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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung
eines anisotropen Seltenerdmagneten und insbesondere auf ein
Verfahren zur Herstellung eines anisotropen Seltenerdmagneten
vom System R-Fe-B (R und Fe bezeichnen Seltenerdmetalle der
Lanthan-Reihe bzw. Übergangsmetalle einschließlich Eisen, B
bezeichnet andere Zusatzmetalle einschließlich Bor zur
Verbesserung der Eigenschaften), repräsentiert durch einen
Magneten des Nd-Fe-B-Systems.
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Der Magnet des R-Fe-B-Systems ist in zwei Arten vorgesehen
wie nachfolgend beschrieben;
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(a) ein Sintermagnet, der zu einem anisotropen Magneten
durch ein Verfahren gemacht wird, bei dem die
geschmolzene Basislegierung zu einem Rohblock gegossen wird, der
Rohblock in feines Pulver zermahlen wird, das Pulver zu
einem Rohpreßling geformt wird, indem es mit Verwendung
einer Metallform in einem Magnetfeld gepreßt wird und
der Rohpreßling gesintert wird, und
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(b) ein super-abgeschreckter Magnet, der hergestellt wird,
indem ein super-abgeschrecktes Magnetmaterial 57
verwendet wird, dem eine magnetische Anisotropie durch ein
Verfahren erteilt ist, bei welchem ein dünnes Plättchen
durch superschnelles Abschrecken der geschmolzenen
Basislegierung hergestellt wird, ein verdichtetes
Material 54 mit magnetischer Isotropie durch Heißpressen bei
einer Temperatur von etwa 700ºC (der Verdichtungsdruck
beträgt
z. B.
1 t/cm²) mit einem Formwerkzeug 52 und einem
oberen Stempel 53 gemäß Fig. 12(b) bei direkter
Verwendung des grobkörnigen Pulvers des dünnen Plättchens der
Basislegierung oder, wie in Fig. 12(a) gezeigt, bei
Verwendung eines Rohpreßlings 51 mit einem theoretischen
Dichteverhältnis von etwa 80% geformt wird, der durch
Kaltpressen des Pulvers der Basislegierung (der
Verdichtungsdruck beträgt beispielsweise 4 t/cm²) geformt
wurde, und eine plastische Bearbeitung mit einem
Flächenreduktionsverhältnis von nicht weniger als 40% an dem
verdichteten Material 54 bei einer Temperatur von nicht
mehr als 900ºC unter Verwendung eines anderen
Formwerkzeugs 55 und eines oberen Stempels 56 gemäß Fig. 12(c)
durchgeführt wird (der Extrudierdruck beträgt zum
Beispiel 4 t/cm²).
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Die Anwendung dieser Magneten mit ausgezeichneten
Magneteigenschaften bei besonders kleinen Elektromotoren, die in
verschiedenen Automatisierungsvorrichtungen verwendet werden,
ist sehr vorteilhaft, um die Motoren leichter und kleiner zu
machen, trotzdem werden tatsächlich diese Magneten
gegenwärtig nicht ausreichend für diese Motoren angewendet, da
technische Probleme bei ihrer praktischen Anwendung auftreten.
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Um den genannten Seltenerdmagneten für diese Motoren
anzuwenden, ist es erwünscht, den Magneten als dünnen hülsen- oder
ringförmigen Magnet mit magnetischer Anisotropie in der
radialen Richtung auszubilden. Bei dem oben genannten
Sintermagneten ist es jedoch schwierig, während der Formung des
Pulvers in einem Magnetfeld eine Magnetisierung in radialer
Richtung zu erteilen, und es entsteht ein Problem, da der
Anisotropiegrad bis auf etwa 50 ~ 60% für den Fall eines
plattenförmigen Magneten absinkt. Und es besteht ein weiteres
Problem, indem der Sintermagnet infolge einer Anisotropie der
Wärmeausdehnung, die durch Erhitzen und Abkühlen während des
Sinterns hervorgerufen wird, leicht reißt.
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Bei dem super-abgeschreckten Magneten und sogar bei dem
hülsen- oder ringförmigen Magneten ist es möglich, die
magnetische Anisotropie zu der äußersten Grenze zu bringen, da die
magnetische Anisotropie durch die plastische Verformung ohne
Formen im Magnetfeld erzielt wird. Es besteht jedoch hier das
Problem, daß die Erhitzungsprozesse von zwei Zyklen
erforderlich sind, und zwar beim Formen des verdichteten Materials 54
mit magnetischer Isotropie und einem theoretischen
Dichteverhältnis von nicht weniger als 99% durch das Formwerkzeug 52
und den oberen Stempel 53 gemäß Fig. 12(b), und bei der
Formgebung zur Erteilung der mangetischen Anisotropie durch die
plastische Verformung unter Verwendung des Formwerkzeugs 55
und des oberen Stempels 56 gemäß Fig. 12(c). Ferner wird die
Magneteigenschaft dieses Materials durch die Korngröße
empfindlich beeinflußt und daraus entsteht ein weiteres
Problem, da die Magneteigenschaft sich durch das Wachsen der
Korngröße verschlechtert, welche durch Erhitzen über einen
langen Zeitraum hervorgerufen wird. Darüber hinaus ist das
Magnetmaterial ziemlich brüchig, so daß Formungsrisse 58
gemäß Fig. 12(c) beim Formen des verdichteten Materials 54 zu
dem hülsen- oder ringförmigen Magnetmaterial 57 durch
Extrudieren leicht auftreten.
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Handbook of Metal Forming Processes, John Wiley & Sons, New
York, V.St.A., 1983, Seiten 181 bis 187 und 249 bis 307, ISBN
O-471-03474-6 beschreibt das Extrudieren von Rohren und
anderen Hohlprodukten sowie das Preßextrudieren (impact
extrusion) zur Erzeugung von hohlen Gehäusen aus festen
Stangen oder Scheiben. Die Herstellung von Magneten wird
nicht beschrieben.
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EP-A-0 133 758 beschreibt die Herstellung von anisotropen
Eisen-Seltenerd-Bor-Dauermagneten durch Heißbearbeitung. Die
kontrollierte Herstellung von ringförmigen Magneten wird
nicht beschrieben.
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Durch die Erfindung sollen die genannten Probleme der
bekannten Herstellungsverfahren eines anisotropen Seltenerdmagneten
der super-abgeschreckten Art mit einem ringförmigen
Querschnitt beseitigt und ein Verfahren geschaffen werden, das in
der Lage ist, einen anisotropen Seltenerdmagneten mit einer
ausgezeichneten Magneteigenschaft ohne Auftreten der
Formungsrisse herzustellen.
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Ferner zielt die Erfindung auf die Schaffung eines Verfahrens
ab, durch das ein anisotroper Seltenerdmagnet mit einer
ausgezeichneten Magneteigenschaft durch einen einzigen
Erhitzungsprozeß hergestellt werden kann.
