专利名称：永磁体的制造方法
技术领域：
本发明涉及通过挤出加工(extrusion)制造多个永磁体的方法。
背景技术：
在工业上和商业上已经使用由稀土、铁系金属和硼形成的，具有矩形、弧形、半椭圆形或新月形截面并且借助于热(温)塑性加工被赋予磁各向异性的永磁体。这些永磁体的制造方法例如如下。将通过混合稀土、铁系金属和硼制备出的原材料熔化，并且将如此获得的熔融磁体合金喷出到例如铜制转动棍上，以制造急冷(extremely rapidly quench)的、由纳米尺寸晶粒构成的薄带。将通过急冷处理获得的磁体合金粉末粉碎成所需直径的颗粒，接着将这些颗粒冷加压成压块。接着将压块热加压或温加压成具有高密度的块体，接着使该块体经受热塑性加工或温塑性加工以由此形成具有磁各向异性的期望形状的磁体材料。作为赋予得到的磁体材料磁各向异性的塑性加工处理，使用在材料产率和产品合格率方面优异的挤出处理。在后面的步骤中使已经经受塑性加工的磁体材料磁化，由此提供具有磁各向异性的实用的永磁体。例如，日本特开2001-15325号公报公开并提出了一种通过挤出处理制造具有径向各向异性的、例如具有弧形截面的多个永磁体的方法。在日本特开2001-15325号公报中，将带翅芯轴插入到形成在模具中的通孔内、以在芯轴和限定通孔的模具内壁之间限定出与待获得的永磁体的截面形状一致的多个断开孔。接着，用冲头对填充在通孔内的柱状坯体加压并且将坯体从各个断开孔内挤出，由此制出在径向上各向异性的多个永磁体。在日本特开2001-15325中公开的制造方法中，存在如下担忧:当挤出坯体时，在柱状坯体的被芯轴的翅断开的部分处的晶体取向未对齐，因此获得的永磁体的磁性特性在断开部分处降低。另外，因为坯体在被挤出的同时被断开，所以在断开部分处应力增大，并且获得的永磁体的断开部分可能龟裂。因此，在后面的步骤中必须将龟裂的有缺陷部分磨削掉，导致磨削量增大以致产率降低的问题。
发明内容
鉴于上述传统技术中的固有问题，为解决该问题已完成本发明，并且本发明的目的在于提供一种用于以良好效率制造具有优异的磁各向异性的永磁体的永磁体制造方法。为了解决上述问题并实现上述目的，本发明的第一方面是一种用于制造永磁体的方法，该方法包括如下步骤:在芯轴被插入到形成在挤出模具中的通孔内的状态下，通过利用加压冲头对被填充在所述通孔内的预制成型体进行加压，将所述预制成型体挤入到在所述通孔的内表面与所述芯轴的外表面之间限定出的填充空间内，由此形成以在周向上彼此隔开的方式形成有沿挤出方向延伸的多个应力集中部的筒状的挤出成型体；和施加外力至获得的所述挤出成型体以由此在所述应力集中部处将所述挤出成型体断开成多个永磁体。根据本发明的第一方面，将通过挤出加工处理形成的挤出成型体断开成多个永磁体。因此，挤出加工时施加至挤出成型体的压缩方向(晶体取向方向)全部对齐以由此赋予了优异的磁各向异性，各个永磁体在断开部分处的磁性特性没有降低，并且能够制造出在磁各向异性上优秀的多个永磁体。另外，由于在挤出加工中没有大的应力施加至挤出成型体的待断开部分，所以在永磁体的断开部分不发生龟裂并且能够改善原材料的产率。此外，由于在挤出加工中形成了用于断开永磁体的应力集中部，所以与在后步骤中单独形成应力集中部的情况相比，能够提高生产效率。根据本发明的第二方面，在上述用于制造永磁体的方法中，在所述挤出成型体的内表面和/或外表面由在周向上以形成角度的方式连续地连接的两个表面形成各所述应力集中部。根据本发明的第二方面，能够提高永磁体的断开面的平面度并且能够改善永磁体的外观。根据本发明的第三方面，在上述用于制造永磁体的方法中，在所述挤出模具中的所述通孔的内表面或者所述芯轴的外表面以从所述通孔的内表面或所述芯轴的外表面突出的方式设置朝向所述填充空间突出的突部，并且在朝向所述填充空间被挤出的挤出成型体的内表面或外表面形成由所述突部引起的作为在径向上内凹的应力集中部的槽。根据本发明的第三方面，能够进一步提高永磁体的断开面的平面度。