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CN1133525C - 稀土族合金的加工方法及应用该方法的稀土族磁石的制造方法 - Google Patents

稀土族合金的加工方法及应用该方法的稀土族磁石的制造方法 Download PDF

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CN1133525C CNB001073184A CN00107318A CN1133525C CN 1133525 C CN1133525 C CN 1133525C CN B001073184 A CNB001073184 A CN B001073184A CN 00107318 A CN00107318 A CN 00107318A CN 1133525 C CN1133525 C CN 1133525C
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Abstract

一种稀土族合金的加工方法及应用该方法的稀土族磁石的制造方法，其中，使用在外周上具有包含金刚砂粒的磨削刃1b的砂轮1来对稀土族合金块2进行磨削的工序中，将表面张力在25mN/m～60mN/m的冷却液供到在旋转的磨削刃1b上。

Description

稀土族合金的加工方法及 应用该方法的稀土族磁石的制造方法
技术领域
本发明涉及一种稀土族合金的加工方法，特别涉及适合做磁石用材料的稀土族合金的磨削方法及切断方法。
背景技术 稀土族合金，例如，可以做强大磁石的材料。将稀土族合金磁化而得到的稀土族磁石，例如，适合做用来控制磁记录装置的磁头位置的音圈电动机的材料。
在日本国专利公开公报：特开平9-174441号中揭示有一使用在切削部粘附有体积分数在10～80％的金刚砂粒的外周刃(又称此为“砂轮”或者“磨石”)来切断稀土族磁石的方法。
还有，本案申请人已在特开昭61-264106号公报中提出了为使稀土族合金的表面免遭氧化而在无氧化性油中，使用金刚砂轮等对R-Fe-B系稀土族合金进行加工的方法。
然而，本案发明人对稀土族合金的加工方法进行各种检验，结果得知：在以往的加工方法中存在着下述各种问题。特别是，为了高精度地高效率地加工象靠烧结法而制成的稀土族合金(以下，称此为“稀土族烧结合金”。)那样的，具有主要发生脆性破坏的较硬的主相和发生韧性破坏的边界层的稀土族合金，就要高效率地释放加工时所产生的热量，也就是说，必须冷却加工部分。
举例来说，即使在使用上述特开平9-174441号公报中所揭示的砂轮时，也要高效率地冷却加工部分。要不然，磨削刃(grinding edge)的温度会异常地上升，以导致磨削刃的异常磨损和金刚砂粒的异常脱落等。如果发生异常磨损和异常脱粒，不仅使加工精度下降，高价的砂轮的寿命也会缩短，因而加工成本上升。该公报并不涉及加工部分的冷却方法。
另外，若采用上述特开昭61-264106号公报中所揭示的方法，由于无氧化性油的作用，可免遭氧化，但是，很难对带有金刚砂粒的砂轮进行充分的冷却。发明内容
本发明是为解决上述各种问题而想出的，其目的在于：提供一种能高精度地高效率地加工稀土族合金的加工方法及应用它的稀土族磁石的制造方法。
本发明的稀土族合金的加工方法包括：准备稀土族合金块的工序；支撑好在外周上具有包含金刚砂粒的磨削刃的砂轮，能让它旋转的工序；一边将表面张力在25mN/m～60mN/m(25dyn/cm～60dyn/cm)的冷却液供到所述砂轮的磨削刃上，一边使在旋转的所述磨削刃与所述合金块接触，以对所述稀土族合金块进行磨削的工序。这样一来，可达成上述目的。
本发明的又一稀土族合金的加工方法包括：准备稀土族合金块的工序；支撑好在外周上具有包含金刚砂粒的磨削刃的砂轮，能让它旋转的工序；一边将相对于所述稀土族合金的动摩擦系数在0.1～0.3的冷却液供到所述砂轮的磨削刃上，一边使在旋转的所述磨削刃与所述合金块接触，以对所述稀土族合金块进行磨削的工序。若这样做，便可达成上述目的。
所述冷却液最好是以水为主成分的冷却液。所述冷却液最好包含消泡剂。又，所述冷却液的pH值最好是在9～11。并且，所述冷却液最好包含防锈剂。
最好是所述砂轮的磨削刃包含苯酚树脂，并且所述金刚砂粒的体积分数在10～80％。还有，最好是所述砂轮包括圆盘形的轮体，所述磨削刃形成在所述轮体的外周上，所述轮体由超高强度合金构成。
上述稀土族合金也可以是R-Fe-B系稀土族烧结合金。
最好是向上述磨削刃喷出上述冷却液。
本发明的稀土族合金的加工方法进一步包括：将在上述磨削工序里所产生的、包含上述稀土族合金的磨屑和上述冷却液的淤渣收集起来的工序；和用磁石，从所收集的淤渣中分离出所述稀土族合金的磨屑的工序，也是完全可以的。
