JP2017126751A - Method and apparatus for manufacturing heat deformation magnet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱変形磁石の製造方法及び機器に関する。 The present invention relates to a method and apparatus for manufacturing a heat-deformed magnet.
Fe−B系希土類永久磁石が家庭電気器具、電動工具、風力発電、電気自動車/ハイブリッド自動車等の分野に広く用いられている。焼結磁石及びボンド磁石と比べて、熱変形するFe−B系希土類磁石は、磁気異方性、Dy及びTb等の重希土類元素を含まないか又は低い含有量で含み、ニアネットシェイプのプロセス製造等の利点で、ますます注目されている。 Fe-B rare earth permanent magnets are widely used in fields such as household electric appliances, electric tools, wind power generation, electric vehicles / hybrid vehicles. Compared to sintered magnets and bonded magnets, heat-deformed Fe-B rare earth magnets do not contain magnetic anisotropy, heavy rare earth elements such as Dy and Tb, or low contents, and are a near net shape process. It is attracting more and more attention due to advantages such as manufacturing.
従来の熱変形プロセスには、型打ち、押出成形及びロール圧縮等を含んでいるが、製造される磁石の磁気性能の均一性が悪く、プロセスの収率が低く、連続的にホットプレスするプロセス及び機器を開発する必要があり、従来の製品の形状が主に磁気リングであるが、平板状及び円弧状のような他の形状の磁石の製造プロセスがまだまとまっていないという問題が依然として存在する。 Conventional thermal deformation processes include stamping, extrusion, roll compression, etc., but the magnetic performance of the magnets produced is poor, the process yield is low, and the process is hot-pressed continuously. However, there is still a problem that the manufacturing process of other shape magnets such as flat plate and arc shape is not yet complete, although the conventional product shape is mainly a magnetic ring. .
本発明の目的は、従来技術における上述の課題を解決することにある。 An object of the present invention is to solve the above-described problems in the prior art.
当該目的は、熱変形磁石を製造する方法により実現されるものであり、当該方法は、ホットプレスステップにおいて、急冷粉にホットプレスを実施することによりプレフォームを得ることと、熱変形ステップにおいて、前記プレフオームに熱変形を実施することにより熱変形磁石を得ることとを含み、2つの互いに相対的に移動する押出ヘッドにより、前記プレフォームを、前記押出ヘッドに位置する1つ以上の送出口を介して押出成形する。 The object is realized by a method of manufacturing a heat-deformed magnet, and in the hot press step, the method obtains a preform by performing hot press on the quenched powder, and in the heat deform step, Obtaining a heat-deformed magnet by performing heat deformation on the preform, and by means of two mutually moving extrusion heads, the preform is provided with one or more delivery ports located in the extrusion head. Extrude through.
一方、当該目的は、熱変形磁石を製造する機器により実現されるものであり、当該機器は、急冷粉にホットプレスを実施することによりプレフォームを得るホットプレス装置と、前記プレフォームに熱変形を実施することにより熱変形磁石を得る熱変形装置と、を含み、当該熱変形装置は、2つの互いに相対的に移動する押出ヘッドを有しており、前記押出ヘッドには1つ以上の送出口を有しており、2つの前記押出ヘッドにより、前記プレフォームを、前記送出口を介して押出成形する。 On the other hand, the object is realized by a device that manufactures a heat-deformed magnet, and the device is a hot press apparatus that obtains a preform by performing hot pressing on rapidly cooled powder, and heat deformation of the preform. A heat-deformation device that obtains a heat-deformable magnet by carrying out the step, the heat-deformation device having two extruding heads that move relative to each other, and the extruding head has one or more feeding heads. The preform has an outlet, and the two extrusion heads extrude the preform through the outlet.
以下、図を参照しながら本発明の各方面をより詳細に説明する。 Hereinafter, each aspect of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
特に説明されない限り、本願で言及した全ての刊行物、特許出願、特許及び他の参考文献は、引用されることによって、全体が本出願に組み込まれ、全体が本出願に提示されることに相当する。 Unless stated otherwise, all publications, patent applications, patents and other references mentioned in this application are incorporated by reference in their entirety and are herein incorporated by reference. To do.
本出願で使用される全ての技術的用語及び科学的用語は、特に定義されない限り、本発明が属する技術分野の当業者にとって一般に理解されるのと同じ意味を有する。矛盾する場合には、本明細書に含まれる定義に準する。 All technical and scientific terms used in this application have the same meaning as commonly understood to one of ordinary skill in the art to which this invention belongs unless otherwise defined. In case of conflict, the definitions in this specification shall be followed.
ある量、濃度、或いは、他の値又はパラメータを範囲、好適な範囲、又は好適な数値の上限及び好適な数値の下限の形式で示す場合には、任意の一対の、範囲の上限或いは好適な数値と、任意の範囲の下限或いは好適な数値範囲とを組み合わせる何れかの範囲が具体的に開示されていることに相当すると理解すべきであり、該範囲が具体的に開示されているか否かを考慮しない。本文に挙げられている数値範囲は、特に指定されない限り、範囲の端点、当該範囲内の全ての整数及び分数を含むことを意図している。 Where an amount, concentration, or other value or parameter is indicated in the form of a range, preferred range, or preferred numerical upper limit and preferred numerical lower limit, any pair of upper or preferred range It should be understood that any range combining a numerical value with the lower limit of any range or a suitable numerical range is equivalent to being specifically disclosed, and whether or not the range is specifically disclosed. Do not consider. Numerical ranges listed herein are intended to include the endpoints of the range, all integers and fractions within the range, unless otherwise specified.
