JP2018522400A - Mold and method for forming permanent magnet with preform, and thermal deformation system - Google Patents

Mold and method for forming permanent magnet with preform, and thermal deformation system Download PDF

Info

Publication number
JP2018522400A
JP2018522400A JP2017560272A JP2017560272A JP2018522400A JP 2018522400 A JP2018522400 A JP 2018522400A JP 2017560272 A JP2017560272 A JP 2017560272A JP 2017560272 A JP2017560272 A JP 2017560272A JP 2018522400 A JP2018522400 A JP 2018522400A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mold
preform
permanent magnet
mold cavity
thermal deformation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017560272A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6463852B2 (en
Inventor
ユー ジアチン
ユー ジアチン
チェン ビチョン
チェン ビチョン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of JP2018522400A publication Critical patent/JP2018522400A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6463852B2 publication Critical patent/JP6463852B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0253—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets
    • H01F41/0266—Moulding; Pressing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Magnetic Treatment Devices (AREA)

Abstract

本発明は、プリフォームで永久磁石を形成するための金型を提供し、このプリフォームで永久磁石を形成するための金型（１，１０１，２０１，３０１，４０１）は、金型主体（３，１０３，２０３，３０３，４０３）と、前記金型主体の中に形成され、且つ送込みポート（７，１０７，２０７，３０７，４０７）および押出しポート（９，１０９，２０９，３０９，４０９）を有する少なくとも一つの金型キャビティ（５，１０５，２０５，３０５，４０５）とを備え、前記少なくとも一つの金型キャビティはそれぞれ、互いに通じ合う少なくとも二つの部分を含み、前記少なくとも二つの部分における二つの隣接部分がお互いに相対的に角度（α）をなしてずれている。本発明は、前記金型を含む熱変形システムおよび前記熱変形システムを用いてプリフォームで永久磁石を形成する方法をさらに提供する。本発明によれば、グレーンの成長を抑えることで、最終的な永久磁石に高い保磁力をもたらすことができる。The present invention provides a mold for forming a permanent magnet with a preform, and the mold (1, 101, 201, 301, 401) for forming a permanent magnet with the preform is a mold main body ( 3, 103, 203, 303, 403) and the feed port (7, 107, 207, 307, 407) and the extrusion port (9, 109, 209, 309, 409) ) Having at least one mold cavity (5, 105, 205, 305, 405), each including at least two parts communicating with each other, in the at least two parts Two adjacent portions are offset relative to each other at an angle (α). The present invention further provides a thermal deformation system including the mold and a method of forming a permanent magnet with a preform using the thermal deformation system. According to the present invention, it is possible to bring a high coercive force to the final permanent magnet by suppressing the growth of grains.

Description

本発明は、永久磁石の製造、特に、プリフォームで永久磁石を形成するための金型、プリフォームで永久磁石を形成するための方法、および、プリフォームで永久磁石を形成するための金型を含む熱変形システムに関する。   The present invention relates to the manufacture of permanent magnets, in particular molds for forming permanent magnets with preforms, methods for forming permanent magnets with preforms, and molds for forming permanent magnets with preforms. The present invention relates to a thermal deformation system including:

例えば、希土類−鉄−ボロン系永久磁石のような永久磁石は通常、十分高い残留磁場、保磁力および耐食性を有し、且つ−４０℃〜１８０℃のような広い温度範囲に十分高い磁束量を提供することができる。そのため、希土類−鉄−ボロン系永久磁石のような永久磁石は、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）および家電機器などのモータに広く適用されている。低減した銅損、高いパワー密度、高い効率および低いロータイナーシャを有するため、希土類−鉄−ボロン系永久磁石を備えるモータは誘導モータに対して性能に優れている。   For example, permanent magnets such as rare earth-iron-boron permanent magnets usually have a sufficiently high residual magnetic field, coercive force and corrosion resistance, and a sufficiently high magnetic flux amount over a wide temperature range such as −40 ° C. to 180 ° C. Can be provided. Therefore, permanent magnets such as rare earth-iron-boron permanent magnets are widely applied to motors such as electric vehicles (EV), hybrid electric vehicles (HEV), and home appliances. Because of having reduced copper loss, high power density, high efficiency and low rotor inertia, motors with rare earth-iron-boron permanent magnets are superior to induction motors.

希土類−鉄−ボロン系永久磁石を製造する従来の方法は２種がある。第１の方法は、大体ストリップキャスティング、ハイドロジェン・デクレピテーション、ジェット・ミリング、モールディング、焼結および焼鈍を含む冶金焼結プロセスである。冶金焼結プロセスにより製造する永久磁石は「焼結磁石」と呼ばれ、ほぼ全密度であり、且つ高いエネルギー積を有する。第２の方法は、大体、磁性粉末を有機バインダーとともに（コンパクティング、インジェクティング、イクストルディング、またはカレンダリングにより）モールディングした後、約１５０℃で硬化させることを含むボンディングプロセスである。ボンディングプロセスにより製造する永久磁石は「ボンド磁石」と呼ばれ、低密度であって、体積百分率が４％超えの有機バインダーを含むのが正常であり、且つ低いエネルギー積を有する。ボンド磁石が焼結磁石よりも小さい磁束量を提供するが、両方とも複雑な形状を有する部材にモールディングされることができる。   There are two conventional methods for producing rare earth-iron-boron permanent magnets. The first method is a metallurgical sintering process that includes roughly strip casting, hydrogen decrepitation, jet milling, molding, sintering and annealing. Permanent magnets produced by the metallurgical sintering process are called “sintered magnets” and are nearly full density and have a high energy product. The second method is a bonding process that involves roughly molding the magnetic powder with an organic binder (by compacting, injecting, extrusion, or calendering) and then curing at about 150 ° C. Permanent magnets produced by the bonding process are referred to as “bonded magnets”, which are low in density, normally contain an organic binder with a volume percentage exceeding 4%, and have a low energy product. Bonded magnets provide a smaller amount of magnetic flux than sintered magnets, but both can be molded into a member having a complex shape.

一軸熱変形プロセスは、希土類−鉄−ボロン系永久磁石を製造する新規の方法である。この方法では、まず焼入れされた細い磁性リボンまたは粉末を一次プリフォームに冷間圧延し、その後、一次プリフォームを磁気等方性磁石主体に熱間圧延し、最後、磁気等方性磁石主体に対し一軸熱変形処理を行う。加えられた圧力により駆動されて、磁気等方性磁石主体中のグレーンは一軸熱変形処理過程に、それらの磁性化し易い軸をプレス方向に合わせる。結果として、形成される永久磁石は磁気異方性である。ボンディングプロセスに類似して、一軸熱変形プロセスもネットシェピングプロセスであり、磁石をリング状、ディスク状、ブロック状または他のネットシェイプに直接形成することができる。   The uniaxial thermal deformation process is a new method for producing rare earth-iron-boron permanent magnets. In this method, a hardened thin magnetic ribbon or powder is first cold-rolled to a primary preform, and then the primary preform is hot-rolled mainly to a magnetic isotropic magnet, and finally, the magnetic isotropic magnet is mainly formed. On the other hand, uniaxial thermal deformation processing is performed. Driven by the applied pressure, the grains in the main body of the magnetic isotropic magnet align their easily magnetized axes in the pressing direction during the uniaxial thermal deformation process. As a result, the permanent magnet formed is magnetic anisotropy. Similar to the bonding process, the uniaxial thermal deformation process is also a net shaping process, where magnets can be formed directly in a ring, disk, block or other net shape.

焼結磁石およびボンド磁石に比べて、一軸熱変形プロセスにより製造する熱変形磁石は、マイクロ構造がナノ構造であり、磁気性能が磁気異方性を呈し、高いエネルギー積を有しており、小さいグレーンサイズのため、熱安定性が高い以上、高い保磁力を得るように、ジスプロシウム（Ｄｙ）やテルビウム（Ｔｂ）などの重希土類元素を僅かに必要とし、ひいては必要としない。熱変形磁石のこのような特徴は電気自動車／ハイブリッド電気自動車のモータに対しては非常に魅力的である。   Compared to sintered magnets and bonded magnets, heat-deformed magnets manufactured by a uniaxial heat-deformation process have a microstructure with a nanostructure, magnetic performance exhibits magnetic anisotropy, a high energy product, and a small size Because of the grain size, a slight amount of heavy rare earth elements such as dysprosium (Dy) and terbium (Tb) are required so as to obtain a high coercive force as long as the thermal stability is high. Such a feature of the heat-deformed magnet is very attractive for electric vehicle / hybrid electric vehicle motors.