如果上述磨削工序包括使上述砂轮相对上述合金块进行相对移动的工序，本发明的稀土族合金的加工方法就可当作将所述合金块切成小片的方法。
最好是在上述磨削工序中，为使施加到上述合金块的沿上述砂轮的切线方向的力Fx和施加到所述合金块的沿所述砂轮的半径方向的力Fz都在所规定的范围内而设定所述砂轮的旋转速度、切入速度及上述冷却液的喷出压力。
最好是所述磨削工序进一步包括：监测所述Fx及Fz的工序；和判断所述Fx及Fz是否在所述规定的范围内的工序。
本发明的稀土族磁石的制造方法包括：准备稀土族合金块的工序；和支撑好在外周上具有包含金刚砂粒的磨削刃的砂轮，能让它旋转的工序；和一边将表面张力在25mN/m～60mN/m(25dyn/cm～60dyn/cm)的冷却液供到所述砂轮的磨削刃上，且使在旋转的所述磨削刃与所述合金块接触，一边使所述砂轮相对所述合金块进行相对移动，这样来磨削所述稀土族合金块，以将所述合金块切成小片的磨削工序；和将所述稀土族合金磁化的工序。这样一来，便可达成上述目的。本发明的稀土族磁石的制造方法是用上述稀土族合金的加工方法来实施的。
下面，对本发明所涉及的稀土族合金的加工方法及稀土族磁石的制造方法的最佳实施形态加以说明。
本发明的稀土族合金的加工方法包括：准备稀土族合金块的工序；支撑好在外周上具有包含金刚砂粒的磨削刃的砂轮，能让它旋转的工序；一边将在25℃下的表面张力约在25mN/m～60mN/m(约25dyn/cm～约60dyn/cm)的冷却液(有时也称此为“磨削液”)供到所述砂轮的磨削刃上，一边使在旋转的磨削刃与合金块接触，以对稀土族合金块进行磨削的工序。使用在25℃下相对稀土族合金的动摩擦系数为0.1～0.3的冷却液，也是可以的。
在本发明的稀土族合金的加工方法中，使用在外周上具有包含金刚砂粒的磨削刃的砂轮而对稀土族合金进行磨削的工序中，被供到磨削刃的冷却液在25℃下的表面张力约在25mN/m～60mN/m(约25dyn/cm～约60dyn/cm)的范围内，因此可高效率地冷却磨削刃。这大概是因为表面张力在所述范围内的冷却液对包含金刚砂粒的磨削刃的浸透性(浸润性或者亲和性)比水的高，冷却液则能高效率地浸透于磨削部(即和磨削刃接触而被磨削的那一部分稀土族合金)的缘故。还有，根据对上述稀土族合金的动摩擦系数而选定适用于磨削工序的冷却液，也是可以的。在25℃下动摩擦系数约在0.1～0.3的范围内的冷却液就可发挥出和表面张力在上述范围内的冷却液同样的作用和效果。表面张力可被认为一代表冷却液在磨削刃上的浸透性的指标；动摩擦系数可被认为一代表冷却液润滑磨削刃的润滑性的指标。而且，大家知道表面张力和动摩擦系数之间有定性的相关性。
冷却液的表面张力是用熟悉的杜诺叶(Du Noüy)表面张力计来测量的。再就是，冷却液对稀土族合金的动摩擦系数是用增田式“四球式摩擦试验机”来测量的。本试验机作为基本试验机而在日本广泛使用。在本说明书中，采用在25℃下的表面张力和动摩擦系数的数值来表征本发明中所使用的冷却液。
需要说明的是，下述实施例中所示的动摩擦系数是用铁球，通过四球式摩擦试验机而求得的值。由于在实施例中所例示的R-Fe-B系稀土族合金(例如，以Nd2Fe14B金属间化合物为主相的合金)中，铁的组成比最大，所以用铁球而得到的冷却液的动摩擦系数是一个适宜的近似值，故能采用该值作对稀土族合金的动摩擦系数。例如，在美国专利第4,770,723号及美国专利第4,792,368号中记载有稀土族合金的组成及其制造方法。
这里，用25℃下的表面张力或动摩擦系数来特定本发明的加工方法中所使用的冷却液，但在实用上，冷却液的温度并不限于25℃。但是，为了得到本发明的效果，最好是使用温度被控制到20℃～30℃的范围内的冷却液。众所周知，由于冷却液的表面张力和动摩擦系数都依赖于温度，所以若实际上使用的冷却液的温度从所述温度范围偏离得太多，就成为类似于冷却液的表面张力和动摩擦系数偏离上述数值范围的状态，冷却效率下降。
通过使用上述冷却液，就可抑制磨削刃的温度异常上升。因此，也可抑制或防止磨削刃的异常磨损和金刚砂粒的异常脱落等。其结果，加工精度的下降得以防止，并且，与以往例相比，砂轮的使用期间可延长一些，从而减少加工成本。
最好是使用以水为主成分的冷却液。这主要是因为水的比热比较高，所以冷却效率高。并且，如果使用水系冷却液，通过调节将加在其中的表面活性剂的种类及百分比，便可容易地将表面张力和动摩擦系数调节在上述范围内。代替表面活性剂，通过在水里添加所谓的被称为“Synthetic”的合成润滑剂，也能获得上述范围内的表面张力和动摩擦系数。再就是，由于水的粘度比较低，如果使用以水为主成分的冷却液，用磁石很容易地就能从通过磨削而产生的淤渣中分离出稀土族合金屑。从而，能再次利用冷却液。此外，也可防止因冷却液的废弃处理而对自然环境造成不良影响。由于稀土族合金暴露于冷却液的时间比较短，所以稀土族合金的特性也不会因这期间的氧化而变差。
