JPH0639669B2 - Method for producing manganese-aluminum-carbon alloy magnet - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、永久磁石の製造法に係り、とくに多結晶マン
ガン−アルミニウム−炭素（Ｍｎ−Ａｌ−Ｃ）系合金磁
石による多極着磁用Ｍｎ−Ａｌ−Ｃ系合金磁石の製造法
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a permanent magnet, and more particularly to Mn- for multipolar magnetization using a polycrystalline manganese-aluminum-carbon (Mn-Al-C) alloy magnet. The present invention relates to a method for manufacturing an Al-C alloy magnet.

従来の技術 Ｍｎ−Ａｌ−Ｃ系磁石合金は、Ｍｎ−Ａｌ−Ｃ系磁石用
合金とＭｎ−Ａｌ−Ｃ系合金磁石を総称するものであ
る。Ｍｎ−Ａｌ−Ｃ系磁石用合金は、６８〜７３重量％
（以下単に％で表わす）のＭｎと（１／１０Ｍｎ−６．
６）〜（１／３Ｍｎ−２２．２）％のＣと残部のＡｌか
らなり、不純物以外に添加元素を含まない３元系及び少
量の添加元素を含む４元系以上の多元系磁石用合金が知
られており、これらを総称するものである。同様に、Ｍ
ｎ−Ａｌ−Ｃ系合金磁石は、主として強磁性相である面
心正方晶（τ相、Ｌ１_０型規則格子）の組織で構成さ
れ、Ｃを必須構成元素として含み、不純物以外に添加元
素を含まない３元系及び少量の添加元素を含む４元系以
上の多元系合金磁石が知られており、これらを総称する
ものである。2. Description of the Related Art Mn-Al-C based magnet alloys are a general term for Mn-Al-C based magnet alloys and Mn-Al-C based alloy magnets. The Mn-Al-C magnet alloy is 68 to 73% by weight.
(Hereinafter simply expressed as%) Mn and (1/10 Mn-6.
6) to (1 / 3Mn-22.2)% of C and the balance of Al, and a ternary system alloy containing no additional element other than impurities and a quaternary or more multicomponent magnet alloy containing a small amount of additional element Are known and are generic terms. Similarly, M
n-Al-C alloy magnet, face-centered tetragonal (tau phase, L1 ₀ type ordered lattice) is mainly ferromagnetic phase is composed of tissue, it comprises a C as essential constituent elements, additional elements other than the impurity Multi-component alloy magnets not containing ternary system and quaternary system containing a small amount of additional element are known, and they are collectively referred to.

その製造法としては、鋳造・熱処理によるもの以外に温
間押出加工等の温間塑性加工工程を含むものがあり、特
に後者は、高い磁気特性、機械的強度、耐候性、機械加
工性等の優れた性質を有する異方性磁石の製造法として
知られている。As a manufacturing method thereof, there is a method including a warm plastic working step such as warm extrusion processing in addition to a method by casting and heat treatment. Especially, the latter has high magnetic properties, mechanical strength, weather resistance, machinability, etc. It is known as a method for producing an anisotropic magnet having excellent properties.

また、Ｍｎ−Ａｌ−Ｃ系合金磁石を用いた多極着磁用合
金磁石の製造法としては、等方性磁石、圧縮加工による
もの、あらかじめ温間押出加工等の公知の方法で得た一
軸異方性の多結晶Ｍｎ−Ａｌ−Ｃ系合金磁石に異方性方
向への温間自由圧縮加工を行なうもの（例えば特開昭５
６−１１９７６２号公報）、Ｍｎ−Ａｌ−Ｃ系磁石合金
からなる中空体状のビレットの軸方向に圧縮ひずみを与
える各種の塑性加工によるもの（例えば特開昭５８−１
８２２０６号公報、特開昭５８−１８２２０７号公報、
特開昭５８−１８２２０８号公報）、及びＭｎ−Ａｌ−
Ｃ系磁石合金からなる中空体状のビレットと、金属材料
からなるビレットを同時に圧縮加工するもの（例えば特
開昭６０−５９７２０号公報、特開昭６０−５９７２１
号公報、特開昭６０−５９７２２号公報）が知られてい
る。Further, as a method of manufacturing an alloy magnet for multipole magnetization using an Mn-Al-C alloy magnet, an isotropic magnet, a method by compression processing, a uniaxial method obtained by a known method such as warm extrusion processing in advance. Anisotropic polycrystalline Mn-Al-C alloy magnets that are subjected to warm free compression processing in the anisotropic direction (for example, Japanese Patent Laid-Open No. Sho 5
No. 6-119762), various types of plastic working that give compressive strain in the axial direction of a hollow body billet made of a Mn-Al-C magnet alloy (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 58-1).
82206, JP-A-58-182207,
JP-A-58-182208), and Mn-Al-
A hollow billet made of a C-based magnet alloy and a billet made of a metal material are simultaneously subjected to compression processing (for example, JP-A-60-59720 and JP-A-60-59721).
Japanese Patent Laid-Open No. 60-59722).

発明が解決しようとする問題点 多極着磁用磁石の形状は一般に円筒体であり、主な着磁
としては、第６図に示したような着磁がある。第６図は
円筒磁石の内周面に多極着磁した場合の磁石内部での磁
路の形成を模式的に示したもので、磁路は破線のように
なる。このような着磁をここでは内周着磁と称する。Problems to be Solved by the Invention The shape of a multi-pole magnetizing magnet is generally a cylindrical body, and the main magnetizing is magnetizing as shown in FIG. FIG. 6 schematically shows the formation of a magnetic path inside the magnet when the inner peripheral surface of the cylindrical magnet is magnetized in multiple poles, and the magnetic path is as shown by the broken line. Such magnetization is referred to as inner circumference magnetization here.

