專利名稱：：徑向各向異性磁鐵的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明是關(guān)于徑向各向異性磁鐵的制造方法。
背景技術(shù)：
：粉碎像鐵氧體或稀土合金那樣的晶體磁性各向異性材料，在特定的磁場(chǎng)中進(jìn)行壓制成形而制作的各向異性磁鐵，廣泛地用于揚(yáng)聲器、電動(dòng)機(jī)、計(jì)測(cè)儀器、其他的電氣設(shè)備等。其中，特別是在徑向具有各向異性的磁鐵，磁性優(yōu)良，可自由地磁化，并且也不需要像瓦形磁鐵(segmentmagnets)那樣的萬(wàn)茲4失固定用的增強(qiáng)，因此^皮應(yīng)用于交流伺服電動(dòng)機(jī)、直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)等。特別近年來(lái)，伴隨電動(dòng)機(jī)的高性能化，要求細(xì)長(zhǎng)的徑向各向異性磁鐵。利用垂直磁場(chǎng)垂直成形法或者后方擠出法制造具有徑向取向的磁鐵，但垂直磁場(chǎng)垂直成形法是以從壓制方向，通過(guò)芯體從相反方向施加磁場(chǎng)而得到徑向取向?yàn)樘卣鳌D1表示制造徑向各向異性磁鐵的垂直磁場(chǎng)垂直成形機(jī)的說(shuō)明圖。這里，圖中l(wèi)是成形機(jī)機(jī)架，2是取向磁場(chǎng)線圈，3是陰模，4是上芯體，5是下芯體，6是上模沖，7是下模沖，8是填充磁鐵粉。在該垂直磁場(chǎng)垂直成形機(jī)中，由線圏產(chǎn)生的磁場(chǎng)形成從芯體，穿過(guò)陰模和成形機(jī)機(jī)架至芯體的磁路。在此場(chǎng)合，為了磁場(chǎng)泄露損失低，形成磁路部分的材料使用強(qiáng)磁性體，主要使用鐵系金屬。但是，用于使磁鐵粉取向的磁場(chǎng)強(qiáng)度，像以下那樣決定。設(shè)芯體直徑為B(磁鐵粉填充內(nèi)徑)、設(shè)陰模直徑為A(磁鐵粉填充外徑)、設(shè)磁鐵粉填充高度為L(zhǎng)。通過(guò)上下芯體的磁通在芯體中央相遇對(duì)抗而到達(dá)陰模。通過(guò)芯體的磁通量，根據(jù)芯體的飽和磁通密度決定，在鐵制芯體，磁通密度是20kG左右。因此磁鐵粉填充內(nèi)外徑中的取向磁場(chǎng)，成為以磁鐵粉填充部的內(nèi)面積和外面積除以通過(guò)上下芯體的磁通量取向磁場(chǎng)，成為2.兀.(B/2)2.20/(7T.B.L)=10.B/L…內(nèi)周2.7T.(B/2)2.20/(兀.A.L)-10.B7(A.L)…外周在外周的磁場(chǎng)比內(nèi)周小，因此為了在磁鐵粉填充部全部得到良好的取向，在外周需要1Ok0e以上，為此而成為10.B7(A.L)==10，因此成為L(zhǎng)=B2/A。成形體高度是填充粉高度的約一半，燒結(jié)時(shí)，再變成80%左右，因此磁鐵的高度變得非常小。像這樣，由芯體形狀來(lái)決定可能取向的磁鐵的高度，使用垂直磁場(chǎng)垂直成形機(jī)，通過(guò)利用相反的磁場(chǎng)制作徑向磁鐵的方法來(lái)制造細(xì)長(zhǎng)制品是困難的。另外，后方擠出法，設(shè)備規(guī)模大，成品率差，制造廉價(jià)的磁鐵是困難的。像這樣，無(wú)論在什么樣的方法中，徑向各向異性磁鐵的制造都是困難的，難以廉價(jià)、大量地制造，也有使用徑向各向異性磁鐵的電動(dòng)機(jī)價(jià)格變得非常高這樣的不利。因此，本申請(qǐng)人為了用多腔成形大量生產(chǎn)細(xì)長(zhǎng)圓筒的徑向磁鐵，提出了不使用以往的垂直磁場(chǎng)垂直壓制，而在配置強(qiáng)磁性芯體的水平磁場(chǎng)垂直壓制中，在施加磁場(chǎng)后，使磁鐵粉和磁場(chǎng)方向相對(duì)地旋轉(zhuǎn)，此后再施加磁場(chǎng)進(jìn)行成形的方法，即，提出了"是在圓筒磁鐵用成形模具的芯體的至少一部分材質(zhì)中使用具有飽和磁通密度5kG以上的強(qiáng)磁性體，通過(guò)利用水平磁場(chǎng)垂直成形法在磁鐵粉上施加取向磁場(chǎng)，使填充在模具腔內(nèi)的磁鐵粉成形，制造徑向各向異性磁鐵的方法，是以進(jìn)行下述U)~(v):(i)在施加磁場(chǎng)中，使磁鐵粉在模具圓周方向進(jìn)行規(guī)定角度旋轉(zhuǎn)，(U)在施加磁場(chǎng)后，使磁鐵粉在模具圓周方向進(jìn)行規(guī)定角度旋轉(zhuǎn)，此后再施加》茲場(chǎng)，(iii)在施加磁場(chǎng)中，使磁場(chǎng)發(fā)生線圏相對(duì)磁鐵粉在模具圓周方向進(jìn)行規(guī)定角度旋轉(zhuǎn)，(iv)在施加磁場(chǎng)后，使磁場(chǎng)發(fā)生線圏相對(duì)磁鐵粉在模具圓周方向進(jìn)行規(guī)定角度旋轉(zhuǎn)，此后再施加磁場(chǎng)，(v)使用數(shù)個(gè)線圏對(duì)，以l個(gè)線圈對(duì)施加磁場(chǎng)后，以其他的線圏對(duì)施加磁場(chǎng)的操作中的至少一種操作，對(duì)磁鐵粉從多個(gè)方向而不是一個(gè)方向施加磁場(chǎng)，用加壓成形進(jìn)行制造，得到遍及磁鐵全部，環(huán)形磁鐵的中心軸和賦予徑向各向異性方向的夾角是80°以上100。