一边使砂轮高速地旋转一边进行磨削时，有时冷却液会起泡而导致冷却效率下降。于是，通过使用包含消泡剂的冷却液，便可抑制冷却液的起泡所致的冷却效率下降。并且，通过使用pH值在9～11的范围内的冷却液，可抑制稀土族合金被腐蚀。还有，若使用包含防锈剂的冷却液，便可抑制稀土族合金被氧化。鉴于稀土族合金的种类和加工条件等，适宜地调节上述添加物的种类和含有比即可。
在本发明中，使用其磨削刃包含金刚砂粒的砂轮。最好是用树脂作粘结剂，来将金刚砂粒粘接在砂轮的圆盘形的轮体的外周上。换句话说，适宜的是砂轮具备由树脂和金刚砂粒形成的磨削刃。更理想的是，所使用的砂轮的磨削刃包含苯酚树脂和体积分数在10～80％，最好是在10～50％，的金刚砂粒。苯酚树脂对后述的圆盘形的轮体的外周部的粘结强度高，而且，对后述的冷却液的浸润性(浸透性)也高。再就是，通过使金刚砂粒的体积分数在所述的范围内，就可抑制金刚砂粒的异常脱落，并同时，能发生适当的脱粒(磨削能力已下降了的砂粒的脱落)，因此能够稳定地进行磨削。如上所述，若所使用的砂轮具备包含苯酚树脂和适当量的金刚砂粒的磨削刃，便能获得良好的加工精度，并且，所述冷却液能发挥很高的冷却效果，从而能长时间地稳定地磨削稀土族合金。
最好是使用由超硬质合金构成的轮体作砂轮的轮体。例如，碳化钨系超硬质合金弹性系数高，所以不会因加工时所加的力而发生大变形，若采用它，就能实现高加工精度。此外，由于所述超硬质合金传热系数也高，能有效地释放产生于磨削刃的摩擦热。于是，从加工精度和冷却效率的观点来看，使用其轮体由超硬质合金构成的砂轮是理想的。
只要指定上述规格，就能由普通砂轮制造厂家(例如，旭金刚石工业株式会社)来提供上述砂轮。
另外，可用以硬质合金作结合材的金刚石烧结体(参照日本国专利公开公报：特开平8-109431号等)和以硬质合金作结合材的立方晶氮化硼烧结体(参照日本国专利公开公报：特开平8-109432号等)作砂轮的轮体。特别是，上述金刚石烧结体(可以从日本Lead株式会社买到)，因其杨氏模量比较高(约550GPa，即约55,000kgf/mm2)，故非常适合作砂轮的轮体。并且，由于在所述金刚石烧结体的表面上有金刚粉，所以不用另设磨削刃，用金刚石烧结体做磨削刃，也是可以的。在此情况下，也可十分得到上述冷却液的冷却效果。
一般说来，砂轮是以高速旋转的，所以在它旋转时，它的外周上会产生被称为“陪同气流”的空气流。若向磨削刃喷出冷却液，便能在不受陪同气流的阻碍的情况下，将冷却液稳定地供到磨削刃。从而，能有效地冷却高速旋转的砂轮。此外，若采用喷出冷却液的方法，也有这样的优点：与将砂轮浸在冷却液槽中的方法相比，能由更小的或者更简单的结构来供应冷却液。
若将在磨削工序里所产生的、包含稀土族合金的磨屑和冷却液的淤渣收集起来并用磁石，从所收集的淤渣中分离出稀土族合金的磨屑，便可再次使用(例如，循环地使用)冷却液。如上所述，包含水的冷却液最适于再利用。还有，通过这样分离出稀土族合金的磨屑，就可容易地废弃剩下的磨削液，对环境也不造成损伤。
当然，通过一边使砂轮相对稀土族合金块进行相对移动一边进行磨削，就可将合金块切成小片。如果采用本发明的加工方法，就可高精度地高效率地切断稀土族合金块。因此，例如，能高精度地高效率地制造出可用做磁头位置控制用音圈电动机的稀土族合金的小片。
还有，如果在磨削工序中，为使施加到合金块的沿砂轮的切线方向的力Fx和施加到合金块的沿砂轮的半径方向的力Fz都在所规定的范围内而设定砂轮的旋转速度、切入速度及冷却液的喷出压力，便可提高加工精度及/或加工效率。并且，一边监测Fx及Fz一边进行磨削，判断Fx及Fz是否在所规定的范围内，就这样，既可管理加工品的质量，又可适宜地掌握砂轮的交换时期。因此，可进一步提高加工效率。
例如，可用应用水晶传感器的已被公认的动力计(例如，能从日本Kistler株式会社买到)来测量在磨削工序中，施加到稀土族合金块的沿砂轮的切线方向(一般是水平方向)的力Fx和施加到合金块的沿砂轮的半径方向(一般是垂直方向)的力Fz。
如上所述，本发明所涉及的加工方法适用于难以加工的稀土族烧结合金，特别是，R-Fe-B系稀土族烧结合金的加工。通过使按本发明的加工方法而被加工的稀土族合金磁化，就能得到稀土族磁石。或者是在磨削工序之前，或者是在磨削工序之后，均可进行充磁工序。用R-Fe-B系稀土族烧结合金而制成的稀土族烧结磁石，适合做用来控制磁头位置的音圈电动机的材料。本发明的加工方法特别适用于R-Fe-B系稀土族烧结磁石(合金)(如由本案申请人取得的美国专利第4,770,723号及美国专利第4,792,368号中所揭示)的加工。并且，尤其适用于主要由钕(Nd)、铁(Fe)及硼(B)构成，包含由正方晶结构的Nd2Fe14B金属间化合物构成的较硬的主相(富铁相)和Nd富余的粘性的晶间相的稀土族烧结磁石(合金)(以下，称此为“钕磁石(合金)”)的加工及制造。有代表性的钕磁石中，有住友特殊金属株式会社制的、商品名：NEOMAX。