前述したＭｎ−Ａｌ−Ｃ系磁石合金からなる中空体状の
ビレットの軸方向に、圧縮ひずみを与える各種の塑性加
工によって得られた磁石では、前記の内周着磁を施した
場合、局部的には磁路に沿った方向に異方性化している
が、全体をみた場合には望ましい方向に異方性化してい
ない。また、前述した公知の方法によれば、円筒磁石の
内周部は径方向に異方性化し、それより外周部では周方
向（弦方向、以下同じ）に異方性化したものが得られる
が、磁路が径方向から周方向に変化する途中では、その
方向に沿った異方性構造ではなく、さらに高温度での塑
性加工を２回以上行なう必要がある。In the magnet obtained by various plastic workings that give compressive strain in the axial direction of the hollow-body-shaped billet made of the above-mentioned Mn-Al-C based magnet alloy, when the inner circumferential magnetization is applied, it is locally However, when viewed as a whole, it is not anisotropy in the desired direction. Further, according to the above-mentioned known method, the inner peripheral portion of the cylindrical magnet is anisotropic in the radial direction, and the outer peripheral portion thereof is anisotropic in the circumferential direction (the chord direction, the same applies hereinafter). However, while the magnetic path is changing from the radial direction to the circumferential direction, it is necessary to perform plastic working at a higher temperature twice or more, instead of the anisotropic structure along the direction.

本発明は高い磁気特性を有する異方性磁石を得ることを
目的とするものである。The present invention aims to obtain an anisotropic magnet having high magnetic properties.

問題点を解決するための手段 そしてこの目的を達成するために本発明は、マンガン−
アルミニウム−炭素系磁石合金からなる中空体状のビレ
ットに、５３０〜８３０℃の温度で、コンテナ部の空洞
部分の断面形状が中空であり、コンテナ部の開口面積が
ベアリング部の開口面積より大きいダイスを用いて、ビ
レットの軸方向と押出方向を平行にして押出加工を施
し、この押出加工によって前記中空体状ビレットを、軸
方向と周方向に伸張させた後、さらに前記伸張後の中空
体状ビレットの軸方向に圧縮加工することによってこの
ビレットの内周面を凹凸状に成型するものである。In order to achieve this object, the present invention provides manganese-
A hollow body-shaped billet made of an aluminum-carbon magnet alloy has a hollow cross-sectional shape of the hollow part of the container part at a temperature of 530 to 830 ° C., and the opening area of the container part is larger than that of the bearing part. Using, the extruding process is carried out in parallel with the axial direction of the billet and the extruding process, and by this extruding process, the hollow billet is expanded in the axial direction and the circumferential direction, and further, the expanded hollow body form. By compressing the billet in the axial direction, the inner peripheral surface of the billet is molded into an uneven shape.

作用 前述した方法によって、つまり圧縮加工によってビレッ
トの内周面を凹凸状に成型することにより、第６図に示
した内周着磁を施した場合の磁路に沿って異方性化させ
ることができ、高い磁気特性を示す異方性磁石を得るこ
とができる。Action By the above-mentioned method, that is, by molding the inner peripheral surface of the billet into an uneven shape by compression processing, anisotropy is achieved along the magnetic path when the inner peripheral magnetization shown in FIG. 6 is applied. It is possible to obtain an anisotropic magnet exhibiting high magnetic properties.

実施例 本発明は、マンガン−アルミニウム−炭素系磁石合金か
らなる中空体状のビレットに、５３０〜８３０℃の温度
で、コンテナ部の空洞部分の断面形状が中空であり、コ
ンテナ部の開口面積がベアリング部の開口面積より大き
いダイスを用いて、ビレットの軸方向と押出方向を平行
にして押出加工を施し、この押出加工によって前記中空
体状ビレットを、軸方向と周方向に伸張させた後、さら
に前記伸張後の中空体状ビレットの軸方向に圧縮加工す
ることによってこのビレットの内周面を凹凸状に成型す
るものである。Example The present invention is a hollow body-shaped billet made of a manganese-aluminum-carbon magnet alloy, has a hollow cross-sectional shape of the container portion at a temperature of 530 to 830 ° C., and has an opening area of the container portion. Using a die that is larger than the opening area of the bearing portion, extrusion processing is performed in parallel with the axial direction of the billet and the extrusion direction, and the hollow billet by the extrusion processing is expanded in the axial direction and the circumferential direction, Further, the hollow body-shaped billet after the expansion is compressed in the axial direction to mold the inner peripheral surface of the billet into an uneven shape.

前述した二つの塑性加工は必ずしも連続的な塑性加工で
ある必要はなく、複数回に分割して与えても良い。The above-mentioned two plastic workings do not necessarily have to be continuous plastic workings, and may be given by dividing into a plurality of times.

以下に、本発明の押出加工の一例をビレットの形状を円
筒体状として第１図を用いて説明する。第１図（ａ）は
押出加工前の状態を示したダイスの一部分の断面を示
し、同様に第１図（ｂ）は押出加工後の状態を示す。１
は円筒体状のビレット、２はマンドレル、３はダイス、
４，５はポンチである。マンドレル２とダイス３によっ
て、ダイスが構成されている。第１図において、６はコ
ンテナ部で、押出加工前のビレット１を収容する部分で
ある。７はベアリング部で、押出加工後のビレット１を
収容する部分である。８はコニカル部である。またコン
テナ部６の開口面積とは、コンテナ部６の空洞の断面積
（押出方向に垂直）であり、第１図（ａ）においてビレ
ット１の断面積とほぼ一致し、ベアリング部７の開口面
積とは、ベアリング部７の空洞の断面積（押出方向に垂
直）であり、第１図（ｂ）においてビレット１の断面積
とほぼ一致する。An example of the extrusion process of the present invention will be described below with reference to FIG. 1 in which the billet has a cylindrical shape. FIG. 1 (a) shows a cross section of a part of the die showing a state before extrusion, and similarly FIG. 1 (b) shows a state after extrusion. 1
Is a cylindrical billet, 2 is a mandrel, 3 is a die,
4,5 are punches. The mandrel 2 and the dice 3 form a dice. In FIG. 1, 6 is a container part, which is a part for accommodating the billet 1 before extrusion. Reference numeral 7 denotes a bearing portion, which is a portion for accommodating the billet 1 after extrusion processing. 8 is a conical part. The opening area of the container portion 6 is the cross-sectional area of the cavity of the container portion 6 (perpendicular to the extrusion direction), which is substantially the same as the cross-sectional area of the billet 1 in FIG. Is the cross-sectional area of the cavity of the bearing portion 7 (perpendicular to the extrusion direction), and is substantially the same as the cross-sectional area of the billet 1 in FIG. 1 (b).

