燒結磁鐵制造裝置的制造方法
【專利說明】燒結磁鐵制造裝置
[0001]本申請是申請號:200880118720.0，申請日:2008.12.22，發明名稱燒結磁鐵制造裝置”的申請(PCT/JP2008/003877)的分案申請。
技術領域
[0002]本發明涉及一種制造由稀土類-鐵-硼系磁鐵(RFeB磁鐵)和稀土類-鈷系磁鐵(RCo磁鐵)等燒結體構成的燒結磁鐵的裝置。
【背景技術】
[0003]RFeB磁鐵于1982年由佐川(本案發明人)等人發現，其具有遠勝于此前的永久磁鐵的特性，且具有能夠以釹(稀土的一種)、鐵及硼這樣比較豐富且低廉的原料來制造的優點。因此，RFeB磁鐵一直被用于硬盤等的音圈馬達、混合動力汽車或電動汽車的驅動用馬達、電動輔助型自行車用馬達、工業用馬達、高級揚聲器、頭戴式耳機、永久磁鐵式磁共振診斷裝置等各種產品中。
[0004]RFeB磁鐵以具有正方晶的結晶結構且具有磁各向異性的R2Fe14B金屬間化合物為主相(專利文獻I)。為了提高RFeB磁鐵的磁性能，必須充分利用該磁各向異性，因此要通過能夠獲得致密且均質的微細組織的燒結法來進行制造。
[0005]燒結法中，通常是首先將RFeB磁鐵的合金粉末填充至金屬模具后，一邊利用壓制機對合金粉末施壓一邊施加磁場，同時進行成形及定向處理，繼而將成形體自金屬模具中取出后進行加熱而使之燒結。相對于此，專利文獻2中揭示有如下方法:將RFeB磁鐵的合金粉末填充至填充煅燒容器(填充工序)，并不進行壓制成形而于磁場中對合金粉末進行定向(定向工序)，然后直接進行加熱(燒結工序)，由此制造RFeB燒結磁鐵。根據該方法，由于不會因壓制成形而導致合金粉末的定向混亂，因此能夠獲得具有更高磁性能的RFeB磁鐵。
[0006]另外，專利文獻2中揭示有如下的這種燒結磁鐵的制造裝置，即，在將內部保持為無氧或惰性氣體氣氛的密閉容器內設置填充機構、定向機構及燒結機構，此外還設置將填充煅燒容器從填充機構運送至定向機構，再從定向機構運送至燒結機構的運送機構。根據該裝置，能夠貫穿全部工序始終在無氧或惰性氣體環境中對合金粉末進行處理，因此能夠防止其氧化和磁性能的降低。
[0007]專利文獻1:日本專利特開昭59-046008號公報
[0008]專利文獻2:日本專利特開2006-019521號公報
[0009]燒結磁鐵的制造是以流水(assembly line)作業來進行。即，其進行是填充、定向以及燒結的各操作同時并行。尤其在定向機構中需要對合金粉末施加磁通密度為數特斯拉(tesla)的強磁場，因此難以防止磁場泄漏到定向機構的外部。因此，由于所泄漏的磁場而使力作用于合金粉末，由此將導致在燒結機構中合金粉末的定向混亂、在填充機構中合金粉末的填充出現障礙。
[0010]為了消除這些泄漏磁場的影響，可考慮延長定向機構與燒結機構的距離、以及定向機構與填充機構的距離，但此時便無法避免制造裝置的大型化。倘若如此使裝置整體大型化，則將產生如下問題，即，用于設置裝置所需的空間將增大，由于密閉容器也需要大型化，故用于維持無氧或惰性氣體氣氛的成本將增大。
[0011]至此是以特別容易受到氧化影響的RFeB磁鐵為例進行了說明，但即使在制造較難受到氧化影響而無需使用密閉容器的磁鐵時，也同樣會產生占據較大空間的問題。
【發明內容】
[0012]本發明所欲解決的問題是，提供一種燒結磁鐵制造裝置，其能夠防止定向工序中所泄漏的磁場的影響。
[0013]用于解決上述問題研制而成的本發明的燒結磁鐵制造裝置，其中具有如下機構:
[0014]a)填充機構，其將合金粉末填充至填充煅燒容器中；
[0015]b)定向機構，其具有利用磁場使上述填充煅燒容器內的合金粉末定向的空心線圈；
[0016]c)燒結機構，其對于合金粉末進行燒結；
[0017]d)運送機構，其接照上述填充機構、上述定向機構、上述燒結機構的順序運送上述填充煅燒容器，
[0018]e)以所述空心線圈的軸偏離連接所述填充機構與所述燒結機構的直線的方式配置所述定向機構。
[0019]從空心線圈泄漏的磁場的強度在空心線圈的軸的延長線上最強，在軸的周圍則比較弱。因此，當將填充機構、定向機構和燒結機構配置成直線狀時，填充機構和燒結機構會強烈地受到泄漏磁場的影響。相對于此，在本發明中，通過使空心線圈的軸偏離連接填充機構與燒結機構的直線而進行配置，與上述直線狀配置的情形相比，能夠削弱填充機構和燒結機構的位置上的泄漏磁場的強度。
[0020]定向機構能夠配置為上述空心線圈的軸朝向與上述直線不同的方向。特別優選為使空心線圈的軸與上述直線正交。另一方面，也可以使空心線圈的軸平行地從上述直線偏離而配置。
[0021]上述運送機構可使用具備主運送機構及副運送機構的運送機構，該主運送機構在連接上述填充機構與上述燒結機構的主運送線上運送上述填充煅燒容器；該副運送機構在連接上述主運送線上的規定位置與上述定向機構的副運送線上運送上述填充煅燒容器。
[0022]優選上述填充機構和上述定向機構收納于一個密閉容器中，該密閉容器與上述燒結機構連通。
