工序的剖面示意图。
图3(a)为模腔开口部形状的示意图，图3(b)为由一对成型体形成的薄壁环状各向异性粘结磁体的示意图。
图4为用于形成交变磁场的磁场发生用线圈中所流动的电流(交变电流)与模腔内的峰值磁场之间关系的曲线示意图。
图5为交变峰值磁场和成型体的重量(单位重量)的关系的曲线示意图。
图6为每单位重量成型体的磁性与交变峰值磁场的关系的曲线示意图。
图7为每单位重量成型体的磁通比和磁化磁场强度的关系的曲线示意图。
图8为径向取向环状各向异性磁体的立体示意图。
图9为在制造径向取向环状各向异性磁体时所用压制装置的构成例的示意图。
具体实施例方式
本发明人发现，在向压制装置的模腔内供给磁性粉末时，如果对磁性粉末外加交变磁场等振动磁场，即使其磁场强度比以往的取向用静磁场的强度小1个数量级以上，也能得到具有足够高的取向度的各向异性粘结磁体，从而想到本发明。
按照本发明，以极低的磁场强度值(峰值磁场)就可满足取向所需，因此能够充分地降低挤压成型后的成型体的残留磁化，而不需要进行附加的去磁处理。
另外，在特开平2001-93712号公报或特开平2001-226701号公报中揭示了一种当使磁性粉末移动(落下)到模腔中时，通过一边移动一边对磁性粉末外加取向磁场，有效地使磁性粉末发生取向的技术。本发明所具有的最大的特点在于，通过采用与这些公报中所揭示的磁场相比特别小的振动磁场，进行各向异性粘结磁体的成型，使得残留在成型体上的磁化所引起的表面磁通密度值降低至0.005特斯拉以下，且不需要去磁工序。按照本发明，不需要像以往那样的大型的取向磁场用发生装置，并且，能够大幅度地缩短压制工序的周期。
以下，一边参照附图，一边说明按照本发明的各向异性粘结磁体的制造方法的优选实施方式。
图1(a)～(f)表示按照本发明的磁体制造方法中的主要工序(取向磁场中给粉→挤压成型)。图1中所示的压制装置10具备有贯通孔1的型模2；在贯通孔1的内部可相对于型模2作往复运动的上冲模3和下冲模4；以及向形成于型模2的贯通孔1内部的模腔中供给磁性粉末(混合物)5的给粉装置(加料箱)6。另外，压制装置10还具备，在使磁性粉末5向模腔的内部移动时，对磁性粉末5外加弱振动磁场H(峰值磁场例如是120kA/m以下、优选为100kA/m以下、最优选为80kA/m以下的交变磁场)的振动磁场外加装置(未图示)。
以下，对使用图1的装置，制造各向异性粘结磁体的方法进行说明。
首先，准备上述HDDR粉末和粘结剂(结合树脂)的混合物5，将该混合物5填充到加料箱6内(图1(a))。此后，如图1(b)所示，使加料箱6移动到压制装置10的型模2上。更具体地说，将加料箱6配置在型模2中有模腔形成的部分的正上方。此时，在本实施方式中，使型模2的上面和下冲模4的上面位于同一水平面内，因此不形成模腔空间。
其次，如图1(c)和(d)所示，一面沿磁场方向外加交变的振动磁场(交变磁场)H，一面使下冲模4相对于型模2下降。伴随该下冲模4的下降，在加料箱6的下方形成模腔，使模腔增大。通过被吸入到随着下冲模4的下降而增大的模腔的内部，来填充加料箱6的混合物5。
这样向模腔中填充粉末时，构成混合物5的粉末颗粒，在交变磁场中有效地发生取向。可以认为这是由于，在模腔内移动的粉末颗粒的填充密度降低，使得各粉末颗粒能够较容易转动。
本发明中所用的交变磁场的外加方式与静磁场的外加方式相比，可更有效地使所供给的粉末中的粉末颗粒取向。即，在外加静磁场的情况下，粉末颗粒与模腔的内壁面形成交联状态，使模腔被部分堵塞，因此不能均匀地填充粉末，但在外加交变磁场的情况下，在磁场的方向发生变化时，磁场强度为零，因而上述粉末颗粒的磁交联状态被破坏，可均匀且迅速地进行粉末填充。