第１図では、コンテナ部６もベアリング部７も押出軸を
中心とする円形であるから前述したことを言い換える
と、コンテナ部６の開口面積とは、コンテナ部６の外径
と内径によるリング状の面積である。コンテナ部６の空
洞部分の断面形状は、前記のリング状であり、中空であ
る。同様に、ベアリング部７の開口面積とは、ベアリン
グ部７の外径と内径によるリング状の面積である。例え
ば、コンテナ部６の外径を４０mm、内径を２０mmとし、
ベアリング部７の外径を５０mm、内径を４０mmとする
と、コンテナ部６の開口面積は約９４２mm²、ベアリン
グ部７の開口面積は約７０７mm²となる。また、コンテ
ナ部６の空洞部分の断面形状は、外径を４０mm、内径を
２０mmとするリング状である。前記のコンテナ部６の空
洞部分の断面形状が中空であるというのは、言い換える
と第１図（ａ）に示すようにコンテナ部６にビレット１
を収容した状態で押出方向に垂直に切断した時、中心部
にダイス構成部材（マンドレル２）があり、さらにその
外側にビレット１があり、さらその外側にダイス構成部
材（ダイス３）があるということになる。In FIG. 1, since both the container portion 6 and the bearing portion 7 are circular with the extruding shaft as the center, in other words, the opening area of the container portion 6 is a ring shape defined by the outer diameter and the inner diameter of the container portion 6. Area. The cross-sectional shape of the hollow portion of the container portion 6 is the above-mentioned ring shape and is hollow. Similarly, the opening area of the bearing portion 7 is a ring-shaped area formed by the outer diameter and the inner diameter of the bearing portion 7. For example, the outer diameter of the container portion 6 is 40 mm, the inner diameter is 20 mm,
When the outer diameter of the bearing portion 7 is 50 mm and the inner diameter is 40 mm, the opening area of the container portion 6 is about 942 mm ² , and the opening area of the bearing portion 7 is about 707 mm ² . The cross-sectional shape of the hollow portion of the container portion 6 is a ring shape having an outer diameter of 40 mm and an inner diameter of 20 mm. In other words, the hollow portion of the container portion 6 has a hollow cross-sectional shape. In other words, as shown in FIG.
When it is cut perpendicularly to the extruding direction in the state of containing, the die forming member (mandrel 2) is at the center, the billet 1 is further outside, and the die forming member (die 3) is further outside. It will be.

押出加工方法の一例を第２図を用いて説明する。まず
（ａ）に示すように、コンテナ部６に円筒ビレット１′
を収容する。ポンチ４を用いてビレット１′を加圧する
ことによって第２図（ｂ）に示すようになる。次に第２
図（ｃ）に示すように新たに、コンテナ部６にビレット
１を収容し、前記と同様にポンチ４を用いてビレット１
を加圧することにより、第２図（ｄ）に示した状態にな
る。以後この繰り返しによって押出加工を行なう。An example of the extrusion processing method will be described with reference to FIG. First, as shown in (a), a cylindrical billet 1 ′ is attached to the container part 6.
To house. By pressing the billet 1 ′ with the punch 4, it becomes as shown in FIG. 2 (b). Second
As shown in FIG. 3C, the billet 1 is newly housed in the container portion 6 and the punch 4 is used in the same manner as described above.
By applying pressure, the state shown in FIG. Thereafter, extrusion processing is performed by repeating this.

他の押出加工方法としては、第２図（ｃ）に示した状態
で、ポンチ４と５でビレット１を加圧しながらビレット
１をコンテナ部６からベアリング部７へ向かう方向に移
動させる（第２図において、ビレット１の状態は第２図
（ｃ）から第２図（ｄ）への変化）ことによって押出加
工を行なう方法などがある。As another extrusion processing method, in the state shown in FIG. 2 (c), the billet 1 is moved in the direction from the container portion 6 to the bearing portion 7 while pressing the billet 1 with the punches 4 and 5 (second In the figure, there is a method of performing extrusion processing by changing the state of the billet 1 from FIG. 2 (c) to FIG. 2 (d).

第２図（ａ）では、円筒ビレット１′をコンテナ部６に
挿入しやすくなるために、円筒ビレット１′の形状は適
当なクリアランスをもった形状にしているが、円筒ビレ
ット１′の断面（軸方向に垂直な面）およびコンテナ部
６の空洞部分の断面形状（押出方向に垂直な平面でダイ
スを切断した時の空洞部分の形状）は共にリング状であ
る。In FIG. 2 (a), the shape of the cylindrical billet 1'has a shape with an appropriate clearance so that the cylindrical billet 1'can be easily inserted into the container portion 6, but the cross section of the cylindrical billet 1 '( The plane perpendicular to the axial direction) and the cross-sectional shape of the hollow portion of the container portion 6 (the shape of the hollow portion when the die is cut along a plane perpendicular to the extrusion direction) are both ring-shaped.

