CN1329954A - 冷却辊、薄带状磁铁材料、磁铁粉末及粘结磁铁 - Google Patents

冷却辊、薄带状磁铁材料、磁铁粉末及粘结磁铁 Download PDF

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Abstract

提供能提供磁性能优、可靠性好的磁铁的冷却辊、薄带状磁铁材料、磁铁粉末及粘结磁铁。急冷薄带制造装置1具备筒体2、加热用线圈4、冷却辊5。在筒体2下端形成喷射磁铁材料合金熔液6的喷嘴3。冷却辊5的圆周面53上设置气体抽出手段。像氦气的惰性气体(气氛气体)中,从喷嘴3中喷射出合金熔液6,碰撞在冷却辊5的圆周面53上,发生冷却凝固制造急冷薄带8。此场合,虽气体侵入冷却辊5的圆周面53和桨形部7之间,但利用气体抽出手段使气体从圆周面53和桨形部7之间排出。

Description

冷却辊、薄带状磁铁材料、磁铁粉末及粘结磁铁
本发明是关于冷却辊、薄带状磁铁材料、磁铁粉末及粘结磁铁。
作为磁铁材料，以含有稀土元素的合金构成的稀土磁铁材料具有高的磁性能，因此在用于电动机等时，发挥高性能。
这样的磁铁材料，例如是通过使用急冷薄带制造装置的急冷法制造的。以下，说明该制造方法。
图20是表示利用单辊法制造以往的磁铁材料的装置(急冷薄带制造装置)中的合金熔液与冷却辊发生碰撞部位附近的状态的断面图。
如该图所示，使规定的合金组成的磁铁材料(以下称为“合金”)熔化，从未图示的喷嘴喷射出该合金熔液60，碰撞在相对喷嘴沿图20中箭头A方向旋转的冷却辊500的圆周面530上，通过和该圆周面530接触，使合金急冷、凝固，连续地形成薄带状(带材状)的合金。该薄带状的合金称为急冷薄带，以快的冷却速度进行凝固的结果，其显微组织成为由非晶态相和细小结晶相构成的组织，原样的，或者通过热处理就能发挥优良的磁性能。图20中，以虚线表示合金熔液60的凝固界面710。
在此，稀土元素容易氧化，如果发生氧化，就会降低磁性能，因而上述急冷薄带80的制造主要在惰性气体中进行。
因此，气体侵入圆周面530和合金熔液60的桨形部(外浇口部)70之间，在急冷薄带80的辊面(和冷却辊500的圆周面530接触的面)810上往往会产生凹窝(凹部)9。冷却辊500的圆周速度越大，这种倾向越显著，所产生的凹窝的面积也越大。
如果产生凹窝9(特别是巨大的凹窝)，在凹窝部分，由于气体的存在，就会发生与冷却辊500的圆周面530的接触不良，而降低冷却速度，妨碍快速凝固。因而在凹窝9发生的部位，合金的晶粒直径粗大化，磁性能降低。
将含有这样的低磁性能部分的急冷薄带粉碎而得到的磁铁粉末，磁性能的偏差变大。因此，使用这样的磁铁粉末制成的粘结磁铁，仅得到低的磁性能，并且耐蚀性也降低。
本发明的目的在于，提供可提供磁性能优良、可靠性良好的磁铁的冷却辊、薄带状磁铁材料、磁铁粉末及粘结磁铁。
这样的目的，通过下述的(1)～(27)的本发明来达到。
(1)冷却辊，它是使磁铁材料的合金熔液碰撞在冷却辊的圆周面上，而冷却凝固，制造薄带状磁铁的冷却辊，其特征在于，在冷却辊的圆周面上设置了排出侵入上述圆周面与上述合金熔液的桨形部之间的气体的气体抽出手段。
(2)上述(1)中记载的冷却辊，该冷却辊具有辊基体材料和设置在该辊基体材料的外周面的表面层，在上述表面层上设置上述气体抽出手段。
(3)上述(2)中记载的冷却辊，其上述表面层以具有比上述辊基体材料的构成材料在室温附近的导热率低的材料构成。
(4)上述(2)或(3)中记载的冷却辊，其上述表面层以陶瓷构成。
(5)上述(2)～(4)中的任一项记载的冷却辊，其上述表面层以在室温附近的导热率是80W·m-1K-1以下的材料构成。
(6)上述(2)～(5)中的任一项记载的冷却辊，其上述表面层以在室温附近的热膨胀系数是3.5～18[×10-6K-1]的材料构成。
(7)上述(2)～(6)中的任一项记载的冷却辊，其上述表面层的平均厚度是0.5～50μm。
(8)上述(2)～(7)中的任一项记载的冷却辊，其上述表面层以在其表面不进行机械加工而形成。
