JP7727575B2 - How to clean hot working dies - Google Patents
How to clean hot working diesInfo
- Publication number
- JP7727575B2 JP7727575B2 JP2022037118A JP2022037118A JP7727575B2 JP 7727575 B2 JP7727575 B2 JP 7727575B2 JP 2022037118 A JP2022037118 A JP 2022037118A JP 2022037118 A JP2022037118 A JP 2022037118A JP 7727575 B2 JP7727575 B2 JP 7727575B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- extrusion die
- remover
- hot working
- face
- hot
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
Description
本開示は、熱間加工用金型の洗浄方法に関する。 This disclosure relates to a method for cleaning a hot working mold.
磁気特性に優れたR-T-B系永久磁石として、熱間塑性加工法により製造される熱間加工磁石が知られている。熱間加工磁石の製造方法としては、高温の金型内で成形体の押出しを行いながら塑性加工を行う前方押出法が知られている(例えば、特許文献1,2参照)。 Hot-deformed magnets, manufactured by hot plastic working, are known as R-T-B-based permanent magnets with excellent magnetic properties. One known method for manufacturing hot-deformed magnets is the forward extrusion method, in which a compact is extruded into a high-temperature die while undergoing plastic working (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
前方押出法によって熱間加工磁石を製造すると、加工後に金型の内部に成形体に由来する材料が残留する。そのため、金型内部の洗浄には多くの時間が必要であった。 When hot-formed magnets are manufactured using the forward extrusion method, material from the compact remains inside the mold after processing. As a result, cleaning the inside of the mold requires a lot of time.
本開示は上記を鑑みてなされたものであり、熱間加工後の金型内部の洗浄を効率良く行うことが可能な技術を提供することを目的とする。 This disclosure has been made in light of the above, and aims to provide technology that enables efficient cleaning of the inside of a mold after hot working.
上記目的を達成するため、本開示の一形態に係る熱間加工用金型の洗浄方法は、磁性材料からなる成形体に係る熱間加工後の押出し金型内に除去剤を投入することと、前記除去剤が内部に投入された状態の前記押出し金型を、前記成形体の塑性加工可能温度以上である加熱温度に加熱しながら、パンチにより前記除去剤を押し込むことで、前記磁性材料を除去することと、を含む。 To achieve the above-mentioned objective, one embodiment of the present disclosure provides a method for cleaning a hot-working die, which includes injecting a remover into an extrusion die after hot working a molded body made of a magnetic material, and removing the magnetic material by pushing the remover in with a punch while heating the extrusion die with the remover inside to a temperature equal to or higher than the plastic workable temperature of the molded body.
上記の熱間加工用金型の洗浄方法によれば、除去剤が押出し金型内に投入され、さらに加熱温度に加熱した状態で除去剤を押し込むことで、熱間加工後に押出し金型内に残留した残留物を排出することができる。したがって、より簡単に金型内を除去剤によって洗浄することが可能となる。 According to the above-mentioned method for cleaning hot working dies, a remover is poured into the extrusion die, and then the remover is pushed in while heated to the heating temperature, thereby removing any residue remaining in the extrusion die after hot working. This makes it easier to clean the inside of the die with the remover.
前記成形体は、R-T-B系永久磁石を製造するための成形体である態様としてもよい。 The molded body may be a molded body for producing an R-T-B system permanent magnet.
R-T-B系永久磁石の材料は、熱膨張率に異方性があり、冷却によって磁化困難軸方向に膨張するため、熱間加工後に押出し金型内に残留した場合の除去が困難であった。上記の手法は、このように除去が困難なR-T-B系永久磁石を製造するための押出し金型に対して特に有効である。 The material used for R-T-B permanent magnets has an anisotropic coefficient of thermal expansion, expanding in the direction of the hard magnetization axis upon cooling. This makes it difficult to remove any material remaining in the extrusion die after hot working. The above method is particularly effective for extrusion dies used to manufacture R-T-B permanent magnets, which are difficult to remove.
前記除去剤は、前記塑性加工可能温度で焼結しない材料からなる態様としてもよい。 The remover may be made of a material that does not sinter at the plastic workable temperature.
上記の構成とすることで、加熱温度で加熱した際に、除去剤が焼結することが防がれるため、除去剤が金型に残留することが防がれる。 The above configuration prevents the remover from sintering when heated at the heating temperature, thereby preventing the remover from remaining in the mold.
前記押出し金型に投入される前記除去剤の重量は、前記除去剤の真密度に対して、前記押出し金型の容積と前記パンチのうち前記熱間加工時に前記押出し金型に挿入される部分の体積との差分を乗じて得られる重量以上である態様としてもよい。 The weight of the remover poured into the extrusion die may be equal to or greater than the weight obtained by multiplying the true density of the remover by the difference between the volume of the extrusion die and the volume of the portion of the punch that is inserted into the extrusion die during the hot working.
上記の構成とすることで、パンチが到達しない領域に残留する磁性材料を確実に排出することが可能であるため、より確実に金型内を除去剤によって洗浄することが可能となる。 The above configuration makes it possible to reliably remove any magnetic material remaining in areas that the punch cannot reach, making it possible to more reliably clean the inside of the mold with a remover.
本開示によれば、熱間加工後の金型内部の洗浄を効率良く行うことが可能な技術が提供される。 This disclosure provides technology that enables efficient cleaning of the inside of a mold after hot working.
以下、添付図面を参照して、本開示を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that in the description of the drawings, identical elements will be designated by the same reference numerals, and duplicate explanations will be omitted.
