Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Seltenerdmetall-Sintermagneten.

Die Seltenerdmetall-Sintermagnete, die derzeit in großem Umfang auf verschiedenen Anwendungsgebieten eingesetzt werden, umfassen einen Magneten vom Samarium-Cobalt (Sm-Co)-Typ und einen Magneten vom Neodym-Eisen-Bor-Typ (nachstehend als Magnet vom "R-T-(M)-B-Typ" bezeichnet). Unter anderen wird der Magnet vom R-T-(M)-B-Typ (worin R steht für mindestens eines der Seltenerdmetallelemente einschließlich Yttrium (Y) und in der Regel Neodym (Nd), T steht entweder für Fe allein oder für eine Mischung von Fe, Co und/oder Ni, M steht für mindestens ein Additiv, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht als Al, Ti, Cu, V, Cr, Ni, Ga, Zr, Nb, Mo, In, Sn, Hf, Ta und W, und B steht entweder für Bor allein oder für eine Mischung von Bor und Kohlenstoff), immer häufiger in verschiedenen Typen von elektronischen Geräten verwendet. Der Grund ist der, dass der Magnet vom R-T-(M)-B-Typ ein maximales Energieprodukt (BH)_max aufweist, das höher ist als bei jedem der verschiedenen anderen Magnet-Typen, und er dennoch verhältnismäßig billig ist.

Ein Seltenerdmetall-Sintermagnet wird hergestellt durch Pulverisieren einer Seltenerdmetall-Legierung zu einem Legierungspulver, durch Pressen und Verdichten des Legierungspulvers unter einem Magnetfeld, wobei man einen Grünling (Vorpressling) erhält, und durch anschließendes Sintern des Grünlings in einem Sinterofen. Wenn das Seltenerdmetallelement, wie z.B. Neodym, das in dem Magneten vom R-T-(M)-B-Typ enthalten sein soll, während des Sinterverfahrens oxidiert wird, werden die resultierenden magnetischen Eigenschaften beträchtlich verschlechtert. Deshalb ist, um die nachteilige Oxidation zu vermeiden, die Atmosphäre im Innern des Sinterofens normalerweise ein Vakuum oder eine Unterdruck-Inertgasatmosphäre aus Ar, He oder irgendeinem anderen inerten Gas. Beim Sintern von mehreren Grünlingen werden diese Grünlinge in ein hermetisch verschließbares Sintergehäuse (das auch als "Sinterpack" bezeichnet wird) eingefüllt und dann wird das Sintergehäuse einschließlich dieser Grünlinge in seiner Gesamtheit erhitzt, um die Produktivität zu erhöhen. Wenn eine große Anzahl von Grünlingen gleichzeitig gesintert werden soll, wird ein Sintergehäuse verwendet, das mit einer Reihe von Sinter-Basisplatten ausgestattet ist, die aufeinandergestapelt sind in Form von Regalen (Gestellen). In diesem Fall werden die vorgepressten Grünlinge auf den Sinter-Basisplatten angeordnet und dann werden diese Platten in Form von Regalen im Innern des Sintergehäuses gelagert.

Beispielsweise werden Grünlinge 95, die zu Sintermagneten für einen Motor verarbeitet werden sollen, gesintert, nachdem sie im Innern eines Sintergehäuses 9, wie in den 3A und 3B dargestellt, angeordnet worden sind.

Bei dem in den 3A und 3B erläuterten Beispiel umfasst das Sintergehäuse 9 einen Bodenbehälter 90 und einen Deckel 92, der auf den Bodenbehälter 90 passt. Der Bodenbehälter 90 umfasst eine Bodenplatte 90a und eine Seitenwand 90b. Im Innern des Bodenbehälters 90 ist eine Reihe von Sinterbasisplatten 94 vertikal aufeinandergestapelt mit einem vorgegebenen Zwischenraum, der zwischen ihnen durch Abstandhalter 96 erzeugt wird. Das Sintergehäuse 9 wird beispielsweise während des Sinterverfahrens bis auf eine erhöhte Temperatur von etwa 1000 °C oder mehr erhitzt. Daher sind der Bodenbehälter 90 und der Deckel 92 beide aus einem Material mit einer hohen Wärmebeständigkeit (z.B. Molybdän oder SUS 310) hergestellt.

Die Seitenwand 90b des Bodenbehälters 90 umgibt den Umfang der Sinterbasisplatten 94 und trägt den Deckel 92 auf ihrem oberen Rand. Der von der Seitenwand 90b umgebene Hohlraum (d.h. der Lagerraum) hat eine horizontale Dimension (d.h. eine Breite), die etwas größer ist als die Breite der Sinterbasisplatten 94. Der Unterschied kann in der Größenordnung von mehreren mm bis zu mehreren cm liegen. In jedem Fall ist dieses Sintergehäuse 9 so gestaltet, dass ein enger Zwischenraum zwischen den Sinterbasisplatten 94 und der Seitenwand 90b vorliegt. Dieser enge Zwischenraum ist geeignet, um die größtmögliche Anzahl von Grünlingen 95 im Innern des Sintergehäuses 9 gleichzeitig so wirksam wie möglich zu lagern. Deshalb kann die Breite der Sinterbasisplatten 94 umso größer sein, je enger der Zwischenraum ist. Wenn der Zwischenraum zwischen den Sinterbasisplatten 94 und der Seitenwand 90b klein ist, können sich außerdem selbst dann wenn, das Sintergehäuse 9 während seines Transports in Vibrationen versetzt wird, die Sinterbasisplatten 94 im Innern des Sintergehäuses 9 nicht so stark bewegen, dass die Zwischenräume 96 auf den Sinterbasisplatten 94 unbeabsichtigt zusammenfallen.

Wie in den 4A bis 4C dargestellt, weist jeder der Grünlinge 95 gekrümmte (gebogene) Oberflächen auf, die umfassen eine konkave Oberfläche 95a und eine konvexe Oberfläche 95b. Wenn der in 4A dargestellte Grünling 95 entlang einer Ebene betrachtet wird, welche die konkaven und konvexen Oberflächen 95a und 95b unter rechten Winkeln kreuzt, hat der Querschnitt des Grünlings 95 eine Gestalt, die zwei Bögen umfasst. Beispielsweise können die konkaven und konvexen Oberflächen 95a und 95b die jeweiligen Abschnitte von zwei zylindrischen Oberflächen darstellen, die voneinander verschiedene Krümmungsradien aufweisen. In diesem Fall kann der durch die konvexe Oberfläche 95b definierte äußere Radius größer sein als der durch die konkave Oberfläche 95a definierte innere Radius. Ein Grünling, der eine solche Gestalt hat, wird hier als "gekrümmter Grünling" oder als "gebogener Grünling" bezeichnet.

Wie in 4A dargestellt, umfasst dieser Grünling 95 zwei gekrümmte Oberflächen (d.h. die konkaven und konvexen Oberflächen 95a und 95b, die nachstehend als "Haupt-Oberflächen" bezeichnet werden), die einander gegenüberliegend angeordnet sind; zwei seitliche Oberflächen 95d, die einander gegenüberliegend angeordnet sind mit den dazwischen angeordneten beiden gekrümmten Oberflächen 95a und 95b; und zwei Stirnflächen 95c, welche die beiden gekrümmten Oberflächen 95a und 95b und die seitlichen Oberflächen 95d im Wesentlichen unter rechten Winkeln kreuzen. Die Haupt-Oberflächen 95a und 95b haben eine größere Fläche als jede der anderen Oberflächen des Grünlings 95. In der Regel sind die Stirnflächen (oder Bodenflächen) 95c in ihrer Fläche kleiner als jede andere Oberfläche des Grünlings 95.