本实施方式中所用交变磁场的频率，优选为在10Hz以上，更优选为30Hz以上。外加的交变磁场的频率越高，越有可能提高磁性，但交变磁场的频率如果变得过高，压制装置的型模会因涡流而发热，并且，磁性也达到饱和，因此，交变磁场的频率优选设定在60Hz以上、120Hz以下的范围内。
另外，即使不采用外加交变磁场，而是形成一定方向的磁场，并使其磁场强度呈脉冲变化，这样，也能够破坏堵塞模腔的粉末的交联。就本发明来说，重要之处在于，为了利用外加取向磁场破坏形成于模腔内的粉末交联，使取向磁场的强度断续地降低至零或者降低至充分小的水平。为此，使交变磁场的方向反转是不可缺少的。
另外，在外加发生脉冲振动的取向磁场(脉冲磁场)的情况下，外加的磁场的最低水平不需要达到零，只要小到能够破坏粉末颗粒的磁交联的程度(例如8kA/m以下)就行。
这样，在本发明中，一面施加比某规定水平大的磁场强度(取向磁场的“ON”水平)的和比该水平小、破坏磁交联的水平的磁场强度(取向磁场的“OFF”水平)间振动的磁场，一边向模腔内供给HDDR粉末的混合物。因此，即使对具有利用以往的方法难以给粉的形状的模腔，也能够顺畅且均匀地填充混合物，使成型体的单位重量增加成为可能。
接着，如图1(e)所示，在使加料箱6从模腔的上方向退避位置移动后，如图1(f)所示，使上冲模3下降，将模腔内的混合物5挤压成型，制作成型体7。
按照本发明，即使是弱磁场，也能够达到足够高的取向度，因此与以往相比，能够特别地降低取向磁场的大小(最大值)。因此，能够使在取向磁场中进行挤压成型后的成型体的磁化(残留磁化)比以往降低1个数量级以上。其结果，在给粉结束后，在高磁场中进行取向的以往技术中所必需的动作——例如为了易于进行粉末的取向，一度在模腔内的粉末上部形成微小的空间的动作；或在该状态下取向后，继续进行对粉末的加压·挤压而形成成型体的动作等——都不再是必需的，同时，也不需要对成型体7进行去磁处理。因此，按照本发明，就有可能将压制工序的周期缩短至和压制各向同性磁体时的周期相同的程度(以往压制各向异性粘结磁体时的周期的一半以下)。
另外，在利用上冲模3和下冲模4挤压混合物5时，也可以外加取向磁场。这是因为在挤压成型时，有时会发生取向混乱，因而在进行挤压成型时也外加取向磁场，以维持适当取向。挤压成型时所外加的磁场强度，既可以是和给粉时的磁场强度相同的水平，或者也可以是小于给粉时的磁场强度。总之，只要最终能够防止取向的混乱即可。因此，挤压成型时所外加的取向磁场，也没必要一定是上述的振动磁场。因而，也可以是给粉时外加振动磁场，挤压成型时外加静磁场。但是，为了简化工艺，优选为挤压成型时仍然继续外加给粉时所外加的振动磁场。这是因为在继续外加振动磁场的情况下，没有必要仔细地调节压制装置的各部的动作和外加磁场的时限。
在本实施方式中，是在使加料箱6移动到形成模腔部分的正上方后，开始形成模腔空间，但本发明并不限于这样的给粉方式。例如，也可如图2(a)～(c)所示，使加料箱6预先移动到形成模腔部分的正上方，使混合物5从加料箱6中落入模腔内。在此情况下，在将加料箱6配置在模腔上之前，就开始对包括模腔在内的空间外加取向磁场(振动磁场)。这样，在混合物5由加料箱6向模腔内下落的途中，借助小的振动磁场即可进行适当地取向。
在上述本发明的实施方式中，所外加的振动磁场的方向是水平方向，而垂直于压制方向(单向挤压方向)。因此，填充在模腔中的粉末颗粒沿水平横向发生取向。粉末颗粒由于磁相互作用，沿水平横向连接成链状。位于填充粉末的上面的粉末颗粒也沿水平方向相连，结果，在模腔的外侧没有发现粉末，易于完全被收纳在模腔内。
