專(zhuān)利名稱(chēng)：粉末充填裝置、采用該粉末充填裝置的加壓成型裝置、粉末充填方法及燒結(jié)磁鐵制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及粉末充填裝置、采用該粉末充填裝置的加壓成型裝置、粉末充填方法及燒結(jié)磁鐵制造方法。特別涉及把粉末充填到形成在模具上的模腔內(nèi)的粉末充填裝置、采用該粉末充填裝置的加壓成型裝置、粉末充填方法及燒結(jié)磁鐵制造方法。
背景技術(shù)：
目前，作為烯土類(lèi)合金的燒結(jié)磁鐵，在各領(lǐng)域中廣泛采用釤·鈷系磁鐵和稀土類(lèi)·鐵·硼系磁鐵這樣二類(lèi)。其中，稀土類(lèi)·鐵·硼系磁鐵(下面稱(chēng)為“R-T-(M)-B系磁鐵”，R是含有Y的稀土類(lèi)元素，T是鐵、或置換了鐵和鐵的一部分的過(guò)渡金屬元素，M是添加元素，B是硼)是各種磁鐵中磁能積最高的磁鐵，價(jià)格也比較便宜，所以在各種電子機(jī)器中被積極采用。包含在T中的過(guò)渡金屬，例如可采用鈷。另外，硼可被C(碳)部分置換。
為了制作該稀土類(lèi)磁鐵，先采用加壓成型裝置，將從稀土類(lèi)合金粉碎而得到的磁性合金粉末制作成型體(壓粉體)。制作成型體時(shí)，把磁性合金粉末充填到模腔(該模腔由設(shè)在模具上的?？?貫通孔)和插入該?？變?nèi)的下沖頭形成)內(nèi)部，再用上沖頭對(duì)充填到模腔內(nèi)的磁性合金粉末加壓，成型為成型體。把這樣得到的成型體，在約1000℃～1100℃的溫度下燒結(jié)，可制成稀土類(lèi)燒結(jié)磁鐵。
已往，為了把磁性合金粉末供給到加壓成型裝置中的模腔內(nèi)，提出了各種技術(shù)方案。
例如，在日本實(shí)公昭59-32568號(hào)公報(bào)和特開(kāi)昭61-147802號(hào)公報(bào)中，記載了這樣的技術(shù)，即，使收容著粉末的容器振動(dòng)，通過(guò)金屬網(wǎng)將粉末篩落到模腔內(nèi)。
在特開(kāi)昭61-147802號(hào)公報(bào)中，記載了這樣的裝置，即，在供料杯(粉末容器)的底部安裝金屬網(wǎng)，用電磁線(xiàn)圈使供料杯比較激烈地振動(dòng)，這樣，使通過(guò)了金屬網(wǎng)的顆粒狀磁性粉末，在短時(shí)間內(nèi)充填到模腔內(nèi)。
但是，特開(kāi)昭61-147802號(hào)公報(bào)揭示的裝置，是利用電磁線(xiàn)圈與鐵芯的吸附力及彈簧的復(fù)原力，使收容著粉末的供料杯自身振動(dòng)，鐵芯(可動(dòng)部)與供料杯用連接部件固定。這時(shí)，對(duì)供料杯內(nèi)的粉末只作用了由搖晃產(chǎn)生的力，不容易傳遞擊碎粉末塊的力。采用該裝置時(shí)，為了一邊防止拱橋的形成一邊向模腔內(nèi)供給顆粒狀粉末，必須將金屬網(wǎng)的網(wǎng)眼(篩號(hào))設(shè)定得比較細(xì)。但是，在使用這種細(xì)網(wǎng)眼的金屬網(wǎng)時(shí)，粉末不容易落下，粉末的充填時(shí)間大幅度增加。
另外，上述現(xiàn)有的裝置中，不容易將供料杯的移動(dòng)量(振幅)設(shè)定得大，這樣，供料杯只能稍稍移動(dòng)，從而不容易將粉末均勻地充填到模腔內(nèi)。
另外，模腔的角部和邊緣部與中央部相比，粉末不容易充填，采用上述現(xiàn)有裝置，通過(guò)設(shè)在距模具表面較高位置的金屬網(wǎng)，供給稀土類(lèi)合金粉末時(shí)，粉末堆積在中央部而呈隆起狀。這樣，粉末以不均勻的密度被充填到模腔內(nèi)時(shí)，在加壓成型后的成型體中，角部或邊緣部與中央部之間產(chǎn)生很大的成型密度差，該密度差使成型體產(chǎn)生裂縫。
上述缺點(diǎn)在實(shí)公昭59-32568號(hào)公報(bào)揭示的裝置中也同樣存在。
另外，把粉末充填到模腔內(nèi)的其它技術(shù)，在特開(kāi)平11-49101號(hào)公報(bào)和特開(kāi)2000-248301號(hào)公報(bào)中提出。
特開(kāi)平11-49101號(hào)公報(bào)的技術(shù)，是通過(guò)空氣放出(air-tapping)將被充填物通過(guò)供料斗充填到容器內(nèi)的充填方法，在空氣放出后，被充填物存在于供料斗和容器內(nèi)，要把存在于供給料斗與容器內(nèi)的被充填物之中的、由容器形成的密度均勻的部分，與殘存在供給料斗內(nèi)的被充填物分離。
特開(kāi)2000-248301號(hào)公報(bào)揭示的是粉末供給裝置，該裝置中，使底部有開(kāi)口的給粉箱移動(dòng)，從其開(kāi)口把稀土類(lèi)合金粉末供給到模腔內(nèi)。該裝置備有在給粉箱內(nèi)底部沿水平方向平行移動(dòng)的桿狀部件。一邊使該桿狀部件往復(fù)運(yùn)動(dòng)，一邊將給粉箱內(nèi)的稀土類(lèi)合金粉末供給到模腔內(nèi)。
但是，特開(kāi)平11-49101號(hào)的技術(shù)中，由于是通過(guò)空氣放出法將被充填物充填到容器內(nèi)，所以容器內(nèi)的被充填物的充填密度，比自然落下充填時(shí)的充填密度高。例如，稀土類(lèi)合金粉末的自然落下的充填密度是1.8g/cm3左右，而采用空氣放出法的充填密度是3.4g/cm3左右。這樣，被高密度充填的被充填物，各個(gè)粉末處于不容易移動(dòng)的狀態(tài)，所以，取向時(shí)必須要用更強(qiáng)的磁場(chǎng)，生產(chǎn)成本提高。
特開(kāi)2000-248301號(hào)公報(bào)揭示的技術(shù)中，如圖21A所示，使給粉箱2朝模腔1方向移動(dòng)，如圖21B所示，當(dāng)給粉箱2位于模腔1的上面時(shí)，利用粉末3的自重，將粉末3供給到模腔1內(nèi)。這時(shí)，充填偏移，粉末3的充填不均勻。然后，如圖21C和圖21D所示，借助搖動(dòng)器4的動(dòng)作，粉末3被充填到模腔1內(nèi)，用搖動(dòng)器4推入粉末3，使充填密度上升到2.3g/cm3左右，結(jié)果，使充填密度均勻。但是，為了得到所需的取向度，必須要更強(qiáng)的磁場(chǎng)。圖22表示采用該現(xiàn)有裝置的給粉狀態(tài)。
在沖頭的壓縮方向模腔淺的情況下，不容易通過(guò)壓縮來(lái)修正模腔內(nèi)充填密度的不均勻，在成型體上有時(shí)產(chǎn)生裂縫。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種能在短時(shí)間內(nèi)將粉末均勻地充填到加壓成型裝置的模腔內(nèi)的粉末充填裝置、采用該粉末充填裝置的加壓成型裝置及燒結(jié)磁鐵制造方法。
本發(fā)明的另一目的是提供一種能用低成本實(shí)現(xiàn)所需取向并得到高磁性的粉末充填裝置、采用該粉末充填裝置的加壓成型裝置、粉末充填方法及燒結(jié)磁鐵制造方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個(gè)方面是提供一種用于將粉末充填到形成在模具上的模腔內(nèi)的粉末充填裝置，其備有容器和撞擊部件；該容器在底部具有粉末保持部，該粉末保持部設(shè)有可供粉末通過(guò)的若干開(kāi)口部；該撞擊部件可以與該容器碰撞；通過(guò)使該撞擊部件與該容器碰撞，對(duì)該容器施加撞擊力，將收容在該容器內(nèi)的粉末，經(jīng)過(guò)上述若干個(gè)開(kāi)口部充填到該模腔內(nèi)。
本發(fā)明中，通過(guò)使撞擊部件與容器碰撞，將收容在容器粉末破碎，將破碎狀態(tài)的粉末供給到模腔內(nèi)。
本發(fā)明的另一方面是提供一種加壓成型裝置，該加壓成型裝置備有上述的粉末充填裝置，以及對(duì)由粉末充填裝置充填到模腔內(nèi)的粉末進(jìn)行加壓成型加壓機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明的又一個(gè)方面是提供一種燒結(jié)磁鐵制造方法，該方法包括以下步驟第1步驟是，在容器底部有粉末保持部，該粉末保持部設(shè)有可供粉末通過(guò)的若干開(kāi)口，對(duì)上述容器施加撞擊力，使收容在上述容器內(nèi)的粉末通過(guò)上述若干開(kāi)口部，充填到形成在模具上的模腔內(nèi)；第2步驟是，對(duì)充填在上述模腔內(nèi)的粉末，進(jìn)行加壓成型，制作成型體；第3步驟是，燒結(jié)上述成型體，制造燒結(jié)磁鐵。