Die Grünlinge 95 mit einer solchen Gestalt sind so auf jeder der Sinterbasisplatten 94 angeordnet, dass sie nicht miteinander in Kontakt kommen, z.B. so, dass die horizontalen Ränder der konkaven Oberfläche 95a oder das Zentrum der konvexen Oberfläche 95b mit der Sinterbasisplatte 94 in Kontakt steht, wie in den 4B und 4C dargestellt. Diese Anordnungen werden dazu verwendet, um zu verhindern, dass die Grünlinge 95 sich bei der Herstellungsund Behandlungsstufe zum Lagern der Grünlinge 95 auf der Sinterbasisplatte 94 oder zum Einführen der Sinterbasisplatte 94 in das Gehäuse 9 beispielsweise umdrehen. Aus diesem Grund sind die Grünlinge 95 so angeordnet, dass ihr Massenzentrum auf einem möglichst tiefen Niveau angeordnet ist (d.h. dass ihre Oberseite auf einem möglichst niedrigen Niveau angeordnet ist), wenn sie auf der Sinterbasisplatte 94 angeordnet sind. Um den Grad der Orientierung zu erhöhen, haben die Grünlinge 95 (z.B. insbesondere die Grünlinge, die zu Magneten vom R-T-(M)-B-Typ verarbeitet werden sollen) eine Gründichte, die niedriger ist als diejenige von Grünlingen, die zu Ferrit-Magneten verarbeitet werden sollen. Die Grünlinge 95, die zu R-T-(M)-B-Magneten verarbeitet werden sollen, können eine Gründichte von beispielsweise etwa 3,9 bis etwa 5,0 g/cm³ aufweisen. Daher sind diese Grünlinge 95 sehr spröde und es tritt leicht eine Rissbildung oder eine Zersplitterung auf beim Zusammenstoß mit einem harten Gegenstand (beispielsweise, wenn sie herunterfallen oder fallengelassen werden). Diese Grünlinge 95 sollten daher so angeordnet sein, dass sie sich nicht so leicht umdrehen. Es sei darauf hingewiesen, dass die auf der gleichen Sinterbasisplatte 94 angeordneten Grünlinge 95 entweder einem individuellen Verdichtungsverfahren unterworfen worden sein können oder durch Zuschneiden und Zerteilen eines einzelnen Grünlinges in mehrere kleinere Körper hergestellt sein können.

Wenn die Grünlinge 95, die direkt auf der Sinterbasisplatte 94 angeordnet sind, gesintert werden, dann können außerdem die resultierenden Sinterkörper 95 und die Sinterbasisplatte 94 unbeabsichtigt teilweise miteinander verschmelzen (fusionieren). Der Grund ist der, dass das Seltenerdmetallelement, wie z.B. Nd, das in dem Legierungspulver vom R-T-(M)-B-Typ enthalten ist, und ein Metallelement, das in der Sinterbasisplatte 94 enthalten ist, eine eutektische Reaktion bewirken können bei einer Temperatur, die gleich der Sintertemperatur oder niedriger als diese ist. Wenn die Basisplatte 94 und die Sinterkörper 95 teilweise miteinander verschmolzen sind, nimmt die Größe der Grünlinge 95, die gesintert worden sind, mit dem Sinterverfahren nicht glatt ab, sodass möglicherweise eine Rissbildung oder eine Zersplitterung der resultierenden Sinterkörper 95 auftreten kann. Auch dann, wenn die Basisplatte 94 und die Sinterkörper 95 nicht miteinander verschmolzen sind, kann eine ungleichförmige Reibung zwischen der Basisplatte 94 und den Sinterkörpern 95 auftreten, wodurch ebenfalls eine Rissbildung in den Sinterkörpern 95 auf ihrer Oberfläche auftreten kann, die mit der Sinterbasisplatte 94 in Kontakt steht.

Um zu verhindern, dass die Sinterbasisplatte 94 und die Sinterkörper 95 miteinander verschmelzen, wird die Oberfläche der Sinterbasisplatte 94 mit einem Einbettungspulver (nicht dargestellt) unter Anwendung eines bekannten Verfahrens beschichtet, sodass die Grünlinge 95 auf dem Einbettungspulver gesintert werden können (vgl. z.B. die offengelegte japanische Patentpublikation Nr. 4-154 903). Das Einbettungspulver muss ein Pulver aus einem Material sein, das eine geringe Reaktionsfähigkeit mit den Grünlingen 95 und eine hohe chemische Beständigkeit (Chemikalienbeständigkeit) bei erhöhter Temperatur aufweist. Wenn die Grünlinge 95 ein Seltenerdmetall enthalten, kann das Einbettungspulver ein Pulver aus einem Material sein, das eine geringe Reaktionsfähigkeit mit dem Seltenerdmetall aufweist, z.B. ein Pulver aus einem Seltenerdmetalloxid wie Neodymoxid oder Yttriumoxid. Durch Verwendung eines solchen Einbettungspulvers wird verhindert, dass die Sinterbasisplatte 94 und die Sinterkörper 95 miteinander verschmelzen, und dadurch werden die Abschnitte der Sinterkörper 95, die mit der Basisplatte 94 in Kontakt stehen, weder beschädigt (beispielsweise durch Rissbildung) noch verformt.

Wenn mehrere Grünlinge 95 innerhalb des Sintergehäuses 9 angeordnet sind, wie in den 3A und 3B dargestellt, dann ist die Anzahl der Grünlinge 95, die im Innern des Sintergehäuses 9 gleichzeitig gelagert werden können, verhältnismäßig gering, und das Sinterverfahren kann nicht so wirksam durchgeführt werden. Insbesondere dann, wenn Grünlinge 95 in Form einer ebenen Platte so angeordnet sind, dass ihr Massenzentrum auf einem möglichst niedrigen Niveau angeordnet ist, ist die Projektionsfläche jedes dieser Grünlinge 95 auf die Basisplatte 94 ziemlich groß, wodurch die Anzahl der Grünlinge 95 herabgesetzt wird, die innerhalb eines begrenzten Raums angeordnet sein können. Der hier verwendete Ausdruck "Projektionsfläche" jedes Grünlings 95 steht für die Fläche, die auf der Basisplatte 94 durch den Grünling 95 bedeckt ist.

Außerdem steht dann, wenn die Grünlinge 95 so angeordnet sind, wie in 4B oder 4C dargestellt, jeder dieser Grünlinge 95 mit nur einer kleinen Fläche mit der Basisplatte 94 in Kontakt. Wenn das Sinterverfahren fortschreitet, konzentriert sich die (Reibungs)-Spannung, die durch die Schrumpfung des Grünlings 95 erzeugt wird, auf die Kontaktbereiche. In diesem Fall wird selbst dann, wenn ein Einbettungspulver wie vorstehend beschrieben verwendet wird, der Sinterkörper 95 durch die erzeugte Reibungsspannung noch beschädigt oder verformt.

Wenn der Grünling 95 wie in 4C gezeigt angeordnet ist, werden außerdem Abschnitte, die um das Zentrum der konvexen Oberfläche 95b des Grünlings 95 herum angeordnet sind, beschädigt oder verformt. Es ist somit unmöglich, nur den beschädigten oder verformten Abschnitt des Sinterkörpers 95 zu entfernen und den restlichen Abschnitt desselben zu verwenden. Wenn andererseits der Grünling 95 wie in 4B gezeigt angeordnet ist, sind bei der konkaven Oberfläche 95a des Grünlings 5 die horizontalen Ränder verformt. Diese konkave Oberfläche 95a hat eine Gestalt, die nicht verformt werden darf, sodass der resultierende Sintermagnet auf den Rotorschaft eines Motors passt. Es ist daher auch schwierig, nur die verformten Teile desselben zu entfernen und den verbleibenden Teil zu der vorgegebenen Gestalt für einen Sintermagneten zu verarbeiten. Das heißt, wenn einer der Sinterkörper, die wie in 4B oder 4C dargestellt gelagert worden ist, defekt wird, kann der defekte Sinterkörper nicht mehr verwendet werden, wodurch die Ausbeute an Sintermagneten signifikant abnimmt.

Andererseits ist in der offengelegten japanische Patentpublikation Nr. 61-125 114 ein Verfahren zur Verringerung der Anzahl von defekten (d.h. der verzogenen oder verformten) Sinterkörpern bei der Herstellung verhältnismäßig dünner Seltenerdmetall-Sintermagnete beschrieben. Bei dem in der offengelegten japanischen Patentpublikation Nr. 61-125 114 beschriebenen Verfahren wird ein Grünling, der eine geringe Dicke aufweist, sandwichartig zwischen ein Paar von dickeren Grünlingen gelegt, die aus dem gleichen Material hergestellt sind und die gleiche Gestalt haben wie der zuerst genannte Grünling. Auch bei diesem Verfahren wird ein Pulver aus einem Material, das mit den Grünlingen nicht leicht reagiert, zwischen diesen Grünlingen und/oder zwischen dem Grünling und der Basisplatte, falls erforderlich, angeordnet.

Bei dem in der offengelegten japanischen Patentpublikation Nr. 61-125 114 beschriebenen Verfahren sollten jedoch nicht nur der dünne Grünling, sondern auch die beiden anderen dickeren Grünlinge so behandelt werden, dass man einen einzigen Sinterkörper mit der gewünschten geringen Dicke erhält, wodurch die Ausbeute an Seltenerdmetall-Legierungspulvermaterial verringert wird. Auch ist es bei einem solchen Verfahren schwierig, die Anzahl der Grünlinge 95 zu erhöhen, die in dem Sintergehäuse 90 gleichzeitig angeordnet sein können. Beim Sintern der Grünlinge 95, die eine solche Gestalt haben, wie sie in 4A dargestellt ist, ist es außerdem schwierig, die Beschädigung oder Verformung der resultierenden Sinterkörper 95 ausreichend zu verringern, die zurückzuführen ist auf die Reibungsspannung, die durch die Schrumpfung der Grünlinge 95 beim Sintern entsteht. Es ist leicht verständlich, dass die Reibungsspannung, die zwischen dem untersten der aufeinandergestapelten Grünlinge und der Basisplatte entsteht, erhöht würde unter weiterer Schädigung oder Verformung des resultierenden Sinterkörpers, weil die Gesamtmasse der vertikal aufeinandergestapelten Grünlinge auf den untersten Grünling einwirkt, der im Kontakt mit der Basisplatte steht.

Wie vorstehend beschrieben, weist der Grünling aus einem Seltenerdmetall-Legierungspulver ein hohes spezifisches Gewicht auf (beispielsweise hat ein Grünling aus einem Legierungspulver vom R-T-(M)-B-Typ ein spezifisches Gewicht von etwa 3,9 g/cm3 oder mehr) und ist sehr spröde. Daher wird dann, wenn eine Reibungsspannung entsteht als Folge der Schrumpfung des Grünlings beim Sintern (bei dem dieser bis zu etwa 40 % oder mehr seines Volumens verliert) der Sinterkörper leicht beschädigt oder verformt. Insbesondere dann, wenn ein Grünling so angeordnet ist, dass sein Massenzentrum auf einem möglichst niedrigen Niveau angeordnet ist und die Kontaktfläche mit der Basisplatte klein ist, wie in 4B oder 4C dargestellt, wird der resultierende Sinterkörper sehr leicht beschädigt oder verformt. Außerdem ist es auch schwierig, solche Grünlinge auf wirksame Weise im Innern eines Sintergehäuses zu lagern.

Um die vorstehend beschriebenen Probleme zu überwinden, bestehen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in einem Verfahren zur Herstellung von Seltenerdmetall-Sintermagneten, bei denen die Anzahl der beschädigten oder verformten Sinterkörper minimiert und die Produktivität stark erhöht sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Seltenerdmetall-Sintermagneten. Das Verfahren umfasst vorzugsweise die Stufen Pressen und Verdichten eines Legierungspulvers für die Seltenerdmetall-Sintermagnete, dadurch Herstellung einer Vielzahl von Grünlingen, Anordnung der Grünlinge auf einer Aufnahmeebene in einer Richtung, in der die Projektionsfläche jedes der Grünlinge auf der Aufnahmeebene nicht maximal ist, und Erhitzen der Grünlinge, wodurch die Grünlinge gesintert werden und eine Vielzahl von Sinterkörpern erhalten wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Stufe der Anordnung der Grünlinge vorzugsweise eine Stufe der Anordnung der Grünlinge auf der Aufnahmeebene in einer Richtung, in der die Projektionsfläche jedes der Grünlinge auf der Aufnahmeebene minimiert ist.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Stufe des Pressens und Verdichtens eines Legierungspulvers vorzugsweise eine Stufe der Herstellung einer Vielzahl von Grünlingen, die jeweils mindestens eine gekrümmte Oberfläche aufweisen, und eine Stufe der Anordnung der Grünlinge, die vorzugsweise umfasst die Stufe der Anordnung der Grünlinge auf der Aufnahmeebene, sodass die mindestens eine gekrümmte Oberfläche jedes der Grünlinge die Aufnahmeebene im Wesentlichen unter rechten Winkeln kreuzt.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform umfasst die Stufe (a) vorzugsweise eine Stufe der Herstellung einer Vielzahl von Grünlingen, von denen jeder aufweist zwei Haupt-Oberflächen, die einander gegenüberliegen; zwei Seitenflächen, die einander gegenüberliegend mit den dazwischen angeordneten Haupt-Oberflächen angeordnet sind; und zwei Stirnflächen, welche die Hauptflächen und die Seitenflächen im Wesentlichen unter rechten Winkeln kreuzen. Die Stufe (b) umfasst vorzugsweise eine Stufe der Anordnung der Grünlinge auf der Aufnahmeebene, sodass eine der beiden Stirnflächen jedes der Grünlinge mit der Aufnahmeebene in Kontakt steht.

Bei noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Stufe des Pressens und Verdichtens eines Legierungspulvers vorzugsweise eine Stufe des Pressens und Verdichtens des Legierungspulvers unter einem ausrichtenden Magnetfeld und die Stufe der Anordnung der Grünlinge umfasst vorzugsweise eine Stufe der Anordnung der Grünlinge auf der Aufnahmeebene, sodass die Orientierungsrichtungen des Legierungspulvers im Wesentlichen parallel zu der Aufnahmeebene verlaufen.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Stufe des Pressens und Verdichtens eines Legierungspulvers vorzugsweise eine Stufe der Herstellung der Grünlinge, die eine Gründichte von etwa 4,1 bis etwa 4,5 g/cm³ aufweisen.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform umfasst die Stufe der Anordnung der Grünlinge vorzugsweise eine Stufe der Anordnung der Grünlinge auf der Aufnahmeebene bzw. -fläche, sodass die Grünlinge in einer horizontalen Richtung (die in der Regel im Wesentlichen parallel zur Dickenrichtung der Grünlinge verläuft) miteinander in Kontakt stehen.

Bei dieser speziellen bevorzugten Ausführungsform umfasst die Stufe der Anordnung der Grünlinge vorzugsweise eine Stufe der Anordnung der Grünlinge, die bereits magnetisiert worden sind, auf der Empfangsebene, sodass die Grünlinge durch die magnetische Kraft, die zwischen den Grünlingen entsteht, gegenseitig angezogen werden.

Alternativ oder zusätzlich kann die Stufe der Anordnung der Grünlinge das Aufbringen eines Antifusionsmittels auf mindestens Teile der Grünlinge und die Anordnung der Grünlinge auf der Empfangsebene umfassen, sodass die Grünlinge über das Antifusionsmittel miteinander in Kontakt kommen. In der Regel wird das Antifusionsmittel auf einen Teil jedes der Grünlinge aufgebracht.

Das Antifusionsmittel umfasst insbesondere ein Pulver aus Y₂O₃. Das Y₂O₃-Pulver weist vorzugsweise eine mittlere Teilchengröße von etwa 1 bis etwa 10 &mgr;m, besonders bevorzugt von etwa 3 bis etwa 5 &mgr;m, auf.

Bei dieser speziellen bevorzugten Ausführungsform umfasst die Stufe der Anordnung der Grünlinge vorzugsweise eine Stufe des Aufbringens einer Aufschlämmung, in der das Y₂O₃-Pulver in einem organischen Lösungsmittel dispergiert ist, auf die Teile der Grünlinge.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das Verfahren ferner umfassen die Stufe der Entfernung eines Teils jedes der Sinterkörper, der mit der Aufnahmeebene in Kontakt steht, und eines umgebenden Abschnitts desselben.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung einen Sintermagneten für die Verwendung in einem Motor. Der Magnet wird vorzugsweise hergestellt nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren gemäß einer der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

Weitere Merkmale, Elemente, Eigenschaften, Stufen und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen hervor.

Die 1A und 1 B stellen eine Querschnittsansicht bzw. eine ebene Draufsicht dar, die in schematischer Form erläutern, wie Grünlinge 95 in einer Sintervertahrensstufe eines Verfahrens zur Herstellung von Seltenerdmetall-Sintermagneten gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung angeordnet sein können.

Die 2 stellt eine perspektivische Ansicht dar, die erläutert, wie benachbarte Grünlinge 95, die in den 1A und 1B dargestellt sind, angeordnet sein können.

Die 3A und 3B stellen eine Querschnittsansicht bzw. eine ebene Draufsicht dar, die in schematischer Form eine bekannte Anordnung der Grünlinge 95 in einer Sinterverfahrensstufe eines konventionellen Verfahrens zur Herstellung von Seltenerdmetall-Sintermagneten erläutern.

Die 4A, 4B und 4C erläutern, welche Probleme durch die bekannte Anordnung der Grünlinge 95 in der Sinterverfahrensstufe entstehen, wobei die 4A eine perspektivische Ansicht des Grünlings 95 zeigt, der zu einem Sintermagneten für einen Motor verarbeitet werden soll, und die 4B und 4C Querschnittsansichten darstellen, die in schematischer Form erläutern, wie der Grünling 95 auf einer Basisplatte 94 angeordnet sein kann.

Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beispielsweise in Anwendung auf ein Verfahren zur Herstellung von Sintermagneten vom R-T-(M)-B-Typ für die Verwendung in einem Motor beschrieben. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die folgenden spezifischen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern allgemein auch anwendbar ist auf ein Verfahren zur Herstellung von Seltenerdmetall-Sintermagneten der verschiedenen anderen Typen.

Ein Verfahren zur Herstellung von Seltenerdmetall-Sintermagneten nach verschiedenen bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist hauptsächlich charakterisiert durch die Herstellungs- und Verarbeitungsstufe der Sinterung von Grünlingen. Daher ist die nachfolgende Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung konzentriert auf diese Sintervertahrensstufe und die Beschreibung anderer Herstellungs- und Verarbeitungsstufen, die nach bekannten Verfahren durchgeführt werden können, wird hier weggelassen.

Ein Verfahren zur Herstellung von Seltenerdmetall-Sintermagneten nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst vorzugsweise die Stufen des Pressens und Verdichtens eines Legierungspulvers für die Seltenerdmetall-Sintermagnete, um dadurch eine Vielzahl von Grünlingen herzustellen, die Anordnung der Grünlinge auf einer Aufnahmeebene in einer Richtung, in der die Projektionsfläche jedes der Grünlinge auf die Aufnahmeebene nicht maximal ist, und das Erhitzen der Grünlinge, wodurch die Grünlinge gesintert werden und eine Vielzahl von Sinterkörpern erhalten wird.

In der Stufe der Anordnung der Grünlinge werden die Grünlinge vorzugsweise in einem Gehäuse gelagert, das die Aufnahmeebene bzw. -fläche aufweist. Die Sinterstufe umfasst vorzugsweise die Stufe des Erhitzens des Gehäuses einschließlich der darin enthaltenen Grünlinge in seiner Gesamtheit. Wenn ein solches Sintergehäuse verwendet wird, kann beispielsweise die Atmosphäre für die Sinterverfahrensstufe einheitlicher sein.

Bei diesem Verfahren kann die Stufe der Anordnung der Grünlinge durchgeführt werden durch Verwendung des Sintergehäuses 9, wie es beispielsweise in den 3A und 3B dargestellt ist. In den Zeichnungen, auf die in der nachfolgenden Beschreibung Bezug genommen wird, ist jedes Element, das im Wesentlichen die gleiche Funktion wie das in den 3A, 3B, 4A, 4B oder 4C dargestellte Gegenstück aufweist, durch die gleiche Bezugsziffer bezeichnet und die Beschreibung desselben wird hier weggelassen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die Grünlinge 95, die zu Sintermagneten für einen Motor verarbeitet werden sollen, so angeordnet sein, wie es in den 1A, 1B und 2 dargestellt ist.

Bei dieser bevorzugten Ausführungsform können die Grünlinge 95 einen äußeren Durchmesser von etwa 22,13 mm, eine Breite von etwa 26,14 mm, eine Dicke von etwa 9,73 mm und eine Höhe von etwa 45 mm beispielsweise in der in den 1A und 1B dargestellten Anordnung haben. In dem Sintergehäuse 9 kann die Bodenplatte (d.h. der Abschnitt in Form einer ebenen Platte) 90a des Bodenbehälters 90 beispielsweise die ungefähren Dimensionen 270 mm × 305 mm × 1 mm (Dicke) haben, während sein Deckel 92 die ungefähren äußeren Dimensionen 280 mm × 315 mm × 70 mm (Höhe) und eine Dicke von etwa 1,5 mm haben kann. Der Bodenbehälter 90 und der Deckel 92 können aus einem Material hergestellt sein, das gegenüber der Wärme beständig ist, die beim Sintern und in anderen Verfahrensstufen entsteht, beispielsweise aus rostfreiem Stahl oder einem feuerfesten Metall, wie z.B. Molybdän, sein. Das Sintergehäuse 9 kann beispielsweise aus SUS 310 hergestellt sein. In diesem Fall wird das Gehäuse 9 durch die Wärme nicht so stark verformt wie wenn das Gehäuse 9 aus SUS 304 hergestellt ist.

Bei der in den 1A und 1B erläuterten bevorzugten Ausführungsform sind die Grünlinge 95 auf der Sinterbasisplatte 94 so angeordnet, dass sie auf der Bodenplatte 90a des Bodenbehälters 90 gelagert sind. Alternativ kann die Sinterbasisplatte 94 weggelassen werden und die Grünlinge 95 können direkt auf der Bodenplatte 90a des Bodenbehälters 90 gelagert sein. Das heißt, entweder die Oberfläche der Basisplatte 94 oder diejenige der Bodenplatte 90a fungieren als Oberfläche, welche die darauf angeordneten Grünlinge 95 aufnimmt. Vorzugsweise wird die Sinterbasisplatte 94 verwendet, weil eine große Anzahl von Grünlingen 95 leicht darauf angeordnet werden kann. Die Sinterbasisplatte 94 kann beispielsweise die ungefähren Dimensionen 250 mm × 300 mm × 1 mm (Dicke) haben. Die Sinterbasisplatte 94 ist vorzugsweise aus Molybdän hergestellt. Der Grund ist der, dass Molybdän eine geringe Reaktivität gegenüber den Grünlingen aufweist und eine gute Wärmeleitfähigkeit und Wärmebeständigkeit besitzt. Die Aufnahmeebene dieser Sinterbasisplatte 94 weist vorzugsweise eine durchschnittliche Oberflächenrauheit Ra von etwa 1 bis etwa 50 &mgr;m auf.

Bei dieser bevorzugten Ausführungsform sind die Grünlinge 95 auf der Basisplatte 94 in einer Richtung angeordnet, in der die Projektionsfläche jedes der Grünlinge 95 auf der Basisplatte 94 minimiert ist, anders als bei der Anordnung, wie sie in den 4A und 4B dargestellt ist. Bei einer solchen Anordnung kann eine höhere Anzahl von Grünlingen 95 innerhalb des gleichen begrenzten Raumes angeordnet sein. Natürlich ist es höchst wirksam, die Grünlinge 95 in einer Richtung anzuordnen, in der die Projektionsfläche jedes Grünlings 95 auf der Basisplatte 94 minimiert ist. Die Grünlinge 95 können aber auch in einer anderen Richtung angeordnet sein, so lange die Projektionsfläche jedes Grünlings 95 auf der Basisplatte 94 nicht maximiert ist. Der Grund ist der, dass dann, wenn die Projektionsfläche nicht maximiert ist, die Projektionsfläche bis zu einem gewissen Umfang abnimmt und die Grünlinge 95 in dem Gehäuse 9 wirksamer gelagert werden können. Wenn die Grünlinge 95, welche die Gestalt einer im Wesentlichen ebenen Platte haben, so angeordnet sind, dass ihr Massenzentrum auf dem niedrigsten Niveau angeordnet ist, wie bei dem Stand der Technik, dann ist die Projektionsfläche jedes Grünlings 95 auf die Basisplatte 94 maximiert, wie vorstehend beschrieben. Dagegen sind bei dieser bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Grünlinge 95 so angeordnet, dass sie minimierte Projektionsflächen aufweisen.

Wenn diese Grünlinge 95 gekrümmte Oberflächen (d.h. die konkave Oberfläche 95a und die konvexe Oberfläche 95b) aufweisen wie die Grünlinge 95, die zu Sintermagneten für die Verwendung in einem Motor verarbeitet werden sollen, sind die Grünlinge 95 vorzugsweise so angeordnet, dass ihre gekrümmte(n) Oberfläche(n) 95a und/oder 95b die Oberfläche der Basisplatte 94 im Wesentlichen unter rechten Winkeln kreuzt (kreuzen). Wie in den 4A, 4B und 4C dargestellt, hat der Grünling 95 die Gestalt einer im Wesentlichen ebenen Platte und die gekrümmten Oberflächen 95a und 95b stellen seine einander gegenüberliegenden Haupt-Oberflächen dar. Wenn ein solcher Grünling 95 auf der Basisplatte 94 so angeordnet ist, dass die gekrümmte Oberfläche 95a oder 95b desselben der Oberfläche der Basisplatte 94 gegenüberliegt, dann ist die Kontaktfläche zwischen dem Grünling 95 und der Basisplatte 94 klein, es entsteht eine höhere Reibungsspannung als Folge der Schrumpfung des Grünlings 95, wenn er gesintert wird, und der resultierende Sinterkörper wird in einem größeren Ausmaß beschädigt oder verformt, wie bereits unter Bezugnahme auf die 4B und 4C beschrieben. Wenn dagegen der Grünling 95 auf der Basisplatte 94 so angeordnet ist, dass eine ebene Oberfläche desselben (z.B. die Bodenfläche 95c) mit der Oberfläche der Basisplatte 94 in Kontakt steht, wie in den 1A, 1B und 2 dargestellt, dann nimmt die Kontaktfläche zwischen dem Grünling 95 und der Basisplatte 94 zu und es entsteht eine geringere Reibungsspannung als Folge der Schrumpfung des Grünlings 95 beim Sintern. Außerdem ist der Grad der maximalen Schrumpfung in der Kontaktfläche zwischen dem Grünling 95 und der Basisplatte 94 (d.h. der Maximalwert der Längenabnahme in einer Richtung) geringer als bei der in den 3A und 3B dargestellten Anordnung. Die Reibungsspannung nimmt somit auch aus diesem Grund ab. Um zu verhindern, dass der Grünling 95 und die Basisplatte 94 unbeabsichtigt miteinander verschmelzen (fusionieren), wird vorzugsweise ein Einbettungspulver zwischen dem Grünling 95 und der Basisplatte 94 angeordnet.

Wenn jedoch der Grünling 95 auf der Basisplatte 94 so angeordnet ist, dass seine Bodenfläche 95c nach unten zeigt, wie in 2 dargestellt, dann weist der Grünling 95 ein Massenzentrum auf, das auf einem höheren Niveau angeordnet ist und er fällt leichter herunter. Auch ist es in diesem Fall viel umständlicher, eine große Anzahl von Grünlingen 95 in einer solchen Position anzuordnen. Der in der 2 erläuterte Grünling 95 in Form einer quasi-ebenen Platte fällt besonders leicht herunter. Dies ist deshalb so, weil sich sein Massenzentrum von seiner Bodenfläche 95c leicht verschiebt, selbst wenn der Grünling 95 sich nur geringfügig neigt. Daher sollten die Grünlinge 95 auf der Basisplatte 94 so angeordnet sein, dass ihre Bodenfläche 95c nach unten zeigt, wobei die Grünlinge 95 vorzugsweise darauf so angeordnet sind, dass sie miteinander in Kontakt kommen (in der Regel in einer Richtung, die im Wesentlichen parallel zur Oberfläche der Basisplatte 94 und im Wesentlichen parallel zur Dickenrichtung der Grünlinge 95 verläuft.

Insbesondere dann, wenn die Grünlinge 95 magnetisiert worden sind (wenn beispielsweise die Grünlinge 95 während des Pressverfahrens, das unter einem Magnetfeld durchgeführt wird, eine remanente Magnetisierung erworben haben), ziehen die Grünlinge 95 einander an durch eine magnetische Kraft, die zwischen ihnen erzeugt worden ist. Als Folge davon können die Grünlinge 95 stabil in einer Reihe angeordnet werden. Die Grünlinge 95, die zu Sintermagneten für die Verwendung in einem Motor verarbeitet werden sollen, erhalten eine remanente Magnetisierung M; während sie einem Pressverfahren unter einem ausrichtenden Magnetfeld unterworfen werden, und ziehen sich gegenseitig an mittels der remanenten Magnetisierung M, wie in 2 dargestellt. Die Größe der remanenten Magnetisierung M (d.h. die Remanenz) beträgt vorzugsweise etwa 0,002 T bis etwa 0,006 T. Der Grünling, der durch Verdichten (Pressen) eines Legierungspulver-Materials unter einem ausrichtenden Magnetfeld hergestellt worden ist, um einen anisotropen Sintermagneten herzustellen, wie er vorstehend beschrieben worden ist, wird vorzugsweise unvollständig entmagnetisiert, um so einen bestimmten Grad der remanenten Magnetisierung beizubehalten.

Außerdem verläuft, wie in 2 dargestellt, die Richtung der remanenten Magnetisierung M (die auch nachstehend als "Orientierungsrichtung" der Grünlinge oder des Legierungspulvers) bezeichnet wird, vorzugsweise im Wesentlichen parallel zu der Richtung, in der die Grünlinge 95 angeordnet sind, d.h. in einer im Wesentlichen horizontalen Richtung (die in der Regel im Wesentlichen parallel zur Oberfläche der Basisplatte 94 verläuft). Die Grünlinge 95 weisen anisotrope magnetische Eigenschaften auf. Die Grünlinge 95 können daher beim Sintern in einer verhältnismäßig hohen Rate in einer Richtung schrumpfen, die im Wesentlichen parallel zu ihrer Magnetisierungsrichtung verläuft. Aus diesem Grund werden, um den Grad der Schrumpfung zu minimieren, die durch Multiplizieren der Schrumpfungsrate mit der Länge erhalten wird, die Grünlinge 95 vorzugsweise in einer Richtung magnetisiert, die durch die kürzeste der drei Dimensionen der Grünlinge 95 definiert wird. So werden beispielsweise die Grünlinge 95, die eine quasi ebene Platte darstellen, vorzugsweise in Richtung der Dicke magnetisiert, wie in 2 dargestellt. Die Richtung der remanenten Magnetisierung M ist jedoch nicht auf die Dickenrichtung beschränkt, sondern kann auch jede andere Richtung sein, so lange die Grünlinge 95 in der Weise magnetisiert werden können, dass sie sich gegenseitig anziehen. Wenn beispielsweise die Grünlinge 95, die so angeordnet werden sollen, wie in 2 dargestellt, in der Höhenrichtung (d.h. vertikal) magnetisiert worden sind, dann können die Grünlinge 95 in der Weise angeordnet werden, dass ihre Magnetisierungsrichtungen in der Richtung, in der die Grünlinge 95 angeordnet sind, alternieren, d.h. dass die Magnetisierungsrichtung einer der Grünlinge 95 entgegengesetzt zu derjenigen eines horizontal benachbarten Grünlings verläuft. Dann können die Grünlinge 95 sich auch untereinander anziehen.

Wenn andererseits keine Notwendigkeit besteht, ein ausrichtendes Magnetfeld während der Verfahrensstufe zur Herstellung der Grünlinge anzulegen (z.B. bei der Herstellung von Grünlingen für isotrope Magnete), dann kann auch nachträglich ein Magnetfeld an die vorgepressten Grünlinge 95 angelegt werden, sodass die Grünlinge 95 eine Remanenz aufweisen, die innerhalb des oben angegebenen Bereiches liegt.

Es sei darauf hingewiesen, dass zur Erzielung einer möglichst stabilen Anordnung der Grünlinge 95 die Anzahl der Grünlinge 95, die jede Reihe bilden, vorzugsweise in geeigneter Weise festgelegt wird entsprechend der Gestalt der Grünlinge 95, die erhalten werden sollen. Insbesondere muss zur Erhöhung der Stabilität der Reihe von Grünlingen 95 die Anzahl der Grünlinge 95, die miteinander in Kontakt stehen sollen, groß genug sein, um zu verhindern, dass sich das Massenzentrum der Reihe von Grünlingen 95 vom Boden der Reihe leicht verschiebt, selbst wenn die Reihe in Vibration versetzt wird oder in einem erwarteten Umfang geneigt wird.

Wenn die Grünlinge 95 so angeordnet sind, dass sie benachbart zueinander vorliegen, dann können die Grünlinge 95 unbeabsichtigt während des Sinterverfahrens miteinander verschmelzen (fusionieren). Um diese unerwünschte Situation zu vermeiden, wird vorzugsweise ein Antifusionsmittel mindestens auf die Abschnitte aufgebracht, an denen die Grünlinge 95 miteinander in Kontakt stehen. Das heißt, die Grünlinge 95 stehen vorzugsweise in Kontakt miteinander mit dem dazwischen angeordneten Antifusionsmittel.

Ebenso wie das konventionelle Einbettungspulver ist auch das Antifusionsmittel vorzugsweise hergestellt aus einem Material, das eine geringe Reaktivität mit den Grünlingen 95 aufweist, beispielsweise aus einem Erdmetalloxid. Unter anderem umfasst das Antifusionsmittel vorzugsweise ein Pulver aus Y₂O₃. Der Grund ist der, dass das Y₂O₃ eine hohe chemische Beständigkeit aufweist und kaum reduziert wird, wenn die Grünlinge aus einem Seltenerdmetall-Legierungspulver gesintert werden. Das Y₂O₃-Pulver hat vorzugsweise eine mittlere Teilchengröße von etwa 1 bis etwa 10 &mgr;m und besonders bevorzugt von etwa 3 bis etwa 5 &mgr;m.

Das Antifusionsmittel kann auf vorgegebene Abschnitte der Grünlinge 95 aufgebracht werden durch Beschichten dieser Abschnitt mit einer Aufschlämmung, in der das Antifusionsmittel (z.B. ein Pulver aus Y₂O₃) in einem organischen Lösungsmittel dispergiert ist. Das organische Lösungsmittel ist vorzugsweise ein Lösungsmittel mit einer hohen Flüchtigkeit, beispielsweise ein Lösungsmittel auf Kohlenwasserstoff-Basis, wie z.B. Isoparaffin, oder ein Lösungsmittel auf Basis eines niederen Alkohols wie Ethanol. Wenn ein Pulver aus Y₂O₃ als Antifusionsmittel verwendet wird, kann die Aufschlämmung, in der das Y₂O₃-Pulver in einer Konzentration von etwa 20 g/l in Isoparaffin dispergiert ist, mit einer Bürste oder mittels eines Sprays aufgebracht werden. Wenn die Aufschlämmung eine solche Konzentration hat, kann ein unerwünschtes Verschmelzen (Fusionieren) in ausreichendem Maße verhindert werden durch einmaliges Aufbringen der Aufschlämmung auf diese Abschnitte mit einer Bürste. Erforderlichenfalls kann die Konzentration der Aufschlämmung geändert werden (beispielsweise innerhalb eines Bereiches von etwa 10 bis etwa 800 g/l) oder sie kann häufiger aufgebracht werden.

Gegebenenfalls können die Grünlinge 95 in die Aufschlämmung eingetaucht werden. Dieses Verfahren ist jedoch nicht bevorzugt, weil eine Menge von organischem Lösungsmittel in den Grünlingen 95 absorbiert werden muss, wodurch die Kohlenstoffmenge erhöht wird, die in den resultierenden Sinterkörpern verbleibt. Auf diesem Grund wird das Antifusionsmittel vorzugsweise selektiv auf die vorgegebenen Abschnitte der Grünlinge 95, beispielsweise durch Aufbürsten auf diese Abschnitte, aufgebracht. Außerdem muss dann, wenn eine leicht verflüchtigbare Aufschlämmung verwendet wird, die eine Konzentration aufweist, die innerhalb des oben angegebenen Bereiches liegt, keine Trocknungsverfahrensstufe durchgeführt werden.

So können beispielsweise bei der konventionellen Anordnung, wie sie in den 3A und 3B dargestellt ist, nur 100 g Grünlinge 95 auf vier Basisplatten 94 (d.h. 25 Grünlinge 95 pro Basisplatte) im Innern des Sintergehäuses 9 angeordnet werden, das die Basisplatten 94 enthält, die ungefähre Dimensionen von 300 mm × 260 mm haben. Dagegen können bei der Anordnung, wie sie in den 1A und 1 B dargestellt ist, 130 Grünlinge 95 auf einer einzigen Basisplatte 94 angeordnet werden. Bei der in den 1A und 1B dargestellten Anordnung beträgt der Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Reihen von Grünlingen 95 vorzugsweise etwa 10 mm oder mehr und der Zwischenraum zwischen den Innenwänden des Sintergehäuses 9 und den Grünling-Reihen beträgt vorzugsweise etwa 20 mm oder mehr. Diese Zwischenräume erlauben es dem Arbeiter, die Grünlinge 95 auf der Basisplatte 94 leicht genug zu positionieren und sie können erforderlichenfalls geändert werden.

Bei der Anordnung dieser bevorzugten Ausführungsform können die Grünlinge 95 im Innern des Sintergehäuses 9 viel wirksamer angeordnet werden als bei der konventionellen Anordnung. Außerdem kann auch die Reibungsspannung, die beim Sintern der Grünlinge 95 entsteht, vermindert werden, sodass die Beschädigung oder Verformung der resultierenden Sinterkörper minimiert wird.

Je nach Gestalt, Größe oder Orientierungsrichtung der Grünlinge 95 können jedoch die Sinterkörper 95 um ihre Bodenfläche 95c herum verformt sein. Wenn beispielsweise die Grünlinge verhältnismäßig hoch oder in der Höhenrichtung (d.h. vertikal) ausgerichtet sind, dann können die Grünlinge 95 in einem größeren Ausmaß in der Höhenrichtung schrumpfen. Die Bodenfläche 95c und der umgebende Abschnitt der Grünlinge 95 können dann aufgrund ihres Eigengewichtes eine Form des vertikalen Querschnitts haben, die wegen ihres Eigengewichtes zu einer trapezoiden Gestalt verformt ist. Wenn beispielsweise ein Druck von etwa 20 g/cm² oder mehr auf die Bodenfläche 95c der Grünlinge 95 einwirkt, können die Grünlinge 95 dort verformt werden. In dieser Situation werden die Grünlinge 95 sozusagen zusammengedrückt und sie weisen eine verbreiterte Bodenfläche 95c auf. Dennoch sind dann, wenn die Grünlinge 95 so angeordnet sind wie bei dieser bevorzugten Ausführungsform dargestellt, nur die Bodenfläche 95c und der umgebende Abschnitt der Grünlinge 95 wie vorstehend beschrieben verformt. Durch Entfernen (beispielsweise Abschneiden oder Abschleifen) nur dieser verformten Abschnitte kann beispielsweise der übrige Teil der Sinterkörper 95 noch verwendet werden, wodurch die Materialausbeute (oder Sinterkörper-Ausbeute) erhöht wird. Wenn zu erwarten ist, dass es schwierig ist, eine solche Verformung unter Berücksichtigung der gewählten Gestalt der Grünlinge 95 zu vermeiden, können die Grünlinge 95 so geformt werden, dass sie größer sind als erforderlich, um so der Verformung Rechnung zu tragen durch Entfernung der überflüssigen Teile derselben. Auf diese Weise können ebenfalls Sinterkörper mit der gewünschten Größe erhalten werden.

Bei dem in den 1A, 1B und 2 erläuterten Beispiel sind die Grünlinge 95 auf der Basisplatte 94 so angeordnet, dass ihr Boden 95c mit der Basisplatte 94 in Kontakt steht. Alternativ können je nach Gestalt der Grünlinge 95 die Grünlinge 95 auch so angeordnet sein, dass ihre Seitenfläche 95d mit der Basisplatte 94 in Kontakt steht. Es ist jedoch am meisten bevorzugt, die Grünlinge 95 auf der Basisplatte 94 mit ihrer Bodenfläche 95c nach unten anzuordnen, sodass die Projektionsfläche jedes Grünlings 95 auf die Basisplatte 94 minimiert ist.

Bei den vorstehend beschriebenen verschiedenen bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können daher Sinterkörper in einer viel höheren Ausbeute erhalten werden und Sintermagnete beispielsweise für die Verwendung in einem Motor können viel effizienter hergestellt werden. Das Verfahren zur Herstellung von Seltenerdmetall-Sintermagneten gemäß bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann besonders vorteilhaft angewendet werden zur Herstellung von Sinterkörpern mit einer Gestalt, die derjenigen der schließlich herzustellenden Sintermagnete sehr ähnlich ist.

Bei den vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen weisen die Grünlinge, die zu Sintermagneten beispielsweise für die Verwendung in einem Motor verarbeitet werden sollen, innere und äußere gekrümmte Oberflächen mit voneinander verschiedenen Krümmungsradien auf. Es ist natürlich aber auch möglich, die vorliegende Erfindung auf Grünlinge anzuwenden, die innere und äußere gekrümmte Oberflächen mit etwa gleichen Krümmungsradien aufweisen. Auch bei einer solchen alternativen bevorzugten Ausführungsform ist die Kontaktfläche zwischen jedem Grünling und der Aufnahmeebene des Sintergehäuses kleiner als die Kontaktfläche zwischen zwei benachbarten Grünlingen. Ferner ist die vorliegende Erfindung auch anwendbar auf einen Grünling in Form einer dünnen Platte, der eine im Wesentlichen rechteckige Parallelepiped-Form hat (beispielsweise für einen IMP-Motor) und in dem das Pulver in Richtung der Dicke des Grünlings ausgerichtet (orientiert) ist.

Bei den vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen sind die Grünlinge auf der horizontalen Aufnahmeebene des Sintergehäuses so angeordnet, dass der Boden (die Bodenfläche) dieser Grünlinge (d.h. eine Fläche, die mit der Aufnahmefläche des Sintergehäuses in Kontakt steht) und eine Ebene (Fläche), auf der sich die Grünlinge befinden, in Kontakt miteinander stehen (d.h. einer Seitenfläche der Grünlinge), die sich unter rechten Winkeln kreuzen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese spezifischen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt. Wenn beispielsweise die Bodenfläche der Grünlinge schräg ist, d.h. wenn die Bodenfläche der Grünlinge und die Ebene, auf der die Grünlinge miteinander in Kontakt stehen (d.h. die Seitenfläche der Grünlinge) sich nicht unter rechten Winkeln kreuzen, kann ein Sintergehäuse verwendet werden, das eine Aufnahmeebene hat, die einen solchen Winkel bildet, um die Grünlinge horizontal miteinander in Kontakt zu bringen. Eine solche Aufnahmeebene kann beispielsweise die aufgeraute Oberfläche einer Basisplatte mit einem Sägezahn-förmigen Querschnitt sein. Dann können auch die Grünlinge auf der Aufnahmeebene stabil angeordnet werden.

Ein Seltenerdmetall-Legierungspulver für die Verwendung in dem Verfahren zur Herstellung von Seltenerdmetall-Sintermagneten gemäß bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unterliegt keiner speziellen Beschränkung. So kann beispielsweise ein Seltenerdmetall-Legierungspulver vom R-T-(M)-B-Typ, wie es in dem US-Patent Nr. 4 770 723 oder Nr. 4 792 368 beschrieben ist, verwendet werden. Ein Seltenerdmetall-Legierungspulver vom R-T-(M)-B-Typ, das nach einem Bandgießverfahren hergestellt worden ist, wie beispielsweise in dem US-Patent Nr. 5 383 978 beschrieben, ist besonders bevorzugt, um gute magnetische Eigenschaften zu erzielen. Auf die Offenbarungen in den US-Patenten Nr. 4 770 723, 4 792 368 und 5 383 978, die vorstehend angegeben worden sind, wird hiermit ausdrücklich Bezug genommen. Das Verdichtungs- bzw. Pressverfahren kann nach irgendeiner der verschiedenen bekannte Methoden durchgeführt werden. Die Gründichte beträgt normalerweise etwa 3,9 bis etwa 5,0 g/cm³ und sie beträgt häufig etwa 4,1 bis etwa 4,4 g/cm3.

Um ausreichend gute magnetische Eigenschaften und eine gute Pressbarkeit zu erzielen, weist das Seltenerdmetall-Legierungspulver für die Verwendung zur Herstellung eines Seltenerdmetallsintermagneten gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorzugsweise eine mittlere Teilchengröße (d.h. eine FSSS-Teilchengröße) von etwa 2 bis etwa 10 &mgr;m, besonders bevorzugt von etwa 3 bis etwa 6 &mgr;m, auf. Außerdem beträgt die Gründichte vorzugsweise etwa 4,1 bis etwa 4,5 g/cm³. Der Grund dafür ist folgender. Wenn die Gründichte weniger als etwa 4,1 g/cm³ beträgt, dann können die Grünlinge nach dem Sintern beträchtlich verformt sein. Wenn andererseits die Gründichte einen Wert von etwa 4,5 g/cm³ übersteigt, dann weist das Magnetpulver einen geringeren Orientierungsgrad auf. Die vertikale Länge (d.h. die Höhe) der auf der Basisplatte angeordneten Grünlinge beträgt vorzugsweise höchstens etwa 70 mm. Die bei den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung angewendete Anordnung ist besonders wirkungsvoll, wenn die Höhe etwa 25 mm oder mehr beträgt.

Nachdem sie in dem Sintergehäuse 9 auf die vorstehend beschriebene Weise gelagert worden sind, werden die Grünlinge 95 durch Erhitzen des Sintergehäuses 9 in seiner Gesamtheit gesintert. Das Sinterverfahren kann auch nach einer bekannten Methode durchgeführt werden und seine Bedingungen können optimiert werden je nach Typ der Seltenerdmetall-Sintermagnete, die hergestellt werden sollen. Beispielsweise können die Grünlinge 95 durch die nachstehend beschriebenen Herstellungs- und Verarbeitungsstufen gesintert werden.

Zuerst wird mindestens das Sintergehäuse 9 in eine Vorbeuhandlungskammer eingeführt, die am Einlass einer Sintervorrichtung vorgesehen ist, und dann wird die Vorbehandlungskammer hermetisch verschlossen. Danach wird die Vorbehandlungskammer bis zu einem Druck von etwa 2 Pa evakuiert zu Antioxidationszwecken.

Danach wird das Sintergehäuse 9 in eine Abbrennkammer überführt, in der die Grünlinge 95 etwa 1 bis 6 h lang bei einer Temperatur von etwa 100 bis etwa 600 °C und einem Druck von etwa 2 Pa einem Verfahren zur Entfernung des Bindemittels unterworfen werden. Das Bindemittelentfernungsverfahren wird so durchgeführt, dass das Gleitmittel (oder Bindemittel) sich verflüchtigt und entfernt wird, das die Oberfläche des magnetischen Pulvers vor dem Sintern des Pulvers bedeckt hat. Zur Verbesserung der Orientierung des magnetischen Pulvers während des Press- bzw. Verdichtungsverfahrens wurde das Gleitmittel mit dem magnetischen Pulver gemischt, bevor das Pulver gepresst und verdichtet wurde. Das Gleitmittel liegt zwischen den Teilchen des magnetischen Pulvers vor.

Nachdem das Bindemittelentfernungsverfahren beendet ist; wird das Sintergehäuse 9 in eine Sinterkammern transportiert, in der die Grünlinge 95 bei etwa 1000 bis etwa 1100 °C etwa 2 bis 5 h lang innerhalb einer druckverminderten Atmosphäre (beispielsweise in einem Ar-Gas mit einem Druck von etwa 2 Pa) gesintert werden. Danach wird das Sintergehäuse 9 in eine Abkühlkammer transportiert, in der die Sinterkörper abgekühlt werden, bis die Temperatur des Sintergehäuses etwa Raumtemperatur erreicht hat.

Schließlich wird das Sintergehäuse 9 aus der Kühlkammer herausgenommen und dann in einen Alterungsbehandlungsofen eingeführt, in dem die Sinterkörper einer normalen Alterungsbehandlung unterworfen werden. Die Alterungsbehandlung kann bei einer Temperatur von etwa 400 bis etwa 600 °C etwa 1 bis 5 h lang innerhalb einer inerten Atmosphäre (beispielsweise in Argon) bei etwa 2 Pa durchgeführt werden.

Verschiedene bevorzugte Ausführungsformen der vorstehend beschriebenen Erfindung stellen ein Verfahren zur Herstellung von Seltenerdmetall-Sintermagneten dar, bei dem die Anzahl der beschädigten oder verformten Sinterkörper minimiert wird und die Produktivität stark erhöht wird. Aber selbst dann, wenn Sinterkörper teilweise verformt sind, können die verformten Teile (Abschnitte) entfernt werden und der restliche Teil kann noch verwendet werden, wodurch die Materialausbeute in vorteilhafter Weise erhöht wird. Das Verfahren zur Herstellung von Seltenerdmetall-Sintermagneten gemäß den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann besonders wirksam angewendet werden zur Herstellung von Sintermagneten in Form einer quasi ebenen Platte, die gekrümmte Oberflächen aufweisen, beispielsweise für die Verwendung in einem Motor.

Es ist klar, dass die vorstehende Beschreibung nur der Erläuterung der vorliegenden Erfindung dient. Es können verschiedene Alternativen und Modifikationen vom Fachmann auf diesem Gebiet vorgenommen werden, ohne dass dadurch der Bereich der vorliegenden Erfindung verlassen wird. Die vorliegende Erfindung umfasst daher auch alle diese Alternativen, Modifikationen und Abänderungen, die in den Bereich der nachfolgenden Patentansprüche fallen.

Ein Verfahren zur Herstellung von Seltenerdmetall-Sintermagneten umfasst Stufen zum Pressen und Verdichten eines Legierungspulvers für die Seltenerdmetall-Sintermagnete und dadurch die Herstellung einer Vielzahl von Grünlingen, die Anordnung der Grünlinge auf einer Aufnahmeebene in einer Richtung, in der die Projektionsfläche jedes der Grünlinge auf die Aufnahmeebene nicht maximiert ist, und das Erhitzen der Grünlinge, wodurch die Grünlinge gesintert werden und eine Vielzahl von Sinterkörpern erhalten wird.