熱変形処理を実行するには、例えば、ダイアップセット、バックワードイクストルージョン、フォーワードイクストルージョンおよび圧延（ローリング）などの幾つかのプロセスがある。これらのプロセスは適切な雰囲気（真空、不活性ガスなど）の中に、高温（通常、６５０〜８５０℃）下で、特別にデザインされた金型において行われる。磁性リボンまたは粉末をデザインされたキャビティにプレスし、またはデザインされた軌道を通過させるように、油圧システムが機械圧力の発生に用いられる。これで、磁性リボンまたは粉末が緻密になり、且つ最終的に、磁性リボンまたは粉末がリング状、ディスク状、ブロック状または他の形状を有する緻密な磁石に変換される。使用される磁性リボンまたは粉末としては、純粋な磁性リボン／粉末であってもよく、或いは、純粋な磁性リボン／粉末と別の純粋な磁性リボン／粉末または非磁性リボン／粉末との混合物を用いても良い。   There are several processes for performing the thermal deformation process, such as, for example, die-up set, backward extrusion, forward extrusion and rolling. These processes are performed in specially designed molds in a suitable atmosphere (vacuum, inert gas, etc.) and at high temperatures (usually 650-850 ° C.). A hydraulic system is used to generate the mechanical pressure so that the magnetic ribbon or powder is pressed into a designed cavity or passed through a designed track. Thus, the magnetic ribbon or powder becomes dense, and finally the magnetic ribbon or powder is converted into a dense magnet having a ring shape, a disk shape, a block shape, or other shapes. The magnetic ribbon or powder used may be a pure magnetic ribbon / powder, or a mixture of a pure magnetic ribbon / powder and another pure magnetic ribbon / powder or non-magnetic ribbon / powder. May be.

特許文献欧州特許第０５１３８９１号明細書は、希土類含有粉末に対し空気に開くプレス機械を用いてホットプレスおよび／または熱加工を行うプロセスを記載している。このプロセスでは、まず金型の壁のみに存在する固体潤滑剤を用いて希土類含有粉末を室温で緊密体にプレスし、その後、アルゴンガスに沈んだ加熱金型を利用し空気に開くプレス機械の中に緊密体をホットプレスする。   Patent document EP 0513891 describes a process for hot pressing and / or thermal processing of rare earth-containing powders using a press machine that opens to air. In this process, a rare earth-containing powder is first pressed into a compact body at room temperature using a solid lubricant that is present only on the mold wall, and then opened into the air using a heated mold submerged in argon gas. Hot press the tight body inside.

特許文献米国特許第７７３０７５５号明細書は、プリフォームをプレート状の永久磁石にイクストルディングすることで、プリフォームの断面寸法がＸ方向に小さくなり、Ｘ方向に対し垂直なＹ方向に大きくなるようにするプロセスを記載している。   In US Pat. No. 7,730,755, the preform is expanded into a plate-like permanent magnet so that the cross-sectional dimension of the preform decreases in the X direction and increases in the Y direction perpendicular to the X direction. Describes the process of making

しかしながら、これら従来の熱変形プロセスでは、緊密体またはプリフォームが高温でプレスまたはイクストルディングされると、緊密体またはプリフォーム中のグレーンが成長する傾向がある。よって、最終的な永久磁石の保磁力を悪くすることになる。   However, in these conventional thermal deformation processes, when the compact or preform is pressed or extruded at high temperatures, the grains in the compact or preform tend to grow. Therefore, the coercive force of the final permanent magnet is deteriorated.

そのため、従来の熱変形プロセスを改良する必要がある。   Therefore, it is necessary to improve the conventional thermal deformation process.

本発明は、プリフォームで永久磁石を形成するための金型および方法を提供する。この金型および方法によれば、グレーンの成長を抑えることで、最終的な永久磁石に高い保磁力をもたらすことができる。   The present invention provides a mold and method for forming a permanent magnet with a preform. According to this mold and method, it is possible to bring a high coercive force to the final permanent magnet by suppressing the growth of grains.

本発明の一形態によれば、プリフォームで永久磁石を形成するための金型を提供し、このプリフォームで永久磁石を形成するための金型は、
金型主体と、
前記金型主体の中に形成され、且つ送込みポートおよび押出しポートを有する少なくとも一つの金型キャビティと
を備え、
前記少なくとも一つの金型キャビティはそれぞれ、互いに通じ合う少なくとも二つの部分を含み、前記少なくとも二つの部分における二つの隣接部分がお互いに相対的に角度をなしてずれている。 According to one aspect of the present invention, a mold for forming a permanent magnet with a preform is provided, and a mold for forming a permanent magnet with the preform includes:
With the mold main body,
At least one mold cavity formed in the mold body and having a feed port and an extrusion port;
Each of the at least one mold cavity includes at least two portions communicating with each other, and two adjacent portions of the at least two portions are offset relative to each other.

選択的に、前記少なくとも二つの部分における二つの隣接部分は、後の部分の断面積が前の部分の断面積よりも小さくなるように構造されている。   Optionally, two adjacent portions in the at least two portions are structured such that the cross-sectional area of the rear portion is smaller than the cross-sectional area of the previous portion.

選択的に、前記角度は０°〜１８０°の範囲であり、好ましくは４５°〜１３５°の範囲、より好ましくは９０°とされている。   Optionally, the angle is in the range of 0 ° to 180 °, preferably in the range of 45 ° to 135 °, more preferably 90 °.

選択的に、前記少なくとも二つの部分における二つの隣接部分の間に、屈曲移行部が形成されている。   Optionally, a bend transition is formed between two adjacent portions of the at least two portions.

選択的に、前記少なくとも二つの部分は、徐々に小さくなる断面、または一定の断面を有する。   Optionally, the at least two parts have a gradually decreasing cross section or a constant cross section.

選択的に、前記少なくとも二つの部分のうち前記金型キャビティの押出しポートを限定する部分は、矩形、円形、弧形、または三角形の断面を有する。   Optionally, the portion of the at least two portions that defines the extrusion port of the mold cavity has a rectangular, circular, arcuate, or triangular cross section.

選択的に、前記少なくとも二つの部分は、ストレートにされている。   Optionally, the at least two parts are straightened.

選択的に、前記少なくとも二つの部分のうち前記金型キャビティの押出しポートを限定する部分は、屈曲されている。   Optionally, the portion of the at least two portions that defines the extrusion port of the mold cavity is bent.

選択的に、前記金型が二つの対向する送込みポートを備えるように、前記少なくとも二つの部分のうち前記金型キャビティの送込みポートを限定する部分は、前記金型主体を通って伸びている。   Optionally, a portion of the at least two portions defining the mold cavity feed port extends through the mold body such that the mold comprises two opposing feed ports. Yes.

選択的に、前記金型は、前記少なくとも二つの部分のうち前記送込みポートを限定する部分へ通じており、且つ前記少なくとも二つの部分のうち前記送込みポートを限定する部分の直後にある前記金型キャビティの部分と揃っている追加ポートをさらに備える。   Optionally, the mold communicates with a portion of the at least two portions that defines the feeding port, and immediately after the portion of the at least two portions that defines the feeding port. Additional ports are provided that are aligned with the mold cavity portion.

本発明の別の形態によれば、上述のようなプリフォームで永久磁石を形成するための金型を含む熱変形システムを提供する。   According to another aspect of the present invention, there is provided a thermal deformation system including a mold for forming a permanent magnet with a preform as described above.

選択的に、前記熱変形システムは、前記金型キャビティから移り出し、且つ前記金型キャビティに移り込むパンチを備えるプレス機械をさらに含む。   Optionally, the thermal deformation system further includes a press machine comprising a punch that moves out of the mold cavity and into the mold cavity.

選択的に、前記熱変形システムは、前記プリフォームを前記金型キャビティの前記送込みポートを限定する部分に送る送り機構をさらに含む。   Optionally, the thermal deformation system further includes a feed mechanism that sends the preform to a portion of the mold cavity that defines the feed port.

選択的に、前記熱変形システムは、前記プリフォームを所定温度までに加熱する加熱機構をさらに含む。   Optionally, the thermal deformation system further includes a heating mechanism for heating the preform to a predetermined temperature.

本発明の別の形態によれば、上述のような熱変形システムを利用してプリフォームで永久磁石を形成する方法を提供し、この方法において、
プリフォームの少なくとも一部を前記送込みポートを介して前記金型キャビティの前記少なくとも二つの部分における第１の部分に送るステップと、
所定温度下で、前記プリフォームを前記金型キャビティの前記少なくとも二つの部分における前記第１の部分にプレスするステップと、
前記パンチを前記金型キャビティの前記第１の部分から取り出すステップと、
次のプリフォームを前記第１の部分に送りプレスして、前記プリフォームを最終的な永久磁石として前記金型キャビティの前記押出しポートから押し出すステップと
を含む。 According to another aspect of the present invention, there is provided a method of forming a permanent magnet with a preform using a thermal deformation system as described above, wherein:
Sending at least a portion of a preform via the feed port to a first portion of the at least two portions of the mold cavity;
Pressing the preform onto the first part in the at least two parts of the mold cavity under a predetermined temperature;
Removing the punch from the first portion of the mold cavity;
Feeding and pressing a next preform into the first portion to extrude the preform as a final permanent magnet from the extrusion port of the mold cavity.