對(duì)均勻地充填到模腔內(nèi)的粉末，進(jìn)行加壓成型，可制作密度均勻、尺寸離差和單重離差小的成型體。
另外，將該成型體燒結(jié)，可得到尺寸離差和單重離差小的磁鐵。
最好還備有與上述容器的上部連接著的振動(dòng)機(jī)構(gòu)，上述撞擊部件與上述容器的下部碰撞，由上述振動(dòng)機(jī)構(gòu)使上述容器的上部振動(dòng)，從而使上述撞擊部件與上述容器的下部碰撞。這樣，將振動(dòng)機(jī)構(gòu)與容器連接，將撞擊部件與振動(dòng)機(jī)構(gòu)分離，可抑制粉末飛揚(yáng)，減少進(jìn)入到進(jìn)振動(dòng)機(jī)構(gòu)的粉末。另外，使撞擊部件撞擊容器的下部，沖擊力可容易地直接傳遞到容器的開(kāi)口部。這樣，可將沖擊力傳遞到位于開(kāi)口部的整個(gè)粉末，可以均勻地充填粉末。
上述粉末保持部?jī)?yōu)選由2～14篩號(hào)的網(wǎng)形成，更優(yōu)選由2～8篩號(hào)的網(wǎng)形成。這樣，通過(guò)使用網(wǎng)眼比較粗的網(wǎng)，可大幅度降低粉末充填所需的時(shí)間，可均勻地將粉末充填到模腔內(nèi)。
上述粉末保持部?jī)?yōu)選設(shè)在距上述模具表面不滿(mǎn)2.0mm的高度處，更優(yōu)選設(shè)在距上述模具表面不滿(mǎn)1.0mm的高度處。這時(shí)，在模腔內(nèi)，從模具表面隆起的粉末量很小。因此，要抹平的多余粉末量少，在容器將充填粉末抹平時(shí)產(chǎn)生的塊，在下次給粉時(shí)，不會(huì)充填到模腔內(nèi)。
另外，優(yōu)選的是，上述撞擊部件通過(guò)撞擊上述容器，對(duì)上述容器施加撞擊力時(shí)，上述容器可以移動(dòng)。這時(shí)，可使撞擊部件撞擊移動(dòng)的容器，可對(duì)容器施加反方向的沖擊力。這樣，可更加均勻地將粉末充填到模腔內(nèi)。
另外，優(yōu)選在容器的外側(cè)，備有挾著上述容器相向設(shè)置的若干個(gè)上述撞擊部件。這時(shí)，可連續(xù)地對(duì)容器施加撞擊力。
另外，優(yōu)選在上述容器內(nèi)側(cè)進(jìn)一步設(shè)置分隔板。這時(shí)，撞擊部件撞擊容器的側(cè)壁時(shí)，可將撞擊力分散地傳遞給被分隔容器內(nèi)的粉末，可更有效地充填粉末。這樣，可大幅度縮短往模腔內(nèi)充填粉末的時(shí)間。
另外，設(shè)在上述粉末保持部的開(kāi)口部的尺寸，優(yōu)選根據(jù)上述開(kāi)口部的設(shè)置位置決定。這樣，根據(jù)開(kāi)口部的位置改變其粗度，可部分地調(diào)節(jié)往模腔內(nèi)充填的粉末量。
粉末是稀土類(lèi)合金粉末時(shí)，是有棱角的形狀，在粉末中添加了潤(rùn)滑劑后，流動(dòng)性降低而成為塊狀。這時(shí)，粉末不容易從粉末保持部的開(kāi)口部落下。但是，本發(fā)明中，即使是添加了潤(rùn)滑劑的、流動(dòng)性差的稀土類(lèi)合金粉末，也能在短時(shí)間內(nèi)有效地充填到模腔內(nèi)。
本發(fā)明的又一方面是提供一種用于將粉末充填到形成在模具上的模腔內(nèi)的粉末充填裝置，該粉末充填裝置包括給粉箱、桿狀部件、線(xiàn)狀部件和取向機(jī)構(gòu)，上述給粉箱可在上述模腔上自由移動(dòng)，底部有開(kāi)口，收容上述粉末；上述桿狀部件設(shè)在上述給粉箱內(nèi)，并且朝下方推入上述粉末；上述線(xiàn)狀部件設(shè)在給粉箱的開(kāi)口；上述取向機(jī)構(gòu)對(duì)從給粉箱充填到模腔內(nèi)的粉末進(jìn)行取向。
本發(fā)明的又一方面是提供一種用于將粉末充填到形成在模具上的模腔內(nèi)的粉末充填方法，該方法包括以下步驟在收容上述粉末的給粉箱內(nèi)設(shè)有可沿水平方向移動(dòng)的桿狀部件，并且在給粉箱的開(kāi)口設(shè)有線(xiàn)狀部件的狀態(tài)下，將上述給粉箱移動(dòng)到上述模具的模腔上面的步驟；在上述給粉箱位于上述模腔上時(shí)，一邊使上述桿狀部件在給粉箱內(nèi)沿水平方向移動(dòng)，一邊將上述粉末充填到上述模腔內(nèi)的步驟；以及對(duì)上述模腔內(nèi)的粉末施加取向磁場(chǎng)，將上述粉末取向的步驟。
本發(fā)明中，由于在給粉箱的開(kāi)口設(shè)有線(xiàn)狀部件，即使給粉箱在模腔上的移動(dòng)完了，粉末也不落下到模腔內(nèi)，然后，使給粉箱內(nèi)的桿狀部件動(dòng)作，可將粉末充填到模腔內(nèi)。這時(shí)，可將粉末以自然充填密度(例如1.7g/cm3～2.0g/cm3)均勻充填到模腔內(nèi)。這樣，由于粉末不以高密度充填，所以每個(gè)粉末容易移動(dòng)，即使是比較低的取向磁場(chǎng)，也能施加所需的取向，可抑制生產(chǎn)成本。另外，由于可使充填密度的分布均勻，所以，通過(guò)將模腔內(nèi)的粉末取向，可得到磁特性高的產(chǎn)品。
另外，桿狀部件與線(xiàn)狀部件的間隔是0.5mm以上、10mm以下。這時(shí)，線(xiàn)狀部件周邊的粉末的流動(dòng)被促進(jìn)，可用適合于取向的松密度可順利地將粉末充填到模腔內(nèi)。
本發(fā)明的又一方面是提供一種加壓成型裝置，該加壓成型裝置包括上述的粉末充填裝置，以及對(duì)由上述粉末充填裝置充填到上述模腔內(nèi)的粉末進(jìn)行加壓成型的加壓裝置。
本發(fā)明中，對(duì)由上述粉末充填裝置充填到模腔內(nèi)的粉末，進(jìn)行加壓，可得到密度均勻的成型體，可防止因密度不均勻而產(chǎn)生裂縫。
用急冷法制造粉末，并使粉末的粒度分布變窄而呈陡峭狀時(shí)，流動(dòng)性極端惡化。但是，本發(fā)明中，用自然落下的充填方式，可提高粉末的流動(dòng)性，所以，即使粉末用急冷法制造并且粒度分布呈陡峭狀時(shí)，也能提高模腔內(nèi)粉末的密度的均勻性。另外，每個(gè)粉末容易運(yùn)動(dòng)，例如可制造磁異方性高的磁鐵。
另外，線(xiàn)狀部件的間隔優(yōu)選是2mm以上、12mm以下。
本發(fā)明的又一方面是提供一種燒結(jié)磁鐵制造方法，該方法包括以下步驟對(duì)用上述粉末充填方法充填到模腔內(nèi)的粉末，進(jìn)行加壓成型，得到成型體的步驟；以及將上述成型體燒結(jié)，制造燒結(jié)磁鐵的步驟。
本發(fā)明中，對(duì)用上述粉末充填方法充填到模腔內(nèi)的粉末，進(jìn)行加壓，可得到密度均勻性高的成型體，可減少成型體的裂縫。結(jié)果，將該成型體燒結(jié)而得到的燒結(jié)磁鐵，也減少了裂縫等的缺陷，變形也減少?？商岣咧圃旃ば虻某善仿?，提高燒結(jié)磁鐵的生產(chǎn)性，同時(shí)，可制造磁特性好的燒結(jié)磁鐵。
本發(fā)明的上述目的和其它目的、特征、優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)結(jié)合附圖的以下實(shí)施例的說(shuō)明，將會(huì)更加清楚。


圖1是表示本發(fā)明一實(shí)施例之加壓成型裝置的要部的立體圖。
圖2A和圖2B是表示圖1實(shí)施例中采用粉末充填裝置的要部的圖，圖2A是將蓋卸下?tīng)顟B(tài)的平面圖，圖2B是收容著粉末狀態(tài)的斷面圖。
圖3A和圖3B是表示通過(guò)施加沖擊力使粉末從網(wǎng)材上落下?tīng)顟B(tài)的斷面圖，圖3A表示施加沖擊力前的狀態(tài)，圖3B表示施加沖擊力后的狀態(tài)。
圖4將粉末容器的一部分放大表示，是說(shuō)明模具表面與網(wǎng)材的間隙的斷面圖。
圖5是表示模具表面與網(wǎng)材的間隙、與厚度離差的關(guān)系的曲線(xiàn)圖。
圖6是表示圖1所示加壓成型裝置及其周邊部的圖。
圖7是表示另一實(shí)施例之粉末充填裝置的粉末容器的斷面圖。
圖8A和圖8B是表示網(wǎng)材變形例的平面圖。