以下的徑向各向異性磁鐵為特征的徑向各向異性磁鐵的制造方法"(特開(kāi)2004-111944號(hào)公報(bào))。在該方法中，利用在水平磁場(chǎng)壓機(jī)內(nèi)配置強(qiáng)磁性芯體而施加的磁場(chǎng)，像圖3(b)那樣在施加磁場(chǎng)方向附近變成徑向取向。此時(shí)，在對(duì)施加/F茲場(chǎng)方向垂直的方向不變成徑向取向。因此，佳J真充/P茲4失粉和施加磁場(chǎng)方向相對(duì)地旋轉(zhuǎn)后，施加弱磁場(chǎng)，使前次施加磁場(chǎng)時(shí)沒(méi)有變成徑向取向的部位形成徑向取向。若使用這樣的弱磁場(chǎng)，就不引起在施加磁場(chǎng)方向的垂直方向的取向混亂。這樣一來(lái)，就能夠在遍及全部圓周方向得到徑向取向。但是，即將成形前的施加磁場(chǎng)的強(qiáng)度若過(guò)強(qiáng)，在磁場(chǎng)垂直方向，至成形時(shí)形成的徑向取向就會(huì)混亂。另外，若過(guò)弱，則不能使在施加磁場(chǎng)方向上在剛剛施加磁場(chǎng)時(shí)形成的混亂取向成為徑向取向。因此，能否得到均勻的徑向取向，主要取決于被即將成形前的磁場(chǎng)強(qiáng)度，因此，希望更穩(wěn)定地進(jìn)行生產(chǎn)的方法。專利文獻(xiàn)l:特開(kāi)2004-111944號(hào)公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于以上事實(shí)而完成的，以提供容易而且能夠大量、穩(wěn)定、廉價(jià)地制造磁特性優(yōu)良的、多腔、細(xì)長(zhǎng)且均勾的徑向各向異性磁鐵的徑向各向異性磁鐵的制造方法為目的。本發(fā)明為了達(dá)到上述目的，提供徑向各向異性磁鐵的制造方法，在具備具有圓柱狀中空部的陰模、配置在該中空部?jī)?nèi)而形成圓筒狀模腔的圓柱狀芯體和在上述模腔內(nèi)能上下方向滑動(dòng)地配設(shè)的上下模沖的圓筒磁鐵用成形模具的上述模腔內(nèi)填充磁鐵粉，從上述陰模的外側(cè)沿芯體的徑向?qū)ι鲜龃盆F粉施加磁場(chǎng)，通過(guò)上下模沖將磁鐵粉加壓，利用水平磁場(chǎng)垂直成形法對(duì)磁鐵粉進(jìn)行成形的徑向各向異性磁鐵的制造方法中，其特征在于，(至少使上述上模沖從上述磁場(chǎng)的施加方向沿圓周方向，在各自±10。以上±80。以下的區(qū)域?qū)⒋盆F粉可部分加壓地分割成形，)與此同時(shí)在圓筒磁鐵用成形模具的芯體的至少一部分材質(zhì)中使用具有飽和磁通密度0.5T以上的強(qiáng)磁性體，在利用水平磁場(chǎng)垂直成形法將填充在模具模腔內(nèi)的磁鐵粉成形時(shí)，在對(duì)磁鐵粉施加取向磁場(chǎng)中或者施加后，在從磁場(chǎng)施加方向沿圓周方向±10。以上±80。以下的區(qū)域，用對(duì)應(yīng)于該區(qū)域的上模沖的分割部分和下模沖對(duì)磁鐵粉部分加壓，進(jìn)行使磁鐵粉的該部分加壓部高密度化的預(yù)成形直至其密度達(dá)到施加磁場(chǎng)前的填充密度的l.l倍以上、且小于成形體密度為止，進(jìn)行(i)在上述第l次的施加磁場(chǎng)后，使磁鐵粉在模具圓周方向進(jìn)行規(guī)定角度旋轉(zhuǎn)，此后再施加磁場(chǎng)，(ii)在上述第1次的施加磁場(chǎng)后，使磁場(chǎng)發(fā)生線圏在模具圓周方向相對(duì)^f茲鐵粉進(jìn)行規(guī)定角度旋轉(zhuǎn)，此后再施加^f茲場(chǎng)，(Ui)在上迷第l次的施加磁場(chǎng)后，從配置在相對(duì)先前施加的線圏對(duì)偏離規(guī)定角度的位置的線圏對(duì)再施加磁場(chǎng)的操作中的至少一種操作，在該第2次的施加磁場(chǎng)中或者施加磁場(chǎng)后，或者根據(jù)需要反復(fù)進(jìn)行上述預(yù)成形和上述(i)~(iii)的操作中的至少一種操作后，以先前部分加壓以上的壓力，用上下模沖整體對(duì)模腔內(nèi)的全部磁鐵粉加壓，進(jìn)行最終成形。在此情況下，在上述預(yù)成形和最終成形中或者在預(yù)成形和最終成形前進(jìn)行的施加磁場(chǎng)時(shí)的施加的磁場(chǎng)強(qiáng)度，優(yōu)先選擇都是159.5kA/m~797.7kA/m。另外，上模沖的分割數(shù)，優(yōu)先選擇是被均等地4、6或者8分割。再有，根據(jù)需要，下模沖也可以像這樣分割，但在此情況下，優(yōu)先選擇使下模沖的分割區(qū)和上模沖的分割區(qū)域一致。即優(yōu)先選擇下模沖從上述磁場(chǎng)的施加方向沿圓周方向在各自士10。以上土80。以下的區(qū)域，將磁鐵粉能夠部分加壓地進(jìn)行分割成形，用上述上模沖的分割部分和與該分割部分對(duì)置的下模沖的分割部分將磁鐵粉進(jìn)行部分加壓。按照本發(fā)明的徑向各向異性磁鐵的制造方法，多腔、細(xì)長(zhǎng)制品的制造是容易的，而且能夠廉價(jià)、大量、穩(wěn)定地提供磁特性優(yōu)良的均勻的徑向各向異性磁鐵，在產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值是極高的。圖1是表示在制造徑向各向異性圓筒磁鐵時(shí)使用的以往的垂直磁場(chǎng)垂直成形裝置的說(shuō)明圖，(a)是縱剖面圖，(b)是(a)圖中的A-A'線剖面圖。圖2是表示制造圓筒磁鐵時(shí)使用的水平磁場(chǎng)垂直成形裝置的一實(shí)施例的說(shuō)明圖，(a)是平面圖，(b)是縱剖面圖。圖3是示意地表示制造圓筒磁鐵時(shí)使用的水平磁場(chǎng)垂直成形裝置中磁場(chǎng)發(fā)生時(shí)的磁力線的狀態(tài)的說(shuō)明圖，(a)是有關(guān)本發(fā)明的成形裝置的情況，(b)是以往的成形裝置的情況。圖4是表示在制造圓筒磁鐵時(shí)使用的成形裝置內(nèi)，進(jìn)行預(yù)成形后的狀態(tài)的說(shuō)明圖。具體實(shí)施例方式以下，詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。圖2是圓筒磁鐵的成形時(shí)，用于進(jìn)行磁場(chǎng)中取向的水平磁場(chǎng)垂直成形裝置的說(shuō)明圖，特別是電動(dòng)機(jī)用磁鐵的水平磁場(chǎng)垂直成形機(jī)。這里，和圖l的情況相同，l表示成形機(jī)機(jī)架，2表示取向磁場(chǎng)線圏，3表示陰模，5a表示芯體。6是上模沖，7是下模沖，8是填充磁鐵粉，9表示極靱。即，陰模3具有圓筒狀中空部，在該中空部?jī)?nèi)插入比該中空部的直徑小的圓柱狀芯體5a,在陰模3和芯體5a之間形成圓筒狀^t腔，在該模腔中填充磁鐵粉8，進(jìn)行成形，成形為對(duì)應(yīng)于該模腔形狀的磁鐵。在此情況下，是上述上下模沖6、7可分別在上下方向滑動(dòng)地插入上述模腔中，壓緊模腔內(nèi)的填充磁鐵粉8。另外，對(duì)于上述模腔內(nèi)的磁鐵粉來(lái)說(shuō)，是從陰模3的外側(cè)沿芯體5a的徑向施加磁場(chǎng)。這里，在本發(fā)明中，上述上模沖被分割為使從上述磁場(chǎng)的施加方向、沿圓周方向在各自±10°以上±80。以下的區(qū)域，最好是±30°以上±60。以下的區(qū)域能夠部分加壓磁鐵粉的部分。在此情況下，優(yōu)先選擇下模沖不被分割而作為一體型，但也可以和上模沖一樣進(jìn)行分割。另外，在本發(fā)明中，用飽和磁通密度0.5T(5kG)以上、優(yōu)先選擇用0.5~2.4T(5~24kG)、更優(yōu)先選擇用1.0~2.4T(10~24kG)的強(qiáng)磁性體形成上述模具的芯體5a的至少一部分，更優(yōu)先選擇是全體。作為這樣的芯體材質(zhì)，可舉出鐵系材料、鈷系材料、鐵-鈷系材料及其合金材料等具有磁性的材料。像這樣，在芯體中若使用具有飽和磁通密度0.5T以上的強(qiáng)磁性體，在磁鐵粉上施加取向磁場(chǎng)時(shí)，磁通就設(shè)法垂直地進(jìn)入強(qiáng)磁性體表面，因而描繪出接近徑向的磁力線。因此，如圖3(a)所示，就能夠使磁鐵粉填充部分的磁場(chǎng)方向接近徑向取向。與此相反，以往用非磁性或者具有和磁鐵粉同等的飽和磁通密度的材料形成芯體5b，在此情況下，磁力線如圖3(b)所示，是相互平行的，在同一圖中，中央附近是徑向方向，但愈接近上側(cè)和下側(cè)愈成為由線圏產(chǎn)生的取向磁場(chǎng)方向。即使用強(qiáng)磁性體形成芯體，在芯體的飽和磁通密度不到0.5T時(shí)，芯體也容易達(dá)到飽和，即使使用強(qiáng)磁性芯體，但磁場(chǎng)成為近似圖3(b)的狀態(tài)。除此之外，在不到0.5T時(shí)，變成和填充磁鐵粉的飽和密度(磁鐵的飽和磁通密度x磁鐵粉填充密度/磁鐵真密度)相等，填充》茲鐵粉和強(qiáng)^磁性芯體內(nèi)的磁通方向已變成和線圏的磁場(chǎng)方向相同。再者，在芯體的一部分中使用0.5T以上的強(qiáng)磁性體時(shí)，也得到和上述相同的效果，雖然是有效的，但優(yōu)先選擇使用全體由0.5T以上的強(qiáng)磁性體構(gòu)成的芯體。相對(duì)由線圈產(chǎn)生的取向磁場(chǎng)方向是90。的方向，往往不成為徑向取向。在磁場(chǎng)中有強(qiáng)磁性體時(shí)，磁通設(shè)法垂直進(jìn)入強(qiáng)磁性體而被強(qiáng)磁性體吸引，因此在強(qiáng)磁性體的磁場(chǎng)方向面磁通密度上升，在垂直方向，磁通密度降低。為此，在模具內(nèi)配置強(qiáng)磁性芯體的情況下，在填充磁鐵粉中，在強(qiáng)磁性芯體的磁場(chǎng)方向部分，由于強(qiáng)磁場(chǎng)得到良好的取向，而在垂直方向部分不太發(fā)生取向。為了彌補(bǔ)此，使磁鐵粉相對(duì)由線圏產(chǎn)生的磁場(chǎng)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，使不完全取向部分在磁場(chǎng)方向的強(qiáng)磁場(chǎng)部分進(jìn)行再取向。但是，此時(shí)，如果施加強(qiáng)磁場(chǎng)，在垂直于施加磁場(chǎng)的方向再次使徑向取向變得混亂，另外，若過(guò)弱，就不能矯正在施加磁場(chǎng)方向已發(fā)生混亂的徑向取向。因此，能否得到均勻的徑向取向，很大程度上取決于即將成形前的磁場(chǎng)強(qiáng)度，磁鐵的穩(wěn)定生產(chǎn)變得困難。因此，在本發(fā)明中是通過(guò)分割在磁場(chǎng)施加中或者剛施加后一旦成形的在磁場(chǎng)施加方向的徑向取向、利用僅該部分可動(dòng)作的上模沖或下模沖的任一方，或者上下兩模沖加壓，進(jìn)行預(yù)成形，即使施加徑向取向以外的磁場(chǎng)，也能控制磁鐵粉發(fā)生旋轉(zhuǎn)。這樣一來(lái)，在最初施加磁場(chǎng)時(shí)進(jìn)行預(yù)成形，此后利用施加旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)通過(guò)進(jìn)行達(dá)到最終成形的多級(jí)成形，就能夠得到具有均勻的徑向取向的成形體。預(yù)成形和最終成形也可以在施加磁場(chǎng)后進(jìn)行，但通過(guò)在磁場(chǎng)中進(jìn)行可得到高取向，是優(yōu)先選擇的。在經(jīng)受預(yù)成形的區(qū)域的描述中，0°方向和180。方向相對(duì)于施加磁場(chǎng)方向是相同，因此士90。區(qū)域意味著360°,也就是說(shuō)全區(qū)域。預(yù)成形時(shí)的加壓部分，需要在磁場(chǎng)施加方向士10。以上的區(qū)域進(jìn)行。是因?yàn)樵诒却讼薅íM窄時(shí)，由于最終成形時(shí)的施加磁場(chǎng)，產(chǎn)生徑向取向發(fā)生混亂的部位。在預(yù)成形時(shí)的加壓部分超過(guò)磁場(chǎng)施加方向土80。時(shí)，變成預(yù)成形進(jìn)行至施加磁場(chǎng)的垂直方向附近，預(yù)成形已進(jìn)行至沒(méi)有徑向取向的部分，因此應(yīng)該是土80。以下。優(yōu)先選擇可在士30。以上、±60。以下的區(qū)域進(jìn)行。模沖的分割數(shù)是4以上，優(yōu)先選擇是4、6、8分割，是被均等地分割的模沖。分割數(shù)比8分割多時(shí)，模沖分割數(shù)是偶數(shù)時(shí)，可以是模沖分割數(shù)的1/2次的預(yù)成形的次數(shù)，但分割數(shù)一變多，成形節(jié)拍就變長(zhǎng)。另外，在進(jìn)行奇數(shù)分割時(shí)，成為進(jìn)行和分割數(shù)相同數(shù)的預(yù)成形，成形節(jié)拍變長(zhǎng)，生產(chǎn)率惡化。再者，模沖的分割，優(yōu)先選擇像上述那樣分割上模沖，下模沖為和以往相同的圓筒狀的原封不動(dòng)的狀態(tài)，但也可以分割上模沖和下模沖的兩方。在沖頭分割數(shù)多的場(chǎng)合，雖然沒(méi)有由于最終成形的磁場(chǎng)施加造成的徑向配向混亂，將沒(méi)有配向的部分成形的事情，但為了在超出上述分割成形區(qū)域的部分進(jìn)行預(yù)成形，分割數(shù)變多，成形節(jié)拍變長(zhǎng)，所以優(yōu)先選擇8分割以下。預(yù)成形的加壓程度，必須是填充密度的l.l倍以上。是因?yàn)楸却讼薅ǖ偷募訅海m然進(jìn)行預(yù)成形，但在最終成形時(shí)施加磁場(chǎng)時(shí)，會(huì)使徑向取向混亂。利用預(yù)成形的加壓，若成為最終成形時(shí)的磁鐵粉密度以上，在最終成形后的成形體中就產(chǎn)生密度不勻，成為裂紋或變形的原因，因此是不到最終成形時(shí)的磁鐵粉密度。作為預(yù)成形時(shí)的加壓程度，可以優(yōu)先選擇規(guī)定為填充密度的1.3倍以上、成形體密度的90%以下。這里，關(guān)于在磁鐵粉上施加的磁場(chǎng)，在用水平磁場(chǎng)垂直成形裝置發(fā)生的磁場(chǎng)大時(shí)，例如圖3(a)的芯體5a已飽和，成為近似圖3(b)的狀態(tài)，取向磁場(chǎng)變成近似徑向取向的圓筒磁鐵的磁場(chǎng)，不成為徑向取向。因此，在將要加壓之前或者加壓中發(fā)生的磁場(chǎng)，優(yōu)先選擇797.7kA/m(10kOe)以上。另一方面，若使用強(qiáng)磁性芯體，磁通就集中在芯體，因而在芯體周邊得到比由線圏產(chǎn)生的磁場(chǎng)大的磁場(chǎng)。但是，磁場(chǎng)若太小，在芯體周邊也得不到在取向上充分的磁場(chǎng)。另外，相對(duì)于施加磁場(chǎng)方向垂直的方向，在預(yù)成形時(shí)，有發(fā)生旋轉(zhuǎn)作為再?gòu)较蛉∠虻墓ば颍谧罱K成形時(shí)，預(yù)成形是處于完成的狀態(tài)，由磁場(chǎng)產(chǎn)生的取向處于不易混亂的狀態(tài)，因此從線圏產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度，以在施加磁場(chǎng)前未成為徑向取向的施加磁場(chǎng)方向得到充分的徑向取向的159.5kA/m(2kOe)以上為好。這里所說(shuō)的用水平磁場(chǎng)垂直成形產(chǎn)生的磁場(chǎng)，是意味著充分離開(kāi)強(qiáng)磁性體的地方的磁場(chǎng)或者去掉強(qiáng)磁性芯體后進(jìn)行測(cè)定時(shí)的磁場(chǎng)值。在本發(fā)明中，首先在上述模腔內(nèi)填充所用量的磁鐵粉，施加159.5~797.7kA/m(210kOe)的磁場(chǎng)(施加磁場(chǎng))。然后，和施加該磁場(chǎng)同時(shí)或者施加磁場(chǎng)后，優(yōu)先選擇在施加磁場(chǎng)中，上述±10°以上±80。以下，特別是±30°以上±60。以下的區(qū)域，利用將該部分分割的部分的上模沖和下模沖(下模沖被分割時(shí)，對(duì)應(yīng)于上述區(qū)域的下模沖的分割部分)對(duì)該區(qū)域進(jìn)行壓緊(部分加壓)，對(duì)該部分加壓部進(jìn)行成形(預(yù)成形)，以使其密度為施加磁場(chǎng)前的磁鐵粉填充密度的1.1倍以上、且不到成形體密度的密度，優(yōu)選是填充密度的1.3倍以上、成形體密度的90%以下。因此，磁鐵粉的部分加壓部(預(yù)成形部分)在被高密度化到上述密度，但磁鐵粉的未部分加壓的部分原封不動(dòng)地保留初期的粉狀。接著，進(jìn)行(i)上述第1次施加磁場(chǎng)后，使磁鐵粉在模具圓周方向旋轉(zhuǎn)規(guī)定角度，此后再施加f茲場(chǎng)，(ii)上述第1次施加磁場(chǎng)后，使磁場(chǎng)發(fā)生線圏相對(duì)磁鐵粉在模具圓周方向旋轉(zhuǎn)規(guī)定角度，此后再施加磁場(chǎng)，(iii)上述第l次施加磁場(chǎng)后，從配置在相對(duì)先前施加的線圏對(duì)偏離規(guī)定角度的位置的線圏對(duì)再次施加磁場(chǎng)的操作中的至少一種操作(旋轉(zhuǎn)和第2次施加磁場(chǎng))。在此場(chǎng)合，適宜地進(jìn)行上述角度的選定，但優(yōu)先選擇使未預(yù)成形區(qū)域的中心方向和磁場(chǎng)方向成為土10。以下那樣的角度旋轉(zhuǎn)是令人滿意的。另外，此時(shí)施加的》茲場(chǎng)和上述相同。像這樣，在第l次施加磁場(chǎng)，預(yù)成形、旋轉(zhuǎn)、第2次施加磁場(chǎng)、最終成形的一系列順序中，以更提高徑向取向?yàn)槟康?，在最終成形前，也可以進(jìn)行1次以上預(yù)成形、旋轉(zhuǎn)、施加磁場(chǎng)的步驟。另外，最終成形后的成形體密度(成形體的重量/成形體的體積)希望是3.0~4.7g/cm3，優(yōu)選是3.5~4.5g/cra3。像這樣，在本發(fā)明中，優(yōu)先選擇分成數(shù)次進(jìn)行部分加壓成形，但此時(shí)，也可以釆用一邊施加》茲場(chǎng)一邊進(jìn)4亍成形的4支法，以及進(jìn)4亍一次施加磁場(chǎng)，然后中止磁場(chǎng)發(fā)生，進(jìn)行成形的技法的任一種，優(yōu)先選擇一邊施加磁場(chǎng)一邊進(jìn)行成形。此時(shí)施加的磁場(chǎng)的強(qiáng)度，在哪種情況都優(yōu)先選擇2lGkOe。再者，得到的成形體是否成為徑向取向，由預(yù)成形或者最終成形時(shí)的施加的磁場(chǎng)決定，因而關(guān)于預(yù)成形和最終成形以外的磁場(chǎng)施加，即使施加超過(guò)797.7kA/m(10kOe)的磁場(chǎng)也沒(méi)關(guān)系。本發(fā)明，如上所述，使磁鐵粉的部分加壓反復(fù)進(jìn)行1次或者數(shù)次后，是進(jìn)行最終成形，但最終成形是以先前部分加壓以上的壓力、使用上下模沖全體將模腔內(nèi)的全部磁鐵粉均等地加壓進(jìn)行，在此場(chǎng)合，利用通常的水平磁場(chǎng)垂直成形法，在磁鐵粉上施加取向磁場(chǎng)，用一般的成形壓0.29~1.96Pa(0.3~2.Ot/cm2)進(jìn)行成形，再實(shí)施燒結(jié)、時(shí)效處理、加工處理等，就能夠得到燒結(jié)磁鐵。再者，作為磁鐵粉，沒(méi)有特別的限制，除了在制造Nd-Fe-B系圓筒磁鐵時(shí)是合適的以外，在鐵氧體磁鐵、Sm-Co系稀土類磁鐵、各種粘結(jié)磁鐵等的制造中也是有效的，但都是使用平均粒徑0.1~100pm,特別是O.3~50薩的合金粉進(jìn)行成形。以下，示出實(shí)施例和對(duì)比例，具體地說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明不受下述的實(shí)施例的限制。實(shí)施例1~3使用各自的純度為99.7質(zhì)量。/。的Nd、Dy、Fe、Co、M(M是A1、Si、Cu)和純度99.5質(zhì)量％的B，用真空熔煉爐熔化鑄造按質(zhì)量％是Nd^y^FesuCo^AluSiuCuu的合金，制成金屬錠。用顎式破碎機(jī)和布朗磨機(jī)(Brownmill)將該金屬錠粗粉碎，再在氮?dú)饬髦欣脟娚淠シ鬯榈玫狡骄?.8jim的微粉末。將該粉末以磁鐵粉的填充密度2.66g/cin4真充在配置了圖2所示的飽和磁通密度1.9T(19kG)的鐵制強(qiáng)磁性芯體的水平磁場(chǎng)垂直成形裝置中。此時(shí)，上模沖分割數(shù)是4,下模沖為不分割的圓筒狀態(tài)。一邊以線圏的發(fā)生磁場(chǎng)638.2kA/m(8k0e)施加磁場(chǎng)，一邊在相對(duì)磁場(chǎng)方向土45。的區(qū)域，利用與該區(qū)域?qū)χ玫纳夏_分割部和下模沖進(jìn)行加壓，進(jìn)行預(yù)成形直至該加壓部分達(dá)到填充密度的1.3倍的密度3.46g/cm3。在圖4中表示預(yù)成形后的模腔內(nèi)的磁鐵粉的狀態(tài)。箭頭方向A表示施加磁場(chǎng)方向。此后，使線圏旋轉(zhuǎn)90。，接著在398.8kA/m(5kOe)的磁場(chǎng)中同樣地進(jìn)行再次取向，以0.49Pa的成形壓，使用上下的全模沖進(jìn)行最終成形。此時(shí)的成形體密度是4.18g/cm3。作為實(shí)施例2，在水平磁場(chǎng)垂直成形裝置中，使用和實(shí)施例l相同的磁鐵粉，以磁鐵粉填充密度2.28g/cm3進(jìn)行填充，在線圏的發(fā)生200680000983.2說(shuō)明書第11/14頁(yè)磁場(chǎng)478.6kA/m(6k0e)的磁場(chǎng)中，一邊進(jìn)行取向，一邊在相對(duì)磁場(chǎng)方向士45。的區(qū)域，利用上模沖分割部和下模沖進(jìn)行加壓，進(jìn)行預(yù)成形直至該加壓部分達(dá)到填充密度的1.5倍的3.42g/cra^使磁鐵粉與陰模和芯體及模沖一起旋轉(zhuǎn)90。，接著在319.lkA/m(4k0e)的磁場(chǎng)中，以0.49Pa(0.5t/cm"的成形壓，使用上下的全模沖進(jìn)行最終成形。此時(shí)的成形體密度是4.18g/cm3。作為實(shí)施例3，使用上模沖的分割數(shù)是6、下模沖為不分割的圓筒狀形態(tài)的模沖，使用和實(shí)施例l相同的磁鐵粉以2.9g/cm3進(jìn)行填充，使用水平磁場(chǎng)垂直成形裝置在線圏的發(fā)生磁場(chǎng)877.5kA/m(llk0e)的磁場(chǎng)中進(jìn)行取向后，使磁鐵粉與陰模和芯體及模沖一起旋轉(zhuǎn)90。，再在線圏發(fā)生磁場(chǎng)797.7kA/m(10kOe)的磁場(chǎng)中進(jìn)行取向。再使磁鐵粉與陰模和芯體及模沖一起旋轉(zhuǎn)90。，施加398.8kA/m(5kOe)的磁場(chǎng)后，在相對(duì)剛剛施加的磁場(chǎng)方向的土60。的區(qū)域，利用與該區(qū)域?qū)χ玫纳夏_分割部和下模沖進(jìn)行預(yù)成形直至該區(qū)域達(dá)到填充密度的1.15倍的密度3.34g/cm3。此后，使磁鐵粉與陰模和芯體及模沖一起旋轉(zhuǎn)90。，接著同樣地在398.8kA/m(5kOe)的磁場(chǎng)中，進(jìn)行再次取向，以0.39Pa(0.4t/cm2)的成形壓，使用上下的全模沖進(jìn)行最終成形。此時(shí)的成形體密度是3.8g/cm3。這些成形體，在真空中，在1090t:進(jìn)行1小時(shí)燒結(jié)，接著在530。C進(jìn)行l(wèi)小時(shí)的熱處理，得到03Onunx025mmxL3Omm的圓筒磁鐵。在得到的燒結(jié)體中沒(méi)有看到裂紋、碎片、大的變形。從這樣得到的燒結(jié)圓筒磁鐵切取圓周方向2mm、圓筒軸方向2.5mm的試片。切取磁鐵的地方是圓筒磁鐵中部、是以最終成形時(shí)的磁場(chǎng)施加方向作為0。，是0°、45。、90。、135。和180。(在此，180。也是磁場(chǎng)施加方向)的5處。這些試片使用振動(dòng)試料型磁力計(jì)(VSM)進(jìn)行剩余磁化Br[T]磁性測(cè)定。結(jié)果示于表l中。對(duì)比例1~4作為對(duì)比例1，除了預(yù)成形外和實(shí)施例l相同條件，進(jìn)行不進(jìn)行預(yù)成形的成形。14作為對(duì)比例2，除了預(yù)成形外和實(shí)施例1相同條件，在全區(qū)域(土90。)進(jìn)行預(yù)成形，得到成形體。作為對(duì)比例3，將實(shí)施例2中的預(yù)成形部分的磁鐵粉密度規(guī)定為填充密度的1.05倍的2.39g/cm3，其他成為完全和實(shí)施例2相同地操作，得到成形體。作為對(duì)比例4，進(jìn)行預(yù)成形直至實(shí)施例3中的預(yù)成形部分的磁鐵粉密度成為4.56g/cm3。其他成為完全和實(shí)施例3相同地操作，得到成形體的整體密度為4.30g/cm3的成形體。在此時(shí)的50%的成形體中發(fā)生了裂紋、碎片。這些對(duì)比例的成形體，和實(shí)施例同樣地在真空中，在1090'C進(jìn)行1小時(shí)燒結(jié)，接著在530r進(jìn)行1小時(shí)熱處理，得到03Ommx025mmxL3Omm的圓筒磁鐵。在由對(duì)比例4得到的燒結(jié)體的45%中看到裂紋，全部看到大的變形。在其他的對(duì)比例中，都沒(méi)有看到裂紋、碎片、大的變形。從這樣得到的燒結(jié)圓筒磁鐵切取圓周方向2mm、圓筒軸方向2.5mm的試片。切取磁鐵的地方是圓筒磁鐵中部、以最終成形時(shí)的磁場(chǎng)施加方向作為0。，是0。、45。、90°、135°和180°(在此，180。也是磁場(chǎng)施加方向)的5處。這些試片使用振動(dòng)試料型磁力計(jì)(VSM)進(jìn)行剩余磁化Br[T]的測(cè)定。結(jié)果和實(shí)施例一起示于表l中。