選択的に、複数のプリフォームに対して、ニアネットシェイプの熱変形をシームレスに実行し続けるように、前記ステップが繰り返される。   Optionally, the steps are repeated so that the near-net shape thermal deformation continues to be performed seamlessly for the plurality of preforms.

選択的に、前記方法は、前記最終的な永久磁石を永久磁石部材に切断するステップをさらに含む。   Optionally, the method further comprises the step of cutting the final permanent magnet into permanent magnet members.

下記の内容および添付の「特許請求の範囲」を考慮し、図面を参照すると、本発明のこれらまたは他の目的、特徴及び特性、構造に関わる素子と部材の組合せによる運転方法および機能、並びに、製造上の経済性がより顕著になる。下記の内容、添付の「特許請求の範囲」および図面は明細書の一部を構成し、類似する記号は異なる図面において対応する部材を表す。ただし、図面の目的が図示および説明に過ぎず、本発明に対する限定とはならない。   In view of the following and the appended claims, and with reference to the drawings, these and other objects, features and characteristics of the present invention, operating methods and functions by combinations of elements and members involved in the structure, and Manufacturing economics become more prominent. The following description, the appended claims, and the drawings form part of the specification and like symbols represent corresponding parts in the different drawings. However, the purpose of the drawings is merely illustrated and described, and is not a limitation on the present invention.

図１Ａは本発明の第１の実施例によるプリフォームで永久磁石を形成するための金型を概略的に示す立体図であり、図１Ｂは図１Ａのライン１Ｂ−１Ｂに沿う縦断側面図である。FIG. 1A is a three-dimensional view schematically showing a mold for forming a permanent magnet with a preform according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a longitudinal side view taken along line 1B-1B in FIG. 1A. is there. 図２Ａおよび図２Ｂは本発明の第１の実施例による金型を含む熱変形システムを用いてプリフォームを永久磁石にして押し出した過程を概略的に示す縦断側面図であり、図２Ｃは図２Ａ〜図２Ｂの熱変形システムにより押し出された最終的な永久磁石を概略的に示す図である。2A and 2B are longitudinal side views schematically showing a process of extruding a preform as a permanent magnet using a thermal deformation system including a mold according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram schematically showing a final permanent magnet extruded by the thermal deformation system of FIGS. 2A to 2B. FIG. 図３Ａは本発明の第２の実施例によるプリフォームで永久磁石を形成するための金型を含む熱変形システムを概略的に示す縦断側面図であり、図３Ｂは図３Ａのライン３Ｂ−３Ｂに沿う縦断側面図であり、図３Ｃは図３Ａのライン３Ｃ−３Ｃに沿う縦断側面図であり、図３Ｄは図３Ａ〜図３Ｃの熱変形システムにより押し出された最終的な永久磁石を概略的に示す図ある。FIG. 3A is a longitudinal side view schematically showing a thermal deformation system including a mold for forming a permanent magnet with a preform according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a line 3B-3B in FIG. 3A. 3C is a longitudinal side view taken along line 3C-3C of FIG. 3A, and FIG. 3D schematically illustrates the final permanent magnet extruded by the thermal deformation system of FIGS. 3A-3C. FIG. 図４Ａは本発明の第３の実施例によるプリフォームで永久磁石を形成するための金型を概略的に示す縦断側面図であり、図４Ｂは図４Ａのライン４Ｂ−４Ｂに沿う縦断側面図であり、図４Ｃは図４Ａのライン４Ｃ−４Ｃに沿う縦断側面図である。FIG. 4A is a vertical side view schematically showing a mold for forming a permanent magnet with a preform according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a vertical side view taken along line 4B-4B in FIG. 4A. 4C is a longitudinal side view taken along line 4C-4C in FIG. 4A. 図５Ａ〜図５Ｃは本発明の第４の実施例によるプリフォームで永久磁石を形成するための金型を含む熱変形システムを用いてプリフォームを永久磁石に押し出す過程を概略的に示す縦断側面図である。FIGS. 5A to 5C are longitudinal side views schematically showing a process of extruding a preform onto a permanent magnet using a thermal deformation system including a mold for forming the permanent magnet with the preform according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 本発明の第５の実施例によるプリフォームで永久磁石を形成するための金型を概略的に示す縦断側面図である。It is a vertical side view which shows schematically the metal mold | die for forming a permanent magnet with the preform by the 5th Example of this invention. 図６Ａのライン６Ｂ−６Ｂに沿う縦断側面図である。It is a vertical side view along line 6B-6B of FIG. 6A. 図６Ａのライン６Ｃ−６Ｃに沿う縦断側面図である。It is a vertical side view along line 6C-6C of FIG. 6A. 図６Ａに示した金型の左側面図である。It is a left view of the metal mold | die shown to FIG. 6A. 大きな扇形永久磁石が小さな扇形永久磁石部材に複数切断された過程を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the process in which the big sector permanent magnet was cut | disconnected by the small sector permanent magnet member. 図７Ａ〜図７Ｄは本発明の第６の実施例によるプリフォームで永久磁石を形成するための金型を含む熱変形システムを用いてプリフォームを永久磁石に押し出す過程を概略的に示す縦断側面図であり、図７Ｅは図７Ａ〜７Ｄの熱変形システムにより押し出された最終的な永久磁石を概略的に示す図である。7A to 7D are longitudinal side views schematically showing a process of extruding a preform onto a permanent magnet using a thermal deformation system including a mold for forming the permanent magnet with the preform according to the sixth embodiment of the present invention. FIG. 7E schematically shows the final permanent magnet extruded by the thermal deformation system of FIGS. 図８Ａ、図８Ｂおよび図８Ｃは本発明の第７の実施例によるプリフォームで永久磁石を形成するための金型を含む熱変形システムを用いてプリフォームを永久磁石に押し出す過程を概略的に示す縦断側面図であり、図８Ｄは図８Ａ〜図８Ｃの熱変形システムにより押し出された最終的な永久磁石を概略的に示す図である。8A, 8B and 8C schematically illustrate a process of extruding a preform onto a permanent magnet using a thermal deformation system including a mold for forming a permanent magnet with a preform according to a seventh embodiment of the present invention. FIG. 8D is a diagram schematically showing a final permanent magnet extruded by the thermal deformation system of FIGS. 8A to 8C.

周知の通り、熱変形された希土類−鉄−ボロン系永久磁石を製造するためのニアネットシェイプの連続プロセスは、通常、磁性リボンまたは粉末を冷間圧延および／または熱間圧延することにより緻密なプリフォームを製造するステップと、高温でプリフォームに対し熱変形処理を行うことによりプリフォームを永久磁石に押し出すステップとを含む。磁性リボンまたは粉末は従来のプロセスで形成されたものである。プリフォームを形成する素材および磁性リボンまたは粉末によりプリフォームを製造するプロセスも本分野における従来のものであるため、詳しい説明は省略する。本発明は、どのようにプリフォームで永久磁石を形成するための金型を含む熱変形システムを用いてプリフォームを永久磁石に押し出すか、に着目する。   As is well known, a continuous process of near-net shape for producing a heat-deformed rare earth-iron-boron permanent magnet is usually performed by cold rolling and / or hot rolling a magnetic ribbon or powder. The method includes a step of manufacturing a preform and a step of extruding the preform onto a permanent magnet by performing a thermal deformation process on the preform at a high temperature. The magnetic ribbon or powder is formed by a conventional process. Since the material for forming the preform and the process for manufacturing the preform from the magnetic ribbon or powder are also conventional in this field, detailed description is omitted. The present invention focuses on how to extrude the preform onto the permanent magnet using a thermal deformation system that includes a mold for forming the permanent magnet with the preform.

