JPH0639675B2 - 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ないし７３重
量％（以下単に％で表わす）のＭｎと（１／１０Ｍｎ−
６．６）ないし（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
系およ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、Ｍｎ−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、Ｌ1₀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元系およ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 has a Mn content of 68 to 73 wt% (hereinafter simply expressed as "%") and a (1/10 Mn-content).
6.6) to (1 / 3Mn-22.2)% C and the balance of Al, and a ternary magnet containing no additional element other than impurities and a quaternary or more multi-element magnet containing a small amount of additional element Alloys for use are known and are collectively referred to as these.
Similarly, Mn-Al-C alloy magnet, face-centered tetragonal (tau phase, L1 ₀ type ordered lattice) is mainly ferromagnetic phase is composed of tissue, comprises a C as essential constituent elements, in addition to impurities A ternary alloy magnet containing no additional element and a quaternary or more multi-component alloy magnet containing a small amount of additive 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 process such as a warm extrusion process in addition to the one 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 producing an alloy magnet for multi-pole magnetization using an Mn-Al-C alloy magnet, an isotropic magnet, a compression processing method, 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４図に示したような着磁がある。第４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（図において、破線で示す）の形成を模式的に示した
もので、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. 4 schematically shows the formation of a magnetic path (indicated by a broken line in the figure) inside the magnet when the inner peripheral surface of the cylindrical magnet is multi-pole magnetized. Is called inner circumference magnetization.

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, during the course of the magnetic path 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もので
ある。The present invention is to obtain an anisotropic magnet having high magnetic properties.

問題点を解決するための手段 以上のような従来の問題点を解決するため本発明は、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ないし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、さらに前記押
出加工後の軸対象形状で中空体状のビレットを軸方向に
圧縮加工することによって、ビレットの内周面の断面形
状を（２ｎ＋２）角形（ｎ＝１，２，３，……）状に成
型するものである。Means for Solving the Problems In order to solve the above-described conventional problems, the present invention provides a hollow billet made of a manganese-aluminum-carbon magnet alloy at a temperature of 530 to 830 ° C. and a container. The die has a hollow cross-sectional shape, and the opening area of the container is larger than the opening area of the bearing.Extrusion 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, and further, the hollow body-shaped billet having the axially symmetrical shape after the extrusion is compression-processed in the axial direction to obtain a cross-section of the inner peripheral surface of the billet. The shape is molded into a (2n + 2) polygonal shape (n = 1, 2, 3, ...).

作 用 前述した方法によって、つまり前記の特定の押出加工後
の軸対象形状で中空体状のビレットの軸方向に圧縮加工
することによって、ビレットの内周面の断面形状を（２
ｎ＋２）角形（ｎ＝１，２，３，……）状に成型するこ
とにより、第４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。Operation The cross-sectional shape of the inner peripheral surface of the billet is (2
n + 2) It is possible to anisotropy along the magnetic path when the inner circumference is magnetized as shown in FIG. 4 by molding it into a polygonal shape (n = 1, 2, 3, ...). Thus, it is possible to obtain an anisotropic magnet exhibiting high magnetic characteristics.

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ないし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、さらに前記押出加工後の軸対象形状で中空体状のビ
レットを軸方向に圧縮加工することによって、ビレット
の内周面の断面形状を（２ｎ＋２）角形（ｎ＝１，２，
３，……）状に成型するものである。Example In the present invention, a hollow body-shaped billet made of a manganese-aluminum-carbon based 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 an opening area of the container portion is 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 having the axially symmetrical shape after the extrusion is compressed in the axial direction, so that the cross-sectional shape of the inner peripheral surface of the billet is a (2n + 2) polygon (n = 1, 2,
3, ...).