本発明は、熱変形磁石を製造する方法に関し、当該方法は、ホットプレスステップにおいて、急冷粉にホットプレスを実施することによりプレフォームを得ることと、熱変形ステップにおいて、前記プレフォームに熱変形を実施することにより熱変形磁石を得ることとを含み、2つの互いに相対的に移動する押出ヘッドにより、前記プレフォームを、前記押出ヘッドに位置する1つ以上の送出口を介して押出成形する。 The present invention relates to a method for producing a heat-deformed magnet, which includes obtaining a preform by performing hot pressing on rapidly cooled powder in the hot pressing step, and thermally deforming the preform in the heat deforming step. The preform is extruded through one or more delivery ports located in the extrusion head by two relatively moving extrusion heads. .
急冷粉
本発明に係る方法に用いられる急冷粉としては、特に限定されず、例えばメルト・急冷法により急冷帯を得た後、急冷帯を粉砕して急冷粉を得ることができる。市販されている急冷粉、例えばMagnequench(天津)株式会社から購入したMQU等のシリーズの磁性粉を用いることもできる。本発明係る方法に用いられる急冷粉は、ナノオーダーの結晶粒サイズを有してもよく、非晶質状態であってもよく、かつ熱変形ステップの中に結晶化する。
Quenching powder The quenching powder used in the method according to the present invention is not particularly limited. For example, after obtaining a quenching zone by a melt / quenching method, the quenching zone can be pulverized to obtain a quenching powder. Commercially available quenched powder, for example, magnetic powder of a series such as MQU purchased from Magnequench (Tianjin) Co., Ltd. can also be used. The quenched powder used in the method according to the present invention may have a nano-order grain size, may be in an amorphous state, and crystallizes during the thermal deformation step.
本発明係る方法に用いられる急冷粉の合金組成については、特に限定されず、例えばRE2Fe14B単相合金を用いてもよく、ここで、REは、Nd又は他の希土類元素又はこれらの組み合わせを代表し、二相合金を用いてもよく、前記二相合金は、例えばRE2Fe14B相及びリッチRE相からなる、又はRE2Fe14B相及び軟磁性相からなる。 The alloy composition of the quenched powder used in the method according to the present invention is not particularly limited, and for example, a RE 2 Fe 14 B single phase alloy may be used, where RE is Nd or other rare earth elements or these A two-phase alloy may be used as a representative of the combination, and the two-phase alloy is composed of, for example, a RE 2 Fe 14 B phase and a rich RE phase, or a RE 2 Fe 14 B phase and a soft magnetic phase.
ホットプレスステップ
本発明の方法に係る一実施形態において、ホットプレスステップにおいて、600〜750℃のホットプレス温度下で、50〜200MPaの圧力で前記急冷粉にホットプレスを実施する。
Hot press step In one embodiment according to the method of the present invention, in the hot press step, the quenched powder is hot pressed at a pressure of 50 to 200 MPa at a hot press temperature of 600 to 750 ° C.
前記ホットプレスステップに用いられる保護雰囲気については、特に限定されず、例えば加熱する前に真空にすることができ、例えば1×10-1Pa未満、好ましくは6×10-2Pa未満である。前記ホットプレスステップに用いられる昇温速度については、特に限定されず、例えば50〜200℃/minであることが可能となり、好ましくは約100℃/minである。予め定めたホットプレス温度に達した後、保温を適切に行うことができる。前記ホットプレスステップに用いられる保温時間については、特に限定されず、例えば0〜120秒間であることが可能となり、好ましくは約1分間である。プレフォームは、長方形であってもよく、円柱体であってもよく、又は他の形状の断面を有する柱状体であってもよい。 The protective atmosphere used in the hot pressing step is not particularly limited, and can be, for example, a vacuum before heating, for example, less than 1 × 10 −1 Pa, preferably less than 6 × 10 −2 Pa. The temperature raising rate used in the hot pressing step is not particularly limited, and can be, for example, 50 to 200 ° C./min, and preferably about 100 ° C./min. After reaching a predetermined hot press temperature, heat insulation can be appropriately performed. The heat retention time used in the hot pressing step is not particularly limited, and can be, for example, 0 to 120 seconds, and preferably about 1 minute. The preform may be a rectangle, a cylinder, or a columnar body having a cross section of another shape.
ホットプレスステップと熱変形ステップとが互いに接して実施される場合、前記ホットプレスステップにおいて、予め定めた保温時間に達した後、プレフォームを変形ステップに直接送り込む。 When the hot pressing step and the thermal deformation step are performed in contact with each other, the preform is directly fed into the deformation step after reaching a predetermined heat retention time in the hot pressing step.
ホットプレスステップと熱変形ステップとが互いに離間して実施される場合、前記ホットプレスステップにおいて、予め定めた保温時間に達した後、加熱を停止し、圧力をアンローディングし、プレフォームを自然に冷却させ、好ましくは不活性ガス、例えばAr或いはN2で冷却する。温度が200℃よりも低くした後、プレフォームを取り出し、その後、熱変形ステップに送り込む。 When the hot pressing step and the thermal deformation step are performed apart from each other, in the hot pressing step, after reaching a predetermined heat retention time, the heating is stopped, the pressure is unloaded, and the preform is naturally Cool, preferably with an inert gas such as Ar or N 2 . After the temperature is lower than 200 ° C., the preform is taken out and then sent to the thermal deformation step.