図１Ａは、本発明の第１の実施例によるプリフォームで永久磁石を形成するための金型を示す立体図であり、図１Ｂは、図１Ａのライン１Ｂ−１Ｂに沿う縦断側面図である。図１Ａおよび図１Ｂに示したように、本発明の第１の実施例によるプリフォームで永久磁石を形成するための金型１は、金型主体３と、金型主体３の中に形成された中空の金型キャビティ５とを備える。金型キャビティ５は大体、第１の部分５ａと、第１の部分５ａに通じており且つ第１の部分５ａに対し角度αをなしてずれている第２の部分５ｂとを含む。よって、金型キャビティ５は第１の部分５ａの端部にある送込みポート７と、第２の部分５ｂの端部にある押出しポート９とを有する。図１Ａおよび図１Ｂに示した実施例では、第２の部分５ｂは第１の部分５ａに対し９０°の角度αをなしてずれているが、第２の部分５ｂは第１の部分５ａに対し０°〜１８０°の範囲、好ましくは４５°〜１３５°の範囲にある角度αをなしてずれているとしても良い。また、第１の部分５ａおよび第２の部分５ｂが矩形の断面を有しているが、第１の部分５ａおよび第２の部分５ｂが例えば円形、半円形、楕円形または三角形などの任意的な適切形状である断面を有するとしてもよい。図１Ａおよび図１Ｂに示した実施例では、第１の部分５ａおよび第２の部分５ｂは一定となる断面を有するように示されているが、第１の部分５ａおよび第２の部分５ｂは徐々に小さくなる断面を有するとしても良い。ただし、いかなる場合でも、第２の部分５ｂの断面積を第１の部分５ａの断面積よりも小さくするものである。   FIG. 1A is a three-dimensional view showing a mold for forming a permanent magnet with a preform according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a longitudinal side view taken along line 1B-1B in FIG. 1A. . As shown in FIGS. 1A and 1B, a mold 1 for forming a permanent magnet with a preform according to a first embodiment of the present invention is formed in a mold main body 3 and a mold main body 3. And a hollow mold cavity 5. The mold cavity 5 generally includes a first portion 5a and a second portion 5b that communicates with the first portion 5a and is offset from the first portion 5a by an angle α. Thus, the mold cavity 5 has a feed port 7 at the end of the first part 5a and a push-out port 9 at the end of the second part 5b. In the embodiment shown in FIGS. 1A and 1B, the second portion 5b is offset by an angle α of 90 ° with respect to the first portion 5a, but the second portion 5b is offset from the first portion 5a. On the other hand, it may be shifted by an angle α in the range of 0 ° to 180 °, preferably 45 ° to 135 °. Moreover, although the 1st part 5a and the 2nd part 5b have a rectangular cross section, the 1st part 5a and the 2nd part 5b are arbitrary, such as circular, a semicircle, an ellipse, or a triangle, for example It may have a cross section that is an appropriate shape. In the embodiment shown in FIGS. 1A and 1B, the first portion 5a and the second portion 5b are shown to have a constant cross section, but the first portion 5a and the second portion 5b are It may have a cross section that gradually decreases. However, in any case, the cross-sectional area of the second portion 5b is made smaller than the cross-sectional area of the first portion 5a.

図２Ａおよび図２Ｂは、縦断側面図で本発明の第１の実施例による金型を含む熱変形システムを用いてプリフォームを永久磁石に押し出した過程を概略的に示している。図２Ａおよび図２Ｂに示したように、熱変形システム１１は大体、本発明の第１の実施例による金型１と、上下移動の可能なパンチ１３を有するプレス機械（図示しない）とを含む。勿論、熱変形システム１１は金型キャビティ５の第１の部分５ａにプリフォームの一部を金型キャビティ５の送込みポート７を介して送る送り機構（図示しない）も含む。   2A and 2B schematically show a process of extruding a preform into a permanent magnet using a thermal deformation system including a mold according to the first embodiment of the present invention in a longitudinal side view. As shown in FIGS. 2A and 2B, the thermal deformation system 11 generally includes a mold 1 according to the first embodiment of the present invention and a press machine (not shown) having a punch 13 that can move up and down. . Of course, the thermal deformation system 11 also includes a feeding mechanism (not shown) for feeding a part of the preform to the first portion 5 a of the mold cavity 5 via the feed port 7 of the mold cavity 5.

図２Ａに示したように、送り機構が金型キャビティ５の第１の部分５ａに、従来のプロセスで製造されたプリフォームＰ１の少なくとも一部を金型キャビティ５の送込みポート７を介して送る。その後、プリフォームＰ１を第１の部分５ａにプレスするように、プレス機械のパンチ１３が下向きに移動する。プレス機械のパンチ１３が下向きに移動すると伴って、プリフォームＰ１が第１の部分５ａに更にプレスされ、または、その一部が金型キャビティ５の第１の部分５ａから金型キャビティ５の第２の部分５ｂに押し付けられる。図２Ｂに示した通り、送り機構が次のプリフォームＰ２の一部を第１の部分５ａに送るように、プリフォームＰ１が第１の部分５ａにプレスされた後、プレス機械のパンチ１３は解放され上向きに移動して金型キャビティ５の第１の部分５ａから取り出されてよい。図２Ｃに示した通り、次のプリフォームＰ２を下にプレスするように、プレス機械のパンチ１３が再度下向きに移動することで、次のプリフォームＰ２によって、プリフォームＰ１が最終的な永久磁石Ｍとして金型キャビティ５の押出しポート９から完全に押し出される。複数のプリフォームに対して、ニアネットシェイプの熱変形をシームレスに実行し続けるように、当該送り−プレス−取出し−送りのプロセスが自動的に、連続に、且つ繰り返して行われる。周知の通り、図２Ａおよび図２Ｂに示したプロセスは適切な雰囲気（真空、不活性ガスなど）の中に、高温（通常、６５０℃〜８５０℃）で施すものである。熱変形システム１１は、プリフォームを所定温度までに加熱する加熱機構をさらに含んで良い。また、プリフォームを金型キャビティ５の第１の部分５ａから金型キャビティ５の第２の部分５ｂに平滑に押し付けるために、第１の部分５ａと第２の部分５ｂの間に屈曲移行部６が形成されている。   As shown in FIG. 2A, the feeding mechanism transfers at least a part of the preform P 1 manufactured by the conventional process to the first portion 5 a of the mold cavity 5 through the feeding port 7 of the mold cavity 5. send. Thereafter, the punch 13 of the press machine moves downward so as to press the preform P1 onto the first portion 5a. As the punch 13 of the press machine moves downward, the preform P1 is further pressed into the first portion 5a, or a part of the preform P1 is moved from the first portion 5a of the mold cavity 5 to the second portion of the mold cavity 5. 2 is pressed against the second portion 5b. As shown in FIG. 2B, after the preform P1 is pressed into the first part 5a so that the feeding mechanism sends a part of the next preform P2 to the first part 5a, the punch 13 of the press machine is It may be released and moved upward and removed from the first part 5a of the mold cavity 5. As shown in FIG. 2C, the punch 13 of the press machine moves downward again so as to press the next preform P2 downward, so that the preform P1 is finally made into a permanent magnet by the next preform P2. M is completely extruded from the extrusion port 9 of the mold cavity 5. The feed-press-unload-feed process is automatically, continuously and repeatedly performed so that the thermal deformation of the near net shape is continuously performed on a plurality of preforms. As is well known, the process shown in FIGS. 2A and 2B is performed in a suitable atmosphere (vacuum, inert gas, etc.) at a high temperature (usually 650 ° C. to 850 ° C.). The thermal deformation system 11 may further include a heating mechanism that heats the preform to a predetermined temperature. Further, in order to smoothly press the preform from the first portion 5a of the mold cavity 5 to the second portion 5b of the mold cavity 5, a bent transition portion is provided between the first portion 5a and the second portion 5b. 6 is formed.

図２Ａおよび図２Ｂに示したプロセスによれば、プレス機械のパンチ１３がプリフォームＰ１を金型キャビティ５の第１の部分５ａにプレスすると、プリフォームＰ１が全密度にホットプレスされ且つ平坦なプレート状磁石に熱変形され、且つ、その後、次にホットプレスおよび熱変形されるプリフォームＰ２によって金型キャビティ５の第２の部分５ｂに順次押し付けられて２回目の熱変形を実行する。２回目の熱変形の後、最終的な永久磁石Ｍが次にホットプレスおよび熱変形されるプリフォームＰ２によって金型キャビティ５から押し出される。２回目の熱変形において、プリフォームＰ１が平坦なプレート状で維持し（且つ、金型キャビティ５の第２の部分５ｂの幾何的形状に合わせてサイズを変更して良い）、プリフォーム中のグレーンは応力切断の効果により微細化され、結果として、最終的な永久磁石Ｍの保磁力を改善することになる。このプロセスの後、プリフォームは、グレーンが異方性のある磁気特性に配向され（即ち、高い残留磁場）かつグレーンが微細化されて改善した保磁力（即ち、高い熱安定性）を有した平坦なプレート状永久磁石Ｍとされる。   2A and 2B, when the punch 13 of the press machine presses the preform P1 into the first portion 5a of the mold cavity 5, the preform P1 is hot pressed to full density and flat. A second heat deformation is performed by sequentially pressing the second portion 5b of the mold cavity 5 by a preform P2 that is thermally deformed into a plate-like magnet and then hot-pressed and then thermally deformed. After the second thermal deformation, the final permanent magnet M is then extruded from the mold cavity 5 by a preform P2 that is hot pressed and thermally deformed. In the second thermal deformation, the preform P1 is maintained in a flat plate shape (and the size may be changed in accordance with the geometric shape of the second portion 5b of the mold cavity 5). The grain is refined by the effect of stress cutting, and as a result, the coercive force of the final permanent magnet M is improved. After this process, the preform had an improved coercivity (ie high thermal stability) with the grains oriented to anisotropic magnetic properties (ie, high remanent field) and the grains being refined. A flat plate-shaped permanent magnet M is used.

