DE10107313A1

DE10107313A1 - Verfahren zur Herstellung eines Pulverpresslings und Verfahren zur Herstellung eines Magneten

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Publication number: DE10107313A1
Application number: DE10107313A
Authority: DE
Inventors: Atsushi Ogawa
Original assignee: Sumitomo Special Metals Co Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2000-02-17
Filing date: 2001-02-16
Publication date: 2001-10-04
Anticipated expiration: 2021-02-17
Also published as: US6531090B2; US20010041146A1; CN1193850C; CN1309005A; DE10107313B4

Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zur Herstellung eines Magneten unter Verwendung einer Vorrichtung, die eine Pressplatte, einen ersten Stempel und einen zweiten Stempel zum Pressen des Magnetpulvers umfasst. Das Magnetpulver wird mit den ersten und zweiten Stempeln gepresst unter Bildung eines Presslings aus dem Magnetpulver. Der Abstand zwischen den ersten und zweiten Stempeln wird vergrößert, um den mittels der ersten und zweiten Stempel auf den Pressling ausgeübten Druckes zu vermindern. Mit dem Absenken der Pressplatte wird begonnen, nachdem die Verminderung des Druckes gestartet worden ist und bevor sie gestoppt wird. Der Pressling wird aus der Pressplatte vollständig ausgestoßen, bevor der Druck Null wird.

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Pulverpresslings und auf ein Verfahren zu Herstellung eines Magneten, und außerdem bezieht sie sich auf eine Pulverpresse, die zum Pressen eines Pul vers verwendet wird, und auf ein Verfahren zum Betreiben der Pulverpresse. Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Pressverfahren, das insbesondere geeignet ist für die Herstellung eines Presslings, der eine Gestalt aufweist, bei der die Dimension in der Pressrichtung (in der Richtung, in der ein uniaxialer Druck ausgeübt wird) größer ist als die Dimension in der Richtung senkrecht zur Pressrichtung (beispielsweise eine Stabform und eine Zylinderform).

Auf dem Gebiet der Pulvermetallurgie werden bereits verschiedene Verfahren angewendet, um einem Pulver eine Form zu geben. Unter ihnen wird insbe sondere auf dem Gebiet der Herstellung von Sintermagneten in großem Um fang ein Verfahren zum Pressen eines magnetischen Legierungspulvers (Magnetpulvers) mit einer Pulverpresse angewendet.

Ein konventionelles Verfahren zur Herstellung eines Vorpresslings (Grünlings) aus einem magnetischen Legierungspulver wird unter Bezugnahme auf rele vante Zeichnungen beschrieben.

Die Fig. 1A bis 1C stellen Querschnittsansichten dar, welche die Arbeitsweise einer Pulverpresse vom Entnahme-Typ schematisch erläutern. Die Presse umfasst: eine Pressplatte (2) mit einem durchgehenden Loch für die Bildung eines Hohlraums 1 sowie einen oberen Stempel 3 und einen unteren Stempel 4 zum Pressen (Verdichten) des Pulvers in dem durchgehenden Loch. Die Pres se umfasst ferner einen oberen Presskolben 5 und einen unteren Presskolben 6, die an nicht dargestellte Antriebs-Einrichtungen gekuppelt sind. In dem erläu terten Beispiel wird der obere Presskolben 5 zusammen mit dem oberen Stem pel 3 nach oben und unten getrieben, während der untere Presskolben 6 zu sammen mit der Pressplatte 2 nach oben und nach unten getrieben wird. Der untere Stempel 4 wird hinsichtlich eines Hauptkörpers 10 der Presse in einer festen Position gehalten.

Unter Verwendung einer Presse mit dem vorgenannten Aufbau wird ein Press ling üblicherweise wie folgt hergestellt.

Wie in Fig. 1A gezeigt, ist der obere Endabschnitt des unteren Stempels 4 im Innern des durchgehenden Loches der Pressplatte 2 angeordnet, um den Hohl raum 1 zu begrenzen. Der Hohlraum 1 wird mit dem Materialpulver gefüllt. Da nach wird, wie in Fig. 1B gezeigt, der obere Stempel 3 abgesenkt, so daß ein Endabschnitt desselben in das durchgehende Loch der Pressplatte 2 einge führt wird, so daß das Pulver zwischen dem oberen Stempel 3 und dem unte ren Stempel 4 gepresst (verdichtet) wird (uniaxiales Pressen bzw. Verdichten). Auf diese Weise wird ein Vorpressling (Grünling) 7 aus dem eingefüllten Pulver hergestellt. Danach wird, wie in Fig. 1C gezeigt, eine Stufe des Ausstoßens des Presslings 7 aus der Pressplatte 2 durchgeführt ("Ausstoßstufe" oder "Auswurfstufe"). In dem erläuterten konventionellen Beispiel wird die Pressplat te 2 abgesenkt, während der untere Stempel 4 und der Pressling 7 festgehalten werden und der obere Stempel 3 angehoben wird.

Die vorstehende Arbeitsweise wird unter Bezugnahme auf die Fig. 2 näher be schrieben.

In der Fig. 2 geben die Linien A und B die Positionen des oberen Stempels 3 bzw. der Pressplatte 2 an und die Linie C repräsentiert den Druck P, der auf die obere Stirnfläche des Presslings 7 einwirkt. Der Pressling 7 wird unter Druck gesetzt, nicht nur durch den oberen Stempel 3, sondern auch durch den unte ren Stempel 4 und die Pressplatte 2. Nachstehend wird jedoch zur Vereinfa chung nur der von dem oberen Stempel 3 auf den Pressling 7 ausgeübte Druck spezifisch als "Pressdruck" bezeichnet und die Größe des Pressdruckes wird als "P" bezeichnet. Der Druck P in der Fig. 2 bezieht sich auf diesen "Pressdruck".

Die Ziffern "S1", "S2", "S3" und "S4" in der Fig. 2 repräsentieren jeweils die Stufe des Pressens (Verdichtens) des Pulvers, die Stufe des Anhebens des oberen Stempels 3 mit einer minimalen Geschwindigkeit, die Stufe des Aus stoßens des Presslings 7 und die Stufe des Anhebens des oberen Stempels 3 mit einer hohen Geschwindigkeit. Diese Stufen werden nachfolgend nachein ander beschrieben.

In der Stufe S1 wird das eingefüllte Pulver durch Anwendung eines hohen Druckes P_c auf das Pulver gepresst unter Bildung des Presslings 7. Das Pres sen (Verdichten) innerhalb einer engen Begrenzung wird in dieser Stufe ver vollständigt. Der Pressling 7 liegt in dem Zustand vor, zu dem er im Innern der Pressplatte 2 gepresst worden ist. Zum Zeitpunkt t₁ wird die Stufe S2 gestartet, wobei der obere Stempel 3 mit einer minimalen Geschwindigkeit allmählich angehoben wird. Bei diesem allmählichen Anheben des oberen Stempels 3 dehnt sich der Pressling 7 im gepressten Zustand wie ein elastischer Körper in einer Richtung entgegengesetzt zur Pressrichtung aus. Wenn einmal der Pressdruck P den Wert P_H (<0) erreicht hat, wird das Anheben des oberen Stempels 3 mit minimaler Geschwindigkeit gestoppt.

Zum Zeitpunkt t₂ wird die Stufe S3 des Ausstoßens des Presslings 7 gestartet. Während dieser Stufe wird der Pressling 7 zwischen dem oberen Stempel 3 und dem unteren Stempel 4 festgehalten und der Druck P_H mit einem im we sentlichen konstanten Wert wird auf den Pressling 7 einwirken gelassen durch die oberen und unteren Stempel 3 und 4.

Zum Zeitpunkt t₃, zu dem der Pressling 7 aus der Pressplatte 2 vollständig ausgestoßen worden ist, wird die Stufe S4 gestartet, in der der obere Stempel 3 mit einer hohen Geschwindigkeit angehoben wird. Bei diesem Anheben des oberen Stempels 3 mit hoher Geschwindigkeit fällt der Pressdruck P abrupt ab und wird zu Null, wenn der obere Stempel 3 von der oberen Stirnfläche des Presslings 7 entfernt wird.

Das obengenannte Pressverfahren wird als Niederhalte-Verfahren bezeichnet (vgl. "Powder Compaction and Processing - From Powder to Nearnet Shape", herausgegeben von der Japan Society for Technology of Plasticity, und offen gelegte japanische Patentpublikation Nr. 6-81006), welches das Merkmal auf weist, dass der Pressling 7 aus der Pressplatte 2 ausgestoßen wird, während ein konstanter Rückhaltedruck (P_H) vom oberen Stempel 3 her auf den Press ling 7 einwirken gelassen wird. Mit diesem Verfahren kann das "Zerbrechen beim Herausnehmen" des Presslings 7 verhindert werden, ein Phänomen, das im Verlaufe des Ausstoßens des Presslings 7 aus der Pressplatte 2 auftreten kann.

Nachstehend wird der Mechanismus der Entstehung eines Bruches beim Her ausnehmen unter Bezugnahme auf die Fig. 3A und 3B beschrieben.

Die Fig. 3A erläutert in schematischer Form den Zustand, in dem die Pressplat te 2, deren Abwärtsbewegung gerade begonnen hat, einen Reibungsdruck auf den Umfang des Presslings 7 ausübt. Die Fig. 3B erläutert in schematischer Form den Zustand, in dem der obere Endabschnitt des Presslings 7 nach au ßen freigesetzt wird, wenn die Absenkung der Pressplatte 2 fortschreitet. Da der gepresste Pressling 7 ein elastischer Körper ist, hat er die Neigung, sich in der durch den Pfeil Q₁ angezeigten Richtung auszudehnen, wenn der durch den oberen Stempel 3 auf den Pressling 7 ausgeübte Druck P₁ abnimmt (Rückfederungs-Phänomen). Wenn einmal der Druck P₁ aufgehoben ist, wobei die obere Stirnfläche des Presslings 7 freiliegt, ist der Pressling 7 gezwungen, sich von der Pressplatte 2 aus nach außen auszudehnen. Gleichzeitig wirkt auf den Umfang des Presslings 7 eine starke Reibung durch die Pressplatte 2 ein. Als Folge davon tritt eine lokale Spannung im Innern des Presslings 7 auf, wo durch ein Riss 8 gebildet wird. Dieser Riss 8 ist die Ursache für die Entstehung eines Bruches beim Herausnehmen.

Um das Zerbrechen beim Herausnehmen bei dem Niederhalte-Verfahren zu verhindern, wird das Einwirkenlassen eines vorgegebenen Rückhaltedruckes P_H auf den Pressling 7 fortgesetzt, bis die Stufe S3 des Ausstoßens des Press lings 7 beendet ist. Dieses konventionelle Niederhalte-Verfahren wurde bisher zum Pressen eines Pulvers mit einer hohen Härte, beispielsweise eines Kera mikpulvers, und eines Pulvers aus einer intermetallischen Verbindung ange wendet, die eine hohe Härte und eine geringe Duktilität aufweisen und bei de nen kaum eine plastische Verformung auftritt, und es wurden dabei ausrei chende Effekte erzielt.