次に、圧縮加工の一例をビレットの形状を円筒体として
第３図を用いて説明する。第３図（ａ）は圧縮加工前の
状態をビレットの軸方向から見た断面を示し、１は円筒
体状のビレット、４はポンチで、図に示すように断面は
所定の凹凸状であり、９は外型で、圧縮加工時にビレッ
ト１の外周面を拘束するための金型である。第３図
（ｂ）は圧縮加工後の状態を示す。第３図（ｂ）に示し
たように、円筒体状のビレット１は圧縮加工の進行に伴
なって内径が縮まり、内周面の一部がポンチ４の凸部と
接触するようになり、さらに圧縮加工を進行させること
により第３図（ｂ）に示したようにビレット１の内周面
がほぼポンチ４の外面形状になる。一方、外周面は外型
９により拘束状態にある。第３図（ｂ）に示した状態ま
で圧縮加工を行なう必要はなく、ビレット１の内周面の
一部がポンチ４と接触した後は、適宜の時点で圧縮加工
を終了してもよい。言い換えれば、ビレット１の内周面
に凹凸が形成されればよい。また、前述した例では圧縮
加工前すでにビレット１の外周面と、外型９の内面がほ
ぼ接触状態であったが、接触していなくてもよい。つま
り、ビレット１の外径が外型９の空洞部の径よりかなり
小さくてもよい。この場合は圧縮加工の進行につれて、
ビレット１の外径および内径は大きくなり、やがてビレ
ット１の外周面が外型９の内面に接触する。それ以降は
前述した変化と同じである。一方、ビレット１の圧縮加
工前の内径の最小はポンチ４の凸部に接する大きさであ
る。圧縮加工前にすでにビレット１と外型９が接触した
状態であれば、ビレット１の内周面の一部が、つまりポ
ンチ４の凸部と接触している部分が拘束された状態で圧
縮加工が施される。Next, an example of compression processing will be described with reference to FIG. 3 with a billet having a cylindrical body. FIG. 3 (a) shows a cross section of the state before compression viewed from the axial direction of the billet, 1 is a cylindrical billet, 4 is a punch, and as shown in the figure, the cross section has a predetermined uneven shape. , 9 are outer dies, which are dies for restraining the outer peripheral surface of the billet 1 during compression processing. FIG. 3 (b) shows a state after compression processing. As shown in FIG. 3 (b), the inner diameter of the cylindrical billet 1 shrinks as the compression process progresses, and a part of the inner peripheral surface comes into contact with the convex portion of the punch 4, By further advancing the compression process, the inner peripheral surface of the billet 1 becomes substantially the outer surface shape of the punch 4, as shown in FIG. On the other hand, the outer peripheral surface is restrained by the outer mold 9. It is not necessary to perform the compression processing to the state shown in FIG. 3 (b), and after a part of the inner peripheral surface of the billet 1 contacts the punch 4, the compression processing may be finished at an appropriate time. In other words, irregularities may be formed on the inner peripheral surface of the billet 1. Further, in the above-described example, the outer peripheral surface of the billet 1 and the inner surface of the outer mold 9 were almost in contact with each other before the compression processing, but they may not be in contact with each other. That is, the outer diameter of the billet 1 may be considerably smaller than the diameter of the hollow portion of the outer mold 9. In this case, as the compression process progresses,
The outer diameter and the inner diameter of the billet 1 increase, and eventually the outer peripheral surface of the billet 1 contacts the inner surface of the outer mold 9. After that, it is the same as the change described above. On the other hand, the minimum inner diameter of the billet 1 before compression processing is the size in contact with the convex portion of the punch 4. If the billet 1 and the outer mold 9 are already in contact with each other before the compression processing, the compression processing is performed with a part of the inner peripheral surface of the billet 1, that is, a portion in contact with the convex portion of the punch 4 being restrained. Is applied.

このように、圧縮加工ではポンチ４の表面に凹凸が設け
てあることによって、ビレット１には圧縮加工後、内周
面に凹凸が形成される。ビレットの圧縮加工過程におい
て、最も早く内周面が拘束される部分（加工後のビレッ
トの内周面の凹部）は周方向に磁化容易方向を有する部
分となり、最後に内周面が拘束される部分又は最後まで
内周面が拘束されない部分（加工後のビレットの内周面
の凸部）は径方向に磁化容易方向を有する部分となる。
その中間の部分の磁化容易方向は周方向から径方向へ順
次変化している部分である。言い換えると、第３図にお
いてポンチ４の凸部によって形成されるビレット１の内
周面の凹部の曲面に沿った方向に磁化容易方向がビレッ
ト１の内周部から次第に連続的に変化する。そのため内
周着磁において何極着磁するかによって、この凹凸部の
数を決定すればよい。第３図では加工後のビレット１の
内周面の凸部が６つあるため、６極着磁に適した異方性
構造を有する磁石となり、加工後の凸部に当る部分が、
内周着磁における極の部分になる。As described above, in the compression processing, since the surface of the punch 4 is provided with unevenness, the billet 1 is provided with unevenness on the inner peripheral surface after the compression processing. In the process of compressing the billet, the portion where the inner peripheral surface is constrained earliest (recessed portion of the inner peripheral surface of the billet after processing) has the direction of easy magnetization in the circumferential direction, and finally the inner peripheral surface is constrained. A portion or a portion where the inner peripheral surface is not constrained to the end (a convex portion on the inner peripheral surface of the billet after processing) is a portion having an easy magnetization direction in the radial direction.
The direction of easy magnetization in the middle portion is a portion that sequentially changes from the circumferential direction to the radial direction. In other words, in FIG. 3, the easy magnetization direction gradually and continuously changes from the inner peripheral portion of the billet 1 in the direction along the curved surface of the concave portion of the inner peripheral surface of the billet 1 formed by the convex portion of the punch 4. Therefore, the number of the uneven portions may be determined depending on how many poles are magnetized in the inner circumference magnetization. In FIG. 3, since there are six convex portions on the inner peripheral surface of the billet 1 after processing, the magnet has an anisotropic structure suitable for 6-pole magnetization, and the portion corresponding to the convex portion after processing is
It becomes a pole part in the inner circumference magnetization.