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、
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。同様に第１図(b)は
押出加工後の状態を示す。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. Figure 1 (a) shows a cross section of a part of the die before extrusion.
1 is a cylindrical billet, 2 is a mandrel, 3 is a die, and 4 and 5 are punches. The mandrel 2 and the dice 3 form a dice. Similarly, FIG. 1 (b) shows the state after extrusion. 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 almost 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), which 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)に示す様にコンテナ部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、さらに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,
50mm outer diameter of the bearing portion 7, when the inner diameter and 40 mm, opening area of the container section 6 about 942 mm ^2, the opening area of the bearing part 7 is approximately 707mm ^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 when the billet 1 is housed in the container portion 6 as shown in FIG. That is, there is a die constituent member (mandrel 2) in the center, the billet 1 is further outside thereof, and the die constituent member (die 3) is further outside thereof.

押出加工方法の一例を第２図を用いて説明する。まず第
２図(a)に示す様に、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に示す様になる。次に第２図(c)
に示す様に新たに、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 FIG. 2 (a), the cylindrical billet 1 '
To house. By pressing the billet 1'with the punch 4, the state shown in FIG. 2b is obtained. Next, Fig. 2 (c)
As shown in FIG. 2, the billet 1 is newly accommodated in the container portion 6, and the billet 1 is pressurized by using the punch 4 in the same manner as described above, so that 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 pressed while pressing the billet with the punches 4 and 5.
Is moved in the direction from the container part 6 to the bearing part 7 (in FIG. 2, the state of the billet 1 is shown in FIG.
There is a method of performing extrusion processing by changing from (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
入しやすくするために、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), in order to facilitate the insertion of the cylindrical billet 1'into the container portion 6, the shape of the cylindrical billet 1'has a shape with an appropriate clearance. Plane perpendicular to the axial direction) and container part 6
The cross-sectional shapes of the hollow portions (the shape of the hollow portions when the die is cut along a plane perpendicular to the extrusion direction) are both ring-shaped.

次に、圧縮加工の一例を圧縮加工前のビレットの形状を
円筒体とし、圧縮加工後のビレットの外周面の断面の形
状を円形とし、内周面の断面の形状を正方形（ｎ＝１の
場合）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はポンチの先端部を示
す。ポンチ４の先端部は、ビレット１の内周面を圧縮加
工によって、ビレット１の内周面の断面形状を正方形に
成型するために断面の形状は正方形である。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した断
面図である。第３図に示したように、ビレット１をセッ
トしてポンチ４を用いて、ビレット１の軸方向に圧縮加
工を行なうと、圧縮加工の進行に伴なってビレット１の
断面積が次第に大きくなる。つまり、ビレット１の内径
は縮まる。ビレット１の内周面の一部がポンチ４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
りビレット１の内周面がほぼポンチ４に接触する。一
方、外周面は外型９によって拘束状態にある。ここまで
圧縮加工を施すとビレット１の内周面の断面の形状はほ
ぼ正方形となる。Next, as an example of compression processing, the shape of the billet before compression processing is a cylindrical body, the shape of the cross section of the billet after compression processing is circular, and the shape of the cross section of the inner peripheral surface is square (where n = 1. The case) will be described with reference to FIG. FIG. 3 (a) is a sectional view of the state before compression processing as seen from the axial direction of the billet, where 1 is a cylindrical billet and 4 is the tip of the punch. The tip portion of the punch 4 has a square cross section in order to mold the inner circumferential surface of the billet 1 into a square shape by compressing the inner circumferential surface of the billet 1. An outer die 9 is a die for restraining the outer peripheral surface of the billet 1 during compression processing. FIG. 3 (b) is a sectional view showing a state after compression processing. As shown in FIG. 3, when the billet 1 is set and the punch 4 is used to perform compression processing in the axial direction of the billet 1, the sectional area of the billet 1 gradually increases as the compression processing progresses. . That is, the inner diameter of the billet 1 is reduced. A part of the inner peripheral surface of the billet 1 comes into contact with the punch 4, and the compression processing is further advanced so that the inner peripheral surface of the billet 1 substantially contacts the punch 4. On the other hand, the outer peripheral surface is restrained by the outer mold 9. When compression processing is performed up to this point, the cross-sectional shape of the inner peripheral surface of the billet 1 becomes substantially square.

