压制装置及磁体的制造方法制造方法及图纸

压制装置（１０）具备：具有形成模腔的贯通孔（１２ａ）的模具（１２）、用于压制填充在模腔内的磁性粉末（１８）的第１加压面（１４ａ）和第２加压面（１６ａ）、以及对模腔内的磁性粉末（１８）外加取向磁场的磁场发生手段。第１和第２加压面１４ａ）和（１６ａ）的至少一面，具有由维氏硬度超过２００且在４５０以下的材料形成的区域。压制装置（１０）在取向磁场中实行压制粉末时，压制粉末的取向混乱。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及粉末，特别是关于稀土烧结磁体的制造方法及在稀土烧结磁体中使用的粉末压制装置。随着稀土类烧结磁体的用途的扩大，需要制造具有各种各样形状的磁体。例如在制造高性能电动机时，需要数个具有曲面的强的各向异性磁体。为了制造这样的各向异性磁体，有必要对在磁场中取向的磁性粉末进行压制，制作具有所需形状的粉末成型体。在电动机等高性能的旋转机中，使用数个剖面为C字形或者弓形形状的薄板磁体。为了提高旋转机的性能，仅使磁体的磁力强是不够的，需要使磁体的形状和在磁体表面附近的磁场的分布如设计的那样。以往，使压制装置中的一对冲模的加压面(压制面)的形状弯曲，借此能够赋予粉末成型体所需的曲面。以往的冲模，例如使用超硬质合金(例如WC-Ni系)形成，加压面加工成镜面。但是，根据本专利技术人的实验可知，在取向磁场中将磁性粉末进行单轴压制时，如果存在加压面加工成镜面的曲面，磁性粉末的取向就发生混乱，其结果，不能发挥充分的磁体特性。在压制方向和取向磁场的方向大致相同方向的情况下该问题尤其明显。如果由取向发生混乱的成型体制作永久磁体，并利用该永久磁体制造电动机，则会发生对于电动机的转矩不能忽视的水平的齿槽效应(cogging)。齿槽效应转矩(cogging torque)是由于电动机的磁路中的磁阻根据转子的旋转位置发生变化而产生的转矩变动。尽管该转矩变动的大小通常较小，但在动力转向等电动机中，如果出现转矩齿槽效应，就存在被操作者可敏锐地感觉到的问题。该齿槽效应转矩，随着在磁体的凸侧(电动机的线圈相对面侧)发生取向混乱的情况将变得显著。在将利用磁场进行取向的磁体粉末进行单轴压制时，磁性粉末取向上发生混乱的上述问题不限于加压面发生弯曲的场合，在一对加压面中的任一面包括相对于压制方向发生倾斜的区域时也会发生，在各种形状的磁体制造时也会发生。另外，作为在模腔中填充磁性粉末的方法，广泛使用盛满刮平法。例如像特开2000-248301号公报中所记载，使加料箱(或者加料杯)在模腔上滑动，利用模腔内的粉末的自重，填充在模腔内，对由设置在加料箱13内的搅动器(或者也称做“摇动器”)等加压手段填充的磁性粉末的上部向下方加压(例如参照特开2000-248301号公报)。使用该盛满刮平法填充的磁性粉末的表面，和模具表面(即模腔的底面)不平行，沿搅动器的移动方向(或者加料箱的移动方向)倾斜，或形成波浪形。在这样的情况下，即使用相互平行的加压面压制磁性粉末时，上侧加压面(上冲模的表面)的至少部分区域，也会以相对磁性粉末的表面倾斜的状态接触。在这样的状态下，如果对磁场发生取向的磁性粉末进行压制，同上所述，伴随磁性粉末的压缩的移动，会产生加压面附近的磁性粉末颗粒的取向混乱这样的问题。来自本专利技术的压制装置，是具备具有形成模腔的贯通孔的模具、用于压制填充在上述模腔内的磁性粉末的第1加压面和第2加压面、以及对上述模腔内的上述磁性粉末施加取向磁场的磁场发生手段的压制装置，其特征在于，上述第1和第2加压面中的至少一个加压面具有由维氏硬度超过200且在450以下的第1材料形成的第1区域，借此达到上述目的。上述加压面的至少一面也可以具有由高于上述第1材料维氏硬度的第2材料形成的第2区域。在有些实施方式中，上述加压面的至少一个面包含相对于压制方向倾斜的区域。上述第1和第2材料的导磁率优选为1.01以下，更优选为1.001以下。上述第1材料优选为BeCu合金。上述BeCu合金优选含有96.9质量％以上、98.2质量％以下的Cu和1.6质量％以上、2.0质量％以下的Be。在有些实施方式中，上述加压面至少一面为曲面。本专利技术的磁体制造方法，其特征在于，包括准备磁性粉末的工序；在模腔内填充上述磁性粉末的工序；通过对上述模腔内的上述磁性粉末施加取向磁场，使上述磁性粉末取向的工序；以及在彼此相对的一对加压面之间通过单轴压制形成成型体的工序，即，上述一对加压面的至少一个面包含相对上述填充有磁性粉末的表面和/或压制方向倾斜的区域的、上述加压面的至少一面具有由维氏硬度超过200且在450以下的第1材料形成的第1区域的、单轴压制工序，借此达到上述目的。上述加压面的至少一面也可以具有由比上述第1材料维氏硬度高的第2材料形成的第2区域。上述第1和第2材料的导磁率优选为1.01以下，更优选为1.001以下。上述第1材料优选为BeCu合金。上述BeCu合金优选为含有96.9质量％以上、98.2质量％以下的Cu和1.6质量％以上、2.0质量％以下的Be。在有些实施方式中，上述加压面至少一面为曲面。上述单轴压制工序也可以是剖面形成C字形或者弓形的成型体的工序。在优选实施方式中，使用盛满刮平法将上述磁性粉末填充在上述模腔中。上述磁性粉末的平均粒径(FSSS粒径)优选为2μm以上10μm以下。在有些实施方式中，上述取向磁场的方向平行于上述压制方向。上述取向磁场的强度优选为0.5MA/m以上、2.0MA/m以下。上述取向磁场可以是静磁场，也可以是脉冲磁场。在有些优选实施方式中，上述磁性粉末包括稀土类合金粉末。本专利技术的电动机，具备利用上述的任一种制造方法制造的磁体。图2是按照本专利技术的实施方式制造的弓形形状稀土类磁体的立体图。图3(a)为利用现有的压制装置的压制工序初期阶段中的粉末状态的剖面示意图，图3(b)为该压制工序后期阶段中的粉末状态的剖面示意图。图4(a)为利用实施方式的压制装置的压制工序初期阶段中的粉末状态的剖面示意图，图4(b)为该压制工序后期阶段中的粉末状态的剖面示意图。图5为是实施方式的压制装置的压制工序后的下冲模16的立体示意图。图6(a)、(b)、(c)和(d)是本专利技术实施方式所用的下冲模16的立体示意图。图7(a)是表示用实施例的磁体制作的电动机的齿槽效应转矩的曲线图，图7(b)是表示由比较例的磁体构成的电动机的齿槽效应转矩的曲线图。加压面附近的磁性粉末颗粒的取向混乱，会因磁力的相互作用而影响到成型体内部的磁性粉末颗粒，使成型体内部的粉末颗粒的取向方向与取向磁场的方向不平行，导致最终的烧结磁体的磁性降低，但按照本专利技术，就能够防止磁性粉末颗粒的取向混乱。尤其，由于在取向磁场的方向和压制方向一致的、即平行压制中，通过来自压制面的力，易于使磁性粉末颗粒向与压制方向垂直的方向移动，由该结果产生的取向混乱对烧结磁体的磁性的影响也很大，因此使用本专利技术的压制装置的效果大。填充在模腔内的磁性粉末颗粒因受到来自压制面的力而容易发生移动的场合，是具有加压面相对压制方向倾斜的区域的场合，例如，是加压面为相对压制方向倾斜的面的场合或是曲面的场合。另外，“加压面相对压制方向倾斜”是指加压面与压制方向不垂直。尤其是因为在制造电动机用烧结磁体等剖面具有C字形或弓形的形状的成型体的情况下，一对加压面的两方是曲面，而且加压面的形状(在压制方向中的剖面形状)彼此不同，因此在两方的加压面中，容易发生取向混乱。在这样的情况下，优选由具有上述范围的维氏硬度的材料形成两方的加压面。即使一对加压面为相互平行的平面，在填充于模腔内的磁性粉末的表面不平坦的情况下，加压面以相对于磁性粉末的表面倾斜的状态下接触，通过使用由具有上述范围的维氏硬度的材料形成的加压面，也能够抑制磁性粉末颗粒的取向混乱。因此，在使用大量生产性好的盛满刮平法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压制装置，其特征为：具有 设有形成模腔的贯通孔的模具； 用于压制填充在所述模腔内的磁性粉末的第１加压面和第２加压面； 对所述模腔内的所述磁性粉末施加取向磁场的磁场发生手段， 所述第１和第２加压面的至少一个加压面具有由维氏硬度超过２００、且在４５０以下的第１材料形成的第１区域。