図３Ａは、縦断側面図で本発明の第２の実施例によるプリフォームで永久磁石を形成するための金型を含む熱変形システムを概略的に示しており、図３Ｂは、図３Ａのライン３Ｂ−３Ｂに沿う縦断側面図であり、図３Ｃは、図３Ａのライン３Ｃ−３Ｃに沿う縦断側面図である。本発明の第２の実施例によるプリフォームで永久磁石を形成するための金型を含む熱変形システムは、図２Ａおよび図２Ｂに示した熱変形システムに大体類似している。本発明の第２の実施例による金型を含む熱変形システムにおいて、図２Ａおよび図２Ｂに示した熱変形システム中の部材と同一、または類似する部材は、同一の記号「１００」を加えて表記されている。簡素化および簡潔化のために、同一または類似する部材に対する説明は省略する。本発明の第２の実施例による金型１０１を含む熱変形システム１１１と、図２Ａおよび図２Ｂに示した熱変形システム１１との相違点は、金型キャビティ１０５の第２の部分１０５ｂが矩形断面ではなく、弧形断面を有することにある。よって、金型キャビティ１０５の押出しポート１０９から押し出された最終的な永久磁石Ｍは図３Ｄに示した弧形プレートになる。   FIG. 3A schematically shows a thermal deformation system including a mold for forming a permanent magnet with a preform according to a second embodiment of the present invention in a longitudinal side view, and FIG. 3B is a line of FIG. 3A. 3B is a longitudinal side view taken along 3B-3B, and FIG. 3C is a longitudinal side view taken along line 3C-3C in FIG. 3A. A thermal deformation system including a mold for forming a permanent magnet with a preform according to a second embodiment of the present invention is generally similar to the thermal deformation system shown in FIGS. 2A and 2B. In the thermal deformation system including the mold according to the second embodiment of the present invention, the same or similar member as the member in the thermal deformation system shown in FIGS. 2A and 2B is added with the same symbol “100”. It is written. For simplicity and brevity, descriptions of the same or similar members are omitted. The difference between the thermal deformation system 111 including the mold 101 according to the second embodiment of the present invention and the thermal deformation system 11 shown in FIGS. 2A and 2B is that the second portion 105b of the mold cavity 105 is rectangular. It has an arcuate cross section, not a cross section. Therefore, the final permanent magnet M pushed out from the extrusion port 109 of the mold cavity 105 becomes the arc-shaped plate shown in FIG. 3D.

本発明による最終的な永久磁石Ｍは平坦なプレート状（図２Ｃに示したように）または弧形の形状（図３Ｄに示したように）に示されているが、金型キャビティの押出しポートを限定する部分の断面形状を選択することにより、最終的な永久磁石Ｍをいかなる適切な形状にすることができる。例えば、金型キャビティの押出しポートを限定する部分の断面形状を円形または三角形の断面を有するようにデザインすることにより、本発明による最終的な永久磁石Ｍを円形または三角形の断面を有するロードにすることができる。本発明による最終的な永久磁石Ｍは、より短くまたはより小さなディスク状、ブロック状、扇形または他の形状を有する複数の磁石部材にさらに切断されることが可能であり、且つ、研磨を施された後にモータに直接用いられることができる。金型キャビティの押出しポートを限定する部分の断面寸法を変更することにより、これら小さな磁石部材のサイズを相応に調整することができる。   The final permanent magnet M according to the present invention is shown in a flat plate shape (as shown in FIG. 2C) or arcuate shape (as shown in FIG. 3D), but the mold cavity extrusion port. By selecting the cross-sectional shape of the portion that limits the final permanent magnet M, any suitable shape can be obtained. For example, the final permanent magnet M according to the present invention is made a load having a circular or triangular cross-section by designing the cross-sectional shape of the part defining the extrusion port of the mold cavity to have a circular or triangular cross-section. be able to. The final permanent magnet M according to the present invention can be further cut into a plurality of magnet members having shorter or smaller disk, block, fan or other shapes and is polished. After that, it can be used directly on the motor. By changing the cross-sectional dimensions of the part defining the extrusion port of the mold cavity, the size of these small magnet members can be adjusted accordingly.

図４Ａは、縦断側面図で本発明の第３の実施例によるプリフォームで永久磁石を形成するための金型を概略的に示しており、図４Ｂは、図４Ａのライン４Ｂ−４Ｂに沿う縦断側面図であり、図４Ｃは、図４Ａのライン４Ｃ−４Ｃに沿う縦断側面図である。本発明の第３の実施例によるプリフォームで永久磁石を形成するための金型は、図１Ａおよび図１Ｂに示した金型に大体類似している。本発明の第３の実施例による金型において、図１Ａおよび図１Ｂに示した金型の部材と同一、または類似する部材は、同一の記号「２００」を加えて表記されている。簡素化および簡潔化のために、同一または類似する部材に対する説明は省略する。本発明の第３の実施例による金型２０１と、図２Ａおよび図２Ｂに示した金型１との相違点は、金型キャビティ２０５が四つの部分、即ち、第１の部分２０５ａ、第２の部分２０５ｂ、第３の部分２０５ｃおよび第４の部分２０５ｄを含むことにある。同様に、金型キャビティ２０５の四つの部分のそれぞれは隣接する部分に対して角度αをなしてずれている。且つ、金型キャビティ２０５の四つの部分における後の部分が前の部分よりも小さな断面積を有する。示した実施例において、金型キャビティは二つ又は四つの部分を有するように示されているが、金型キャビティは三つまたは四つ以上の部分を有するとしても良い。金型キャビティの部分が多いほど、ポリフォームに施される熱変形の回数が多くなる。結果として、最終的な永久磁石Ｍはマイクロ構造上でさらに微細化されたグレーンサイズ（例えば、さらに微細化されたナノ構造のグレーンサイズ）を有して高い磁気結晶の異方性を保持しつつ高い保磁力を得る。   FIG. 4A schematically shows a mold for forming a permanent magnet with a preform according to a third embodiment of the present invention in a longitudinal side view, and FIG. 4B is taken along line 4B-4B in FIG. 4A. 4C is a longitudinal side view, and FIG. 4C is a longitudinal side view taken along line 4C-4C in FIG. 4A. The mold for forming the permanent magnet with the preform according to the third embodiment of the present invention is roughly similar to the mold shown in FIGS. 1A and 1B. In the mold according to the third embodiment of the present invention, members that are the same as or similar to the members of the mold shown in FIGS. 1A and 1B are denoted by the same symbol “200”. For simplicity and brevity, descriptions of the same or similar members are omitted. The difference between the mold 201 according to the third embodiment of the present invention and the mold 1 shown in FIGS. 2A and 2B is that the mold cavity 205 has four parts, that is, the first part 205a and the second part. Part 205b, third part 205c and fourth part 205d. Similarly, each of the four parts of the mold cavity 205 is offset from the adjacent part by an angle α. In addition, the latter part of the four parts of the mold cavity 205 has a smaller cross-sectional area than the preceding part. In the illustrated embodiment, the mold cavity is shown as having two or four parts, but the mold cavity may have three or more parts. The more mold cavity portions, the greater the number of thermal deformations that are applied to the polyfoam. As a result, the final permanent magnet M has a finer grain size (eg, a finer grain size of the nanostructure) on the microstructure while maintaining high magnetic crystal anisotropy. High coercivity is obtained.

