專利名稱：永磁體的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通過擠出加工(extrusion)制造多個永磁體的方法。
背景技術：
在工業(yè)上和商業(yè)上已經(jīng)使用由稀土、鐵系金屬和硼形成的，具有矩形、弧形、半橢圓形或新月形截面并且借助于熱(溫)塑性加工被賦予磁各向異性的永磁體。這些永磁體的制造方法例如如下。將通過混合稀土、鐵系金屬和硼制備出的原材料熔化，并且將如此獲得的熔融磁體合金噴出到例如銅制轉動棍上，以制造急冷(extremely rapidly quench)的、由納米尺寸晶粒構成的薄帶。將通過急冷處理獲得的磁體合金粉末粉碎成所需直徑的顆粒，接著將這些顆粒冷加壓成壓塊。接著將壓塊熱加壓或溫加壓成具有高密度的塊體，接著使該塊體經(jīng)受熱塑性加工或溫塑性加工以由此形成具有磁各向異性的期望形狀的磁體材料。作為賦予得到的磁體材料磁各向異性的塑性加工處理，使用在材料產(chǎn)率和產(chǎn)品合格率方面優(yōu)異的擠出處理。在后面的步驟中使已經(jīng)經(jīng)受塑性加工的磁體材料磁化，由此提供具有磁各向異性的實用的永磁體。例如，日本特開2001-15325號公報公開并提出了一種通過擠出處理制造具有徑向各向異性的、例如具有弧形截面的多個永磁體的方法。在日本特開2001-15325號公報中，將帶翅芯軸插入到形成在模具中的通孔內(nèi)、以在芯軸和限定通孔的模具內(nèi)壁之間限定出與待獲得的永磁體的截面形狀一致的多個斷開孔。接著，用沖頭對填充在通孔內(nèi)的柱狀坯體加壓并且將坯體從各個斷開孔內(nèi)擠出，由此制出在徑向上各向異性的多個永磁體。在日本特開2001-15325中公開的制造方法中，存在如下?lián)鷳n:當擠出坯體時，在柱狀坯體的被芯軸的翅斷開的部分處的晶體取向未對齊，因此獲得的永磁體的磁性特性在斷開部分處降低。另外，因為坯體在被擠出的同時被斷開，所以在斷開部分處應力增大，并且獲得的永磁體的斷開部分可能龜裂。因此，在后面的步驟中必須將龜裂的有缺陷部分磨削掉，導致磨削量增大以致產(chǎn)率降低的問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述傳統(tǒng)技術中的固有問題，為解決該問題已完成本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的在于提供一種用于以良好效率制造具有優(yōu)異的磁各向異性的永磁體的永磁體制造方法。為了解決上述問題并實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一方面是一種用于制造永磁體的方法，該方法包括如下步驟:在芯軸被插入到形成在擠出模具中的通孔內(nèi)的狀態(tài)下，通過利用加壓沖頭對被填充在所述通孔內(nèi)的預制成型體進行加壓，將所述預制成型體擠入到在所述通孔的內(nèi)表面與所述芯軸的外表面之間限定出的填充空間內(nèi)，由此形成以在周向上彼此隔開的方式形成有沿擠出方向延伸的多個應力集中部的筒狀的擠出成型體；和施加外力至獲得的所述擠出成型體以由此在所述應力集中部處將所述擠出成型體斷開成多個永磁體。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，將通過擠出加工處理形成的擠出成型體斷開成多個永磁體。因此，擠出加工時施加至擠出成型體的壓縮方向(晶體取向方向)全部對齊以由此賦予了優(yōu)異的磁各向異性，各個永磁體在斷開部分處的磁性特性沒有降低，并且能夠制造出在磁各向異性上優(yōu)秀的多個永磁體。另外，由于在擠出加工中沒有大的應力施加至擠出成型體的待斷開部分，所以在永磁體的斷開部分不發(fā)生龜裂并且能夠改善原材料的產(chǎn)率。此外，由于在擠出加工中形成了用于斷開永磁體的應力集中部，所以與在后步驟中單獨形成應力集中部的情況相比，能夠提高生產(chǎn)效率。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，在上述用于制造永磁體的方法中，在所述擠出成型體的內(nèi)表面和/或外表面由在周向上以形成角度的方式連續(xù)地連接的兩個表面形成各所述應力集中部。