【技术特征摘要】
JP 2001-10-2 2001/306406;JP 2002-7-16 2002/2064871.一种压制装置，其特征为具有设有形成模腔的贯通孔的模具；用于压制填充在所述模腔内的磁性粉末的第1加压面和第2加压面；对所述模腔内的所述磁性粉末施加取向磁场的磁场发生手段，所述第1和第2加压面的至少一个加压面具有由维氏硬度超过200、且在450以下的第1材料形成的第1区域。2.如权利要求1所述的压制装置，其特征是所述加压面至少一面还具有由维氏硬度高于所述第1材料的第2材料形成的第2区域。3.如权利要求1或2所述的压制装置，其特征是所述加压面至少一面含有相对于压制方向倾斜的区域。4.如权利要求1～3中任一项所述的压制装置，其特征是所述第1和第2材料的导磁率在1.01以下。5.如权利要求1～4中任一项所述的压制装置，其特征是所述第1材料为BeCu合金。6.如权利要求5所述的压制装置，其特征是所述BeCu合金含有96.9质量％以上、98.2质量％以下的Cu和1.6质量％以上、2.0质量％以下的Be。7.如权利要求1～6中任一项所述的压制装置，其特征是所述加压面至少一面为曲面。8.一种磁体的制造方法，其特征是包括准备磁性粉末的工序；在模腔内填充所述磁性粉末的工序；通过对所述模腔内的所述磁性粉末施加取向磁场，对所述磁性粉末取向的工序；以及在彼此相对的一对...

【专利技术属性】
技术研发人员：原田务，田尻隆志，奥山修一，
申请(专利权)人：株式会社新王磁材，
类型：发明
国别省市：JP[日本]