図５Ａ〜５Ｃは、縦断側面図で本発明の第４の実施例によるプリフォームで永久磁石を形成するための金型を含む熱変形システムを用いてプリフォームを永久磁石にして押し出した過程を概略的に示している。本発明の第４の実施例によるプリフォームで永久磁石を形成するための金型を含む熱変形システムは、図２Ａおよび図２Ｂに示した熱変形システムに大体類似している。本発明の第４の実施例による金型を含む熱変形システムにおいて、図２Ａおよび図２Ｂに示した熱変形システム中の部材と同一、または類似する部材は、同一の記号「３００」を加えて表記されている。簡素化および簡潔化のために、同一または類似する部材に対する説明は省略する。本発明の第４の実施例による金型３０１を含む熱変形システム３１１と、図２Ａおよび図２Ｂに示した熱変形システム１１との相違点は、金型３０１が金型主体３０１の中に形成された二つの金型キャビティ３０５を備えることにある。それぞれの金型キャビティ３０５は第１の部分３０５ａと、第１の部分３０５ａに対して角度αをなしてずれている第２の部分３０５ｂとを含む。二つ以上の金型キャビティを備える金型であっても良い。複数の金型キャビティを含む金型では、熱変形プロセスにより複数の磁石を同時製造することで、生産の効率を高めることができる。   5A to 5C are longitudinal side views showing a process of extruding a preform as a permanent magnet using a thermal deformation system including a mold for forming a permanent magnet with a preform according to a fourth embodiment of the present invention. Shown schematically. A thermal deformation system including a mold for forming a permanent magnet with a preform according to a fourth embodiment of the present invention is generally similar to the thermal deformation system shown in FIGS. 2A and 2B. In the thermal deformation system including the mold according to the fourth embodiment of the present invention, the same or similar member as the member in the thermal deformation system shown in FIGS. 2A and 2B is added with the same symbol “300”. It is written. For simplicity and brevity, descriptions of the same or similar members are omitted. The difference between the thermal deformation system 311 including the mold 301 according to the fourth embodiment of the present invention and the thermal deformation system 11 shown in FIGS. 2A and 2B is that the mold 301 is formed in the mold main body 301. The two mold cavities 305 are provided. Each mold cavity 305 includes a first portion 305a and a second portion 305b that is offset from the first portion 305a by an angle α. A mold including two or more mold cavities may be used. In a mold including a plurality of mold cavities, production efficiency can be increased by simultaneously manufacturing a plurality of magnets by a thermal deformation process.

図６Ａは、縦断側面図で本発明の第５の実施例によるプリフォームで永久磁石を形成するための金型を概略的に示しており、図６Ｂは、図６Ａのライン６Ｂ−６Ｂに沿う縦断側面図であり、図６Ｃは、図６Ａのライン６Ｃ−６Ｃに沿う縦断側面図であり、図６Ｄは、図６Ａに示した金型の左側面図である。本発明の第５の実施例によるプリフォームで永久磁石を形成するための金型は、図１Ａおよび図１Ｂに示した金型に大体類似している。本発明の第５の実施例による金型において、図１Ａおよび図１Ｂに示した金型の部材と同一、または類似する部材は、同一の記号「４００」を加えて表記されている。簡素化および簡潔化のために、同一または類似する部材に対する説明は省略する。本発明の第５の実施例による金型４０１と、図１Ａおよび図１Ｂに示した金型１との相違点は、金型キャビティ４０５の第２の部分４０５ｂがストレートではなく、屈曲されていることにある。金型キャビティ４０５の第２の部分４０５ｂは徐々に小さくなる断面を有するようにデザインされることで、扇形の永久磁石を形成することができる。扇形の永久磁石は（図６Ｅに示したように）小さな扇形磁石部材に複数切断されてもよく、小さな扇形磁石部材は研磨後に用いられることができる。熱変形プロセスにおいて、マイクロ構造中のグレーンは磁石の厚み方向に対して垂直な方向に配向される。   FIG. 6A schematically shows a mold for forming a permanent magnet with a preform according to a fifth embodiment of the present invention in a longitudinal side view, and FIG. 6B is taken along line 6B-6B in FIG. 6A. 6C is a vertical side view, FIG. 6C is a vertical side view along line 6C-6C in FIG. 6A, and FIG. 6D is a left side view of the mold shown in FIG. 6A. A mold for forming a permanent magnet with a preform according to the fifth embodiment of the present invention is roughly similar to the mold shown in FIGS. 1A and 1B. In the mold according to the fifth embodiment of the present invention, members that are the same as or similar to the members of the mold shown in FIGS. 1A and 1B are denoted by the same symbol “400”. For simplicity and brevity, descriptions of the same or similar members are omitted. The difference between the mold 401 according to the fifth embodiment of the present invention and the mold 1 shown in FIGS. 1A and 1B is that the second portion 405b of the mold cavity 405 is bent instead of straight. There is. The second portion 405b of the mold cavity 405 is designed to have a gradually decreasing cross section, so that a sector permanent magnet can be formed. The fan-shaped permanent magnets may be cut into multiple small fan-shaped magnet members (as shown in FIG. 6E), and the small fan-shaped magnet members can be used after polishing. In the thermal deformation process, the grains in the microstructure are oriented in a direction perpendicular to the thickness direction of the magnet.

好ましい実施例では、上部パンチのみがプリフォームを金型キャビティにプレスするために用いられるが、複数のパンチを同時使用しても良い。図７Ａ〜７Ｄは、縦断側面図で本発明の第６の実施例によるプリフォームで永久磁石を形成するための金型を含む熱変形システムを用いてプリフォームを永久磁石に押し出した過程を概略的に示している。本発明の第６の実施例によるプリフォームで永久磁石を形成するための金型を含む熱変形システムは、図２Ａおよび図２Ｂに示した熱変形システムに大体類似している。本発明の第６の実施例による金型を含む熱変形システムにおいて、図２Ａおよび図２Ｂに示した熱変形システム中の部材と同一、または類似する部材は、同一の記号「５００」を加えて表記されている。簡素化および簡潔化のために、同一または類似する部材に対する説明は省略する。本発明の第６の実施例による金型５０１を含む熱変形システム５１１と、図２Ａおよび図２Ｂに示した熱変形システム１１との相違点は、金型キャビティ５０５の第１の部分５０５ａが金型主体５０１を通って伸びており、第１の部分５０５ａが第１の送込みポート５０７ａおよび第２の送込みポート５０７ｂを限定するようになることにある。結果として、プレス機械が上部パンチ５１３ａと下部パンチ５１３ｂを含む。使用の時、二つのプリフォームＰ１を金型キャビティ５０５の第１の送込みポート５０７ａおよび第２の送込みポート５０７ｂを介して金型キャビティ５０５の第１の部分５０５ａに送ることができる。図７Ｅは、図７Ａ〜７Ｄの熱変形システムにより押し出された最終的な永久磁石を概略的に示している。プリフォームを金型キャビティ５０５の第１の部分５０５ａから第２の部分５０５ｂに平滑に押し付けるために、上部パンチ５１３ａおよび下部パンチ５１３ｂの端部には、プリフォームをプレス時にプリフォームと接触する相応の屈曲部分５１４ａ、５１４ｂが限定されている。   In the preferred embodiment, only the top punch is used to press the preform into the mold cavity, but multiple punches may be used simultaneously. 7A to 7D are schematic side views of a process of extruding a preform into a permanent magnet using a thermal deformation system including a mold for forming a permanent magnet with a preform according to a sixth embodiment of the present invention. Is shown. A thermal deformation system including a mold for forming a permanent magnet with a preform according to a sixth embodiment of the present invention is generally similar to the thermal deformation system shown in FIGS. 2A and 2B. In the thermal deformation system including the mold according to the sixth embodiment of the present invention, the same or similar member as the member in the thermal deformation system shown in FIGS. 2A and 2B is added with the same symbol “500”. It is written. For simplicity and brevity, descriptions of the same or similar members are omitted. The difference between the thermal deformation system 511 including the mold 501 according to the sixth embodiment of the present invention and the thermal deformation system 11 shown in FIGS. 2A and 2B is that the first portion 505a of the mold cavity 505 is a mold. The first part 505a extends through the mold main body 501, and the first feeding port 507a and the second feeding port 507b are defined. As a result, the press machine includes an upper punch 513a and a lower punch 513b. In use, two preforms P1 can be delivered to the first portion 505a of the mold cavity 505 via the first infeed port 507a and the second infeed port 507b of the mold cavity 505. FIG. 7E schematically shows the final permanent magnet extruded by the thermal deformation system of FIGS. In order to smoothly press the preform from the first portion 505a to the second portion 505b of the mold cavity 505, the ends of the upper punch 513a and the lower punch 513b are in contact with the preform when the preform is pressed. The bent portions 514a and 514b are limited.