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，能夠提高永磁體的斷開面的平面度并且能夠改善永磁體的外觀。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，在上述用于制造永磁體的方法中，在所述擠出模具中的所述通孔的內(nèi)表面或者所述芯軸的外表面以從所述通孔的內(nèi)表面或所述芯軸的外表面突出的方式設置朝向所述填充空間突出的突部，并且在朝向所述填充空間被擠出的擠出成型體的內(nèi)表面或外表面形成由所述突部引起的作為在徑向上內(nèi)凹的應力集中部的槽。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，能夠進一步提高永磁體的斷開面的平面度。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，在上述用于制造永磁體的方法中，將形成為使得所述應力集中部的徑向厚度T1相對于徑向最大厚度Ttl在1/51； < T1 < 4/5T0范圍的擠出成型體在所述應力集中部處斷開。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，擠出成型體的在應力集中部處的斷開變得容易并且能夠抑制取向特性上的降低。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，在上述用于制造永磁體的方法中，在徑向上壓縮所述擠出成型體，使得所述擠出成型體在所述應力集中部處被斷開。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，擠出成型體的斷開變得容易。根據(jù)本發(fā)明的永磁體制造方法，能夠以良好效率制造出具有優(yōu)異磁各向異性的永磁體。


圖1是描繪了根據(jù)實施方式的用于制造永磁體的擠出裝置的擠出模具、加壓沖頭和芯軸的不意圖。圖2是描繪了被形成為制造根據(jù)實施方式I的矩形截面的永磁體的擠出裝置在芯軸被插入到擠出模具中的通孔內(nèi)的狀態(tài)下的從底面觀察到的示意圖。圖3的(A)至(C)示出描繪了根據(jù)實施方式I的永磁體的制造過程的說明圖，其中，圖3的(A)描繪了通過擠出裝置形成的擠出成型體，圖3的(B)描繪了準備在應力集中部處斷開擠出成型體的狀態(tài)，圖3的(C)描繪了擠出成型體被斷開成多個永磁體的狀態(tài)。圖4A和圖4B示出描繪了根據(jù)實施方式2的新月形截面的永磁體的制造過程的說明圖，其中，圖4A描繪了準備在應力集中部處斷開由擠出裝置形成的擠出成型體的狀態(tài)，圖4B描繪了擠出成型體被斷開成多個永磁體的狀態(tài)。圖5A和圖5B示出描繪了根據(jù)實施方式3的半橢圓形截面的永磁體的制造過程的說明圖，其中，圖5A描繪了準備在應力集中部處斷開由擠出裝置形成的擠出成型體的狀態(tài)，圖5B描繪了擠出成型體被斷開成多個永磁體的狀態(tài)。
圖6A和圖6B示出分別描繪了用于制造根據(jù)實施方式4的弧形截面的永磁體的擠出裝置的擠出模具和芯軸的說明圖。圖7A和圖7B示出描繪了根據(jù)實施方式4的永磁體的制造過程的說明圖，其中，圖7A描繪了準備在應力集中部處斷開由擠出裝置形成的擠出成型體的狀態(tài)，圖7B描繪了擠出成型體被斷開成多個永磁體的狀態(tài)。圖8A和圖8B示出描繪了在實驗例中磁性取向度的測量結果的圖表，其中，圖8A描繪了發(fā)明例的結果，圖8B描繪了比較例的結果。附圖標記說明12:擠出模具12a:通孔14:加壓沖頭16:芯軸18:具有矩形截面的永磁體20:填充空間22:—次擠出成型體(擠出成型體)24:二次擠出成型體(擠出成型體)28:應力集中部32:具有新月形截面的永磁體34:具有半橢圓形截面的永磁體36:具有弧形截面的永磁體38:內(nèi)突起(突部)40:外突起(突部)T0:擠出成型體的徑向最大厚度T1:應力集中部的徑向厚度
