[发明专利]NdFeB类烧结磁体制造装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种不制作成形体而在将合金粉末填充到填充容器（铸模）中的状态下制造NdFeB类烧结磁体的NdFeB类烧结磁体制造装置。

背景技术

NdFeB（钕·铁·硼）类的烧结磁体是1982年由佐川等人发现的，其具有远远胜过在那之前的永磁体的特性，具有能够由Nd（稀土类的一种）、铁及硼这样的比较丰富且廉价的原料来制造这样的优点。因此，NdFeB类烧结磁体可用于硬盘等的音圈马达、混合动力汽车以及电动汽车的驱动用电动机、电动辅助型自行车用电动机、产业用电动机、高级扬声器、头戴式耳机、永磁体式磁共鸣诊断装置等各种各样的制品。

作为NdFeB类烧结磁体的制造方法，公知有烧结法、铸造·热加工·时效处理的方法、冲模·镦锻（die·upset）加工骤冷合金的方法这三种方法。其中，在磁特性和生产率上优良且在工业上确立的制造方法是烧结法。利用烧结法，能够得到永磁体所需要的致密且均匀的微细组织。

在专利文献1中记载有利用烧结法来制造NdFeB类烧结磁体的方法。以下简单说明此方法。首先，通过熔化·铸造来制作NdFeB类合金，把通过将该合金微粉碎而得到的合金粉末填充到模具中。通过用压力机向该合金粉末施加压力并施加磁场，在制作成形体的同时对该成形体进行取向处理。之后，从模具中取出成形体，进行加热烧结，从而得到NdFeB类烧结磁体。

NdFeB类合金的微粉末非常容易氧化，其有可能与空气中的氧发生反应而起火。因而，希望将上述的全部工序在内部被保持为无氧或者非活性气体气氛的密闭容器内进行。但是，为了制作成型体，需要向合金粉末施加几十MPa～几百MPa的高压力。为了施加这样的高压力，需要使用大型的压力机，但是难以将大型的压力机容纳到密闭容器内。

相对于此，在专利文献2中记载有不使用压力机（不制作成形体）地制造烧结磁体的方法。该方法分为填充工序、取向工序、烧结工序这三个工序，通过按照此顺序进行各工序来制造烧结磁体。以下简单说明这些工序。首先，在填充工序中，向铸模中供给了合金粉末之后，利用推杆、撞击（tapping）等，以高于自然填充密度且低于成形体密度的3.0g/cm³～4.2g/cm³左右的密度将该合金粉末填充到铸模内。在取向工序中，不向合金粉末施加压力而施加磁场，使铸模内的合金粉末取向于一个方向。在烧结工序中，针对每个铸模将在取向工序中取向于一个方向的合金粉末加热、烧结。采用该方法，在磁场取向时没有对合金粉末施加压力，而且由于合金粉末的密度低于压力成形的成形体密度，因此，能够减小合金粉末的颗粒之间的摩擦，从而能够在取向工序中使各粉末颗粒的取向方向以更高的取向度一致。其结果，能够制造具有更高的磁特性的NdFeB类烧结磁体。

另外，在专利文献2中记载有这样的烧结磁体的制造装置，即，在内部被保持为无氧或者非活性气体气氛的密闭容器内设置填充部件、取向部件、烧结部件，还设有用于将铸模自填充部件向取向部件、自取向部件向烧结部件输送的输送部件。采用本装置，由于能够在全部工序中自始至终地在无氧或者非活性气体气氛中处理合金粉末，因此，能够防止合金粉末的氧化以及由该氧化导致的磁特性降低。以下，将不制作成形体而在使合金粉末填充到铸模中的状态下制造烧结磁体的方法称为“无压工艺（Pressless Process，PLP）法”。

专利文献1：日本特开昭59－046008号公报

专利文献2：日本特开2006－019521号公报

专利文献3：日本特开2009－049202号公报

专利文献4：日本特开平11－49101号公报

作为PLP法的优点之一，具有同时复合成形性（能够以接近最终制品的形状制造烧结磁体的性质）较高的优点。在PLP法中，通过适当地设计铸模并向该铸模中填充合金粉末，能够制造同时复合成形的烧结磁体。在PLP法中特别具有如下优点，即，即使对于因在使用了压力机的制造方法中容易产生龟裂而难以通过同时复合成形制造的薄形形状的磁体，也能够维持同时复合成形性地制造。

如上所述，在PLP法中，为了制造同时复合成形的烧结磁体，适当地设计铸模并向该铸模中填充合金粉末是很重要的。例如在设计铸模时，考虑到最终制品的形状、尺寸、烧结时的合金粉末的收缩率来决定供合金粉末填充的空间（铸模模腔）的形状和尺寸。另外，为了使烧结时所产生的合金粉末的收缩不容易因其与铸模的摩擦而被阻碍，也可以在模具的一部分或全部中使用碳材料（专利文献3）。