図８Ａ、図８Ｂおよび図８Ｃは、縦断側面図で本発明の第７の実施例によるプリフォームで永久磁石を形成するための金型を含む熱変形システムを用いてプリフォームを永久磁石に押し出した過程を概略的に示している。本発明の第７の実施例による金型６０１を含む熱変形システム６１１と、図７Ａ〜７Ｄに示した熱変形システム６０１との相違点は、金型６０１が金型キャビティ５０５の第１の部分６０５ａに通じており、第２の部分６０５ｂと揃った追加ポート６０８をさらに備えることにある。結果として、上部パンチ６１３ａおよび下部パンチ６１３ｂに加えて、プレス機械が追加パンチ６１３ｃをさらに備える。よって、追加パンチ６１３ｃはプリフォームを金型キャビティ６０５の第１の部分６０５ａから第２の部分６０５ｂに平滑に押し付けるのに寄与する。   8A, 8B, and 8C are longitudinal side views for extruding a preform into a permanent magnet using a thermal deformation system that includes a mold for forming a permanent magnet with a preform according to a seventh embodiment of the present invention. The process is shown schematically. The difference between the thermal deformation system 611 including the mold 601 according to the seventh embodiment of the present invention and the thermal deformation system 601 shown in FIGS. 7A to 7D is that the mold 601 is the first part of the mold cavity 505. It is further provided with an additional port 608 that communicates with 605a and is aligned with the second portion 605b. As a result, in addition to the upper punch 613a and the lower punch 613b, the press machine further includes an additional punch 613c. Thus, the additional punch 613c contributes to smoothly pressing the preform from the first portion 605a of the mold cavity 605 to the second portion 605b.

プレス機械が少なくとも図７Ａ〜７Ｄおよび８Ａ〜８Ｃに示した上部パンチおよび下部パンチを備えた場合、プリフォームに二つの反対方向に沿って圧力を同時加えることができる。結果として、最終的な永久磁石はマイクロ構造がより同質化され、機械特性および磁気特性もより均一になる。   If the press machine is equipped with at least the upper and lower punches shown in FIGS. 7A-7D and 8A-8C, pressure can be applied simultaneously to the preform along two opposite directions. As a result, the final permanent magnet has a more homogenous microstructure and more uniform mechanical and magnetic properties.

上記の実施例では、プリフォームで永久磁石を形成するための金型の金型キャビティを、相対的にずれている少なくとも二つの部分を有するようにデザインすることにより、プリフォームに圧力を加えて金型を通過させる時にホットプレス変形を少なくとも２回実行して、グレーンサイズをさらに小さくする。結果として、最終的な永久磁石が高い保磁力を有する。   In the above embodiment, the mold cavity for forming the permanent magnet in the preform is designed to have at least two portions that are relatively offset, thereby applying pressure to the preform. Hot press deformation is performed at least twice when passing through the mold to further reduce the grain size. As a result, the final permanent magnet has a high coercivity.

本発明による金型およびプロセスは、化学成分上で希土類を富化し、および希土類を少なく含有する永久磁石の製造に用いられる。最終的な永久磁石は、単一相のナノ構造材またはナノ複合材料とすることができる。   The mold and process according to the invention are used for the production of permanent magnets enriched with rare earths on chemical components and low in rare earths. The final permanent magnet can be a single phase nanostructured material or a nanocomposite.

本発明の実施例は、異なる主題を参照して記載されている。特に、いくつかの実施例は方法請求項を参照して記載されている一方、他の実施例は装置請求項を参照して記載されている。但し、当業者であれば上記および下記の内容から分かるように、逆の説明がない限り、同一主題に属する特徴の任意的な組合せに加えて、異なる主題に関する特徴間の任意的な組合せも本願により開示されると認められる。しかし、相乗効果がそれら特徴の簡単な重ね合わせ以上であれば、すべての特徴を組み合わせても良い。   Embodiments of the invention have been described with reference to different subject matters. In particular, some embodiments are described with reference to method claims, while other embodiments are described with reference to apparatus claims. However, as will be understood by those skilled in the art from the above and the following, unless otherwise stated, in addition to any combination of features belonging to the same subject, any combination between features on different subjects Will be disclosed. However, all the features may be combined if the synergistic effect is more than a simple superposition of those features.

本発明が図面および上記の内容に詳しく表示し記載されているが、このような表示および記載は限定的なものではなく、説明的なまたは例示的なものと思われる。本発明は開示された実施例に限らない。図面、本開示内容および従属請求項を研究することにより、当業者は保護請求している発明を実施する時に、開示された実施例に対する他の変換を理解し実施することも可能である。   While the invention has been illustrated and described in detail in the drawings and foregoing, such illustration and description are not intended to be limiting and are to be considered illustrative or exemplary. The invention is not limited to the disclosed embodiments. By studying the drawings, the present disclosure, and the dependent claims, one skilled in the art can understand and implement other transformations to the disclosed embodiments when practicing the claimed invention.

請求項では、「備える／含む」は他の素子およびステップを取り除くわけではなく、不確定な「一つ／一」は「複数」を取り除くわけではない。単一なプロセッサまたは他のユニットは、請求項に記載されているいくつかの部材の機能を実現することができる。いくつかの特徴が多数項従属請求項に記載されているが、それら特徴の組合せを用いてはならない意味はない。請求項中の記号を請求の範囲に対する限定として解釈してはならない。   In the claims, “comprising / comprising” does not remove other elements and steps, and indefinite “one / one” does not remove “plurality”. A single processor or other unit may fulfill the functions of several items recited in the claims. Several features are listed in the multiple dependent claims, but there is no point in not using a combination of these features. Symbols in the claims should not be construed as limitations on the claims.

Claims (17)