(9)上述(1)～(8)中的任一项记载的冷却辊，除了上述气体抽出手段以外的上述圆周面部分的表面粗糙度Ra是0.05～5μm。
(10)上述(1)～(9)中的任一项记载的冷却辊，上述气体抽出手段是至少1条沟。
(11)上述(10)中记载的冷却辊，上述沟的平均宽度是0.5～90μm。
(12)上述(10)或(11)中记载的冷却辊，上述沟的平均深度是0.5～20μm。
(13)上述(10)～(12)中的任一项记载的冷却辊，上述沟的纵向和冷却辊的旋转方向形成的角度是30°以下。
(14)上述(10)～(13)中的任一项记载的冷却辊，上述沟为以上述冷却辊的旋转轴为中心形成的螺旋状。
(15)上述(10)～(14)中的任一项记载的冷却辊，上述沟并列设置，其平均间距是0.5～100μm。
(16)上述(10)～(15)中的任一项记载的冷却辊，上述沟是在上述圆周面的边缘部开口。
(17)上述(10)～(16)中的任一项记载的冷却辊，上述沟在上述圆周面上占有的投影面积的比例是10～99.5％。
(18)薄带状磁铁材料，其特征在于，该薄带状磁铁材料是使用上述(1)～(17)中的任一项记载的冷却辊制成的。
(19)上述(18)中记载的薄带状磁铁材料，其平均厚度是8～50μm。
(20)磁铁粉末，其特征在于，该磁铁粉末是粉碎上述(18)或(19)记载的薄带状磁铁材料而得到的。
(21)上述(20)中记载的磁铁粉末，该磁铁粉末在其制造过程中或者制造后进行至少一次热处理。
(22)上述(20)或(21)中记载的磁铁粉末，其平均粒径是1～300μm。
(23)上述(20)～(22)中的任一项记载的磁铁粉末，该磁铁粉末是以具有软磁性相和硬磁性相的复合组织构成的。
(24)上述(23)中记载的磁铁粉末，其上述软磁性相和硬磁性相的平均晶粒直径都是1～100nm。
(25)粘结磁铁，其特征在于，该粘结磁铁是用粘合树脂将上述(20)～(24)中的任一项记载的磁铁粉末粘结而形成的。
(26)上述(25)中记载的粘结磁铁，该粘结磁铁在室温下的固有矫顽力HcJ是320～1200kA/m。
(27)上述(25)或(26)中记载的粘结磁铁，该粘结磁铁的最大磁能积(BH)max是40kJ/m3以上。
以下，关于本发明的冷却辊、薄带状磁铁材料、磁铁粉末及粘结磁铁的实施方式，加以详细地说明。
冷却辊的构造
图1是表示本发明的冷却辊的第1实施方式，及使用该冷却辊、利用单辊法制造薄带状磁铁材料(急冷薄带)的装置(急冷薄带制造装置)的构成例的斜视图，图2是图1所示的冷却辊的正面图，图3是图1所示的冷却辊的放大断面图。
在冷却辊5的圆周面53上，设置排出侵入圆周面53和合金熔液6的桨形部7之间的气体的气体抽出手段。
如果利用气体抽出手段从圆周面53和桨形部7之间排出气体，就能提高圆周面53和桨形部7的密合性(防止发生巨大的凹窝)。由此，在桨形部7的各部位上的冷却速度的差别变小。因而得到的急冷薄带(薄带状磁铁材料)8中的晶粒直径的偏差变小，作为结果，得到磁性能偏差小的急冷薄带8。
在图示的构成中，作为气体抽出手段，形成沟54。沟54相对于冷却辊的旋转方向，大致平行地形成。气体抽出手段如果是这样的沟，从圆周面53和桨形部7之间送入沟54中的气体就沿沟54的纵向移动，因此侵入圆周面53和桨形部7之间的气体排出效率特别高，提高桨形部7对圆周面53的密合性。
在图示的构成中，沟54可以形成数条沟，但可以形成至少一条沟。
沟54的宽度(在向圆周面53开口部分的宽度)L1的平均值较好是0.5～90μm，更好是1～50μm，最好是3～25μm。沟54的宽度L1的平均值如果不到下限值，侵入圆周面53和桨形部7之间的气体就不能充分地排出。另一方面，如果沟54的宽度L1的平均值超过上限值，合金熔液6会进入沟54中，沟54就不能作为气体抽出手段发挥机能。