附图说明以下，对附图作简要说明。
图1是表示按本发明的一实施例的加工方法来切断稀土族合金块的情况的结构示意图。
图2是表示加在图1中的砂轮1的切线方向的切断阻力Fx随表面张力的变化情况的特性图。
图3是表示加在图1中的砂轮1的切入方向的切断阻力Fz随表面张力的变化情况的特性图。
图4是表示加在图1中的砂轮1的切线方向的切断阻力Fx随动摩擦系数的变化情况的特性图。
图5是表示加在图1中的砂轮1的切入方向的切断阻力Fz随动摩擦系数的变化情况的特性图。
以下，对符号作说明。
1-砂轮；1a-轮体；1b-磨削刃；2-稀土族合金块；3-冷却液；3a-喷嘴；4a、4b-支承座；5-动力计。
实施方式下面，说明本发明的稀土族合金的加工方法(磨削方法及切断方法)的一实施例。
图1是表示本发明的一实施例所涉及的稀土族合金块(又称，工作件)在切断的情况的结构示意图。
该图示出的是用砂轮1对稀土族合金块2进行磨削来切断它的状态。
在此，使用高度(图中的纵向)约20mm、长度(图中的横向)约40mm、宽度(垂直于纸面的方向)约60mm的钕合金作块2。块2的表面呈弧形，从弧形的表面开始被磨削，而被切断。
砂轮1由圆盘形的轮体1a和装到该轮体1a的外周边缘的磨削刃1b构成。在此，由碳化钨之类的超硬质合金构成轮体1a。使用杨氏模量在约450GPa～约700GPa(约45,000kgf/mm2～约70,000kgf/mm2)的范围的超硬质合金是更加理想的。杨氏模量不到约450GPa(约45,000kgf/mm2)时，由于在切断时所加的阻力，轮体1a会发生弯曲或起伏；杨氏模量超过约700GPa(约70,000kgf/mm2)时，轮体1a变硬变脆，从而易于破坏。再就是，例如，碳化钨系超硬质合金的传热系数比较高，即约59W/m·℃(约0.14cal/cm·sec)。因此，若用它做轮体1a，便能有效地释放产生于磨削刃的摩擦热。
磨削刃1b是用树脂将粒径在0.1～0.3mm的金刚砂粒(粉末)，以10～80％的体积分数粘接在轮体1a的外周边缘上而形成的。金刚砂粒的体积分数在10～50％是更适宜的。用天然或者合成的工业用金刚砂粒粉末作磨粒粉末。使用混有立方晶氮化硼(cBN)的磨粒粉末，也是可以的。
还有，磨削刃1b所包含的树脂最好是苯酚树脂。本实施例中所使用的砂轮1具有包含体积分数在10～50％的金刚砂粒和苯酚树脂的磨削刃1b。苯酚树脂由于磨削时所产生的热而发生适当的磨损。因此，通过让磨削刃1b包含苯酚树脂，就能让新砂粒自动露出而得到良好的切断效率。
在本实施例中，例如，使用半径约150mm、轮体1a的厚度0.5mm、磨削刃1b的厚度0.6mm、磨削刃1b的宽度(沿半径方向的长度)约3mm的砂轮1。在图1中，只示出一个砂轮1，但是，例如，若以2mm的间距将6个砂轮1互相平行地(即垂直于纸面的方向)配置，就能将块2同时切成7个小片。
砂轮1以1000～3000m/min的线速度(peripheral speed)旋转，而沿着图中箭头所示的方向(Z方向：一般是竖直方向)，以3～10mm/min的切入速度切削块2。在此，若线速度不到1000m/min，就发生磨削刃的异常磨损，从而发生砂粒的异常脱落。在线速度超过3000m/min时，陪同气流增大，因而难以供应冷却液，装置也发生振动。另一方面，切入速度不到3mm/min时，生产率变差；切入速度超过10mm/min时，砂轮会发生异常磨损。
一边供给冷却液3，一边由砂轮1来切断块2。将冷却液3从喷嘴3a喷出而供到磨削刃1b。就这样，通过将磨削刃1b作目标而喷出冷却液3，就可对磨削刃1b确切地提供冷却液3。从而，能够防止磨削刃1b的异常温度上升和异常磨损。
在此，将喷嘴3a喷出冷却液3时的喷出压力设在约20kPa～约150kPa(2kg/cm2～15kg/cm2)的范围内，更好是设在约30kPa～约70kPa(3kg/cm2～7kg/cm2)的范围内。喷出压力不到约20kPa(约2kg/cm2)时，由于砂轮1的旋转而产生在砂轮1的外周上的空气流会将冷却液3吹散，因而供到磨削刃1b上的冷却液3就不充分了。这会引起磨削刃1b的异常温度上升。另一方面，喷出压力超过约150kPa(约15kg/cm2)时，冷却液3会使砂轮1发生脉动等现象，而产生不必要的振动，因而块2的加工精度会下降。于是，若将喷出压力设在约30kPa～约70kPa(3kg/cm2～7kg/cm2)的范围内，既可延长砂轮1的寿命，又可提高块2的加工精度。此外，更好是喷嘴3a的喷出方向垂直于磨削刃1b(即砂轮1的半径方向)。
本实施例中所使用的冷却液3是水溶性润滑剂，它包含水作主成分，还包含表面活性剂或者全合成型合成润滑剂、防锈剂、有色金属防蚀剂、防腐剂以及消泡剂。就这样，通过使用以水为主成分的冷却液3，便能提高冷却效果，从而难以发生磨削刃1b的异常温度上升。再就是，通过使冷却液3包含表面活性剂或者全合成型合成润滑剂，可提高冷却液3的浸透效果，又可容易调节表面张力及动摩擦系数。