前記の一例で述べたように、本発明はビレット１の軸方
向に圧縮加工する際に、外面に凹凸のある金型等を用い
てビレットの内周面を凹凸状になるように成形圧縮加工
することによって、、内周着磁を施した場合に高い磁気
特性を示す異方性構造を有する磁石を得るものである。As described in the above example, in the present invention, when the billet 1 is compressed in the axial direction, the inner peripheral surface of the billet is molded and compressed by using a mold or the like having an uneven outer surface. By doing so, it is possible to obtain a magnet having an anisotropic structure that exhibits high magnetic characteristics when the inner circumference is magnetized.

前述したような塑性加工の可能な温度範囲については、
５３０ないし８３０℃の温度領域において、加工が行な
えたが、７８０℃を越える温度では、磁気特性がかなり
低下した。より望ましい温度範囲としては５６０ないし
７６０℃であった。Regarding the temperature range in which plastic working as described above is possible,
Machining was possible in the temperature range of 530 to 830 ° C, but at temperatures above 780 ° C, the magnetic properties deteriorated considerably. A more desirable temperature range was 560 to 760 ° C.

次に本発明のさらに具体的な例について説明する。Next, a more specific example of the present invention will be described.

具体例１ 配合組成で６９．５％のＭｎ、２９．３％のＡｌ、０．
５％のＣ及び０．７％のＮｉを溶解鋳造し、外径２５m
m、内径５mm，長さ２０mmの円筒ビレットを作製した。
このビレットを１１００℃で２時間保持した後、６００
℃まで風冷し、６００℃で３０分間保持した後、室温ま
で放冷する熱処理を行なった。Specific Example 1 In the composition, 69.5% Mn, 29.3% Al, and 0.
5% C and 0.7% Ni are melt-cast and the outer diameter is 25 m
A cylindrical billet having an m, an inner diameter of 5 mm and a length of 20 mm was produced.
After holding this billet at 1100 ° C for 2 hours, 600
After air-cooling to 60 ° C. and holding at 600 ° C. for 30 minutes, a heat treatment of allowing to cool to room temperature was performed.

次に潤滑剤を介して７２０℃の温度で、第１図に示した
ような押出加工を行なった。第１図においてダイスのコ
ンテナ部の外径は２５mm、内径は５mmであり、ベアリン
グ部の外径は３０mm、内径は２４mmであり、ｘは２０mm
である。押出加工後のビレットは外径３０mm、内径２４
mm、長さ３７mmであった。加工後のビレットを切断し、
長さを２０mmにした。このビレットを第４図および第５
図に示した外型９を用いて、潤滑剤を介して、６８０℃
の温度で圧縮加工を行なった。第４図は第３図と同様の
外型の断面図で、（外型９の内径）Ｄｋ＝３０mm、Ｘ_Ａ
＝８mm、（ポンチ４の凸部の半径）Ｒｓ＝２．５mm、ポ
ンチ４の径Ｄｐ＝１６mmであり、ポンチ４の凸部は８個
ある。第５図は第４図と直交する方向からの断面を示
す。４および５はポンチで、それらは凹凸部が嵌合する
表面を有し、図の上下方向に移動することができる。こ
のような金型を用いて、高さ１２mmまで圧縮加工を行な
った。Next, extrusion processing as shown in FIG. 1 was performed at a temperature of 720 ° C. through a lubricant. In Fig. 1, the outer diameter of the container part of the die is 25 mm, the inner diameter is 5 mm, the outer diameter of the bearing part is 30 mm, the inner diameter is 24 mm, and x is 20 mm.
Is. The billet after extrusion has an outer diameter of 30 mm and an inner diameter of 24.
mm and the length was 37 mm. Cut the billet after processing,
The length is 20mm. This billet is shown in FIGS.
Using the outer mold 9 shown in the figure, through a lubricant, 680 ° C.
The compression processing was performed at the temperature of. FIG. 4 is a sectional view of the outer die similar to FIG. 3, (inner diameter of outer die 9) Dk = 30 mm, X _A
= 8 mm, (radius of protrusion of punch 4) Rs = 2.5 mm, diameter Dp of punch 4 = 16 mm, and punch 4 has eight protrusions. FIG. 5 shows a cross section from a direction orthogonal to FIG. Numerals 4 and 5 are punches, which have a surface to which the uneven portion fits and can move in the vertical direction in the drawing. Using such a mold, compression processing was performed to a height of 12 mm.

圧縮加工後のビレットを内径２０mmまで切削加工し、８
極の内周着磁を施した。着磁は２０００μＦのオイルコ
ンデンサーを用い、１５００Ｖでパルス着磁した。内周
表面の表面磁束密度をホール素子で測定した。The billet after compression processing is cut to an inner diameter of 20 mm, 8
The inner circumference of the pole was magnetized. For the magnetization, a 2000 μF oil condenser was used and pulsed at 1500 V. The surface magnetic flux density on the inner peripheral surface was measured with a Hall element.

比較のために、前述した配合組成と同じ配合組成のＭ
ｎ、Ａｌ、Ｃ及びＮｉを溶解鋳造し、直径５０mm、長さ
４０mmの円柱ビレットを作製した。このビレットを１１
００℃で２時間保持した後、室温まで放冷する熱処理を
行なった。次に潤滑剤を介して、７２０℃の温度で、直
径２４mmまでの公知の押出加工を行なった。この押出棒
を長さ２０mmに切断し、切削加工して直径２４mm、長さ
２０mmの円筒ビレットを作製した。このビレットを６８
０℃の温度で円柱の軸方向に自由圧縮加工した。加工後
のビレット（面異方性磁石）を前記と同様に切削加工
し、着磁し、表面磁束密度を測定した。For comparison, M of the same composition as the composition described above
n, Al, C and Ni were melted and cast to form a cylindrical billet having a diameter of 50 mm and a length of 40 mm. This billet is 11
After holding at 00 ° C. for 2 hours, a heat treatment of allowing to cool to room temperature was performed. Then, a known extrusion process was performed through a lubricant at a temperature of 720 ° C. to a diameter of 24 mm. The extruded rod was cut into a length of 20 mm and cut to form a cylindrical billet having a diameter of 24 mm and a length of 20 mm. 68 this billet
Free compression processing was performed in the axial direction of the cylinder at a temperature of 0 ° C. The processed billet (plane anisotropic magnet) was cut and magnetized in the same manner as above, and the surface magnetic flux density was measured.