この場合のビレット１の圧縮加工前の最小の内径は、ポ
ンチ４の先端部の正方形に外接する円の大きさである。
この場合は、圧縮加工前にすでにビレット１の内周面の
一部がポンチ４によって拘束された状態で圧縮加工が施
される。一方、ビレット１の圧縮加工前の外径は、外径
９の内径よりも小さくてもよい。この場合は、圧縮加工
の進行に伴なってビレット１の外径が大きくなり、やが
て外型９の内面にビレット１の外周面が接触し、第３図
に示した状態になる。これ以降は前述した変化と同じで
ある。In this case, the minimum inner diameter of the billet 1 before compression processing is the size of the circle circumscribing the square at the tip of the punch 4.
In this case, before the compression processing, the compression processing is performed with a part of the inner peripheral surface of the billet 1 already constrained by the punch 4. On the other hand, the outer diameter of the billet 1 before compression processing may be smaller than the inner diameter of the outer diameter 9. In this case, the outer diameter of the billet 1 increases as the compression process progresses, and eventually the outer peripheral surface of the billet 1 comes into contact with the inner surface of the outer mold 9, resulting in the state shown in FIG. The subsequent changes are the same as the changes described above.

前記の例では、圧縮加工によるビレット１の内周面の断
面の形状の変化は円形からほぼ正方形である。このよう
な変化によって内周着磁に適した異方性構造を有するよ
うになる。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で、角にあた
る部分）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（加工前のビレットの内周面で、ポンチ
４に最もはなれた部分）は径方向に磁化容易方向を有す
る部分となる。それら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。このよ
うに内周着磁において何極着磁するかによって、ポンチ
４の先端部の形状（前記の例では正方形であった。）を
決定すればよい。つまり、前述した例ではポンチ４の先
端部の断面の形状は正方形であったため、４極着磁に適
した異方性構造を有する。言い換えると、内周着磁にお
いて何極着磁するかによって、圧縮加工後のビレットの
内周面の断面の形状を決定すればよい。圧縮加工後のビ
レットの内周面の断面形状を（２ｎ＋２）角形状として
いるのは、前述したように、加工後のビレットの内周面
の断面形状は偶数の多角形状である必要があり、ｎ＝１
のとき４極用、ｎ＝２のとき６極用……というようにな
る。ｎが小さいほど、前述した位置による異方性構造が
明確であるが、大きくなるにつれて次第に不明確にな
る。In the above example, the change in shape of the cross section of the inner peripheral surface of the billet 1 due to the compression processing is from circular to substantially square. Due to such changes, an anisotropic structure suitable for inner circumferential magnetization is obtained. In the compression processing process, the portion where the inner peripheral surface is restrained earliest (the inner peripheral surface of the billet after processing, which corresponds to the corner) becomes the portion having the easy magnetization direction in the circumferential direction,
Lastly, the part where the inner peripheral surface is constrained or the part where the inner peripheral surface is not constrained to the end (the inner peripheral surface of the billet before processing, the part farthest from the punch 4) is the part having the easy magnetization direction in the radial direction. Become. The easy magnetization direction of the intermediate portion is a portion that sequentially changes from the circumferential direction to the radial direction. In this way, the shape of the tip portion of the punch 4 (which is a square in the above example) may be determined depending on how many poles are magnetized in the inner circumference magnetization. That is, in the above-mentioned example, since the cross-sectional shape of the tip of the punch 4 is square, it has an anisotropic structure suitable for quadrupole magnetization. In other words, the shape of the cross section of the inner peripheral surface of the billet after compression processing may be determined depending on how many poles are magnetized in the inner peripheral magnetization. The cross-sectional shape of the inner peripheral surface of the billet after compression processing is a (2n + 2) square shape, as described above, the cross-sectional shape of the inner peripheral surface of the billet after processing needs to be an even polygonal shape, n = 1
It becomes 4 poles when, and 6 poles when n = 2. The smaller n is, the clearer the anisotropic structure due to the above-mentioned position becomes, but the larger n becomes, the more unclear it becomes.