熱変形ステップ
本発明の方法に係る他の実施形態において、熱変形ステップにおいて、750〜950℃の熱変形温度下、50〜200MPaの圧力で前記プレフォームに熱変形を実施する。
Thermal deformation step In another embodiment according to the method of the present invention, in the thermal deformation step, the preform is subjected to thermal deformation at a pressure of 50 to 200 MPa under a heat deformation temperature of 750 to 950 ° C.
前記熱変形ステップに用いられる保護雰囲気については、特に限定されず、例えば加熱する前に真空にすることができ、例えば1×10-1Pa未満、好ましくは6×10-2Pa未満であり、その後、不活性ガス、例えばArを充填する。前記熱変形ステップに用いられる昇温速度については、特に限定されず、例えば50〜200℃/minであることが可能となり、好ましくは約100℃/minである。予め定めた熱変形温度に達した後、保温することなく、直接熱変形を行ってもよく、保温を適切に行ってもよい。前記熱変形ステップに用いられる保温時間については、特に限定されず、例えば2〜4分間であることが可能となり、好ましくは約3分間である。予め定めた保温時間に達した後、熱変形の実施を開始する。 The protective atmosphere used in the thermal deformation step is not particularly limited, and can be, for example, a vacuum before heating, for example, less than 1 × 10 −1 Pa, preferably less than 6 × 10 −2 Pa, Thereafter, an inert gas such as Ar is filled. The temperature increase rate used in the thermal deformation step is not particularly limited, and can be, for example, 50 to 200 ° C./min, preferably about 100 ° C./min. After reaching a predetermined heat deformation temperature, the heat may be directly deformed without being kept warm, or the heat may be appropriately kept. The heat retention time used in the thermal deformation step is not particularly limited, and can be, for example, 2 to 4 minutes, preferably about 3 minutes. After reaching a predetermined heat retention time, the thermal deformation is started.
本発明の方法に係る他の実施形態において、ホットプレスステップと熱変形ステップとが互いに接して実施され、ホットプレスステップに用いられる押出ヘッドは、熱変形ステップに用いられる金型の内壁の一部として用いられている。 In another embodiment of the method of the present invention, the hot pressing step and the thermal deformation step are performed in contact with each other, and the extrusion head used for the hot pressing step is a part of the inner wall of the mold used for the thermal deformation step. It is used as.
ホットプレスステップと熱変形ステップとが互いに接して実施される場合は、ホットプレスステップと熱変形ステップとが、それぞれホットプレス温度及び熱変形温度下で実施される。具体的には、ホットプレスステップに用いられるホットプレス金型と、熱変形ステップに用いられる熱変形金型とが互いに接されているが、ホットプレス金型は、ホットプレス温度でホットプレスを実施しており、熱変形金型は、熱変形温度で熱変形を実施する。 When the hot press step and the heat deformation step are performed in contact with each other, the hot press step and the heat deformation step are performed at a hot press temperature and a heat deformation temperature, respectively. Specifically, the hot press mold used for the hot press step and the thermal deformation mold used for the thermal deformation step are in contact with each other, but the hot press mold is hot pressed at the hot press temperature. Thus, the heat deformation mold performs heat deformation at a heat deformation temperature.
本発明の方法に係る他の実施形態において、2つの前記押出ヘッドのうちの一つには送出口を有している。具体的には、2つの前記押出ヘッドでは、1つは送出口を有しており、もう一つは送出口を有していない。 In another embodiment of the method of the present invention, one of the two extrusion heads has a delivery port. Specifically, in the two extrusion heads, one has a delivery port and the other does not have a delivery port.
本発明の方法に係る他の実施形態において、2つの前記押出ヘッドには何れも送出口を有している。 In another embodiment according to the method of the present invention, each of the two extrusion heads has a delivery port.
本発明の方法に係る他の実施形態において、2つの前記押出ヘッドのうちの一つは移動して押出を実施しており、もう一つは静止している。 In another embodiment according to the method of the invention, one of the two extrusion heads is moving to perform the extrusion and the other is stationary.
本発明の方法に係る他の実施形態において、2つの前記押出ヘッドのうちの一つは送出口を有しており、かつ移動して押出を実施しており、もう一つは送出口を有しておらず、かつ静止している。 In another embodiment of the method of the present invention, one of the two extrusion heads has a delivery port and is moved to perform extrusion, and the other has a delivery port. Not standing and still.
本発明の方法に係る他の実施形態において、2つの前記押出ヘッドは何れも移動して押出を実施する。 In another embodiment according to the method of the present invention, the two extrusion heads both move to perform the extrusion.
本発明の方法に係る他の実施形態において、2つの前記押出ヘッドは何れも送出口を有しており、かつ移動して押出を実施する。 In another embodiment according to the method of the present invention, each of the two extrusion heads has a delivery port and moves to perform extrusion.
本発明の方法に係る他の実施形態において、前記送出口は、形状を自在に設計可能な断面、例えば矩形又は弧状の断面を有している。 In another embodiment according to the method of the present invention, the delivery port has a cross section whose shape can be freely designed, for example, a rectangular or arc-shaped cross section.