[熱間加工磁石の製造方法]
図1は、一実施形態に係る熱間加工用金型の洗浄方法を含む、熱間加工磁石の製造方法を説明するフローチャートである。以下では、R-T-B系永久磁石の一種であるR2T14B結晶を主相とするネオジム磁石(ネオジム鉄ボロン系磁石)の製造方法について説明する。
[Method for manufacturing hot-worked magnets]
1 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a hot-worked magnet, including a method for cleaning a hot-working mold according to one embodiment. Below, we will explain the method for manufacturing a neodymium magnet (neodymium-iron-boron magnet) whose main phase is an R 2 T 14 B crystal, which is a type of R-T-B permanent magnet.
R-T-B系永久磁石においてRは希土類元素を示している。永久磁石は、希土類元素として少なくともネオジム(Nd)を含有する。永久磁石は、Ndに加えて、他の希土類元素を含んでもよい。他の希土類元素は、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、ランタン(La)、セリウム(Ce)、プラセオジム(Pr)、サマリウム(Sm)、ユーロピウム(Eu)、ガドリニウム(Gd)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホルミウム(Ho)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)、及びルテチウム(Lu)からなる群より選ばれる少なくとも一種であってよい。R-T-B系永久磁石においてTは遷移金属元素を示している。永久磁石は、遷移金属元素として少なくとも鉄(Fe)を含有する。永久磁石は、遷移金属元素として、Feのみを含有していてもよい。永久磁石は、遷移金属元素として、Feおよびコバルト(Co)の両方を含有してもよい。R-T-B系永久磁石においてBはボロンである。 In R-T-B system permanent magnets, R represents a rare earth element. The permanent magnet contains at least neodymium (Nd) as a rare earth element. The permanent magnet may contain other rare earth elements in addition to Nd. The other rare earth elements may be at least one selected from the group consisting of scandium (Sc), yttrium (Y), lanthanum (La), cerium (Ce), praseodymium (Pr), samarium (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd), terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), erbium (Er), thulium (Tm), ytterbium (Yb), and lutetium (Lu). In R-T-B system permanent magnets, T represents a transition metal element. The permanent magnet contains at least iron (Fe) as a transition metal element. The permanent magnet may contain only Fe as a transition metal element. Permanent magnets may contain both Fe and cobalt (Co) as transition metal elements. In R-T-B permanent magnets, B is boron.
熱間加工磁石を製造する際は、まず、原料となる磁性材料を磁性粉に粉砕する(ステップS1)。粉砕は、たとえばカッターミルやプロペラミルにより行うことができ、たとえばアルゴンガス雰囲気中(または窒素ガス雰囲気中)で行うことができる。粉砕により得られた磁性粉の粒径はたとえば約100~300μmである。磁性粉は、ネオジム磁石結晶の寸法レベル(1μm以下、たとえば数十~数百nm)までは細かくは粉砕されておらず、複数のネオジム磁石結晶で構成された多結晶構造を有する。 When manufacturing a hot-processed magnet, the raw magnetic material is first pulverized into magnetic powder (Step S1). Pulverization can be performed, for example, using a cutter mill or propeller mill, in an argon gas atmosphere (or nitrogen gas atmosphere). The particle size of the magnetic powder obtained by pulverization is, for example, approximately 100 to 300 μm. The magnetic powder is not pulverized to the size level of neodymium magnet crystals (1 μm or less, for example, tens to hundreds of nm), and has a polycrystalline structure composed of multiple neodymium magnet crystals.
ステップS1で得られた磁性粉は、圧縮成形機により成形されて、成形体が得られる(ステップS2)。成形は、窒素ガス雰囲気中(またはアルゴンガス雰囲気中)、800℃以下の高温下(一例として、750℃)、200MPa以下のプレス圧で、数十秒間行われる。成形により、緻密な成形体が得られる。ただし、この成形体の状態では、磁石粒子はランダムに配向されており、磁化容易軸方向が揃っていない。 The magnetic powder obtained in step S1 is compacted in a compression molding machine to obtain a green body (step S2). Compaction is carried out in a nitrogen gas atmosphere (or argon gas atmosphere) at a high temperature of 800°C or less (for example, 750°C) and a press pressure of 200 MPa or less for several tens of seconds. A dense green body is obtained through compaction. However, in this green body state, the magnetic particles are randomly oriented and the axis of easy magnetization is not aligned.
ステップS2で得られた成形体は、前方押出法により熱間加工されて、熱間加工磁石が得られる(ステップS3)。熱間加工は、例えばアルゴンガス雰囲気中、500℃~1000℃程度の高温下(一例として、750℃)、100MPa以下のプレス圧で、数十秒間行われる。熱間加工時の成形体の加熱温度は、熱間加工磁石に使用される磁性材料の塑性加工が可能な温度であり、塑性加工可能温度という。 The compact obtained in step S2 is hot-worked using forward extrusion to obtain a hot-worked magnet (step S3). Hot working is carried out, for example, in an argon gas atmosphere at a high temperature of approximately 500°C to 1000°C (e.g., 750°C) and a press pressure of 100 MPa or less for several tens of seconds. The heating temperature of the compact during hot working is the temperature at which plastic working of the magnetic material used in the hot-worked magnet is possible, and is called the plastic working temperature.