沟54的深度(最大深度)L2的平均值较好是0.5～20μm，最好是1～10μm。沟54的深度L2的平均值如果不到下限值，侵入圆周面53和桨形部7之间的气体就不能充分地排出。另一方面，如果沟54的深度L2的平均值超过上限值，流过沟部分的气流的流速就增大，与此同时，容易形成伴随涡旋的紊乱流，在急冷薄带8的表面容易发生巨大的凹窝。
并列设置的沟54的间距L3的平均值较好是0.5～100μm，最好是3～50μm。如果沟54的平均间距是这样范围的值，沟54作为气体抽出手段就能充分地发挥机能，而且与桨形部7的接触部分一非接触部分的间隔变得十分小。其结果，在桨形部7上，与圆周面53接触的部分和不接触的部分的冷却速度差别变得十分小，所得到的急冷薄带8的晶粒直径、磁性能的偏差变小。
沟54在圆周面53上占有的投影面积(投影在圆周面上时的面积)的比例，较好是10～99.5％，最好是30～95％。如果沟54在圆周面53上占有的投影面积的比例不到下限值，在急冷薄带8的辊面81附近，冷却速度就会变大，容易形成非晶态化，而与此相反，在自由面82附近与辊面81附近相比，冷却速度慢，因而导致晶粒直径粗大化，作为结果，往往降低磁性能。另一方面，如果沟54在圆周面53上占有的投影面积的比例超过上限值，冷却速度就变小，而导致晶粒直径的粗大化，作为结果，往往降低磁性能。
沟54的形成方法没有特别的限制，例如可举出切削、复制(压力复制)、磨削、喷砂处理等各种机械加工，激光加工，电火花加工，化学腐蚀等。特别其中，从比较容易提高沟的宽度、深度、并列设置沟的间距等的精度的角度出发，最好是机械加工，尤其是切削。
表面粗糙度
除了圆周面53的沟54以外部分的表面粗糙度Ra，没有特别的限制，较好是0.05～5μm，最好是0.07～2μm。如果表面粗糙度Ra不到下限值，冷却辊5与桨形部7的密合性就降低，存在不能充分地抑制巨大的凹窝发生的可能性。另一方面，如果表面粗糙度Ra超过上限值，就有急冷薄带8的厚度偏差显著，晶粒直径的偏差、磁性能的偏差变大的可能性。
冷却辊的材质
冷却辊5以辊基体材料51和形成冷却辊5的圆周面53的表面层52构成。
表面层52可以以与辊基体材料51相同材质形成一体，但是最好以比辊基体材料51的构成材料的导热率小的材质构成。
辊基体材料51的构成材料没有特别的限制，例如最好以像铜或者铜合金那样的导热率大的金属材料构成，以便使表面层52的热更迅速地扩散。
表面层52的构成材料在室温附近的导热率没有特别的限制，例如较好是80W·m-1·K-1以下，更好是3～60W·m-1·K-1，最好是5～40W·m-1·K-1。
由于冷却辊5以具有这样的导热率的表面层52和辊基体材料51构成，使以适度的冷却速度急冷合金熔液6成为可能。另外，在辊面81(与冷却辊的圆周面接触侧的面)附近和自由面82(与辊面相反侧的面)附近的冷却速度差别变小。因此，所得到的急冷薄带8，在各部位的晶粒直径偏差变小，磁性能优良。
作为具有这样的导热率的材料，例如可举出Zr、Sb、Ti、Ta、Pd、Pt等，或者含有这些金属的合金等金属材料或其氧化物，陶瓷等。作为陶瓷例如可举出Al2O3、SiO2、TiO2、Ti2O3、ZrO2、Y2O3、钛酸钡、钛酸锶等氧化物系陶瓷，AlN、Si3N4、TiN、BN、ZrN、HfN、VN、TaN、NbN、CrN、Cr2N等氮化物系陶瓷，石墨、SiC、ZrC、Al4C3、CaC2、WC、TiC、Hf、VC、TaC、NbC等碳化物系陶瓷，或者将它们之中的2种以上任意组合的复合陶瓷。其中尤其以含有氮化物系陶瓷者为最佳。
另外，与以往能够作为构成冷却辊的圆周面的材料使用的(Cu、Cr等)材料相比，这样的陶瓷具有高的硬度，耐久性(耐磨性)优良。因此，即使反复使用冷却辊，也能维持圆周面53的形状，后述的气体抽出手段的效果也不易劣化。
可是，上述的辊基体材料51的构成材料，通常具有比较高的热膨胀系数。因而表面层52的构成材料的热膨胀系数最好是近似辊基体材料51的热膨胀系数的值。表面层52的构成材料在室温附近的热膨胀系数(线膨胀系数α)例如较好是3.5～18[×10-6K-1]左右，最好是6～12[×10-6K-1]左右。表面层52的构成材料在室温附近的热膨胀系数(以下，也简称为“热膨胀系数”)如果是这样范围的值，就能够维持辊基体材料51与表面层52的高密合性，能够更有效地防止表面层52的剥离。