另外，压制装置的模腔的中心轴也可以相对垂直方向倾斜，取向磁场的方向也可以相对水平方向倾斜。上述配置结构，可以根据所制作的粘结磁体的形状进行适当设计。
另外，按照本发明，能够得到如图8所示的径向取向的环状各向异性磁体11。例如，采用具有图9所示结构的压制装置就可制作这种径向取向的环状各向异性磁体11。
在图9的压制装置中，在由强磁性体材料形成的型模2的中央部设置贯通孔，在该贯通孔内的中心部配置由强磁性体材料形成的圆柱状磁芯8。在型模贯通孔的内壁与磁芯8的外周面之间形成模腔，而模腔的底面则通过由非磁性材料构成的下冲模4的上面来确定。
在图9的压制装置中，磁芯8的下部配置有外加振动磁场用励磁线圈9，在励磁线圈9上，例如通过外加交流电流，就能够在模腔内形成由预定强度的振动磁场构成的径向取向磁场。如果在该状态下将混合物填充在模腔内，就能够实现上述目的的取向。
在图9中，表示出了磁芯8的周围配置有励磁线圈9的结构，但本发明并不限于此，也可在磁芯8上方配置有未图示的上部磁芯，在其上部磁芯的周围配置励磁线圈。
根据本发明人的实验，可知，上下配置有磁芯和励磁线圈的结构与单侧配置磁芯和励磁线圈的结构相比，能将成型体的磁性提高一些。但是，当使用上部磁芯周围配置有励磁线圈的压制装置时，由于存在由上部磁芯对粉末颗粒产生的吸引等使可操作性降低，并且使压制装置的结构变得复杂等问题，因此，如图9所示，优选为仅在下部磁芯的周围配置励磁线圈。
实施例以下说明本发明的实施例。
在本实施例中，首先准备含有27.5重量％的Nd、1.07重量％的B、14.7重量％的Co、0.2重量％的Cu、0.3重量％的Ga、0.15重量％的Zr、其余为Fe的Nd-Fe-B类稀土类合金的HDDR粉末。具体地说，首先，在Ar环境中，以1130℃、15小时的条件对具有上述组成的稀土类合金原料进行热处理，然后，进行由吸附氢来实现的粉碎·筛选。此后，通过进行HDDR处理，制成具有磁各向异性的HDDR粉末。粉末的平均粒径(利用激光衍射法测定的值)是120μm左右。
对于上述HDDR粉末来说，一边将双酚A型环氧树脂的粘结剂(结合树脂)加热至60度，一边使用双螺杆捏合机进行混合，由此制成HDDR混合物。混合物的重量比达到全体的2.5％左右。
使用如图1所示的压制装置，在60Hz的交变磁场中将该HDDR混合物挤压成型。压制装置的型模模腔的开口面(型模上面)的形状(垂直于压制方向的模腔的断面形状)是如图3(a)所示的弓形，模腔的尺寸为外周侧半径R1是19.7mm，内周侧半径R2是16mm，深是30.65mm。在模腔中填充上述混合物，使粉末高度(填充深度)达到30.65mm。在这样的模腔中制成的成型体的尺寸，是外周侧半径19.7mm×内周侧半径16mm×高19mm，通过将得到的2个成型体如图3(b)所示地进行组合，就得到大致径向取向的薄壁环状的各向异性粘结磁体。
图4为用于形成交变磁场的压制装置的磁场发生用线圈中所流动的电流(交变电流)与模腔内的峰值磁场之间关系的曲线示意图。由图4可知，形成于模腔内的交变磁场的峰值，随着输入磁场发生用线圈中的交流电流的大小的增加而线性增加。因此，通过调节线圈中流动的交流电流，就能够控制外加在粉末上的交变磁场的峰值。另外，作为曲线纵轴的磁场强度的单位是Oe(奥斯特)，以该数值的103/(4π)倍值作为SI单位制中的磁场强度。103/(4π)约是80，因此，例如，200Oe按SI单位制则约为16kA/m。