冷却液的表面张力最好是被设在约25mN/m～约60mN/m(约25dyn/cm～约60dyn/cm)的范围内。磨削液和块2之间的动摩擦系数最好是被设在0.1～0.3。
可加在以水为主成分的磨削液里的表面活性剂中有；(1)阴离子系：脂肪酸皂和环烷酸皂之类的脂肪酸衍生物，或者长链醇硫酸酯和动植物油的磺化油之类的硫酸酯型表面活性剂，或者石油磺酸盐之类的磺酸型表面活性剂；(2)非离子系：聚氧乙烯烷基苯基醚和聚氧乙烯单脂肪酸酯之类的聚氧乙烯系表面活性剂，山梨聚糖单脂肪酸酯之类的多羟基醇系表面活性剂，或者脂肪酸二乙醇酰胺等醇酰胺系表面活性剂。具体来说，通过在水里添加重量百分数约在2左右的化学溶液型JP-0497N(嘉实多：Castrol Limited制)，便可将表面张力和动摩擦系数调节在一适宜的范围内。
另外，可用全合成溶液型、全合成乳液型及全合成可溶性润滑剂作全合成型合成润滑剂。尤其是，使用全合成溶液型的特别好，具体来说，可用Syntilo 9954(嘉实多制)和#870(油脂蜡(Yushiro)化学工业株式会社制)等等。使用任何一个的情况下，通过在水里添加2重量百分数左右，都能将表面张力和动摩擦系数调节在一个适宜的范围内。
再就是，通过添加防锈剂，能够防止稀土族合金被腐蚀。在此，最好是设pH值在9～11。可用的防锈剂中有；(1)有机系：油酸盐、苯甲酸盐之类的羧酸盐，或者三乙醇胺等胺类；(2)无机系：磷酸盐、硼酸盐、钼酸盐、钨酸盐、或者碳酸盐。
在此，例如可用苯并三唑等氮化合物作有色金属防蚀剂。又，可用六氢化三嗪等甲醛施主作防腐剂。
还有，可用硅乳液作消泡剂。通过添加消泡剂，冷却液3的起泡减少，冷却液3的浸透性提高，冷却效果也增大，故而在磨削刃1b的温度上升得以防止，砂轮1的磨削刃1b难以发生异常温度上升和异常磨损。
在图1所示的状态下，在砂轮1和块2所接触的磨削部分上，加有沿砂轮1的切线方向的磨削阻力(切断阻力)Fx和沿切入方向的磨削阻力(切断阻力)Fz(如图中箭头所示)。切断阻力Fx和切断阻力Fz是用日本佳斯勒株式会社的水晶式四成分动力计5来测量的。在动力计5的上面，配置适当大小的支承座(例如，钢板)4a和4b，在其上配置块2。施加到块2的力(切断阻力Fx及Fz)是经过支承座4a、4b传达给动力计5之后，由动力计5测量的。
下面，对使用表面张力及动摩擦系数各不相同的冷却液3，测量切断阻力Fx及Fz而得到的结果加以评价。用于评价的冷却液的表面张力及动摩擦系数的值如下表1。冷却液A和B是合成型冷却液，冷却液C和D是化学溶液型冷却液，冷却液E是自来水。冷却液C的动摩擦系数没有随表面张力增大得那么多，但是，由该表可知，其他各种冷却液的表面张力和动摩擦系数之间保持着相同的相关关系。
[表1]
冷却液                     A       B       C       D      E
表面张力(mN/m)             29      32      34      54     72
动摩擦系数                 0.17    0.17    0.12    0.21   0.45
图2示出砂轮1的线速度在3000m/min的情况下，切断阻力Fx随冷却液3的表面张力的变化情况，图3示出切断阻力Fz的变化情况。需提一下，这里，对砂轮1的切入速度在3mm/min、5mm/min和10mm/min的各情况进行分析。
冷却液3的表面张力越小，它对磨削刃1b和块2的浸透性越高；表面张力越大，它对磨削刃1b和块2的浸透性越低。换句话说，使用表面张力小的冷却液时，多量冷却液能被供到砂轮1和块2的接触部分；使用表面张力大的冷却液时，冷却液难以被供到砂轮1和块2的接触部分。
首先，来看一下图2中切入速度在10mm/min时的特性曲线。表面张力约在40mN/m(约40dyn/cm)时，切断阻力Fx最小；表面张力不到约40mN/m或者超过约40mN/m时，均呈切断阻力Fx增加。由于在表面张力超过约40mN/m的情况下，则以冷却液不被充分地供到磨削刃1b和块2之间的状态进行磨削，因此阻力增加。切入速度越大，此一倾向更明显。另一方面，表面张力不到约40mN/m时，应该被供有足够的冷却液，可是Fx增加。这就是因为冷却液被供给得太多，磨削刃1b发生滑动，因而有碍于磨削的现象。这可能是因砂轮1发生弯曲变形，砂轮1的侧面和形成在块2的磨削沟的侧面发生摩擦而引起的。
其次，来看一下图2中切入速度在5mm/min时的特性曲线，冷却液的表面张力在约30mN/m～约40mN/m(约30dyn/cm～约40dyn/cm)时，切断阻力Fx较小。再来看一下图2中切入速度在3mm/min时的特性曲线，表面张力在约50mN/m～约60mN/m(约50dyn/cm～约60dyn/cm)时，切断阻力Fx较小。