另外，表面层52不仅可以是单层，而且也可以是例如组成不同的数层的层叠体。例如，表面层52可以是以上述金属材料、陶瓷等构成的层层叠2层以上的层叠体。作为这样的表面层52，例如可举出从辊基体材料51侧以金属层(底层)/陶瓷层层叠的2层层叠体构成。在这样的层叠体的情况下，邻接层的相互间以密合性高为佳，作为其例子，可举出在邻接层的相互间包含相同的元素。
另外，在表面层52是数层的层叠体时，至少其最外层最好以具有上述范围的导热率的材料构成。
另外，即使在表面层52以单层构成的情况下，其组成不限于在厚度方向均匀，例如，也可以是含有的成分沿厚度方向逐渐发生变化(缓变材料)。
表面层52的平均厚度(在上述层叠体时是其合计厚度)没有特别的限制，但较好是0.5～50μrm，最好是1～20μm。
表面层52的平均厚度如果不到下限值，往往产生如下的问题。即，由于表面层52的材质使冷却能力过大，则即使是厚度相当大的急冷薄带8，在辊面81附近，冷却速度也会变大，而容易形成非晶态。另一方面，在自由面82附近，急冷薄带8的导热率比较小，因而急冷薄带8的厚度越厚，冷却速度就越小，其结果，容易引起晶粒直径粗大化。即，容易形成在自由面82附近晶粒粗大、在辊面81附近称为非晶态的急冷薄带，往往得不到满意的磁性能。另外，为了使自由面82附近的晶粒直径变小，例如即使使冷却辊5的圆周速度变大，使急冷薄带8的厚度小，由于在辊面81附近的非晶态也成为更无规则的，在制成急冷薄带8之后，即使进行热处理，也往往得不到充分的磁性能。
另外，如果表面层52的平均厚度超过上限值，急冷速度会变慢，引起晶粒直径的粗大化，作为结果，往往降低磁性能。
在辊基体材料51的外周面上设置表面层52时(表面层52不和辊基体材料51形成一体时)，可以利用上述的方法直接在表面层上形成沟54，也可以不是这样形成。即，可以如图4所示，设置表面层52后，利用上述的方法在该表面层上形成沟54，也可以如图5所示，利用上述的方法在辊基体材料51的外周面上形成沟后，形成表面层52。在此情况下，由于表面层52的厚度比在辊基体材料51上形成的沟的深度小，作为结果，对表面层52的表面下实行机械加工，在圆周面53上形成气体抽出手段的沟54。在此情况下，因为对表面层52的表面不实行机械加工，所以以后即使不实行研磨等，也能够使圆周面53的表面粗糙度Ra比较小。
图3(后述的图10、图12、图14、图16、图17也同样)是用于说明冷却辊的圆周面附近的断面形状的图，辊基体材料和表面层的边界省略表示。
表面层52的形成方法，没有特别的限制，但最好是热CVD(化学汽相淀积)、等离子CVD、激光CVD等化学蒸镀法(CVD)或者真空蒸镀、溅涂、离子镀等物理蒸镀法(PVD)。在使用这些方法时，能够比较容易地使表面层的厚度均匀、，因此在表面层52形成后，可以不对该表面进行机械加工。除此以外，表面层52也可以利用电解镀、浸镀、无电解镀、喷镀等方法形成。其中在利用喷镀形成表面层52时，辊基体材料51与表面层52的密合性(结合强度)是特别优良的。
另外，在辊基体材料51的外周面上形成表面层52之前，可以对辊基体材料51的外表面进行碱洗净、酸洗净、有机溶剂洗净等的洗净处理，或喷砂处理、腐蚀、镀层的形成等底材处理。由此，提高在表面层52的形成后时的辊基体材料51与表面层52的密合性。另外，通过进行上述的底材处理，就能够形成均匀而且致密的表面层52，因此所得到的冷却辊5在各部位的导热率的偏差变得特别小。
磁铁材料的合金组成
作为本发明中的薄带状磁铁材料或磁铁粉末，最好具有优良的磁性能，作为这样的薄带状磁铁材料或磁铁粉末，可举出含有R(但R是包括Y的稀土元素中的至少一种)的合金，尤其是含有R(但R是包括Y的稀土元素中的至少一种)和TM(但TM是包括过渡金属中的至少一种)和B(硼)的合金，最好是以下(1)～(5)的组成。