形成于模腔内的交变磁场的方向，垂直于压制方向(上冲模/下冲模的运动方向)。如图4的曲线所示，外加的交流电流即使是0A(安培)时，在模腔内也形成磁场，这是因为，构成实验中所用的型模的强磁性体构件发生弱磁化。在型模构件中存在这样的弱磁化的情况下，虽然由线圈形成的交变磁场的振幅中心由零水平发生偏移，但没有特别的问题。当然，如果存在如上所述的残留磁化，那么，即使输入到磁场发生用线圈中的电力少的情况下，也能够得到取向所必需的交变峰值磁场，因此为优选。
图5为交变峰值磁场和成型体的重量(单位重量)的关系示意图。由图5可知，交变峰值磁场越强，成型体的单位重量越低。粉末填充越顺畅地进行，单位重量就越大。因此，可以认为，如果交变峰值磁场变得过大，就不易进行粉末填充。另外，在外加交变磁场的情况下，会导致构成压制装置的型模等的发热，所以，如果使交变峰值磁场增强到必要值以上，从生产率和磁体品质等观点考虑，就必须进行型模等的冷却。所以，交变磁场的大小，应根据作为目的的成型体的形状、尺寸、磁性粉末的磁性、取向方向(径向取向或者垂直取向等)进行选择。
如果交变峰值磁场变得过强，利用压制装置成型后的成型体的表面磁通密度(剩磁)也将增大，不仅不能达到本发明申请的初衷，而且还会产生上述粉末填充和型模的发热等问题。从这些观点考虑，交变峰值磁场应根据下述条件确定最大不过120kA/m(约1500Oe)，优选为100kA/m(约1260Oe)以下，更优选为80kA/m(约1000Oe)以下，甚或50kA/m(约630Oe)以下。
在以本实施例制作粘结磁体的场合下，正如下述图6所示，可知，在300Oe(约24kA/m)附近，能够得到作为目的的磁性，因此，以不至于阻碍粉末填充的磁场强度，能够得到具有目的所定单位重量的磁体。具体地说，如果交变峰值磁场是450Oe(约等于36kA/m)以下，就可达到足够水平的成型体单位重量。交变峰值磁场的优选范围是24kA/m以上、36kA/m以下，更优选范围是24kA/m以上、32kA/m以下。
另外，在图5的曲线中，为了便于参考，还表示了一面外加较弱的“静磁场”，一面进行取向的比较例1和比较例2的成型体的单位重量。在比较例1中，给粉时和成型时的静磁场的强度是60Oe，在比较例2中，静磁场的强度是150Oe。如果将比较例1和2与实施例进行比较，可知，在相同的磁场强度下，外加交变磁场时，能够得到大于外加静磁场时的成型体的单位重量。而且，实施例与比较例相比，在每个压制工序中单位重量波动也较少。这些事实意味着，外加交变磁场的一方与外加静磁场的一方相比，可更顺畅地进行给粉。因此，本发明特别适用于使用给粉困难的模腔(例如，深度与开口部的最小尺寸的比率例如为1以上的形状比的模腔)制作各向异性磁体的场合。
图6为每单位重量成型体的磁性与交变峰值磁场的关系的示意图。图6中曲线的纵轴，表示实施例的磁通(磁通量)与比较例3(外加10kOe的强静磁场而发生取向的成型体)磁通之比。如图6所示，可知，如果交变峰值磁场为300Oe以上，实施例的磁通就达到和比较例3的磁通同等的水平，大致呈饱和。
其次，对交变峰值磁场是420Oe(约等于33.6kA/m)时所得到的实施例，测定刚完成压制后(不进行去磁处理的情况下的)的成型体的表面磁通密度(剩磁)，其值是10高斯(＝0.001特斯拉)以下。当省略对成型体的去磁处理时，刚完成成型的剩磁优选为控制在50高斯(＝0.005特斯拉)以下。按照本实施例，取向磁场的强度与以往相比足够小，因此，在进行磁场取向后的成型体中，不会过度残留低于50高斯的低磁化，因此不需要进行去磁处理。另外，这样制得的各向异性粘结磁体的磁化性能也很好。
在以往的给粉后外加强静磁场(例如10kOe左右的静磁场)、进行挤压成型的场合(比较例3)下，成型体的残留磁化甚至达到2000高斯(0.2特斯拉，所以去磁处理是不可缺少的。