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>從表l可知，實(shí)施例1~3與對(duì)比例1~3相比，顯示高的剩余磁化，并且各部位間的偏差也小。除此之外，對(duì)比例4在成形體中含有裂紋、碎片，生產(chǎn)率惡化，因此利用實(shí)施例1~3或者利用以這些實(shí)施例為基準(zhǔn)的方法可進(jìn)行優(yōu)良的徑向各向異性磁鐵的制造。實(shí)施例4、5作為實(shí)施例4,使用各自的純度為99.7質(zhì)量％的Nd、Dy、Fe、Co、M(M是A1、Cu)和純度99.5質(zhì)量％的B,用真空熔煉爐熔化鑄造按質(zhì)量％是Nd3。DyuFe63.,CouBiAl。.2Cu。.2的合金，制成金屬錠。用顎式破碎機(jī)和布朗磨機(jī)將該金屬錠粗粉碎，再在氮?dú)饬髦欣脟娚淠シ鬯榈玫狡骄?.5pm的微粉末。將該粉末以磁鐵粉的填充密度2.66g/cm3填充在配置了圖2所示的飽和磁通密度1.9T(19kG)的鐵制強(qiáng)磁性芯體的水平磁場(chǎng)垂直成形裝置中。此時(shí)，使用上下模沖分割數(shù)各自是6、全部以60。制成的下下才莫沖。以線圈發(fā)生磁場(chǎng)717.8kA/m(9kOe)施加磁場(chǎng)后，再一邊以319.0kA/m(4kOe)施加磁場(chǎng)，一邊在相對(duì)磁場(chǎng)方向±30°的區(qū)域，利用分別與該區(qū)域?qū)χ玫?個(gè)上下模沖進(jìn)行預(yù)成形直至達(dá)到填充密度的1.3倍的密度3.46g/cm3。此后使線圏旋轉(zhuǎn)60。，接著同樣地以717.8kA/m(9kOe)施加》茲場(chǎng)后，再一邊以319.0kA/m(4kOe)施加磁場(chǎng)，一邊在相對(duì)磁場(chǎng)方向土30。的區(qū)域，利用分別與該區(qū)域?qū)χ玫?個(gè)上下模沖進(jìn)行預(yù)成形直至達(dá)到密度3.46g/cm3。此后，使線圈在和上述相同方向旋轉(zhuǎn)60°,在398.8kA/m(5kOe)的磁場(chǎng)中進(jìn)行再取向，以0.49Pa的成形壓，使用上下的全模沖進(jìn)行最終成形。此時(shí)的成形體密度是4.lg/cm3。作為實(shí)施例5，使用和實(shí)施例4相同的磁鐵粉，在和實(shí)施例4相同形狀，將上下模沖進(jìn)行8分割(各自以45。的角度制成的模沖)的模具模內(nèi)以磁鐵粉填充密度2.4g/ci^進(jìn)行填充。一邊以線圏發(fā)生磁場(chǎng)398.8kA/m(5kOe)施加磁場(chǎng)，一邊在相對(duì)磁場(chǎng)方向土22.5°的區(qū)域，利用分別與該區(qū)域?qū)χ玫?個(gè)上下模沖進(jìn)行預(yù)成形直至達(dá)到填充密度的1.5倍的密度3.6g/cm3。此后，使線圏旋轉(zhuǎn)45°，接著一邊施加398.8kA/m(5kOe)的/P茲場(chǎng)，一邊在相對(duì)磁場(chǎng)方向土22.5°的區(qū)域，利用分別與該區(qū)域?qū)χ玫?個(gè)上下模沖進(jìn)行預(yù)成形直至達(dá)到密度3.6g/cm3，此后，再使線圈在和上述相同方向旋轉(zhuǎn)45°,接著一邊以398.8kA/m(5kOe)施加磁場(chǎng)，一邊在相對(duì)磁場(chǎng)方向士22.5。的區(qū)域，利用分別與該區(qū)域?qū)χ玫?個(gè)上下模沖進(jìn)行預(yù)成形直至達(dá)到密度3.6g/cm3。使線圏旋轉(zhuǎn)45°,在398.8kA/m(5k0e)的磁場(chǎng)中，進(jìn)行取向，以0.6Pa的成形壓，使用上下的全模沖進(jìn)行最終成形。此時(shí)的成形體密度是4.3g/cm3。這些成形體，在真空中，在1080'C進(jìn)行1小時(shí)燒結(jié)，接著在500'C進(jìn)行1小時(shí)的熱處理，得到05Ommx045mmxL3Omm的圓筒磁鐵。在得到的燒結(jié)體中沒(méi)有看到裂紋、碎片、大的變形。從這樣得到的燒結(jié)圓筒磁4失切取圓周方向2mm、圓筒軸方向2.5mm的試片。切取》茲鐵的地方是圓筒磁鐵中部、以最終成形時(shí)的磁場(chǎng)施加方向作為0。，實(shí)施例4是0°、30°、60°、90°、120。、150。和180。(在此，180。也是磁場(chǎng)施加方向)的7處。實(shí)施例5是0°、22.5。、45。、67.5。、90°、112.5。、135°、157.5°和180°(在此，180。也是磁場(chǎng)施加方向)的9處。在這些試片中使用振動(dòng)試料型磁力計(jì)VSM進(jìn)行剩余磁化Br[T]磁性測(cè)定。結(jié)果示于表2、3中。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>表3<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>將實(shí)施例4、5得到的磁鐵在IO極進(jìn)行磁化，插入12個(gè)齒槽的定子中，測(cè)定3rpm時(shí)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。