一方、本発明は、さらに、熱変形磁石を製造する機器に関し、当該機器は、急冷粉にホットプレスを実施することによりプレフォームを得るホットプレス装置と、前記プレフォームに熱変形を実施することにより熱変形磁石を得る熱変形装置とを含み、当該熱変形装置は、互いに相対的に移動する2つの押出ヘッドを有しており、前記押出ヘッドには1つ以上の送出口を有しており、2つの前記押出ヘッドにより前記プレフォームを、前記送出口を介して押出成形する。 On the other hand, the present invention further relates to an apparatus for producing a heat-deformed magnet, and the apparatus performs a hot deformation on the preform and a hot press apparatus that obtains a preform by performing a hot press on the rapidly cooled powder. A heat deformation device for obtaining a heat-deformable magnet, and the heat deformation device has two extrusion heads that move relative to each other, and the extrusion head has one or more outlets. The two extrusion heads extrude the preform through the delivery port.
急冷粉
本発明に係る機器に用いられる急冷粉については、特に限定されず、例えばメルト・急冷法により急冷帯を得た後、急冷帯を粉砕して急冷粉を得ることができる。市販されている急冷粉、例えばMagnequench(天津)株式会社から購入したMQU等のシリーズの磁性粉を用いることもできる。本発明に係る機器に用いられる急冷粉は、ナノオーダーの結晶粒サイズを有してもよく、非晶質状態であってもよく、かつ熱変形装置に結晶化する。
Quenching powder The quenching powder used in the apparatus according to the present invention is not particularly limited. For example, after obtaining a quenching zone by a melt / quenching method, the quenching zone can be pulverized to obtain a quenching powder. Commercially available quenched powder, for example, magnetic powder of a series such as MQU purchased from Magnequench (Tianjin) Co., Ltd. can also be used. The quenched powder used in the device according to the present invention may have a nano-order crystal grain size, may be in an amorphous state, and crystallizes in a thermal deformation apparatus.
本発明に係る機器に用いられる急冷粉の合金組成については、特に限定されず、例えばRE2Fe14B単相合金を用いてもよく、ここで、REは、Nd又は他の希土類元素又はこれらの組み合わせを代表し、二相合金を用いてもよく、前記二相合金は、例えばRE2Fe14B相及びリッチRE相からなる、又はRE2Fe14B相及び軟磁性相からなる。 The alloy composition of the quenching powder used in the apparatus according to the present invention is not particularly limited, and for example, a RE 2 Fe 14 B single phase alloy may be used, where RE is Nd or other rare earth elements or these. A two-phase alloy may be used, and the two-phase alloy includes, for example, a RE 2 Fe 14 B phase and a rich RE phase, or a RE 2 Fe 14 B phase and a soft magnetic phase.
ホットプレス装置
本発明の機器に係る一実施形態において、前記ホットプレス装置は、600〜750℃のホットプレス温度下、50〜200MPaの圧力で前記急冷粉にホットプレスを実施する。
Hot press apparatus In one Embodiment which concerns on the apparatus of this invention, the said hot press apparatus hot-presses the said quenching powder with the pressure of 50-200 MPa under the hot press temperature of 600-750 degreeC.
前記ホットプレス装置に用いられる保護雰囲気については、特に限定されず、例えば加熱する前に真空にすることができ、例えば1×10-1Pa未満、好ましくは6×10-2Pa未満である。前記ホットプレス装置に用いられる昇温速度については、特に限定されず、例えば50〜200℃/minであることが可能となり、好ましくは約100℃/minである。予め定めたホットプレス温度に達した後、保温を適切に行うことができる。前記ホットプレス装置に用いられる保温時間については、特に限定されず、例えば0〜120秒間であることが可能となり、好ましくは約1分間である。プレフォームは、長方形であってもよく、円柱体であってもよく、又は他の形状の断面を有する柱状体であってもよい。 The protective atmosphere used in the hot press apparatus is not particularly limited, and can be, for example, a vacuum before heating, for example, less than 1 × 10 −1 Pa, preferably less than 6 × 10 −2 Pa. The temperature increase rate used in the hot press apparatus is not particularly limited, and can be, for example, 50 to 200 ° C./min, and preferably about 100 ° C./min. After reaching a predetermined hot press temperature, heat insulation can be appropriately performed. The heat retention time used in the hot press apparatus is not particularly limited, and can be, for example, 0 to 120 seconds, preferably about 1 minute. The preform may be a rectangle, a cylinder, or a columnar body having a cross section of another shape.
ホットプレス装置と熱変形装置とが互いに接される場合は、前記ホットプレス装置にホットプレス過程を完成し、かつ予め定めた温度に達した後、プレフォームを熱変形装置に直接送り込む。 When the hot press apparatus and the thermal deformation apparatus are in contact with each other, the hot press process is completed in the hot press apparatus, and after reaching a predetermined temperature, the preform is directly fed into the thermal deformation apparatus.
ホットプレス装置と熱変形装置とが互いに離間される場合は、前記ホットプレス装置において、予め定めた保温時間に達した後、加熱を停止し、圧力をアンローディングし、プレフォームを自然に冷却させ、好ましくは不活性ガス、例えばAr或いはN2で冷却する。温度が200℃よりも低くした後、プレフォームを取り出し、その後、熱変形装置に送り込む。 When the hot press device and the thermal deformation device are separated from each other, after reaching a predetermined heat retention time in the hot press device, heating is stopped, pressure is unloaded, and the preform is allowed to cool naturally. , preferably cooled with an inert gas, such as Ar or N 2. After the temperature is lower than 200 ° C., the preform is taken out and then fed into the thermal deformation apparatus.