具體實施例方式接著，將在下面參照附圖基于優(yōu)選的實施方式描述根據(jù)本發(fā)明的永磁體制造方法。實施方式圖1示出在永磁體制造方法中使用的擠出裝置的優(yōu)選實施方式。擠出裝置10包括:擠出模具12，在該擠出模具中以沿擠出方向貫穿擠出模具的方式形成有通孔12a ;加壓沖頭14，該加壓沖頭從通孔的一個開口被插入到通孔12a內(nèi)；和芯軸16，該芯軸從通孔的另一開口被插入到通孔12a內(nèi)并且具有比通孔12a的孔徑小的直徑。在芯軸16被插入到通孔12a內(nèi)的狀態(tài)下，在通孔12a的內(nèi)表面(擠出模具12的限定通孔12a的內(nèi)壁)與芯軸16的外表面之間、以沿著芯軸16的整個外周連通的方式限定出填充空間。填充空間20被形成為由如下的多個成型空間20a組成的筒狀空間:該多個成型空間20a以在周向上彼此連通的方式被連續(xù)地限定出并且與待制造的永磁體18、32、34、36的截面形狀大體一致，其中沿與擠出方向垂直的方向截取出截面形狀。成型空間20a的形狀可以通過改變芯軸16和通孔12a各自的形狀而改變。于是，可以通過擠出裝置10從柱狀預制成型體形成如下的筒狀一次擠出成型體(擠出成型體)22:在該一次擠出成型體中，與待獲得的永磁體18、32、34、36的截面形狀一致的多個成型部18a、32a、34a、36a在周向上連續(xù)地延伸。以如下方式獲得預制成型體。將混合稀土、鐵系金屬和硼制備出的原材料熔化，并且將如此獲得的熔融材料噴出到轉動輥上以制造急冷的薄帶。將獲得的磁體合金粉末粉碎成所需直徑的顆粒，接著將這些顆粒冷加壓成壓塊。接著在惰性氣體(例如氬氣)氣氛中將壓塊預加熱至所需溫度(熱加壓或溫加壓壓塊時的溫度)，并且此后進行熱加壓或溫加壓，以由此進行高度致密化。另外，雖然可以采用Y和/或鑭系元素作為稀土，但是特別地可以優(yōu)選地采用Nd、Pr、Dy、Tb或它們中的兩種或更多種的混合物。此外，雖然可以采用Fe、Co和/或Ni作為鐵系金屬，但是特別地可以優(yōu)選地采用Fe、Co或這些金屬的混合物。應該注意的是，可以根據(jù)需要添加Ga以便提高塑性加工性(或抗龜裂性)。另外，在惰性氣體(例如氬氣)的氣氛下將通過熱加壓或溫加壓被高度致密化的預制成型體預加熱至由擠出裝置10擠出預制成型體時的溫度，接著將該預制成型體保持在該溫度。模制預制成型體時執(zhí)行的預加熱和通過擠出裝置10擠出預制成型體之前執(zhí)行的預加熱可以根據(jù)使用的磁性材料的種類或者諸如加工時間表(working schedule)等加工條件來執(zhí)行,并且這樣的預加熱也可以省略。這里，作為使用永磁體的馬達的一般形式，出現(xiàn)有永磁體安裝在轉子表面的表面永磁體(SPM)馬達和永磁體被埋設在轉子內(nèi)部的內(nèi)部永磁體(IPM)馬達。對于表面永磁體馬達，優(yōu)選地采用分別具有新月形截面、弧形截面和半橢圓形截面的永磁體32、36、34，而對于內(nèi)部永磁體馬達，優(yōu)選地采用分別具有矩形截面和弧形截面的永磁體18、36。另外，通過改變芯軸16和通孔12a各自的形狀能夠由擠出裝置10制造出具有前述不同類型截面的永磁體18、32、34、36。接著，將在下面逐一地描述具有前述不同類型截面的那些永磁體18、32、34、36的制造過程。實施方式I在實施方式I中，將描述具有矩形截面的永磁體18的制造過程。在實施方式I中，如圖2所示，在擠出模具12中形成有具有大體矩形開口形狀的通孔12a。另外，在擠出模具12中，在通孔12a的每個角處形成有以預定角度(在該實施方式中為45° )傾斜的斜面。芯軸16具有小于通孔12a的矩形截面。接著，在芯軸16被插入到通孔12a內(nèi)的狀態(tài)下，沿著芯軸16的整個外周限定出整體具有帶角筒狀形狀的填充空間20。在芯軸16如此布置的狀態(tài)下，在芯軸16的四個表面的外側限定出均具有矩形截面的成型空間20a，并且通過在通孔12a的角部處將這些成型空間20a連接到一起使得他們彼此連通來組成填充空間20。在使芯軸16的角部面對擠出模具12的相應斜面這樣的狀態(tài)下將芯軸16插入到通孔12a內(nèi)。另外，在將芯軸16插入到通孔12a內(nèi)這樣的狀態(tài)下限定出的填充空間20中，芯軸16與斜面之間限定出的徑向間隙被設定為小于在通孔12a的表面面對芯軸16的表面的部分處限定出的徑向間隙。在擠出裝置10中，將預加熱了的預制成型體從一個開口插入到通孔12a內(nèi)以由此將該預制成型體填充在通孔中，并且將芯軸16從通孔的另一開口插入到通孔12a內(nèi)，在該狀態(tài)下將加壓沖頭14從所述一個開口插入到通孔12a內(nèi)以對預制成型體加壓。于是，預制成型體被擠入到在芯軸16的外表面和通孔12a的內(nèi)表面之間限定出的填充空間20內(nèi)，由此形成如圖1所示的一次擠出成型體22。