熱間加工に使用される押出し金型1(熱間加工用金型)について図2,3を参照しながら説明する。本実施形態では、一例として押出し金型1は円柱状の外形を有している。ただし、押出し金型の外形は円形状に限定されず、角柱状等の他の形状であってもよい。押出し金型1は、高耐熱材料(たとえばニッケル基超合金(たとえばインコネル(登録商標))、モリブデン等)で構成されている。押出し金型1は、円柱状の導入部10と、円柱状の塑性加工部20と、を含んで構成され、上から順に、導入部10及び塑性加工部20がこの順に並んでいる。 An extrusion die 1 (hot working die) used for hot working will be described with reference to Figures 2 and 3. In this embodiment, as an example, the extrusion die 1 has a cylindrical outer shape. However, the outer shape of the extrusion die is not limited to a circular shape and may be other shapes such as a rectangular column. The extrusion die 1 is made of a highly heat-resistant material (such as a nickel-based superalloy (e.g., Inconel (registered trademark)), molybdenum, etc.). The extrusion die 1 is made up of a cylindrical introduction section 10 and a cylindrical plastic processing section 20, with the introduction section 10 and plastic processing section 20 arranged in this order from top to bottom.
導入部10は、互いに対面する始端面10aおよび終端面10bを有する。また、導入部10には、始端面10aと終端面10bとを接続するように上下方向に延びる貫通孔12が形成されている。始端面10aと終端面10bとの対面方向である上下方向に対して直交する断面、すなわち水平面における、貫通孔12の断面形状は、後述の塑性加工孔22の始端部22aの端面形状と同一とされる。また、貫通孔12の断面形状は、始端面10aから終端面10bまで同一とされる。 The introduction section 10 has a starting end face 10a and a terminal end face 10b that face each other. The introduction section 10 also has a through hole 12 that extends in the vertical direction to connect the starting end face 10a and the terminal end face 10b. The cross-sectional shape of the through hole 12 in a cross section perpendicular to the vertical direction in which the starting end face 10a and the terminal end face 10b face each other, i.e., in a horizontal plane, is the same as the end face shape of the starting end 22a of the plastically processed hole 22 described below. The cross-sectional shape of the through hole 12 is the same from the starting end face 10a to the terminal end face 10b.
塑性加工部20は、互いに対面する始端面20aおよび終端面20bを有する。始端面20aと終端面20bとは互いに平行である。導入部10の終端面10bは、塑性加工部20の始端面20aと略一致する。塑性加工部20は、上述の貫通孔12から連続する塑性加工孔22を有する。塑性加工孔22は、塑性加工部20の始端面20aにおける始端部22aと、終端面20bにおける終端部22bとを有する。 The plastically processed portion 20 has a starting end surface 20a and an ending end surface 20b that face each other. The starting end surface 20a and the ending end surface 20b are parallel to each other. The ending end surface 10b of the introduction portion 10 substantially coincides with the starting end surface 20a of the plastically processed portion 20. The plastically processed portion 20 has a plastically processed hole 22 that continues from the above-mentioned through hole 12. The plastically processed hole 22 has a starting end 22a at the starting end surface 20a of the plastically processed portion 20 and a ending end 22b at the ending end surface 20b.
塑性加工孔22の始端部22aは、始端面20aと終端面20bとの対面方向(上下方向)から見て、一方向に延びた端面形状を有している。一例として、始端部22aの端面形状は長方形状とされる。また、始端部22aの端面が、始端面20aと終端面20bとの対面方向(上下方向)から見て導入部10の貫通孔12と重なるように、塑性加工孔22の始端部22aが配置される。 The starting end 22a of the plastically processed hole 22 has an end face shape that extends in one direction when viewed from the facing direction (vertical direction) between the starting end face 20a and the terminal end face 20b. As an example, the end face shape of the starting end 22a is rectangular. Furthermore, the starting end 22a of the plastically processed hole 22 is positioned so that the end face of the starting end 22a overlaps with the through hole 12 of the introduction section 10 when viewed from the facing direction (vertical direction) between the starting end face 20a and the terminal end face 20b.
以下、説明の便宜上、塑性加工部20の始端面20aと終端面20bとの対面方向をZ方向とし、塑性加工孔22の始端部22aの端面形状が延びる方向をX方向とし、Z方向およびX方向に直交する方向をY方向とする。 For ease of explanation, the direction in which the starting end face 20a and the ending end face 20b of the plastically processed portion 20 face each other will be referred to as the Z direction, the direction in which the end face shape of the starting end 22a of the plastically processed hole 22 extends will be referred to as the X direction, and the direction perpendicular to the Z direction and the X direction will be referred to as the Y direction.
押出し金型1では、塑性加工孔22のX-Y断面における断面積が、始端部22aから終端部22bに向かって、漸減している。 In the extrusion die 1, the cross-sectional area of the plastically processed hole 22 in the X-Y cross section gradually decreases from the starting end 22a to the terminal end 22b.
塑性加工孔22の終端部22bは、塑性加工部20の始端面20aと終端面20bとの対面方向から見て、一方向に延びた端面形状を有している。一例として、終端部22bの端面形状は長方形状である。始端部22aの端面形状がX方向に延びている(すなわち、長辺がX軸に沿っている)のに対し、終端部22bの端面形状はY方向に延びている(すなわち、長辺がY軸に沿っている)。始端面20aと終端面20bとの対面方向から見ると、始端部22aの端面形状が延びるX方向(第1の方向)と、終端部22bの端面形状が延びるY方向(第2の方向)とは交差しており、より詳しくは直交している。塑性加工孔22は、始端部22aの長方形端面から終端部22bの長方形端面までの間で、長辺(または長軸)と短辺(または短軸)とが入れ替わると表現することもできる。始端部22aの端面と終端部22bの端面とは捻れの位置関係となっている。 When viewed from the direction in which the starting end face 20a and the ending end face 20b of the plastically processed hole 22 face each other, the end face shape of the end face 22b is rectangular. The end face shape of the starting end 22a extends in the X direction (i.e., the long side is aligned with the X axis), while the end face shape of the end face 22b extends in the Y direction (i.e., the long side is aligned with the Y axis). When viewed from the direction in which the starting end face 20a and the ending end face 20b face each other, the X direction (first direction) in which the end face shape of the starting end 22a extends and the Y direction (second direction) in which the end face shape of the end face 22b extends intersect, or more specifically, are perpendicular to each other. The plastically processed hole 22 can also be described as having its long side (or major axis) and short side (or minor axis) interchanged between the rectangular end face of the starting end 22a and the rectangular end face of the terminal end 22b. The end faces of the starting end 22a and the terminal end 22b are in a twisted positional relationship.