圖9A和圖9B是表示另一實(shí)施例之粉末充填裝置的要部的圖，圖9A表示將蓋卸下后狀態(tài)的平面圖，圖9B表示收容著粉末狀態(tài)的斷面圖。
圖10是表示本發(fā)明另一實(shí)施例之加壓成型裝置要部的立體圖。
圖11是表示圖10所示實(shí)施例的要部的側(cè)面斷面圖。
圖12是表示圖10實(shí)施例的要部的C-C斷面圖。
圖13是表示圖10實(shí)施例中采用的粉末充填裝置的要部的側(cè)面圖。
圖14是表示設(shè)有搖動(dòng)器和線(xiàn)狀部件的給粉箱的立體圖。
圖15A～圖15D是表示圖10實(shí)施例中的給粉動(dòng)作的圖。
圖16是表示圖10實(shí)施例中給粉狀態(tài)的圖。
圖17A是表示用一實(shí)驗(yàn)例制造的成型體的圖，圖17B是表示該實(shí)驗(yàn)例結(jié)果的表。
圖18是表示本發(fā)明另一實(shí)施例的圖。
圖19是表示本發(fā)明另一實(shí)施例的圖。
圖20A和圖20B是表示另一實(shí)驗(yàn)例結(jié)果的曲線(xiàn)。
圖21A～圖21D是表示現(xiàn)有技術(shù)裝置的給粉動(dòng)作的圖。
圖22是表示現(xiàn)有技術(shù)裝置的給粉狀態(tài)的圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照

本發(fā)明的實(shí)施例。
如圖1和圖2所示，本發(fā)明一實(shí)施例的加壓成型裝置10，包含加壓成型部12和粉末充填裝置14。
加壓成型部12包含成套組合沖模16和金屬模18。金屬模18包含模具20、下沖頭22和上沖頭24(見(jiàn)圖6)。模具20的飽和磁化例如設(shè)定為0.05T以上、1.2T以下。模具20嵌入成套組合沖模16內(nèi)，下沖頭22可從下方自由地嵌入?？?6內(nèi)，該?？?6沿上下方向貫通模具20。由下沖頭22的上端面和?？?6的內(nèi)周面，形成任意容積的模腔28(見(jiàn)圖2B)。將上沖頭24沒(méi)入模腔28內(nèi)時(shí)，充填在模腔28內(nèi)的粉末m(后述)被壓縮，可得到成型體。另外，在模具20的附近，設(shè)有磁場(chǎng)發(fā)生用的線(xiàn)圈29。用該磁場(chǎng)發(fā)生用線(xiàn)圈29，對(duì)粉末m施加與加壓成型方向平行的、例如1.2T的取向磁場(chǎng)。
粉末充填裝置14，包含與成套組合沖模16相鄰配置著的基板30。在基板30上設(shè)有給粉箱32，給粉箱32例如借助油缸或氣缸等壓缸(或電動(dòng)伺服馬達(dá))34的活塞桿36，在模具20上與待機(jī)位置之間往復(fù)移動(dòng)。在給粉箱32的待機(jī)位置附近，設(shè)有向給粉箱32補(bǔ)給粉末m的補(bǔ)給裝置38。
補(bǔ)給裝置38中，在秤40上配置著給料杯42，借助振動(dòng)槽44，粉末3一點(diǎn)一點(diǎn)地落下到供料杯42內(nèi)。該計(jì)量動(dòng)作在給粉箱32移動(dòng)到模具20上期間進(jìn)行。當(dāng)給料杯42內(nèi)的粉末m的重量達(dá)到一定程度時(shí)，機(jī)械手46夾住供料杯42，在給粉箱返回到待機(jī)位置時(shí)，由機(jī)械手46將給料杯42內(nèi)的粉末m補(bǔ)給給粉箱32。給料杯42內(nèi)的粉末m的量，設(shè)定為相當(dāng)于隨著一次加壓動(dòng)作給粉箱32內(nèi)的粉末減少量，給粉箱32內(nèi)的粉末m的量總保持為一定量。這樣，由于給粉箱32內(nèi)的粉末m的量為一定量，所以，粉末m在重力作用下落下到模腔28時(shí)的壓力保持一定，充填到模腔28內(nèi)的粉末m的量保持一定。粉末m例如可采用稀土類(lèi)合金粉末。
下面參照?qǐng)D2A和圖2B，說(shuō)明粉末充填裝置14的要部。
粉末充填裝置14的給粉箱32，包含包圍部件48和設(shè)在包圍部件48上面的可開(kāi)閉蓋50。在包圍部件48的內(nèi)側(cè)，配置著粉末容器52，還設(shè)有挾著粉末容器52相向的一對(duì)撞擊部件54。在粉末容器52內(nèi)收容著粉末m的給粉箱32，被移動(dòng)到形成在加壓成型裝置10的模具20上的模腔28的上面，可將粉末m供給到該模腔28內(nèi)。
設(shè)在包圍部件48上面的蓋50，可將包圍部件48的內(nèi)側(cè)密閉。最好將例如氮?dú)獾榷栊詺怏w供給到包圍部件48的內(nèi)部，這樣，可防止收容在粉末容器52內(nèi)的粉末m被大氣氧化。蓋50的開(kāi)閉動(dòng)作，例如可用氣缸等自動(dòng)地進(jìn)行。
在粉末容器52的底部安裝著網(wǎng)材56，該網(wǎng)材56可保持粉末m，同時(shí)當(dāng)受到撞擊部件54的撞擊時(shí)，可使粉末m通過(guò)。網(wǎng)材56優(yōu)選采用由SUS304等形成的、2～14篩號(hào)(網(wǎng)眼1.8mm以上、12.7mm以下)的金屬網(wǎng)，更優(yōu)選采用2～8篩號(hào)(網(wǎng)眼3.2mm以上、12.7mm以下)的網(wǎng)材。例如，8篩號(hào)的網(wǎng)材，可用線(xiàn)徑約0.6mm的金屬線(xiàn)、以約3.0mm的間隔編織成。該網(wǎng)材56，優(yōu)選用Ni等的材料鍍層，這樣，網(wǎng)材56的表面粗度降低，可提高充填時(shí)稀土類(lèi)合金粉末的流動(dòng)性。
一對(duì)撞擊部件54，分別由各自的氣缸58獨(dú)立驅(qū)動(dòng)。撞擊部件54被氣缸58驅(qū)動(dòng)而朝著粉末容器52的方向快速移動(dòng)，撞擊粉末容器52的側(cè)壁，施加沖擊力。這樣，收容在粉末容器52內(nèi)的粉末m，通過(guò)網(wǎng)材56被供給到模腔28內(nèi)。撞擊部件54被氣缸58驅(qū)動(dòng)，優(yōu)選以50次～120次/分鐘的比例撞擊粉末容器52。各撞擊部件54的移動(dòng)行程，例如設(shè)定為10mm～20mm。
粉末容器52，被一方的撞擊部件54撞擊時(shí)，優(yōu)選可朝著另一方撞擊部件54移動(dòng)。為此，在包圍部件48上，設(shè)有平行于撞擊部件54移動(dòng)方向的2個(gè)導(dǎo)引部件60，在包圍部件48內(nèi)，粉末容器52可沿著導(dǎo)引部件60直線(xiàn)地移動(dòng)。這樣，可以使另一方撞擊部件54，撞擊移動(dòng)過(guò)來(lái)的粉末容器52。這樣，在粉末容器52上，可作用與移動(dòng)方向相反方向的沖擊力，因此，可將粉末m均勻地充填到模腔28內(nèi)。
在粉末容器52的下端部，設(shè)有含氟樹(shù)脂制的薄板或氈等形成的滑動(dòng)部件62(厚度例如5mm左右)。由于有該滑動(dòng)部件62的存在，粉末m不容易吃進(jìn)粉末容器52與模具20之間，粉末容器52可在模具20上順利地滑動(dòng)。另外，在包圍部件48的下端部，也設(shè)有同樣的滑動(dòng)部件64。由于有該滑動(dòng)部件64的存在，粉末m不容易吃進(jìn)包圍部件48與模具20之間，包圍部件48可在模具20上順利地滑動(dòng)。這樣，給粉箱32可順利地在加壓成型裝置10的模具20上滑動(dòng)。
下面參照?qǐng)D3A和圖3B說(shuō)明。圖3A表示用撞擊部件54撞擊前的狀態(tài)。粉末m是用帶材鑄造法制造的稀土類(lèi)合金粉末時(shí)，每個(gè)粉末(particle)是有棱角的形狀。另外，在粉末m中添加潤(rùn)滑劑后，流動(dòng)性降低而成為塊狀。這時(shí)，由稀土類(lèi)合金粉末構(gòu)成的粉末m，不容易從網(wǎng)材56的開(kāi)口部56a(網(wǎng)眼)落下。為此，要采用2～14篩號(hào)的、網(wǎng)眼比較粗的網(wǎng)材，開(kāi)口部56a的寬度d1，設(shè)定得比較大，約為數(shù)mm～十?dāng)?shù)mm程度。
然后，如圖3B所示，被撞擊部件54撞擊后，塊被粉碎，比上述篩號(hào)小的粉末m，從網(wǎng)材56的開(kāi)口部56a落下。另外，圖3A和圖3B中，粉末m的尺寸畫(huà)得比較大，實(shí)際上，由稀土類(lèi)合金粉末構(gòu)成的粉末m的粒徑，在10μm以下，與開(kāi)口部56a的寬度d1(數(shù)mm～十?dāng)?shù)mm)相比要小得多。
這樣，該實(shí)施例中，不象已往那樣使容器本身振動(dòng)，而是如圖2A和圖2B所示那樣，用撞擊部件54撞擊粉末容器52，這樣，將收容在粉末容器52內(nèi)的、流動(dòng)性差而容易形成塊的粉末m擊散，可將松散的粉末m供給模腔28內(nèi)。如果采用撞擊部件54，可對(duì)粉末容器52在短時(shí)間內(nèi)作用非常大的力(瞬間力)，該力也傳遞到粉末m，可有效地使粉末m成為更細(xì)的松散狀態(tài)。該實(shí)施例中，使用2～14篩號(hào)的、網(wǎng)眼比較粗的網(wǎng)，可大幅度減少粉末充填所需的時(shí)間，可以將粉末m均勻地充填到模腔28內(nèi)。
下面，參照?qǐng)D4說(shuō)明。粉末充填裝置14中，將粉末m供給到模腔28內(nèi)后，給粉箱32從模腔28上退去時(shí)，由粉末容器52的底部邊緣將充填粉末的上部抹平，這樣，可將要成型的預(yù)定量粉末精度良好地充填到模腔28內(nèi)。通過(guò)該抹平，可調(diào)節(jié)粉末的供給量，在粉末容器52的底部，網(wǎng)材56安裝在靠近模具20表面的位置。網(wǎng)材56與模具20表面之間的間隙d2，設(shè)定為不足2mm，優(yōu)選為不足1mm。
這樣，減小網(wǎng)材56與模具20的表面之間的間隙d2，在模腔28中，可使從模具20表面隆起的粉末m的量減少為很小。因此，被抹平的多余粉末m的量少，在下次的給粉時(shí)，可以不把在粉末容器52抹平粉末時(shí)產(chǎn)生的塊充填到模腔28內(nèi)。另外，在模腔28以外的區(qū)域，可減少堆積在模具20表面與網(wǎng)材56之間的粉末m的量，可防止抹平時(shí)多余的粉末m充填(被推入)到模腔28內(nèi)。另外，即使模腔28的角部和邊緣部比中央部不容易被供給粉末m時(shí)，也可防止粉末m在中央部隆起(即多余的粉末堆積)，在模腔28的角部和邊緣部也能把粉末m均勻地充填到模具20的表面。
這樣，通過(guò)把網(wǎng)材56設(shè)在模具20的表面附近，可以將粉末m均勻地充填到模腔28內(nèi)。另外，這樣，在模具20表面附近設(shè)置網(wǎng)材56時(shí)，為了防止網(wǎng)材56與模具20表面接觸，應(yīng)減小網(wǎng)材56的撓度。為此，網(wǎng)材56最好采用變形小的軋制網(wǎng)形成。
圖5是表示網(wǎng)材56與模具20表面之間距離(間隙)d2、與燒結(jié)后成型體(燒結(jié)體)的厚度離差關(guān)系的曲線(xiàn)。厚度離差這樣得到采用加壓成型裝置10，制成縱55mm×橫45mm×厚16mm的塊狀成型體后，將其燒結(jié)，測(cè)定該燒結(jié)體上面的4角附近和中央位置共5個(gè)部位的厚度。用上述5個(gè)部位的厚度的平均值，除上述5個(gè)部位厚度的最大值和最小值之差，得到的值即為厚度離差。另外，對(duì)于每個(gè)間隙d2，對(duì)30個(gè)燒結(jié)體進(jìn)行厚度離差的測(cè)定，將其平均值作為各間隙d2的厚度離差(％)。
從曲線(xiàn)可知，如果間隙d2不足2mm，則可將厚度離差抑制在4％以下，可制成具有比較均勻厚度的成型體。另外，從曲線(xiàn)可知，為了制作厚度離差小的成型體，最好把間隙d2設(shè)定為不足1mm。另外，如果將間隙d2設(shè)定在0.5mm以下，則可制成厚度離差很小、尺寸精度高的成型體。
這樣，該實(shí)施例的粉末充填裝置14中，用撞擊部件54的沖擊力，將粉末容器52內(nèi)的粉末m擊散，使其通過(guò)位于模具20表面附近的、網(wǎng)眼比較粗的網(wǎng)材56，供給到模腔28內(nèi)，因此，可與模腔28的深度和位置無(wú)關(guān)地，以均勻的狀態(tài)充填粉末m。另外，可以大幅度減少供給粉末的時(shí)間。將該實(shí)施例的粉末充填裝置14，用于供給稀土類(lèi)合金粉末(該稀土類(lèi)合金粉末添加了后述材料形成的潤(rùn)滑劑而流動(dòng)性變差)時(shí)，能得到特別大的效果。另外，在把粉末m充填到深度30mm以下的模腔28內(nèi)時(shí)，能得到特別大的效果。
下面說(shuō)明該加壓成型裝置10的動(dòng)作。
把氮?dú)獾榷栊詺怏w導(dǎo)入給粉箱32內(nèi)的粉末容器52內(nèi)。在該狀態(tài)，打開(kāi)給粉箱32的蓋50，用機(jī)械手46把供料杯42內(nèi)的預(yù)定量粉末m供給粉末容器52。粉末m的供給后，關(guān)閉蓋50，將粉末容器52的內(nèi)部保持為惰性氣體氛圍。惰性氣體往粉末容器52內(nèi)的導(dǎo)入，不僅在給粉箱往模腔28上移動(dòng)時(shí)進(jìn)行，而是常時(shí)地進(jìn)行，以防止粉末著火。惰性氣體可采用Ar或He。
這樣，收容著粉末m的給粉箱32移動(dòng)到模腔28上后，進(jìn)行粉末的供給。如圖2A和圖2B所示地進(jìn)行，與撞擊部件54連接著的氣缸58被驅(qū)動(dòng)，沖擊力作用在粉末容器52上，進(jìn)行粉末的供給。這樣，采用撞擊部件54，進(jìn)行連續(xù)多次的撞擊，收容在粉末容器52內(nèi)的粉末m，從網(wǎng)材56供給到模腔28的內(nèi)部。
撞擊部件54的動(dòng)作可以有各種模式。例如，使左側(cè)撞擊部件54撞擊粉末容器52的同時(shí)，使右側(cè)的撞擊部件54離開(kāi)粉末容器52，然后，使右側(cè)的撞擊部件54撞擊的同時(shí)，使左側(cè)的撞擊部件54離開(kāi)粉末容器52。這時(shí)，粉末容器52在模具20上往復(fù)運(yùn)動(dòng)，粉末容器52本身也細(xì)微振動(dòng)。這樣，左右相向地設(shè)置撞擊部件54，可以用使粉末m容易進(jìn)入模腔28內(nèi)的動(dòng)作模式，將粉末m均勻地供給到模腔28內(nèi)。
如圖6所示，粉末m被充填后，上沖頭24開(kāi)始下降，對(duì)充填在模腔28內(nèi)的粉末m，施加由磁場(chǎng)發(fā)生線(xiàn)圈29形成的取向磁場(chǎng)。上沖頭24和下沖頭22將模腔28內(nèi)的粉末m加壓成型后，在模腔28內(nèi)形成成型體66。然后，上沖頭24上升，下沖頭22將成型體66推上，這樣，把成型體66從模具20中拔出(取出)。圖6是表示下沖頭22將成型體66整個(gè)從模具20推上的狀態(tài)。
該加壓成型結(jié)束后，被下沖頭22推上的成型體66，被未圖示的機(jī)械手載置到燒結(jié)用臺(tái)板68(厚度0.5mm～3mm)。臺(tái)板68例如由鉬材料構(gòu)成。成型體66與臺(tái)板68一起被運(yùn)送到傳送機(jī)70上，放到燒結(jié)箱72內(nèi)，該燒結(jié)箱72放在保持著例如氮?dú)獾榷栊詺怏w的空間內(nèi)。燒結(jié)箱72優(yōu)選用鉬制的薄金屬板(厚度1mm～3mm)構(gòu)成。
在燒結(jié)箱72中，設(shè)有沿水平方向延伸的若干根鉬制桿(支承桿)74，載置著成型體66的臺(tái)板68，在燒結(jié)箱72內(nèi)由桿74大致水平地支承著。
這樣，如果使用燒結(jié)箱72，在燒結(jié)爐內(nèi)，可有效地?zé)Y(jié)多個(gè)成型體66，防止成型體66在爐內(nèi)以暴露狀態(tài)燒結(jié)，可防止成型體66的氧化等。
下面，說(shuō)明用粉末充填裝置14，制造R-T-(M)-B系稀土類(lèi)磁鐵的方法。
為了制造R-T-(M)-B系稀土類(lèi)磁鐵，先用帶材鑄造法(該帶材鑄造法是采用急冷法(冷卻速度102℃/秒以上、104℃/秒以下)制造合金的方法)，制作R-T-(M)-B系合金。該帶材鑄造法例如已在美國(guó)專(zhuān)利第5,383,978號(hào)中揭示。其具體方法是，用高頻熔解，把由Nd26wt％、Dy5.0wt％、B1.0wt％、Al0.2wt％、Co0.9wt％、Cu0.2wt％、其余部分的Fe和不可避免的不純物構(gòu)成的合金熔融，形成合金熔液。將該合金熔液保持1350℃后，用單輥法使合金熔液急冷，得到厚度為0.3mm的片狀合金。這時(shí)的急冷條件例如是，輥周速度約為1m/秒，冷卻速度為500℃/秒，過(guò)冷度為200℃。
用氫吸藏法將該鱗片狀合金粗粉碎后，再用噴射研磨機(jī)在氮?dú)猸h(huán)境中微粉碎，可得到平均粒徑約3.5μm的合金粉末。該氮?dú)猸h(huán)境中的氧氣量最好抑制在10000ppm。該噴射研磨機(jī)在特公平6-6728號(hào)公報(bào)中有記載?？刂莆⒎鬯闀r(shí)的環(huán)境氣體中所含的氧化氣體(氧氣、水蒸氣)濃度，這樣，可將微粉碎后的合金粉末的氧含有量(重量)調(diào)節(jié)在6000ppm以下。如果稀土類(lèi)合金粉末中的氧氣量超過(guò)6000ppm，則磁鐵中非磁性氧化物占的比例增加，導(dǎo)致最終的燒結(jié)磁鐵的磁特性惡化。
對(duì)這樣得到的稀土類(lèi)合金粉末，在擺動(dòng)式混合器內(nèi)例如添加0.3wt％的潤(rùn)滑劑進(jìn)行混合，用潤(rùn)滑劑復(fù)蓋合金粉末粒子的表面。潤(rùn)滑劑優(yōu)選采用用石油系溶劑稀釋的脂肪酸酯。該實(shí)施例中，脂肪酸酯是采用己酸甲酯，石油系溶劑可采用異烷烴。己酸甲酯與異烷烴的重量比例如可為1∶9。
潤(rùn)滑劑的種類(lèi)并不限定于上述各種，脂肪酸酯除了采用己酸甲酯外，例如也可采用辛酸甲酯、月桂酸基甲酯、月桂酸甲酯等。溶劑可采用以異烷烴為代表的石油系溶劑或環(huán)烷系溶劑等。潤(rùn)滑劑的添加時(shí)間是任意的，可在微粉碎前、微粉碎中或微粉碎后。也可以與液體潤(rùn)滑劑一起，同時(shí)采用硬酯酸鋅等的固體(干式)潤(rùn)滑劑。
下面，說(shuō)明采用加壓成型裝置10，從上述合金粉末制作成型體。
先將稀土類(lèi)合金粉末充填到粉末充填裝置14的給粉箱32內(nèi)，再?gòu)慕o粉箱32將合金粉末供給到形成在加壓成型裝置10的模具20上的模腔28內(nèi)。采用粉末充填裝置14時(shí)，可均勻地充填粉末，在模腔28內(nèi)不形成拱橋。接著，在模腔28內(nèi)，在磁場(chǎng)中將稀土類(lèi)合金粉末加壓成型(壓縮成型)，這樣，制成預(yù)定形狀的成型體。成型體的密度例如設(shè)定為4.3g/cm3。該實(shí)施例中，由于采用粉末充填裝置14，將預(yù)定量的稀土類(lèi)合金粉末均勻地充填到模腔28內(nèi)，所以，通過(guò)對(duì)上述充填的稀土類(lèi)合金粉末進(jìn)行加壓成型，可制作密度均勻的成型體。另外，該粉末充填裝置14可一次充填多個(gè)模腔，所以，在加壓成型時(shí)可防止成型體裂縫，提高成品率。
當(dāng)模腔深度在30mm以下時(shí)，如果稀土類(lèi)合金粉末不能均勻地充填在模腔內(nèi)，則稀土類(lèi)合金粉末會(huì)形成拱橋，這樣制成的成型體的密度離差大。如果采用粉末充填裝置14，則即使是深度淺的模腔，也能均勻地充填粉末。
然后，如圖6所示，在把成型體載置在燒結(jié)用臺(tái)板68上的狀態(tài)，收容到燒結(jié)箱72內(nèi)，將其運(yùn)送到燒結(jié)裝置，插入設(shè)在燒結(jié)裝置入口的準(zhǔn)備室內(nèi)。將準(zhǔn)備室密閉后，為了防止氧化，將準(zhǔn)備室內(nèi)抽真空到2帕斯卡的程度。接著，將燒結(jié)箱72運(yùn)送到脫粘室，在這里進(jìn)行脫粘處理(溫度250℃～600℃，壓力2帕斯卡，時(shí)間3～6小時(shí))。脫粘處理的目的是為了在燒結(jié)工序前，使復(fù)蓋磁性粉末表面的潤(rùn)滑劑(粘合劑)揮發(fā)。為了改善加壓成型時(shí)磁性粉末的取向性，在加壓成型前將潤(rùn)滑劑與磁性粉末混合，潤(rùn)滑劑存在于磁性粉末的各粒子間。脫粘處理時(shí)，從成型體上發(fā)生有機(jī)氣體、水蒸氣等各種氣體。因此，最好把能吸收這些氣體的吸氣劑預(yù)先放在燒結(jié)箱72內(nèi)。
脫粘處理結(jié)束后，燒結(jié)箱72被運(yùn)送到燒結(jié)室，在氬氣的氣氛中，接受2～5小時(shí)的1000℃～1100℃的燒結(jié)處理。這樣，成型體隨著收縮而被燒結(jié)，得到燒結(jié)體。
這時(shí)，該實(shí)施例中，由于成型體的密度均勻，所以，燒結(jié)時(shí)磁性異方性方向的收縮的離差小。因此，可縮短燒結(jié)體的尺寸調(diào)節(jié)所需的加工時(shí)間，可提高生產(chǎn)性。
然后，燒結(jié)箱72被運(yùn)送到冷卻室，在這里，冷卻到室溫以下。冷卻后的燒結(jié)體被插入時(shí)效處理爐內(nèi)，進(jìn)行通常的時(shí)效處理工序。時(shí)效處理，例如是將氬氣等環(huán)境氣體的壓力設(shè)定為2帕斯卡，用400℃～600℃的溫度，進(jìn)行3～7小時(shí)。進(jìn)行時(shí)效處理時(shí)，也可從燒結(jié)箱72取出燒結(jié)體，將其移到不銹鋼的網(wǎng)眼容器內(nèi)，進(jìn)行處理。
被付與預(yù)定磁特性地制成的稀土類(lèi)磁鐵的燒結(jié)體，被切削、研磨，使其具有所需要的形狀。這時(shí)，由于燒結(jié)體的尺寸離差小，所以可縮短形狀加工所需的時(shí)間。然后，為了提高耐候性，根據(jù)需要，對(duì)形成為所需形狀的磁鐵，進(jìn)行表面處理，該表面處理是在磁鐵上形成由Ni或Sn等構(gòu)成的保護(hù)膜。
另外，用本發(fā)明的制造方法制作的稀土類(lèi)磁鐵，并不限定是具有上述組成的磁鐵，例如，稀土類(lèi)元素R，可以采用含有Y、La、Ca、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Lu中至少一種元素的原料。為了得到充分的磁化，稀土類(lèi)元素R中的50at％以上最好是Pr或Nd或Pr、Nd兩者。
含有Fe和Co的過(guò)渡金屬元素T，可以?xún)H由Fe構(gòu)成，但是添加了Co后，居里溫度上升，耐熱性提高。過(guò)渡金屬元素T的50at％以上最好是Fe。如果Fe的比例低于50at％，則Nd2Fe14B型化合物的飽和磁化本身減少。
B是為了穩(wěn)定地析出正方晶Nd2Fe14B型結(jié)晶構(gòu)造所必需的元素。如果B的添加量不足4at％，則R2T17相析出，矯頑磁力降低，減磁曲線(xiàn)的矩形性顯著受損。因此，B的添加量最好在4at％以上。
為了更加提高粉末的磁異方性，也可以添加其它元素。添加元素可采用從Al、Ti、Cu、V、Cr、Ni、Ga、Zr、Nb、Mo、In、Sn、Hf、Ta、W中選擇的至少一種元素。為了得到磁等方性的碎粉，不要添加元素M，但為了提高固有矯頑磁力，也可以添加Al、Cu、Ga等。
下面參照?qǐng)D7，說(shuō)明另一實(shí)施例的粉末充填裝置14a的粉末容器76。在粉末容器76的內(nèi)側(cè)，設(shè)有若干分隔板78。如果設(shè)置了該分隔板78，在撞擊部件54撞擊粉末容器76的側(cè)壁時(shí)，沖擊力可分散地傳遞到被粉末容器76內(nèi)的分隔板78分隔的粉末m，可更加有效地充填粉末m。這樣，可大幅度縮短往模腔28內(nèi)充填粉末的時(shí)間。另外，分隔板78的上下方向位置(粉末容器76的高度方向)可調(diào)節(jié)，根據(jù)收容在粉末容器76內(nèi)的粉末m的量，調(diào)節(jié)分隔板78的位置，這樣，可對(duì)全體粉末施加適當(dāng)?shù)牧Α?br> 另外，設(shè)在粉末容器底部的網(wǎng)材，如圖8A和圖8B所示，也可以采用網(wǎng)材80和82。如圖8A所示，網(wǎng)材80包含粗度不同的2種網(wǎng)材80a和80b。如圖8B所示，網(wǎng)材82包含粗度不同的2種網(wǎng)材82a和82b。這樣，根據(jù)網(wǎng)材的位置改變其粗度，可以部分地調(diào)節(jié)充填到模腔28內(nèi)的粉末m的量。
如上所述，在模腔28的角部和邊緣，有時(shí)粉末供給量比中央部少。這時(shí)，為了把同量的粉末均勻地供給到整個(gè)模腔28內(nèi)，最好在模腔28的角部和邊緣部，使粉末m容易供給。
為此，在圖8A和圖8B所示的網(wǎng)材80和82中，在與模腔28的邊緣部對(duì)應(yīng)的部分，設(shè)置網(wǎng)眼更粗的網(wǎng)材80b和82b，在中央部，設(shè)置網(wǎng)眼更細(xì)的網(wǎng)材80a和82a。這樣，在模腔28的邊緣部，可充填比中央部多的粉末m。
另外，圖8B所示的網(wǎng)材82中，在粉末充填后的抹平時(shí)，網(wǎng)材82在移動(dòng)方向(圖中箭頭A所示方向)的跟前側(cè)，設(shè)有網(wǎng)眼細(xì)的網(wǎng)材82a，使得在該部分粉末m不容易供給。這是因?yàn)樵谀ㄆ綍r(shí)，分散在模具20上的粉末m也被供給到模腔28內(nèi)的邊緣部(設(shè)置上述細(xì)網(wǎng)眼網(wǎng)材的部位)，所以，預(yù)先減少與該部分相應(yīng)的量。這樣，在抹平后，可將適量的粉末m均勻地充填到整個(gè)模腔28內(nèi)。
表1表示本發(fā)明的實(shí)施例和比較例的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
實(shí)施例1中，采用圖2所示的粉末充填裝置14，把稀土類(lèi)合金粉末充填到模腔28內(nèi)后，用加壓成型，制作成型體。實(shí)施例2中，采用圖7所示的粉末充填裝置14a，制作成型體。比較例1中，采用特開(kāi)2000-248301號(hào)揭示的搖動(dòng)式粉末充填裝置，制作成型體。
分別將這樣制成的成型體燒結(jié)，測(cè)定燒結(jié)體的厚度離差和單重離差。厚度離差這樣求得在9個(gè)點(diǎn)測(cè)定燒結(jié)體的厚度，求出該9個(gè)點(diǎn)的厚度最大值與最小值之差，用9個(gè)點(diǎn)的厚度平均值除上述差，便得到厚度離差。另外，表1中的厚度離差值，是200個(gè)燒結(jié)體的厚度離差(％)的平均值。另外，單重離差這樣求得求出200個(gè)燒結(jié)體的單重最大值與最小值之差，用200個(gè)燒結(jié)體的平均重量除上述差，得到的值便是厚度離差。另外，給粉時(shí)間是表示把一定量的粉末充填到模腔內(nèi)所需要的時(shí)間。
表1

從表1可知，與采用特開(kāi)2000-248301號(hào)公報(bào)所示搖動(dòng)式粉末充填裝置時(shí)(比較例1)相比，采用圖2和圖7所示粉末充填裝置14、14a(實(shí)施例1和2)，充填速度快，并且，燒結(jié)體的尺寸和重量的離差小。
圖9A和圖9B表示另一實(shí)施例的粉末充填裝置14b的要部。粉末充填裝置14b，具有與粉末容器52的上部連接著的振動(dòng)機(jī)構(gòu)84，振動(dòng)機(jī)構(gòu)84與氣缸等的壓缸86連接。另外，一對(duì)撞擊部件88安裝在包圍部件48上，可撞擊粉末容器52的下部。撞擊部件88的前端部90例如由硬質(zhì)樹(shù)脂等構(gòu)成，這樣，可抑制撞擊粉末容器52時(shí)產(chǎn)生火花。網(wǎng)材56的網(wǎng)眼尺寸和網(wǎng)材56距模具20表面的距離等其它構(gòu)造，與圖2A及圖2B所示的粉末充填裝置14相同。
該粉末充填裝置14b中，用壓缸86驅(qū)動(dòng)振動(dòng)機(jī)構(gòu)84，由振動(dòng)機(jī)構(gòu)84使粉末容器52的上部振動(dòng)，從而使撞擊部件88與粉末容器52的下部碰撞。粉末容器52的移動(dòng)行程例如是1mm～15mm。
粉末充填裝置14b中，在上部配置振動(dòng)機(jī)構(gòu)84，在下部配置撞擊部件88，使兩者分離，可使撞擊部件88更接近模具20表面，可對(duì)充填著粉末m的粉末容器52的開(kāi)口部56a，施加均勻的撞擊力，可以使粉末m更均勻且穩(wěn)定地充填到模腔28內(nèi)。
另外，例如當(dāng)粉末m是10μm以下的微細(xì)粉末時(shí)，可抑制給粉箱32內(nèi)的粉末m飛揚(yáng)到粉末容器52的外面，粉末m也不會(huì)吃進(jìn)包圍部件48與氣缸86的滑動(dòng)部等內(nèi)。
另外，采用粉末充填裝置14b，把粉末m充填到模腔28內(nèi)，與圖1所示實(shí)施例同樣地進(jìn)行加壓成型，再燒結(jié)，制成燒結(jié)磁鐵，可得到尺寸離差、單重離差小的燒結(jié)磁鐵。
如果采用粉末充填裝置14b，可得到與上表1中實(shí)施例2相同的效果。
下面，參照?qǐng)D10至圖14，說(shuō)明本發(fā)明另一實(shí)施例的加壓成型裝置100。
加壓成型裝置100，包含加壓成型部112和粉末充填裝置114。
加壓成型部112包含成套組合沖模116和金屬模118。金屬模118包含模具120、下沖頭122和上沖頭124。模具120的飽和磁化例如設(shè)定在0.05T以上、1.2T以下。模具120嵌入成套組合沖模116內(nèi)，下沖頭122可從下方嵌入?？?26內(nèi)，該?？?26沿上下方向貫通模具120。由下沖頭122的上端面和?？?26的內(nèi)周面，形成任意容積的模腔128。將上沖頭124沒(méi)入模腔128內(nèi)時(shí)，充填在模腔128內(nèi)的粉末m被壓縮，可得到成型體。
粉末充填裝置114，包含與成套組合沖模116相鄰配置著的基板130。在基板130上設(shè)有給粉箱132，給粉箱132例如借助油缸或氣缸等壓缸(或電動(dòng)伺服馬達(dá))134的活塞桿136，在模具120上與待機(jī)位置之間往復(fù)移動(dòng)。在給粉箱132的待機(jī)位置附近，設(shè)有向給粉箱132補(bǔ)給粉末m的補(bǔ)給裝置138。補(bǔ)給裝置138包含秤140、供料杯142、振動(dòng)槽144和機(jī)械手146。被給裝置138的動(dòng)作與上述補(bǔ)給裝置38同樣，其說(shuō)明從略。
如圖11和圖12所示，在給粉箱132內(nèi)設(shè)有搖動(dòng)器(也稱(chēng)為攪拌器)148。搖動(dòng)器148包含若干桿狀部件150和若干略コ字形支承部件152。桿狀部件150平行于模具120的上面或基板130的上面。桿狀部件150例如是直徑3mm以上、10mm以下的圓形斷面圓桿材，也可以是方桿材。桿狀部件150和支承部件152，分別由不銹鋼(SUS304)構(gòu)成。該實(shí)施例中，桿狀部件150和支承部件152各采用3個(gè)，支承部件152連接在桿狀部件150的兩端附近，形成3個(gè)略四方形的框體。各支承部件152的上部連接在2根支承桿158上(該支承桿158貫通給粉箱132移動(dòng)方向的對(duì)面?zhèn)缺?54和156并平行地延伸)，這樣支承部件152和桿狀部件150被固定。2根支承桿158的兩端，用螺絲等固定在短條狀(短冊(cè)狀)的連接材160和162上。在安裝于側(cè)壁156外面的固定配件164上，固定著氣缸166。氣缸166的氣缸軸168固定在連接材162上。因此，借助從空氣管170供給到氣缸166兩端的空氣，氣缸軸168往復(fù)運(yùn)動(dòng)，搖動(dòng)器148也就往復(fù)運(yùn)動(dòng)。往復(fù)次數(shù)根據(jù)粉末充填量變更。
另外，在給粉箱132的側(cè)壁156中央部的上方，設(shè)有將氮?dú)獾榷栊詺怏w供給給粉箱132內(nèi)的氣體供給管172。為了使給粉箱132內(nèi)保持為惰性氣體環(huán)境，用比大氣壓高的壓力，將氮?dú)獾榷栊詺怏w供給給粉箱1 32內(nèi)。因此，搖動(dòng)器148往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，即使給粉箱132與粉末之間產(chǎn)生摩擦也不會(huì)著火。即使在粉末挾入給粉箱132的底面與基板130之間的狀態(tài)給粉箱132移動(dòng)，也不會(huì)因摩擦而著火。另外，隨著給粉箱132的移動(dòng)，雖然給粉箱132內(nèi)的粉末之間產(chǎn)生摩擦，但粉末不著火。
另外，為了氣密地復(fù)蓋給粉箱132的粉末收容部174，設(shè)有蓋176。在粉末m的補(bǔ)給時(shí)，為了使粉末收容部174的上面開(kāi)口，必須使蓋176朝著氣缸166方向(圖13中是右方向)移動(dòng)。為此，在側(cè)壁180上設(shè)有驅(qū)動(dòng)蓋176的氣缸178。蓋176和氣缸178用金屬配件182連接著，用螺絲固定。為了使給粉箱132內(nèi)保持為惰性氣體環(huán)境，蓋176通常配置在給粉箱132的粉末收容部174上，僅在補(bǔ)給粉末時(shí)蓋176才朝氣缸166方向移動(dòng)。另外，在與給粉箱132的側(cè)壁180相向的側(cè)壁184上設(shè)有導(dǎo)引機(jī)構(gòu)(未圖示)，該導(dǎo)引機(jī)構(gòu)，在氣缸178驅(qū)動(dòng)開(kāi)閉蓋176時(shí)，可使蓋176順利地移動(dòng)。因此，借助從空氣供給管186供給到氣缸178兩端的空氣，氣缸軸(未圖示)驅(qū)動(dòng)，蓋176被驅(qū)動(dòng)開(kāi)閉。
在給粉箱132的底面，例如用螺絲固定著含氟樹(shù)脂制的厚度5mm的板材188，隔著板材188使給粉箱132在基板130上滑動(dòng)，這樣，粉末m不容易吃進(jìn)給粉箱132與基板130之間。
如圖14所示，在給粉箱132的開(kāi)口190，設(shè)有若干線(xiàn)狀部件192，該線(xiàn)狀部件192平行于給粉箱132的行進(jìn)方向。開(kāi)口190比模腔128的上面開(kāi)口大。線(xiàn)狀部件192是采用直徑0.15mm左右的非磁性金屬材，線(xiàn)狀部件192的間隔是2mm以上、4mm以下。另外，桿狀部件150與線(xiàn)狀部件192的距離設(shè)定為0.5mm以上、10mm以下。這里，線(xiàn)狀部件192的直徑、以及桿狀部件150與線(xiàn)狀部件192的距離，根據(jù)模腔128的大小調(diào)節(jié)。
另外，還設(shè)有取向機(jī)構(gòu)，該取向機(jī)構(gòu)是挾著成套組合沖模116的一對(duì)磁場(chǎng)發(fā)生線(xiàn)圈194。在磁場(chǎng)發(fā)生線(xiàn)圈194的中心，設(shè)有珀明德鐵鈷系高導(dǎo)磁率合金(permendure)等的芯195。向磁場(chǎng)發(fā)生線(xiàn)圈194通電時(shí)，箭頭B方向的例如1.2T的取向磁場(chǎng)，加在模腔128內(nèi)的粉末m上，粉末m被取向。
下面說(shuō)明該加壓成型裝置100的動(dòng)作。
從氣體供給管172，將氮?dú)獾鹊亩栊詺怏w導(dǎo)入給粉箱132的粉末收容部174。在該狀態(tài)，給粉箱132的蓋176打開(kāi)，由機(jī)械手146將供料杯142內(nèi)的預(yù)定量粉末m供給粉末收容部174。粉末m供給后，關(guān)上蓋176，將粉末收容部174的內(nèi)部保持為惰性氣體環(huán)境。另外，惰性氣體往粉末收容部174內(nèi)的導(dǎo)入，不僅僅在給粉箱132移動(dòng)到模腔128上面時(shí)進(jìn)行，而是常時(shí)地進(jìn)行，可防止粉末著火。另外，惰性氣體，可使用Ar或He。
在該狀態(tài)，使氣缸134動(dòng)作，使給粉箱132移動(dòng)到模具120的模腔128上面。然后，使給粉箱132內(nèi)的桿狀部件150，例如沿水平方向往復(fù)5～15次，使給粉箱132內(nèi)的粉末，通過(guò)線(xiàn)狀部件192在惰性氣體環(huán)境中充填到模腔128內(nèi)。這樣，不必?fù)?dān)心著火，并且可用極均勻的充填密度，將粉末供給到模腔128內(nèi)。這時(shí)，給粉箱132內(nèi)的粉末，在給粉箱132位于模腔128上時(shí)不是自然落下，而是借助搖動(dòng)器148的推入動(dòng)作才通過(guò)線(xiàn)狀部件192，以適合于取向的密度充填到模腔128內(nèi)。
將粉末m充填供給到模腔128內(nèi)后，使給粉箱132后退，然后，在上沖頭124下降了的狀態(tài)，一邊由磁場(chǎng)發(fā)生線(xiàn)圈194產(chǎn)生取向磁場(chǎng)，一邊將模腔128內(nèi)的粉末m加壓成型。在該期間，對(duì)退去的給粉箱132補(bǔ)給粉末m。反復(fù)上述的操作，可連續(xù)地進(jìn)行粉末m的加壓作業(yè)。
根據(jù)該加壓成型裝置100，如圖15A所示，使給粉箱132朝模腔128方向移動(dòng)，如圖15B所示，即使給粉箱132朝模腔128的移動(dòng)完了，設(shè)在給粉箱132的開(kāi)口190的線(xiàn)狀部件192，使粉末m產(chǎn)生拱橋，所以，粉末m不落下到模腔128內(nèi)。然后，如圖15C和圖15D所示，借助給粉箱132內(nèi)的搖動(dòng)器148的往復(fù)動(dòng)作，向模腔128內(nèi)每次略均勻地充填一定量的粉末m。即，如圖16所示，粉末m被充填到模腔128內(nèi)時(shí)，可使粉末m以自然充填密度(例如1.7g/cm3～2.0g/cm3)均勻充填到模腔128內(nèi)。這樣，由于粉末m不是以高密度充填，所以，每個(gè)粒子為容易移動(dòng)的狀態(tài)，即使比較低的取向磁場(chǎng)，也可施加所需的取向，降低生產(chǎn)成本。另外，由于略均勻地充填，所以，通過(guò)使模腔128內(nèi)的粉末m取向，可得到磁特性高的產(chǎn)品。
另外，最好使至少一個(gè)桿狀部件150可從模腔128上的一方端移動(dòng)到另一方端地設(shè)定搖動(dòng)器148的往復(fù)動(dòng)作。這樣，可將粉末m更加均勻地充填到模腔128內(nèi)。
桿狀部件150和線(xiàn)狀部件192的間隔是0.5mm以上、10mm以下，可促進(jìn)線(xiàn)狀部件192周邊的粉末m的流動(dòng)，可用適合于取向的松密度將粉末m順利地充填到模腔128內(nèi)。如果桿部件150與線(xiàn)狀部件192的間隔不足0.5mm，則粉末在線(xiàn)狀部件192與桿狀部件150之間、與線(xiàn)狀部件192和桿狀部件150激烈摩擦，細(xì)的線(xiàn)狀部件192可能會(huì)因該摩擦而斷裂。如果兩者的間隔超過(guò)10mm，則不能借助桿狀部件150的推入動(dòng)作使粉末通過(guò)線(xiàn)狀部件192，所以，不能實(shí)現(xiàn)適合于取向的充填。
根據(jù)加壓成型裝置100，借助自然落下的充填，可提高磁場(chǎng)取向時(shí)的粉末m的流動(dòng)性，所以，即使粉末m是用急冷法制造時(shí)，模腔128內(nèi)的粉末m也分別處于容易移動(dòng)的狀態(tài)，可容易地將粉末m朝磁場(chǎng)方向取向，例如，可成型磁性異方性高的磁鐵。另外，線(xiàn)狀部件192之間的間隔，最好為2mm～12mm。如果不足2mm，則桿狀部件150的動(dòng)作不推壓粉末m，如果超過(guò)12mm，則模腔128上的起拱力弱，充填密度比自然充填密度高。
如上所述，對(duì)均勻充填在模腔128內(nèi)的粉末m進(jìn)行加壓，可得到密度均勻的成型體，可防止因密度不均勻而產(chǎn)生裂縫或變形。
該成型體被運(yùn)送到燒結(jié)爐內(nèi)，在A(yíng)r環(huán)境下，用1050℃燒結(jié)2小時(shí)，再在600℃、Ar環(huán)境中進(jìn)行1小時(shí)的時(shí)效處理，得到燒結(jié)磁鐵。該燒結(jié)磁鐵的裂縫等缺陷少，燒結(jié)后變形也少。因此，可減少尺寸修正的加工費(fèi)，提高制造工序的成品率，提高燒結(jié)磁鐵的生產(chǎn)性，同時(shí)可制造磁特性好的燒結(jié)磁鐵。
另外，采用飽和磁化為0.05T以上、1.2T以下的模具120，通過(guò)加壓成型，可制造在模腔128內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度分布均勻的、不變形的燒結(jié)磁鐵。
下面，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)例。該實(shí)驗(yàn)中，比較采用加壓成型裝置100時(shí)和采用特開(kāi)2000-248301號(hào)的加壓成型裝置(現(xiàn)有技術(shù)裝置)時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
實(shí)驗(yàn)條件如表2所示。
表2實(shí)驗(yàn)條件

這里，如圖17A所示，例如制造音圈馬達(dá)用的成型體，其尺寸是80mm×52.2mm×20mm，一次加壓成型的個(gè)數(shù)是1個(gè)。加壓方式是朝著垂直于加壓方向的方向(圖17A中箭頭S所示方向)一邊施加磁場(chǎng)一邊加壓。給粉箱是一次一個(gè)給粉箱，使搖動(dòng)器沿水平方向往復(fù)動(dòng)作10次。粉末是稀土類(lèi)合金粉末(Nd-Fe-B系合金粉末)，用帶材鑄造法制造平均粒徑為2μm以上、5μm以下的合金粉末，在合金粉末中添加了潤(rùn)滑劑(己酸甲酯)。將圖17A所示的成型體進(jìn)行燒結(jié)、時(shí)效處理，然后切斷，只對(duì)得到的燒結(jié)磁鐵之中的中央的燒結(jié)磁鐵(相當(dāng)于圖17A中斜線(xiàn)部分P)，測(cè)定磁特性。測(cè)定部位是燒結(jié)磁鐵的主面。
往模腔內(nèi)充填的充填密度，現(xiàn)有技術(shù)裝置中是2.3g/cm3，而本發(fā)明的加壓成型裝置100中，是1.8g/cm3，可以用所需的充填密度充填。因此，從圖17B可知，對(duì)于從成型體得到的燒結(jié)磁鐵，采用加壓成型裝置100時(shí)與采用現(xiàn)有技術(shù)裝置時(shí)相比，殘留磁通密度Br和最大能量積(BH)max提高。
另外，在加壓成型裝置100中，也可以采用圖1所示的形成有若干模腔28的模具20。
此時(shí)，如圖18所示，可以使一個(gè)桿狀部件150a對(duì)應(yīng)一個(gè)模腔，將粉末m充填到各模腔28內(nèi)。這時(shí)，相鄰桿狀部件150a的間隔，最好略等于相鄰模腔28的中心間距離。根據(jù)該構(gòu)造，各桿狀部件150a在對(duì)應(yīng)的模腔28上面從一端側(cè)移動(dòng)到另一端側(cè)時(shí)，各桿狀部件150a的行程L1只要相當(dāng)于一個(gè)模腔即可。另外，桿狀部件150a移動(dòng)時(shí)，桿狀部件150a不停留在另一模腔28上，可防止不均勻充填。另外，使各桿狀部件150a與模具20的距離均一時(shí)，可進(jìn)行單重離差小的充填。
如圖19所示，各模腔28上，也可以用一個(gè)以上(這里是3個(gè))的桿狀部件150b，充填粉末m。這時(shí)，使各桿狀部件150b在全部模腔28上從一端側(cè)移動(dòng)到另一端側(cè)地設(shè)定各桿狀部件150b的行程L2。這時(shí)也同樣地，使各桿狀部件150b與模具20的距離均一時(shí)，可進(jìn)行單重離差小的充填。
下面說(shuō)明另一實(shí)驗(yàn)例。
在模具中，在給粉箱的行進(jìn)方向，并列形成2個(gè)模腔，加壓成型時(shí)，采用加壓裝置(該加壓裝置直交于成型粉末的方向和對(duì)粉末進(jìn)行磁場(chǎng)取向的方向)，用2個(gè)VCM(音圈馬達(dá))用磁鐵塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。采用圖10所示粉末充填裝置114時(shí)和采用特開(kāi)2000-248301號(hào)記載的現(xiàn)有粉末充填裝置時(shí)，分別比較它們的單重離差。實(shí)驗(yàn)條件是，要制造的燒結(jié)體尺寸是58.63mm×36.9mm×18.13mm，單重是217.7g，所用的線(xiàn)狀部件是將線(xiàn)徑0.6mm的線(xiàn)狀部件組合成為6篩號(hào)的金屬網(wǎng)，用連續(xù)150行程制造300個(gè)成型體(燒結(jié)體)。
該實(shí)驗(yàn)例得到圖20A和圖20B的結(jié)果。單重離差從已往的9.22g降到6.04g(降低約30％)，提高了給粉精度。這樣，在形成有若干個(gè)模腔的加壓成型裝置中，采用搖動(dòng)器148和線(xiàn)狀部件192時(shí)，單重離差比現(xiàn)有技術(shù)的裝置降低。
另外，模具120優(yōu)選采用特開(kāi)2000-248301號(hào)公報(bào)揭示的微磁性金屬模、或者采用非磁性體模具中在垂直于磁場(chǎng)方向的?？讉?cè)面配置著強(qiáng)磁體軛鐵的金屬模。通過(guò)采用這樣的金屬模，可以使模腔128內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度均勻，所以，燒結(jié)成型體時(shí)不產(chǎn)生變形。
線(xiàn)狀部件192，在給粉箱132的開(kāi)口190，也可以垂直于給粉箱132的行進(jìn)方向設(shè)置，也可以形成為網(wǎng)眼狀。
上面的說(shuō)明和圖示，僅作為本發(fā)明之一例，并不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成限定，本發(fā)明的精神和范圍，只由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.粉末充填裝置，用于將粉末充填到形成在模具上的模腔內(nèi)，其特征在于，備有底部有網(wǎng)的、收容所述粉末的容器，所述網(wǎng)設(shè)在距所述模具表面不足2.0mm的高度處。
2.粉末充填裝置，用于將粉末充填到形成在模具上的模腔內(nèi)，其特征在于，備有底部有網(wǎng)的容器，所述網(wǎng)的開(kāi)口部尺寸，根據(jù)所述開(kāi)口部的設(shè)置位置決定。
3.加壓成型裝置，其特征在于，備有權(quán)利要求1或2記載的粉末充填裝置、以及加壓機(jī)構(gòu)，該加壓機(jī)構(gòu)，對(duì)由所述粉末充填裝置充填到所述模腔內(nèi)的所述粉末進(jìn)行加壓成型。
4.粉末充填裝置，用于將粉末充填到形成在模具上的模腔內(nèi)，其特征在于，備有給粉箱、桿狀部件、線(xiàn)狀部件和取向機(jī)構(gòu)；所述給粉箱可在所述模腔上自由移動(dòng)，底部有開(kāi)口，收容所述粉末；所述桿狀部件設(shè)在所述給粉箱內(nèi)，并且朝下方推入所述粉末；所述線(xiàn)狀部件設(shè)在給粉箱的開(kāi)口；所述取向機(jī)構(gòu)對(duì)從給粉箱充填到模腔內(nèi)的粉末進(jìn)行取向。
5.如權(quán)利要求4所述的粉末充填裝置，其特征在于，所述桿狀部件與所述線(xiàn)狀部件的間隔是0.5mm以上、10mm以下。
6.加壓成型裝置，其特征在于，備有權(quán)利要求4記載的粉末充填裝置，以及對(duì)由所述粉末充填裝置充填到模腔內(nèi)的粉末進(jìn)行加壓成型的加壓裝置。
7.粉末充填方法，用于將粉末充填到形成在模具上的模腔內(nèi)，其特征在于，具有以下步驟在收容所述粉末的給粉箱內(nèi)設(shè)有可沿水平方向移動(dòng)的桿狀部件，并且在給粉箱的開(kāi)口設(shè)有線(xiàn)狀部件的狀態(tài)下，將所述給粉箱移動(dòng)到所述模具的模腔上的步驟；在所述給粉箱位于所述模腔上時(shí)，一邊使所述桿部位在給粉箱內(nèi)沿水平方向移動(dòng)，一邊將所述粉末充填到所述模腔內(nèi)的步驟；以及對(duì)所述模腔內(nèi)的粉末施加取向磁場(chǎng)，將所述粉末取向的步驟。
8.如權(quán)利要求7所述的粉末充填方法，其特征在于，所述粉末是用急冷法制造的。
9.如權(quán)利要求7所述的粉末充填方法，其特征在于，所述線(xiàn)狀部件的間隔是2mm以上、12mm以下。
10.燒結(jié)磁鐵制造方法，其特征在于，具有以下步驟對(duì)用權(quán)利要求7或8所述的粉末充填方法充填到所述模腔內(nèi)的粉末進(jìn)行加壓成型，得到成型體的步驟；以及將所述成型體燒結(jié)，制造燒結(jié)磁鐵的步驟。
全文摘要
粉末充填裝置包含收容粉末的給粉箱，在給粉箱內(nèi)設(shè)置可沿水平方向動(dòng)作的桿狀部件，也可在給粉箱的開(kāi)口設(shè)置線(xiàn)狀部件。這時(shí)，給粉箱位于模腔上面時(shí)，一邊使桿狀部件在給粉箱內(nèi)沿水平方向動(dòng)作，一邊將粉末充填到模腔內(nèi)。
文檔編號(hào)H01F41/02GK1618551SQ20041010290
公開(kāi)日2005年5月25日 申請(qǐng)日期2001年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月12日
發(fā)明者中村陽(yáng), 田中淳夫, 松上正一, 巖崎忠弘, 高野芳郎 申請(qǐng)人:株式會(huì)社新王磁材