JP2008160052A - フェライト磁石の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】フェライト磁石の原料粉末を、磁界を印加しながら加圧成形することで、予備成形体を得る。この予備成形体を解砕して得た顆粒材を、磁界を印加しながら加圧成形して本成形体を得て、これを焼成することで、フェライト磁石を製造する。このとき、予備成形工程に先立ち、粒子の配向性を向上させるための第一添加剤としてオクタン酸またはヘキサン酸を原料粉末に添加するようにし、予備成形工程における磁場顆粒材の配向性を向上させる。
【選択図】図4
Description
そして、顆粒材を金型に充填し、磁場を印加しつつ加圧することで所定形状への成形を行う、いわゆる磁場中成形を行うことで成形体を形成し、これを焼成してフェライト磁石を得ている。
また、圧縮方向の高さ寸法(L)と外径(R)との比(L/R)が大きい(例えば2.0以上)のフェライト磁石を形成する場合、金型への材料の充填性、磁場配向性等の面で、工業的に安定した状態で製造するのは困難であり、これを安定して製造できるような技術も常に望まれている。
そこで本発明は、磁場顆粒材を用いて製造されるフェライト磁石の磁気特性をさらに向上させることのできるフェライト磁石の製造方法を提供することを目的とする。
第一の添加剤は、予備成形工程、本成形工程における原料粉末の配向性を高めるためのものであり、これを添加することで、予備成形工程、本成形工程における原料粉末の配向性を高め、得られるフェライト磁石の磁気特性を向上させることが可能となる。
このとき、第一の添加剤は、原料粉末に対し、0.05〜0.20wt%添加するのが好ましい。添加量が少ないとその効果が小さく、また添加量が過度に多いとその効果は大きいが成形体の強度が低下するため、本成形後の成形体へのクラック発生等につながる。
このような第一の添加剤は、第一の添加剤の融点以上に加熱した状態で添加するのが好ましい。第一の添加剤が溶融状態であることにより、その粘性抵抗が小さくなることから、原料粉末の配向性をさらに高めることができる。
また、添加剤添加工程から本成形工程までを、第一の添加剤の融点以上の温度に維持して行うのも好ましい。
さらに、添加剤添加工程で、第一の添加剤とは異なる第二の添加剤を添加することもできる。第二の添加剤は、本成形工程において用いる金型と原料粉末との摩擦を低減するためのものである。
図1は、本実施の形態におけるフェライト磁石の概略を説明するための図である。
図1に示すように、フェライト磁石10は、外形円筒状で、その中央部には軸線方向に伸びる孔11が形成されて、リング状の断面を有している。このフェライト磁石10は、高さ方向の寸法(L)と外径(R)との比(L/R)を、例えば2.0以上とすることもできる。
このようなフェライト磁石10は、孔11に図示しない回転シャフトが挿入・固定されることで、洗濯機、皿洗い機等のウォーターポンプ用のモータに組み込まれるマグネット等を構成する。
式(1) A1−xRx(Fe12−yMy)zO19(x、y、zはモル数)
と表したとき、
0.04≦x≦0.5
0.04≦y≦0.5
0.7≦z≦1.2
1≦(x/y)
であるものとするのが好ましい。
図2は、本実施の形態におけるフェライト磁石10の製造工程の流れの一例を示す図である。なお、本実施の形態で示すフェライト磁石10の製造工程はあくまでも一例に過ぎず、適宜変更を加えることが可能なのは言うまでも無い。
この図2に示すように、フェライト磁石10を製造するには、まず原料粉末を所定の配合比で混合する(ステップS101)。原料粉末としては、例えば、Fe2O3粉末、SrCO3粉末、SiO2粉末、CaCO3粉末を用いる。FeとSrが所定の比率(モル比)になるようにFe2O3粉末およびSrCO3粉末を秤量し、さらにこの混合物に対してSiO2粉末、CaCO3粉末を所定量添加して原料組成物を得る。
得られた原料組成物を、アトライタ等で所定時間湿式混合し、造粒して、乾燥させた後に、所定温度で所定時間の仮焼を行うことで、仮焼体を得る(ステップS102)。
次いで、得られた仮焼体を粗粉砕工程、微粉砕工程を経ることでサブミクロンサイズまで粉砕し、フェライト粒子からなる微粉砕粉末を得る(ステップS103)。
粗粉砕工程では、仮焼体をローラーミル等で粗粉砕する。この後、粗粉砕された仮焼体に、磁気特性を向上させるための添加剤として、例えば、Fe2O3粉末、La(OH)3粉末、Co3O4粉末、SiO2粉末、CaCO3粉末を添加し、アトライタ等で微粉砕を行う。なお、微粉砕には分散媒として水等を用いることができる。