以上の両者の表面磁束密度の値を比較すると、本発明の
方法で得た磁石の値は、比較のために作製した磁石のそ
れの約１．７倍であった。Comparing the values of the surface magnetic flux densities of the above two, the value of the magnet obtained by the method of the present invention was about 1.7 times that of the magnet produced for comparison.

具体例２ 配合組成で６９．４％のＭｎ、２９．３％のＡｌ、０．
５％のＣ、０．７％のＮｉ及び０．１％のＴｉを溶解鋳
造し、外径４０mm、内径３０mm、長さ２０mmの円筒ビレ
ットを作製した。このビレットを１１００℃で２時間保
持した後、６００℃まで風冷し、６００℃で３０分間保
持した後、室温まで放冷する熱処理を行なった。次に潤
滑剤を介して、７２０℃の温度で、第１図に示したよう
な押出加工を行なった。第１図においてダイスのコンテ
ナ部の外径は４０mm、内径は３０mmであり、ベアリング
部の外径は３０mm、内径は２４mmであり、ｘは２０mmで
ある。押出加工後のビレットは外径３０mm、内径２４m
m、長さ４３mmであった。加工後のビレットを切断し、
長さを２０mmにした。このビレットを用いて、具体例１
と同じ第４図および第５図に示した金型を用いて、潤滑
剤を介して６８０℃の温度で、高さ１２mmまで圧縮加工
を行なった。Specific Example 2 69.4% of Mn, 29.3% of Al and 0.
5% C, 0.7% Ni and 0.1% Ti were melted and cast to prepare a cylindrical billet having an outer diameter of 40 mm, an inner diameter of 30 mm and a length of 20 mm. The billet was held at 1100 ° C. for 2 hours, air-cooled to 600 ° C., held at 600 ° C. for 30 minutes, and then heat-treated to cool to room temperature. Next, extrusion processing as shown in FIG. 1 was performed at a temperature of 720 ° C. through a lubricant. In FIG. 1, the outer diameter of the container portion of the die is 40 mm and the inner diameter is 30 mm, the outer diameter of the bearing portion is 30 mm, the inner diameter is 24 mm, and x is 20 mm. Billet after extrusion is 30mm outside diameter, 24m inside diameter
It was m and the length was 43 mm. Cut the billet after processing,
The length is 20mm. Example 1 using this billet
Using the same mold shown in FIGS. 4 and 5 as above, compression processing was performed to a height of 12 mm at a temperature of 680 ° C. through a lubricant.

圧縮加工後のビレットを内径２０mmまで切削加工し、８
極の内周着磁を施した。着磁は２０００μＦのオイルコ
ンデンサーを用い、１５００Ｖでパルス着磁した。内周
表面の表面磁束密度をホール素子で測定した。The billet after compression processing is cut to an inner diameter of 20 mm, 8
The inner circumference of the pole was magnetized. For the magnetization, a 2000 μF oil condenser was used and pulsed at 1500 V. The surface magnetic flux density on the inner peripheral surface was measured with a Hall element.

比較のために、前述した配合組成と同じ配合組成のＭ
ｎ、Ａｌ、Ｃ、Ｎｉ及びＴｉを溶解鋳造し、直径５０m
m、長さ４０mmの円柱ビレットを作製した。このビレッ
トを１１００℃で２時間保持した後、室温まで放冷する
熱処理を行なった。次に潤滑剤を介して、７２０℃の温
度で、直径２４mmまでの公知の押出加工を行なった。こ
の押出棒を長さ２０mmに切断し、直径２４mm、長さ２０
mmの円柱ビレットを作製した。このビレットを用い、６
８０℃の温度で円柱の軸方向に自由圧縮加工を施した。
加工後のビレット（面異方性磁石）を前記と同様に切削
加工し、着磁し、表面磁束密度を測定した。For comparison, M of the same composition as the composition described above
n, Al, C, Ni and Ti are melt-cast and have a diameter of 50 m
A cylindrical billet having a length of m and a length of 40 mm was produced. After holding this billet at 1100 ° C. for 2 hours, it was heat-treated by allowing it to cool to room temperature. Then, a known extrusion process was performed through a lubricant at a temperature of 720 ° C. to a diameter of 24 mm. This extruded rod is cut into a length of 20 mm and has a diameter of 24 mm and a length of 20 mm.
A mm billet was prepared. Using this billet, 6
Free compression processing was performed in the axial direction of the cylinder at a temperature of 80 ° C.
The processed billet (plane anisotropic magnet) was cut and magnetized in the same manner as above, and the surface magnetic flux density was measured.

以上の両者の表面磁束密度の値を比較すると、本発明の
方法で得た磁石の値は、比較のために作製した磁石のそ
れの約１．７倍であった。Comparing the values of the surface magnetic flux densities of the above two, the value of the magnet obtained by the method of the present invention was about 1.7 times that of the magnet produced for comparison.