熱変形装置
本発明の機器に係る他の実施形態において、前記熱変形装置は、750〜950℃の熱変形温度下、50〜200MPaの圧力で前記プレフォームに熱変形を実施する。
Thermal deformation apparatus In another embodiment according to the apparatus of the present invention, the thermal deformation apparatus performs thermal deformation on the preform at a pressure of 50 to 200 MPa at a thermal deformation temperature of 750 to 950 ° C.
前記熱変形装置に用いられる保護雰囲気については、特に限定されず、例えば加熱する前に真空にすることができ、例えば1×10-1Pa未満、好ましくは6×10-2Pa未満であり、その後、不活性ガス、例えばArを充填する。前記熱変形装置に用いられる昇温速度については、特に限定されず、例えば50〜200℃/minであることが可能となり、好ましくは約100℃/minである。予め定めた熱変形温度に達した後、直接熱変形を行ってもよく、温度がより均一になるように保温を適切に行ってもよい。前記熱変形装置に用いられる保温時間については、特に限定されず、例えば2〜4分間であることが可能となり、好ましくは約3分間である。予め定めた保温時間に達した後、熱変形の実施を開始する。 The protective atmosphere used in the thermal deformation apparatus is not particularly limited, and can be evacuated before heating, for example, less than 1 × 10 −1 Pa, preferably less than 6 × 10 −2 Pa, Thereafter, an inert gas such as Ar is filled. The temperature raising rate used in the thermal deformation apparatus is not particularly limited, and can be, for example, 50 to 200 ° C./min, and preferably about 100 ° C./min. After reaching a predetermined heat deformation temperature, the heat deformation may be performed directly, or the heat may be appropriately maintained so that the temperature becomes more uniform. The heat retention time used for the thermal deformation apparatus is not particularly limited and can be, for example, 2 to 4 minutes, preferably about 3 minutes. After reaching a predetermined heat retention time, the thermal deformation is started.
本発明の機器に係る他の実施形態において、前記ホットプレス装置と前記熱変形装置とが互いに接されており、前記ホットプレス装置の押出ヘッドは、前記熱変形装置の金型の内壁の一部として用いられている。 In another embodiment of the apparatus of the present invention, the hot press device and the thermal deformation device are in contact with each other, and the extrusion head of the hot press device is a part of the inner wall of the mold of the thermal deformation device. It is used as.
ホットプレス装置と熱変形装置とが互いに接される場合は、ホットプレス装置と熱変形装置とが、それぞれホットプレス温度及び熱変形温度で実施される。具体的には、ホットプレス装置に用いられるホットプレス金型と、熱変形装置に用いられる熱変形金型とが互いに接しているが、ホットプレス金型は、ホットプレス温度でホットプレスを実施しており、熱変形金型は、熱変形温度で熱変形を実施している。 When the hot press apparatus and the thermal deformation apparatus are in contact with each other, the hot press apparatus and the thermal deformation apparatus are performed at the hot press temperature and the thermal deformation temperature, respectively. Specifically, the hot press mold used in the hot press apparatus and the thermal deformation mold used in the thermal deformation apparatus are in contact with each other. The hot press mold performs hot pressing at the hot press temperature. The thermal deformation mold is subjected to thermal deformation at the thermal deformation temperature.
本発明の機器に係る他の実施形態において、2つの前記押出ヘッドのうちの一つには送出口を有している。具体的には、2つの前記押出ヘッドでは、1つは送出口を有しており、もう一つは送出口を有していない。 In another embodiment of the apparatus of the present invention, one of the two extrusion heads has a delivery port. Specifically, in the two extrusion heads, one has a delivery port and the other does not have a delivery port.
本発明の機器に係る他の実施形態において、2つの前記押出ヘッドには何れも送出口を有している。 In another embodiment of the apparatus of the present invention, each of the two extrusion heads has a delivery port.
本発明の機器に係る他の実施形態において、2つの前記押出ヘッドのうちの一つは移動して押出を実施しており、もう一つは静止している。 In another embodiment of the apparatus of the present invention, one of the two extrusion heads is moving to perform the extrusion and the other is stationary.
本発明の機器に係る他の実施形態において、2つの前記押出ヘッドのうちの一つは送出口を有しており、かつ移動して押出を実施しており、もう一つは送出口を有しておらず、かつ静止している。 In another embodiment of the apparatus of the present invention, one of the two extrusion heads has a delivery port and is moved to perform extrusion, and the other has a delivery port. Not standing and still.
本発明の機器に係る他の実施形態において、2つの前記押出ヘッドは何れも移動して押出を実施する。 In another embodiment of the apparatus of the present invention, the two extrusion heads both move to perform extrusion.
本発明の機器に係る他の実施形態において、2つの前記押出ヘッドは何れも送出口を有しており、かつ移動して押出を実施する。 In another embodiment of the apparatus of the present invention, each of the two extrusion heads has a delivery port and moves to perform extrusion.
本発明の機器に係る他の実施形態において、前記送出口は、形状を自在に設計可能な断面、例えば矩形又は弧状の断面を有している。 In another embodiment of the apparatus of the present invention, the delivery port has a cross section whose shape can be freely designed, for example, a rectangular or arc-shaped cross section.
実施例1
図1は、本実施例に用いられるホットプレス金型a)、熱変形押出ヘッドb)及び熱変形磁石c)を示す実物写真である。
Example 1
FIG. 1 is an actual photograph showing a hot press die a), a heat deformation extrusion head b) and a heat deformation magnet c) used in this embodiment.