根据本发明的第四方面，在上述用于制造永磁体的方法中，将形成为使得所述应力集中部的径向厚度T1相对于径向最大厚度Ttl在1/51； < T1 < 4/5T0范围的挤出成型体在所述应力集中部处断开。根据本发明的第四方面，挤出成型体的在应力集中部处的断开变得容易并且能够抑制取向特性上的降低。根据本发明的第五方面，在上述用于制造永磁体的方法中，在径向上压缩所述挤出成型体，使得所述挤出成型体在所述应力集中部处被断开。根据本发明的第五方面，挤出成型体的断开变得容易。根据本发明的永磁体制造方法，能够以良好效率制造出具有优异磁各向异性的永磁体。
图1是描绘了根据实施方式的用于制造永磁体的挤出装置的挤出模具、加压冲头和芯轴的不意图。图2是描绘了被形成为制造根据实施方式I的矩形截面的永磁体的挤出装置在芯轴被插入到挤出模具中的通孔内的状态下的从底面观察到的示意图。图3的(A)至(C)示出描绘了根据实施方式I的永磁体的制造过程的说明图，其中，图3的(A)描绘了通过挤出装置形成的挤出成型体，图3的(B)描绘了准备在应力集中部处断开挤出成型体的状态，图3的(C)描绘了挤出成型体被断开成多个永磁体的状态。图4A和图4B示出描绘了根据实施方式2的新月形截面的永磁体的制造过程的说明图，其中，图4A描绘了准备在应力集中部处断开由挤出装置形成的挤出成型体的状态，图4B描绘了挤出成型体被断开成多个永磁体的状态。图5A和图5B示出描绘了根据实施方式3的半椭圆形截面的永磁体的制造过程的说明图，其中，图5A描绘了准备在应力集中部处断开由挤出装置形成的挤出成型体的状态，图5B描绘了挤出成型体被断开成多个永磁体的状态。
图6A和图6B示出分别描绘了用于制造根据实施方式4的弧形截面的永磁体的挤出装置的挤出模具和芯轴的说明图。图7A和图7B示出描绘了根据实施方式4的永磁体的制造过程的说明图，其中，图7A描绘了准备在应力集中部处断开由挤出装置形成的挤出成型体的状态，图7B描绘了挤出成型体被断开成多个永磁体的状态。图8A和图8B示出描绘了在实验例中磁性取向度的测量结果的图表，其中，图8A描绘了发明例的结果，图8B描绘了比较例的结果。附图标记说明12:挤出模具12a:通孔14:加压冲头16:芯轴18:具有矩形截面的永磁体20:填充空间22:—次挤出成型体(挤出成型体)24:二次挤出成型体(挤出成型体)28:应力集中部32:具有新月形截面的永磁体34:具有半椭圆形截面的永磁体36:具有弧形截面的永磁体38:内突起(突部)40:外突起(突部)T0:挤出成型体的径向最大厚度T1:应力集中部的径向厚度
具体实施例方式接着，将在下面参照附图基于优选的实施方式描述根据本发明的永磁体制造方法。实施方式图1示出在永磁体制造方法中使用的挤出装置的优选实施方式。挤出装置10包括:挤出模具12，在该挤出模具中以沿挤出方向贯穿挤出模具的方式形成有通孔12a ;加压冲头14，该加压冲头从通孔的一个开口被插入到通孔12a内；和芯轴16，该芯轴从通孔的另一开口被插入到通孔12a内并且具有比通孔12a的孔径小的直径。在芯轴16被插入到通孔12a内的状态下，在通孔12a的内表面(挤出模具12的限定通孔12a的内壁)与芯轴16的外表面之间、以沿着芯轴16的整个外周连通的方式限定出填充空间。填充空间20被形成为由如下的多个成型空间20a组成的筒状空间:该多个成型空间20a以在周向上彼此连通的方式被连续地限定出并且与待制造的永磁体18、32、34、36的截面形状大体一致，其中沿与挤出方向垂直的方向截取出截面形状。成型空间20a的形状可以通过改变芯轴16和通孔12a各自的形状而改变。于是，可以通过挤出装置10从柱状预制成型体形成如下的筒状一次挤出成型体(挤出成型体)22:在该一次挤出成型体中，与待获得的永磁体18、32、34、36的截面形状一致的多个成型部18a、32a、34a、36a在周向上连续地延伸。以如下方式获得预制成型体。将混合稀土、铁系金属和硼制备出的原材料熔化，并且将如此获得的熔融材料喷出到转动辊上以制造急冷的薄带。