图7为，对于本发明的实施例和比较例的、每单位重量成型体的磁通比和磁化磁场强度的关系的、即磁化特性曲线的示意图。曲线中，“●”表示本发明的实施例所涉及的数据点，“×”表示比较例的数据点。实施例是通过一面外加磁场峰值为400Oe的交变磁场，一面进行给粉·成型工序、且不进行去磁处理的试料，。而比较例为外加12kOe的静磁场以作为取向磁场、在成型工序后实施去磁处理(外加交变磁场)的试料。
如图7的磁化特性曲线所示，可知，在磁化磁场强度是0～10kOe的区域，在实施例中，磁通量的增加( B)与磁化磁场强度的增加( H)的比率( B/ H)大于比较例，具体地说，在以磁化磁场强度40kOe时的磁通量作为100％时，磁场强度为0～10kOe的范围中的实施例的 B/ H是2％/kOe以上，与比较例相比，特别容易磁化。另外，10kOe/m是约800kA/m，2％/kOe是约0.025％/(kA/m)。因此，按照本发明，利用0kA/m以上、800kA/m以下的磁场，可以达到0.025％/(kA/m)以上的 B/ H。
另外，在上述实施例中，使用HDDR粉末制作各向异性粘结磁体，但本发明并不限于此，也可使用其它类型的粉末，只要是可发挥磁各向异性的粉末即可。另外，也可使用HDDR粉末与其它各向异性粉末相混合的粉末制作粘结磁体。
而且，压制装置的型模模腔的形状也不限于上述实施例中所用的形状，可以是任意形状。但是，本发明对给粉困难的形状(例如，开口部的水平方向尺寸的最小部分为5mm以下、深度最大部分为10mm以上的形状)的模腔进行给粉的场合等，能够发挥特别显著的效果。
然后，使用具有图9所示结构的压制装置制成图8所示的径向取向的环状各向异性磁体。所得磁体的尺寸，外径是25mm，内径是23mm，高是4.8mm。磁性粉末使用以同上所述的组成、以相同的方法制成的HDDR混合物。
测定使交变峰值磁场达到80kA/m(约1000Oe)、40kA/m(约500Oe)、24kA/m(约300Oe)时的成型体的磁性(每单位重量的磁通量)和刚完成压制后的(不进行去磁处理情况下的)成型体的表面磁通密度(剩磁)。
其结果，由于交变峰值磁场的大小不同而产生的磁性差异可减小到约0.5％左右。对于任意一种成型体，剩磁都是0.0007特斯拉(7高斯)以下，可以确认，尤其是交变峰值磁场是24kA/m情况下的剩磁为0.0005特斯拉(5高斯)以下，不仅不需要去磁处理，而且磁化性也是非常好的。
产业上的实用性按照本发明，在给粉时外加振动磁场，因此，能够一边向模腔内顺畅地填充磁性粉末，一边使磁性粉末沿取向磁场的方向进行取向。因此，即使外加的磁场强度很小，在填充粉末时，也能够实现足够程度的磁场取向。因此，本发明能够大幅度地降低挤压成型后成型体中所残留的磁化，作为其结果，就可省略去磁处理。所以，按照本发明，一面可避免由残留磁化带来的各种问题，一面可减少压制工序的周期，从而能够以低成本制造特性优良的各向异性粘结磁体。
而且，按照本发明，在给粉时所外加的取向磁场是振动磁场，因此，即使对于具有难于给粉的形状的模腔，也能够可靠地供给磁性粉末，并能够降低成型体的单位重量波动。由此，也能够以高合格率生产具有复杂形状的小型各向异性粘结磁体。
权利要求
1.一种永久磁体的制造方法，其特征在于，通过向压制装置的模腔内供给磁性粉末，成型为永久磁体，包括在包括所述模腔的空间中形成振动磁场的工序；一面使所述磁性粉末沿平行于所述振动磁场的方向取向，一面使所述磁性粉末向所述模腔的内部移动的工序；以及在所述模腔内挤压所述磁性粉末，制作成型体的工序。
2.如权利要求1所述的永久磁体的制造方法，其特征在于，在所述模腔内挤压所述磁性粉末时，还外加有所述振动磁场。