該一次擠出成形體22在與擠出方向垂直的厚度方向上是磁各向異性的，其中該擠出方向作為執(zhí)行擠出時的壓縮方向。在如下狀態(tài)下將通過擠出裝置10形成的一次擠出成型體22從通孔12a中排出:作為被擠入到填充空間20內(nèi)的一次擠出成型體22的結果，在均具有矩形截面的多個(該實施方式中為四個)成型部18a在周向上被聯(lián)接到一起的筒狀部分的端部設置有底部22a。接著，從一次擠出成型體22上去除底部22a以由此獲得在擠出方向上前后開口的、具有帶角筒狀形狀的二次擠出成型體(擠出成型體)24 (參見圖3的(A))。如圖3的(A)所示，二次擠出成型體24被形成為在內(nèi)側具有矩形截面并且在外側具有形成在與矩形截面的角對應的部分處的斜面26的帶角筒狀形狀。也就是，在二次擠出成型體24的內(nèi)側的兩個表面以形成角度的方式彼此連接的位置處的帶角角部起到當外力被施加至二次擠出成型體24時應力集中的應力集中部28的作用。也就是，在實施方式I中，在沿周向被連接到一起的成型部18a、18a的連接部的內(nèi)側形成有應力集中部28。另外，作為在二次擠出成型體24的在形成有應力集中部28的位置處形成有斜面26的結果，該位置處的角部的厚度被制得比二次擠出成型體的其他部分薄(或者應力集中部28被制得比其他部分更加脆弱)。接著，如圖3的(B)所示，分別施加斷開夾具30、30至相對的一對斜面26，并且使夾具在應力集中部28彼此相對的方向上(即，在徑向上)彼此接近以便對彼此如此面對的相應的應力集中部28施加壓力，由此作為起點在二次擠出成型體24的在長度方向(擠出方向)上的整個長度延伸的四個應力集中部28處將二次擠出成型體24斷開。結果，如圖3的(C)所示，二次擠出成型體24被斷開成四個部分。接著，通過根據(jù)需要對形成有斜面26的部分進行加工，獲得具有矩形截面的永磁體18。在實施方式I中，在通過擠出加工獲得的二次擠出成型體24中，如圖3的(A)所示，相對于二次擠出成型體24的最大厚度Ttl，應力集中部28處的厚度(徑向厚度)T1的上限值優(yōu)選地設定為T1 < 4/51；，并且更優(yōu)選地設定為T1 < 3/5T0O另外，相對于二次擠出成型體24的最大厚度Ttl，應力集中部28處的厚度(徑向厚度)T1的下限值優(yōu)選地設定為T1 >1/5T0,并且更優(yōu)選地設定為T1 > 2/5T0O也就是，當應力集中部28處的厚度T1被制得大于上限值時(即，在T1 > 4/5T0的情況中)，在應力集中部28處斷開二次擠出成型體24時需要大的力，導致二次擠出成型體24缺損的擔憂。與之相反，當應力集中部28處的厚度T1被制得小于下限值時(即，在T1 ( 1/5T0的情況中)，在一次擠出成型體22的擠出加工中形成應力集中部28時的塑性變形變大，導致取向特性被劣化的擔憂。這樣，在根據(jù)實施方式I的永磁體18的制造方法中，通過將擠出加工后從擠出裝置10排出的二次擠出成型體24在應力集中部28處斷開而制造出多個永磁體18。因此，在擠出加工時沒有大的力施加至斷開部分，因此無需在后面的步驟中進行磨削以磨削掉有缺陷的部分，由此提高了產(chǎn)率。另外，與傳統(tǒng)技術中的在擠出加工時通過芯軸上的翅對預制成型體加壓的狀態(tài)下將預制成型體斷開的傳統(tǒng)方法相比，根據(jù)實施方式I的制造方法，能夠獲得在永磁體18被斷開的部分處晶體在相同方向上對齊以由此提供優(yōu)異的磁各向異性的多個永磁體18，并且各永磁體18的磁性特性變得均一。也就是，能夠以良好的產(chǎn)率制造出具有優(yōu)異的磁性特性的永磁體18。此外，在擠出一次擠出成型體22的擠出加工的同時形成二次擠出成型體24將在該位置處被斷開成多個部分的應力集中部28。因此，與在后步驟中單獨形成應力集中28的方法相比，能夠減少涉及的步驟的數(shù)量，由此使得能夠提高生產(chǎn)效率。另外，應力集中部28使得形成應力集中部28的兩個表面以形成角度的方式連接到一起，因此，當外力施加至二次擠出成型體24時，在作為起點的應力集中部28處將二次擠出成型體24斷開成良好的形狀，由此使得能夠獲得具有高平面度的斷開面。也就是，從二次擠出成型體24斷開出的永磁體18的斷開面的平面度高，因此，得到的永磁體18具有良好的外觀。