具体例３ 具体例１と同じ配合組成のＭｎ、Ａｌ、Ｃ及びＮｉを溶
解鋳造し、直径６０mm、長さ３０mmの円柱ビレットを作
製した。このビレットを１１００℃で２時間保持した
後、室温まで放冷する熱処理を行なった。Concrete Example 3 Mn, Al, C and Ni having the same composition as in Concrete Example 1 were melt-cast to produce a cylindrical billet having a diameter of 60 mm and a length of 30 mm. After holding this billet at 1100 ° C. for 2 hours, it was heat-treated by allowing it to cool to room temperature.

次に潤滑剤を介して、７２０℃の温度で、直径３１mmま
での公知の押出加工を行なった。押出棒を長さ２０mmに
切断し、切削加工して外径２５mm、内径５mm、長さ２０
mmの円筒ビレット（ビレットＸ）にした。また、押出棒
を長さ３５mmに切断し、切削加工して、直径３０mm、長
さ３５mmの円柱ビレット（ビレットＹ）にした。このビ
レットＹを用いて、潤滑剤を介して、６８０℃の温度
で、ビレットの軸方向に自由圧縮加工した。加工後のビ
レットの長さは２０mmであった。この加工後のビレット
（面異方性磁石）をビレットＸと同様に、切削加工して
外径２５mm、内径５mm、長さ２０mmの円筒ビレット（ビ
レットＹ）にした。次に具体例１と同じ押出加工および
圧縮加工を行なった。つまり、ビレットＸとビレットＹ
を用い、潤滑剤を介して、６８０℃の温度で、第１図に
示したようなダイスを用いて押出加工を行なった。第１
図において、ダイスのコンテナ部の外径は２５mm、内径
は５mmであり、ベアリング部の外径は３０mm、内径は２
４mmであり、ｘは２０mmである。加工後のビレットは外
径３０mm、内径２４mm、長さ３７mmであった。Then, a known extrusion process up to a diameter of 31 mm was performed at a temperature of 720 ° C. through a lubricant. The extruded rod is cut into a length of 20 mm and cut to have an outer diameter of 25 mm, an inner diameter of 5 mm, and a length of 20.
mm billet (billet X). Further, the extruded rod was cut into a length of 35 mm and cut into a cylindrical billet (billet Y) having a diameter of 30 mm and a length of 35 mm. Using this billet Y, free compression processing was performed in the axial direction of the billet at a temperature of 680 ° C. via a lubricant. The length of the billet after processing was 20 mm. The billet (plane anisotropic magnet) after this working was cut into a cylindrical billet (billet Y) having an outer diameter of 25 mm, an inner diameter of 5 mm and a length of 20 mm, similarly to the billet X. Next, the same extrusion processing and compression processing as in Example 1 were performed. That is, billet X and billet Y
Was extruded through a lubricant at a temperature of 680 ° C. using a die as shown in FIG. First
In the figure, the die container has an outer diameter of 25 mm and an inner diameter of 5 mm, and the bearing has an outer diameter of 30 mm and an inner diameter of 2 mm.
4 mm and x is 20 mm. The billet after processing had an outer diameter of 30 mm, an inner diameter of 24 mm and a length of 37 mm.

押出加工後のビレットをそれぞれ切断し、外径３０mm、
内径２４mm、長さ２０mmにした。これらのビレットを用
いて、具体例１と同じ第４図および第５図に示した金型
を用いて、潤滑剤を介して、６８０℃の温度で圧縮加工
を行なった。このような金型を用いて、高さ１２mmまで
圧縮加工を行なった。Each billet after extrusion is cut to have an outer diameter of 30 mm,
The inner diameter was 24 mm and the length was 20 mm. Using these billets, the molds shown in FIGS. 4 and 5 which are the same as those of Example 1 were used to perform compression processing at a temperature of 680 ° C. via a lubricant. Using such a mold, compression processing was performed to a height of 12 mm.

圧縮加工後のビレットを内径２０mmまで切削加工し、８
極の内周着磁を施した。着磁は２０００μＦのオイルコ
ンデンサーを用い、１５００Ｖでパルス着磁した。内周
表面の表面磁束密度をホール素子で測定し、具体例１で
比較のために作製した磁石の表面磁束密度の値と比較し
た。The billet after compression processing is cut to an inner diameter of 20 mm, 8
The inner circumference of the pole was magnetized. For the magnetization, a 2000 μF oil condenser was used and pulsed at 1500 V. The surface magnetic flux density of the inner peripheral surface was measured with a Hall element and compared with the value of the surface magnetic flux density of the magnet manufactured for comparison in Example 1.

以上の表面磁束密度の値を比較すると、具体例３で得た
磁石の値は、ビレットＸおよびビレットＹでほとんど差
はなく、具体例１で比較のために作製した磁石のそれの
約１．８倍であった。Comparing the values of the surface magnetic flux densities described above, the values of the magnet obtained in Example 3 are almost the same for billet X and billet Y, and about 1. It was eight times.

具体例１，２および３で得た本発明の方法による磁石
は、磁気トルク測定の結果、前述したように磁化容易方
向は凹部の表面に沿って径方向から周方向に連続的に変
化していることが確認された。As a result of the magnetic torque measurement, the magnets obtained by the methods of the present invention obtained in Examples 1, 2 and 3 showed that the easy magnetization direction was continuously changed from the radial direction to the circumferential direction along the surface of the recess as described above. Was confirmed.

以上、Ｍｎ−Ａｌ−Ｃ系磁石合金の組成については、Ｎ
ｉ添加の４元系とＮｉ，Ｔｉ添加の５元系のものについ
てのみ示したが、Ｍｎ−Ａｌ−Ｃ系合金磁石の基本組成
である３元系あるいは前記以外の添加元素を含んだ公知
の多元系についても塑性加工後の磁石の磁気特性に若干
の差は認められたが、従来の技術による方法より前述し
たような磁気特性の向上が認められた。As described above, regarding the composition of the Mn-Al-C based magnet alloy, N
Only the i-added quaternary system and the Ni- and Ti-added quinary system are shown. Regarding the multi-component system, although a slight difference was observed in the magnetic characteristics of the magnet after plastic working, the improvement in magnetic characteristics as described above was recognized as compared with the conventional method.