押出し金型1は、図2に示すように、塑性加工孔22の始端部22aの端面形状と同一寸法(または、ごくわずかだけ各辺の長さが短い)断面形状を有するパンチ30を用いて、導入部10に投入された上述の成形体を、塑性加工部20の終端面20bに向けて、すなわちZ方向に前方押出しする。これにより、塑性加工孔22の終端部22bの端面形状と同一の断面形状を有する帯状の熱間加工磁石が得られる。帯状の熱間加工磁石は、所定幅に適宜切断される。 As shown in Figure 2, the extrusion die 1 uses a punch 30 with a cross-sectional shape that is the same dimensions as the end face shape of the starting end 22a of the plastically processed hole 22 (or with the length of each side being slightly shorter) to extrude the above-mentioned compact introduced into the introduction section 10 forward toward the end face 20b of the plastically processed section 20, i.e., in the Z direction. This results in a strip-shaped hot-processed magnet having the same cross-sectional shape as the end face shape of the ending end 22b of the plastically processed hole 22. The strip-shaped hot-processed magnet is then cut to the desired width.
一例として、押出し金型1の塑性加工部20の内部では、塑性加工孔22の輪郭は図2,3に示したように曲線によって構成されていてもよい。 As an example, within the plastically processed portion 20 of the extrusion die 1, the contour of the plastically processed hole 22 may be formed by a curve, as shown in Figures 2 and 3.
押出し金型1を所望の温度に加熱して、成形体を塑性加工部20の始端部22aから終端部22bに向けて、すなわちZ方向に前方押出すると、金型内で加熱された成形体中の粒界相が液化して液相が生成されると共に、塑性加工部20の断面形状の変化にともなって成形体が塑性変形する。液相の生成と塑性変形とに伴って、主相粒子のc軸(磁化容易軸)と垂直な方向に異方成長が進行する。成形体の塑性変形と主相粒子の異方成長によって、主相粒子に所定の方向の応力が作用する。また液相が各結晶粒を潤滑にし、個々の主相粒子が動きやすくなる。その結果、結晶粒が粒界すべりによって回転し、各主相粒子のc軸が応力方向と略平行に配向する。その結果、磁化容易軸方向に配向した熱間加工磁石が得られる。 When the extrusion die 1 is heated to a desired temperature and the compact is extruded forward in the Z direction from the starting end 22a of the plastically processed portion 20 toward the terminal end 22b, i.e., the Z direction, the grain boundary phase in the heated compact inside the die liquefies, generating a liquid phase. The cross-sectional shape of the plastically processed portion 20 changes, causing the compact to plastically deform. The generation of the liquid phase and plastic deformation accompany anisotropic growth in a direction perpendicular to the c-axis (axis of easy magnetization) of the main phase grains. The plastic deformation of the compact and the anisotropic growth of the main phase grains exert stress in a specific direction on the main phase grains. The liquid phase also lubricates each crystal grain, facilitating the movement of individual main phase grains. As a result, the crystal grains rotate due to grain boundary sliding, and the c-axis of each main phase grain becomes aligned approximately parallel to the stress direction. This results in a hot-worked magnet aligned along the easy axis of magnetization.
金型の温度は500℃~1000℃、より好ましくは600℃~800℃である。金型の温度が上記の範囲内であるとき、磁性材料を塑性加工することができる。 The mold temperature is 500°C to 1000°C, more preferably 600°C to 800°C. When the mold temperature is within the above range, the magnetic material can be plastically processed.
ところで、押出し方向(Z方向)に沿って押出し金型1へ挿入されるパンチ30の断面形状は、上述のように貫通孔12及び塑性加工孔22の始端部22aの端面形状と略同一とされている。したがって、パンチ30は、断面形状が変化する塑性加工部20の始端部22aよりも下方に挿入することができない。そのため、パンチ30により成形体の押出しを行った後も、押出し金型1内(特に、塑性加工孔22の内部)には磁性材料が残留する。この状態について、図4(a)を参照しながら説明する。なお、図4(a)~図4(c)は、図3(b)に対応する方向から見た押出し金型1内の貫通孔12及び塑性加工孔22を示している。図4(a)に示すように、押出し金型1内へのパンチ30の挿入長さをLとすると、押出し金型1のうち上方から長さLの領域は磁性材料Mが除去される一方、それよりも下方の領域には、磁性材料Mが残留する。特に塑性加工孔22内にはパンチ30は挿入されないため、塑性加工孔22内の磁性材料Mは除去されず、内部に残留することになる。 As mentioned above, the cross-sectional shape of the punch 30 inserted into the extrusion die 1 along the extrusion direction (Z direction) is substantially the same as the end face shape of the through hole 12 and the starting end 22a of the plastically processed hole 22. Therefore, the punch 30 cannot be inserted below the starting end 22a of the plastically processed portion 20, where the cross-sectional shape changes. Therefore, even after the compact is extruded by the punch 30, magnetic material remains within the extrusion die 1 (particularly within the plastically processed hole 22). This state will be explained with reference to Figure 4(a). Figures 4(a) to 4(c) show the through hole 12 and the plastically processed hole 22 within the extrusion die 1 as viewed from the direction corresponding to Figure 3(b). As shown in Figure 4(a), if the insertion length of the punch 30 into the extrusion die 1 is L, the magnetic material M is removed from the upper region of the extrusion die 1 by length L, while the magnetic material M remains in the region below. In particular, since the punch 30 is not inserted into the plastically processed hole 22, the magnetic material M inside the plastically processed hole 22 is not removed and remains inside.