将获得的磁体合金粉末粉碎成所需直径的颗粒，接着将这些颗粒冷加压成压块。接着在惰性气体(例如氩气)气氛中将压块预加热至所需温度(热加压或温加压压块时的温度)，并且此后进行热加压或温加压，以由此进行高度致密化。另外，虽然可以采用Y和/或镧系元素作为稀土，但是特别地可以优选地采用Nd、Pr、Dy、Tb或它们中的两种或更多种的混合物。此外，虽然可以采用Fe、Co和/或Ni作为铁系金属，但是特别地可以优选地采用Fe、Co或这些金属的混合物。应该注意的是，可以根据需要添加Ga以便提高塑性加工性(或抗龟裂性)。另外，在惰性气体(例如氩气)的气氛下将通过热加压或温加压被高度致密化的预制成型体预加热至由挤出装置10挤出预制成型体时的温度，接着将该预制成型体保持在该温度。模制预制成型体时执行的预加热和通过挤出装置10挤出预制成型体之前执行的预加热可以根据使用的磁性材料的种类或者诸如加工时间表(working schedule)等加工条件来执行,并且这样的预加热也可以省略。这里，作为使用永磁体的马达的一般形式，出现有永磁体安装在转子表面的表面永磁体(SPM)马达和永磁体被埋设在转子内部的内部永磁体(IPM)马达。对于表面永磁体马达，优选地采用分别具有新月形截面、弧形截面和半椭圆形截面的永磁体32、36、34，而对于内部永磁体马达，优选地采用分别具有矩形截面和弧形截面的永磁体18、36。另外，通过改变芯轴16和通孔12a各自的形状能够由挤出装置10制造出具有前述不同类型截面的永磁体18、32、34、36。接着，将在下面逐一地描述具有前述不同类型截面的那些永磁体18、32、34、36的制造过程。实施方式I在实施方式I中，将描述具有矩形截面的永磁体18的制造过程。在实施方式I中，如图2所示，在挤出模具12中形成有具有大体矩形开口形状的通孔12a。另外，在挤出模具12中，在通孔12a的每个角处形成有以预定角度(在该实施方式中为45° )倾斜的斜面。芯轴16具有小于通孔12a的矩形截面。接着，在芯轴16被插入到通孔12a内的状态下，沿着芯轴16的整个外周限定出整体具有带角筒状形状的填充空间20。在芯轴16如此布置的状态下，在芯轴16的四个表面的外侧限定出均具有矩形截面的成型空间20a，并且通过在通孔12a的角部处将这些成型空间20a连接到一起使得他们彼此连通来组成填充空间20。在使芯轴16的角部面对挤出模具12的相应斜面这样的状态下将芯轴16插入到通孔12a内。另外，在将芯轴16插入到通孔12a内这样的状态下限定出的填充空间20中，芯轴16与斜面之间限定出的径向间隙被设定为小于在通孔12a的表面面对芯轴16的表面的部分处限定出的径向间隙。在挤出装置10中，将预加热了的预制成型体从一个开口插入到通孔12a内以由此将该预制成型体填充在通孔中，并且将芯轴16从通孔的另一开口插入到通孔12a内，在该状态下将加压冲头14从所述一个开口插入到通孔12a内以对预制成型体加压。于是，预制成型体被挤入到在芯轴16的外表面和通孔12a的内表面之间限定出的填充空间20内，由此形成如图1所示的一次挤出成型体22。该一次挤出成形体22在与挤出方向垂直的厚度方向上是磁各向异性的，其中该挤出方向作为执行挤出时的压缩方向。在如下状态下将通过挤出装置10形成的一次挤出成型体22从通孔12a中排出:作为被挤入到填充空间20内的一次挤出成型体22的结果，在均具有矩形截面的多个(该实施方式中为四个)成型部18a在周向上被联接到一起的筒状部分的端部设置有底部22a。接着，从一次挤出成型体22上去除底部22a以由此获得在挤出方向上前后开口的、具有带角筒状形状的二次挤出成型体(挤出成型体)24 (参见图3的(A))。如图3的(A)所示，二次挤出成型体24被形成为在内侧具有矩形截面并且在外侧具有形成在与矩形截面的角对应的部分处的斜面26的带角筒状形状。