Bei dem obengenannten konventionellen Verfahren tritt jedoch das folgende Problem auf. Wenn die Pressdichte des Presslings vergleichsweise niedrig ist wie im Falle der Herstellung eines anisotropen Seltenerdmetallmagneten, be steht die Neigung, dass ein Buckling (Kollabieren) des Presslings auftritt. Im Falle der Herstellung eines anisotropen Seltenerdmetallmagneten wird das Pulver in einem Magnetfeld während des Pressens (Verdichtens) ausgerichtet. In diesem Fall wird ein Schmiermittel dem Magnetpulver zugesetzt und außer dem wird die Pressdichte verringert durch Pressen des Pulvers bei einem niedrigen Druck, um dadurch das Ausrichten der Pulverteilchen zu verbessern. Da in diesem Fall die Pressfestigkeit vermindert wird, kann ein Buckling in dem resultierenden Pressling auch bei Anwendung eines vergleichsweise geringen Druckes auftreten.

In den letzten Jahren besteht mit der zunehmenden Verwendung von Magne ten das Bedürfnis, Presslinge mit einer in der Pressrichtung (Richtung der Be wegung des Stempels) länglichen Form herzustellen. Zur Vereinfachung wird hier die Größe eines Presslings, gemessen in der Pressrichtung, als "Höhe des Presslings" bezeichnet und eine typische Größe für den Pressling, gemessen in einer Richtung senkrecht zur Pressrichtung, wird als "Breite des Presslings" oder "Durchmesser des Presslings" bezeichnet. Die Fläche des Presslings, mit der dieser mit dem oberen Stempel in Kontakt kommt, wird als "Pressfläche" bezeichnet und die Größe derselben wird als "Größe der Pressfläche" bezeich net.

Wenn die "Breite des Presslings" und die "Größe der Pressfläche" fest sind, ist dann, wenn die "Höhe des Presslings" zunimmt, die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Buckling des Presslings höher beim Anlegen eines Druckes in der Pressrichtung während der Stufe des Ausstoßens des Presslings. Die Fig. 4A erläutert den Zustand, in dem Drucke P₁ und P₂ an einen Pressling mit einer vergleichsweise geringen Presslingshöhe angelegt werden, und die Fig. 4B erläutert den Zustand, in dem Drucke P₁ und P₂ an einen Pressling mit einer vergleichsweise großen Presslingshöhe angelegt werden. Das Problem des Buckling tritt im Falle der Fig. 4B signifikant häufiger auf als im Falle der Fig. 4A.

Die Größe des Druckes in der Pressrichtung, bei der ein Buckling eines Press lings auftritt, d. h. die Buckling-Festigkeit (Kollapsfestigkeit) nimmt ab, wenn der Abschnitt des Presslings 7, der aus der Pressplatte 2 nach außen vorsteht, im Verlaufe des Ausstoßens des Presslings 7 aus der Pressplatte 2 zunimmt.

Deshalb kann in der Stufe S3, in welcher der Pressling 7 allmählich ausgesto Ben wird, während ein Rückhaltedruck P_H (ein konstanter Druck) auf den Pressling 7 einwirken gelassen wird, um die Entstehung eines Bruchs beim Herausnehmen zu vermeiden, zu Beginn der Stufe S3 kein Buckling auftreten. Am Ende dieser Stufe besteht jedoch die Möglichkeit, dass ein Buckling oder ein Kollabieren auftritt. Am Ende der Ausstoßstufe S3 ist ein großer Teil des Presslings bereits freigelegt und der Pressling hat die Neigung, auch dann zu kollabieren, wenn der angelegte Rückhaltedruck P_H vergleichsweise gering ist. Je größer die Presslingshöhe ist, um so höher ist die Möglichkeit, dass ein Buckling entsteht.

Die Fig. 5 zeigt die Bereiche des Pressdruckes P, bei dem ein Bruch beim Her ausnehmen (Entfernungs-Bruch-Bereich) und ein Buckling (Buckling-Bereich) auftreten. In der Fig. 5 wird der Rückhaltedruck P_H auf einen Wert festgesetzt, der den Enffernungs-Bruch-Bereich umgeht. In dem in der Fig. 5 dargestellten Fall fällt jedoch der Rückhaltedruck P_H schließlich in den Buckling-Bereich, da die Bucklingfestigkeit mit fortschreitendem Ausstoßen des Presslings 7 ab nimmt. Dies bedeutet, dass ein Buckling in dem Pressling 7 im späteren Ver lauf der Ausstoßungsstufe auftritt. Wenn der Rückhaltedruck P_H verringert wird, um ein Buckling zu vermeiden, gelangt er in den Entfernungs-Bruch-Bereich, so daß der zu diesem Zeitpunkt einen Bruch durch Herausnehmen (Entfernen) hervorruft. Dieses Problem tritt nicht auf für den Fall, dass das Verhältnis von "Presslingshöhe" zu "Presslingsbreite" oder zur "Größe der Pressfläche" klein ist und für den Fall, dass die Presslingsfestigkeit hoch ist, weil in diesen Fällen der in Fig. 5 dargestellte Buckling-Bereich nach oben verschoben ist.

In der offengelegten japanischen Patentpublikation Nr. 10-8102 ist die Kontrolle der Größe des Rückhaltedruckes während des Ausstoßens eines Presslings aus einer Pressplatte auf der Basis der Höhe des Abschnitts des Presslings, der aus der Pressplatte herausragt, beschrieben. Entsprechend einem Ver such, der von den Erfindern der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurde, bei dem Presslinge nach dem in der obengenannten Publikation beschriebenen Verfahren ausgestoßen wurden, trat jedoch in einigen Fällen zu Beginn des Austretens des Presslings aus der Pressplatte ein Bruch beim Entfernen bzw. Herausnehmen auf. Dieses Phänomen trat besonders häufig auf im Falle des Ausstoßens von länglichen Presslingen mit einem großen Verhältnis von "Presslingshöhe" zu "Presslingsbreite" oder zu "Größe der Pressfläche" aus der Pressplatte.

Im Hinblick auf die vorstehenden Angaben wird es als notwendig angesehen, den Rückhaltedruck zu Beginn des Austretens des Presslings zu kontrollieren. Zwar ist in der obengenannten Publikation die Kontrolle des Rückhaltedruckes, nachdem der Pressling ausgetreten ist, auf der Basis der Höhe des ausgetre tenen Abschnitts des Presslings beschrieben, es wird jedoch nichts ausgesagt über die Durchführung einer Kontrolle des Rückhaltedruckes, bevor der Press ling austritt.

Der erforderliche Rückhaltedrucke P_H ist außerordentlich niedrig, verglichen mit dem Druck P_c, der während des Pressens angelegt wird. Es ist jedoch sehr schwierig, den Pressdruck P mit hoher Genauigkeit einzustellen. Ublicherweise werden der obere Stempel 3 und die Pressplatte 2 häufig mit hydraulischen Einrichtungen angetrieben. Bei diesem Typ einer Presse wird üblicherweise der hydraulische Druck eines Presszylinders gemessen und es wird der Druck P errechnet, der an den Pressling 7 angelegt wird, auf der Basis der Größe des hydraulischen Druckes. Dieses Verfahren ist beispielsweise in der offengeleg ten japanischen Patentpublikation Nr. 10-152702 beschrieben.

Der bei dem obengenannten Verfahren bestimmte hydraulische Druck variiert jedoch mit der mechanischen Widerstands-Belastung, die auf den oberen Stempel 3 und die Düsenplatte 2 einwirkt, wenn diese Elemente angetrieben werden, und es ist somit schwierig, den Druck P, der an den Pressling 7 ange legt wird, genau zu bestimmen. Deshalb ist ein neues Verfahren erforderlich, um den Druck P genau zu bestimmen, der tatsächlich an den Pressling 7 ange legt wird, um ein Zerbrechen beim Entfernen bzw. Herausnehmen und ein Buckling zu verhindern.

Zusammenfassung der Erfindung

Ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Her stellung eines Pulver-Presslings und ein Verfahren zur Herstellung eines Mag neten anzugeben, bei denen das Zerbrechen beim Entfernen bzw. Heraus nehmen und ein Buckling während des Ausstoßens eines Presslings ver mindert sind, verglichen mit dem Stand der Technik.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Pulverpresse zur Verfügung zu stellen, die in der Lage ist, den Druck, der an einen Pulver- Pressling angelegt wird, mit hoher Genauigkeit zu bestimmen und die Arbe itsweise eines Druck ausübenden Elements auf der Basis der bestimmten Er gebnisse einzustellen, sowie ein Verfahren zum Antreiben einer solchen Pul verpresse anzugeben.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Pulver-Presslings und eine Vorrichtung zur Herstellung desselben, die umfasst eine Pressplatte mit einem durchgehenden Loch für die Bildung eines Hohl raums und erste und zweite Stempel zum Pressen (Verdichten) des Pulvers in dem durchgehenden Loch. Das Verfahren umfasst die Stufen: Füllen des Hohl raums mit dem Pulver in einem Zustand, in dem mindestens ein Endabschnitt des zweiten Stempels in dem durchgehenden Loch der Pressplatte angeordnet ist; Herstellen eines Presslings aus dem Pulver durch Einführen mindestens eines Endabschnitts des ersten Stempels in das durchgehende Loch der Pressplatte und Pressen (Verdichten) des Pulvers zwischen dem ersten und dem zweiten Stempel; Vergrößerung des Abstandes zwischen dem ersten und dem zweiten Stempel, während mittels des ersten und des zweiten Stempels ein Druck auf den Pressling ausgeübt wird, um dadurch eine Verringerung des Druckes zu verhindern; und Starten der relativen Bewegung der Pressplatte gegenüber dem Pressling nach Beginn der Verringerung des Druckes und bevor die Verringerung des Druckes gestoppt wird, und Vervollständigung des Ausstoßes des Presslings aus dem durchgehenden Loch der Pressplatte bevor der Druck zu Null wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird mit der relativen Bewegung der Pressplatte gegenüber dem Pressling begonnen, wenn eine vorher festgelegte Zeit ab einem Zeitpunkt verstrichen ist, zu dem mit der Vergrößerung des Ab standes zwischen dem ersten und dem zweiten Stempel begonnen wurde.

Alternativ kann mit der relativen Bewegung der Pressplatte gegenüber dem Pressling begonnen werden, wenn der Druck auf einen vorher festgelegten ersten Wert abfällt durch Vergrößerung des Abstandes zwischen dem ersten und dem zweiten Stempel.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird während des Fortschreitens der relativen Bewegung der Pressplatte gegenüber dem Pressling der zweite Stempel festgehalten, während die Pressplatte bewegt wird.

Alternativ kann während des Fortschreitens der relativen Bewegung der Pressplatte gegenüber dem Pressling die Pressplatte festgehalten werden, während der zweite Stempel bewegt wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Vergrößerung des Abstandes zwischen dem ersten und dem zweiten Stempel gestoppt, wenn der Druck auf einen vorher festgelegten zweiten Wert abgefallen ist durch Vergrößerung des Abstandes zwischen dem ersten und dem zweiten Stempel.

Vorzugsweise wird der Druck bestimmt auf der Basis eines Ausgabesignals eines Spannungssensors, der an mindestens einem der ersten und zweiten Stempel befestigt ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Pulver ein Magnetpulver.

Vorzugsweise ist das Magnetpulver ein Seltenerdmetall-Legierungspulver mit einer mittleren Teilchengröße von 5 µm oder weniger.

Vorzugsweise wird das Magnetpulver hergestellt durch Abschrecken einer geschmolzenen Legierungsmasse.

Dem Pulver wird vorzugsweise ein Schmiermittel zugesetzt.

Das Verfahren kann ferner die Stufe der Sinterung des Pulver-Presslings um fassen.

Während des Pressens (Verdichtens) des Pulvers zwischen dem ersten und dem zweiten Stempel kann ein Magnetfeld zum Ausrichten an das Pulver ange legt werden.

Vorzugsweise verläuft die Richtung des Magnetfeldes für die Ausrichtung in dem Hohlraum im wesentlichen senkrecht zur Pressrichtung durch den ersten und zweiten Stempel auf den Pressling.

Alternativ handelt es sich bei dem Verfahren zur Herstellung eines Magneten gemäß der vorliegenden Erfindung um ein Verfahren zur Herstellung eines Magneten, bei dem eine Vorrichtung verwendet wird, die eine Pressplatte, einen ersten Stempel und einen zweiten Stempel zum Pressen (Verdichten) des Magnetpulvers umfasst. Das Verfahren umfasst die Stufen: Herstellung eines Presslings aus dem Magnetpulver durch Pressen (Verdichten) des Mag netpulvers mit dem ersten und dem zweiten Stempel; Vergrößerung des Ab standes zwischen dem ersten und dem zweiten Stempel, um dadurch den Druck zu verringern, der durch den ersten und den zweiten Stempel auf den Pressling ausgeübt wird; und Starten der relativen Bewegung der Pressplatte gegenüber dem Pressling nach Beginn der Verringerung des Druckes und vor Beendigung der Verringerung des Druckes und Vervollständigung des Aus stoßes des Presslings aus der Pressplatte bevor der Druck Null wird.

Vorzugsweise wird in der Stufe der Herstellung eines Presslings aus dem Magnetpulver durch Pressen des Magnetpulvers mit dem ersten und dem zweiten Stempel ein Magnetfeld zur Ausrichtung des Pulvers angelegt, das eine Richtung aufweist, die senkrecht zur Pressrichtung verläuft.

In der Stufe der Herstellung eines Presslings aus dem Magnetpulver durch Pressen (Verdichten) des Magnetpulvers mit dem ersten und dem zweiten Stempel kann ein Pressling in Form einer Platte hergestellt werden, deren Größe, gemessen in der Richtung parallel zur Richtung des ausrichtenden Magnetfeldes, kleiner ist als die Größe, gemessen in irgendeiner anderen Richtung.

Die erfindungsgemäße Pulverpresse umfasst eine Pressplatte mit einem durchgehenden Loch für die Bildung eines Hohlraums und erste und zweite Stempel zum Pressen (Verdichten) eines Pulvers in dem durchgehenden Loch. Mit der Presse werden die folgenden Stufen durchgeführt: Füllen des Hohl raums mit dem Pulver in einem Zustand, in dem mindestens ein Endabschnitt des zweiten Stempels in dem durchgehenden Loch der Pressplatte angeordnet ist; Herstellung eines Presslings aus dem Pulver durch Einführen mindestens eines Endabschnittes des ersten Stempels in das durchgehende Loch der Pressplatte und Pressen (Verdichten) des Pulvers zwischen dem ersten und dem zweiten Stempel; Vergrößerung des Abstandes zwischen dem ersten und dem zweiten Stempel, während mittels des ersten und des zweiten Stempels ein Druck auf den Pressling ausgeübt wird, um dadurch den Druck zu ver ringern; und Starten der relativen Bewegung der Pressplatte gegenüber dem Pressling nach Beginn der Verringerung des Druckes und bevor der Druck auf einen vorher festgelegten Wert gesunken ist, und Vervollständigung des Aus stoßes des Presslings aus dem durchgehenden Loch der Pressplatte, während der Druck einen vorher festgelegten Wert hat.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird mit der relativen Bewegung der Pressplatte gegenüber dem Pressling begonnen, wenn eine vorher festgelegte Zeit ab einem Zeitpunkt, zu dem mit der Vergrößerung des Abstandes zwischen dem ersten und dem zweiten Stempel begonnen worden ist, ver strichen ist.

Mit der relativen Bewegung der Pressplatte gegenüber dem Pressling kann begonnen werden, wenn der Druck auf einen vorher festgelegten Wert abge fallen ist durch Vergrößerung des Abstandes zwischen dem ersten und dem zweiten Stempel.

Während des Fortschreitens der relativen Bewegung der Pressplatte gegenüber dem Pressling kann auch die Pressplatte festgehalten werden, während der zweite Stempel bewegt wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Vergrößerung des Abstandes zwischen dem ersten und dem zweiten Stempel gestoppt, wenn der Druck auf einen vorher festgelegten zweiten Wert gesunken ist durch Vergrößerung des Abstandes zwischen dem ersten und dem zweiten Stempel.

Vorzugsweise umfasst die Pulverpresse außerdem einen Spannungssensor, der an mindestens einem der ersten und zweiten Stempel befestigt ist, wobei der Druck bestimmt wird auf der Basis eines Ausgabewertes des Spannung ssensors.

Alternativ umfasst die erfindungsgemäße Pulverpresse eine Pressplatte, einen ersten Stempel und einen zweiten Stempel zum Pressen (Verdichten) eines Pulvers, wobei die Pulverpresse außerdem einen Sensor aufweist, der an mindestens einem der ersten und zweiten Stempel befestigt ist, zur Bestim mung der Spannung (Verformung) des Stempels und ein Druck, der mittels des ersten und des zweiten Stempels auf das Pulver ausgeübt wird, wird bestimmt auf der Basis eines Ausgabesignals des Sensors zur Kontrolle der Arbe itsgänge des ersten und des zweiten Stempels.

Kurze Beschreibung der verschiedenen Darstellungen der Zeichnungen

Fig. 1A bis 1C stellen Querschnittsansichten dar, welche die Arbeitsstufen ei ner Pulverpresse erläutern.

Fig. 2 stellt eine Ansicht dar, welche die konventionelle Arbeitsweise der Pul verpresse gemäß Fig. 1 erläutert, in der die x-Achse die Zeit und die y-Achse die Position eines oberen Stempels (Linie A), die Position einer Pressplatte (Linie B) und den an einen Pressling angelegten Druck (Linie C) darstellen.

Fig. 3A und 3B stellen Querschnittsansichten dar, die in schematischer Form den Zustand erläutern, in dem eine Pressplatte 2, die sich nach unten bewegt, eine Reibungskraft auf den Umfang eines Vorpresslings 7 ausübt, bzw. den Zustand, in dem der obere Endabschnitt des Presslings 7 aus der Pressplatte 2 nach außen freiliegt, wenn das Absenken der Pressplatte 2 fortschreitet.

Fig. 4A und 4B stellen Querschnittsansichten dar, welche die Zustände erläu tern, in denen die Drucke P₁ und P₂ auf einen Pressling mit einer vergleichs weise geringen Presslingshöhe bzw. auf einen Pressling mit einer vergleichs weise großen Presslingshöhe einwirken.

Fig. 5 stellt eine Ansicht dar, welche die Beziehung zwischen dem auf den Pressling 7 durch einen oberen Stempel 3 beim konventionellen Betrieb einwir kenden Druck und den Drucken, bei denen ein Bruch bei der Entfernung (Herausnahme) und ein Buckling auftreten, zeigt.

Fig. 6 stellt eine Ansicht dar, welche die Arbeitsweise einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Pulverpresse erläutert, in der die x-Achse die Zeit und die y-Achse die Position des oberen Stempels (Linie D), die Position der Pressplatte (Linie E) und den an den Pressling angelegten Druck (Linie F) re präsentieren.

Fig. 7A und 7B stellen schematische Querschnittsansichten dar, welche die Aufwärts- und Abwärts-Bewegungen der Pressplatte 2, des oberen Stempels 3 und des unteren Stempels 4 bei der konventionellen Arbeitsweise bzw. in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutern.

Fig. 8A und 8B stellen schematische Querschnittsansichten dar, welche die konventionelle Arbeitsweise, bei der der obere Stempel 3 und der untere Stempel 4 angehoben werden, während die Pressplatte 2 während des Aus stoßens des Presslings 7 festgehalten wird, sowie die Arbeitsweise gemäß ei ner anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutern, bei wel cher der obere Stempel 3 schneller angehoben wird als der untere Stempel 4, während die Pressplatte 2 während des Ausstoßens des Presslings 7 festge halten wird.

Fig. 9 stellt eine Ansicht dar, die den Fall erläutert, bei dem der Pressdruck P zum Zeitpunkt t₄ in der Mitte der Stufe S3 des Ausstoßens des Presslings zu Null wird.

Fig. 10 stellt eine Ansicht dar, die eine Druckänderung erläutert, die festzustel len ist, wenn die Presse so eingestellt worden ist, dass der Pressdruck P nicht unterhalb eines vorher festgelegten Wertes P_X für den Fall liegt, dass der Druck P in der Mitte der Stufe S3 des Ausstoßens des Presslings auf den Wert P_X abgesunken ist.

Fig. 11A und 11B stellen Querschnittsansichten dar, welche die Beziehungen zwischen den Positionen des unteren Stempels 3, des Presslings 7 und dgl. zu einem Zeitpunkt ab der Zeit t₂ bis zur Zeit t₄ bzw. zu einem Zeitpunkt ab der Zeit t₄ bis zur Zeit t₃ für den Fall, dass die in Fig. 9 dargestellte Druckänderung auftritt, erläutern.

Fig. 12 stellt eine Ansicht dar, die den an den Pressling angelegten Druck P (Linie K), die Ausgabedaten einer Druckbestimmungs-Schaltung (Linien L und M) und die Positionen des oberen Stempels 3 (Linie N) und der Pressplatte 2 (Linie O) bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutern, bei welcher der an den Pressling angelegte Druck mit einem Spannungssensor bestimmt wird, der an einem Stempel für die Druckkontrolle befestigt ist.

Fig. 13 stellt eine vergrößerte Fotografie eines R-Fe-B-Legierungspulvers dar, das durch Bandgießen hergestellt worden ist.

Fig. 14 stellt ein Diagramm dar, das die Pulverteilchengrößenverteilungen A und B von Seltenerdmetall-Magnetlegierungen zeigt, die durch Bandgießen bzw. Blockgießen hergestellt worden sind.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Nachstehend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Be zugnahme auf die relevanten Zeichnungen beschrieben.

Eine bei dieser Ausführungsform der Erfindung verwendete Pulverpresse hat im Prinzip den gleichen Aufbau wie den in Fig. 1 gezeigten. Der Aufbau und die Arbeitsweise der bei dieser Ausführungsform verwendeten Presse werden da her unter Bezugnahme auf die Fig. 1 unter Verwendung der gleichen Be zugsziffern für einander entsprechende Komponenten beschrieben.

Die bei dieser Ausführungsform verwendete Presse umfasst eine Pressplatte 2 mit einem durchgehenden Loch für die Bildung eines Hohlraums 1, einen oberen Stempel 3 und einen unteren Stempel 4 zum Pressen (Verdichten) eines Pulvers in dem durchgehenden Loch und einen oberen Presskolben 5 und einen unteren Presskolben 6, die an nicht dargestellte Antriebseinrichtun gen gekuppelt sind, wie in Fig. 1 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform dient wie in dem vorstehend beschriebenen konventionellen Fall der obere Presskol ben 5 dazu, den oberen Stempel 3 nach oben und unten zu bewegen, während der Presskolben 6 dazu dient, die Pressplatte 2 nach oben und unten zu bewegen. Der untere Stempel 4 wird in bezug auf den Hauptkörper 10 der Presse in einer festen Position gehalten.

Die Fig. 6 stellt eine Ansicht dar, die den Betrieb der bei dieser Ausführungs form verwendeten Presse erläutert, die der Fig. 2 entspricht, auf die bei der Beschreibung der konventionellen Presse vom Entnahme-Typ Bezug genom men wird. In der Fig. 6 repräsentieren die Linien D und E die Positionen des Stempels 3 bzw. der Pressplatte 2 und die Linie F repräsentiert den Druck, der an die Pressfläche des Presslings 7 angelegt wird. Die Ziffern "S1", "S2", "S3" und "S4" in der Fig. 6 repräsentieren jeweils die Stufe des Pressens (Verdichtens) des Pulvers, die Stufe des Anhebens des oberen Stempels 3 mit einer minimalen Geschwindigkeit, die Stufe des Ausstoßens des Presslings 7 und die Stufe des Anhebens des oberen Stempels mit einer hohen Geschwin digkeit.

Wie in Fig. 6 gezeigt, besteht ein Merkmal dieser Ausführungsform darin, dass mit der Stufe S3 des Ausstoßens des Presslings begonnen wird, bevor die Stufe S2 des Anhebens des oberen Stempels 3 mit einer minimalen Ge schwindigkeit beendet ist. Bei dieser Ausführungsform werden das Füllen des Hohlraums 1 mit Pulver und das Pressen des Pulvers auf konventionelle Weise durchgeführt. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass für den Fall der Herstel lung eines Magneten unter Verwendung eines Seltenerdmetall-Legierungspul vers der Pressdruck P_c in der Stufe des Pressens des Pulvers auf einen Wert in dem Bereich von 10 MPa bis 300 MPa festgelegt wird.

Nachstehend werden nur die bei dieser Ausführungsform unterschiedlichen Stufen beschrieben.

Nach Beendigung des Pressens in der Stufe S1 zum Pressen des Pulvers wird die Stufe S2, bei welcher der obere Stempel 3 mit einer minimalen Geschwin digkeit angehoben wird, zum Zeitpunkt t₁ gestartet. Der obere Stempel 3 wird langsam angehoben, wie durch die Linie D dargestellt, während der Druck auf den Pressling 7 gegenüber dem Pressdruck P_c allmählich verringert wird. Wäh rend des Anhebens des oberen Stempels 3 mit minimaler Geschwindigkeit dehnt sich der Pressling 7 in einer Richtung entgegengesetzt zur Pressrichtung aus wie ein gepresster elastischer Körper und deshalb werden der obere Stempel 3 und die obere Stirnfläche des Presslings 7 miteinander in Kontakt gehalten. Zu dem Zeitpunkt t₂ (t₁ < t₂), bei dem der an den Pressling 7 mittels des oberen Stempels 3 angelegte Druck in der Mitte der allmählichen Verringe rung liegt, wird mit dem Absenken der Pressplatte 2 begonnen, um die Stufe S3 des Ausstoßens des Presslings 7 zu initiieren. Bei dieser Ausführungsform wird die zeitliche Abstimmung, bei der mit der Stufe S3 begonnen wird, unter Verwendung eines Zeitgebers eingestellt. Das heißt, die verstrichene Zeit wird gezählt ab Beginn der Stufe S2 des Anhebens des oberen Stempels 3 mit einer minimalen Geschwindigkeit. Wenn die verstrichene Zeit einen vorher festgeleg ten Wert erreicht hat, wird mit dem Absenken der Pressplatte 2 begonnen, um die Stufe S3 des Ausstoßens des Presslings 7 zu initiieren.

So wird bei dieser Ausführungsform die Ausstoßstufe S3 gestartet, nachdem der an den Pressling 7 angelegte Druck P abzunehmen beginnt. Wenn der Zeitpunkt des Starts der Stufe S3 zu spät ist, ist die Abnahme des Druckes P zu weit fortgeschritten, so daß die Möglichkeit besteht, dass ein Bruch bei der Herausnahme auftritt. Die Ausstoßstufe S3 muss daher gestartet werden, be vor der Pressdruck übermäßig stark abgenommen hat. Bei dieser Ausführungs form wird diese Zeitkontrolle unter Verwendung eines Zeitgebers durchgeführt. Alternativ kann dies auf andere Weise durchgeführt werden, beispielsweise durch Bestimmung des Pressdruckes P.

Bei dieser Ausführungsform ist der Abstand zwischen dem oberen Stempel 3 und dem unteren Stempel 4 zu dem Zeitpunkt (t₂) des Starts der Stufe S3 zum Ausstoßen des Presslings 7 kleiner als zu dem Zeitpunkt, zu dem ein Teil des Presslings 7 zuerst aus der Pressplatte 2 herausragt. Auf diese Weise wird der Pressdruck P zu dem Zeitpunkt t₂ so eingestellt, dass er groß genug ist, um die Entstehung eines Bruches in dem Pressling 7 bei der Herausnahme zu verhin dern.

Bei dieser Ausführungsform wird die Stufe S2 des Anhebens des oberen Stempels 3 mit einer minimalen Geschwindigkeit auch während der Durchfüh rung der Ausstoßungsstufe S3 fortgesetzt. Deshalb nimmt während der Stufe S3 der Abstand zwischen dem oberen Stempel 3 und dem unteren Stempel 4 allmählich zu, wodurch der Druck P allmählich abnimmt. Dies bedeutet, dass dann, wenn die Höhe des Abschnitts des Presslings 7, die aus der Pressplatte 2 nach außen herausragt, größer wird, der an den Pressling angelegte Druck P geringer wird. Dadurch wird es möglich, einen in der Pressrichtung langge streckten Pressling aus der Pressplatte 2 auszustoßen, ohne dass ein Buckling auftritt. Bei dieser Ausführungsform kann ein länglicher Pressling mit einer Hö he von 80 mm oder mehr, der üblicherweise nicht leicht hergestellt werden kann, ausgestoßen werden, ohne dass ein Kollaps/Buckling auftritt.

Nach Beendigung der Stufe S3 des Ausstoßens des Presslings 7 zum Zeit punkt t₃ wird die Stufe S4 des Anhebens des oberen Stempels 3 mit einer ho hen Geschwindigkeit gestartet.

Bei dieser Ausführungsform ist der Pressdruck P zu dem Zeitpunkt (t₃), zu dem die Ausstoßungsstufe S3 beendet ist, größer als Null, jedoch genügend gerin ger als der Pressdruck P zu dem Zeitpunkt (t₂), zu dem die Ausstoßungsstufe S3 beginnt.

Ein Entfernungsbruch entsteht unmittelbar nachdem der obere Endabschnitt des Presslings 7 aus der Pressdüse 2 nach außen ausgetreten ist. Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass der obere Endabschnitt des Presslings 7 eine verhältnismäßig geringe Festigkeit aufweist, verglichen mit dem übrigen Abschnitt. Außerdem ist die Presskraft des oberen Stempels 3 auf den Pressling 7 vorübergehend geschwächt, wenn die Stufe S3 des Aussto ßens des Presslings 7 gerade begonnen hat, d. h. bei dieser Ausführungsform, wenn die Absenkung der Pressplatte 2 gerade begonnen hat. Dies ist wahr scheinlich darauf zurückzuführen, dass der Pressling 7 vorübergehend nach unten gepresst wird als Folge der statischen Reibung, die zwischen der Press platte 2 und dem Umfang des Presslings 7 vorliegt. Bei der konventionellen Arbeitsweise kann dann, wenn die Presskraft des oberen Stempels auf den Pressling 7 bei Beginn der Ausstoßungsstufe S3 aus dem oben angegebenen Grund geschwächt ist, der Pressdruck P vorübergehend in den Entfernungs bruch-Bereich fallen, wie er in Fig. 5 dargestellt ist, was möglicherweise zur Entstehung eines Entfernungsbruches führt. Bei dieser Ausführungsform kann jedoch der Pressdruck P zu Beginn der Ausstoßungsstufe S3 (t₂) auf einen Wert festgesetzt werden, der ausreichend größer ist als der Wert, bei dem ein Entfernungsbruch entstehen kann. Daher kann die Bildung eines Entfernungs bruches vermieden werden, selbst wenn der Druck zu Beginn der Aussto ßungsstufe S3 vorübergehend vermindert wird.

Außerdem wurde aufgrund eines Versuchs durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung gefunden, dass das Phänomen, dass die Presskraft des oberen Stempels 3 gegenüber dem Pressling 7 vorübergehend geschwächt ist, erleich tert werden kann durch Starten der Absenkung der Pressplatte 2, während der obere Stempel 3 angehoben wird (d. h. während der auf den Pressling 7 in der Pressplatte 2 einwirkende Druck P vermindert wird). Wenn mit dem Absenken der Pressplatte 2 begonnen wird, während der obere Stempel 3 nicht angeho ben wird, nimmt der auf den Pressling einwirkende Druck scharf ab. Wenn da gegeben mit dem Absenken der Pressplatte 2 begonnen wird, während der obere Stempel 3 angehoben wird, nimmt der auf den Pressling einwirkende Druck langsamer ab. Bei dieser Ausführungsform ist daher die Möglichkeit, dass der auf den Pressling einwirkende Druck scharf abgenommen hat, zum Zeitpunkt des Starts der Freisetzung des Presslings gering. Es ist daher mög lich, die Bildung eines Entfernungsbruches in geeigneter Weise zu verhindern.

Obgleich die Linien D, E und F in der Fig. 6 als gerade Linien dargestellt sind, können sie auch gekrümmte Linien sein. Wenn nämlich der obere Stempel 3 mit einer konstanten minimalen Geschwindigkeit angehoben wird, nimmt der Pressdruck P in einer gekrümmten Linie ab als Folge der elastischen Natur des Presslings 7.

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 7A und 7B die Arbeitsweise bei dieser Ausführungsform mit der konventionellen Arbeitsweise verglichen. Die Fig. 7A zeigt eine schematische Querschnittsansicht, welche die konven tionellen Aufwärts- und Abwärtsbewegungen der Pressplatte 2, des oberen Stempels 3 und des unteren Stempels 4 erläutert. Die Fig. 7B stellt eine sche matische Querschnittsansicht dar, welche die Aufwärts- und Abwärtsbewegun gen der Pressplatte 2, des oberen Stempels 3 und des unteren Stempels 4 gemäß dieser Ausführungsform erläutert. Die dicken durchgezogenen Linien in den Fig. 7A und 7B zeigen an, wie die Position der unteren Stirnfläche des oberen Stempels mit dem Ablauf der Zeit verschoben wird, während die dicken unterbrochenen Linien anzeigen, wie die Position der oberen Stirnfläche der Pressplatte 2 mit dem Ablauf der Zeit verschoben wird.

Im Falle der Fig. 7A wird der obere Stempel 3 mit einer minimalen Geschwin digkeit beispielsweise 3 s lang angehoben und das Ausstoßen des Presslings 7 (die Absenkung der Pressplatte 2) wird beispielsweise 6 s lang durchgeführt. Der obere Stempel 3 wird beispielsweise mit einer Geschwindigkeit von etwa 1 mm/s während des Anhebens mit minimaler Geschwindigkeit angehoben und die Pressplatte 2 wird beispielsweise mit einer Geschwindigkeit von etwa 20 mm/s während des Ausstoßens des Presslings abgesenkt.

Im Falle der Fig. 7B wird der obere Stempel 3 mit einer minimalen Geschwin digkeit beispielsweise 9 s lang angehoben. Das Ausstoßen des Presslings 7 (die Absenkung der Pressplatte 2) beginnt beispielsweise 3 h nach dem Beginn des Anhebens des oberen Stempels 3 mit minimaler Geschwindigkeit und ist innerhalb von beispielsweise 6 s beendet. Der obere Stempel 3 wird mit einer Geschwindigkeit von beispielsweise etwa 0,5 mm/s während der ersten 3 s des Anhebens mit minimaler Geschwindigkeit angehoben und er wird während der nächsten 6 s (während des Ausstoßens des Presslings 7) beispielsweise mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,3 mm/s angehoben. Während des Aussto ßens des Presslings 7 wird die Pressplatte 2 mit einer Geschwindigkeit von beispielsweise 20 mm/s abgesenkt.

Aus den Fig. 7A und 7B ist folgendes zu ersehen. Der Pressling 7 wird durch Absenken der Pressplatte 2 in beiden Fällen ausgestoßen. Während im Falle der Fig. 7A der Zeitraum, während dessen der obere Stempel 3 mit einer mini malen Geschwindigkeit angehoben wird, sich mit dem Zeitraum nicht überlappt, während dessen die Pressplatte 2 abgesenkt wird, tritt eine Überlappung dieser Zeiträume im Falle der Fig. 7B auf.

Bei dieser Ausführungsform wird der Pressling 7 durch Absenken der Press platte 2 ausgestoßen. Die vorliegende Erfindung ist auf diese Arbeitsweise je doch nicht beschränkt. Da das Ausstoßen des Presslings 7 bewirkt wird durch Bewegen der Pressplatte 2 gegenüber dem Pressling 7, kann die Pressplatte 2 auch festgehalten werden, während der untere Stempel 4 angehoben wird.

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 8A und 8B eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, in der die Pressplat te 2 festgehalten wird.

Die Fig. 8A erläutert eine konventionelle Arbeitsweise, bei der der obere Stem pel 3 und der untere Stempel 4 während des Ausstoßens des Presslings 7 mit der gleichen Geschwindigkeit angehoben werden. Der Pressling 7 wird aus der Pressplatte 2 ausgestoßen durch das Anheben des unteren Stempels 4. Wäh rend des Ausstoßens des Presslings 7 werden der obere Stempel 3 und der untere Stempel 4 in einem konstanten Abstand voneinander gehalten und auf diese Weise wird der Pressdruck P bei dem Rückhaltedruck P_H gehalten. In diesem Fall ändert sich daher der Pressdruck P wie durch die Linie C in der Fig. 2 dargestellt.

Die Fig. 8B erläutert die Arbeitsweise gemäß einer Ausführungsform der vorlie genden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform werden der obere Stempel 3 und der untere Stempel 4 während des Ausstoßens des Presslings 7 mit unter schiedlichen Geschwindigkeiten angehoben. Insbesondere wird die Anhe bungsgeschwindigkeit des oberen Stempels 3 so eingestellt, dass sie höher ist als die Anhebungsgeschwindigkeit des unteren Stempels 4. Dies führt zu einer allmählichen Zunahme des Abstandes zwischen dem oberen Stempel 3 und dem unteren Stempel 4. Der Pressdruck P ändert sich deshalb, wie durch die Linie F in der Fig. 6 dargestellt, und es wird somit der gleiche Effekt erzielt, wie er in bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben worden ist.

In der Fig. 8B kann die Anhebungsgeschwindigkeit des oberen Stempels 3 während der Stufe des Ausstoßens des Presslings auf einen Wert eingestellt werden, (beispielsweise etwa 20 mm/s), der deutlich höher ist als die Anhe bungsgeschwindigkeit des oberen Stempels 3, die angewendet wird vor dem Start der Ausstoßungsstufe (beispielsweise etwa 1 mm/s). Deshalb umfasst der hier verwendete Ausdruck "Anhebung mit minimaler Geschwindigkeit" auch eine Anhebung des oberen Stempels 3 mit einer hohen Geschwindigkeit, so lange die relative Geschwindigkeit des oberen Stempels 3 gegenüber dem un teren Stempel 4 vergleichsweise niedrig ist. Die Bezeichnung "Anhebung mit minimaler Geschwindigkeit" für den oberen Stempel 3 ist daher hier definiert als ein Arbeitsgang, bei dem sich der Abstand zwischen dem oberen Stempel 3 und dem unteren Stempel 4 vergrößert, während sowohl der obere Stempel 3 als auch der untere Stempel 4 mit dem Pressling 7 in Kontakt stehen.

Ein wichtiger Punkt der vorliegenden Erfindung besteht darin, die relativen Positions-Beziehungen zwischen der Pressplatte 2, dem oberen Stempel 3 und dem unteren Stempel 4 auf die vorstehend beschriebene Weise zu steuern (zu kontrollieren). Es ist daher auch möglich, die in der Fig. 7B dargestellte Ar beitsweise mit der in der Fig. 8B dargestellten Arbeitsweise zu kombinieren. Das heißt, der obere Stempel 3 und der untere Stempel 4 können angehoben werden, während die Pressplatte 2 abgesenkt wird. Alternativ kann die Presse in einer um 90° gedrehten Position installiert werden, so daß die Stempel und dgl. in horizontaler Richtung angetrieben werden.

Die Fig. 9 erläutert den Fall, bei dem der Pressdruck P zum Zeitpunkt t₄ in der Mitte der Stufe S3 des Ausstoßens des Presslings 7 Null wird. Wenn der Pressdruck P Null wird, bevor der Pressling 7 vollständig ausgestoßen worden ist, kann möglicherweise ein Entfernungsbruch auftreten. Die Fig. 11A und 11 B erläutern die Positions-Beziehungen zwischen dem oberen Stempel 3, dem Pressling 7 und dgl., die festgestellt wurden, wenn sich der Druck P wie in Fig. 9 angegeben ändert. In dem in Fig. 11A dargestellten Zustand ist der Pressling 7 sandwichartig von dem oberen Stempel 3 und dem unteren Stempel 4 umge ben. In diesem Zustand ist daher der Pressdruck P größer als Null. Danach wird dann, wenn der obere Stempel 3 von der oberen Stirnfläche des Press lings 7 entfernt wird vor Beendigung des Ausstoßens des Presslings 7, wie in Fig. 11 B dargestellt, der Pressdruck P Null. Die obere Stirnfläche des Press lings 7 ist nun frei, wobei die Kraft wegfällt, die die Rückfederung des Press lings 7 unterdrückt. Dagegen wird der Teil des Presslings 7, auf den die starke Reibungskraft durch die Pressplatte 2 einwirkt, an einer freien Volumenände rung gehindert. Als Folge davon tritt eine große lokale Spannung im Innern des Presslings 7 auf, die möglicherweise die Bildung eines Risses 8 verursacht.

Um die Bildung des Risses 8 zu verhindern, wird der an den Pressling 7 durch den oberen Stempel 3 angelegte Druck P vorzugsweise bei einem vorher fest gelegten Wert oder höher gehalten, bis die Ausstoßung des Presslings 7 been det ist. Die Fig. 10 erläutert eine Druckänderung, die festgestellt wurde bei ei ner Ausführungsform, bei der das Pressen so eingestellt wurde, dass der Pressdruck P nicht unterhalb eines vorher festgelegten Wertes P_x für den Fall liegt, dass der Druck P in der Mitte der Stufe S3 des Ausstoßens des Press lings auf den Wert P_x abgenommen hat.

Um die obengenannte Druckänderung zu erzielen, können die folgenden Maß nahmen ergriffen werden. Der Pressdruck P wird während der Stufe S3 des Ausstoßens des Presslings 7 bestimmt. Wenn der bestimmte Pressdruck P ebenso niedrig ist wie der vorher festgelegte Wert P_x, können die Betätigung des oberen Stempels 3 und/oder des unteren Stempels 4 eingeschränkt wer den, um die Zunahme des Abstandes zwischen den Stempeln abzustoppen. Wenn diese Einstellung (Kontrolle) durchgeführt werden kann, kann ein Entfer nungsbruch sicher verhindert werden, unabhängig davon, ob der Pressdruck P den vorher festgelegten Wert P_x als Folge der Anhebung des oberen Stempels 3 mit minimaler Geschwindigkeit zum Zeitpunkt t₄₁, t₄₂ oder t₄₃ erreicht.

Um die obige Kontrolle durchzuführen, muss der Pressdruck P in Realzeit mit hoher Genauigkeit bestimmt werden. Da der Druck P_x extrem klein ist im Ver gleich zu dem Pressdruck P_c, ist es schwierig, genau zu ermitteln, ob der Pressdruck P auf den Wert des Druckes P_x gefallen ist oder nicht bei Anwen dung eines konventionellen Verfahrens, wie es im Falle der Verwendung von hydraulischen Zylindern zum Antreiben der Stempel, und der Pressplatte, in der der Pressdruck P durch Bestimmung des hydraulischen Druckes berechnet wird, angewendet wird.

Bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Spannungssen sor (Spannungsmessgerät) (nicht dargestellt) an dem oberen Stempel 3 mit einem Klebstoff befestigt sein, so daß der Pressdruck P bestimmt wird auf der Basis der Größe der Spannung (Verformung) des oberen Stempels 3. Ein sol cher Spannungssensor ist vorzugsweise an dem Umfang eines Endabschnittes des Stempels befestigt. Der Spannungssensor kann genau die Spannung (Verformung) am Ende des Stempels während des Pressens messen. Dadurch ist es möglich, den an den Pressling angelegten Druck zur Realzeit mit einer hohen Genauigkeit zu bestimmen. Als Spannungssensor kann ein Span nungsmessgerät FCA-3-11-1 L, hergestellt von der Firma Tokyo Sokki Kenkyujo Co., Ltd., verwendet werden. Eine größere Anzahl von Spannungsmessgeräten kann einen noch genaueren Druckwert ergeben. Bei dieser Ausführungsform wird ein Vier-Geräte-Verfahren angewendet und vier Spannungsmessgeräte werden an dem Umfang des Stempels befestigt zur Bestimmung des Absolut wertes der Spannung (Verformung) des oberen Stempels 3 in zwei Richtungen, beispielsweise in den Richtungen parallel und senkrecht zu der axialen Rich tung. Die Spannungsmessgeräte können an dem Umfang des oberen Stem pels 3 und/oder dem Umfang des unteren Stempels 4 befestigt sein.

Nachstehend wird ein Beispiel für ein Druckmess/Kontroll-Verfahren unter Be zugnahme auf Fig. 12 beschrieben. In der Fig. 12 repräsentiert die Linie K den an den Pressling 7 durch den oberen Stempel 3 angelegten Druck P. Die Lini en L und M repräsentieren Signale, die zur Kontrolle der Operationen der Pressplatte 2 bzw. des oberen Stempels 3 verwendet werden. Diese Signale werden ausgegeben von einem Kontrollsignal-Ausgabe-Abschnitt, der mit ei nem Spannungssensor gekoppelt ist. Die Linien N und O repräsentieren die Positionen des oberen Stempels 3 bzw. der Pressplatte 2.

Zuerst bewegen sich ab dem Zeitpunkt t₁₀ bis zum Zeitpunkt t₂₀ sowohl die Pressplatte 2 als auch der obere Stempel 3 nicht. Während des Zeitpunkts t₂₀ bis zum Zeitpunkt t₃₀ wird die Pressplatte 2 festgehalten, der obere Stempel 3 wird jedoch abgesenkt. Während des Zeitpunkts t₃₀ bis zum Zeitpunkt t₄₀ wird die Pressplatte 2 abgesenkt und der obere Stempel 3 wird ebenfalls abgesenkt mit einer Geschwindigkeit, die das Doppelte der Absenkgeschwindigkeit der Pressplatte 2 beträgt. Infolgedessen übt die Pressplatte 2 eine nach unten ge richtete Reibungskraft auf den Umfang des eingefüllten Pulvers aus und das eingefüllte Pulver wird somit gegen den unteren Stempel 4 gepresst. Dadurch wird im wesentlichen der gleiche Presseffekt erzielt wie derjenige der erhalten wird, wenn der untere Stempel 4 angehoben wird, während der obere Stempel 3 abgesenkt wird, und er bewirkt eine Verminderung der Änderung der Dichte des resultierenden Presslings.

Zum Zeitpunkt t₁ wird die Stufe S2 des Anhebens des oberen Stempels mit einer minimalen Geschwindigkeit gestartet. Der Druck P nimmt kontinuierlich ab, wie durch die Linie K angezeigt. Mit der Abnahme des Druckes P nimmt die Spannung (Verformung) des oberen Stempels 3 ab, die von dem Sensor be stimmt wird, der an dem oberen Stempel 3 befestigt ist.

Bei dieser Ausführungsform ist der Kontrollsignalausgabe-Abschnitt so einge stellt, dass er das Output-Signal L in den EIN-Zustand umwandelt, wenn der Absolutwert der Spannung (Verformung) Druckes des oberen Stempels 3 den Absolutwert einer Verformung, die einem vorher festgelegten ersten Druckwert P₃ entspricht, übersteigt. Der Kontrollsignalausgabe-Abschnitt wird auch so eingestellt, dass er das Output-Signal M in den EIN-Zustand überführt, wenn der Absolutwert der Verformung des oberen Stempels 3 geringer ist als der Absolutwert einer Verformung, die einem vorher festgelegten zweiten Druck wert P₄ entspricht. Durch diese Einstellungen kann dann, wenn der Pressdruck P abnimmt als Folge des Anhebens des oberen Stempels mit minimaler Ge schwindigkeit, der Zeitpunkt, zu dem der Pressdruck P den ersten Druckwert P₃ erreicht, aufgrund der Verschiebung der Lage des Signals L bestimmt wer den. In gleicher Weise kann im Verlaufe der weiteren Abnahme des Pressdruk kes P der Zeitpunkt, zu dem der Pressdruck P den zweiten Druckwert P₄ er reicht, aus der Verschiebung der Lage des Signals M bestimmt werden.

In dem in Fig. 12 gezeigten Beispiel wird mit der Absenkung der Pressplatte 2 zu Beginn der Stufe S3 begonnen, wenn das Signal L von dem EIN-Zustand in den AUS-Zustand überführt wird, und das Anheben des oberen Stempels 3 mit minimaler Geschwindigkeit wird gestoppt, wenn das Signal M aus dem AUS- Zustand in den EIN-Zustand überführt wird. Diese empfindliche Operations- Kontrolle, die auf der Änderung des Druckes P basiert, kann genau durchge führt werden durch direkte Messung der Verformung des oberen Stempels 3 zur Realzeit.

Durch Verwendung des Spannungs- bzw. Verfornnungssensors, wie vorste hend beschrieben, ist es auch möglich, den vorher festgelegten Pressdruck P_c an das Pulver anzulegen, selbst wenn die Menge des Pulvers in dem Hohlraum variiert. Dadurch wird ein zusätzlicher Vorteil in bezug auf die Herstellung eines Presslings mit der gewünschten Pressdichte erzielt.

Bei dieser Ausführungsform wurden die in den Fig. 12 dargestellten Signale L und M für die Feststellung verwendet, ob der Pressdruck P beispielsweise ei nen vorher festgelegten Wert erreicht hat oder nicht. Alternativ können auch Konstruktionen angewendet werden, die andere Signale ausgeben.

Bei dieser Ausführungsform wurde außerdem der an das Pulver (oder den Pressling) in dem Hohlraum angelegte Druck direkt gemessen unter Verwen dung eines Spannungs- bzw. Verformungssensors, und auf der Basis der Mes sergebnisse wurde der an den Pressling angelegte Druck eingestellt (kontrolliert). Alternativ kann für den Fall, dass die Schwankung der Menge des eingefüllten Pulvers zwischen den Cyclen gering ist, die Kontrolle des an den Pressling angelegten Druckes durchgeführt werden durch Verwendung eines Positions-Sensors, der die Position des oberen Stempels 3 oder der Pressplat te 2 mit hoher Genauigkeit messen kann. Im Falle der Verwendung eines Posi tions-Sensors kann die Absenkung der Pressplatte 2 gestartet werden, wenn die Position des oberen Stempels 3 eine erste Positionshöhe erreicht als Folge seiner Anhebung mit minimaler Geschwindigkeit und danach kann das Anhe ben des oberen Stempels 3 mit minimaler Geschwindigkeit gestoppt werden, wenn die Position des oberen Stempels 3 einen zweiten Positionswert erreicht als Folge seiner kontinuierlichen Anhebung mit minimaler Geschwindigkeit.

Nachstehend wird die Beziehung zwischen dem Entfernungsbruch des Press lings und der Teilchengrößenverteilung beschrieben.

Bei der Herstellung eines R-Fe-B-Legierungspulvers durch Blockgießen tritt das Problem auf, dass die Kristallkörner grob sind und dass α-Fe zurückbleibt und segregiert wird. In den letzten Jahren hat sich daher die Aufmerksamkeit konzentriert auf Abschreckungs-Verfahren (Abkühlungs-Geschwindigkeit: 10² bis 10⁴°C/s), beispielsweise das Bandgießen, das in der Regel dem Blockgie ßen überlegen ist. Beim Bandgießen können feine Kristall-Strukturen entstehen und damit kann das obengenannte Problem gelöst werden. Einzelheiten der Herstellung einer R-Fe-B-Legierung durch Bandgießen sind beispielsweise in dem US-Patent 5 383 978 angegeben. Ein durch Bandgießen hergestelltes R- Fe-B-Legierungspulver hat eine anguläre Gestalt, wie sie in Fig. 13 gezeigt ist.

Die Teilchengrößenverteilung eines durch Bandgießen hergestellten Legie rungspulvers ist in Fig. 14 dargestellt. Die Fig. 14 stellt ein Diagramm dar, das die Ergebnisse der Messung mit einem Laser-Teilchengrößenverteilungsmess gerät zeigt, wobei die x-Ache die Teilchengröße und die y-Achse die kumulati ve Häufigkeit von Teilchen repräsentiert, die Größen haben, die gleich oder geringer sind als ein vorgegebener Wert. Die Kurve A in der Fig. 14 repräsen tiert die Teilchengrößenverteilung des durch Bandgießen hergestellten Pulvers. Zum Vergleich ist die Teilchengrößenverteilung des durch konventionellen Blockgießen hergestellten Pulvers durch die Kurve B dargestellt.

Wie aus der Fig. 14 ersichtlich, weist das durch Bandgießen hergestellte Pulver eine geringere mittlere Teilchengröße und eine geringe Teilchengrößen schwankung (enge Teilchengrößenverteilung) auf, verglichen mit dem durch Blockgießen hergestellten Pulver. Insbesondere betragen die Teilchengrößen D₅₀ und D₉₉ von Pulverteilchen, die in diesem erfindungsgemäßen Beispiel verwendet werden, 4,5 µm oder weniger bzw. 15,0 µm oder weniger. Der Wert D₅₀ zeigt an, dass 50 Vol.-% der Teilchen Größen aufweisen, die gleich diesem Wert oder niedriger als dieser sind, und der Wert D₉₉ zeigt an, dass 99 Vol.-% der Teilchen Teilchengrößen aufweisen, die gleich oder kleiner sind als dieser Wert. Es sei darauf hingewiesen, dass der Volumenprozensatz gleich dem Gewichtsprozentsatz ist, wenn keine Abhängigkeit der Teilchengröße von dem Zusammensetzungs-Verhältnis besteht.

Ein Pulver, das eine durch die Kurve A dargestellte Teilchengrößenverteilung aufweist, besitzt eine engere Teilchengrößenverteilung als ein Pulver, das eine durch die Kurve B dargestellte Teilchengrößenverteilung aufweist. Deshalb wird der resultierende Pressling während des Pressens weniger verdichtet und es ist wahrscheinlicher, dass ein Rückfedern auftritt. Aus diesem Grund neigt der Pulver-Pressling, wenn zu seiner Herstellung ein durch Bandgießen her gestelltes Pulver verwendet wird, mehr zum Entfernungsbruch. Infolgedessen ist es bei dem konventionellen Verfahren schwierig, das Auftreten sowohl eines Entfernungsbruches als auch eines Buckling bei dem Pressling zu vermeiden.

Wie aus den obigen Angaben hervorgeht, weist das erfindungsgemäße Verfah ren zur Herstellung eines Presslings insbesondere einen signifikanten Effekt auf, wenn zur Herstellung des Presslings ein Legierungspulver verwendet wird, das durch Bandgießen hergestellt worden ist.

Erfindungsgemäß kann somit ein Pressling in Form eines Stabes oder eines Zylinders in guter Ausbeute hergestellt werden, ohne dass ein Entfernungs bruch oder ein Buckling auftritt. Die vorliegende Erfindung ist daher geeignet zur Herstellung eines radial ausgerichteten Magneten, der sich in axialer Rich tung erstreckt.

Üblicherweise wird bei der Herstellung eines Magneten in Form einer dünnen Platte durch Pressen ein Stempel in einer Richtung parallel zur Richtung der Plattendicke angetrieben. In diesem Fall verläuft die Richtung des magneti schen Feldes, das zum Ausrichten angelegt wird, parallel zur Richtung der Be wegung des Stempels (Pressrichtung). Es ist jedoch bekannt, dass bessere Magneteigenschaften erhalten werden, wenn das magnetische Ausrichtungs feld in einer Richtung senkrecht zur Pressrichtung angelegt wird als wenn es in einer Richtung parallel zur Pressrichtung angelegt wird. Deshalb wird das Pressen zweckmäßig so durchgeführt, dass die Richtung der Plattendicke und die Richtung des ausrichtenden Magnetfeldes senkrecht zur Pressrichtung verlaufen. Wenn das Pressen auf diese Weise unter Anwendung des konven tionellen Verfahrens zur Herstellung eines Presslings durchgeführt wird, ist die Buckling-Festigkeit des resultierenden Presslings gering, da der Pressling in einer solchen Position vorliegt, bei der während des Ausstoßens des Press lings leicht ein Buckling entsteht, und somit wird der Pressling leicht kollabie ren. Erfindungsgemäß kann jedoch ein Pressling in Form einer dünnen Platte in der Position, in der leicht ein Buckling auftritt, hergestellt werden, ohne dass ein Buckling auftritt, durch Optimieren der Druckkontrolle während des Aussto ßens des Presslings. Dadurch ist es möglich, einen Magneten in Form einer dünnen Platte herzustellen, der ausgezeichnete Eigenschaften aufweist, die nach dem konventionellen Verfahren nicht erzielt werden konnten.

Nachstehend wird ein Beispiel für das erfindungsgemäße Verfahren zur Her stellung eines Magneten beschrieben.

Zuerst wurde ein Pulver aus einer nach einem bekannten Verfahren hergestellt Seltenerdmetall-Legierung hergestellt. Gussstücke aus einer R-Fe-B- Seltenerdmetall-Magnetlegierung wurden durch Bandgießen hergestellt. Insbe sondere wurde eine Legierung mit der Zusammensetzung 30 Gew.-% Nd, 1,0 Gew.-% B, 1,2 Gew.-% Dy, 0,2 Gew.-% Al, 0,9 Gew.-% Co und Rest Fe und unvermeidliche Verunreinigungen durch Hochfrequenz-Schmelzen zum Schmelzen gebracht, wobei eine geschmolzene Legierungsmasse erhalten wurde. Die geschmolzene Legierungsmasse, die bei 1350°C gehalten wurde, wurde dann unter Anwendung eines 1-Walzen-Verfahrens abgeschreckt, wobei man Legierungsgussblättchen mit einer Dicke von 0,3 mm erhielt. Diese wur den abgeschreckt unter den Bedingungen: Walzen-Umfangsgeschwindigkeit etwa 1 m/s, Abkühlungsgeschwindigkeit 500°C/s und Grad der Unterkühlung 200°C.

Die so erhaltenen abgeschreckten Legierungsblättchen wurden durch Was serstoffabsorption grob pulverisiert und dann in einer Stickstoffgas-Atmosphäre mit einer Strahlmühle fein pulverisiert, wobei man ein Legierungspulver mit ei ner mittleren Teilchengröße von etwa 3,5 µm erhielt.

Danach wurden 0,3 Gew.-% eines Schmiermittels zugegeben und mit dem obengenannten Legierungspulver in einem Rüttelmischer vermischt, um die Legierungspulver-Teilchen mit dem Schmiermittel zu beschichten. Als Schmiermittel wird vorzugsweise ein Fettsäureester, verdünnt mit einem Lö sungsmittel auf Erdölbasis, verwendet. In diesem Beispiel wurde Methylcaproat als Fettsäureester verwendet und Isoparaffin wurde als Lösungsmittel auf Erd ölbasis verwendet. Das Gewichtsverhältnis von Methylcaproat zu Isoparaffin wurde beispielsweise auf 1 : 9 eingestellt. Bei diesem Typ eines flüssigen Schmiermittels werden die Oberflächen der Pulverteilchen in vorteilhafter Wei se beschichtet und gegen Oxidation geschützt, wodurch eine Störung der Aus richtung des Presslings vermieden wird.

Das Schmiermittel ist auf das vorstehend genannte nicht beschränkt. Zu Bei spielen für einen Fettsäureester, der außer Methylcaproat verwendbar ist, ge hören Methylcaprylat, Methyllaurylat und Methyllaurat. Zu Beispielen für Lö sungsmittel, die außer Isoparaffin verwendbar sind, gehören andere Lö sungsmittel auf Erdölbasis und Naphthen-Lösungsmittel. Das Schmiermittel kann zu jedem beliebigen Zeitpunkt vor, während oder nach der Feinpulverisie rung zugegeben werden. Anstelle des flüssigen Schmiermittels oder zusätzlich zu dem flüssigen Schmiermittel kann auch ein festes Schmiermittel wie Zink stearat verwendet werden.

Anschließend wurde das erhaltene Pulver in den Hohlraum einer Presse mit einem Aufbau, wie er in Fig. 1 dargestellt ist, eingefüllt und das Pressen wurde wie in Fig. 6 dargestellt durchgeführt zur Herstellung eines Presslings. Um den Pressling aus dem Hohlraum leicht ausstoßen zu können, kann das vorstehend beschriebene flüssige Schmiermittel vor dem Einfüllen des Pulvers auf Ab schnitte der Presse aufgebracht werden, die mit dem Pulver in Kontakt kom men, beispielsweise das durchgehende Loch der Pressplatte und die Stirnflä chen der oberen und unteren Stempel.

Die Größe des hergestellten Presslings betrug 70 mm × 118 mm × 80,7 mm (Höhe). Die Pressdichte betrug 4,3 g/cm³, der Pressdruck betrug etwa 70 MPa und die Füllmenge betrug 2 870 g. Während des Pressens wurde ein ausrich tendes Magnetfeld in einer Richtung senkrecht zur Pressrichtung angelegt.

In diesem Beispiel wurde die Zeit von dem Zeitpunkt t₁ bis zum Zeitpunkt t₂ mit einem Zeitgeber gezählt (vgl. Fig. 6). Wenn eine vorher festgelegte Zeit T_SET ab dem Zeitpunkt t₁ verstrichen war, wurde die Stufe S3 zum Ausstoßen des Presslings gestartet. Die vorher festgelegte Zeit T_SET ( = t₂ - t₁) wurde innerhalb des Bereiches von 6,0 bis 9,0 geändert, wie in der nachstehenden Tabelle 1 angegeben, und es wurden die Presszustände der resultierenden Presslinge bewertet. Die Bewertungs-Ergebnisse sind in der rechten Spalte der Tabelle 1 angegeben.

Tabelle 1

In diesem Beispiel wurde das Anheben des oberen Stempels mit minimaler Geschwindigkeit etwa 15 s lang fortgesetzt und die Pressling-Ausstoßungs stufe wurde etwa 9 s lang fortgesetzt. Der Pressdruck P₄ war so gering, dass er unterhalb der Messgrenze zum Zeitpunkt (t₃) lag, bei dem die Ausstoßungsstu fe beendet worden war und das Anheben des oberen Stempels 3 mit hoher Geschwindigkeit gestartet wurde.

Wie aus der Tabelle 1 ersichtlich, trat bei den Proben 2 und 3, die gute Pres sungszustände aufwiesen, kein Entfernungsbruch oder Kollabieren auf. In der Probe 1 trat jedoch ein Kollaps in dem Pressling auf. Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass der Zeitpunkt des Starts der Ausstoßungsstufe so früh war, dass der größte Teil oder die Gesamtheit des Presslings aus der Pressplatte bereits ausgestoßen war, während der Pressdruck P ( = P₃) noch nicht ausreichend verringert worden war. In der Probe 4 trat ein Entfernungs bruch auf, vermutlich deshalb, weil der Zeitpunkt des Starts der Ausstoßungs stufe so spät war, dass der Pressdruck P ( = P₃) zu niedrig war beim Start der Ausstoßungsstufe, um das Rückfedern des Presslings ausreichend zu unter drücken.

Zum Vergleich wurden die Pressungszustände von Presslingen bewertet, die unter Anwendung der konventionellen Arbeitsweise, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, hergestellt worden waren. Die Bewertungs-Ergebnisse sind in der Tabelle 2 angegeben.

Tabelle 2

In diesem Vergleichsbeispiel wurde mit dem Ausstoßen des Presslings begon nen nach dem Abstoppen des Anhebens des oberen Stempels mit minimaler Geschwindigkeit. In den Proben 5, 6 und 7 betrugen die Strecken, um die der obere Stempel mit einer minimalen Geschwindigkeit angehoben wurde, 1,26 mm, 1,395 mm bzw. 1,530 mm.

Wie aus der Tabelle 2 ersichtlich, war in der Probe 5 die Strecke des Anhebens des oberen Stempels mit minimaler Geschwindigkeit vergleichsweise klein, der an den Pressling während der Ausstoßungsstufe (Rückhaltedruck P_H) angeleg te Druck war zu groß. Als Folge davon entstand ein Kollaps. In der Probe 7, in der die Strecke des Anhebens des oberen Stempels mit minimaler Geschwin digkeit vergleichsweise groß war, war der Rückhaltedruck P_H zu gering. Als Folge davon trat ein Entfernungsbruch auf. In der Probe 6, in der die Strecke des Anhebens des oberen Stempels mit minimaler Geschwindigkeit in der Mitte zwischen denjenigen der Proben 5 und 7 lag, traten sowohl ein Entfernungs bruch als auch ein Kollabieren auf.

Deshalb kann bei dem konventionellen Verfahren, bei dem ein im wesentlichen konstanter Rückhaltedruck P_H vom Beginn bis zum Ende der Ausstoßungsstufe an den Pressling angelegt wird, ein Pressling mit einer guten Pressbarkeit nicht erhalten werden, wenn der Pressling eine große Presslingshöhe oder eine ge ringe Pressdichte aufweist.

Die erhaltenen Presslinge wurden 2 bis 8 h lang bei 1000 bis 1100°C gesintert zur Herstellung von Sintermagneten. Die aus den Proben 2 und 3 hergestellten Magnete wiesen gute magnetischen Eigenschaften auf.

In dem obigen Beispiel betrug die Pressdichte 4,3 g/cm³. Es wird angenom men, dass die vorliegende Erfindung besonders wirksam ist, wenn die Press dichte in dem Bereich von 3,8 bis 5,0 g/cm³ liegt und wenn das Verhältnis von Höhe des Presslings L zur minimalen Größe D der Pressfläche (L/D) 0,5 oder mehr beträgt.

Erfindungsgemäß ist es somit möglich, die Pressdichte während des Aussto ßens eines gepressten Presslings aus der Pressplatte zu optimieren. Die Ent stehung eines Entfernungsbruchs oder eines Kollaps des Presslings kann da her wirksam vermieden werden. Dadurch ist es möglich, auch einen Pressling mit einer großen Presslingshöhe, bezogen auf die Größe der Pressfläche, bei spielsweise einen stabförmigen Pressling oder einen zylindrischen Pressling, mit guter Ausbeute herzustellen. Insbesondere tritt im Falle der Herstellung eines anisotropen Magneten üblicherweise ein Entfernungsbruch und ein Kollabieren auf, weil die Pressdichte vergleichsweise niedrig ist und das ver wendete Pulver eine Teilchengrößenverteilung aufweist, die zum Rückfedern neigt. Dieses Problem kann durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfah rens gelöst werden.

Mit der erfindungsgemäßen Pulverpresse kann der mit einem Stempel an einen Pressling angelegte Druck genau bestimmt werden. Dadurch ist es möglich, eine empfindliche Druckkontrolle durchzuführen, die während des Ausstoßens des Presslings aus der Pressplatte erforderlich ist.

Die Erfindung wurde zwar vorstehend anhand einer bevorzugten Ausführungs form beschrieben, es ist jedoch für den Fachmann auf diesem Gebiet klar, daß die Erfindung darauf nicht beschränkt ist, sondern auf zahlreiche Weise modi fiziert werden kann und dass auch viele andere Ausführungsformen als die vorstehend spezifisch beschriebene vorliegen können. Alle Modifikationen der Erfindung, die in den Rahmen und Geist der vorliegenden Erfindung fallen, lie gen innerhalb des Bereiches der nachfolgenden Patentansprüche.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Pulverpresslings unter Verwendung ei ner Vorrichtung, die eine Pressplatte mit einem durchgehenden Loch, die min destens einen Teil eines Hohlraums bildet, und erste und zweite Stempel zum Pressen des Pulvers in dem durchgehenden Loch umfasst, wobei das Verfah ren die Stufen umfasst:
Füllen des Hohlraums mit dem Pulver, wobei mindestens ein Endabschnitt des zweiten Stempels in dem durchgehenden Loch der Pressplatte angeordnet ist; Einführen mindestens eines Endabschnitts des ersten Stempels in das durch gehende Loch der Pressplatte;
Pressen des Pulvers zwischen den ersten und zweiten Stempeln unter Bildung eines Pulverpresslings;
Vergrößern des Abstandes zwischen den ersten und zweiten Stempeln, um dadurch den Druck auf den Pulverpressling zu vermindern; und
Ausstoßen des Pulverpresslings aus dem durchgehenden Loch der Pressplatte durch Starten einer relativen Bewegung der Pressplatte gegenüber dem Pul verpressling nach Beginn der Verminderung des Druckes und vor dem Abstop pen der Verminderung des Druckes, und Vervollständigung des Ausstoßens des Pulverpresslings aus dem durchgehenden Lach der Pressplatte bevor der Druck Null wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin mit der Stufe des Ausstoßens des Pulverpresslings begonnen wird, wenn ein erster Zeitraum verstrichen ist ab einem Zeitpunkt, zu dem die genannte Stufe der Vergrößerung des Abstandes zwischen den ersten und zweiten Stempeln gestartet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, worin die genannte Stufe des Ausstoßens des Pulverpresslings eingeleitet wird, wenn der Druck auf einen ersten Wert gefallen ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, das außerdem eine Stufe umfasst, in der der zweite Stempel während der Stufe des Ausstoßens des Pulverpresslings festgehalten wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, das außerdem eine Stufe umfasst, in der die Pressplatte während der Stufe des Ausstoßens des Pulverpresslings fest gehalten wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, in der die Stufe der Vergrößerung des Ab standes zwischen den ersten und zweiten Stempeln gestoppt wird, wenn der Druck auf einen zweiten Wert gefallen ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1, das außerdem eine Stufe umfasst, in der der Druck bestimmt wird unter Verwendung der Ausgabe eines Spannungs sensors, der an mindestens einem der ersten und zweiten Stempel befestigt ist.

8. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Pulver ein Magnetpulver ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, worin das Magnetpulver ein Seltenerdme tall-Legierungspulver mit einer mittleren Teilchengröße von 5 µm oder weniger ist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, das außerdem eine Stufe umfasst, in der das Magnetpulver durch Abschrecken einer geschmolzenen Legierungsmasse hergestellt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 8, das außerdem eine Stufe umfasst, in der ein Schmiermittel dem Pulver zugesetzt wird.

12. Verfahren zur Herstellung eines Pulverpresslings nach Anspruch 1, das außerdem eine Stufe umfasst, in der der Pulverpressling gesintert wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, das außerdem eine Stufe umfasst, in der ein ausrichtendes Magnetfeld an das Pulver angelegt wird während der Stufe des Pressens des Pulvers zwischen den ersten und zweiten Stempeln.

14. Verfahren nach Anspruch 13, worin die genannte Stufe des Anlegens eines Magnetfeldes durchgeführt wird durch Anlegen eines Magnetfeldes in einer Richtung an den Pressling, die im wesentlichen senkrecht zur Pressrich tung der ersten und zweiten Stempel verläuft.

15. Verfahren zur Herstellung eines Magneten unter Verwendung einer Vor richtung, die eine Pressplatte, einen ersten Stempel und einen zweiten Stempel zum Pressen des Magnetpulvers umfasst, wobei das Verfahren die Stufen umfasst:
Pressen das Magnetpulvers zwischen den ersten und zweiten Stempeln unter Bildung eines Pulverpresslings;
Vergrößern des Abstandes zwischen den ersten und zweiten Stempeln, um dadurch den an den Pressling mittels der ersten und zweiten Stempel angeleg ten Druck zu vermindern; und
Ausstoßen des Pulverpresslings aus der Pressplatte durch Starten einer relati ven Bewegung der Pressplatte gegenüber dem Pulverpressling nach Beginn der Verminderung des Druckes und vor dem Abstoppen der Verminderung des Druckes, und Vervollständigung des Ausstoßens des Puiverpresslings aus der Pressplatte bevor der Druck Null wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, das außerdem eine Stufe umfasst, in der ein ausrichtendes Magnetfeld erzeugt wird, das eine Richtung aufweist, die senkrecht zur Pressrichtung der ersten und zweiten Stempel gegen den Pul verpressling verläuft, während der Durchführung der Stufe in der das Magnet pulver mit den ersten und zweiten Stempeln gepresst wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, worin die Stufe des Pressens des Pulvers zwischen den ersten und zweiten Stempeln einen Pulverpressling in Form ei ner Platte ergibt, wobei die Größe des Presslings, gemessen in einer Richtung parallel zur Richtung des ausrichtenden Magnetfeldes, kleiner ist als die Größe, die in irgendeiner anderen Richtung gemessen wird.

18. Pulverpresse, die umfasst:
eine Pressplatte mit einem durchgehenden Loch, die mindestens einen Teil eines Hohlraums bildet;
einen ersten Stempel und einen zweiten Stempel, wobei die genannten Stem pel jeweils Endabschnitte aufweisen, wobei der genannte Endabschnitt des genannten zweiten Stempels einen Teil des HohNraums bildet;
eine Fülleinrichtung zum Füllen des genannten Hohlraums mit dem Pulver;
eine Positionier-Einrichtung zum Positionieren mindestens des genannten En dabschnittes des genannten ersten Stempels in dem genannten durchgehen den Loch der genannten Pressplatte; und
eine Press-Einrichtung zum Pressen des Pulvers in der genannten Pressplatte zwischen den genannten ersten und zweiten Stempeln unter Bildung eines Pulverpresslings;
wobei die genannte Positionier-Einrichtung den Abstand zwischen den genannten ersten und zweiten Stempeln vergrö ßert, während mittels der genannten ersten und zweiten Stempel ein Druck auf den Pulverpressling ausgeübt wird, wodurch der Druck auf den Pulverpressling vermindert wird; und
den Pulverpressling aus der genannten Pressplatte ausstößt durch Starten ei ner Relativbewegung der genannten Pressplatte gegenüber dem Pressling nach Beginn der Verminderung des genannten Druckes und bevor der genann te Druck auf einen ersten Wert abgenommen hat, und Vervollständigung des Ausstoßens der Presslings aus dem durchgehenden Loch der genannten Pressplatte, während der genannte Druck den ersten Wert hat.

19. Pulverpresse nach Anspruch 18, worin die genannte Positiononier- Einrichtung dazu verwendet wird, die relative Bewegung der genannten Press platte gegenüber dem Pressling einzuleiten, wenn ein erster Zeitraum verstri chen ist ab einem Zeitpunkt, zu dem die genannte Presse die Vergrößerung des Abstandes zwischen den genannten ersten und zweiten Stempeln einleitet.

20. Pulverpresse nach Anspruch 18, worin die genannte Positiononier- Einrichtung dazu verwendet wird, die relative Bewegung der genannten Press platte gegenüber dem Pulverpressling einzuleiten, wenn der Druck auf einen ersten Wert gefallen ist durch Vergrößerung des Abstandes zwischen den ge nannten ersten und zweiten Stempeln.

21. Pulverpresse nach Anspruch 18, worin die genannte Positiononier- Einrichtung dazu verwendet wird, den Pulverpressling aus der genannten Pressplatte auszustoßen, während der genannte zweite Stempel festgehalten wird.

22. Pulverpresse nach Anspruch 18, worin die genannte Positiononier- Einrichtung dazu verwendet wird, den Pulverpressling aus der genannten Pressplatte auszustoßen, während die genannte Pressplatte festgehalten wird.

23. Pulverpresse nach Anspruch 18, worin die genannte Positiononier- Einrichtung dazu verwendet wird, die Vergrößerung des Abstandes zwischen den genannten ersten und zweiten Stempeln zu stoppen, wenn der genannte Druck auf einen zweiten Wert gefallen ist.

24. Pulverpresse nach Anspruch 18, die außerdem einen Dehnungssensor aufweist, der an mindestens einem der genannten ersten und zweiten Stempel befestigt ist, zur Bestimmung des mit dem genannten Stempel auf das genann te Pulver ausgeübten Druckes.

25. Presse zur Herstellung eines Pulverpresslings, die umfasst:
eine Pressplatte mit einem durchgehenden Loch für die Aufnahme des zu pressenden Pulvers,
einen ersten Stempel und einen zweiten Stempel, wobei mindestens einer der genannten Stempel einen Endabschnitt aufweist, der in das genannte durch gehende Loch hineinragt und auf das Pulver innerhalb desselben einen Druck ausübt, und
einen Spannungssensor, der an mindestens einem der genannten ersten und zweiten Stempel befestigt ist, zur Bestimmung des durch den genannten Stempel auf das Pulver ausgeübten Druckes,
wobei die Bewegung der genannten ersten und zweiten Stempel entsprechend einem Ausgabe-Signal des genannten Sensors durchgeführt wird.