そこで、本実施形態に係る熱間加工磁石の製造方法では、図1に示すように、上述の熱間加工(S3)の後に、押出し金型1内に除去剤を投入し(ステップS4)、押出し金型1を加熱した状態で、パンチ30を押し込むことで、押出し金型1内の磁性材料を除去する(ステップS5)。これらの手順は、押出し金型1の洗浄方法に相当する。 In the method for manufacturing a hot-worked magnet according to this embodiment, as shown in FIG. 1, after the above-mentioned hot working (S3), a remover is poured into the extrusion die 1 (step S4), and while the extrusion die 1 is heated, a punch 30 is pressed into the extrusion die 1 to remove the magnetic material from within the extrusion die 1 (step S5). These steps correspond to a method for cleaning the extrusion die 1.
これらの手順について、図4(b)、図4(c)を参照しながら説明する。図4(a)のように、熱感加工後の押出し金型1内には磁性材料Mが残留する。そこで、図4(b)に示すように、残留する磁性材料Mの上方から押出し金型1の内部へ除去剤Rを投入する。 These steps will be explained with reference to Figures 4(b) and 4(c). As shown in Figure 4(a), magnetic material M remains inside the extrusion die 1 after thermal processing. Therefore, as shown in Figure 4(b), a remover R is poured into the interior of the extrusion die 1 from above the remaining magnetic material M.
除去剤Rは、投入時及び加熱時に固体であり、且つ、塑性加工可能温度で焼結しない材料から選択される。つまり、除去剤Rは、成形体(磁性材料)の塑性加工可能温度で加熱をしても安定であり、押出し金型1内部で焼結しない材料が選択される。なお、磁性材料によっては、成形体の塑性加工可能温度が変化する場合がある。この場合、塑性加工可能温度に応じて、適切な除去剤Rの材料が選択される。 The remover R is selected from materials that are solid when added and heated, and that do not sinter at the plastic workable temperature. In other words, the remover R is selected from materials that are stable even when heated at the plastic workable temperature of the compact (magnetic material), and that do not sinter inside the extrusion die 1. Note that the plastic workable temperature of the compact may vary depending on the magnetic material. In this case, an appropriate remover R material is selected depending on the plastic workable temperature.
また、除去剤Rは、押出し金型1の内面を形成する材質よりも硬度が低いものが選択される。これにより、除去剤Rが押出し金型1を傷つけることが防がれる。 In addition, the remover R is selected to have a lower hardness than the material forming the inner surface of the extrusion die 1. This prevents the remover R from damaging the extrusion die 1.
除去剤Rの粒度は特に限定されないが、粒度がある程度小さく、例えば、除去剤Rが粉体または顆粒の状態であると、押出し金型1の内部で分散しやすい。 There are no particular restrictions on the particle size of the remover R, but if the particle size is relatively small, for example, if the remover R is in a powder or granular state, it will be easily dispersed inside the extrusion die 1.
これらの条件を満たす除去剤Rの一例として、黒鉛、窒化ホウ素、タルク等が挙げられる。これらの材料は、上述の成形体の塑性加工可能温度(600℃~900℃)において焼結しない材料であり、且つ、一般的な押出し金型1よりも硬度が低いため、上記の条件を満たし得る。 Examples of removers R that meet these conditions include graphite, boron nitride, and talc. These materials do not sinter at the plastic processing temperatures (600°C to 900°C) of the above-mentioned molded body, and are less hard than a typical extrusion die 1, so they can meet the above conditions.
押出し金型1内部への除去剤Rの投入量(重量)は特に限定されないが、パンチ30による除去剤Rの圧縮後の体積が、押出し金型1の容積と、パンチ30のうち熱間加工時に押出し金型1に挿入される部分の体積との差分寄りも大きいと、パンチ30による押出しによって、残留する磁性材料Mの全量を除去剤Rに置換しやすくなる。すなわち、「除去剤Rの充填量」が、「除去剤Rの真密度」と「押出し金型1の容積と、前記パンチのうち前記熱間加工時に前記押出し金型に挿入される部分の体積との差分」との積よりも大きい場合、塑性加工孔22の内部に残留する磁性材料Mの排出が促進され得る。なお「除去剤Rの真密度」とは、除去剤Rの粒子密度であり、JIS R 1620:1995「ファインセラミックス粉末の粒子密度測定方法」に準拠して測定される。 The amount (weight) of remover R introduced into the extrusion die 1 is not particularly limited. However, if the volume of the remover R compressed by the punch 30 is greater than the difference between the volume of the extrusion die 1 and the volume of the portion of the punch 30 inserted into the extrusion die 1 during hot working, the entire amount of remaining magnetic material M can be more easily replaced with remover R by extrusion by the punch 30. In other words, if the "filling amount of remover R" is greater than the product of the "true density of remover R" and the "difference between the volume of the extrusion die 1 and the volume of the portion of the punch inserted into the extrusion die during hot working," the removal of the magnetic material M remaining inside the plastically worked hole 22 can be facilitated. The "true density of remover R" refers to the particle density of remover R and is measured in accordance with JIS R 1620:1995, "Method for measuring particle density of fine ceramic powders."