ホットプレス
市販されているMQU−F磁性粉を図1a)に示すホットプレス金型に仕込み、ホットプレス金型を磁性粉と共にホットプレス機に入れる。6×10-2Pa未満まで真空にする際に、加熱を開始する。約100℃/minの昇温速度で加熱を行う期間では、ホットプレス金型に50MPa以上の圧力を印加する。温度が670℃に達した後、当該温度では1分間保温し、その後、加熱システム及び油圧システムをオフにする。Arガスでプレフォームサンプルを冷却し、温度が200℃よりも低くした後、プレフォームサンプルを取り出す。
Hot press Commercially available MQU-F magnetic powder is charged into a hot press mold shown in FIG. 1a), and the hot press mold is put into a hot press machine together with the magnetic powder. Heating is started when evacuating to less than 6 × 10 −2 Pa. In the period of heating at a rate of temperature increase of about 100 ° C./min, a pressure of 50 MPa or more is applied to the hot press mold. After the temperature reaches 670 ° C., the temperature is kept for 1 minute, and then the heating system and the hydraulic system are turned off. The preform sample is cooled with Ar gas, and after the temperature is lower than 200 ° C., the preform sample is taken out.
熱変形
プレフォームを熱変形金型に仕込み、熱変形金型をプレフォームと共に炉中に入れる。6×10-2Pa未満まで真空にした後、シールドガスとしてArガスを充填する。その後、約100℃/minの昇温速度で加熱を開始し、温度が800〜860℃に達した後、当該温度では3分間保温する。その後、熱変形過程の油圧システムを起動し、図1b)に示す熱変形押出ヘッドにより押出成形の実施を開始し、押出ヘッド間の隙間は、送出口として用いられる。押出成形過程を完成した後、加熱システム及び油圧システムをオフにする。室温まで自然に冷却した後、熱変形金型を開いて図1c)に示す熱変形磁石が得られた。
Heat deformation A preform is charged into a heat deformation mold, and the heat deformation mold is placed in a furnace together with the preform. After evacuating to less than 6 × 10 −2 Pa, Ar gas is filled as a shielding gas. Thereafter, heating is started at a rate of temperature increase of about 100 ° C./min. After the temperature reaches 800 to 860 ° C., the temperature is kept for 3 minutes. Then, the hydraulic system in the thermal deformation process is started, and the extrusion molding is started by the thermal deformation extrusion head shown in FIG. 1b), and the gap between the extrusion heads is used as a delivery port. After completing the extrusion process, turn off the heating and hydraulic systems. After naturally cooling to room temperature, the heat deformation mold was opened to obtain the heat deformation magnet shown in FIG. 1c).
図2は、本実施例で得られた磁石両面上のX線回折(XRD)スペクトルを示す。図2に示すI(006)/I(105)の割合数値を結晶粒配向の度量として評価する。得られた磁石の両面上の当該割合数値がほぼ等しく、これは、得られた磁石の両面が一致する結晶粒配向の均一性を有することを示す。 FIG. 2 shows X-ray diffraction (XRD) spectra on both sides of the magnet obtained in this example. The ratio value of I (006) / I (105) shown in FIG. 2 is evaluated as a measure of crystal grain orientation. The ratio values on both sides of the obtained magnet are approximately equal, which indicates that both sides of the obtained magnet have uniform grain orientation uniformity.
実施例2
図3は、本実施例のホットプレス及び熱変形プロセスを示す概略図である。
Example 2
FIG. 3 is a schematic view showing a hot press and thermal deformation process of the present embodiment.
本実施例において、ホットプレス過程と熱変形過程とを組み合わせることにより、連続的な熱押出過程が実現されており、図3に示すように、これは、従来のプロセスに対する重要な相違である。 In this embodiment, a continuous hot extrusion process is realized by combining the hot pressing process and the thermal deformation process, and this is an important difference from the conventional process as shown in FIG.
システム全体を750〜950℃の熱変形温度範囲内に保持する。図3(a)に示すように、急冷粉をホットプレス金型4に仕込む。その後、図3(b)に示すように、押出ヘッド1はホットプレスの実施を開始する。ホットプレス過程において、急冷粉を加熱し締固めする。プロセスパラメータを制御することにより、プレフォームが熱変形温度に昇温した場合、完全密度に達する。その後、図3(c)に示すように、押出ヘッド2は左へ移動し、プレフォームは押出金型まで降下する。その後、図3(d)に示すように、押出ヘッド2及び3は互いに相対的に移動することにより、プレフォームを、押出ヘッド3における送出口を介して押し出す。図3(e)に示すように、押出過程には、押出ヘッド3における送出口を介して平板状の磁石を押し出す。押出ヘッド3の外部にカッタ装置が設けられていることにより、熱変形磁石を塊状のもの(図示せず)にカットする。図3(f)に示すように、一つのプレフォームを押し出した後、押出ヘッド1を持ち上げ、押出ヘッド2及び3は、それぞれの初期位置まで移動し、急冷粉を新たに装填し、次のサイクルが始まる。押出ヘッド3におけるプレフォームの残部は次のプレフォームにより押し出される。全過程は、この方式で連続的に行われることにより、熱変形磁石を高効率で製造する。 The entire system is kept within the heat distortion temperature range of 750-950 ° C. As shown in FIG. 3 (a), the quenched powder is charged into a hot press die 4. Thereafter, as shown in FIG. 3B, the extrusion head 1 starts to perform hot pressing. In the hot pressing process, the rapidly cooled powder is heated and compacted. By controlling the process parameters, full density is reached when the preform is heated to the heat distortion temperature. Thereafter, as shown in FIG. 3C, the extrusion head 2 moves to the left, and the preform descends to the extrusion mold. Thereafter, as shown in FIG. 3 (d), the extrusion heads 2 and 3 move relative to each other, thereby extruding the preform through the delivery port in the extrusion head 3. As shown in FIG. 3 (e), in the extrusion process, a plate-like magnet is pushed out through a delivery port in the extrusion head 3. By providing a cutter device outside the extrusion head 3, the heat-deformed magnet is cut into a lump (not shown). As shown in FIG. 3 (f), after extruding one preform, the extrusion head 1 is lifted, and the extrusion heads 2 and 3 are moved to their initial positions, charged with fresh quenching powder, and the next The cycle begins. The remainder of the preform in the extrusion head 3 is extruded by the next preform. The entire process is continuously performed in this manner, thereby producing a heat-deformed magnet with high efficiency.