発明の効果 以上の説明から明らかなように本発明は、マンガン−ア
ルミニウム−炭素系磁石合金からなる中空体状のビレッ
トに、５３０〜８３０℃の温度で、コンテナ部の空洞部
分の断面形状が中空であり、コンテナ部の開口面積がベ
アリング部の開口面積より大きいダイスを用いて、ビレ
ットの軸方向と押出方向を平行にして押出加工を施し、
この押出加工によって前記中空体状ビレットを、軸方向
と周方向に伸張させた後、さらに前記伸張後の中空体状
ビレットの軸方向に圧縮加工することによってこのビレ
ットの内周面を凹凸状に成型するものであり、本発明の
方法による磁石を従来の方法による磁石と比較すると、
内周着磁を施した場合、従来の方法による磁石より優れ
た磁気特性を示し、さらに磁石の内周部が径方向に磁化
容易方向を有し、それよりも外周部で周方向に磁化容易
方向を有する構造を得るには従来の方法では少なくとも
２回以上の塑性加工を必要としたが、本発明の方法では
１回ですみ、一層望ましい異方性構造を有する磁石を得
ることができる。EFFECTS OF THE INVENTION As is apparent from the above description, according to the present invention, a hollow body-shaped billet made of a manganese-aluminum-carbon magnet alloy has a hollow cross-sectional shape of a hollow portion of a container portion at a temperature of 530 to 830 ° C. And, using a die in which the opening area of the container part is larger than the opening area of the bearing part, extrusion processing is performed by making the extrusion direction parallel to the axial direction of the billet,
The hollow body-shaped billet is stretched in the axial direction and the circumferential direction by this extrusion process, and then the inner peripheral surface of the billet is made uneven by compressing it in the axial direction of the expanded hollow body-shaped billet. It is molded, and comparing the magnet according to the present invention with the magnet according to the conventional method,
When magnetized on the inner circumference, it shows better magnetic characteristics than magnets produced by conventional methods. Furthermore, the inner circumference of the magnet has a direction of easy magnetization in the radial direction, and it is easier to magnetize in the circumferential direction at the outer circumference. The conventional method requires at least two or more plastic workings to obtain a directional structure, but the method of the present invention requires only one plastic working, and a magnet having a more desirable anisotropic structure can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第１図ａ，ｂは本発明の押出加工の一例を示す金型の一
部の断面図、第２図ａ〜ｄは本発明の押出方法の一例を
示す金型の一部の断面図、第３図ａ，ｂ、第４図及び第
５図は本発明の実施例に用いる金型の断面図、第６図は
円筒状磁石における内周多極着磁による磁路を模式的に
示す図である。 １，１′……ビレット、２……マンドレル、３……ダイ
ス、４，５……ポンチ、６……コンテナ部、７……ベア
リング部、９……外型。1A and 1B are partial sectional views of a mold showing an example of extrusion processing of the present invention, and FIGS. 2A to 2D are partial sectional views of a mold showing an example of extrusion method of the present invention, FIGS. 3a, 3b, 4 and 5 are cross-sectional views of a mold used in the embodiment of the present invention, and FIG. 6 schematically shows a magnetic path of a cylindrical magnet by inner circumferential multipole magnetization. It is a figure. 1, 1 '... Billet, 2 ... Mandrel, 3 ... Die, 4, 5 ... Punch, 6 ... Container part, 7 ... Bearing part, 9 ... External mold.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】マンガン−アルミニウム−炭素系磁石合金
からなる中空体状のビレットに、５３０〜８３０℃の温
度で、コンテナ部の空洞部分の断面形状が中空であり、
コンテナ部の開口面積がベアリング部の開口面積より大
きいダイスを用いて、ビレットの軸方向と押出方向を平
行にして押出加工を施し、この押出加工によって前記中
空体状ビレットを、軸方向と周方向に伸張させた後、さ
らに前記伸張後の中空体状ビレットの軸方向に圧縮加工
することによってこのビレットの内周面を凹凸状に成型
することを特徴とするマンガン−アルミニウム−炭素系
合金磁石の製造法。1. A hollow body-shaped billet made of a manganese-aluminum-carbon magnet alloy, having a hollow cross-sectional shape of a hollow portion of a container portion at a temperature of 530 to 830 ° C.,
Using a die whose opening area of the container part is larger than that of the bearing part, the billet is extruded with the axial direction parallel to the extruding direction, and the hollow billet is extruded by the extruding process. Of the manganese-aluminum-carbon alloy magnet, characterized in that the inner peripheral surface of this billet is molded into an uneven shape by further compressing the expanded hollow body billet in the axial direction. Manufacturing method. 【請求項２】圧縮加工をビレットの外周を拘束した状態
で行なうことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
マンガン−アルミニウム−炭素系合金磁石の製造法。2. The method for producing a manganese-aluminum-carbon alloy magnet according to claim 1, wherein the compression process is performed with the outer periphery of the billet being constrained. 【請求項３】圧縮加工をビレットの外周面の少なくとも
一部分を自由にした状態で行った後、さらにビレットの
外周を拘束した状態で行なうことを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載のマンガン−アルミニウム−炭素系合
金磁石の製造法。3. The manganese according to claim 1, wherein the compression process is performed in a state where at least a part of the outer peripheral surface of the billet is free, and then the outer periphery of the billet is further constrained. -Aluminum-Carbon-based alloy magnet manufacturing method. 【請求項４】圧縮加工をビレットの内周面の一部分を拘
束した状態で行なうことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載のマンガン−アルミニウム−炭素系合金磁石の
製造法。4. The method for producing a manganese-aluminum-carbon alloy magnet according to claim 1, wherein the compression working is carried out with a part of the inner peripheral surface of the billet being constrained.