3.如权利要求1或2所述的永久磁体的制造方法，其特征在于，调节所述模腔内的所述振动磁场的最大值，使利用所述压制装置成型后的所述成型体的表面磁通密度为0.005特斯拉以下。
4.如权利要求3所述的永久磁体的制造方法，其特征在于，所述模腔内的所述振动磁场的最大值被调节在120kA/m以下。
5.如权利要求3所述的永久磁体的制造方法，其特征在于，所述模腔内的所述振动磁场的最大值被调节在100kA/m以下。
6.如权利要求3所述的永久磁体的制造方法，其特征在于，所述模腔内的所述振动磁场的最大值被调节在80kA/m以下。
7.如权利要求3所述的永久磁体的制造方法，其特征在于，在所述模腔内压缩所述磁性粉末后，对所述成型体不进行去磁处理，即从所述模腔取出所述成型体。
8.如权利要求1～7中任一项所述的永久磁体的制造方法，其特征在于，所述振动磁场是交变磁场。
9.如权利要求1～7中任一项所述的永久磁体的制造方法，其特征在于，所述振动磁场包含多个脉冲磁场。
10.如权利要求1～9中任一项所述的永久磁体的制造方法，其特征在于，所述模腔开口部的水平方向尺寸，最小部分为5mm以下，所述模腔的深度，最大部分为10mm以上。
11.如权利要求1～10中任一项所述的永久磁体的制造方法，其特征在于，所述磁性粉末，至少一部分是HDDR粉末。
12.如权利要求1～11中任一项所述的永久磁体的制造方法，其特征在于，包括所述设置了具有贯通孔的型模，和在所述贯通孔的内部，相对于所述型模做往复运动的下冲模的压制装置，使所述磁性粉末向所述模腔内部移动的工序；在由所述下冲模使所述贯通孔呈闭塞状态的所述型模上，将含有所述磁性粉末的加料箱配置在所述贯通孔上方的工序；使所述下冲模相对所述型模向下方移动，在所述加料箱的下方形成所述模腔的工序。
13.一种压制装置，其特征在于，具有有贯通孔的型模；位于所述贯通孔的内部，可相对所述型模做往复运动的上冲模和下冲模；以及向形成于所述型模的贯通孔的内部的模腔中供给磁性粉末的给粉装置，且具有，在使所述磁性粉末向所述模腔内部移动时，对所述磁性粉末外加振动磁场的振动磁场外加装置。
14.如权利要求13所述的压制装置，其特征在于，所述振动磁场外加装置，在利用所述上冲模和下冲模对供给到所述模腔内部的所述磁性粉末挤压时，对所述磁性粉末外加振动磁场。
15.一种利用挤压成型制成的永久磁体，其特征在于，压制装置内的磁性粉末在振动磁场中发生取向，并被压缩，在不进行去磁处理的情况下，从所述压制装置中取出时的剩磁水平，按表面磁通密度计，为0.005特斯拉以下。
16.一种利用树脂结合磁体粉末而制成的各向异性粘结磁体，其特征在于，在外加0～800kA/m的磁场以用于磁化时，所述磁通量的增加量( B)与所述磁场强度的增加量( H)的比值( B/ H)为0.025％/(kA/m)以上。
全文摘要
一种避免了由残留磁化产生的问题，并可以低成本制造的各向异性粘结磁体。并且，即使对具有给粉困难的形状的模腔，也能可靠地供给磁性粉末，并提高了成型体的单位重量密度。是通过向压制装置的模腔内供给磁性粉末(HDRR粉末)而制造成型的各向异性粘结磁体。在模腔的外部配置磁性粉末后，在包含模腔的空间中形成振动磁场(例如交变磁场)。一面使磁性粉末沿平行于振动磁场的振动方向取向，一面使磁性粉末向模腔的内部移动。然后，在模腔内挤压粉末，制成成型体(各向异性粘结磁体)。
文档编号H01F41/02GK1488154SQ02803899
公开日2004年4月7日 申请日期2002年10月18日 优先权日2001年10月31日
发明者三野修嗣, 中本登 申请人:住友特殊金属株式会社