順便提一句，在后面的步驟中將從二次擠出成型體24斷開出的永磁體18磁化，由此提供具有磁各向異性的實用的永磁體。實施方式2雖然在實施方式I中描述了具有矩形截面的永磁體18的制造，但是通過改變芯軸16和擠出模具12中的通孔12a各自的形狀，能夠制造具有如圖4B所示的新月形截面的永磁體32。也就是，當制造具有新月形截面的永磁體32時,芯軸16和通孔12a各自的形狀被設定為使得在芯軸16被插入到通孔12a內(nèi)的狀態(tài)下，在芯軸16的外表面和通孔12a的內(nèi)表面之間限定出如下的筒狀填充空間20:在該筒狀填充空間20中，均具有新月形截面的成型空間20a以連通的方式在周向上延伸。接著，通過用加壓沖頭14對被填充在通孔12a內(nèi)的柱狀預制成型體加壓，形成具有如下的筒狀部的帶底筒狀一次擠出成型體22:在該筒狀部中，均具有新月形截面的成型部32a在周向上被連接到一起。接著，通過從一次擠出成型體22上切去底部22a，形成大體筒狀的二次擠出成型體24。在實施方式2中，如圖4A所示，二次擠出成型體24被形成為使得在內(nèi)側限定出圓形截面并且在外側弧形脊和V字狀根在周向上連續(xù)且交替地延伸。也就是，在實施方式2中，應力集中部28形成在沿周向連續(xù)地延伸的成型部32a、32a被連接到一起的位置處的連接部的外表面。在實施方式2中，在通過擠出加工獲得的二次擠出成型體24中，和實施方式I 一樣，相對于二次擠出成型體24的最大厚度Ttl，應力集中部28處的厚度(徑向厚度)T1的上限值和下限值優(yōu)選地設定為在1/51； < T1 < 4/5T0的范圍，并且更優(yōu)選地設定為在2/5T。< T1 < 3/5T。的范圍。在實施方式2中，如圖4A所示，從彼此相對的應力集中部28的外側施加斷開夾具30,30至應力集中部28，接著以在徑向上將二次擠出成型體24保持在斷開夾具30、30之間的方式使斷開夾具30、30彼此接近，由此作為起點在二次擠出成型體24的在長度方向(擠出方向)上的整個長度延伸的各個應力集中部28處將二次擠出成型體24斷開。因此，如圖4B所示，能夠獲得均具有新月形截面的六個永磁體32。在實施方式2中，也和實施方式I 一樣，能夠以良好的產(chǎn)率制造具有優(yōu)異磁性特性的永磁體32。另外，具有新月形截面的永磁體32均具有均一的磁性特性和良好的外觀。實施方式3在實施方式3中，將描述各具有圖5B中示出的半橢圓形截面的永磁體34的制造。也就是，當制造具有半橢圓形截面的永磁體34時，芯軸16和通孔12a的各自的形狀設定為使得在芯軸16被插入到通孔12a內(nèi)的狀態(tài)下，在芯軸16的外表面和通孔12a的內(nèi)表面之間限定出如下的筒狀填充空間20:在該筒狀填充空間中，均具有半橢圓形截面的成型部20a以連通的方式在周向上延伸。接著，通過用加壓沖頭14對被填充在通孔12a內(nèi)的柱狀預制成型體加壓，形成具有如下的筒狀部的帶底筒狀一次擠出成型體22:在該筒狀部中，均具有半橢圓形截面的成型部34a在周向上被連接到一起。接著，通過從一次擠出成型體22上切去底部22a，形成大體筒狀的二次擠出成型體24。在實施方式3中，在通過擠出加工獲得的二次擠出成型體24中，和實施方式I 一樣，相對于二次擠出成型體24的最大厚度Ttl，應力集中部28處的厚度(徑向厚度)T1的上限值和下限值優(yōu)選地設定為在1/51； < T1 < 4/5T。的范圍，并且更優(yōu)選地設定為在2/51； < T1 < 3/5T0的范圍。在實施方式3中，如圖5A所示，二次擠出成型體24被形成為在內(nèi)側具有矩形截面并且在外側具有圓形截面。在實施方式3中的二次擠出成型體24中，和實施方式I 一樣，內(nèi)側角部起到應力集中部28的作用。接著，如圖5A所示，從彼此相對的應力集中部28的外側施加斷開夾具30、30至應力集中部28，接著使斷開夾具30、30彼此接近以便使二次擠出成型體24在斷開夾具30、30之間沿徑向壓縮，由此作為起點在二次擠出成型體24的在長度方向(擠出方向)上的整個長度延伸的各個應力集中部28處將二次擠出成型體24斷開。因此，如圖5B所示，能夠獲得均具有半橢圓形截面的四個永磁體34。在實施方式3中，也和實施方式I 一樣，能夠以良好的產(chǎn)率制造具有優(yōu)異磁性特性的永磁體34。另外，具有半橢圓形截面的永磁體34均具有均一的磁性特性和良好的外觀。