也就是，在二次挤出成型体24的内侧的两个表面以形成角度的方式彼此连接的位置处的带角角部起到当外力被施加至二次挤出成型体24时应力集中的应力集中部28的作用。也就是，在实施方式I中，在沿周向被连接到一起的成型部18a、18a的连接部的内侧形成有应力集中部28。另外，作为在二次挤出成型体24的在形成有应力集中部28的位置处形成有斜面26的结果，该位置处的角部的厚度被制得比二次挤出成型体的其他部分薄(或者应力集中部28被制得比其他部分更加脆弱)。接着，如图3的(B)所示，分别施加断开夹具30、30至相对的一对斜面26，并且使夹具在应力集中部28彼此相对的方向上(即，在径向上)彼此接近以便对彼此如此面对的相应的应力集中部28施加压力，由此作为起点在二次挤出成型体24的在长度方向(挤出方向)上的整个长度延伸的四个应力集中部28处将二次挤出成型体24断开。结果，如图3的(C)所示，二次挤出成型体24被断开成四个部分。接着，通过根据需要对形成有斜面26的部分进行加工，获得具有矩形截面的永磁体18。在实施方式I中，在通过挤出加工获得的二次挤出成型体24中，如图3的(A)所示，相对于二次挤出成型体24的最大厚度Ttl，应力集中部28处的厚度(径向厚度)T1的上限值优选地设定为T1 < 4/51；，并且更优选地设定为T1 < 3/5T0O另外，相对于二次挤出成型体24的最大厚度Ttl，应力集中部28处的厚度(径向厚度)T1的下限值优选地设定为T1 >1/5T0,并且更优选地设定为T1 > 2/5T0O也就是，当应力集中部28处的厚度T1被制得大于上限值时(即，在T1 > 4/5T0的情况中)，在应力集中部28处断开二次挤出成型体24时需要大的力，导致二次挤出成型体24缺损的担忧。与之相反，当应力集中部28处的厚度T1被制得小于下限值时(即，在T1 ( 1/5T0的情况中)，在一次挤出成型体22的挤出加工中形成应力集中部28时的塑性变形变大，导致取向特性被劣化的担忧。这样，在根据实施方式I的永磁体18的制造方法中，通过将挤出加工后从挤出装置10排出的二次挤出成型体24在应力集中部28处断开而制造出多个永磁体18。因此，在挤出加工时没有大的力施加至断开部分，因此无需在后面的步骤中进行磨削以磨削掉有缺陷的部分，由此提高了产率。另外，与传统技术中的在挤出加工时通过芯轴上的翅对预制成型体加压的状态下将预制成型体断开的传统方法相比，根据实施方式I的制造方法，能够获得在永磁体18被断开的部分处晶体在相同方向上对齐以由此提供优异的磁各向异性的多个永磁体18，并且各永磁体18的磁性特性变得均一。也就是，能够以良好的产率制造出具有优异的磁性特性的永磁体18。此外，在挤出一次挤出成型体22的挤出加工的同时形成二次挤出成型体24将在该位置处被断开成多个部分的应力集中部28。因此，与在后步骤中单独形成应力集中28的方法相比，能够减少涉及的步骤的数量，由此使得能够提高生产效率。另外，应力集中部28使得形成应力集中部28的两个表面以形成角度的方式连接到一起，因此，当外力施加至二次挤出成型体24时，在作为起点的应力集中部28处将二次挤出成型体24断开成良好的形状，由此使得能够获得具有高平面度的断开面。也就是，从二次挤出成型体24断开出的永磁体18的断开面的平面度高，因此，得到的永磁体18具有良好的外观。顺便提一句，在后面的步骤中将从二次挤出成型体24断开出的永磁体18磁化，由此提供具有磁各向异性的实用的永磁体。实施方式2虽然在实施方式I中描述了具有矩形截面的永磁体18的制造，但是通过改变芯轴16和挤出模具12中的通孔12a各自的形状，能够制造具有如图4B所示的新月形截面的永磁体32。也就是，当制造具有新月形截面的永磁体32时,芯轴16和通孔12a各自的形状被设定为使得在芯轴16被插入到通孔12a内的状态下，在芯轴16的外表面和通孔12a的内表面之间限定出如下的筒状填充空间20:在该筒状填充空间20中，均具有新月形截面的成型空间20a以连通的方式在周向上延伸。接着，通过用加压冲头14对被填充在通孔12a内的柱状预制成型体加压，形成具有如下的筒状部的带底筒状一次挤出成型体22:在该筒状部中，均具有新月形截面的成型部32a在周向上被连接到一起。接着，通过从一次挤出成型体22上切去底部22a，形成大体筒状的二次挤出成型体24。在实施方式2中，如图4A所示，二次挤出成型体24被形成为使得在内侧限定出圆形截面并且在外侧弧形脊和V字状根在周向上连续且交替地延伸。也就是，在实施方式2中，应力集中部28形成在沿周向连续地延伸的成型部32a、32a被连接到一起的位置处的连接部的外表面。在实施方式2中，在通过挤出加工获得的二次挤出成型体24中，和实施方式I 一样，相对于二次挤出成型体24的最大厚度Ttl，应力集中部28处的厚度(径向厚度)T1的上限值和下限值优选地设定为在1/51； < T1 < 4/5T0的范围，并且更优选地设定为在2/5T。< T1 < 3/5T。的范围。在实施方式2中，如图4A所示，从彼此相对的应力集中部28的外侧施加断开夹具30,30至应力集中部28，接着以在径向上将二次挤出成型体24保持在断开夹具30、30之间的方式使断开夹具30、30彼此接近，由此作为起点在二次挤出成型体24的在长度方向(挤出方向)上的整个长度延伸的各个应力集中部28处将二次挤出成型体24断开。因此，如图4B所示，能够获得均具有新月形截面的六个永磁体32。在实施方式2中，也和实施方式I 一样，能够以良好的产率制造具有优异磁性特性的永磁体32。另外，具有新月形截面的永磁体32均具有均一的磁性特性和良好的外观。实施方式3在实施方式3中，将描述各具有图5B中示出的半椭圆形截面的永磁体34的制造。也就是，当制造具有半椭圆形截面的永磁体34时，芯轴16和通孔12a的各自的形状设定为使得在芯轴16被插入到通孔12a内的状态下，在芯轴16的外表面和通孔12a的内表面之间限定出如下的筒状填充空间20:在该筒状填充空间中，均具有半椭圆形截面的成型部20a以连通的方式在周向上延伸。接着，通过用加压冲头14对被填充在通孔12a内的柱状预制成型体加压，形成具有如下的筒状部的带底筒状一次挤出成型体22:在该筒状部中，均具有半椭圆形截面的成型部34a在周向上被连接到一起。接着，通过从一次挤出成型体22上切去底部22a，形成大体筒状的二次挤出成型体24。在实施方式3中，在通过挤出加工获得的二次挤出成型体24中，和实施方式I 一样，相对于二次挤出成型体24的最大厚度Ttl，应力集中部28处的厚度(径向厚度)T1的上限值和下限值优选地设定为在1/51； < T1 < 4/5T。的范围，并且更优选地设定为在2/51； < T1 < 3/5T0的范围。在实施方式3中，如图5A所示，二次挤出成型体24被形成为在内侧具有矩形截面并且在外侧具有圆形截面。在实施方式3中的二次挤出成型体24中，和实施方式I 一样，内侧角部起到应力集中部28的作用。接着，如图5A所示，从彼此相对的应力集中部28的外侧施加断开夹具30、30至应力集中部28，接着使断开夹具30、30彼此接近以便使二次挤出成型体24在断开夹具30、30之间沿径向压缩，由此作为起点在二次挤出成型体24的在长度方向(挤出方向)上的整个长度延伸的各个应力集中部28处将二次挤出成型体24断开。因此，如图5B所示，能够获得均具有半椭圆形截面的四个永磁体34。在实施方式3中，也和实施方式I 一样，能够以良好的产率制造具有优异磁性特性的永磁体34。另外，具有半椭圆形截面的永磁体34均具有均一的磁性特性和良好的外观。实施方式4在实施方式4中，将描述具有弧形截面的永磁体36的制造。也就是，当制造具有弧形截面的永磁体36时，芯轴16和通孔12a的各自的形状设定为使得在芯轴16被插入到通孔12的状态下，在芯轴16的外表面和通孔12a的内表面之间限定出圆筒状的填充空间20。另外，当制造如实施方式4中的具有弧形截面的永磁体36时，为了在挤出加工时形成应力集中部28，如图6A和图6B所示，在挤出模具12中的通孔12a的内表面、在与插入到通孔12a的芯轴16的顶端部对应的位置处，以在周向上彼此隔开的方式设置有多个内突起(突部)38。另外，在芯轴16的外表面、在顶端部处、以与内突起38对应的方式设置有外突起(突部)40。接着，用加压冲头14对被填充在插入有芯轴16的通孔12内的柱状预制成型体加压，由此在一次挤出成型体22的挤出加工的过程中在一次挤出成型体22的分别与内突起38和外突起40对应的外表面和内表面上形成有在径向上内凹的槽形的应力集中部28、28。接着，在一次挤出成型体的沿其在挤出方向上的整个长度上形成有应力集中部28，该一次挤出成型体从成型模具12排出时将作为二次挤出成型体。因此，形成了具有如下的筒状部的带底筒状一次挤出成型体22:在该筒状部中，由周向上彼此相邻的应力集中部28分开的多个成型部36a在周向上被连接到一起。在实施方式4中，在如图7A中所示的通过挤出加工获得的二次挤出成型体24中，和实施方式I 一样，相对于二次挤出成型体24的最大厚度Ttl,应力集中部28处的厚度(径向厚度的上限值和下限值设定为在1/51； < T1 < 4/5T0的范围，并且更优选地设定为在2/5T。< T1 < 3/5T。的范围。这里，如前面已经描述的，优选地，挤出模具12上的内突起38和芯轴16上的外突起40在当芯轴16被插入到通孔12a内时与芯轴16的顶端部对应的位置处设置在模具的内表面和芯轴16的外表面。然而，挤出模具12上的内突起38可以设置成比插入到通孔12a内的芯轴16的顶端部在挤出方向上进一步向后，只要从挤出方向上观察时外突起40和相应的内突起38在径向上对齐即可。另外，在应力集中部28处断开成型部36a时产生的断开面的平面度随着通过内突起38和外突起40形成的槽形应力集中部28的顶端(槽的根部)的锐度的增加而进一步增加。因此，优选的是，内突起38和外突起40的形状被制成具有三角形截面，并且突起端部一侧的内角为锐角。内突起38和外突起40的截面形状不限于三角形，因此，内突起38和外突起40的形状可以被形成为具有矩形截面或者突出端部被形成为弧形形状的弧形截面。如图7A所示，实施方式4中的二次挤出成型体24被形成为如下的筒状成型体:通过以在径向上彼此相对的方式形成在该成型体的外表面和内表面上的应力集中部28在周向上分开的多个(实施方式4中为四个)成型部36a被连接到一起。也就是，实施方式4中的二次挤出成型体24中，应力集中部28形成于成型部36a在周向上被连接到一起所在的连接部分的外表面和内表面。接着，如图7A所示，施加断开夹具30、30至隔着二次挤出成型体24的中心彼此相对的应力集中部28、28的外侧，并且使断开夹具30、30彼此接近以便使二次挤出成型体24在断开夹具30、30之间沿径向压缩，由此在二次挤出成型体24的在长度方向(挤出方向)上的整个长度延伸的应力集中部28处将二次挤出成型体24断开，并且如图7B所示，获得了均具有弧形截面的四个永磁体36。在实施方式4中，也和实施方式I 一样，能够以良好的产率制造具有优异磁性特性的永磁体36。另外，得到的具有弧形截面的永磁体36均具有均一的磁性特性和良好的外观。另外,在实施方式4中，通过突起38、40形成的应力集中部28被形成为大体V字形的槽，因此，进一步提高了在应力集中部28处被断开的永磁体36的断开面的平面度，并且进一步改善了得到的永磁体36的外观。当通过形成在挤出模具12上的突起38和形成在芯轴16上的突起40形成应力集中部28时，可以采用仅在挤出模具12和芯轴16中的任一方上形成细长突起以便在一次挤出成型体22的内表面和外表面中的任一方上形成应力集中部28的形式。实验例通过熔化来制备含有29.5%质量比的Nd、5%质量比的Co、0.9%质量比的B和0.6%质量比的Ga与作为平衡量的实质Fe的磁性合金，并且通过单辊法将其急冷以获得具有25 厚度并且0.1 以下的平均晶粒直径的磁性合金带。此外，将该磁性合金带粉碎以制备具有300 u m以下颗粒长度的磁性粉末。以近似3.0ton的表面压力冷压磁性粉末以获得压块。在氩气的气氛中将压块预加热至600°C至900°C的温度，接着以600°C至900°C的温度和200MPa的压力进行热压以由此制出柱状预制成型体。接着，将永磁体是通过用于制造具有新月形截面的永磁体32的根据本发明的制造方法从预制成型体制造出的发明例与永磁体是在与如上所述那些条件相同的条件下通过日本特开2001-15325号公报中公开的制造方法从预制成型体制造出的比较例进行比较，以研究两例之间在磁性取向度上的差
巳作为挤出预制成型体时的条件，预制成型体和挤出模具12的温度在600°C至900°C的范围，并且50-ton液压机被用作加工机器。另外，在对预制成型体进行挤出之前预制成型体已经被预加热至600°C至900°C的温度。至于发明例和比较例的各自的永磁体32的磁性取向(磁性特性)度的具体测量，在长度方向(挤出方向)上的中央部、从宽度方向上的中央部和两端部裁切出(宽)X7_ (长)的样件，接着将样件的厚度方向上的两侧磨削掉0.5mm以制造出在磁性测量中使用的7mm (宽)X7mm (长)X6mm (厚)的样件。另外，通过对各实施例的永磁体32的多个部分进行裁切而制备出磁性测量用的样件，该多个部分位于距离永磁体32的在通过挤出加工获得挤出成型体的挤出方向上的前端(顶端)不同长度的位置处。接着，在用于测量的3.2MA/m的磁场中将磁性测量用的各个样件磁化。利用脉冲激励型BH描绘器对作为磁化的结果达到饱和磁化的磁性测量用样件进行磁性取向度的测量。对发明例进行的测量的结果示出在图8A中，而对比较例进行的测量的结果示出在图8B中。从图8A和图8B不出的实验结果确认:在发明例中，览度方向上的中央部和两端部处的磁性取向度与在挤出加工时断开磁体的比较例中的磁性取向度相比提高了，在宽度方向中央部处的磁性取向度与宽度方向上两端部处的磁性取向度近似相同，并且发明例在宽度方向上具有均一的磁性特性。另外，发明例的永磁体32的外观良好并且在断开部分中未发现龟裂，并且仅发现少量需要磨削的缺陷部分。也就是，确认了根据本发明能够从通过在生产性、材料产率、产品合格率和制造成本方面均优异的挤出加工形成的挤出成型体制造出具有高磁性特性的永磁体。变型例发明不限于实施方式的构造，因此可以进行各种变型。例如，可以采用如下构造。(I)在实施方式中,在挤出加工出具有底部的一次挤出成型体之后,将一次挤出成型体的底部切去以获得筒状的二次挤出成型体。然而，也可以采用如下构造:通过挤出加工形成筒状的二次挤出成型体，该筒状的二次挤出成型体仅具有由与准备获得的永磁体的截面一致的多个成型部构成的筒状部。(2)在实施方式I中，虽然在二次挤出成型体的四个角部处形成有斜面，但是斜面的设置并非强制性的，因此二次挤出成型体的角部可以保持带角度。(3)在实施方式中，虽然描述了具有矩形、新月形、半椭圆形或弧形截面的永磁体被制造，但是被制造的永磁体的形状不限于这些形状，因此，可以制造具有其他各种截面形状的永磁体。另外，在通过挤出加工形成的一次挤出成型体中，在周向上被连接到一起的成型部(与永磁体对应的部分)的数量应该为两个以上，并且成型部的数量不限于实施方式中描述的那些。(4)在实施方式I至3中，可以在挤出模具中的通孔的内表面和芯轴的外表面上、在与形成在一次挤出成型体上的应力集中部对应的位置处形成与实施方式4中的突起类似的突起，并且可以在应力集中部的内表面和外表面中的任一方上形成槽。另外，代替形成应力集中部的突起，可以使用沿着挤出方向以预定长度延伸的细长突起(突部)。细长突起不限于设置成沿挤出模具和芯轴的整个长度延伸的那些细长突起，而是可以是诸如被设置成仅位于芯轴被插入到通孔内所在区域的细长突起。(5)在实施方式中，虽然当在应力集中部处将挤出成型体断开时通过断开夹具从外侧将隔着挤出成型体的中心彼此相对的应力集中部压缩，但是可以以与断开挤出成型体相同的方式将挤出成型体的除了应力集中部之外的其他部分压缩。然而,通过在应力集中部处压缩(保持和加压)挤出成型体而不是在其他部分处压缩使得在应力集中部处将挤出成型体断开更加容易。( 6 )可以通过将磁性合金粉末冷加压成压块并接着在没有热加压或温加压的状态下进行挤出加工来获得预制成型体。虽然已经详细地并且参照本发明的具体实施方式