总之，切断阻力Fx最小的范围随切入速度的变化而变化。尽管如此，表面张力约在25mN/m(约25dyn/cm)以下时，基本上和表面张力之间有相关性的动摩擦系数成为0.1以下，砂粒和稀土族合金块之间发生滑动，不能有效地进行磨削。另一方面，表面张力超过约60mN/m(约60dyn/cm)时，不能足够地供应冷却液，因而呈现出切断阻力增加的倾向。因此，冷却液的表面张力在约25mN/m～约60mN/m(25dyn/cm～60dyn/cm)的范围是比较理想的。
其次，来看一下图3中切入速度在10mm/min时的特性曲线，切断阻力与冷却液的表面张力的变化无关，基本上呈一定值。就是说，切入速度在10mm/min的情况下，切入方向的切断阻力Fz基本上不受冷却液的影响。接下来，再来看一下该图中切入速度在3mm/min时和切入速度在5mm/min时的特性曲线。表面张力不到约25mN/m(25dyn/cm)时，切断阻力值基本上和切入速度在10mm/min时的相等。换句话说，表面张力不到约25mN/m(25dyn/cm)时，冷却液几乎不作用于切断阻力Fz。另一方面，表面张力在约40mN/m～约60mN/m(40dyn/cm～60dyn/cm)时，切断阻力Fz较小。
总之，切入速度小于10mm/min时，冷却液也会影响到切入方向的切断阻力Fz。从切入方向的观点来看，表面张力在约25mN/m～约60mN/m(25dyn/cm～60dyn/cm)的范围也是比较理想的。
图4示出砂轮1的线速度在3000m/min的情况下，切断阻力Fx是怎样随着冷却液3的表面张力的变化所致的动摩擦系数的变化而变化的，图5示出切断阻力Fz怎样变化。需提一下，此时，也对砂轮1的切入速度在3mm/min、5mm/min和10mm/min这三种情况进行测量。
在此，冷却液的表面张力小时，它对磨削刃1b和块2的浸透性高，因此动摩擦系数小。冷却液的表面张力大时，它对磨削刃1b和块2的浸透性低，因此动摩擦系数大。
首先，来看一下图4中切入速度在10mm/min时的特性曲线。动摩擦系数约在0.15～0.2的范围时，切断阻力Fx最小；动摩擦系数不到0.15或者超过0.2，切断阻力Fx均呈增加。
其次，再来看一下图5，不管在哪一切入速度的情况下，动摩擦系数在0.3左右时，切断阻力Fz都小。动摩擦系数不到0.3时，冷却液被供得太多，从而易于发生滑动。特别是，动摩擦系数接近0.1时，与切入速度无关，切断阻力值Fz都相近。由此可知，动摩擦系数不到0.1时，砂轮1几乎不磨削块，仅在块上滑动着。另一方面，动摩擦系数超过0.3时，从该图中不能看出切断阻力Fz的大变化。但是，使动摩擦系数大于0.3时，便多出现脱粒和异常磨损等现象。总之，最好是设动摩擦系数在0.1～0.3的范围内。
另外，用测微器测量按上述实施例的加工方法切断块2而得到的稀土族合金的小片的厚度，就这样，对加工精度加以评价。其结果，在使用表面张力在约25mN/m～约60mN/m(约25dyn/cm～约60dyn/cm)或者动摩擦系数约在0.1～0.3的冷却液时，切入速度在3mm/min、5mm/min和10mm/min的情况下，都能得到足够的加工精度(例如，±75μm的精度)。此外，起因于磨削刃1b的异常温度上升的磨削刃1b的异常磨损和金刚砂粒的异常脱落都得到了抑制，从而，例如，与使用水(表面张力约在70dyn/cm)的情况相比，可延长砂轮1的使用期间。特别是，使用表面张力在约25mN/m～约40mN/m(约25dyn/em～约40dyn/cm)的冷却液时，加工精度特别高，并且，能在特别长的期间使用砂轮1。
通过机械研磨使所得到的稀土族合金片的表面平滑化之后，为了防止氧化，以保护膜覆盖它，再按常用方法让它充磁，这样获得稀土族烧结磁石。所述稀土族烧结磁石适合做用来控制磁头位置的音圈电动机的材料。当然，在将稀土族合金磁化之后，再用本发明的加工方法进行加工，也是可以的。
由上可知，通过将冷却液的表面张力(浸透性的指标)和动摩擦系数(润滑性的指标)调节在上述范围内，可提高对砂轮的磨削刃的冷却效果。需提一下，上述例中所示的冷却液的表面张力在约25mN/m～约60mN/m的范围内，动摩擦系数在约0.1～约0.3的范围内。象这样，表面张力和动摩擦系数之间基本上有一定的相关性，因此可根据其中之一选定冷却液。但是，在冷却液的特性(例如，起泡性)不同的情况下，表面张力和动摩擦系数之间的相关性也发生变化。因此，最好是表面张力和动摩擦系数都在上述范围内。
综上所述，按照本发明，能提供一种加工精度和加工效率均高的稀土族合金的加工方法。
若采用本发明的加工方法，能以高加工精度切断稀土族合金，故能降低高价的稀土族合金材料的损失。从而，稀土族合金的加工成本得以降低，可廉价地制造出磁头用音圈电动机之类的加工品。还有，因可延长比较昂贵的砂轮的寿命，故能进一步降低加工成本。