實(shí)施例4,轉(zhuǎn)矩波動(dòng)是9.6mNm，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是7.1V/krpm，實(shí)施例5，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)是8.9mNm，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是6.9V/krpm。從表2、3可知，實(shí)施例4、5顯示高的剩余磁化，并且個(gè)部位間的偏差也非常小。除此之外已知，電動(dòng)機(jī)特性也良好，可進(jìn)行適合于直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)和交流伺服電動(dòng)機(jī)的徑向各向異性磁鐵的制造。權(quán)利要求1.徑向各向異性磁鐵的制造方法，在具備具有圓柱狀中空部的陰模、配置在該中空部?jī)?nèi)而形成圓筒狀模腔的圓柱狀芯體、在上述模腔內(nèi)能夠上下方向滑動(dòng)地配設(shè)的上下模沖的圓筒狀磁鐵用成形模具的上述模腔內(nèi)填充磁鐵粉，從上述陰模的外側(cè)沿芯體的徑向?qū)ι鲜龃盆F粉施加磁場(chǎng)，利用上述上下模沖將磁鐵粉加壓，利用水平磁場(chǎng)垂直成形法對(duì)磁鐵粉進(jìn)行成形的徑向各向異性磁鐵的制造方法中，其特征在于，至少將上述上模沖分割成形，使從上述磁場(chǎng)的施加方向沿圓周方向，在各自±10°以上±80°以下的區(qū)域?qū)⒋盆F粉可部分地加壓，與此同時(shí)，在圓筒磁鐵用成形模具的芯體的至少一部分材質(zhì)中使用具有飽和磁通密度0.5T以上的強(qiáng)磁性體，在利用水平磁場(chǎng)垂直成形法將填充在模具模腔內(nèi)的磁鐵粉成形時(shí)，在對(duì)磁鐵粉施加取向磁場(chǎng)中或者施加后，在從磁場(chǎng)施加方向沿圓周方向±10°以上±80°以下的區(qū)域，用對(duì)應(yīng)于該區(qū)域的上模沖的分割部分和下模沖對(duì)磁鐵粉進(jìn)行部分加壓，進(jìn)行使磁鐵粉的該部分加壓部高密度化的預(yù)成形，直至其密度達(dá)到施加磁場(chǎng)前的填充密度的1.1倍以上、且小于成形體密度為止，進(jìn)行(i)在上述第1次的施加磁場(chǎng)后，使磁鐵粉在模具圓周方向以規(guī)定角度旋轉(zhuǎn)，此后再施加磁場(chǎng)，(ii)在上述第1次的施加磁場(chǎng)后，使磁場(chǎng)發(fā)生線圈在模具圓周方向相對(duì)磁鐵粉以規(guī)定角度旋轉(zhuǎn)，此后再施加磁場(chǎng)，(iii)在上述第1次的施加磁場(chǎng)后，由在相對(duì)先前施加的線圈對(duì)偏離規(guī)定角度的位置配置的線圈對(duì)，再施加磁場(chǎng)的操作中的至少一種操作，在該第2次的施加磁場(chǎng)中或者施加磁場(chǎng)后，或者根據(jù)需要反復(fù)進(jìn)行上述預(yù)成形和上述(i)～(iii)的操作中的至少一種操作后，以先前部分加壓以上的壓力，用上下模沖整體對(duì)模腔內(nèi)的全部磁鐵粉加壓，進(jìn)行最終成形。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的徑向各向異性磁鐵的制造方法，其中，在上述預(yù)成形和最終成形中或者在預(yù)成形和最終成形前進(jìn)行的施加磁場(chǎng)中的磁場(chǎng)強(qiáng)度都是159.5kA/m~797.7kA/m。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的徑向各向異性磁鐵的制造方法，其中，上模沖的分割數(shù)是被均等地4、6或者8分割。4.根據(jù)權(quán)利要求1~3中的任一項(xiàng)所述的徑向各向異性磁鐵的制造方法，其中，下模沖在從上述磁場(chǎng)的施加方向沿圓周方向，在各自±10°以上±80°以下的區(qū)域?qū)⒋盆F粉可部分加壓地進(jìn)行分割成形，使用上述上模沖的分割部分和與該分割部分對(duì)置的下模沖的分割部分將磁鐵粉部分加壓。全文摘要本發(fā)明涉及徑向異性磁鐵的制造方法，其特征在于，在具備陰模、芯體、上下模沖的圓筒磁鐵用成形模具的模腔內(nèi)填充磁鐵粉，對(duì)上述磁鐵粉施加磁場(chǎng)，用上下模沖加壓磁鐵粉，利用水平磁場(chǎng)垂直成形法對(duì)磁鐵粉進(jìn)行成形的徑向各向異性磁鐵的制造方法中，在使上模沖能夠部分加壓地分割成形、利用水平磁場(chǎng)垂直成形法將填充在模具模腔內(nèi)的磁鐵粉成形時(shí)，用上模沖的分割部分和下模沖對(duì)磁鐵粉部分加壓，使磁鐵粉的該部分加壓部高密度化，直至其密度達(dá)到填充密度的1.1倍以上，且小于成形體密度，此后，以先前部分加壓以上的壓力，使用上下模沖整體加壓模腔內(nèi)的全部磁鐵粉進(jìn)行最終成形。文檔編號(hào)H01F13/00GK101103422SQ20068000098公開(kāi)日2008年1月9日申請(qǐng)日期2006年11月29日優(yōu)先權(quán)日2005年12月13日發(fā)明者佐藤孝治,北川光雄,美濃輪武久申請(qǐng)人:信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社