本発明でいう（２ｎ＋２）角形（ｎ＝１，２，３，…
…）状というのは幾何学的な正確な（２ｎ＋２）角形で
ある必要はなく、多少の面取り等があっても問題はな
い。In the present invention, the (2n + 2) prism (n = 1, 2, 3, ...
The shape of (...) does not have to be a geometrically accurate (2n + 2) polygon, and a slight chamfer or the like does not pose any problem.

前記の一例で述べたように、本発明は前記の特定の押出
加工後の軸対象形状で中空体状のビレットの軸方向に圧
縮加工する際に、金型等を用いてビレットの内周面の断
面の形状を（２ｎ＋２）角形（ｎ＝１，２，３，……）
状に成型することにより、第４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ものである。As described in the above example, the present invention uses the mold or the like to perform the inner peripheral surface of the billet when performing the compression processing in the axial direction of the hollow body-shaped billet having the axially symmetrical shape after the specific extrusion processing. The cross-sectional shape of is a (2n + 2) polygon (n = 1, 2, 3, ...)
By forming into a shape, it is possible to anisotropy along the magnetic path when the inner circumferential magnetization shown in FIG. 4 is applied, and an anisotropic magnet exhibiting high magnetic characteristics is obtained. .

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.

実施例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、外径が２５
mm，内径が１０mm，長さ２０mmの円筒体状のビレットを
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った。次に潤滑剤を介
して、７２０℃の温度で、第１図に示した様な押出加工
を行った。但し、金型（ダイス）の空洞部の形状はリン
グ状である。ダイスのコンテナ部の外径は２５mm，内径
は１０mm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
トは外径は３０mm，内径は２４mmであり、長さは３２mm
の円筒体である。加工後のビレットを切断し、長さを２
０mmにした。このビレットを第３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っ
た。ポンチ４の先端部の断面形状は正方形で、一辺の長
さが１４mmであり、外型９の内径は３０mmで、円形であ
る。このような金型を用いて、高さ１０mmまで圧縮加工
を行なった。Example 1 In the composition, 69.5% Mn, 29.3% Al, 0.
5% C and 0.7% Ni were melt-cast and had an outer diameter of 25
A cylindrical billet having a diameter of 10 mm, an inner diameter of 10 mm and a length of 20 mm was produced. The billet was held at 1100 ° C. for 2 hours, then 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. However, the shape of the cavity of the die is a ring shape. The outer diameter of the container portion of the die is 25 mm, the inner diameter is 10 mm, the outer diameter of the bearing portion is 30 mm, the inner diameter is 24 mm, and x is 20 mm. The extruded billet has an outer diameter of 30 mm, an inner diameter of 24 mm, and a length of 32 mm.
It is a cylindrical body. Cut the billet after processing and make the length 2
It was set to 0 mm. This billet was subjected to compression processing at a temperature of 680 ° C. through a lubricant using the mold shown in FIG. The punch 4 has a square cross-sectional shape at its tip end, a side length of 14 mm, and an outer mold 9 having an inner diameter of 30 mm and a circular shape. Using such a die, compression processing was performed to a height of 10 mm.