熱変形押出ヘッド3を設計することにより、ニアネットシェイプ過程が実現されている。 By designing the thermal deformation extrusion head 3, a near net shape process is realized.
熱変形押出ヘッド3の送出口の断面形状を変更することにより、平板状及び円弧状の熱変形磁石を容易に得ることができる。また、押出ヘッド、金型及び加工システムを設計することにより、相応的に、他の形状の熱変形磁石を得ることもできる。 By changing the cross-sectional shape of the outlet of the heat deformation extrusion head 3, a plate-shaped and arc-shaped heat deformation magnet can be easily obtained. Also, by designing the extrusion head, mold and processing system, it is possible to obtain heat deforming magnets of other shapes correspondingly.
実施例3
図4(a)は、本実施例のホットプレス及び熱変形プロセスを示す概略図である。
Example 3
FIG. 4A is a schematic diagram showing a hot press and thermal deformation process of the present embodiment.
本実施例において、実施例2と異なる押出ヘッドを用いることにより、加工過程はより高効率になる。図4(a)に示すように、押出ヘッドの送出口の数が1つを超える。熱変形押出ヘッドは、2つ以上の送出口を有しているため、1つのサイクルにおいて、1つを超える熱変形磁石を押し出す。 In this example, the processing process becomes more efficient by using an extrusion head different from that in Example 2. As shown to Fig.4 (a), the number of the delivery ports of an extrusion head exceeds one. Since the heat deformation extrusion head has two or more outlets, it extrudes more than one heat deformation magnet in one cycle.
また、送出口の断面形状を変更することにより、最終の磁石の形状を容易に変更することもできる。 Moreover, the shape of the final magnet can also be easily changed by changing the cross-sectional shape of the delivery port.
実施例4
図4(b)は、本実施例のホットプレス及び熱変形プロセスを示す概略図である。
Example 4
FIG. 4B is a schematic diagram showing the hot press and thermal deformation process of the present example.
本実施例において、図4(b)に示すように、2つの押出ヘッドは何れも1つ以上の送出口を有している。2つの押出ヘッドは互いに相対的に移動すると、プレフォームを、2つの押出ヘッドにおける送出口を介して2つの方向から押し出す。 In this embodiment, as shown in FIG. 4B, each of the two extrusion heads has one or more delivery ports. As the two extrusion heads move relative to each other, the preform is extruded from two directions through the outlets in the two extrusion heads.
また、送出口の断面形状を変更することにより、最終の磁石の形状を容易に変更することができる。 Moreover, the shape of the final magnet can be easily changed by changing the cross-sectional shape of the delivery port.
実施例5
図5は、本実施例の熱変形プロセスを示す概略図である。
Example 5
FIG. 5 is a schematic view showing the thermal deformation process of the present embodiment.
図5に示すように、本実施例において、ホットプレス過程と熱変形過程とが離間して設けられる。図5(a)に示すように、プレフォームを完全密度までホットプレス/クーリングプレスし、これは、従来のプレス技術により行われる。図5(b)に示すように、プレフォームを押出金型に仕込み、押出金型と押出ヘッドのシステムの全体は750〜950℃の熱変形温度範囲内に保持する。金型におけるプレフォームは金型との熱交換により加熱を行う。図5(c)に示すように、プレフォームの温度が熱変形温度に達した場合、押出ヘッド2及び3は互いに相対的に移動することにより、磁石を押し出す。押出ヘッドが2つの方向に移動し、磁石における圧力分布が一方向に押し出される場合(例えば型打ち、フロント押出等)よりもより均一になるため、磁石の結晶粒配向もより均一になる。1つのプレフォームを押し出した後、押出ヘッド2及び3はそれぞれの初期位置まで移動する。図5(d)に示すように、押出ヘッド1を持ち上げ、新たなプレフォームを仕込み、新たなサイクルが始まる。押出ヘッド3におけるプレフォームの残部は、新たなプレフォームにより押し出される。 As shown in FIG. 5, in this embodiment, the hot pressing process and the thermal deformation process are provided separately. As shown in FIG. 5 (a), the preform is hot pressed / cooling pressed to full density, which is performed by conventional pressing techniques. As shown in FIG. 5B, the preform is charged into an extrusion mold, and the entire extrusion mold and extrusion head system is maintained within a heat deformation temperature range of 750 to 950 ° C. The preform in the mold is heated by heat exchange with the mold. As shown in FIG. 5 (c), when the temperature of the preform reaches the heat distortion temperature, the extrusion heads 2 and 3 move relative to each other to push out the magnet. Since the extrusion head moves in two directions and the pressure distribution in the magnet is extruded in one direction (for example, stamping, front extrusion, etc.), the crystal grain orientation of the magnet is also more uniform. After extruding one preform, the extrusion heads 2 and 3 move to their initial positions. As shown in FIG. 5 (d), the extrusion head 1 is lifted, a new preform is charged, and a new cycle starts. The remainder of the preform in the extrusion head 3 is extruded by a new preform.