金型主体（３，１０３，２０３，３０３，４０３）と、
前記金型主体（３，１０３，２０３，３０３，４０３）の中に形成され、且つ送込みポート（７，１０７，２０７，３０７，４０７）および押出しポート（９，１０９，２０９，３０９，４０９）を有する少なくとも一つの金型キャビティ（５，１０５，２０５，３０５，４０５）と
を備える、プリフォームで永久磁石（Ｍ）を形成するための金型（１，１０１，２０１，３０１，４０１）であって、
前記少なくとも一つの金型キャビティはそれぞれ、互いに通じ合う少なくとも二つの部分を含み、前記少なくとも二つの部分における二つの隣接部分がお互いに相対的に角度（α）をなしてずれている、金型（１，１０１，２０１，３０１，４０１）。 Mold main body (3, 103, 203, 303, 403),
Formed in the mold main body (3, 103, 203, 303, 403), and the feeding port (7, 107, 207, 307, 407) and the extrusion port (9, 109, 209, 309, 409) A mold (1, 101, 201, 301, 401) for forming a permanent magnet (M) with a preform comprising at least one mold cavity (5, 105, 205, 305, 405) having There,
Each of the at least one mold cavity includes at least two portions communicating with each other, and two adjacent portions of the at least two portions are offset relative to each other at an angle (α). 1, 101, 201, 301, 401). 前記少なくとも二つの部分における二つの隣接部分は、後の部分の断面積が前の部分の断面積よりも小さくなるように構造されている
請求項１に記載の金型（１，１０１，２０１，３０１，４０１）。 2. The mold (1, 101, 201, 2) according to claim 1, wherein two adjacent portions in the at least two portions are structured such that a cross-sectional area of a rear portion is smaller than a cross-sectional area of a front portion. 301, 401). 前記角度（α）は０°〜１８０°の範囲であり、好ましくは４５°〜１３５°の範囲、より好ましくは９０°とされている
請求項１に記載の金型（１，１０１，２０１，３０１，４０１）。 The mold (1, 101, 201, 2) according to claim 1, wherein the angle (α) is in the range of 0 ° to 180 °, preferably in the range of 45 ° to 135 °, more preferably 90 °. 301, 401). 前記少なくとも二つの部分における二つの隣接部分の間に、屈曲移行部が形成されている
請求項１に記載の金型（１，１０１，２０１，３０１，４０１）。 The mold (1, 101, 201, 301, 401) according to claim 1, wherein a bent transition portion is formed between two adjacent portions in the at least two portions. 前記少なくとも二つの部分は、徐々に小さくなる断面または一定の断面を有する
請求項１に記載の金型（１，１０１，２０１，３０１，４０１）。 The mold (1, 101, 201, 301, 401) according to claim 1, wherein the at least two parts have a gradually decreasing cross section or a constant cross section. 前記少なくとも二つの部分のうち前記金型キャビティの押出しポートを限定する部分は、矩形、円形、弧形、または三角形の断面を有する
請求項１に記載の金型（１，１０１，２０１，３０１，４０１）。 2. The mold (1, 101, 201, 301, 2) of claim 1, wherein the part of the at least two parts that defines the extrusion port of the mold cavity has a rectangular, circular, arcuate, or triangular cross section. 401). 前記少なくとも二つの部分は、ストレートにされている
請求項１に記載の金型（１，１０１，２０１，３０１，４０１）。 The mold (1, 101, 201, 301, 401) according to claim 1, wherein the at least two parts are straight. 前記少なくとも二つの部分のうち前記金型キャビティの押出しポートを限定する部分は、屈曲されている
請求項１に記載の金型（１，１０１，２０１，３０１，４０１）。 2. The mold (1, 101, 201, 301, 401) according to claim 1, wherein a part of the at least two parts that defines an extrusion port of the mold cavity is bent. 二つの対向する送込みポートを備えるように、前記少なくとも二つの部分のうち前記金型キャビティの送込みポートを限定する部分は、前記金型主体を通って伸びている
請求項１に記載の金型（１，１０１，２０１，３０１，４０１）。 The mold of claim 1, wherein a portion of said at least two portions defining a mold cavity feed port extends through said mold body so as to have two opposing feed ports. Type (1, 101, 201, 301, 401). 前記少なくとも二つの部分のうち前記送込みポートを限定する部分へ通じており、且つ前記少なくとも二つの部分のうち前記送込みポートを限定する部分の直後にある前記金型キャビティの部分と揃っている追加ポートをさらに備える
請求項９に記載の金型（１，１０１，２０１，３０１，４０１）。 The at least two portions lead to a portion defining the feeding port, and are aligned with the portion of the mold cavity immediately after the portion of the at least two portions defining the feeding port. The mold (1, 101, 201, 301, 401) according to claim 9, further comprising an additional port. 請求項１から１０のいずれか１項に記載のプリフォームで永久磁石（Ｍ）を形成するための金型（１，１０１，２０１，３０１，４０１）を含む
熱変形システム。 A thermal deformation system including a mold (1, 101, 201, 301, 401) for forming a permanent magnet (M) from the preform according to any one of claims 1 to 10. 前記金型キャビティから移り出し、且つ前記金型キャビティに移り込むパンチを備えるプレス機械をさらに含む
請求項１１に記載の熱変形システム。 The thermal deformation system according to claim 11, further comprising a press machine provided with a punch that moves out of the mold cavity and moves into the mold cavity. 前記プリフォームを前記金型キャビティの前記送込みポートを限定する部分に送る送り機構をさらに含む
請求項１２に記載の熱変形システム。 The thermal deformation system of claim 12, further comprising a feed mechanism that feeds the preform to a portion of the mold cavity that defines the feed port. 前記プリフォームを所定温度までに加熱する加熱機構をさらに含む
請求項１２に記載の熱変形システム。 The thermal deformation system according to claim 12, further comprising a heating mechanism that heats the preform to a predetermined temperature. 請求項１１から１４のいずれか１項に記載の熱変形システムを利用してプリフォームで永久磁石を形成する方法であって、
プリフォームの少なくとも一部を前記送込みポートを介して前記金型キャビティの前記少なくとも二つの部分における第１の部分に送るステップと、
所定温度下で、前記プリフォームを前記金型キャビティの前記少なくとも二つの部分における前記第１の部分にプレスするステップと、
前記パンチを前記金型キャビティの前記第１の部分から取り出すステップと、
次のプリフォームを前記第１の部分に送りプレスして、前記プリフォームを最終的な永久磁石として前記金型キャビティの前記押出しポートから押し出すステップと
を含む、方法。 A method of forming a permanent magnet with a preform using the thermal deformation system according to any one of claims 11 to 14,
Sending at least a portion of a preform via the feed port to a first portion of the at least two portions of the mold cavity;
Pressing the preform onto the first part in the at least two parts of the mold cavity under a predetermined temperature;
Removing the punch from the first portion of the mold cavity;
Feeding and pressing a next preform to the first portion to extrude the preform as a final permanent magnet from the extrusion port of the mold cavity. 複数のプリフォームに対して、ニアネットシェイプの熱変形をシームレスに実行し続けるように、前記ステップが繰り返される
請求項１５に記載の方法。 The method of claim 15, wherein the steps are repeated so that thermal deformation of the near net shape continues to be performed seamlessly for a plurality of preforms. 前記最終的な永久磁石を永久磁石部材に切断するステップをさらに含む
請求項１５または１６に記載の方法。 The method according to claim 15 or 16, further comprising the step of cutting the final permanent magnet into permanent magnet members.
JP2017560272A 2015-05-20 2015-05-20 Mold and method for forming permanent magnet with preform, and thermal deformation system Active JP6463852B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2015/079386 WO2016183824A1 (en) 2015-05-20 2015-05-20 Die and method for forming a permanent magnet from a preform and hot deformation system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018522400A true JP2018522400A (en) 2018-08-09
JP6463852B2 JP6463852B2 (en) 2019-02-06

Family

ID=57319084

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017560272A Active JP6463852B2 (en) 2015-05-20 2015-05-20 Mold and method for forming permanent magnet with preform, and thermal deformation system

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6463852B2 (en)
CN (1) CN107851506B (en)
WO (1) WO2016183824A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022265678A1 (en) * 2021-06-16 2022-12-22 Iowa State University Research Foundation, Inc. Near net shape fabrication of anisotropic magnet using hot roll method

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113223846A (en) * 2021-04-26 2021-08-06 北京工业大学 Method for preparing anisotropic neodymium iron boron magnet through one-step heating

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002248517A (en) * 2000-12-22 2002-09-03 Komatsu Ltd Apparatus and method for extrusion forming
JP2003311320A (en) * 2002-04-25 2003-11-05 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd Plastic forming device, and plastic forming method
WO2004013873A1 (en) * 2002-08-05 2004-02-12 Santoku Corporation Process for producing rare earth-iron-boron magnet
JP2006192451A (en) * 2005-01-12 2006-07-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Die for extrusion

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000225412A (en) * 1999-02-05 2000-08-15 Sumitomo Light Metal Ind Ltd Method for plastically working aluminum alloy and high- strength/high-ductility aluminum alloy worked by the same
JP4957415B2 (en) * 2006-09-06 2012-06-20 大同特殊鋼株式会社 Method for manufacturing permanent magnet and permanent magnet
CN101250619B (en) * 2008-04-11 2010-06-02 西安建筑科技大学 Method for preparing FeCoV series alloy fine crystalline semi-manetic material
CN101889098A (en) * 2008-10-27 2010-11-17 塔塔钢铁有限公司 Produce gap-free atom (IF) steel of superfine crystal particle by equal channel angular extruding (ECAE)
CN102623166B (en) * 2012-04-17 2013-11-20 江苏大学 Preparation method for high performance as cast condition neodymium iron boron magnet

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002248517A (en) * 2000-12-22 2002-09-03 Komatsu Ltd Apparatus and method for extrusion forming
JP2003311320A (en) * 2002-04-25 2003-11-05 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd Plastic forming device, and plastic forming method
WO2004013873A1 (en) * 2002-08-05 2004-02-12 Santoku Corporation Process for producing rare earth-iron-boron magnet
JP2006192451A (en) * 2005-01-12 2006-07-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Die for extrusion

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022265678A1 (en) * 2021-06-16 2022-12-22 Iowa State University Research Foundation, Inc. Near net shape fabrication of anisotropic magnet using hot roll method

Also Published As

Publication number Publication date
JP6463852B2 (en) 2019-02-06
CN107851506B (en) 2021-01-08
CN107851506A (en) 2018-03-27
WO2016183824A1 (en) 2016-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6044504B2 (en) Rare earth magnet manufacturing method
KR101513824B1 (en) Method producing rare earth magnet
CN106964777B (en) Method and apparatus for producing thermally deformed magnet
JP2013098486A (en) Manufacturing method of rare earth magnet
JP6463852B2 (en) Mold and method for forming permanent magnet with preform, and thermal deformation system
CN105312574B (en) The manufacture method of sintered compact body
KR101813427B1 (en) Method of manufacturing rare earth magnet
JP2013098485A (en) Manufacturing apparatus and manufacturing method for rare earth magnet
CN104624895A (en) Forward extrusion forging apparatus and forward extrusion forging method
WO2014080852A1 (en) Method for manufacturing rare-earth magnet
CN108115139B (en) Method and apparatus for producing thermally deformed magnet
JP6890424B2 (en) Manufacturing method and equipment for heat-deformed magnets
JP2016081942A (en) Method of manufacturing rare earth magnet
JP6985119B2 (en) Manufacturing method and equipment for thermally deformable magnetic material
EP2981977B1 (en) Method of production rare-earth magnet
CN110349743A (en) The manufacturing method of Nd-Fe-B series magnet
TWI615859B (en) Anisotropic magnet manufacturing method and magnet manufacturing equipment
JP6428523B2 (en) Forging machine
JP6354684B2 (en) Plastic working method
JP4353489B2 (en) Manufacturing method of iron-nickel magnetic alloy products
WO2015097517A1 (en) Forward extrusion forging apparatus and forward extrusion forging method
CN108242334B (en) Method for manufacturing rare earth magnet
JP6424754B2 (en) Method of manufacturing molded body
JP2013138111A (en) Method of manufacturing rare-earth magnet

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180827

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20181127

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20181203

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190104

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6463852

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250