次に、除去剤Rを投入した状態で、押出し金型1を加熱しながら、パンチ30を内部に挿入する。このときの押出し金型1の加熱温度は成形体の塑性加工可能温度とされる。また、押出し金型1の周辺を、除去剤Rに対応したガス雰囲気とする。除去剤Rに対応したガス雰囲気としては、例えば、除去剤Rを加熱した際に除去剤Rが押出し金型1または磁性材料Mと反応することを防ぐために、周囲を不活性ガス雰囲気とすることが挙げられる。この状態で、パンチ30のプレス圧を熱間加工時と同様にして、熱間加工時と同様の加工速度でパンチ30を押出し金型1内に挿入する。この結果、図4(c)に示すように、パンチ30の挿入によって内部の磁性材料Mが下方から押し出され、押出し金型1から排出されると共に、上層に投入された除去剤Rが磁性材料Mに代わって押出し金型1内のうちパンチ30が到達しない空間に残留する。これにより、押出し金型1内の磁性材料Mは外部に排出されることになる。 Next, with the remover R added, the extrusion die 1 is heated while the punch 30 is inserted into the die. The extrusion die 1 is heated to a temperature at which the molded body can be plastically processed. The extrusion die 1 is surrounded by a gas atmosphere appropriate for the remover R. An example of a gas atmosphere appropriate for the remover R is an inert gas atmosphere to prevent the remover R from reacting with the extrusion die 1 or the magnetic material M when heated. In this state, the punch 30 is inserted into the extrusion die 1 at the same pressing pressure and processing speed as during hot processing, as shown in Figure 4(c). As a result, as shown in Figure 4(c), the magnetic material M inside the extrusion die 1 is pushed out from below by the insertion of the punch 30 and ejected from the extrusion die 1. Meanwhile, the remover R added in the upper layer replaces the magnetic material M and remains in the space within the extrusion die 1 that the punch 30 does not reach. As a result, the magnetic material M inside the extrusion die 1 is ejected to the outside.
熱間加工後に磁性材料Mが内部に残留した場合、押出し金型1が冷却されると、磁性材料Mも冷却され、磁性材料Mが残存した状態で固化する。そのため、磁性材料Mの押出し金型1からの除去が困難となる。これに対して、上記のように除去剤Rを内部に押し込み、磁性材料M等の残留物を外部に排出することで、押出し金型1の内部からの磁性材料Mの除去がより簡単に行われる。 If magnetic material M remains inside after hot working, when the extrusion die 1 cools, the magnetic material M also cools and solidifies with the magnetic material M remaining. This makes it difficult to remove the magnetic material M from the extrusion die 1. In contrast, by forcing the remover R into the interior as described above and expelling the magnetic material M and other residues to the outside, it is easier to remove the magnetic material M from inside the extrusion die 1.
なお、パンチ30の挿入(S5)後に内部に残留する除去剤Rは、簡単に押出し金型1内に排出することができる。上述のように、除去剤Rは上記の処理(S5)中に押出し金型1内で焼結しないため、押出し金型1の内面に対して固着しにくい。したがって、例えば、エアブロウ等を利用して、押出し金型1内からの除去剤Rの除去を簡単に行うことができる。 In addition, any remover R remaining inside after inserting the punch 30 (S5) can be easily discharged into the extrusion die 1. As mentioned above, the remover R does not sinter inside the extrusion die 1 during the above process (S5), and therefore is less likely to adhere to the inner surface of the extrusion die 1. Therefore, the remover R can be easily removed from inside the extrusion die 1 using, for example, an air blower.
[評価]
熱間加工磁石の製造後に上述の方法で押出し金型の洗浄を行った場合の内部の状態について、以下の手順で評価した。
[evaluation]
After the hot-worked magnet was manufactured, the extrusion die was cleaned by the above-described method, and the internal condition of the die was evaluated according to the following procedure.
図2に示す装置を用いて、熱間加工磁石の加工を行った後に、除去剤Rによる押し込みを行った。押出し金型1は、インコネル(登録商標)によって作成されたものを使用した。また、押出し金型1の内部の体積は、8cm3であった。熱間加工磁石を製造した後に押出し金型1に投入する除去剤Rの種類を以下の表1に示すように変更し、実施例1~4の条件で押出し金型1の洗浄を行った。 Using the apparatus shown in Figure 2, a hot-worked magnet was processed and then pressed with remover R. The extrusion die 1 used was made of Inconel (registered trademark). The internal volume of the extrusion die 1 was 8 cm3 . The type of remover R injected into the extrusion die 1 after producing the hot-worked magnet was changed as shown in Table 1 below, and the extrusion die 1 was cleaned under the conditions of Examples 1 to 4.
熱間加工磁石の製造に使用した磁性材料は、Nd2Fe14Bであり、押出し金型1に対して所定量の磁性材料を投入し、アルゴンガス雰囲気中、金型温度750℃、パンチ30によるプレス圧100MPaの条件で、熱間加工を行った。これらの熱間加工磁石の製造条件は実施例1~4で共通とした。 The magnetic material used to manufacture the hot-worked magnet was Nd 2 Fe 14 B. A predetermined amount of the magnetic material was placed in an extrusion die 1 and hot-worked in an argon gas atmosphere at a die temperature of 750°C and a pressing pressure of 100 MPa using a punch 30. These manufacturing conditions for the hot-worked magnet were the same for Examples 1 to 4.