また、相似のプロセス過程において異なる金型/押出ヘッドを用いることにより、他の形状の熱変形磁石を得ることもできる。 In addition, by using different molds / extrusion heads in a similar process, other shapes of heat-deformed magnets can be obtained.
実施例6
図6は、本実施例の熱変形プロセスを示す概略図である。
Example 6
FIG. 6 is a schematic view showing the thermal deformation process of the present embodiment.
フロント押出過程は、図6に示すものである。クーリングプレス/ホットプレス過程により、プレフォームを高密度に締固めし、これは、従来のプレス技術により行われる。その後、図6(a)に示すように、プレフォームを金型に仕込んだ後、押出ヘッド1を押し下げる。押出ヘッド3も上へ移動し、両方向押出を行うことにより、圧力分布がより均一になる。その後、図6(b)に示すように、プレフォームを押し出す。プレフォームを押し出した場合、熱変形磁石を塊にカットする(図示せず)。この場合に、ニアネットシェイプ過程が実現されている。図6(c)に示すように、1つのプレフォームを押し出し、その後、図6(d)に示すように、押出ヘッド1を持ち上げ、新たなプレフォームを仕込む。押出ヘッド3における残部は新たなプレフォームにより押し出される。 The front extrusion process is as shown in FIG. The preform is compacted to a high density by a cooling press / hot pressing process, which is performed by conventional pressing techniques. Then, as shown to Fig.6 (a), after preparing a preform in a metal mold | die, the extrusion head 1 is pushed down. The extrusion head 3 also moves upward, and the pressure distribution becomes more uniform by performing bidirectional extrusion. Thereafter, as shown in FIG. 6B, the preform is extruded. When the preform is extruded, the heat-deformed magnet is cut into a lump (not shown). In this case, a near net shape process is realized. As shown in FIG. 6 (c), one preform is extruded, and then, as shown in FIG. 6 (d), the extrusion head 1 is lifted and a new preform is charged. The remainder of the extrusion head 3 is pushed out by a new preform.
本実施例におけるフロント押出過程は、Daido会社の過程と類似しているが、Daido会社の過程に対する重要な相違は、本実施例に用いられるものは、両方向押出又はフローティング過程であり、磁石の均一性の実現により有利となることにある。 The front extrusion process in this example is similar to the process of the Daido company, but the important difference with respect to the process of the Daido company is that the one used in this example is a bi-directional extrusion or floating process, and a uniform magnet It is advantageous to realize the sex.
上述の具体的な実施形態は、本願の構想を解釈するに過ぎず、本発明の範囲を如何なる方式で限定すると理解されるべきではない。逆に、本出願の明細書を閲覧した後、当業者にとって、本発明の精神を逸脱しない範囲内において、他の技術案を実施し、変更等を行うことができることが明瞭に理解されるべきである。 The specific embodiments described above are merely to interpret the concepts of the present application and should not be understood to limit the scope of the present invention in any way. On the contrary, after viewing the specification of the present application, it should be clearly understood that those skilled in the art can implement other technical proposals and make changes and the like without departing from the spirit of the present invention. It is.
Claims (20)
ホットプレスステップにおいて、急冷粉にホットプレスを実施することによりプレフォームを得ることと、
熱変形ステップにおいて、前記プレフォームに熱変形を実施することにより熱変形磁石を得ることと、を含み、
互いに相対的に移動する2つの押出ヘッドを用いて、前記プレフォームを前記押出ヘッドに位置する1つ以上の送出口を介して押出成形する方法。 A method of manufacturing a heat-deformed magnet comprising:
In the hot pressing step, obtaining a preform by performing hot pressing on the quenched powder;
In the heat deformation step, obtaining a heat deformable magnet by performing heat deformation on the preform,
A method of extruding the preform through one or more delivery ports located in the extrusion head using two extrusion heads that move relative to each other.
急冷粉にホットプレスを実施することによりプレフォームを得るホットプレス装置と、
前記プレフォームに熱変形を実施することにより熱変形磁石を得る熱変形装置と、を含み、
当該熱変形装置は、互いに相対的に移動する2つの押出ヘッドを有しており、前記押出ヘッドに1つ以上の送出口を有しており、2つの前記押出ヘッドを用いて前記プレフォームを、前記送出口を介して押出成形する機器。 An apparatus for manufacturing a heat-deformed magnet,
A hot press apparatus that obtains a preform by hot pressing the rapidly cooled powder;
A thermal deformation apparatus that obtains a thermal deformation magnet by performing thermal deformation on the preform,
The thermal deformation apparatus has two extrusion heads that move relative to each other, and has one or more delivery ports in the extrusion head, and the preform is formed using the two extrusion heads. An apparatus for extrusion molding through the delivery port.
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