描述了本发明，但是对于本领域技术人员而言显而易见的是，可以在不脱离本发明的范畴的情况下进行各种改变和变型。本申请基于2012年I月10日提交的日本专利申请2012-002512，该申请的全部内容通过引用合并于此。
权利要求
1.一种用于制造永磁体的方法，该方法包括如下步骤: 在芯轴被插入到形成在挤出模具中的通孔内的状态下，通过利用加压冲头对被填充在所述通孔内的预制成型体进行加压，将所述预制成型体挤入到在所述通孔的内表面与所述芯轴的外表面之间限定出的填充空间内，由此形成以在周向上彼此隔开的方式形成有沿挤出方向延伸的多个应力集中部的筒状的挤出成型体；和 施加外力至获得的所述挤出成型体以由此在所述应力集中部处将所述挤出成型体断开成多个永磁体。
2.根据权利要求1所述的用于制造永磁体的方法，其特征在于， 在所述挤出成型体的内表面和/或外表面由在周向上以形成角度的方式连续地连接的两个表面形成各所述应力集中部。
3.根据权利要求1所述的用于制造永磁体的方法，其特征在于， 在所述挤出模具中的所述通孔的内表面或者所述芯轴的外表面以从所述通孔的内表面或所述芯轴的外表面突出的方式设置朝向所述填充空间突出的突部，并且在朝向所述填充空间被挤出的挤出成型体的内表面或外表面形成由所述突部引起的作为在径向上内凹的应力集中部的槽。
4.根据权利要求2所述的用于制造永磁体的方法，其特征在于， 在所述挤出模具中的所述通孔的内表面或者所述芯轴的外表面以从所述通孔的内表面或所述芯轴的外表面突出的方式设置朝向所述填充空间突出的突部，并且在朝向所述填充空间被挤出的挤出成型体的内表面或外表面形成由所述突部引起的作为在径向上内凹的应力集中部的槽。
5.根据权利要求1所述的用于制造永磁体的方法，其特征在于， 将形成为使得所述应力集中部的径向厚度T1相对于径向最大厚度Ttl在1/51； < T1<4/5T0范围的挤出成型体在所述应力集中部处断开。
6.根据权利要求2所述的用于制造永磁体的方法，其特征在于， 将形成为使得所述应力集中部的径向厚度T1相对于径向最大厚度Ttl在1/51； < T1<4/5T0范围的挤出成型体在所述应力集中部处断开。
7.根据权利要求3所述的用于制造永磁体的方法，其特征在于， 将形成为使得所述应力集中部的径向厚度T1相对于径向最大厚度Ttl在1/51； < T1<4/5T0范围的挤出成型体在所述应力集中部处断开。
8.根据权利要求4所述的用于制造永磁体的方法，其特征在于， 将形成为使得所述应力集中部的径向厚度T1相对于径向最大厚度Ttl在1/51； < T1<4/5T0范围的挤出成型体在所述应力集中部处断开。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的用于制造永磁体的方法，其特征在于， 在径向上压缩所述挤出成型体，使得所述挤出成型体在所述应力集中部处被断开。
全文摘要
永磁体的制造方法。在芯轴被插入到形成在挤出模具中的通孔内的状态下，通过利用加压冲头对被填充在通孔内的预制成型体进行加压，将预制成型体挤入到在通孔的内表面与芯轴的外表面之间限定出的填充空间内。结果，形成以在周向上彼此隔开的方式形成有沿挤出方向延伸的多个应力集中部的筒状挤出成型体。接着，施加外力至如此获得的挤出成型体以由此在应力集中部处将挤出成型体断开成多个永磁体。
文档编号H01F41/02GK103198920SQ201310007060
公开日2013年7月10日 申请日期2013年1月9日 优先权日2012年1月10日
发明者宫胁宽, 森田敏之, 篭桥达哉 申请人:大同特殊钢株式会社, 株式会社大同电子