Claims (27)

1.一种稀土族合金的加工方法，其中包括：
准备稀土族合金块的工序；
支撑好在外周上具有包含金刚砂粒的磨削刃的砂轮，能让它旋转的工序；和
一边将表面张力在25mN/m～60mN/m的冷却液供到所述砂轮的磨削刃上，一边使在旋转的所述磨削刃与所述合金块接触，以对所述稀土族合金块进行磨削的工序。
2.一种稀土族合金的加工方法，其中包括：
准备稀土族合金块的工序；
支撑好在外周上具有包含金刚砂粒的磨削刃的砂轮，能让它旋转的工序；和
一边将相对于所述稀土族合金的动摩擦系数在0.1～0.3的冷却液供到所述砂轮的磨削刃上，一边使在旋转的所述磨削刃与所述合金块接触，以对所述稀土族合金块进行磨削的工序。
3.根据权利要求1所述的稀土族合金的加工方法，其中：
所述冷却液是以水为主成分的冷却液。
4.根据权利要求1所述的稀土族合金的加工方法，其中：
所述冷却液包含消泡剂。
5.根据权利要求1所述的稀土族合金的加工方法，其中：
所述冷却液的pH值在9～11。
6.根据权利要求1所述的稀土族合金的加工方法，其中：
所述冷却液包含防锈剂。
7.根据权利要求1所述的稀土族合金的加工方法，其中：
所述砂轮的磨削刃进一步包含苯酚树脂，并且所述金刚砂粒的体积分数在10～80％。
8.根据权利要求1所述的稀土族合金的加工方法，其中：
所述砂轮包括圆盘形的轮体，所述磨削刃形成在所述轮体的外周上，所述轮体由超高强度合金构成。
9.根据权利要求1所述的稀土族合金的加工方法，其中：
上述稀土族合金是R-Fe-B系稀土族烧结合金。
10.根据权利要求1所述的稀土族合金的加工方法，其中：
向上述磨削刃喷出上述冷却液。
11.根据权利要求1所述的稀土族合金的加工方法，其中进一步包括：
将在上述磨削工序里所产生的、包含上述稀土族合金的磨屑和上述冷却液的淤渣收集起来的工序；和
用磁石，从所收集的淤渣中分离出所述稀土族合金的磨屑的工序。
12.根据权利要求1所述的稀土族合金的加工方法，其中：
上述磨削工序包括使上述砂轮相对上述合金块进行相对移动的工序，由此所述合金块被切成小片。
13.根据权利要求1所述的稀土族合金的加工方法，其中：
在上述磨削工序中，设定上述砂轮的旋转速度、切入速度及上述冷却液的喷出压力，使得加到上述合金块的沿所述砂轮的切线方向的力Fx和加到所述合金块的沿所述砂轮的半径方向的力Fz都在所规定的范围内。
14.根据权利要求13所述的稀土族合金的加工方法，其中进一步包括：
监测所述Fx及Fz的工序；和
判断所述Fx及Fz是否在所述规定的范围内的工序。
15.根据权利要求2所述的稀土族合金的加工方法，其中：
所述冷却液是以水为主成分的冷却液。
16.根据权利要求2所述的稀土族合金的加工方法，其中：
所述冷却液包含消泡剂。
17.根据权利要求2所述的稀土族合金的加工方法，其中：
所述冷却液的pH值在9～11。
18.根据权利要求2所述的稀土族合金的加工方法，其中：
所述冷却液包含防锈剂。
19.根据权利要求2所述的稀土族合金的加工方法，其中：
所述砂轮的磨削刃进一步包含苯酚树脂，并且所述金刚砂粒的体积分数在10～80％。
20.根据权利要求2所述的稀土族合金的加工方法，其中：
所述砂轮包括圆盘形的轮体，所述磨削刃形成在所述轮体的外周上，所述轮体由超高强度合金构成。
21.根据权利要求2所述的稀土族合金的加工方法，其中：
上述稀土族合金是R-Fe-B系稀土族烧结合金。
22.根据权利要求2所述的稀土族合金的加工方法，其中：
向上述磨削刃喷出上述冷却液。
23.根据权利要求2所述的稀土族合金的加工方法，其中进一步包括：
将在上述磨削工序里所产生的、包含上述稀土族合金的磨屑和上述冷却液的淤渣收集起来的工序；和
用磁石，从所收集的淤渣中分离出所述稀土族合金的磨屑的工序。
24.根据权利要求2所述的稀土族合金的加工方法，其中：
上述磨削工序包括使上述砂轮相对上述合金块进行相对移动的工序，由此所述合金块被切成小片。
25.根据权利要求2所述的稀土族合金的加工方法，其中：
在上述磨削工序中，设定上述砂轮的旋转速度、切入速度及上述冷却液的喷出压力，使得加到上述合金块的沿所述砂轮的切线方向的力Fx和加到所述合金块的沿所述砂轮的半径方向的力Fz都在所规定的范围内。
26.根据权利要求25所述的稀土族合金的加工方法，其中进一步包括：
监测所述Fx及Fz的工序；和
判断所述Fx及Fz是否在所述规定的范围内的工序。
27.一种稀土族磁石的制造方法，其中包括：
准备稀土族合金块的工序；
支撑好在外周上具有包含金刚砂粒的磨削刃的砂轮，能让它旋转的工序；
一边将表面张力在25mN/m～60mN/m的冷却液供到所述砂轮的磨削刃上，且使在旋转的所述磨削刃与所述合金块接触，一边使所述砂轮相对所述合金块进行相对移动，这样来磨削所述稀土族合金块，以将所述合金块切成小片的磨削工序；和
将所述稀土族合金磁化的工序。
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CP03 Change of name, title or address