實施方式4在實施方式4中，將描述具有弧形截面的永磁體36的制造。也就是，當制造具有弧形截面的永磁體36時，芯軸16和通孔12a的各自的形狀設定為使得在芯軸16被插入到通孔12的狀態(tài)下，在芯軸16的外表面和通孔12a的內(nèi)表面之間限定出圓筒狀的填充空間20。另外，當制造如實施方式4中的具有弧形截面的永磁體36時，為了在擠出加工時形成應力集中部28，如圖6A和圖6B所示，在擠出模具12中的通孔12a的內(nèi)表面、在與插入到通孔12a的芯軸16的頂端部對應的位置處，以在周向上彼此隔開的方式設置有多個內(nèi)突起(突部)38。另外，在芯軸16的外表面、在頂端部處、以與內(nèi)突起38對應的方式設置有外突起(突部)40。接著，用加壓沖頭14對被填充在插入有芯軸16的通孔12內(nèi)的柱狀預制成型體加壓，由此在一次擠出成型體22的擠出加工的過程中在一次擠出成型體22的分別與內(nèi)突起38和外突起40對應的外表面和內(nèi)表面上形成有在徑向上內(nèi)凹的槽形的應力集中部28、28。接著，在一次擠出成型體的沿其在擠出方向上的整個長度上形成有應力集中部28，該一次擠出成型體從成型模具12排出時將作為二次擠出成型體。因此，形成了具有如下的筒狀部的帶底筒狀一次擠出成型體22:在該筒狀部中，由周向上彼此相鄰的應力集中部28分開的多個成型部36a在周向上被連接到一起。在實施方式4中，在如圖7A中所示的通過擠出加工獲得的二次擠出成型體24中，和實施方式I 一樣，相對于二次擠出成型體24的最大厚度Ttl,應力集中部28處的厚度(徑向厚度的上限值和下限值設定為在1/51； < T1 < 4/5T0的范圍，并且更優(yōu)選地設定為在2/5T。< T1 < 3/5T。的范圍。這里，如前面已經(jīng)描述的，優(yōu)選地，擠出模具12上的內(nèi)突起38和芯軸16上的外突起40在當芯軸16被插入到通孔12a內(nèi)時與芯軸16的頂端部對應的位置處設置在模具的內(nèi)表面和芯軸16的外表面。然而，擠出模具12上的內(nèi)突起38可以設置成比插入到通孔12a內(nèi)的芯軸16的頂端部在擠出方向上進一步向后，只要從擠出方向上觀察時外突起40和相應的內(nèi)突起38在徑向上對齊即可。另外，在應力集中部28處斷開成型部36a時產(chǎn)生的斷開面的平面度隨著通過內(nèi)突起38和外突起40形成的槽形應力集中部28的頂端(槽的根部)的銳度的增加而進一步增加。因此，優(yōu)選的是，內(nèi)突起38和外突起40的形狀被制成具有三角形截面，并且突起端部一側的內(nèi)角為銳角。內(nèi)突起38和外突起40的截面形狀不限于三角形，因此，內(nèi)突起38和外突起40的形狀可以被形成為具有矩形截面或者突出端部被形成為弧形形狀的弧形截面。如圖7A所示，實施方式4中的二次擠出成型體24被形成為如下的筒狀成型體:通過以在徑向上彼此相對的方式形成在該成型體的外表面和內(nèi)表面上的應力集中部28在周向上分開的多個(實施方式4中為四個)成型部36a被連接到一起。也就是，實施方式4中的二次擠出成型體24中，應力集中部28形成于成型部36a在周向上被連接到一起所在的連接部分的外表面和內(nèi)表面。接著，如圖7A所示，施加斷開夾具30、30至隔著二次擠出成型體24的中心彼此相對的應力集中部28、28的外側，并且使斷開夾具30、30彼此接近以便使二次擠出成型體24在斷開夾具30、30之間沿徑向壓縮，由此在二次擠出成型體24的在長度方向(擠出方向)上的整個長度延伸的應力集中部28處將二次擠出成型體24斷開，并且如圖7B所示，獲得了均具有弧形截面的四個永磁體36。在實施方式4中，也和實施方式I 一樣，能夠以良好的產(chǎn)率制造具有優(yōu)異磁性特性的永磁體36。另外，得到的具有弧形截面的永磁體36均具有均一的磁性特性和良好的外觀。另外,在實施方式4中，通過突起38、40形成的應力集中部28被形成為大體V字形的槽，因此，進一步提高了在應力集中部28處被斷開的永磁體36的斷開面的平面度，并且進一步改善了得到的永磁體36的外觀。當通過形成在擠出模具12上的突起38和形成在芯軸16上的突起40形成應力集中部28時，可以采用僅在擠出模具12和芯軸16中的任一方上形成細長突起以便在一次擠出成型體22的內(nèi)表面和外表面中的任一方上形成應力集中部28的形式。實驗例通過熔化來制備含有29.5%質量比的Nd、5%質量比的Co、0.9%質量比的B和0.6%質量比的Ga與作為平衡量的實質Fe的磁性合金，并且通過單輥法將其急冷以獲得具有25 厚度并且0.1 以下的平均晶粒直徑的磁性合金帶。此外，將該磁性合金帶粉碎以制備具有300 u m以下顆粒長度的磁性粉末。以近似3.0ton的表面壓力冷壓磁性粉末以獲得壓塊。在氬氣的氣氛中將壓塊預加熱至600°C至900°C的溫度，接著以600°C至900°C的溫度和200MPa的壓力進行熱壓以由此制出柱狀預制成型體。接著，將永磁體是通過用于制造具有新月形截面的永磁體32的根據(jù)本發(fā)明的制造方法從預制成型體制造出的發(fā)明例與永磁體是在與如上所述那些條件相同的條件下通過日本特開2001-15325號公報中公開的制造方法從預制成型體制造出的比較例進行比較，以研究兩例之間在磁性取向度上的差
巳作為擠出預制成型體時的條件，預制成型體和擠出模具12的溫度在600°C至900°C的范圍，并且50-ton液壓機被用作加工機器。另外，在對預制成型體進行擠出之前預制成型體已經(jīng)被預加熱至600°C至900°C的溫度。至于發(fā)明例和比較例的各自的永磁體32的磁性取向(磁性特性)度的具體測量，在長度方向(擠出方向)上的中央部、從寬度方向上的中央部和兩端部裁切出(寬)X7_ (長)的樣件，接著將樣件的厚度方向上的兩側磨削掉0.5mm以制造出在磁性測量中使用的7mm (寬)X7mm (長)X6mm (厚)的樣件。另外，通過對各實施例的永磁體32的多個部分進行裁切而制備出磁性測量用的樣件，該多個部分位于距離永磁體32的在通過擠出加工獲得擠出成型體的擠出方向上的前端(頂端)不同長度的位置處。接著，在用于測量的3.2MA/m的磁場中將磁性測量用的各個樣件磁化。利用脈沖激勵型BH描繪器對作為磁化的結果達到飽和磁化的磁性測量用樣件進行磁性取向度的測量。對發(fā)明例進行的測量的結果示出在圖8A中，而對比較例進行的測量的結果示出在圖8B中。從圖8A和圖8B不出的實驗結果確認:在發(fā)明例中，覽度方向上的中央部和兩端部處的磁性取向度與在擠出加工時斷開磁體的比較例中的磁性取向度相比提高了，在寬度方向中央部處的磁性取向度與寬度方向上兩端部處的磁性取向度近似相同，并且發(fā)明例在寬度方向上具有均一的磁性特性。另外，發(fā)明例的永磁體32的外觀良好并且在斷開部分中未發(fā)現(xiàn)龜裂，并且僅發(fā)現(xiàn)少量需要磨削的缺陷部分。也就是，確認了根據(jù)本發(fā)明能夠從通過在生產(chǎn)性、材料產(chǎn)率、產(chǎn)品合格率和制造成本方面均優(yōu)異的擠出加工形成的擠出成型體制造出具有高磁性特性的永磁體。變型例發(fā)明不限于實施方式的構造，因此可以進行各種變型。例如，可以采用如下構造。(I)在實施方式中,在擠出加工出具有底部的一次擠出成型體之后,將一次擠出成型體的底部切去以獲得筒狀的二次擠出成型體。然而，也可以采用如下構造:通過擠出加工形成筒狀的二次擠出成型體，該筒狀的二次擠出成型體僅具有由與準備獲得的永磁體的截面一致的多個成型部構成的筒狀部。(2)在實施方式I中，雖然在二次擠出成型體的四個角部處形成有斜面，但是斜面的設置并非強制性的，因此二次擠出成型體的角部可以保持帶角度。(3)在實施方式中，雖然描述了具有矩形、新月形、半橢圓形或弧形截面的永磁體被制造，但是被制造的永磁體的形狀不限于這些形狀，因此，可以制造具有其他各種截面形狀的永磁體。另外，在通過擠出加工形成的一次擠出成型體中，在周向上被連接到一起的成型部(與永磁體對應的部分)的數(shù)量應該為兩個以上，并且成型部的數(shù)量不限于實施方式中描述的那些。(4)在實施方式I至3中，可以在擠出模具中的通孔的內(nèi)表面和芯軸的外表面上、在與形成在一次擠出成型體上的應力集中部對應的位置處形成與實施方式4中的突起類似的突起，并且可以在應力集中部的內(nèi)表面和外表面中的任一方上形成槽。另外，代替形成應力集中部的突起，可以使用沿著擠出方向以預定長度延伸的細長突起(突部)。細長突起不限于設置成沿擠出模具和芯軸的整個長度延伸的那些細長突起，而是可以是諸如被設置成僅位于芯軸被插入到通孔內(nèi)所在區(qū)域的細長突起。(5)在實施方式中，雖然當在應力集中部處將擠出成型體斷開時通過斷開夾具從外側將隔著擠出成型體的中心彼此相對的應力集中部壓縮，但是可以以與斷開擠出成型體相同的方式將擠出成型體的除了應力集中部之外的其他部分壓縮。然而,通過在應力集中部處壓縮(保持和加壓)擠出成型體而不是在其他部分處壓縮使得在應力集中部處將擠出成型體斷開更加容易。( 6 )可以通過將磁性合金粉末冷加壓成壓塊并接著在沒有熱加壓或溫加壓的狀態(tài)下進行擠出加工來獲得預制成型體。雖然已經(jīng)詳細地并且參照本發(fā)明的具體實施方式