圧縮加工後のビレットをその内周面の四隅を除く部分で
内径１５mmまで切削加工し、４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、１５
００Ｖ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 was machined to an inner diameter of 15 mm at the portion except the four corners of the inner peripheral surface, and magnetized with four poles on the inner peripheral surface.
Use a 2000μF oil condenser for magnetization.
Pulse magnetization was performed at 00V. 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６０mm，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
行った。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った。この押出棒を長
さ２０mmに切断し、切削加工して直径２２mm，長さ２０
mmの円柱ビレットを作製した。このビレットを６８０℃
の温度で円柱の軸方向に高さ１０mmまで自由圧縮加工し
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 60 mm and a length of 40 mm. This billet is 11
After holding at 00 ° C. for 2 hours, a heat treatment of cooling to room temperature was performed. Then, a known extrusion process up to a diameter of 31 mm was performed at a temperature of 720 ° C. through a lubricant. This extruded rod is cut into a length of 20 mm and cut to have a diameter of 22 mm and a length of 20 mm.
A mm billet was prepared. This billet at 680 ° C
Free compression processing was performed at a temperature of 10 mm in the axial direction of the cylinder to a height of 10 mm. 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.

実施例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、外径が３４mm，内径が２６mm，長さ20mmの円筒体
状の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３
０分間保持した後、室温まで放冷する熱処理を行った。
次に潤滑剤を介して、７２０℃の温度で、第１図に示し
た様な押出加工を行った。但し、金型（ダイス）の空洞
部の形状はリング状である。ダイスのコンテナ部の外径
は３４mm，内径は２６mmであり、ベアリング部の外径は
２８mm，内径は２１mmであり、ｘは２０mmである。押出
加工後のビレットは外径は２８mm，内径は２１mmであ
り、長さは２８mmの円筒体である。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３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。ポンチ４先端部の断面形状は正
方形で、一辺の長さが１４mmであり、外型９の内径は３
０mmで、円形である。このような金型を用いて、高さ１
０．５mmまで圧縮加工を行なった。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 34 mm, an inner diameter of 26 mm and a length of 20 mm. After holding this billet at 1100 ° C for 2 hours, it was air-cooled to 600 ° C and then cooled at 600 ° C for 3
After holding for 0 minutes, a heat treatment of cooling to room temperature was performed.
Next, extrusion processing as shown in FIG. 1 was performed at a temperature of 720 ° C. through a lubricant. However, the shape of the cavity of the die is a ring shape. The outer diameter of the container portion of the die is 34 mm, the inner diameter is 26 mm, the outer diameter of the bearing portion is 28 mm, the inner diameter is 21 mm, and x is 20 mm. The extruded billet is a cylindrical body having an outer diameter of 28 mm, an inner diameter of 21 mm, and a length of 28 mm. The billet after processing was cut into a length of 20 mm. This billet was subjected to compression processing at a temperature of 680 ° C. through a lubricant using the mold shown in FIG. The tip of the punch 4 has a square cross section, the side length is 14 mm, and the inner diameter of the outer die 9 is 3 mm.
It is 0 mm and circular. Using such a mold, height 1
Compressed to 0.5 mm.

圧縮加工後のビレットの内周面の四隅を除く部分で内径
１５mmまで切削加工し、４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、１５００
Ｖ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。After compression processing, the billet was machined to an inner diameter of 15 mm in the part except the four corners of the inner peripheral surface and magnetized with four poles. Use a 2000 μF oil condenser to magnetize 1500
Pulsed with 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った。この押
出棒を長さ20mmに切断し、切削加工して直径２２mm，長
さ２０mmの円柱ビレットを作製した。このビレットを６
８０℃の温度で円柱の軸方向に高さ１０．５mmまで自由
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, 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. The billet was held at 1100 ° C. for 2 hours and then heat-treated by allowing it to cool to room temperature. Then, a known extrusion process was performed at a temperature of 720 ° C. to a diameter of 24 mm through a lubricant. The extruded rod was cut into a length of 20 mm and cut to form a cylindrical billet having a diameter of 22 mm and a length of 20 mm. This billet 6
Free compression processing was performed at a temperature of 80 ° C. in the axial direction of the cylinder to a height of 10.5 mm. 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.

実施例３ 実施例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った。Example 3 Mn, Al, C and Ni having the same composition as in Example 1 were melt-cast and a cylindrical billet having a diameter of 60 mm and a length of 40 mm was produced. The billet was held at 1100 ° C. for 2 hours and then 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２８mmま
での公知の押出加工を行った。押出棒を長さ２０mmに切
断し、切削加工して、外径が２５mm，内径が１０mm，長
さ２０mmの円筒体状のビレット（ビレットＸ）を作製し
た。また、押出棒を長さ３５mmに切断および切削加工し
て、直径２３mm，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、切断および切削加工して、外径が２５mm，内径が１
０mm，長さ２０mmの円筒体状のビレット（ビレットＹ）
を作製した。次に実施例１と同じ押出加工および圧縮加
工を行った。つまり、ビレットＸとビレットＹを用い、
潤滑剤を介して、７２０℃の温度で、第１図に示した様
な押出加工を行った。但し、金型（ダイス）の空洞部の
形状はリング状である。ダイスのコンテナ部の外径は２
５mm，内径は１０mmであり、ベアリング部の外径は３０
mm，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は３０mm，内径は２４mmであり、長
さは３２mmの円筒体である。加工後のビレットを切断
し、長さを２０mmにした。これらのビレットを第３図に
示した金型を用いて、潤滑剤を介して、６８０℃の温度
で圧縮加工を行った。ポンチ４の先端部の断面形状は正
方形で、一辺の長さが１４mmであり、外型９の内径は３
０mmで、円形である。このような金型を用いて、高さ１
０mmまで圧縮加工を行なった。Then, a known extrusion process up to a diameter of 28 mm was performed at a temperature of 720 ° C. through a lubricant. The extruded rod was cut into a length of 20 mm and cut to form a cylindrical billet (billet X) having an outer diameter of 25 mm, an inner diameter of 10 mm and a length of 20 mm. Further, the extruded rod was cut and cut into a length of 35 mm to form a cylindrical billet (billet Y) having a diameter of 23 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. This billet (plane anisotropic magnet) is cut and cut in the same manner as the billet X to have an outer diameter of 25 mm and an inner diameter of 1
0mm, 20mm long cylindrical billet (billet Y)
Was produced. Next, the same extrusion processing and compression processing as in Example 1 were performed. In other words, using billet X and billet Y,
Extrusion as shown in FIG. 1 was performed at a temperature of 720 ° C. through a lubricant. However, the shape of the cavity of the die is a ring shape. The outer diameter of the container part of the die is 2
5mm, inner diameter is 10mm, outer diameter of bearing is 30
mm, the inner diameter is 24 mm, and x is 20 mm. The extruded billet is a cylindrical body having an outer diameter of 30 mm, an inner diameter of 24 mm, and a length of 32 mm. The billet after processing was cut into a length of 20 mm. These billets were subjected to compression processing at a temperature of 680 ° C. through a lubricant using the mold shown in FIG. The tip of the punch 4 has a square cross-section with a side length of 14 mm, and the outer die 9 has an inner diameter of 3 mm.
It is 0 mm and circular. Using such a mold, height 1
Compressed to 0 mm.

圧縮加工後のビレットをその内周面の四隅を除く部分で
内径１５mmまで切削加工し、４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、１５
００Ｖ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、実施例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 was machined to an inner diameter of 15 mm at the portion except the four corners of the inner peripheral surface, and magnetized with four poles on the inner peripheral surface.
Use a 2000μF oil condenser for magnetization.
Pulse magnetization was performed at 00V. 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、実施例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、実施例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 above surface magnetic flux densities, the values of the magnet obtained in Example 3 are almost the same in the billet X and the billet Y, and about 1. It was eight times.

実施例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、前述したようにビレットの
内周部の磁化容易方向は、圧縮加工後のビレットの角の
部分では周方向に沿い、中間の部分では径方向に沿い、
それらの間では、径方向から周方向に連続的に変化して
いることが判明した。The magnets obtained by the methods of the present invention obtained in Examples 1, 2 and 3 were measured by magnetic torque. Along the direction, along the radial direction in the middle,
It was found that between them, there was a continuous change from the radial direction to the circumferential direction.

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ないし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、さらに前記押出加工後の
軸対象形状で中空体状のビレットを軸方向に圧縮加工す
ることによって、ビレットの内周面の断面形状を（２ｎ
＋２）角形（ｎ＝１，２，３，……）状に成型して、内
周着磁を行なった場合に高い磁気特性を示す磁石の製造
法であり、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 clear 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 is larger than the opening area of the bearing,
Extrusion processing is performed with the axial direction of the billet parallel to the extrusion direction, and the hollow body billet is expanded by the extrusion processing in the axial direction and the circumferential direction, and then the hollow body is formed in the axial symmetrical shape after the extrusion processing. The cross-sectional shape of the inner peripheral surface of the billet is (2n
+2) A method of manufacturing a magnet that exhibits high magnetic characteristics when it is molded into a square shape (n = 1, 2, 3, ...) And subjected to inner circumference magnetization. Compared with the magnet by the method of 1), when the inner circumference is magnetized, it shows better magnetic characteristics than the magnet by the conventional method, and the inner circumference of the magnet has a direction of easy magnetization in the radial direction. In the conventional method, at least two or more plastic workings were required to obtain a structure having an easy magnetization direction in the circumferential direction at the outer peripheral portion, but the method of the present invention requires only once, and a more desirable anisotropic structure is obtained. A magnet having 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は本発明の実施
例の圧縮加工で用いる金型の断面図、第４図は円筒状磁
石の内周面に多極着磁を施した場合の磁石内部での磁路
の形成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, 3a and 3b are cross-sectional views of a mold used in the compression processing according to the embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a magnetic path inside the magnet when the inner peripheral surface of the cylindrical magnet is multi-pole magnetized. It is a figure which shows typically formation of. 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ないし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、さらに前記押出加工後の軸対象形状で中空体状のビ
レットを軸方向に圧縮加工することによって、ビレット
の内周面の断面形状を（２ｎ＋２）角形（ｎ＝１，２，
３，……）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 has a temperature of 530 to 830 ° C.
At this temperature, the hollow part of the container part has a hollow cross-section and the opening area of the container part is larger than that of the bearing part. , By the extrusion process, after the hollow body billet is stretched in the axial direction and the circumferential direction, by further compressing the hollow body billet in the axial symmetrical shape after the extrusion process in the axial direction, The cross-sectional shape of the inner peripheral surface is a (2n + 2) polygon (n = 1, 2,
A method for manufacturing a manganese-aluminum-carbon alloy magnet, which is characterized in that 【請求項２】圧縮加工が、前記ビレットの外周面の一部
分を拘束した状態で行なうものであることを特徴とする
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. A manganese-aluminum alloy according to claim 1, wherein the compression working is carried out with a part of the outer peripheral surface of the billet being constrained.
Manufacturing method of carbon alloy magnets. 【請求項３】圧縮加工が、前記ビレットの外周面および
内周面の少なくとも一部分を自由にした状態で行った
後、さらに前記ビレットの外周面を拘束した状態で行な
うものである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 compression processing is performed in a state where at least a part of the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the billet is free, and then, the outer peripheral surface of the billet is constrained. The method for producing a manganese-aluminum-carbon alloy magnet according to claim 1. 【請求項４】圧縮加工が、前記ビレットの内周面の一部
分を拘束した状態で行なうものであることを特徴とする
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 manganese-aluminum- according to claim 1, wherein the compression working is carried out with a part of the inner peripheral surface of the billet being constrained.
Manufacturing method of carbon alloy magnets.