得られた乾燥粉に対して、添加剤を添加し、これらをヘンシェルミキサー等で分散・混合させる(ステップS105)。
ここで添加する添加剤としては、予備成形時における粒子の配向性を向上させるための第一の添加剤を添加する。さらに、磁場成形時における磁性材料と金型との摩擦を軽減し、磁性材料の金型への噛み付きを抑制するための第二の添加剤を加えるのが好ましい。
ここで、第一の添加剤としては、オクタン酸、ヘキサン酸を用いることができる。
そして、第一の添加剤の添加量は、0.05wt%以上とするのが好ましい。第一の添加剤の添加量が多いほど、配向性向上効果は高まるが、添加量の増大にともなって、形成する成形体(本成形)における成形性が低下し、クラック等の発生につながる。したがって、第一の添加剤の添加量の上限は0.2wt%とするのが好ましい。すなわち、好ましい第一の添加剤の添加量は、0.05〜0.2wt%、より好ましくは0.10〜0.15wt%である。
続いて、この混合粉末を、アトマイザー等により、微粒子化させる(ステップS106)。
そして、解砕した粉末を、所定の磁場を印加しつつ予備成形する。このとき、印加する磁場は、加圧方向と平行な方向とし、いわゆる縦磁場成形とする(ステップS107)。
得られた予備成形体を、解砕し、磁場顆粒材を得る(ステップS108)。これには、所定サイズの開口を有したスクリーンメッシュに、予備成形体を通すことで解砕を行うのが好ましい。
この磁場顆粒材を用いて磁場中成形を行い、リング状の成形体を得る(ステップS109)。このとき、得られる成形体は、予め設定した範囲内の密度となるようにするのが好ましい。
磁場中成形では、加圧方向と垂直な方向とした、いわゆる横磁場成形とし、所定の強度の磁場を印加する。
このようにして作製した成形体を所定条件で焼成して焼結体を得る(ステップS110)。次いで焼結体を所定寸法に加工することで、フェライト磁石10が得られる(ステップS111)。
このとき添加したオクタン酸については、その温度を、融点(16.7℃)以上とした。
その結果を、表1に示す。
得られた混合粉末をヘンシェルミキサーで5分間混合した後に、アトマイザーを使用して2回解砕した。このとき、アトマイザーには穴径が0.5mmのスクリーンを配置した。
磁場成形時の材料温度が10〜34℃のそれぞれの場合において、得られた成形体の強度を、錠剤試験器を用いて測定した。その結果を表3、図5に示す。
得られた混合粉末をヘンシェルミキサーで5分間混合した後に、アトマイザーを使用して2回解砕した。このとき、アトマイザーには穴径が0.5mmのスクリーンを配置した。
それぞれの場合において、得られた成形体の強度を錠剤試験器により測定した。
Claims (6)
- フェライト磁石の原料粉末に、第一の添加剤としてオクタン酸および/またはヘキサン酸を添加・分散させる添加剤添加工程と、
前記第一の添加剤が分散した前記原料粉末を、磁界を印加しながら加圧成形し、予備成形体を得る予備成形工程と、
前記予備成形体を解砕し、顆粒材を得る解砕工程と、
前記顆粒材を、磁界を印加しながら加圧成形し、本成形体を得る本成形工程と、
前記本成形体を焼成して、焼成体を得る焼成工程と、
を備えることを特徴とするフェライト磁石の製造方法。 - 前記第一の添加剤は、前記原料粉末に対し、0.05〜0.20wt%添加することを特徴とする請求項1に記載のフェライト磁石の製造方法。
- 前記第一の添加剤は、前記第一の添加剤の融点以上に加熱した状態で添加することを特徴とする請求項1または2に記載のフェライト磁石の製造方法。
- 前記添加剤添加工程から前記本成形工程までを、前記第一の添加剤の融点以上の温度に維持して行うことを特徴とする請求項3に記載のフェライト磁石の製造方法。
- 前記第一の添加剤は、前記予備成形工程、前記本成形工程における前記原料粉末の配向性を高めるためのものであることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のフェライト磁石の製造方法。
- 前記添加剤添加工程にて、前記第一の添加剤と異なる第二の添加剤を添加し、
前記第二の添加剤は、前記本成形工程において用いる金型と前記原料粉末との摩擦を低減するためのものであることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のフェライト磁石の製造方法。
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