Address after: Tokyo, Japan

Patentee after: HITACHI METALS, Ltd.

Address before: Osaka Japan

Patentee before: Sumitomo Special Metals Co.,Ltd.

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20010404

Assignee: BEIJING JINGCI MAGNET Co.,Ltd.

Assignor: HITACHI METALS, Ltd.

Contract record no.: 2013990000374

Denomination of invention: Manufacturing method for rare-earth alloy and manufacture of rare-earth magnets thereby

Granted publication date: 20040107

License type: Common License

Record date: 20130703

Application publication date: 20010404

Assignee: ADVANCED TECHNOLOGY & MATERIALS Co.,Ltd.

Assignor: HITACHI METALS, Ltd.

Contract record no.: 2013990000365

Denomination of invention: Manufacturing method for rare-earth alloy and manufacture of rare-earth magnets thereby

Granted publication date: 20040107

License type: Common License

Record date: 20130701

Application publication date: 20010404

Assignee: BEIJING ZHONG KE SAN HUAN HI-TECH Co.,Ltd.

Assignor: HITACHI METALS, Ltd.

Contract record no.: 2013990000364

Denomination of invention: Manufacturing method for rare-earth alloy and manufacture of rare-earth magnets thereby

Granted publication date: 20040107

License type: Common License

Record date: 20130701

LICC Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20010404

Assignee: NINGBO YUNSHENG Co.,Ltd.

Assignor: HITACHI METALS, Ltd.

Contract record no.: 2014990000031

Denomination of invention: Manufacturing method for rare-earth alloy and manufacture of rare-earth magnets thereby

Granted publication date: 20040107

License type: Common License

Record date: 20140114

LICC Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model
C56 Change in the name or address of the patentee
CP02 Change in the address of a patent holder

Address after: Japan Tokyo port harbor 2 chome No. 70

Patentee after: HITACHI METALS, Ltd.

Address before: Tokyo, Japan

Patentee before: HITACHI METALS, Ltd.

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20010404

Assignee: Hitachi metal ring Ci material (Nantong) Co.,Ltd.

Assignor: HITACHI METALS, Ltd.

Contract record no.: 2017990000034

Denomination of invention: Manufacturing method for rare-earth alloy and manufacture of rare-earth magnets thereby

Granted publication date: 20040107

License type: Common License

Record date: 20170209

LICC Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model
CI03 Correction of invention patent

Correction item: A transferee of the entry into force of the contract

Correct: Hitachi metal ring magnets (Nantong) Co. Ltd.

False: Hitachi metal ring Ci material (Nantong) Co. Ltd.

Number: 11

Volume: 33

CI03 Correction of invention patent
CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20040107

CX01 Expiry of patent term