その後、押出し金型1内に表1の各例に示された除去剤Rの粉体をそれぞれ表1に示す分量だけ投入した。その上で、窒素ガス雰囲気中において押出し金型1を750℃に加熱した。押出し金型1が加熱された状態で、パンチ30のプレス圧を熱間加工時と同様の100MPaとして、熱間加工時と同様の加工速度でパンチ30を押出し金型1内に挿入した。パンチ30による押出しの後、エアブロウによって、押出し金型1内部に残留する粉体を除去した。エアブロウによる粉体の除去の後に押出し金型1の内部を観察したところ、内面に付着する磁性材料は確認されなかった。 Then, the powder of remover R shown in each example in Table 1 was poured into the extrusion die 1 in the amount shown in Table 1. The extrusion die 1 was then heated to 750°C in a nitrogen gas atmosphere. With the extrusion die 1 heated, the punch 30 was inserted into the extrusion die 1 at the same processing speed as during hot working, with the press pressure of the punch 30 set to 100 MPa, the same as during hot working. After extrusion by the punch 30, the powder remaining inside the extrusion die 1 was removed by air blowing. When the inside of the extrusion die 1 was observed after the powder had been removed by air blowing, no magnetic material was found adhering to the inner surface.
それぞれの条件において、熱間加工磁石を製造する前(押出し加工前)の押出し金型1の塑性加工孔22内面の表面粗さと、除去剤Rを投入してパンチ30による押出しを行った後(洗浄後)の押出し金型1の塑性加工孔22内面の表面粗さと、を測定した。表面粗さとしては、JIS B0601:2001によって規定される算術平均粗さ(Ra)を測定した。除去剤の種類・真密度・充填量と、押出し金型1の塑性加工孔22内面の表面粗さの測定結果と、を表1に示す。 Under each condition, the surface roughness of the inner surface of the plastically worked hole 22 of the extrusion die 1 was measured before the hot-worked magnet was manufactured (before extrusion), and after extrusion with the punch 30 was performed (after cleaning) after adding remover R. The arithmetic mean roughness (Ra) specified in JIS B0601:2001 was measured as the surface roughness. The type, true density, and filling amount of remover, as well as the measurement results of the surface roughness of the inner surface of the plastically worked hole 22 of the extrusion die 1, are shown in Table 1.
表1に示すように、実施例1~3で示すように除去剤Rとして黒鉛、窒化ホウ素、またはタルクを使用した場合と比べて、実施例4で示すアルミナを使用した場合は、押出し加工後の表面粗さが大きく変化していることが確認された。ただし、算術平均粗さRaが50μm以下であれば、熱間加工磁石の製造用の押出し金型1として問題なく使用できる程度であり、除去剤Rを使用して磁性材料を除去した後も繰り返して使用できることが確認された。 As shown in Table 1, it was confirmed that the surface roughness after extrusion changed significantly when alumina was used as in Example 4 compared to when graphite, boron nitride, or talc was used as remover R as in Examples 1 to 3. However, it was confirmed that if the arithmetic mean roughness Ra was 50 μm or less, the extrusion die 1 could be used without any problems as an extrusion die for manufacturing hot-worked magnets, and could be used repeatedly even after magnetic material was removed using remover R.
[変形例]
以上、実施形態について説明してきたが、本開示は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
[Modification]
Although the embodiments have been described above, the present disclosure is not necessarily limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible without departing from the spirit of the present disclosure.
例えば、押出し金型1の形状は上記実施形態で説明した形状特に限定されない。例えば、押出し金型1の塑性加工部20の始端部および終端部の端面形状は、長方形状に限らず、一方向に延びた楕円形状であってもよく、真円形状やU字状、V字状であってもよい。 For example, the shape of the extrusion die 1 is not particularly limited to the shapes described in the above embodiment. For example, the end face shapes of the starting and ending ends of the plastically processed portion 20 of the extrusion die 1 are not limited to rectangular shapes, but may also be oval shapes extending in one direction, perfect circles, U-shapes, or V-shapes.
永久磁石の磁性材料は、熱間加工によって製造することが可能な永久磁石の材料であれば、特に限定されない。したがって、R-T-B系永久磁石以外の永久磁石に係る磁性材料に対しても上記の構成は適用可能である。 There are no particular restrictions on the magnetic material of the permanent magnet, as long as it can be manufactured by hot working. Therefore, the above configuration can also be applied to magnetic materials for permanent magnets other than R-T-B permanent magnets.
1…押出し金型、10…導入部、12…貫通孔、20…塑性加工部、22…塑性加工孔、30…パンチ。 1...extrusion die, 10...introduction section, 12...through hole, 20...plastic processing section, 22...plastic processing hole, 30...punch.