[0023]上述定向機構可作成為將線圈纏繞于上述密閉容器的外壁的一部分的機構。
[0024]根據本發明，能夠于填充機構和燒結機構的位置，抑制從定向機構漏出的磁場的強度。因此，能夠防止在燒結機構中合金粉末的定向混亂，或在填充機構中合金粉末的填充出現障礙。
[0025]另外，填充機構和燒結機構的位置從泄漏磁場的強度最強的空心線圈軸的延長線上偏離，因此與在該延長線上具有填充機構和燒結乎段的情況相比，可使這些機構更靠近定向機構。由此可使裝置小型化。伴隨于此，當使用密閉容器時，能夠縮小其容積，減少惰性氣體的使用量，從而能夠抑制運轉成本。
【附圖說明】
[0026]圖1是本發明的燒結磁鐵制造裝置的第一實施例的概略構成的頂視圖。
[0027]圖2 (a)、(b)、(c)分別是表示比較例1、比較例2和第一實施例的燒結磁鐵制造裝置中的磁場從定向機構12泄漏的范圍的概略圖。
[0028]圖3是表示本發明的燒結磁鐵制造裝置的第二實施例的概略構成的側視圖。
[0029]圖4是表示本發明的燒結磁鐵制造裝置的第三實施例的概略構成的頂視圖。
[0030]符號說明
[0031]10,20,30燒結磁鐵制造裝置
[0032]11、21、31填充機構
[0033]111供粉機構
[0034]112整平機構
[0035]113振動機構
[0036]114扣擊機構
[0037]12、22、32定向機構
[0038]121、221空心線圈
[0039]13、23、33燒結機構
[0040]14、24、34運送機構
[0041]141主運送線
[0042]142副運送線
[0043]143中間點
[0044]15、25、35 氣氛保持容器
[0045]151突出部
[0046]152外壁
[0047]241主運送機構
[0048]242副運送機構
[0049]26外容器收納機構
[0050]261填充鍛燒容器升降機
[0051]262導件
[0052]263外容器保持器
[0053]51磁場泄漏范圍
[0054]52填充煅燒容器
[0055]53外容器
【具體實施方式】
[0056]使用圖1?圖4來說明本發明的燒結磁鐵制造裝置的實施例。
[0057][實施例1]
[0058]圖1表示本發明的燒結磁鐵制造裝置的第一實施例10。該燒結磁鐵制造裝置10具有將合金粉末填充至填充煅燒容器的填充機構11、使填充到煅燒容器中的合金粉末定向的定向機構12 ;使所定向的合金粉末燒結的燒結機構13。定向機構12配置在偏離連接填充機構11與燒結機構13的直線的位置。另外，燒結磁鐵制造裝置10具有運送填充煅燒容器的運送機構14。此外，燒結磁鐵制造裝置10具有將填充機構11、定向機構12、燒結機構13和運送機構14保持在無氧或惰性氣體氣氛中的密閉容器15。以下，對上述各機構作詳細說明。
[0059]填充機構11具有:向填充煅燒容器供給合金粉末的供粉機構111 ;將供給到填充煅燒容器的合金粉末的堆積部分整平的整平機構112 ;給填充煅燒容器加蓋并利用空氣振動器而對合金粉末施加振動的振動機構113 ;通過將填充煅燒容器向臺座扣擊而對合金粉末施加沖擊的扣擊機構114。借助振動機構113和扣擊機構114，能夠不必擠壓而高密度地填充合金粉末。例如，如果是平均粒徑為3 μ m左右的NdFeB磁鐵的微粉末，則能夠以3.5?4.0g/μ m3的密度來填充。
[0060]定向機構12雖與填充機構11及燒結機構13大致處于同一平面上，但是配置在偏離連接該兩者的直線位置，具體而言，其配置于從填充機構11與燒結機構13之間的中間點143出發，與上述直線垂直并朝橫向推進的位置上。與之相應，密閉容器15具有定向機構12的部分突出的突出部151。定向機構12具備產生磁場的空心線圈121，空心線圈121的軸配置在與連接填充機構11和燒結機構13的直線正交的方向(圖中的以點劃線表示的方向)上。另外，空心線圈121纏繞于突出部151的外壁152，外壁152兼具線圈軸的功能。如此外壁152兼作線圈軸，與在外壁152的外側另設線圈軸的情況相比，能夠縮小空心線圈的內徑，提高發生磁場強度。
[0061]燒結機構13由對于從定向機構12運送來的填充煅燒容器直接進行加熱的加熱爐所構成。加熱爐的內部與密閉容器15連通，能夠使加熱爐內與密閉容器15內這兩方維持在無氧或惰性氣體氣氛中。在加熱爐與密閉容器15之間有隔熱性的門(未圖示)，加熱過程中通過關閉該門，能夠抑制密閉容器15內的升溫，并且能夠使加熱爐內單獨保持無氧或惰性氣體氣氛。
[0062]運送機構14具有:主運送線141和副運送線142，主運送線141從填充機構11經中間點143向燒結機構13運送填充鍛燒容器，副運送線142在中間點143和定向機構12之間沿垂直于主運送線141的方向運送填充煅燒容器。為了避免對定向的合金粉末的影響，運送機構14使用非磁性樹脂等制的帶式輸送機。
[0063]以制造NdFeB燒結磁鐵的情況為例，說明本實施例的燒結磁鐵制造裝置10的操作。
[0064]首先，在填充機構11內將填充煅燒容器配置在供粉機構111的位置。供粉機構111具有稱量器，將規定量的NdFe