描述了本發(fā)明，但是對于本領域技術人員而言顯而易見的是，可以在不脫離本發(fā)明的范疇的情況下進行各種改變和變型。本申請基于2012年I月10日提交的日本專利申請2012-002512，該申請的全部內(nèi)容通過引用合并于此。
權利要求
1.一種用于制造永磁體的方法，該方法包括如下步驟: 在芯軸被插入到形成在擠出模具中的通孔內(nèi)的狀態(tài)下，通過利用加壓沖頭對被填充在所述通孔內(nèi)的預制成型體進行加壓，將所述預制成型體擠入到在所述通孔的內(nèi)表面與所述芯軸的外表面之間限定出的填充空間內(nèi)，由此形成以在周向上彼此隔開的方式形成有沿擠出方向延伸的多個應力集中部的筒狀的擠出成型體；和 施加外力至獲得的所述擠出成型體以由此在所述應力集中部處將所述擠出成型體斷開成多個永磁體。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于制造永磁體的方法，其特征在于， 在所述擠出成型體的內(nèi)表面和/或外表面由在周向上以形成角度的方式連續(xù)地連接的兩個表面形成各所述應力集中部。
3.根據(jù)權利要求1所述的用于制造永磁體的方法，其特征在于， 在所述擠出模具中的所述通孔的內(nèi)表面或者所述芯軸的外表面以從所述通孔的內(nèi)表面或所述芯軸的外表面突出的方式設置朝向所述填充空間突出的突部，并且在朝向所述填充空間被擠出的擠出成型體的內(nèi)表面或外表面形成由所述突部引起的作為在徑向上內(nèi)凹的應力集中部的槽。
4.根據(jù)權利要求2所述的用于制造永磁體的方法，其特征在于， 在所述擠出模具中的所述通孔的內(nèi)表面或者所述芯軸的外表面以從所述通孔的內(nèi)表面或所述芯軸的外表面突出的方式設置朝向所述填充空間突出的突部，并且在朝向所述填充空間被擠出的擠出成型體的內(nèi)表面或外表面形成由所述突部引起的作為在徑向上內(nèi)凹的應力集中部的槽。
5.根據(jù)權利要求1所述的用于制造永磁體的方法，其特征在于， 將形成為使得所述應力集中部的徑向厚度T1相對于徑向最大厚度Ttl在1/51； < T1<4/5T0范圍的擠出成型體在所述應力集中部處斷開。
6.根據(jù)權利要求2所述的用于制造永磁體的方法，其特征在于， 將形成為使得所述應力集中部的徑向厚度T1相對于徑向最大厚度Ttl在1/51； < T1<4/5T0范圍的擠出成型體在所述應力集中部處斷開。
7.根據(jù)權利要求3所述的用于制造永磁體的方法，其特征在于， 將形成為使得所述應力集中部的徑向厚度T1相對于徑向最大厚度Ttl在1/51； < T1<4/5T0范圍的擠出成型體在所述應力集中部處斷開。
8.根據(jù)權利要求4所述的用于制造永磁體的方法，其特征在于， 將形成為使得所述應力集中部的徑向厚度T1相對于徑向最大厚度Ttl在1/51； < T1<4/5T0范圍的擠出成型體在所述應力集中部處斷開。
9.根據(jù)權利要求1至8中的任一項所述的用于制造永磁體的方法，其特征在于， 在徑向上壓縮所述擠出成型體，使得所述擠出成型體在所述應力集中部處被斷開。
全文摘要
永磁體的制造方法。在芯軸被插入到形成在擠出模具中的通孔內(nèi)的狀態(tài)下，通過利用加壓沖頭對被填充在通孔內(nèi)的預制成型體進行加壓，將預制成型體擠入到在通孔的內(nèi)表面與芯軸的外表面之間限定出的填充空間內(nèi)。結果，形成以在周向上彼此隔開的方式形成有沿擠出方向延伸的多個應力集中部的筒狀擠出成型體。接著，施加外力至如此獲得的擠出成型體以由此在應力集中部處將擠出成型體斷開成多個永磁體。
文檔編號H01F41/02GK103198920SQ201310007060
公開日2013年7月10日 申請日期2013年1月9日 優(yōu)先權日2012年1月10日
發(fā)明者宮脅寬, 森田敏之, 篭橋達哉 申請人:大同特殊鋼株式會社, 株式會社大同電子