Claims (4)
前記除去剤が内部に投入された状態の前記押出し金型を、前記成形体の塑性加工可能温度以上である加熱温度に加熱しながら、パンチにより前記除去剤を押し込むことで、前記磁性材料を除去することと、
を含む、熱間加工用金型の洗浄方法。 Injecting a remover into an extrusion die after hot working of a compact made of a magnetic material;
removing the magnetic material by pushing the remover in with a punch while heating the extrusion die with the remover introduced therein to a heating temperature that is equal to or higher than the plastic workable temperature of the compact;
1. A method for cleaning a hot working mold, comprising:
4. The method for cleaning a hot working die according to claim 1, wherein a weight of the remover introduced into the extrusion die is equal to or greater than a weight obtained by multiplying the true density of the remover by the difference between the volume of the extrusion die and the volume of the portion of the punch that is inserted into the extrusion die during the hot working.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022037118A JP7727575B2 (en) | 2022-03-10 | 2022-03-10 | How to clean hot working dies |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022037118A JP7727575B2 (en) | 2022-03-10 | 2022-03-10 | How to clean hot working dies |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023132028A JP2023132028A (en) | 2023-09-22 |
| JP7727575B2 true JP7727575B2 (en) | 2025-08-21 |
Family
ID=88065917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022037118A Active JP7727575B2 (en) | 2022-03-10 | 2022-03-10 | How to clean hot working dies |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7727575B2 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003092020A1 (en) | 2002-04-24 | 2003-11-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Permanent magnet forming device |
| JP2006073595A (en) | 2004-08-31 | 2006-03-16 | Ricoh Co Ltd | COMPOUND MOLDING COMPOSITION, MANUFACTURING METHOD THEREOF, LONG MAGNET MOLDED BODY, MANUFACTURING METHOD THEREOF, MAGNET ROLLER, DEVELOPING ROLLER, DEVELOPING DEVICE, PROCESS CARTRIDGE, AND IMAGE FORMING DEVICE |
| JP2007319884A (en) | 2006-05-31 | 2007-12-13 | Honda Motor Co Ltd | Oxide scale recovery method and apparatus |
| WO2011070827A1 (en) | 2009-12-09 | 2011-06-16 | 愛知製鋼株式会社 | Rare earth anisotropic magnet and process for production thereof |
| JP2022013109A (en) | 2020-07-03 | 2022-01-18 | トヨタ自動車株式会社 | Manufacturing method of magnetostrictive material |
-
2022
- 2022-03-10 JP JP2022037118A patent/JP7727575B2/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003092020A1 (en) | 2002-04-24 | 2003-11-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Permanent magnet forming device |
| JP2006073595A (en) | 2004-08-31 | 2006-03-16 | Ricoh Co Ltd | COMPOUND MOLDING COMPOSITION, MANUFACTURING METHOD THEREOF, LONG MAGNET MOLDED BODY, MANUFACTURING METHOD THEREOF, MAGNET ROLLER, DEVELOPING ROLLER, DEVELOPING DEVICE, PROCESS CARTRIDGE, AND IMAGE FORMING DEVICE |
| JP2007319884A (en) | 2006-05-31 | 2007-12-13 | Honda Motor Co Ltd | Oxide scale recovery method and apparatus |
| WO2011070827A1 (en) | 2009-12-09 | 2011-06-16 | 愛知製鋼株式会社 | Rare earth anisotropic magnet and process for production thereof |
| CN102640238A (en) | 2009-12-09 | 2012-08-15 | 爱知制钢株式会社 | Rare earth anisotropic magnet and process for production thereof |
| JP2022013109A (en) | 2020-07-03 | 2022-01-18 | トヨタ自動車株式会社 | Manufacturing method of magnetostrictive material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2023132028A (en) | 2023-09-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101185930B1 (en) | Production method for magnetic-anisotropy rare-earth sintered magnet and production device therefor | |
| EP2348518A1 (en) | Method for producing rare earth sintered magnet and powder container for rare earth sintered magnet production | |
| JP4391980B2 (en) | Manufacturing method and manufacturing apparatus for magnetic anisotropic rare earth sintered magnet | |
| KR20150033423A (en) | Method for fabricating anisotropic permanent hot-deformed magnet using hot deformaion and the magnet fabricated thereby | |
| JP4819104B2 (en) | Manufacturing method and manufacturing apparatus for magnetic anisotropic rare earth sintered magnet | |
| JP6780707B2 (en) | Rare earth magnet manufacturing method | |
| JP7727575B2 (en) | How to clean hot working dies | |
| KR102345075B1 (en) | Method for manufacturing a sintered body for forming sintered magnets and a method for manufacturing a permanent magnet using the sintered body for forming sintered magnets | |
| CN105390264A (en) | Manufacturing method of rare-earth magnet | |
| JP6425251B2 (en) | Rare earth sintered magnet manufacturing method | |
| KR101879000B1 (en) | Rare earth permanent magnet and method for manufacturing rare earth permanent magnet | |
| JP6677140B2 (en) | Rare earth magnet manufacturing method | |
| JP4159775B2 (en) | Rare earth magnet manufacturing method | |
| JP7715599B2 (en) | Extrusion die for hot-processed magnets and method for manufacturing hot-processed magnets using the same | |
| CN113921260A (en) | Hot-pressing preparation method of rare earth permanent magnet | |
| JP5203521B2 (en) | Rare earth permanent magnet and method for producing rare earth permanent magnet | |
| JP7135377B2 (en) | Method for manufacturing rare earth magnet | |
| KR100225497B1 (en) | METHOD FOR MANUFACTURING PERMANENT MAGNET BASED ON Re-TM-B ALLOY | |
| JP3540389B2 (en) | Method for producing sintered R-Fe-B permanent magnet | |
| JP2023132094A (en) | Method for manufacturing hot-worked magnets | |
| CN106340380B (en) | Method for producing compacted body | |
| JP4215258B2 (en) | Manufacturing method of rare earth sintered magnet | |
| KR100201695B1 (en) | Anisotropic Permanent Magnet Manufacturing Equipment | |
| WO2025142881A1 (en) | Magnetic body | |
| WO2019188303A1 (en) | Method for manufacturing industrial article comprising sintered compact |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20241017 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20250729 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20250805 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20250808 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7727575 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |