円筒ボンド磁石の背圧付加押出し加工極限成形システム研究室藤沢侑哉ネオジムボンド磁石の問題点モータの性能向上熱硬化処理磁石の強度向上粉末が整列磁石の耐久性向上モータ寿命向上単純圧粉ボンド剤結合空隙により強度低下粉末を流動させる成形粉末を流動単純圧粉に比べ脆性材背圧背圧付加押出し目的空隙減少強度40％向上円筒形状へ展開モータに用いられる円筒形状のボンド磁石成形、結合力の向上円筒ボンド磁石の背圧付加押出し加工 1.背圧付加押出しによる円筒ボンド磁石の成形方法 2.円筒ボンド磁石の高強度圧粉成形結果円筒ボンド磁石における単純圧粉および背圧付加押出し成形方法と磁性粉末 14 6 サーメットダイス 14 10 上パンチ F センタ圧粉体ピン F2 段差形状 Fa (b) 背圧付加押出し 500μm 磁性粉末スリーブ F1 下パンチ下パンチ (a) 単純圧粉押出し比0.5 粉末材料 Nd-Fe-B磁性粉末ボンド量 0.5wt% （約4vol%）ボンド剤種類エポキシ系平均粒径 200μm 真密度 7.5g/cm3 背圧付加押出し圧粉体成形方法 F1 締めリング = 一定 V =V一定スリーブ固定 (Ⅰ) ダイス締め付け F2 材料流動 Fa Fa Fa =一定 (a) 単純圧粉 (b) 材料流動 (c) 成形終了 (Ⅱ) 背圧付加押出し製品 (Ⅲ) ダイス緩めおよび抜出し (Ⅳ) 熱硬化処理円筒ボンド磁石の背圧付加押出し加工 1.背圧付加押出しによる円筒ボンド磁石の成形方法 2.円筒ボンド磁石の高強度圧粉成形結果単純圧粉および背圧付加押出しによる円筒圧粉体粉末未充満 5mm 材料流動時 (a) 単純圧粉, 成形面圧 p = 1.0 GPa (b) 背圧付加, 成形面圧 p = 1.4 GPa トリミングトリミング 4g 3g スリーブ段付き部粉末不足各成形法における磁性粉末割合と成形面圧の関係磁性粉末割合 [%] 背圧付加押出しにおける密度低下 F2 クラック発生 100 単純圧粉 90 背圧付加押出し 80 Fa 上下パンチによる圧力により圧粉 70 60 50 粉末流動による圧力のみで圧粉 0 0.4 0.8 1.2 成形面圧 p [GPa] 1.6 各成形方法における圧環試験による成形面圧と圧環強度の関係 F L e 圧環強度 K [MPa] 𝐹(𝐷 − 𝑒) 𝐾= 𝐿𝑒 2 JISZ2507 30 圧環強度 K [MPa] D 25 約30% 20 15 単純圧粉背圧付加押出し 10 5 0 0.4 0.8 1.2 成形面圧 p [GPa] 1.6 各成形方法における圧粉体断面 5 mm 100 μm (a) 単純圧粉成形面圧 p = 1 GPa (b) 背圧付加押出し成形面圧 p = 0.6 GPa 結言 1. 単純圧粉と背圧付加押出しで比較すると，背圧付加押出しにおいて圧環強度が約30%向上した． 2. 背圧付加押出しにおいて，磁性粉末割合が単純圧粉と比べ低下した．