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Die Erfindung schafft ein Verfahren zur Herstellung eines
anisotropen Seltenerdmagneten vom System R-Fe-B, wobei R
Seltenerdmetalle der Lanthan-Reihe, Fe Übergangsmetalle und B
andere Zusatzmetalle bezeichnet, mit einem ringförmigen
Querschnitt durch einen einzigen Wärmeprozeß, der umfaßt: es
wird ein dünnes Plättchen durch super-schnelles Abschrecken
geschmolzener Seltenerd-Magnetlegierung hergestellt, es wird
ein Rohpreßling aus dem Pulver dieses dünnen Plättchens von
Seltenerd-Magnetlegierung durch Kaltpreßen geformt, der auf
eine Temperatur zwischen 650ºC und 900ºC erhitzte Rohpreßling
wird gleichförmig zu einem verdichteten Material mit
magnetischer Isotropie und einem theoretischen Dichteverhältnis von
nicht weniger als 99% bei Verwendung eines doppelt wirkenden
Stempels, der mit einem Kernstempel und einem Hülsenstempel
versehen ist, gleichförmig komprimiert, und es wird ohne
neuerliches Erhitzen sodann das verdichtete Material in eine
erforderliche Form mit einem ringförmigen Querschnitt mit
magnetischer Anisotropie in seiner Radialrichtung durch
Anwendung des Kernstempels extrudiert, wobei das Extrudieren
durch den Kernstempel entweder in der Stufe der Anwendung
einer vorbestimmten Kompressionsbelastung auf eine freie
Oberfläche des verdichteten Materials durch den Hülsenstempel
des doppelt wirkenden Stempels ohne Zurückziehen des
Hülsenstempels von der freien Oberfläche oder nach dem Zurückziehen
des Hülsenstempels des doppelt wirkenden Stempels, um die
Kompressionsbelastung nicht auf die freie Oberfläche
auszuüben, durchgeführt wird.
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Vorzugsweise wird das verdichtete Material direkt aus dem
Pulver der Seltenerd-Magnetlegierung durch gleichförmiges
Komprimieren bei einer Temperatur zwischen 650ºC und 900ºC
unter Verwendung des doppelt wirkenden Stempels ohne
Verwendung des durch Kaltpressen geformten Rohpreßlings geformt.
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Vorzugsweise wird das Komprimieren und Extrudieren bei einem
Unterdruck von nicht mehr als 1 Torr oder in einer
Edelgasatmosphäre durchgeführt.
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Vorzugsweise wird der Rohpreßling aus dem mit einem
Schmiermittel von nicht mehr als 2 Gew.-% vermischten Pulver
geformt, um die Rohdichte des Rohpreßlings zu erhöhen.
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Vorzugsweise besteht das Schmiermittel aus einem oder
mehreren Stearat(en).
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung mit
Bezugnahme auf die Figuren beispielhaft beschrieben. Es
zeigen:
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Fig. 1(a) und 1(b) Schnitte, welche das
Formgebungsverfahren des anisotropen Seltenerd-Magnetmaterials aus dem
zylindrischen verdichteten Material durch Rückwärts-Extrudieren
darstellen, um das Verfahren zur Herstellung des anisotropen
Seltenerdmagneten gemäß der ersten Ausführungsform der
Erfindung durchzuführen;
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Fig. 2(a) und 2(b) Schnitte, welche das
Formgebungsverfahren des zylindrischen verdichteten Materials darstellen, um
die erste Ausführungsform der Erfindung durchzuführen;
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Fig. 3(a) und 3(b) Schnitte, welche das
Formgebungsverfahren des hohlzylindrischen verdichteten Materials darstellen,
um die erste Ausführungsform der Erfindung durchzuführen;
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Fig. 4(a) und 4(b) Schnitte, welche das
Formgebungsverfahren des anisotropen Seltenerd-Magnetmaterials durch Vorwärts-
Extrudieren darstellen, um die erste Ausführungsform der
Erfindung durchzuführen;
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Fig. 5(a) und 5(b) Schnitte, welche das
Formgebungsverfahren des anisotropen Seltenerd-Magnetmaterials aus dem
hohlzylindrischen verdichteten Material darstellen, um die erste
Ausführungsform der Erfindung durchzuführen;
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Fig. 6(a), 6(b) und 6(c) Schnitte, welche das
Formgebungsverfahren des anisotropen Seltenerd-Magnetmaterials
mittels des zylindrischen verdichteten Materials durch
Rückwärts-Extrudieren darstellen, um das Verfahren zur
Herstellung des anisotropen Seltenerdmagneten gemäß der zweiten
Ausführungsform der Erfindung durchzuführen;
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Fig. 7(a) und 7(b) Schnitte, welche das
Formgebungsverfahren des anisotropen Seltenerd-Magnetmaterials durch
Vorwärts-Extrudieren darstellen, um die zweite Ausführungsform
der Erfindung durchzuführen;
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Fig. 8(a), 8(b) und 8(c) Schnitte, welche das
Formgebungsverfahren des anisotropen Seltenerd-Magnetmaterials
mittels des hohlzylindrischen Verdichtungsmaterials
darstellen, um die zweite Ausführungsform der Erfindung
durchzuführen;
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Fig. 9 eine graphische Darstellung, welche die Beziehung
zwischen der Kompressionsbelastung und der Tiefe der
Formungsrisse darstellt, welche als Versuchsergebnisse des
Beispiels 1 erhalten wird;
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Fig. 10 und 11 graphische Darstellungen, welche die
Beziehung zwischen dem Flächenreduktionsverhältnis und der
Tiefe der Formungsrisse bzw. die Beziehung zwischen dem
Flächenreduktionsverhältnis und dem maximalen magnetischen
Energieprodukt darstellen, welche als Versuchsergebnisse des
Beispiels 2 erhalten werden; und
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Fig. 12(a), 12(b) und 12(c) Schnitte welche das bekannte
Verfahren zur Herstellung des anisotropen Seltenerdmagneten
darstellen.
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Bei dem R-Fe-B-Magneten gemäß der Erfindung sind mit R
Seltenerdmetalle der Lanthan-Reihe, repräsentiert durch Nd,
bezeichnet, und dieser Magnet kann kleine Mengen von
Substanzen zur Verbesserung der Magneteigenschaften, wie Co,
Dy&sub2;O&sub3;, Ga oder dergl., und Substanzen zur
Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit, der thermischen
Beständigkeit und Bearbeitbarkeit wie Ni, Zn, Pb, Al oder dergl.,
enthalten.
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Beim Verfahren zur Herstellung des anisotropen
Seltenerdmagneten gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird
ein massives oder hohles verdichtetes Material mit
magnetischer Isotropie durch Extrudieren in eine Hülsen- oder
Ringform mit einem ringförmigen Querschnitt gebracht. Hierbei
kann das verdichtete Material durch Pressen von Pulver von
super-abgeschreckten dünnen Plättchen einer
Seltenerd-Magnetlegierung in einem Unterdruck oder einer Atmosphäre von
Edelgas vorgesehen werden. In diesem Fall kann das massive oder
hohle verdichtete Material mit einem theoretischen
Dichteverhältnis von nicht weniger als 99% erzielt werden.
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Als Extrudiermethode ist sowohl Rückwärts- als auch Vorwärts-
Extrudieren anwendbar. Bei diesem Extrudieren wird das
verdichtete Material in Berührung mit den Oberflächen der
Formen, wie eines Formwerkzeugs, eines Stempels und dergl.,
gebracht und wird plastisch verformt, während es von denselben
eine Einschränkung erfährt, jedoch hat das verdichtete
Material eine freie Oberfläche, die teilweise außer Berührung mit
den Formen steht. Beispielsweise wird ein Teil der
Stirnfläche in Strömungsrichtung des Materials, d. h. ein Teil der
Stirnfläche auf der Rückseite, zu der freien Oberfläche im
Fall des Rückwärts-Extrudierens. Und ein Teil der Stirnfläche
auf der Vorderseite des Materials wird zu der freien
Oberfläche im Fall des Vorwärts-Extrudierens.
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Bei dieser Ausführungsform wird das verdichtete Material
durch Anwendung von Kompressionsbelastung auf die freie
Oberfläche unter Anwendung einer vorgeschriebenen
Druckeinrichtung unter dieser Druckbelastung plastisch verformt. Es
ist daher die Verwendung einer Vorrichtung erforderlich,
welche die freie Oberfläche des Materials gleichzeitig mit
der Bewegung dieser freien Oberfläche als Druckmittel unter
Druck setzt.
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Auf diese Weise ist es möglich, die Bildung von Rissen
wirksam zu verhindern und den anisotropen Seltenerdmagneten mit
einer ausgezeichneten Magneteigenschaft und einem
ringförmigen Querschnitt beim Extrudieren des verdichteten Materials
mit der Druckausübung auf die freie Oberfläche des Materials
zu erhalten.
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Das Verfahren zur Herstellung des anisotropen
Seltenerdmagneten gemäß dieser Ausführungsform wird nachfolgend anhand der
Figuren beschrieben.
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Fig. 2 und Fig. 3 zeigen Ausführungsarten zur Erzielung des
verdichteten Materials mit magnetischer Isotropie. Fig. 2
zeigt eine Ausführungsart zur Erzielung des
massiv-zylindrischen verdichteten Materials und Fig. 3 zeigt eine
Ausführungsart zur Erzielung des hohlzylindrischen verdichteten
Materials.
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In Fig. 2 ist mit 11 ein Formwerkzeug, mit 12 ein unterer
Stempel (Auswerferstempel) und mit 13 ein oberer Stempel
bezeichnet.
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Um ein zylindrisches massives verdichtetes Material 15 zu
formen, wird zunächst pulverförmiges Material 1, das Pulver
der super-abgeschreckten dünnen Plättchen der
Seltenerd-Mag
netlegierung ist, in einen von dem Formwerkzeug 11 und dem
unteren Stempel 12 gebildeten Formhohlraum eingefüllt, wie in
Fig. 2(a) gezeigt. In diesem Zeitpunkt ist es zweckmäßig, die
Form vorher auf eine Temperatur zwischen 600ºC und 900ºC,
vorzugsweise zwischen 700ºC und 800ºC, durch eine geeignete
Einrichtung vorzuheizen. Und es ist anzuraten, das Gehäuse
der Vorrichtung gänzlich in eine auf einen Druck von nicht
mehr als 1 Torr evakuierte oder mit einem Edelgas, wie Argon,
gefüllte Dichtungskammer einzubringen.
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Das pulverförmige Material 1 wird eingefüllt und in der Form
1 ~ 3 Minuten belassen, und es wird durch Wärmeübertragung
von der Form erhitzt. Wenn das pulverförmige Material 1 eine
vorgeschriebene Temperatur erreicht, wird das pulverförmige
Material 1 durch Drücken des oberen Stempels 13 nach unten
zusammengepreßt, wie in Fig. 2(b) gezeigt. In diesem
Zeitpunkt wird eine Druckbelastung von 0,5 ~ 2 t/cm²,
vorzugsweise 1 ~ 1,5 t/cm² auf das Material ausgeübt.
Dadurch erhält man ein verdichtetes Material (zylindrisches
isotropes Magnetmaterial) 2, dessen theoretisches
Dichteverhältnis nicht niedriger ist als 99%.
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Um ein hohles zylindrisches verdichtetes Material 3 zu
erhalten, wird pulverförmiges Material 1 in einen zwischen dem
Formwerkzeug 11 und einem Mittelkern 14 gebildeten
Formhohlraum eingefüllt, wie in Fig. 3(a) gezeigt, und wird durch
einen hohlen zylindrischen unteren Stempel 15 und einen
oberen Stempel 16 komprimiert, wie in Fig. 3(a) gezeigt. Sodann
wird das hohle zylindrische verdichtete Material 3 aus der
Form entnommen, indem der untere Stempel 15 angehoben wird.
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Zusätzlich kann das pulverförmige Material 1 mit einem
Schmiermittel, wie Lithiumstearat, von nicht mehr als 2%
vermischt werden, wodurch es möglich wird, eine Verbesserung
der Schmierung zwischen der Form und dem Material 1 beim
Formen zu bezwecken.
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Weiterhin wird eine Erläuterung des Verfahrens zum Formen des
massiv-zylindrischen verdichteten Materials 2, das in der in
Fig. 2 gezeigten Art erhalten wird, in die Hülsenform durch
Rückwärts-Extrudieren auf Grundlage der Fig. 1 gegeben.
Zuerst wird das verdichtete Material 2 in einen Formhohlraum 4a
einer Form 4 eingegeben, die durch ein Formwerkzeug 5, einen
unteren Stempel 6 und einen doppelt wirkenden Stempel 7 mit
einem Kernstempel 8 und einem Hülsenstempel 9 gebildet wird,
wie in Fig. 1(a) gezeigt. In diesem Falle ist es zweckmäßig,
die Form 4 vorher auf eine Temperatur zwischen 650ºC und
900ºC, vorzugsweise zwischen 700ºC und 850ºC, durch eine
geeignete Einrichtung zu erhitzen. Und es ist anzuraten, die
Vorrichtung gänzlich in eine Dichtungskammer einzubringen,
die unter einem Vakuum mit einem Druck von nicht mehr als 1
Torr gehalten oder mit einem Edelgas, wie Argon, gefüllt ist,
um die Oxidierung des verdichteten Materials 2 zu verhindern.
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Dieses verdichtete Material 2 kann in den Formhohlraum 4a
nach dem Erhitzen desselben durch eine geeignete
Heizeinrichtung, beispielsweise Hochfrequenzerhitzung, eingebracht
werden, oder es kann in dem Formhohlraum 4a durch
Wärmeübertragung von der Form 4 erhitzt werden.
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Nach dem Anheben der Temperatur des verdichteten Materials 2
auf die vorbestimmte Temperatur, wird eine
Kompressionsbelastung auf die obere Fläche 2a des verdichteten Materials 2
ausgeübt, indem der hohlzylindrische Hülsenstempel 9 nach
unten gedrückt wird. Die Kompressionsbelastung von 0,1 ~ 1 t/
cm², vorzugsweise 0,4 ~ 0,6 t/cm², wird
zweckmäßigerweise in diesem Zeitpunkt angewendet. Ferner ist die
Anwendung eines Ölhydraulikzylinders oder eines pneumatischen
Zylinders als Mittel zum Drücken des Hülsenstempels 9 nach
unten geeignet. Durch Anwendung dieser Zylinder ist es
mög
lich,
den Hülsenstempel 9 des doppelt wirkenden Stempels 7
entsprechend der Höhe der oberen Fläche 2a des verdichteten
Materials 2 auf und ab zu bewegen. Es ist nämlich möglich,
das verdichtete Material 2 plastisch zu verformen, wenn die
vorbestimmte Kompressionsbelastung auf die freie Oberfläche
des verdichteten Materials 2 ausgeübt wird.
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Sodann wird das verdichtete Material 2 durch Drücken des
Kernstempels 8 nach unten, wie in Fig. 1(b) gezeigt, zu einem
hülsenförmigen anisotropen Magnetmaterial 10 durch Rückwärts-
Extrudieren geformt. Der Extrudierdruck sollte in diesem
Zeitpunkt 2 ~ 5 t/cm², vorzugsweise 2,5 ~ 3,5 t/cm²
betragen.
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Auf diese Weise ist es möglich, die Bildung von Rissen am
Innenumfang 10a oder Außenumfang 10b des hülsenförmigen
Magnetmaterials 10 durch Anwendung der vorbestimmten Belastung
auf die obere Fläche 2a (10c) des verdichteten Materials 2
während des Extrudierens, wie in Fig. 1(b) gezeigt, zu
verhindern.
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Durch Anheben des unteren Stempels 6 nach Beendigung des
Extrudierens wird das hülsenförmige anisotrope Magnetmaterial
10 aus der Form 4 ausgestoßen und wird getrennt davon am
Bodenteil 10d beschnitten.
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In diesem Zeitpunkt ist es auch möglich, das erwähnte
Extrudieren an der Luft durchzuführen, indem die Oberfläche des
verdichteten Materials 2 vorher mit einem
oxidationshindernden Film beschichtet wird. Als oxidationshindernder Film ist
das Plattieren mit einem oxidationshindernden Metall, wie
Nickel, geeignet, und es kann eine luftdichte Flüssigkeit,
wie Wasserglas, in den Film eingebracht werden, indem es nach
dem Aufbringen auf die Oberfläche des verdichteten Materials
2 getrocknet wird.
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Bei dieser Ausführungsform kann das Vorwärts-Extrudieren
zusätzlich zu dem ebenfalls in diesem Fall angewendeten
Rückwärts-Extrudieren angewendet werden, wodurch es möglich ist,
das hülsenförmige Magnetmaterial 10 ohne Auftreten von
Formungsrissen zu formen. Die Formung mit dem
Vorwärts-Extrudieren wird nachfolgend auf Grundlage der Fig. 4 erläutert.
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Wie in Fig. 4(a) gezeigt, wird das zylindrische verdichtete
Material 2 in den Formhohlraum der Form 4 eingebracht, welche
aus dem Formwerkzeug 5, einem oberen Stempel 17 und einem
unteren Formwerkzeug besteht, das vom doppelt wirkenden Stempel
7 mit dem Kernstempel 8 und dem Hülsenstempel 9 gebildet
wird, und die vorbestimmte Kompressionsbelastung wird auf die
untere Fläche 2a durch den Hülsenstempel 8 ausgeübt. Durch
Drücken des oberen Stempels 17 in diesem Zeitpunkt nach
unten wird das verdichtete Material 2 zu dem hülsenförmigen
Magnetmaterial 10 verformt, wie in Fig. 4(b) gezeigt. Hierauf
wird der Hülsenstempel 8 in Vorwärts-Extrudierrichtung des
oberen Stempels 17 bewegt, d. h. in der Abwärtsrichtung der
Figur entsprechend der Verformung des verdichteten Materials
2, und die vorbestimmte Kompressionsbelastung wird
kontinuierlich auf das verdichtete Material 2 ausgeübt. Dadurch ist
es möglich, die Formungsrisse am inneren und äußeren Umfang
des hülsenförmigen Magnetmaterials 10 zu verhindern.
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Dann ist es beim Formen eines hülsenförmigen Magnetmaterials
10 wie diesem erforderlich, eine plastische Bearbeitung mit
einem Flächenreduktionsverhältnis vom 40 bis 80%,
vorzugsweise 55 bis 65%, durchzuführen, um die ausreichende
magnetische Anisotropie in der Radialrichtung zu erzielen. Daher
ist das durch Extrudieren erzielte
Flächen-Reduktionsverhältnis manchmal etwas zu hoch in dem Fall, daß das
massiv-zylindrische verdichtete Material 2, wie in Fig. 1 und Fig. 4
gezeigt, verwendet wird, um das Magnetmaterial in Form einer
dünnen Hülse zu erhalten.
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In diesem Falle wird bevorzugt, das hohlzylindrische
verdichtete Material 3 zu verwenden, das in der in Fig. 3 gezeigten
Art erhalten wird. Das hohlzylindrische verdichtete Material
3 wird dabei in der in Fig. 3 gezeigten Weise geformt, wobei
das verdichtete Material 3 in den Formhohlraum 4a eingebracht
wird, welcher durch das Formwerkzeug 5 und den unteren
Stempel 6 gebildet wird, und durch Drücken des Hülsenstempels 9
nach unten wird die vorbestimmte Kompressionsbelastung auf
die obere Fläche 3a des verdichteten Materials 3 ausgeübt,
wie in Fig. 5(a) gezeigt.
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Sodann wird durch Drücken des Kernstempels 8 nach unten, wie
in Fig. 5(b) gezeigt, das verdichtete Material 3 zu dem
hülsenförmigen Magnetmaterial 18 durch Rückwärts-Extrudieren
geformt. In diesem Zeitpunkt ist es möglich, die Bildung von
Rissen infolge der auf die obere Fläche 3a (18a) des
Hülsenstempels ausgeübten Kompressionsbelastung jederzeit zu
verhindern.
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Zusätzlich kann das hohlzylindrische verdichtete Material 3
ähnlich wie oben zu dem hülsenförmige Magnetmaterial durch
geformtes Extrudieren gebildet werden.
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Bei einem Verfahren zur Herstellung eines anisotropen
Seltenerdmagneten nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
wie oben beschrieben, erhält man ein massives oder hohles
verdichtetes Material mit einem theoretischen
Dichteverhältnis von nicht weniger als 99% und magnetischer Isotropie
durch gleichförmiges Komprimieren des erhitzten Materials,
welches der durch Kaltpressen geformte Rohpreßling oder das
pulverförmige Material der super-abgeschreckten
Magnetlegierung ist, bei einer Temperatur von 650% 950ºC unter
Anwendung des doppelt wirkenden Stempels, bei welchem Kernstempel
und Hülsenstempel im ersten Schritt wie ein einheitlicher
Körper wirken. Das verdichtete Material wird in dem zweiten
Schritt in der gleichen Form kontinuierlich zu dem hülsen-
oder ringförmigen anisotropen Seltenerd-Magnetmaterial mit
einem ringförmigen Querschnitt durch Extrudieren unter Ver-
Verwendung nur des Kernstempels des doppelt wirkenden
Stempels ohne nochmaliges Erhitzen des verdichteten Materials
verformt. Sodann wird das Magnetmaterial zu einem anisotropen
Seltenerd-Dauermagneten, indem ferner durch geeignete Mittel
Magnetismus hervorgerufen wird.
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Außerdem kann beim zweiten Schritt der Hülsenstempel des
doppelt wirkenden Stempels von der Stirnfläche des
verdichteten Materials zurückgeschoben werden, es ist jedoch möglich,
das Auftreten von Rißbildungen sicher zu verhindern, indem
ein Zustand aufrechterhalten wird, in welchem die Stirnfläche
des verdichteten Materials unter einem vorbestimmten
verhältnismäßig niedrigen Druck gehalten wird.
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Ferner wird bevorzugt, diese Formungen bei einer Temperatur
zwischen 650ºC und 950ºC unter einem Unterdruck von nicht
mehr als 1 Torr oder in der Atmosphäre eines Edelgases
durchzuführen, ähnlich wie oben erläutert.
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Bei dieser Ausführungsform wird das massive oder hohle
verdichtete Material mit magnetischer Isotropie geformt, indem
pulverförmiges Material oder der aus dem pulverförmigen
Material durch Kaltpressen geformte Rohpreßling verwendet wird,
wobei das verdichtete Material durch Extrudieren
kontinuierlich in das hülsen- oder ringförmige Magnetmaterial mit dem
ringförmigen Querschnitt geformt wird. Als Extrudiermethode
sind in diesem Fall Rückwärts-Extrudieren wie auch Vorwärts-
Extrudieren anwendbar.
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In der Vergangenheit verschlechterte sich dieses Material in
seiner magnetischen Eigenschaft aufgrund des Wachstums der
Korngröße, das durch Erhitzen über einen langen Zeitraum
hervorgerufen wird, da das verdichtete Material mit
magnetischer Isotropie durch Komprimieren des erhitzten
pulverförmigen Materials oder des aus dem pulverförmigen Material
geformten Rohpreßling in dem ersten Schritt geformt wird und
dieses verdichtete Material wieder erhitzt und in das hülsen-
oder ringförmige Magnetmaterial mit dem ringförmigen
Querschnitt und magnetischer Isotropie unter Anwendung einer
unterschiedlichen Form in dem zweiten Schritt extrudiert wird.
Daher ist das Verfahren zur Herstellung des anisotropen
Seltenerdmagneten gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung so
ausgebildet, daß der hülsen- oder ringförmige Dauermagnet mit
dem ringförmigen Querschnitt und magnetischer Anisotropie mit
einem Formwerkzeug durch den einzigen Erhitzungsvorgang
erhalten werden kann, indem der doppelt wirkende Stempel mit
dem Kernstempel und dem Hülsenstempel verwendet wird. Ferner
ist das Verfahren gemäß dieser Ausführungsform so
ausgebildet, daß das Auftreten von Rißbildungen wirksam verhindert
wird, indem die vorbestimmte Kompressionsbelastung auf die
freie Oberfläche der Stirnfläche des verdichteten Materials
mit dem Hülsenstempel des doppelt wirkenden Stempels in dem
zweiten Schritt kontinuierlich ausgeübt wird.
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Das Verfahren zur Herstellung des anisotropen
Seltenerdmagneten gemäß dieser Ausführungsform wird nachfolgend auf der
Grundlage der Fig. 6 erläutert.
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Zuerst wird der durch das übliche Pulverformungsverfahren
kaltgepreßte Rohpreßling vorbereitet, indem die Schritte die
Herstellung eines dünnen Streifens der Basislegierung durch
superschnelles Abkühlen der geschmolzenen Basislegierung des
Seltenerdmagneten und Formen des Pulvers des dünnen Streifens
der Basislegierung durchgeführt werden. Die Dichte des
Rohpreßlings ist gleich 70 80% der theoretischen Dichte und
sollte im Fall des Formens desselben durch ein übliches
Formverfahren etwa 80% betragen. Der Rohpreßling wird zwischen
einer Temperatur von 650ºC und 900ºC, vorzugsweise zwischen
700ºC und 800ºC, durch geeignete Heizeinrichtungen vorher
erhitzt. Sodann wird der kompakte Rohling 19 in den
Formhohlraum 4a der Form 4 gegeben, die mit dem Formwerkzeug 5, dem
unteren Stempel 6 und dem doppelt wirkenden Stempel 7
versehen ist, welcher den Kernstempel 8 und den Hülsenstempel 9
aufweist, wie in Fig. 6(a) gezeigt. In diesem Zeitpunkt wird
die Form 4 ebenfalls auf eine Temperatur zwischen 600ºC und
900ºC, vorzugsweise zwischen 700ºC und 800ºC, durch geeignete
Heizeinrichtungen vorgeheizt. Ein Rohpreßling 19 kann durch
die Wärmeübertragung von der Form 4 erhitzt werden, wobei nur
die Form 4 geheizt wird, wenn der Rohpreßling 19 klein ist.
Der Rohpreßling 19 kann manchmal auch lediglich durch
Erhitzen des Rohpreßlings 19 ohne Heizen der Form 4 aufgeheizt
werden, wenn der Rohpreßling 19 groß ist. Ferner kann das
pulverförmige Material in den Formhohlraum 4a der Form 4
statt des Rohpreßlings 19 eingesetzt werden. Es ist außerdem
zweckmäßig, diese Vorrichtung gänzlich in eine
Dichtungskammer einzusetzen, die unter einem Unterdruck von nicht mehr
als 1 Torr gehalten oder mit einem Edelgas, wie Argon, je
nach Bedarf gefüllt ist.
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Sodann erhält man durch Drücken des doppelt wirkenden
Stempels 7 nach unten, so daß die Stirnfläche 8a des Kernstempels
8 mit der Stirnfläche 9a des Hülsenstempels des doppelt
wirkenden Stempels 7 in einen Körper zusammenfällt, und
gleichförmiges Komprimieren des Rohpreßlings 19 ein verdichtetes
Material 20, wie in Fig. 6(b) gezeigt. Die
Kompressionsbelastung von 0,5 ~ 2,0 t/cm², vorzugsweise 1,0 ~ 1,5 t/
cm², ist zweckmäßig in diesem Zeitpunkt anzuwenden.
Dadurch erhält man das verdichtete Material (das zylindrische
isotrope Magnetmaterial) 20, dessen theoretisches
Dichteververhältnis nicht niedriger ist als 99%.
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Sodann wird durch Drücken nur des Kernstempels 8 des doppelt
wirkenden Stempels 7 nach unten, wie in Fig. 6(c) gezeigt,
das in Fig. 6(b) gezeigte verdichtete Material zu einem
hülsenförmigen anisotropen Seltenerd-Magnetmaterial 21 mit
dem ringförmigen Querschnitt durch Rückwärts-Extrudieren
geformt. In diesem Zeitpunkt ist der Extrudierdruck
zweckmäßigerweise 2 ~ 5 t/cm², vorzugsweise 3 ~ 4 t/cm² an der
Preßfläche des Stempels.
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Ferner besteht die Möglichkeit des Entstehens von Rissen am
Innenumfang des anisotropen Magnetmaterials 21 während des
Extrudierens, aber es ist möglich, die Bildung von Rissen
sicher zu verhindern, indem die Kompressionsbelastung auf die
obere Fläche 21b in Richtung des Pfeils in der Fig. 6(c) mit
dem Hülsenstempel 9 ausgeübt wird. Zweckmäßig wird ein Druck
von 0,2 ~ 1,0 t/cm², vorzugsweise 0,4 ~ 0,6 t/cm²,
als Kompressionsbelastung in diesem Fall angewendet.
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Durch Anheben des unteren Stempels 6 nach Beendigung des
Extrudierens wird das hülsenförmige anisotrope
Seltenerd-Magnetmaterial 21 aus der Form 4 ausgestoßen und getrennt davon
am Bodenteil 21a beschnitten, und dementsprechend erhält man
einen anisotropen Seltenerdmagneten, indem das hülsenförmige
anisotrope Seltenerd-Magnetmaterial 21 in Radialrichtung
magnetisiert wird.
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Bei dieser Ausführungsform steht zusätzlich zum
Rückwärts-Extrudieren auch das Vorwärts-Extrudieren zur Verfügung,
ähnlich wie oben beschrieben. Formen mit dem
Vorwärts-Extrudieren wird nachfolgend aufgrund der Fig. 7 beschrieben.
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Die in Fig. 7 gezeigte Form 4 besteht aus dem Formwerkzeug 5,
einem oberen Stempel 17 und einem unteren Formwerkzeug, das
von dem doppelt wirkenden Stempel 7 mit dem Kernstempel 8 und
dem Hülsenstempel 9 gebildet wird, welcher gleitend auf dem
Kernstempel 8 sitzt. Zuerst wird der Rohpreßling in den von
dem Formwerkzeug 5 und dem doppelt wirkenden Stempel 7
gebildeten Formhohlraum eingesetzt, wobei die obere Fläche 8a des
Kernstempels 8 und die obere Fläche 9a des Hülsenstempels 9
in der gleichen Höhe liegen wie in Fig. 7(a) gezeigt, und
durch Komprimieren des Rohpreßlings unter Anwendung des
oberen Stempels 17 erhält man das verdichtete Material 20,
dessen theoretisches Dichteverhältnis nicht niedriger liegt als
99%. Sodann wird der obere Stempel 17 nach unten gedrückt,
während der Kernstempel 8 festgehalten wird, wie in Fig. 7(b)
gezeigt, wodurch das verdichtete Material 20 durch Vorwärts-
Extrudieren zu dem hülsenförmigen anisotropen
Seltenerd-Magnetmaterial 21 geformt wird. In diesem Falle ist es möglich,
das Auftreten von Formrissen sicher zu verhindern, indem die
vorbestimmte Kompressionsbelastung auf die untere Fläche 21c
des anisotropen Seltenerd-Magnetmaterials 21 durch Verwendung
des Hülsenstempels 9 des doppelt wirkenden Stempels 7
ausgeübt wird.
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Wie ebenfalls bereits bei der vorhergehenden Ausführungsform
erläutert, kann bei zu hohem Flächenreduktionsverhältnis
durch das Extrudieren, wenn das massiv-zylindrisch
verdichtete Material 19 verwendet wird, ein hohlzylindrischer
Rohpreßling 22 verwendet werden, wie in Fig. 8 gezeigt. Dabei wird
der hohlzylindrische Rohpreßling 22, der durch Kaltpressen
geformt wurde, in den Formhohlraum 4a der Form 4 eingegeben,
die aus dem Formwerkzeug 5, dem doppelt wirkenden Stempel 7
mit dem Kernstempel 8 und dem Hülsenstempel 9 und dem unteren
Stempel 6 besteht, wie in Fig. 8(a) gezeigt, und durch
Drükken des Kernstempels 8 und des Hülsenstempels 9 des doppelt
wirkenden Kolbens 7 gleichzeitig nach unten erhält man ein
verdichtetes Material 23, welches ein isotropes
Magnetmaterial mit einem theoretischen Dichteverhältnis von nicht
weniger als 99% aufweist, wie in Fig. 8(b) gezeigt. In
diesem Zeitpunkt wird der Kernstempel 8 angewendet, der mit
einem schlanken Teil 8b in einen hohlen Teil 22a des
hohlzylindrischen Rohpreßlings 22 einzusetzen ist, und der
Kernstempel 8 wird mit seinem schlanken Teil 8b in das
verdichtete Material 23 eingesetzt, wie in Fig. 8(b) gezeigt. Ferner
ist der untere Stempel 6 mit einem hohlen Teil 6b versehen,
um den schlanken Teil 8b des Kernstempels 8 aufzunehmen.
Sodann wird durch Drücken nur des Kernstempels 8 des doppelt
wirkenden Stempels 7 nach unten, wie in Fig. 8(c) gezeigt,
das verdichtete Material 23 zu dem dünnen hülsenförmigen
anisotropen Seltenerd-Magnetmaterial 24 durch Extrudieren
geformt. Hierbei ist es möglich, das Auftreten von Formrissen
sicher zu verhindern, indem die vorbestimmte
Kompressionsbelastung auf die obere Fläche 24b des anisotropen Seltenerd-
Magnetmaterials 24 durch Anwendung des Hülsenstempels 9
ausgeübt wird, jedoch ist es auch möglich, ohne Anwendung dieser
Kompressionsbelastung zu formen.
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Das Verfahren zur Herstellung des anisotropen
Seltenerdmagneten gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung ist so
ausgebildet, daß der hülsen- oder ringförmige anisotrope
Seltenerdmagnet mit der ausgezeichneten magnetischen Eigenschaft
und dem ringförmigen Querschnitt durch den einzigen
Erhitzungsprozeß in dem super-abgeschreckten anisotropen Magneten
erzeugt wird, der nach der Erteilung der magnetischen
Anisotropie durch plastische Verformung ohne Formvorgang in einem
Magnetfeld magnetisiert wird.
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Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung,
ohne sie darauf einzuschränken.
Beispiel 1
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Zuerst wird durch super-schnelles Abschrecken einer
Magnetlegierung mit der Zusammensetzung Nd&sub1;&sub3; Fe82,7 B4,3
ein dünner Streifen mit einer Dicke von 20 um erhalten, und
es wird ein flockiges Pulver mit einer Teilchengröße von etwa
200 um durch Mahlen des dünnen Streifens erhalten.
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Durch Komprimieren dieses Pulvers unter Formungsbedingungen,
von denen Druck und Temperatur 1 t/cm² und 700ºC in einer
Atmosphäre von Argon bei Verwendung einer Form der in Fig. 2
gezeigten Art betrugen, erhielt man ein zylindrisches
verdichtetes Material 2 mit einem Durchmesser von 30 mm und
einer Höhe von 19 mm. Das theoretische Dichteverhältnis
dieses verdichteten Materials 2 betrug 99,6%.
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Dieses verdichtete Material 2 wurde zu einem hülsenförmigen
Magnetmaterial 10 rückwärts extrudiert mit dem Formwerkzeug
5, dem unteren Stempel 6 und dem Kernstempel 8 bei Anwendung
der in Fig. 1 gezeigten Form 4, während die
Kompressionsbelastungen verschiedener Höhe auf die freie Oberfläche des
verdichteten Materials 2 unter Anwendung des Hülsenstempels 9
ausgeübt wurden. Die Beziehung zwischen der Tiefe der
Rißbildung auf dem Innenumfang 10a und der auf die obere Fläche
2a (10c) ausgeübten Kompressionsbelastung wurde untersucht.
Die Ergebnisse sind in Fig. 9 gezeigt. In diesem Fall hatte
das hülsenförmige anisotrope Magnetmaterial 10 einen
Außendurchmesser von 30 mm und einen Innendurchmesser von 23 mm,
und das Flächenreduktionsverhältnis beim Extrudieren betrug
59%. Ferner war die Formungstemperatur 750ºC und die
Bearbeitung wurde in einer Atmosphäre von Argon durchgeführt.
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Wie aus der Figur ersichtlich ist, sinkt die Tiefe der
Rißbildung merklich bei Anwendung der Kompressionsbelastung.
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Allgemein wurden im Fall der Verwendung des hülsenförmigen
Magnetmaterials 10 als Magnet der innere und äußere Umfang
des Magnetmaterials 10 abgeschnitten und flache Risse wurden
dabei beseitigt. Daher sind Risse mit einer Tiefe von 0,5 mm,
vorzugsweise von 0,2, mm kein Hindernis für die praktische
Anwendung.
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Anschließend wurde das hülsenförmige anisotrope
Magnetmaterial 10 nach dem Abschneiden des Bodenteils 10d desselben in
radialer Richtung magnetisiert und das maximale magnetische
Energieprodukt (in der radialen Richtung) wurde gemessen. Als
Ergebnis wurde der gemessene Wert von 34 MGOe erhalten.
Beispiel 2
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Durch Komprimieren desselben flockigen Pulvers, wie oben
beschrieben, unter Formungsbedingungen, bei denen Druck und
Temperatur 1,3 t/cm² und 750ºC in einer Atmosphäre von
Argon unter Anwendung einer Form der in Fig. 3 gezeigten Art
betrugen, wurde ein hohlzylindrisches verdichtetes Material
bei mit einem Außendurchmesser von 30 mm, einem
Innendurchmesser von 15 mm und einer Höhe von 20 mm erhalten. Das
theoretische Dichteverhältnis dieses verdichteten Materials 3
betrug 99,3%.
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Die ganze Oberfläche dieses verdichteten Materials 3 wurde
mit Nickel von 50 um Dicke als oxidationshinderndem Film,
plattiert.
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Das mit dem oxidationshindernden Film beschichtete
verdichtete Material 3 wurde bei einer Temperatur von 800ºC unter
Anwendung eines Hochfrequenz-Heizgeräts an Luft erhitzt und
durch Rückwärts-Extrudieren in Luft unter Verwendung der in
Fig. 5 gezeigten Form 4 geformt, die vorher auf eine
Temperatur von 700ºC erhitzt wurde. In diesem Fall betrug der
Innendurchmesser des hülsenförmigen anisotropen Magnetmaterials 18
30 mm, und das Flächenreduktionsverhältnis durch Extrudieren
war variabel zwischen 30% und 80% durch Änderung des
Innendurchmessers. Auch das Verhältnis zwischen der Tiefe der
Riß
bildung und dem Flächenreduktionsverhältnis beim Extrudieren
wurde für den Fall untersucht, daß eine Kompressionsbelastung
von 0,8 t/cm² auf die obere Fläche 3a (18a) des
verdichteten Materials 3 durch den Hülsenstempel 9 ausgeübt wurde,
und für den Fall, daß keine Kompression ausgeübt wurde.
Ferner betrug der Druck des Kernstempels 8 3 t/cm².
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Die Ergebnisse sind in Fig. 10 wiedergegeben. Aus dieser
Figur ist ersichtlich, daß die Anwendung der
Kompressionsbelastung auf die obere Fläche 3a (18a) wirkungsvoll ist, um die
Bildung von Rissen merklich zu verhindern.
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Ferner wurde das hülsenförmige anisotrope Magnetmaterial 18
nach dem Abschneiden des Bodenteils und Bearbeitung des
inneren und äußeren Umfangs desselben durch Beschneiden in
radialer Richtung magnetisiert. Die Meßergebnisse des maximalen
Magnetenergieproduktes in der radialen Richtung sind in Fig.
11 wiedergegeben.
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Nach dieser Figur wird ein Magnet mit einer ausgezeichneten
magnetischen Eigenschaft von über 30 MGOe erhalten, wenn das
Flächenreduktionsverhältnis durch Extrudieren 40%
übersteigt.
Beispiel 3
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Flockiges Pulver mit einer Teilchengröße von etwa 200 um
wurde erhalten, indem ein dünner Streifen mit einer Dicke von 20
um gemahlen wurde, der durch super-schnelles Abschrecken
einer geschmolzenen Basislegierung des Seltenerdmagneten mit
der Zusammensetzung Nd13,5 Fe80,5 B6,0
hergestellt wurde. Sodann wurde ein zylindrischer Rohpreßling mit
einem Außendurchmesser von 29,5 mm und einer Höhe von 25 mm
bei Anwendung einer üblichen Pulverformpresse nach dem
gleichförmigen Einmischen von 0,5 Gew.-% Lithiumstearat in
das Pulver erhalten. Sodann wurde der Rohpreßling während
einer Zeit von 30 Minuten bei einer Temperatur von 450ºC in
einem Vakuum von 10&supmin;² Torr unter Anwendung einer üblichen
Vakuum-Entgasungsvorrichtung entgast, und so wurde das
Lithiumstearat durch Verdampfung entfernt. Das Ergebnis der
Dichtemessung des Rohpreßlings betrug 77% theoretisches
Dichteverhältnis.
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Sodann wurde der Rohpreßling durch Erhitzen während einer
Zeit von 2 Minuten in einer Atmosphäre von Argon nach dem
Aufbringen von Graphitpulver auf seine Oberfläche als
Schmiermittel und Trocknen desselben auf 750ºC gebracht und
wurde unmittelbar in den Formhohlraum 4a der in Fig. 6
gezeigten Form 4 eingebracht, in der das Formwerkzeug 5 einen
Innendurchmesser von 30 mm hatte. In diesem Fall wurde die
Form 4 vorher auf 750ºC vorerhitzt. Der Kernstempel 8 und der
Hülsenstempel 9 wurden zuerst gleichzeitig in einer
Argonatmosphäre nach unten gedrückt, und man erhielt ein
verdichtetes Material 20 durch gleichförmiges Komprimieren mit einem
Druck von 1 t/cm². In diesem Zeitpunkt wurde das
verdichtete Material 20 aus der Form 4 genommen, um seine
Abmessungen und seine Dichte als Bezugswert nach dem Kühlen zu messen
(es ist nicht nötig, beim Herstellverfahren lediglich zum
Zweck der Herstellung das Material aus der Form 4 zu nehmen).
Es wurde gemessen, daß das verdichtete Material 20 einen
Durchmesser von 30,1 mm, eine Höhe von 18,5 mm und ein
theoretisches Dichteverhältnis von 99,6% aufwies.
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Sodann wurde nur der Kernstempel 8 mit einem Durchmesser von
24 mm kontinuierlich nach unten gedrückt, wie in Fig. 6(c)
gezeigt, nachdem das durch den gleichen Formungsprozeß, wie
oben beschrieben, gleichförmig komprimierte verdichtete
Material 20 erzeugt war, und man erhielt ein hülsenförmiges
anisotropes Seltenerd-Magnetmaterial 21. Der durch den
Kernstempel 8 in diesem Fall ausgeübte Druck betrug 4 t/cm²,
und ein Druck von 0,6 t/cm² wurde auf den Hülsenstempel 9
ausgeübt, um der Höhenänderung der freien Oberfläche 21b des
anisotropen Seltenerd-Magnetmaterials 21 zu folgen.
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Das anisotrope Seltenerd-Magnetmaterial 21 wurde aus der
Argonkammer herausgenommen und nach dem Herunterkühlen
gemessen. Die Messung des Magnetmaterials 21 ergab einen
Außendurchmesser von 30,1 mm, einen Innendurchmesser von 24,1 mm,
eine Höhe von 45 mm und eine Bodendicke von 3,5 mm, und es
wurde auf dem inneren und äußeren Umfang desselben keinerlei
Rißbildung bemerkt.
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Schließlich wurde das hülsenförmige anisotrope
Seltenerd-Magnetmaterial 21 zu einem anisotropen Seltenerdmagneten
gemacht, indem es nach dem Abschneiden des Bodenteils 21a
desselben in radialer Richtung magnetisiert wurde. Die Messung
ergab ein maximales magnetisches Energieprodukt von 31 MGOe
in der radialen Richtung des anisotropen Seltenerdmagneten.
Beispiel 4
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Einhundert g des gleichen flockigen Pulvers, wie es in
Beispiel 3 verwendet wurde, wurden ausgewogen, und das Pulver
wurde ohne Erhitzen in den Formhohlraum 4a der Fom 4 gemäß
Fig. 6 gegeben, die auf 800ºC in einer Argonatmosphäre
vorerhitzt war. Der Innendurchmesser des Formwerkzeugs 5 der Form
4 betrug 30 mm.
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Sodann wurden der Kernstempel 8 und der Hülsenstempel 9
gleichzeitig nach unten gedrückt, wie in Fig. 6(b) gezeigt,
das Pulver wurde durch Wärmeübertragung von der Form 4
erhitzt, und das Pulver wurde unter einem Druck von 1 t/cm²
komprimiert und 2 Minuten zur Erhöhung der Dichte so
gehalten.
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Durch Drücken nur des Kernstempels 8 (dessen Durchmesser 24
mm beträgt) wurde das hülsenförmige anisotrope
Seltenerdmaterial 21 durch Rückwärts-Extrudieren erhalten. In diesem Fall
betrug der Druck des Kernstempels 8 3,5 t/cm², und der
Hülsenstmepel 9 wurde derart zurückgeschoben, daß er keine
Kompressionsbelastung auf die freie Oberfläche ausübte.
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Das Messen der Abmessungen des aus der Argonkammer nach dem
Herunterkühlen herausgenommenen anisotropen
Seltenerd-Magnetmaterials 21 ergaben einen Außendurchmesser von 30,1 mm,
einen Innendurchmesser vom 24,1 mm, eine Höhe von 45,5 mm und
eine Bodendicke von 3,4 mm. Es wurde jedoch die Bildung von
Rissen mit einer Tiefe von etwa 1,2 mm auf dem inneren Umfang
des Magnetmaterials 21 beobachtet.
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Sodann wurde das hülsenförmige anisotrope
Seltenerd-Magnetmaterial 21 am Bodenteil 21a beschnitten, und die
Formungsrisse wurden durch Beschleifen des inneren Umfangsteils des
Magnetmaterials 21 beseitigt. Dadurch wurde der
Innendurchmesser 26,5 mm. Durch Magnetisierung des Magnetmaterials 21
in der radialen Richtung wurde sodann ein anisotroper
Seltenerdmagnet erhalten. Die Messung seines maximalen magnetischen
Energieprodukts in der radialen Richtung des anisotropen
Seltenerdmagneten betrug 28 MGOe.
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Wie oben erwähnt, ist das Verfahren zur Herstellung eines
anisotropen Seltenerdmagneten nach der ersten bevorzugten
Ausführungsform dieser Erfindung gekennzeichnet durch das
Extrudieren eines verdichteten Materials mit magnetischer
Isotropie in eine erforderliche Form mit einem ringförmigen
Querschnitt bei gleichzeitigem Anwenden einer
Kompressionsbelastung auf eine freie Oberfläche des verdichteten Materials.
Dadurch kann eine ausgezeichnete Wirkung erzielt werden, da
es möglich ist, einen anisotropen Seltenerdmagneten mit einer
ausgezeichneten magnetischen Eigenschaft ohne das Auftreten
von Formungsrissen herzustellen. Das Verfahren zur
Herstellung eines anisotropen Seltenerdmagneten nach der zweiten
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist gekennzeichnet
durch das Herstellen des anisotropen Seltenerdmagneten mit
dem ringförmigen Querschnitt durch einen einzigen
Erhitzungsprozeß mit den Schritten: Herstellen eines dünnen Streifens
durch super-schnelles Abschrecken der geschmolzenen
Seltenerd-Magnetlegierung, Formen eines Rohpreßlings aus dem Pulver
des dünnen Streifens der Seltenerd-Magnetlegierung durch
Kaltpressen, gleichförmiges Komprimieren des Rohpreßlings
(oder des Pulvers direkt ohne Verwendung des Rohpreßlings)
bei einer Erhitzung auf eine Temperatur zwischen 650ºC und
900ºC zu einem verdichteten Material mit einem theoretischen
Dichteverhältnis von nicht weniger als 99% bei Verwendung
eines doppelt wirkenden Stempels, der mit einem Kernstempel
und einem Hülsenstempel versehen ist, und durch
aufeinanderfolgendes Extrudieren des verdichteten Materials in eine
erforderliche Form mit einem ringförmigen Querschnitt durch
Verwendung des Kernstempels nach dem Zurückschieben des
Hülsenstempels des doppelt wirkenden Stempels. Daher ist es
möglich, in dem super-abgeschreckten anisotropen Magneten,
der nach der Erteilung der magnetischen Anisotropie durch
plastische Verformung ohne Formen in einem Magnetfeld
magnetisiert wird, wirtschaftlich den anisotropen
Seltenerdmagneten mit der ausgezeichneten magnetischen Eigenschaft und dem
ringförmigen Querschnitt herzustellen, da die Form allgemein
zur Formung des verdichteten Materials mit dem theoretischen
Dichteverhältnis von nicht weniger als 99% und zum
Extrudieren des verdichteten Materials zu dem anisotropen
Magnetmaterial verwendet werden kann und das durch langzeitiges
Erhitzen bewirkte Kornwachstum durch den einzigen Erhitzungsprozeß
gelöst wird.