[发明专利]粉末成形体的制造方法及磁铁的制造方法

说明书

本发明涉及粉末成形体的制造方法及磁铁的制造方法，并涉及在粉末成形时使用的粉体压制装置及其驱动方法。本发明还涉及在制作沿压制方向(单向压力施加方向)的测定尺寸大于沿垂直于压制方向的测定尺寸的形状(例如棒状或筒状)的成形体时特别适用的压制技术。

在粉末冶金领域，为了对粉末赋予形状，使用各种方法。尤其在烧结磁铁的制造技术领域，使用粉体压制装置将磁铁合金粉末进行成形的方法被广泛利用。

以下参照附图，对制作磁铁合金粉末的成形体(压坯)方法的以往例进行说明。

图1(a)～(c)是模拟地表示粉体压制装置的动作(Withdrawal方式)的断面图。图示的压制装置具备：具有用于形成型腔1的贯通孔的阴模2、在贯通孔内用于压缩粉末的上模冲3和下模冲4。该压制装置还具备与未图示的驱动装置连接的上压头5和下压头6。该构成例，上压头5和上模冲3同时沿上下方向驱动，下压头6和阴模2同时沿上下方向驱动。另一方面，下模冲4以相对压制装置的本体部分10固定的状态配置。

下面，对使用具有上述构造的压制装置制作成形体方法的以往例进行说明。

首先，如图1(a)所示，以下模冲4的前端部分插入阴模2的贯通孔内的状态形成型腔1，在该型腔1内填充原料粉末。如图1(b)所示，使上模冲3下降，将其前端部分插入阴模2的贯通孔内，在上模冲3和下模冲4之间压缩粉末(单向方向压缩)。通过该压缩制作填充粉末的成形体7。然后，如图1(c)所示，通过取出的过程(“拔出过程”或者“挤出过程”)，将成形体7从阴模2中向外取出。此时，在该以往例中，以下模冲4和成形体7照样静止，使阴模2向下方下降，另一方面使上模冲3向上方移动。

接着，一边参照图2，一边更详细地说明上述动作。

在图2中，实线A表示上模冲3的位置的时间变化，实线B表示阴模2的位置的时间变化。实线C表示利用上模冲3对成形体7的上端面给予压力P的时间变化。成形体7，不仅从上模冲3，也从下模冲和阴模2接受压力，但在本说明书中，为了方便，将上模冲3对成形体7造成的压力用“成形体压力”表现，以“P”表示其大小。图2中的压力P意味着该“成形体压力”。

图2的“S1”、“S2”、“S3”和“S4”分别表示粉末成形过程、上模冲3的微速上升过程、成形体7的拔出过程、上模冲3的高速上升过程。以下，依次说明这些过程。

首先，在粉末成形过程S1中，通过对粉末施加大的压力P_c完成狭义的压制成形，形成成形体7。在阴模2中制作成压缩状态的成形体7后，从时刻t₁开始上模冲3的微速上升过程S2，使上模冲3逐渐地上升。此时，被压缩的成形体7作为弹性体，伴随上模冲3的稍微上升，向与压缩方向相反的方向延伸。成形体压力P达到P_H(＞0)时，上模冲3的微速上升停止。

接着，在时刻t₂，开始成形体7的拔出过程S3。成形体7的拔出过程S3，以在上模冲3和下模冲4之间保持成形体7的状态进行。此时，成形体7从上下模冲3、4接受的压力P_H大致保持一定的值。

成形体7从阴模2中完全拔出后，在时刻t₃，开始上模冲3的高速上升过程。这样一来，成形体压力P就急剧地降低，上模冲3从成形体7的上端面离开时，压力P变为零。

上述的压制方法是叫做压紧(hold-down)的方法(“粉末の成形と加工粉からニアネツトシェイプヘ”日本塑性加工学会编、特开平6-81006号公报)，具有一边利用上模冲3对成形体7给予一定的保持压力(PH)，一边从阴模2拔出成形体7的特征。按照该方法，能够防止成形体7的“剥离破裂”。成形体7的剥离破裂是成形体7从阴模2的拔出过程中发生的现象。以下，边参照图3(a)，边说明剥离破裂的发生机制。

图3(a)模拟地表示开始下降的阴模2对成形体7的侧面给予摩擦力的状态，图3(b)表示阴模2的下降进行，成形体7的上端部分从阴模2向外侧露出的状态。被压缩的成形体7是弹性体，因此伴随施加压力的降低，会沿箭头Q1的方向伸长(弹性变形回复现象)。此时，去掉上模冲3对成形体7造成的压力P1，使成形体7的上端面变成自由端，成形体7就向阴模2的外侧伸长。另一方面，成形体7的侧面部分通过阴模2接受强摩擦力，其结果，在成形体7中产生局部的应变，而形成裂纹8。由于该裂纹8而产生剥离破裂。