希土類磁石の製造方法
【課題】冷間成形から熱間コイニングまでを連続的におこない、希土類磁石前駆体が大気暴露されるのを抑制することができる希土類磁石の製造方法を提供する。
【解決手段】ダイ４と、第１、第２のパンチ２，３と、からなる成形機と、成形機を収容してその内部が不活性ガス雰囲気に制御されるチャンバー１とから構成される製造装置１０を使用して希土類磁石を製造する方法であり、チャンバー１内を不活性ガス雰囲気等とした状態で、キャビティＣ内に希土類磁石材料となる粉末ｐを充填し、パンチ２，３にて充填粉末ｐを加圧し、冷間成形にて成形体Ｓ１を製造するステップ、ダイ４に対してパンチ２，３を相対的に移動させて成形体Ｓ１をダイ４の外部に移動させて成形体Ｓ１を加熱し、パンチ２，３で保持された成形体Ｓ１をダイ４の中空内に戻し、パンチ２，３で成形体Ｓ１に熱間コイニングをおこなって希土類磁石前駆体Ｓ２を製造するステップからなる。
【解決手段】ダイ４と、第１、第２のパンチ２，３と、からなる成形機と、成形機を収容してその内部が不活性ガス雰囲気に制御されるチャンバー１とから構成される製造装置１０を使用して希土類磁石を製造する方法であり、チャンバー１内を不活性ガス雰囲気等とした状態で、キャビティＣ内に希土類磁石材料となる粉末ｐを充填し、パンチ２，３にて充填粉末ｐを加圧し、冷間成形にて成形体Ｓ１を製造するステップ、ダイ４に対してパンチ２，３を相対的に移動させて成形体Ｓ１をダイ４の外部に移動させて成形体Ｓ１を加熱し、パンチ２，３で保持された成形体Ｓ１をダイ４の中空内に戻し、パンチ２，３で成形体Ｓ１に熱間コイニングをおこなって希土類磁石前駆体Ｓ２を製造するステップからなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、希土類磁石の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ランタノイド等の希土類元素を用いた希土類磁石は永久磁石とも称され、その用途は、ハードディスクやMRIを構成するモータのほか、ハイブリッド車や電気自動車等の駆動用モータなどに用いられている。
【０００３】
この希土類磁石の磁石性能の指標として残留磁化（残留磁束密度）と保磁力を挙げることができるが、モータの小型化や高電流密度化による発熱量の増大に対し、使用される希土類磁石にも耐熱性に対する要求は一層高まっており、高温使用下で磁石の保磁力を如何に保持できるかが当該技術分野での重要な研究課題の一つとなっている。
【０００４】
車両駆動用モータに多用される希土類磁石の一つであるNd-Fe-B系磁石を取り挙げると、結晶粒の微細化を図ることやNd量の多い組成合金を用いること、保磁力性能の高いDy、Tbといった重希土類元素を添加することなどによってその保磁力を増大させる試みがおこなわれている。
【０００５】
希土類結晶磁石の製造方法を特許文献１に開示の製造方法を参照して概説すると、たとえばNd-Fe-B系の金属溶湯を急冷凝固して得られた微粉末をダイと上下２つのパンチとからなる成形機内に充填し、冷間プレス加工によって所定形状および寸法の成形体を製造する。次いで、成形機から成形体を取り出し、この成形体にグラファイト等の潤滑剤を塗布した後に別の成形機に収容し、ホットプレスと押出し加工を連続的におこなうことによって希土類磁石を製造するものである。
【０００６】
特許文献１に開示の製造方法に対し、成形機から取り出された成形体を加熱後、コイニング（熱間コイニング）して成形体の緻密化を図ることも一般におこなわれている。
【０００７】
なお、実際には、ホットプレスと押出し加工を連続的におこなってできた加工品、あるいは熱間コイニングをおこなってできた加工品はいずれも希土類磁石前駆体であり、この前駆体に対し、保磁力性能の高い重希土類元素を種々の方法で付与することで希土類磁石が製造される。
【０００８】
特許文献１で開示の製造方法、もしくは成形体に対して熱間コイニングする製造方法のいずれの方法であっても、これまでの製造方法は、成形機内で冷間プレス加工（冷間プレス成形、冷間成形）によって成形体を製造後、成形体を成形機から一旦取り出し、取り出された成形体を別途の成形機等に収容し、ここでホットプレスや熱間コイニングをおこなうことから、製造過程で成形体が大気中に暴露されることを回避できず、したがって、成形体が酸化され、磁気性能低下の原因となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３８１８３９７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、希土類磁石の製造に当たり、冷間成形から熱間コイニングまでを連続的におこない、希土類磁石の製造過程でその前駆体が大気暴露されるのを解消することができ、もって該前駆体が大気暴露によって酸化され、磁気性能が低下するのを抑止することのできる希土類磁石の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成すべく、本発明による希土類磁石の製造方法は、ダイと、ダイの中空内で移動自在な第１、第２のパンチと、からなる成形機と、該成形機を収容してその内部が真空雰囲気もしくは不活性ガス雰囲気に制御されるチャンバーと、から構成される製造装置を使用して希土類磁石を製造する製造方法であって、チャンバー内を真空雰囲気もしくは不活性ガス雰囲気とした状態で、キャビティ内に希土類磁石材料となる粉末を充填し、第１、第２のパンチを相互に近接させて充填された粉末を加圧し、冷間成形にて成形体を製造する第１のステップ、第１、第２のパンチで成形体を保持したまま、ダイに対して第１、第２のパンチを相対的に移動させて成形体をダイの外部に移動させて成形体を加熱し、第１、第２のパンチで保持された成形体をダイの中空内に戻し、第１、第２のパンチを相互に近接させて成形体に熱間コイニングをおこなって希土類磁石前駆体を製造する第２のステップからなるものである。
【００１２】
本発明の希土類磁石の製造方法は、より具体的には希土類磁石前駆体の製造方法であるが、これを本明細書では希土類磁石の製造方法と規定している。このままでも希土類磁石としての特性はあるが、実際には、この製造方法で得られた希土類磁石前駆体に対して保磁力性能の高い重希土類元素等が拡散浸透されると、最終的に高性能の希土類磁石が製造されることになる。
【００１３】
本発明の製造方法は、チャンバー内に成形機が収容されてなる製造装置を使用し、不活性ガス雰囲気下等にあるチャンバー内から希土類磁石前駆体やさらにその前駆体である成形体を取り出すことなく、連続的に成形体の製造とさらに希土類磁石前駆体の製造をおこなうことにより、成形体等が大気暴露されるのを完全に解消することのできる製造方法である。
【００１４】
このように一つの製造装置のみで、冷間成形による成形体の製造から熱間コイニングによる希土類磁石前駆体の製造までを連続的におこなうことから、成形体等の酸化抑止に加えて、冷間成形と熱間コイニングをそれぞれ別途の成形機（装置）で製造する際のハンドリング手間やこれに起因する製造効率低下の問題を効果的に解消でき、製造効率を格段に向上させることができる。さらに、希土類磁石の製造装置を一つの装置に集約できることから、製造装置のコンパクト化と装置スペースの狭小化にも繋がる。
【００１５】
第１のステップでは、たとえば液体急冷にて製作された微細な結晶粒である急冷薄帯（急冷リボン）からなる粉末をダイとパンチで形成された成形機のキャビティ内に充填し、第１、第２のパンチで充填粉末を加圧して冷間成形をおこない、成形体を製造する。
【００１６】
次に、第２のステップでは、第１、第２のパンチで製造された成形体を保持したまま、ダイを第１、第２のパンチに対して相対的に移動させ（ダイを移動させる形態、パンチを移動させる形態、双方を移動させる形態がある）、成形体をダイの外部に移動させる。
【００１７】
ダイの外部には加熱用ヒータや誘導加熱コイルなどの加熱手段が設けてあり、これらの加熱手段で成形体を所望に加熱した後に、成形体をダイの外部に移動させたのと逆の手順で第１、第２のパンチで保持された加熱後の成形体をダイの内部に戻す。
【００１８】
ダイの内部において、第１、第２のパンチにて加熱後の成形体をプレスし、コイニングをおこなって希土類磁石前駆体が製造される。このように、成形体の加熱とコイニングを総じて熱間コイニングと規定している。
【００１９】
第１のステップから第２のステップに亘り、チャンバー内は真空雰囲気もしくは不活性ガス雰囲気とされる。このチャンバーはグローブボックス付きのチャンバーであってもよいし、ロボットハンド付きのチャンバーであってもよい。
【００２０】
ここで、本発明の製造方法に適用される製造装置の実施の形態として、その成形機を構成する前記ダイは、断面積が相対的に大きな第１の中空と相対的に小さな第２の中空が連通する中空を有し、第１の中空内でダイと摺動して第１のパンチが移動自在となり、第２の中空内でダイと摺動して第２のパンチが移動自在となっている製造装置を適用することができる。
【００２１】
このような形態の製造装置を使用し、前記第１のステップでは、第２の中空内で冷間成形がおこなわれて成形体が製造され、前記第２のステップでは、第１の中空を介して成形体が成形機の外部に移動された後、加熱され、第１の中空内で熱間コイニングがおこなわれて希土類磁石前駆体を製造することができる。
【００２２】
ダイが変断面の中空を有することで、第２のステップにおける熱間コイニングにおいて加熱後の成形体を効果的にプレス加工することができ、その緻密化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上の説明から理解できるように、本発明の希土類磁石の製造方法によれば、一つの製造装置にて冷間成形による成形体の製造から熱間コイニングによる希土類磁石前駆体の製造までを連続的におこなうことができるため、成形体や希土類磁石前駆体の大気暴露を完全に解消することができ、希土類磁石の製造効率を格段に向上させることができ、製造装置のコンパクト化と装置スペースの狭小化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の希土類磁石の製造方法で適用される製造装置の実施の形態１の模式図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）の順に、製造装置の実施の形態１を使用した場合の本発明の希土類磁石の製造方法の実施の形態１の第１のステップを説明した模式図である。
【図３】図２に続いて、（ａ）、（ｂ）の順に製造方法の第２のステップを説明した模式図である。
【図４】図３に続いて、（ａ）、（ｂ）の順に製造方法の第２のステップを説明した模式図である。
【図５】製造装置の実施の形態２の模式図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）の順に、製造装置の実施の形態２を使用した場合の本発明の希土類磁石の製造方法の実施の形態２の第１のステップを説明した模式図である。
【図７】図６に続いて、（ａ）、（ｂ）の順に製造方法の第２のステップを説明した模式図である。
【図８】図７に続いて、（ａ）、（ｂ）の順に製造方法の第２のステップを説明した模式図である。
【図９】製造装置の実施の形態３の模式図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）の順に、製造装置の実施の形態３を使用した場合の本発明の希土類磁石の製造方法の実施の形態３の第１のステップを説明した模式図である。
【図１１】図１０に続いて、（ａ）、（ｂ）の順に製造方法の第２のステップを説明した模式図である。
【図１２】図１１に続いて、（ａ）、（ｂ）の順に製造方法の第２のステップを説明した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の希土類磁石の製造方法の実施の形態と、この製造方法で適用する製造装置の実施の形態を説明する。
【００２６】
（希土類磁石の製造装置の実施の形態１）
図１は本発明の希土類磁石の製造方法で適用される製造装置の実施の形態１の模式図である。同図で示す製造装置１０は、チャンバー１と、このチャンバー１内に収容されるダイ４と第１、第２のパンチ２，３と、第１、第２のパンチ２，３およびダイ４をそれぞれ移動させる第１の主駆動部５、第２の主駆動部６、副駆動部７と、から大略構成されている。なお、ダイ４と第１、第２のパンチ２，３とから成形機が構成される。
【００２７】
チャンバー１内には、アルゴンガス等の不活性ガスを提供する不図示の不活性ガス提供部とチャンバー内を真空引きする不図示の吸引部が設けてあり、成形体の製造から希土類磁石前駆体の製造に際し、吸引部と不活性ガス提供部をともに作動させてチャンバー１内を所望の不活性ガス雰囲気に形成できるようになっている。
【００２８】
ダイ４は変断面の中空を有し、断面積が相対的に大きな第１の中空４ａと、相対的に小さな第２の中空４ｂが連通して中空の全体（キャビティＣ）が構成される。そして、第１の中空４ａ内において該中空４ａと同断面の第１のパンチ２が配され、第１の主駆動部５が作動することで第１のパンチ２が第１の中空４ａ内を摺動するようになっており（Ｘ１方向）、第２の中空４ｂ内において該中空４ｂと同断面の第２のパンチ３が配され、第２の主駆動部６が作動することで第２のパンチ３が第２の中空４ｂ内を摺動する（Ｘ２方向）ようになっている。
【００２９】
さらに、ダイ４には副駆動部７が取り付けられており、副駆動部７が作動することによって第１、第２のパンチ２，３に対してダイ４が相対的に移動できる（Ｘ３方向）ようになっている。
【００３０】
第１、第２の主駆動部５，６および副駆動部７はともに油圧シリンダ、もしくはエアシリンダから構成されており、副駆動部７はリング状の立体形状を成し、その内側に第１の主駆動部５が配設されている。また、第１、第２の主駆動部５，６および副駆動部７の駆動方向は、相互に平行となるように各シリンダの駆動軸が規定されている。
【００３１】
なお、図示するチャンバー１はグローブボックス付きのチャンバーであるのが好ましく、冷間成形による成形体の製造から熱間コイニングによる希土類磁石前駆体の製造、さらに希土類磁石前駆体の取り出しまでの全ての工程の全自動化を図る場合には、チャンバー１の内外にロボットハンドが取り付けられた形態を適用することができる。
【００３２】
また、第１、第２の主駆動部５，６および副駆動部７の駆動制御（いずれか一方もしくは２つ以上の駆動部の駆動のタイミング、駆動速度など）は、不図示の制御部、中央演算処理装置（CPU）、ROM,RAMやこれらを繋ぐバスなどが内蔵されたコンピュータで実行されるようになっている。
【００３３】
図示する製造装置１０は、ダイ４と第１、第２のパンチ２，３で形成されたキャビティＣ内で希土類磁石用の成形体、次いで希土類磁石前駆体を製造する際に主として用いられるものであるが、それ以外の製品製造に供されることを何等排除するものではない。
【００３４】
次に、図示する製造装置１０を使用して希土類磁石を製造する方法、より具体的には、希土類磁石となる成形体、ついで希土類磁石前駆体を製造する方法を以下で説明する。
【００３５】
（希土類磁石の製造方法の実施の形態１）
図２ａ、ｂはその順に、本発明の希土類磁石の製造方法の実施の形態１の第１のステップを説明した模式図であり、図３ａ，ｂ、図４ａ，ｂはその順に、製造方法の第２のステップを説明した模式図である。
【００３６】
チャンバー１内を不活性ガス雰囲気とした状態で、図２ａで示すように、まず、キャビティＣ内に希土類磁石用の粉末ｐを充填する。
【００３７】
ここで、この粉末ｐは、たとえば50kPa以下に減圧したArガス雰囲気の不図示の炉中で、単ロールによるメルトスピニング法により、合金インゴットを高周波溶解し、希土類磁石を与える組成の溶湯を銅ロールに噴射して急冷薄帯（急冷リボン）を製作し、これを粗粉砕して製造されたものである。
【００３８】
キャビティＣ内に粉末ｐが充填されたら、第２の主駆動部６を作動させて第２のパンチ３が第１のパンチ２に近接するように摺動させ（Ｘ２方向）、充填粉末ｐを成形して、図２ｂで示すように第２の中空４ｂ内に成形体Ｓ１を形成する（製造方法の第１のステップ）。
【００３９】
この成形体Ｓ１は、Nd-Fe-B系の主相（50nm〜200nm程度の結晶粒径）と、主相の周りにあるNd-X合金（X:金属元素）の粒界相からなる成形体である。ここで、粒界相を構成するNd-X合金は、Ndと、Co、Fe、Ga等のうちの少なくとも１種以上の合金からなり、たとえば、Nd-Co、Nd-Fe、Nd-Ga、Nd-Co-Fe、Nd-Co-Fe-Gaのうちのいずれか一種、もしくはこれらの二種以上が混在したものであって、Ndリッチな状態となっている。
【００４０】
また、成形体Ｓ１は、結晶粒（主相）間を粒界相が充満する等方性の結晶組織を呈している。
【００４１】
次に、この成形体Ｓ１の組織の緻密化を図るべく、これに熱間コイニングを施して希土類磁石前駆体を製造する。
【００４２】
この希土類磁石前駆体の製造に際し、キャビティＣ内における成形体Ｓ１の移動をおこなう。
【００４３】
図３ａ，ｂはその順に、成形体Ｓ１の移動態様を模擬したものである。この成形体Ｓ１のキャビティＣからキャビティ外への移動は、第１、第２のパンチ２，３による成形体Ｓ１の把持姿勢を維持しながら、これらに対してダイ４を相対的に移動させることによってキャビティＣからキャビティ外への成形体Ｓ１の移動をおこなう。
【００４４】
すなわち、図３ａで示すように、副駆動部７を作動させてダイ４を第２のパンチ３側に移動させる（Ｘ３方向）。
【００４５】
そして、図３ｂで示すようにさらにダイ４を移動させることにより、第２の中空４ｂ内で製造された成形体Ｓ１を第１の中空４ａの外部に移動させ、ここで位置決めする。
【００４６】
同図で示すように、第１の中空４ａの外部における成形体Ｓ１の周囲には誘導加熱コイル８が予め、もしくは成形体Ｓ１の移動後に配設され、第１、第２のパンチ２，３によって把持された姿勢で成形体Ｓ１の加熱がおこなわれる。
【００４７】
成形体Ｓ１が所望温度でかつ所望時間加熱されたら、図４ａで示すように、副駆動部７を作動させてダイ４を第１のパンチ２側に移動させ（Ｘ４方向）、最終的には第２のパンチ３の端面３ａが第１の中空４ａの端面４ａ１（断面変化位置）と面一となる位置までダイ４を移動させることにより、第１、第２のパンチ２，３によって把持された姿勢の加熱後の成形体Ｓ１を第１の中空４ａの内部に収容する。
【００４８】
次に、図４ｂで示すように、第１の中空４ａ内で第１のパンチ２を摺動させて（Ｘ１方向）加熱後の成形体Ｓ１を押し込み、熱間コイニングをおこなうことにより、組織の緻密化の図られた希土類磁石前駆体Ｓ２が製造される（製造方法の第２のステップ）。
【００４９】
製造された希土類磁石前駆体Ｓ２に対し、保磁力性能の高い重希土類元素であるDy、Tb等やこれらと遷移金属の合金等を拡散浸透することにより、希土類磁石が製造される。
【００５０】
図示する希土類磁石の製造方法によれば、冷間成形による成形体Ｓ１の製造から熱間コイニングによる希土類磁石前駆体Ｓ２の製造までを一つの製造装置１０にて連続的に製造することができ、このことによって、成形体や希土類磁石前駆体の大気暴露を解消でき、大気暴露された際の酸化による磁気性能低下を解消することができる。さらに、一つの製造装置で希土類磁石を製造できることから、装置のコンパクト化と装置スペースの狭小化を図ることができ、製造効率を格段に向上させることもできる。
【００５１】
（希土類磁石の製造装置２および希土類磁石の製造方法の実施の形態２）
図５は本発明の希土類磁石の製造方法で適用される製造装置の実施の形態２の模式図であり、図６ａ、ｂはその順に、本発明の希土類磁石の製造方法の実施の形態２の第１のステップを説明した模式図であり、図７ａ，ｂ、図８ａ，ｂはその順に、製造方法の第２のステップを説明した模式図である。図示する製造装置１０Ａと製造装置１０との構成上の相違点は、第１のパンチが、外側の筒状のパンチ２Ｂとその内側にあるパンチ２Ａからなる２重構造となっており、それぞれのパンチ２Ａ，２Ｂに固有の第１の主駆動部５Ａ，５Ｂを有していること、筒状のパンチ２Ｂがダイ４の第１の中空４ａに嵌まり込んだ際に、ダイ４の第２の中空４ｂとパンチ２Ｂの内面が面一となるように構成されていること、である。
【００５２】
図６ａで示すように、筒状の第１のパンチ２Ｂをダイ４の第１の中空４ａに嵌め込んだ姿勢でキャビティＣ内に希土類磁石用の粉末ｐを充填し、第１の主駆動部５Ａを作動させて第１のパンチ２Ａを摺動させ（Ｘ１方向）、充填粉末ｐを加圧する。図６ｂで示すように内側の第１のパンチ２Ａの端面を筒状の第１のパンチ２Ｂの端面に面一となるまで押し込み、冷間成形にて第２の中空４ｂ内に成形体Ｓ１を形成する（製造方法の第１のステップ）。
【００５３】
次いで、図７ａで示すように、第２の主駆動部６、第１の主駆動部５Ａ，５Ｂを同期して作動させ、第２のパンチ３と第１のパンチ２Ａ，２Ｂを同期して摺動させ（Ｘ２方向、Ｘ１方向、Ｘ１’方向）、図７ｂで示すようにさらに第２のパンチ３と第１のパンチ２Ａ，２Ｂを同期移動させることにより、第２の中空４ｂ内で製造された成形体Ｓ１を第１の中空４ａの外部に移動させ、ここで位置決めする。
【００５４】
同図で示すように、第１の中空４ａの外部における成形体Ｓ１の周囲に誘導加熱コイル８を配設し、第１、第２のパンチ２Ａ，３によって把持された姿勢で成形体Ｓ１の加熱をおこなう。
【００５５】
成形体Ｓ１が所望温度でかつ所望時間加熱されたら、図８ａで示すように、第２の主駆動部６、第１の主駆動部５Ａ，５Ｂを同期して作動させ、第２のパンチ３と第１のパンチ２Ａ，２Ｂを同期して図７ａとは逆方向に摺動させ（Ｘ２方向、Ｘ１方向、Ｘ１’方向）、最終的には第２のパンチ３の端面３ａが第１の中空４ａの端面４ａ１（断面変化位置）と面一となる位置まで移動させることにより、第１、第２のパンチ２Ａ，３によって把持された姿勢の加熱後の成形体Ｓ１を第１の中空４ａの内部に収容する。
【００５６】
次に、図８ｂで示すように、第１の中空４ａ内で第１のパンチ２Ａ，２Ｂを同期して摺動させて（Ｘ１方向、Ｘ１’方向）加熱後の成形体Ｓ１を押し込み、熱間コイニングをおこなうことにより、組織の緻密化の図られた希土類磁石前駆体Ｓ２が製造される（製造方法の第２のステップ）。
【００５７】
なお、図示例では、ダイ４を不動とし、第１、第２のパンチ２Ａ，２Ｂ,３を摺動させる制御形態を示しているが、たとえば図７ａ、図７ｂおよび図８ａの際に、ダイ４のみを摺動させる制御形態であってもよい。
【００５８】
（希土類磁石の製造装置３および希土類磁石の製造方法の実施の形態３）
図９は本発明の希土類磁石の製造方法で適用される製造装置の実施の形態３の模式図であり、図１０ａ、ｂはその順に、本発明の希土類磁石の製造方法の実施の形態３の第１のステップを説明した模式図であり、図１１ａ，ｂ、図１２ａ，ｂはその順に、製造方法の第２のステップを説明した模式図である。図示する製造装置１０Ｂと製造装置１０との構成上の相違点は、ダイ４Ａが変断面でない中空４ｃを有し、かつ、ダイ４Ａの上方開口のエッジ端がテーパー状に切り欠かれたテーパー面４Ａａを有している点である。
【００５９】
図１０ａで示すように、キャビティＣ内に希土類磁石用の粉末ｐを充填し、第１の主駆動部５を作動させて第１のパンチ２を第２のパンチ３側へ摺動させ（Ｘ１方向）、充填粉末ｐを加圧し、図１０ｂで示すように、冷間成形にてキャビティＣ内で成形体Ｓ１を形成する（製造方法の第１のステップ）。
【００６０】
次いで、図１１ａで示すように、副駆動部７を作動させてダイ４Ａを第２のパンチ３から遠ざかる方向へ移動させ（Ｘ３方向）、図１１ｂで示すように、成形体Ｓ１をキャビティＣの外部に移動させ、ここで位置決めする。
【００６１】
同図で示すように、キャビティＣの外部における成形体Ｓ１の周囲に誘導加熱コイル８を配設し、第１、第２のパンチ２，３によって把持された姿勢で成形体Ｓ１の加熱をおこなう。
【００６２】
成形体Ｓ１が所望温度でかつ所望時間加熱されたら、図１２ａで示すように、副駆動部７を作動させてダイ４Ａを第２のパンチ３側に移動させ（Ｘ３方向）、成形体Ｓ１を押し込んで熱間コイニングをおこなうことにより、図１２ｂで示すように組織の緻密化の図られた希土類磁石前駆体Ｓ２が製造される。
【００６３】
ここで、成形体Ｓ１は加熱によって熱膨張するが、図１１ｂから図１２ａに移行する過程、すなわち、キャビティＣ外部にある熱膨張した成形体Ｓ１がキャビティＣ内に戻される際に、ダイ４Ａの上方開口のエッジ端がテーパー面４Ａａを有していることにより、熱膨張した成形体Ｓ１のキャビティＣ内へのスムーズな挿入が案内され、この開口エッジで熱膨張した成形体Ｓ１が破損するのが効果的に解消される。
【００６４】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６５】
１…チャンバー、２，２Ａ,２Ｂ…第１のパンチ、３…第２のパンチ、４，４Ａ…ダイ、４ａ…第１の中空、４ｂ…第２の中空、４ｃ…中空、５，５Ａ,５Ｂ…第１の主駆動部、６…第２の主駆動部、７…副駆動部、８…加熱手段（誘導加熱コイル）、１０，１０Ａ,１０Ｂ…製造装置、ｐ…粉末、Ｓ１…成形体、Ｓ２…希土類磁石前駆体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、希土類磁石の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ランタノイド等の希土類元素を用いた希土類磁石は永久磁石とも称され、その用途は、ハードディスクやMRIを構成するモータのほか、ハイブリッド車や電気自動車等の駆動用モータなどに用いられている。
【０００３】
この希土類磁石の磁石性能の指標として残留磁化（残留磁束密度）と保磁力を挙げることができるが、モータの小型化や高電流密度化による発熱量の増大に対し、使用される希土類磁石にも耐熱性に対する要求は一層高まっており、高温使用下で磁石の保磁力を如何に保持できるかが当該技術分野での重要な研究課題の一つとなっている。
【０００４】
車両駆動用モータに多用される希土類磁石の一つであるNd-Fe-B系磁石を取り挙げると、結晶粒の微細化を図ることやNd量の多い組成合金を用いること、保磁力性能の高いDy、Tbといった重希土類元素を添加することなどによってその保磁力を増大させる試みがおこなわれている。
【０００５】
希土類結晶磁石の製造方法を特許文献１に開示の製造方法を参照して概説すると、たとえばNd-Fe-B系の金属溶湯を急冷凝固して得られた微粉末をダイと上下２つのパンチとからなる成形機内に充填し、冷間プレス加工によって所定形状および寸法の成形体を製造する。次いで、成形機から成形体を取り出し、この成形体にグラファイト等の潤滑剤を塗布した後に別の成形機に収容し、ホットプレスと押出し加工を連続的におこなうことによって希土類磁石を製造するものである。
【０００６】
特許文献１に開示の製造方法に対し、成形機から取り出された成形体を加熱後、コイニング（熱間コイニング）して成形体の緻密化を図ることも一般におこなわれている。
【０００７】
なお、実際には、ホットプレスと押出し加工を連続的におこなってできた加工品、あるいは熱間コイニングをおこなってできた加工品はいずれも希土類磁石前駆体であり、この前駆体に対し、保磁力性能の高い重希土類元素を種々の方法で付与することで希土類磁石が製造される。
【０００８】
特許文献１で開示の製造方法、もしくは成形体に対して熱間コイニングする製造方法のいずれの方法であっても、これまでの製造方法は、成形機内で冷間プレス加工（冷間プレス成形、冷間成形）によって成形体を製造後、成形体を成形機から一旦取り出し、取り出された成形体を別途の成形機等に収容し、ここでホットプレスや熱間コイニングをおこなうことから、製造過程で成形体が大気中に暴露されることを回避できず、したがって、成形体が酸化され、磁気性能低下の原因となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３８１８３９７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、希土類磁石の製造に当たり、冷間成形から熱間コイニングまでを連続的におこない、希土類磁石の製造過程でその前駆体が大気暴露されるのを解消することができ、もって該前駆体が大気暴露によって酸化され、磁気性能が低下するのを抑止することのできる希土類磁石の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成すべく、本発明による希土類磁石の製造方法は、ダイと、ダイの中空内で移動自在な第１、第２のパンチと、からなる成形機と、該成形機を収容してその内部が真空雰囲気もしくは不活性ガス雰囲気に制御されるチャンバーと、から構成される製造装置を使用して希土類磁石を製造する製造方法であって、チャンバー内を真空雰囲気もしくは不活性ガス雰囲気とした状態で、キャビティ内に希土類磁石材料となる粉末を充填し、第１、第２のパンチを相互に近接させて充填された粉末を加圧し、冷間成形にて成形体を製造する第１のステップ、第１、第２のパンチで成形体を保持したまま、ダイに対して第１、第２のパンチを相対的に移動させて成形体をダイの外部に移動させて成形体を加熱し、第１、第２のパンチで保持された成形体をダイの中空内に戻し、第１、第２のパンチを相互に近接させて成形体に熱間コイニングをおこなって希土類磁石前駆体を製造する第２のステップからなるものである。
【００１２】
本発明の希土類磁石の製造方法は、より具体的には希土類磁石前駆体の製造方法であるが、これを本明細書では希土類磁石の製造方法と規定している。このままでも希土類磁石としての特性はあるが、実際には、この製造方法で得られた希土類磁石前駆体に対して保磁力性能の高い重希土類元素等が拡散浸透されると、最終的に高性能の希土類磁石が製造されることになる。
【００１３】
本発明の製造方法は、チャンバー内に成形機が収容されてなる製造装置を使用し、不活性ガス雰囲気下等にあるチャンバー内から希土類磁石前駆体やさらにその前駆体である成形体を取り出すことなく、連続的に成形体の製造とさらに希土類磁石前駆体の製造をおこなうことにより、成形体等が大気暴露されるのを完全に解消することのできる製造方法である。
【００１４】
このように一つの製造装置のみで、冷間成形による成形体の製造から熱間コイニングによる希土類磁石前駆体の製造までを連続的におこなうことから、成形体等の酸化抑止に加えて、冷間成形と熱間コイニングをそれぞれ別途の成形機（装置）で製造する際のハンドリング手間やこれに起因する製造効率低下の問題を効果的に解消でき、製造効率を格段に向上させることができる。さらに、希土類磁石の製造装置を一つの装置に集約できることから、製造装置のコンパクト化と装置スペースの狭小化にも繋がる。
【００１５】
第１のステップでは、たとえば液体急冷にて製作された微細な結晶粒である急冷薄帯（急冷リボン）からなる粉末をダイとパンチで形成された成形機のキャビティ内に充填し、第１、第２のパンチで充填粉末を加圧して冷間成形をおこない、成形体を製造する。
【００１６】
次に、第２のステップでは、第１、第２のパンチで製造された成形体を保持したまま、ダイを第１、第２のパンチに対して相対的に移動させ（ダイを移動させる形態、パンチを移動させる形態、双方を移動させる形態がある）、成形体をダイの外部に移動させる。
【００１７】
ダイの外部には加熱用ヒータや誘導加熱コイルなどの加熱手段が設けてあり、これらの加熱手段で成形体を所望に加熱した後に、成形体をダイの外部に移動させたのと逆の手順で第１、第２のパンチで保持された加熱後の成形体をダイの内部に戻す。
【００１８】
ダイの内部において、第１、第２のパンチにて加熱後の成形体をプレスし、コイニングをおこなって希土類磁石前駆体が製造される。このように、成形体の加熱とコイニングを総じて熱間コイニングと規定している。
【００１９】
第１のステップから第２のステップに亘り、チャンバー内は真空雰囲気もしくは不活性ガス雰囲気とされる。このチャンバーはグローブボックス付きのチャンバーであってもよいし、ロボットハンド付きのチャンバーであってもよい。
【００２０】
ここで、本発明の製造方法に適用される製造装置の実施の形態として、その成形機を構成する前記ダイは、断面積が相対的に大きな第１の中空と相対的に小さな第２の中空が連通する中空を有し、第１の中空内でダイと摺動して第１のパンチが移動自在となり、第２の中空内でダイと摺動して第２のパンチが移動自在となっている製造装置を適用することができる。
【００２１】
このような形態の製造装置を使用し、前記第１のステップでは、第２の中空内で冷間成形がおこなわれて成形体が製造され、前記第２のステップでは、第１の中空を介して成形体が成形機の外部に移動された後、加熱され、第１の中空内で熱間コイニングがおこなわれて希土類磁石前駆体を製造することができる。
【００２２】
ダイが変断面の中空を有することで、第２のステップにおける熱間コイニングにおいて加熱後の成形体を効果的にプレス加工することができ、その緻密化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上の説明から理解できるように、本発明の希土類磁石の製造方法によれば、一つの製造装置にて冷間成形による成形体の製造から熱間コイニングによる希土類磁石前駆体の製造までを連続的におこなうことができるため、成形体や希土類磁石前駆体の大気暴露を完全に解消することができ、希土類磁石の製造効率を格段に向上させることができ、製造装置のコンパクト化と装置スペースの狭小化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の希土類磁石の製造方法で適用される製造装置の実施の形態１の模式図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）の順に、製造装置の実施の形態１を使用した場合の本発明の希土類磁石の製造方法の実施の形態１の第１のステップを説明した模式図である。
【図３】図２に続いて、（ａ）、（ｂ）の順に製造方法の第２のステップを説明した模式図である。
【図４】図３に続いて、（ａ）、（ｂ）の順に製造方法の第２のステップを説明した模式図である。
【図５】製造装置の実施の形態２の模式図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）の順に、製造装置の実施の形態２を使用した場合の本発明の希土類磁石の製造方法の実施の形態２の第１のステップを説明した模式図である。
【図７】図６に続いて、（ａ）、（ｂ）の順に製造方法の第２のステップを説明した模式図である。
【図８】図７に続いて、（ａ）、（ｂ）の順に製造方法の第２のステップを説明した模式図である。
【図９】製造装置の実施の形態３の模式図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）の順に、製造装置の実施の形態３を使用した場合の本発明の希土類磁石の製造方法の実施の形態３の第１のステップを説明した模式図である。
【図１１】図１０に続いて、（ａ）、（ｂ）の順に製造方法の第２のステップを説明した模式図である。
【図１２】図１１に続いて、（ａ）、（ｂ）の順に製造方法の第２のステップを説明した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の希土類磁石の製造方法の実施の形態と、この製造方法で適用する製造装置の実施の形態を説明する。
【００２６】
（希土類磁石の製造装置の実施の形態１）
図１は本発明の希土類磁石の製造方法で適用される製造装置の実施の形態１の模式図である。同図で示す製造装置１０は、チャンバー１と、このチャンバー１内に収容されるダイ４と第１、第２のパンチ２，３と、第１、第２のパンチ２，３およびダイ４をそれぞれ移動させる第１の主駆動部５、第２の主駆動部６、副駆動部７と、から大略構成されている。なお、ダイ４と第１、第２のパンチ２，３とから成形機が構成される。
【００２７】
チャンバー１内には、アルゴンガス等の不活性ガスを提供する不図示の不活性ガス提供部とチャンバー内を真空引きする不図示の吸引部が設けてあり、成形体の製造から希土類磁石前駆体の製造に際し、吸引部と不活性ガス提供部をともに作動させてチャンバー１内を所望の不活性ガス雰囲気に形成できるようになっている。
【００２８】
ダイ４は変断面の中空を有し、断面積が相対的に大きな第１の中空４ａと、相対的に小さな第２の中空４ｂが連通して中空の全体（キャビティＣ）が構成される。そして、第１の中空４ａ内において該中空４ａと同断面の第１のパンチ２が配され、第１の主駆動部５が作動することで第１のパンチ２が第１の中空４ａ内を摺動するようになっており（Ｘ１方向）、第２の中空４ｂ内において該中空４ｂと同断面の第２のパンチ３が配され、第２の主駆動部６が作動することで第２のパンチ３が第２の中空４ｂ内を摺動する（Ｘ２方向）ようになっている。
【００２９】
さらに、ダイ４には副駆動部７が取り付けられており、副駆動部７が作動することによって第１、第２のパンチ２，３に対してダイ４が相対的に移動できる（Ｘ３方向）ようになっている。
【００３０】
第１、第２の主駆動部５，６および副駆動部７はともに油圧シリンダ、もしくはエアシリンダから構成されており、副駆動部７はリング状の立体形状を成し、その内側に第１の主駆動部５が配設されている。また、第１、第２の主駆動部５，６および副駆動部７の駆動方向は、相互に平行となるように各シリンダの駆動軸が規定されている。
【００３１】
なお、図示するチャンバー１はグローブボックス付きのチャンバーであるのが好ましく、冷間成形による成形体の製造から熱間コイニングによる希土類磁石前駆体の製造、さらに希土類磁石前駆体の取り出しまでの全ての工程の全自動化を図る場合には、チャンバー１の内外にロボットハンドが取り付けられた形態を適用することができる。
【００３２】
また、第１、第２の主駆動部５，６および副駆動部７の駆動制御（いずれか一方もしくは２つ以上の駆動部の駆動のタイミング、駆動速度など）は、不図示の制御部、中央演算処理装置（CPU）、ROM,RAMやこれらを繋ぐバスなどが内蔵されたコンピュータで実行されるようになっている。
【００３３】
図示する製造装置１０は、ダイ４と第１、第２のパンチ２，３で形成されたキャビティＣ内で希土類磁石用の成形体、次いで希土類磁石前駆体を製造する際に主として用いられるものであるが、それ以外の製品製造に供されることを何等排除するものではない。
【００３４】
次に、図示する製造装置１０を使用して希土類磁石を製造する方法、より具体的には、希土類磁石となる成形体、ついで希土類磁石前駆体を製造する方法を以下で説明する。
【００３５】
（希土類磁石の製造方法の実施の形態１）
図２ａ、ｂはその順に、本発明の希土類磁石の製造方法の実施の形態１の第１のステップを説明した模式図であり、図３ａ，ｂ、図４ａ，ｂはその順に、製造方法の第２のステップを説明した模式図である。
【００３６】
チャンバー１内を不活性ガス雰囲気とした状態で、図２ａで示すように、まず、キャビティＣ内に希土類磁石用の粉末ｐを充填する。
【００３７】
ここで、この粉末ｐは、たとえば50kPa以下に減圧したArガス雰囲気の不図示の炉中で、単ロールによるメルトスピニング法により、合金インゴットを高周波溶解し、希土類磁石を与える組成の溶湯を銅ロールに噴射して急冷薄帯（急冷リボン）を製作し、これを粗粉砕して製造されたものである。
【００３８】
キャビティＣ内に粉末ｐが充填されたら、第２の主駆動部６を作動させて第２のパンチ３が第１のパンチ２に近接するように摺動させ（Ｘ２方向）、充填粉末ｐを成形して、図２ｂで示すように第２の中空４ｂ内に成形体Ｓ１を形成する（製造方法の第１のステップ）。
【００３９】
この成形体Ｓ１は、Nd-Fe-B系の主相（50nm〜200nm程度の結晶粒径）と、主相の周りにあるNd-X合金（X:金属元素）の粒界相からなる成形体である。ここで、粒界相を構成するNd-X合金は、Ndと、Co、Fe、Ga等のうちの少なくとも１種以上の合金からなり、たとえば、Nd-Co、Nd-Fe、Nd-Ga、Nd-Co-Fe、Nd-Co-Fe-Gaのうちのいずれか一種、もしくはこれらの二種以上が混在したものであって、Ndリッチな状態となっている。
【００４０】
また、成形体Ｓ１は、結晶粒（主相）間を粒界相が充満する等方性の結晶組織を呈している。
【００４１】
次に、この成形体Ｓ１の組織の緻密化を図るべく、これに熱間コイニングを施して希土類磁石前駆体を製造する。
【００４２】
この希土類磁石前駆体の製造に際し、キャビティＣ内における成形体Ｓ１の移動をおこなう。
【００４３】
図３ａ，ｂはその順に、成形体Ｓ１の移動態様を模擬したものである。この成形体Ｓ１のキャビティＣからキャビティ外への移動は、第１、第２のパンチ２，３による成形体Ｓ１の把持姿勢を維持しながら、これらに対してダイ４を相対的に移動させることによってキャビティＣからキャビティ外への成形体Ｓ１の移動をおこなう。
【００４４】
すなわち、図３ａで示すように、副駆動部７を作動させてダイ４を第２のパンチ３側に移動させる（Ｘ３方向）。
【００４５】
そして、図３ｂで示すようにさらにダイ４を移動させることにより、第２の中空４ｂ内で製造された成形体Ｓ１を第１の中空４ａの外部に移動させ、ここで位置決めする。
【００４６】
同図で示すように、第１の中空４ａの外部における成形体Ｓ１の周囲には誘導加熱コイル８が予め、もしくは成形体Ｓ１の移動後に配設され、第１、第２のパンチ２，３によって把持された姿勢で成形体Ｓ１の加熱がおこなわれる。
【００４７】
成形体Ｓ１が所望温度でかつ所望時間加熱されたら、図４ａで示すように、副駆動部７を作動させてダイ４を第１のパンチ２側に移動させ（Ｘ４方向）、最終的には第２のパンチ３の端面３ａが第１の中空４ａの端面４ａ１（断面変化位置）と面一となる位置までダイ４を移動させることにより、第１、第２のパンチ２，３によって把持された姿勢の加熱後の成形体Ｓ１を第１の中空４ａの内部に収容する。
【００４８】
次に、図４ｂで示すように、第１の中空４ａ内で第１のパンチ２を摺動させて（Ｘ１方向）加熱後の成形体Ｓ１を押し込み、熱間コイニングをおこなうことにより、組織の緻密化の図られた希土類磁石前駆体Ｓ２が製造される（製造方法の第２のステップ）。
【００４９】
製造された希土類磁石前駆体Ｓ２に対し、保磁力性能の高い重希土類元素であるDy、Tb等やこれらと遷移金属の合金等を拡散浸透することにより、希土類磁石が製造される。
【００５０】
図示する希土類磁石の製造方法によれば、冷間成形による成形体Ｓ１の製造から熱間コイニングによる希土類磁石前駆体Ｓ２の製造までを一つの製造装置１０にて連続的に製造することができ、このことによって、成形体や希土類磁石前駆体の大気暴露を解消でき、大気暴露された際の酸化による磁気性能低下を解消することができる。さらに、一つの製造装置で希土類磁石を製造できることから、装置のコンパクト化と装置スペースの狭小化を図ることができ、製造効率を格段に向上させることもできる。
【００５１】
（希土類磁石の製造装置２および希土類磁石の製造方法の実施の形態２）
図５は本発明の希土類磁石の製造方法で適用される製造装置の実施の形態２の模式図であり、図６ａ、ｂはその順に、本発明の希土類磁石の製造方法の実施の形態２の第１のステップを説明した模式図であり、図７ａ，ｂ、図８ａ，ｂはその順に、製造方法の第２のステップを説明した模式図である。図示する製造装置１０Ａと製造装置１０との構成上の相違点は、第１のパンチが、外側の筒状のパンチ２Ｂとその内側にあるパンチ２Ａからなる２重構造となっており、それぞれのパンチ２Ａ，２Ｂに固有の第１の主駆動部５Ａ，５Ｂを有していること、筒状のパンチ２Ｂがダイ４の第１の中空４ａに嵌まり込んだ際に、ダイ４の第２の中空４ｂとパンチ２Ｂの内面が面一となるように構成されていること、である。
【００５２】
図６ａで示すように、筒状の第１のパンチ２Ｂをダイ４の第１の中空４ａに嵌め込んだ姿勢でキャビティＣ内に希土類磁石用の粉末ｐを充填し、第１の主駆動部５Ａを作動させて第１のパンチ２Ａを摺動させ（Ｘ１方向）、充填粉末ｐを加圧する。図６ｂで示すように内側の第１のパンチ２Ａの端面を筒状の第１のパンチ２Ｂの端面に面一となるまで押し込み、冷間成形にて第２の中空４ｂ内に成形体Ｓ１を形成する（製造方法の第１のステップ）。
【００５３】
次いで、図７ａで示すように、第２の主駆動部６、第１の主駆動部５Ａ，５Ｂを同期して作動させ、第２のパンチ３と第１のパンチ２Ａ，２Ｂを同期して摺動させ（Ｘ２方向、Ｘ１方向、Ｘ１’方向）、図７ｂで示すようにさらに第２のパンチ３と第１のパンチ２Ａ，２Ｂを同期移動させることにより、第２の中空４ｂ内で製造された成形体Ｓ１を第１の中空４ａの外部に移動させ、ここで位置決めする。
【００５４】
同図で示すように、第１の中空４ａの外部における成形体Ｓ１の周囲に誘導加熱コイル８を配設し、第１、第２のパンチ２Ａ，３によって把持された姿勢で成形体Ｓ１の加熱をおこなう。
【００５５】
成形体Ｓ１が所望温度でかつ所望時間加熱されたら、図８ａで示すように、第２の主駆動部６、第１の主駆動部５Ａ，５Ｂを同期して作動させ、第２のパンチ３と第１のパンチ２Ａ，２Ｂを同期して図７ａとは逆方向に摺動させ（Ｘ２方向、Ｘ１方向、Ｘ１’方向）、最終的には第２のパンチ３の端面３ａが第１の中空４ａの端面４ａ１（断面変化位置）と面一となる位置まで移動させることにより、第１、第２のパンチ２Ａ，３によって把持された姿勢の加熱後の成形体Ｓ１を第１の中空４ａの内部に収容する。
【００５６】
次に、図８ｂで示すように、第１の中空４ａ内で第１のパンチ２Ａ，２Ｂを同期して摺動させて（Ｘ１方向、Ｘ１’方向）加熱後の成形体Ｓ１を押し込み、熱間コイニングをおこなうことにより、組織の緻密化の図られた希土類磁石前駆体Ｓ２が製造される（製造方法の第２のステップ）。
【００５７】
なお、図示例では、ダイ４を不動とし、第１、第２のパンチ２Ａ，２Ｂ,３を摺動させる制御形態を示しているが、たとえば図７ａ、図７ｂおよび図８ａの際に、ダイ４のみを摺動させる制御形態であってもよい。
【００５８】
（希土類磁石の製造装置３および希土類磁石の製造方法の実施の形態３）
図９は本発明の希土類磁石の製造方法で適用される製造装置の実施の形態３の模式図であり、図１０ａ、ｂはその順に、本発明の希土類磁石の製造方法の実施の形態３の第１のステップを説明した模式図であり、図１１ａ，ｂ、図１２ａ，ｂはその順に、製造方法の第２のステップを説明した模式図である。図示する製造装置１０Ｂと製造装置１０との構成上の相違点は、ダイ４Ａが変断面でない中空４ｃを有し、かつ、ダイ４Ａの上方開口のエッジ端がテーパー状に切り欠かれたテーパー面４Ａａを有している点である。
【００５９】
図１０ａで示すように、キャビティＣ内に希土類磁石用の粉末ｐを充填し、第１の主駆動部５を作動させて第１のパンチ２を第２のパンチ３側へ摺動させ（Ｘ１方向）、充填粉末ｐを加圧し、図１０ｂで示すように、冷間成形にてキャビティＣ内で成形体Ｓ１を形成する（製造方法の第１のステップ）。
【００６０】
次いで、図１１ａで示すように、副駆動部７を作動させてダイ４Ａを第２のパンチ３から遠ざかる方向へ移動させ（Ｘ３方向）、図１１ｂで示すように、成形体Ｓ１をキャビティＣの外部に移動させ、ここで位置決めする。
【００６１】
同図で示すように、キャビティＣの外部における成形体Ｓ１の周囲に誘導加熱コイル８を配設し、第１、第２のパンチ２，３によって把持された姿勢で成形体Ｓ１の加熱をおこなう。
【００６２】
成形体Ｓ１が所望温度でかつ所望時間加熱されたら、図１２ａで示すように、副駆動部７を作動させてダイ４Ａを第２のパンチ３側に移動させ（Ｘ３方向）、成形体Ｓ１を押し込んで熱間コイニングをおこなうことにより、図１２ｂで示すように組織の緻密化の図られた希土類磁石前駆体Ｓ２が製造される。
【００６３】
ここで、成形体Ｓ１は加熱によって熱膨張するが、図１１ｂから図１２ａに移行する過程、すなわち、キャビティＣ外部にある熱膨張した成形体Ｓ１がキャビティＣ内に戻される際に、ダイ４Ａの上方開口のエッジ端がテーパー面４Ａａを有していることにより、熱膨張した成形体Ｓ１のキャビティＣ内へのスムーズな挿入が案内され、この開口エッジで熱膨張した成形体Ｓ１が破損するのが効果的に解消される。
【００６４】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６５】
１…チャンバー、２，２Ａ,２Ｂ…第１のパンチ、３…第２のパンチ、４，４Ａ…ダイ、４ａ…第１の中空、４ｂ…第２の中空、４ｃ…中空、５，５Ａ,５Ｂ…第１の主駆動部、６…第２の主駆動部、７…副駆動部、８…加熱手段（誘導加熱コイル）、１０，１０Ａ,１０Ｂ…製造装置、ｐ…粉末、Ｓ１…成形体、Ｓ２…希土類磁石前駆体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイと、ダイの中空内で移動自在な第１、第２のパンチと、からなる成形機と、該成形機を収容してその内部が真空雰囲気もしくは不活性ガス雰囲気に制御されるチャンバーと、から構成される製造装置を使用して希土類磁石を製造する製造方法であって、
チャンバー内を真空雰囲気もしくは不活性ガス雰囲気とした状態で、キャビティ内に希土類磁石材料となる粉末を充填し、第１、第２のパンチを相互に近接させて充填された粉末を加圧し、冷間成形にて成形体を製造する第１のステップ、
第１、第２のパンチで成形体を保持したまま、ダイに対して第１、第２のパンチを相対的に移動させて成形体をダイの外部に移動させて成形体を加熱し、第１、第２のパンチで保持された成形体をダイの中空内に戻し、第１、第２のパンチを相互に近接させて成形体に熱間コイニングをおこなって希土類磁石前駆体を製造する第２のステップからなる希土類磁石の製造方法。
【請求項２】
前記ダイは、断面積が相対的に大きな第１の中空と相対的に小さな第２の中空が連通する中空を有し、第１の中空内でダイと摺動して第１のパンチが移動自在となり、第２の中空内でダイと摺動して第２のパンチが移動自在となっており、
前記第１のステップでは、第２の中空内で冷間成形がおこなわれて成形体が製造され、
前記第２のステップでは、第１の中空を介して成形体が成形機の外部に移動された後、加熱され、第１の中空内で熱間コイニングがおこなわれて希土類磁石前駆体を製造する請求項１に記載の希土類磁石の製造方法。
【請求項１】
ダイと、ダイの中空内で移動自在な第１、第２のパンチと、からなる成形機と、該成形機を収容してその内部が真空雰囲気もしくは不活性ガス雰囲気に制御されるチャンバーと、から構成される製造装置を使用して希土類磁石を製造する製造方法であって、
チャンバー内を真空雰囲気もしくは不活性ガス雰囲気とした状態で、キャビティ内に希土類磁石材料となる粉末を充填し、第１、第２のパンチを相互に近接させて充填された粉末を加圧し、冷間成形にて成形体を製造する第１のステップ、
第１、第２のパンチで成形体を保持したまま、ダイに対して第１、第２のパンチを相対的に移動させて成形体をダイの外部に移動させて成形体を加熱し、第１、第２のパンチで保持された成形体をダイの中空内に戻し、第１、第２のパンチを相互に近接させて成形体に熱間コイニングをおこなって希土類磁石前駆体を製造する第２のステップからなる希土類磁石の製造方法。
【請求項２】
前記ダイは、断面積が相対的に大きな第１の中空と相対的に小さな第２の中空が連通する中空を有し、第１の中空内でダイと摺動して第１のパンチが移動自在となり、第２の中空内でダイと摺動して第２のパンチが移動自在となっており、
前記第１のステップでは、第２の中空内で冷間成形がおこなわれて成形体が製造され、
前記第２のステップでは、第１の中空を介して成形体が成形機の外部に移動された後、加熱され、第１の中空内で熱間コイニングがおこなわれて希土類磁石前駆体を製造する請求項１に記載の希土類磁石の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−９８４８６（Ｐ２０１３−９８４８６Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４２４５９（Ｐ２０１１−２４２４５９）
【出願日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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