(1)以Sm为主的稀土元素和以Co为主的过渡金属作为基本成分的合金(以下，称为Sm—Co系合金)。
(2)以R(但R是包括Y的稀土元素中的至少一种)和以Fe为主的过渡金属(TM)及B作为基本成分的合金(以下，称为R—TM—B系合金)。
(3)以Sm为主的稀土元素和以Fe为主的过渡金属及以N为主的间隙元素作为基本成分的合金(以下，称为Sm—Fe—N系合金)。
(4)以R(但R是包括Y的稀土元素中的至少一种)和Fe等过渡金属作为基本成分、具有软磁性相和硬磁性相相邻接(也包括通过晶间相而邻接的情况)存在的复合组织(特别，也称为纳米复合组织)的合金。
(5)上述(1)～(4)的组成中，将至少2种混合而成的合金。此时，能够同时具有混合的各磁铁粉末的优点，能够容易地得到更优良的磁性能。
作为Sm—Co系合金的代表，可举出SmCo5、Sm2TM17(但TM是过渡金属)。
作为R—Fe—B系合金的代表，可举出Nd-Fe-B系合金、Pr—Fe—B系合金、Nd—Pr—Fe—B系合金、Nd—Dy—Fe—B系合金、Ce—Nd—Fe—B系合金、Ce—Pr—Nd—Fe—B系合金、以Co、Ni等其它过渡金属置换这些合金中的Fe的一部分的合金等。
作为Sm—Fe—N系合金的代表，可举出使Sm2Fe17合金氮化而制成的Sm2Fe17N3、以TbCu7型相为主相的Sm—Zr—Fe—Co—N系合金。但是，在这些Sm—Fe—N系合金的场合，一般是在制成急冷薄带后，对得到的急冷薄带进行适当的热处理，通过渗氮，使N作为间隙原子而导入。
作为上述稀土元素，可举出Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、DV、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、混合稀土。可以包括这些元素中的1种或2种以上。另外，作为上述过渡金属，可举出Fe、Co、Ni等，可以包括这些元素中的1种或2种以上。
另外，为了提高矫顽力、最大磁能积等磁性能，或者为了提高耐热性、耐蚀性，在磁铁材料中，根据需要，也可以含有Al、Cu、Ga、Si、Ti、V、Ta、Zr、Nb、Mo、Hf、Ag、Zn、P、Ge、Cr、W等。
上述复合组织(纳米复合组织)软磁性相10和硬磁性相11，例如以图6、图7或者图8所示的图形(式样)存在，各相的厚度和晶粒直径以纳米级存在。而且，软磁性相10和硬磁性相11相邻接(也包括通过晶间相相邻接的情况)，而产生磁的交互作用。
软磁性相的磁化，通过外部磁场的作用，容易改变其方向，因此如果硬磁性相混合存在，体系整体的磁化曲线在B—H图(J—H图)的第二象限就成为有阶梯的“蛇型曲线”。但是，软磁性相的大小是数10nm以下的充分小的场合，软磁性体的磁化，由于和周围的硬磁性体的磁化相结合，而受到十分强的约束，体系整体作为硬磁性体进行动作。
具有这样的复合组织(纳米复合组织)的磁铁，主要具有以下列举的特征1)～5)。
1)在B—H图(J—H图)的第二象限，磁化发生可逆的回弹(在该意义上也称为“弹性磁铁”)。
2)磁化性良好，能够以较低的磁场进行磁化。
3)磁性能的温度依存性比硬磁性相单独存在时小。
4)磁性能随时间的变化小。
5)即使进行微粉碎，磁性能也不劣化。
像这样，以复合组织构成的磁铁具有优良的磁性能。因此，磁铁粉末最好是具有这样的复合组织。
再者，图6～图8所示的图形，仅是一例，并不限于这些图形。
薄带状磁铁材料的制造
下面，说明使用上述冷却辊5的薄带状磁铁材料(急冷薄带)的制造。
使磁铁材料的熔液碰撞在冷却辊的圆周面上而冷却凝固来制造薄带状磁铁材料。以下，对其一例加以说明。
如图1所示，急冷薄带制造装置1具备：能够容纳磁铁材料的筒体2和相对该筒体2沿图中箭头A方向旋转的冷却辊5。在筒体2的下端形成喷射出磁铁材料(合金)的熔液6的喷嘴(孔口)3。
在筒体2的喷嘴3附近的外周面，配置用于加热(感应加热)筒体2内的磁铁材料的加热用线圈4。
这样的急冷薄带制造装置1设置在室(未图示)内，以在该室内充满惰性气体或其他保护气体的状态下进行工作。特别，为了防止急冷薄带8的氧化，保护气体最好是惰性气体。作为惰性气体，例如可举出氩气、氦气、氮气等。
保护气体的压力没有特别的限制，但最好是1～760乇。
在筒体2内的合金熔液6的液面上施加高于室的内压的规定压力。合金熔液6，通过作用在该筒体2内的合金熔液6的液面上的压力和筒体2内的液面的高度成正比施加的压力的和与室内的保护气体的压力的差，从喷嘴3中喷射出。
合金熔液喷射压(作用在该筒体2内的合金熔液6的液面上的压力和筒体2内中的液面的高度成正比施加的压力的和与室内的保护气体的的压力的差)，没有特别的限制，但最好是10～100kPa。
在急冷薄带制造装置1中，在筒体2内放入磁铁材料，利用线圈4进行加热而熔化，从喷嘴3中一喷射出该合金熔液6，如图1所示，合金熔液6就碰撞在冷却辊5的圆周面53上，形成桨形部(外浇口部)7后，一边沿旋转的冷却辊5的圆周面53拖长，一边进行快速冷却，而凝固，连续地或断续地形成急冷薄带8。此时，侵入桨形部7和圆周面53之间的气体，通过沟54(气体抽出手段)向外部排出。这样形成的急冷薄带8，不久，其辊面81离开圆周面53，沿图1中的箭头B方向前进。
像这样，通过在圆周面53上设置气体抽出手段，提高圆周面53和桨形部7的密合性(防止发巨大的凹窝)，防止桨形部7的不均匀的冷却。其结果，晶粒直径的偏差小，得到具有高磁性能的急冷薄带8。
另外，在实际制造急冷薄带8时，喷嘴3可以不一定设置在冷却辊5的旋转轴50的正上方。
冷却辊5的圆周速度，由于合金熔液的组成、表面层52的构成材料(组成)、圆周面53的表面性状(尤其圆周面53对合金熔液6的润湿性)等不同，其合适的范围也不同，但为了提高磁性能，通常以5～60m/s为佳，最好是10～40m/s。如果冷却辊5的圆周速度不到下限值，合金熔液6的冷却速度就会降低，出现晶粒直径增大的倾向，磁性能往往降低。另一方面，如果冷却辊5圆周速度超过上限值，相反冷却速度会变大，非晶态组织占有的比例变大，此后即使进行下述的热处理，磁性能也不能充分地提高。
像以上那样得到的急冷薄带8，其宽度W和厚度最好尽可能的均匀。在此情况下，急冷薄带8的平均厚度t以8～50μm左右为佳，最好是10～40μm左右。如果平均厚度t不到下限值，非晶态组织占有的比例变大，此后，即使进行后述的热处理，磁性能也不能充分地提高。每单位时间的生产率也降低。另一方面，如果平均厚度t超过上限值，就出现自由面82侧的晶粒直径粗大化的倾向，因此磁性能降低。
再者，对所得到的急冷薄带8也可以进行，例如，以促进非晶态组织(无定型组织)的再结晶化、组织的均匀化等为目的的热处理。该热处理的条件，例如在400～900℃可以处理0.5～300分钟左右。
另外，为了防止氧化，该热处理最好在真空或者减压状态下(例如1×10-1～1×10-6乇)，或者在像氮气、氩气、氦气等惰性气体的非氧化性气氛中进行。
像以上那样得到的急冷薄带(薄带状磁铁材料)8成为细小结晶组织，或者在非晶态组织中包含细小结晶的组织，得到优良的磁性能。
再者，在以上当中，作为急冷法，虽然举例的说明了单辊法，但也可以采用双辊法。这样的急冷法能够使金属组织(晶粒)细化，因此对提高粘结磁铁的磁铁性能，特别是矫顽力等是有效的。
磁铁粉末的制造
将以上那样制造的急冷薄带8粉碎，就得到了本发明的磁铁粉末。
粉碎的方法没有特别的限制，例如可以使用球磨机、振动磨机、超细粉碎机、棒磨机等各种粉碎装置，破碎装置进行。此时，为了防止氧化，可以在真空或者减压状态下(例如1×10-1～1×10-6乇)，或者在像氮气、氩气、氦气等惰性气体的非氧化性气氛中进行粉碎。
磁铁粉末的平均粒径没有特别的限制，但在为了制造后述的粘结磁铁(稀土粘结磁铁)时，考虑防止磁铁粉末的氧化及防止由粉碎引起的磁性能的劣化，以1～300μm为佳，最好是5～150μm。
另外，为了在粘结磁铁成形时得到更良好的成形性，磁铁粉末的粒径分布最好有某种程度的分散(有波动)。由此，能够减低所得到的粘结磁铁的孔隙率，其结果，在粘结磁铁中的磁铁粉末的含量相同时，能够使粘结磁铁的密度或机械强度更高，能够进一步提高磁性能。
再者，对所得到的磁铁粉末，例如也可以进行以去除由于粉碎导入的应变的影响、控制晶粒直径为目的的热处理。作为该热处理的条件，例如在350～850℃可以处理0.5～300分钟左右。
另外，为了防止氧化，该热处理也可以在真空或者减压状态下(例如1×10- 1～1×10-6乇)，或者在像氮气、氩气、氦气等惰性气体的非氧化性气氛中进行。
在使用这样的磁铁粉末制造粘结磁铁时，该磁铁粉末与粘合树脂的结合性(与粘合树脂的润湿性)是良好的，因而该粘结磁铁的机械强度高，热稳定性(耐热性)、耐蚀性优良。因此，该磁铁粉末适合于粘结磁铁的制造，所制成的粘结磁铁可靠性高。
像以上那样的磁铁粉末，平均晶粒直径以500nm以下为佳，更好是200nm以下，最好是10～120nm左右。如果平均晶粒直径超过500nm，往往不能充分地谋求磁性能，尤其矫顽力和矩形性的提高。
特别，在磁铁粉末是具有像上述(4)的复合组织时，平均晶粒直径较好是1～100nm，最好是5～50nm。如果平均晶粒直径是这样范围的大小，在软磁性相10和硬磁性相11之间，就会产生更有效的磁交互作用，看到磁性能显著地提高。
粘结磁铁及其制造
以下，说明本发明的粘结磁铁。
本发明的粘结磁铁最好是以粘合树脂粘合上述的磁铁粉末而形成的。
作为粘合树脂(粘合剂)可以是热塑性树脂、热固性树脂的任一种。
作为热塑性树脂，例如可举出聚酰胺(如尼龙6、尼龙46、尼龙66、尼龙610、尼龙612、尼龙11、尼龙12、尼龙6—12、尼龙6—66)、热塑性聚酰亚胺、芳香族聚酯等的液晶聚合物、聚苯醚、聚苯硫醚、聚乙烯、聚丙烯、乙烯一乙酸乙烯酯共聚物等聚烯烃，改性聚烯烃，聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯，聚醚、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺、聚缩醛等，或者以这些化合物为主的共聚物、混合体、聚合物合金等。可以混合这些热塑性树脂中的1种或2种以上而使用。
在这些热塑性树脂之中，从成形性特别优良、机械强度高的角度出发，聚酰胺是最佳的，从提高耐热性的角度出发，液晶聚合物、以聚苯硫醚为主的树脂为最佳。另外，这些热塑性树脂与磁铁粉末的混炼性也优良。
这样的热塑性树脂具有能够根据其种类、共聚化等在广泛范围选择的优点，以便例如重视成形性或重视耐热性、机械强度。
而作为热固性树脂，例如可举出双酚型、线型酚醛树脂型、萘系等各种环氧树脂，酚醛树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、聚酯(不饱和聚酯)树脂、聚酰亚胺树脂、硅树脂、聚氨酯树脂等，可以混合这些中的1种或2种以上而使用。
这些之中，尤其从成形性特别优良、机械强度高、耐热性优良的角度出发，以环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、硅树脂为佳，以环氧树脂为最佳。另外，这些热固性树脂和磁铁粉末的混炼性、混炼的均匀性也良好。
所使用的热固性树脂(未固化)在室温可以是液状，也可以是固形(粉末状)。
这样的本发明粘结磁铁，例如像以下那样制造。将磁铁粉末、粘合树脂，和根据需要的添加剂(防止氧化剂、润滑剂等)混合后，进行混炼(例如，热混炼)来制造粘结磁铁用组合物(混合物)，使用该粘结磁铁用组合物，采用压缩成形(压制成形)、挤出成形、注射成形等成形方法，在无磁场中成形成希望的磁铁形状。在粘合树脂是热固性树脂时，成形后利用加热等使其固化。
在此，在上述的三种成形方法中，挤出成形和注射成形(尤其注射成形)具有形状选择的自由度大、生产率高的优点，但这些成形方法为了得到良好的成形性，必须确保成形机内的混合物的充分流动性，因而与压缩成形相比，不能使磁铁粉末的含量多，即不能使粘结磁铁高密度化。因此，在本发明中，如后面所述，因为得到高磁通密度，即使不使粘结磁铁高密度化，也得到优良的磁性能，因而在采用挤出成形、注射成形制造的粘结磁铁中也能够享有这种优点。
粘结磁铁中的磁铁粉末的含量(含有率)没有特别的限制，但通常要考虑成形方法或成形性和高磁性能能兼容而决定。具体地说，以75～99.5重量％左右为佳，最好是85～97.5重量％左右。
尤其，在采用压缩成形制造粘结磁铁时，磁铁粉末的含量以90～99.5重量％左右为佳，最好是93～98.5重量％左右。
在采用挤出成形或注射成形制造粘结磁铁时，磁铁粉末的含量以75～98重量％左右为佳，最好是85～97重量％左右。
粘结磁铁的密度ρ由粘结磁铁中含有的磁铁粉末的比重、磁铁粉末的含量、孔隙率等因素决定。在本发明的粘结磁铁中，其密度ρ没有特别的限制，但以4.5～6.6Mg/m3左右为佳，最好是5.5～6.4Mg/m3左右。
在本发明中，磁铁粉末的残留磁通密度、矫顽力大，因而在成形成粘结磁铁时，磁铁粉末的含量当然多，即使在含量较少时，也得到优良的磁性能(尤其，高的最大磁能积(3H)max)。
本发明的粘结磁铁的形状、尺寸等没有特别的限制，例如关于形状，例如可以是圆柱状、棱柱状、圆筒状(圆环状)、圆弧状、平板状、弯曲板状等所有的形状，其大小也可以是从大型至超小型的所有的大小。如在本说明书中屡次叙述的那样，特别对小型化、超小型化的磁铁是有利的。
本发明的粘结磁铁，矫顽力(在室温的固有矫顽力)HcJ以320～1200kA/m为佳，最好是400～800kA/m。在矫顽力不到上述下限值时，施加反磁场时的退磁变得显著，并且在高温时的耐热性劣化。另外，如果矫顽力超过上述上限值，磁化性就降低。因此，通过将矫顽力HcJ控制在上述范围，在粘结磁铁(尤其，圆筒状粘结磁铁)上进行多极磁化等的情况下，即使得不到充分的磁化磁场时，也能够形成良好的磁化，得到充分的磁通密度，从而能够提供高性能的粘结磁铁。
本发明的粘结磁铁，最大磁能积(BH)max较好是40kJ/m3以上，更好是50kJ/m3以上，最好是70～120kJ/m3。如果最大磁能积(BH)max不到40kJ/m3，在用于电动机时，根据其种类、构造，得不到足够的转矩。
如以上所说明的那样，按照本实施方式的冷却辊5，作为气体抽出手段设置沟54，因而就能够排出侵入圆周面53与桨形部7之间的气体。由此，防止桨形部7的脱离，提高圆周面53和桨形部7的密合性。其结果，冷却速度的波动变小，在所得到的急冷薄带8中，稳定地得到高磁性能。
因此，由上述急冷薄带8得到的粘结磁铁具有优良的磁性能。另外，在制造粘结磁铁时，即使不追求高密度化，也能够得到高的磁性能，因此能够谋求成形性、尺寸精度、机械强度、耐蚀性、耐热性等的提高。
下面，说明本发明的冷却辊5的第2实施方式。
图9是表示本发明冷却辊5的第2实施方式的正面图。图10是图9中所示冷却辊的放大断面图。以下，对于第2实施方式的冷却辊，以和上述第1实施方式的不同点为中心加以说明，省略相同事项的说明。
如图9所示，沟54形成以冷却辊5的旋转轴50为中心的螺旋状。沟54如果是这样的形状，就能够比较容易地遍及整个圆周面53形成沟54。例如，使冷却辊5以一定的速度旋转，一边使车床等切削工具相对旋转轴50平行地以一定速度移动，一边切削冷却辊5的外周面，就能够形成这样的沟54。螺旋状的沟54，可以是1条，也可以是2条以上。
沟54的纵向与冷却辊5的旋转方向形成的角度θ(绝对值)以30°以下为佳，最好是20°以下。如果θ是30°以下，在冷却辊5的所有圆周速度下，就能够高效地电排出侵入圆周面53和桨形部7之间的气体。
在圆周面53的各部位上，θ的值可以是一定的，也可以是不一定的。另外，在具有2条以上的沟54的情况时，关于每个沟54，θ可以是相同的，也可以是不同的。
沟54在圆周面53的边缘部55上，以开口部56进行开口。由此，从圆周面53与桨形部7之间被沟54排出的气体，从开口部56向冷却辊5的侧方排出，因此能够有效地防止排出的气体再侵入圆周面53和桨形部7之间。在图示的构成中，沟54在两边缘部开口，但也可以在一个边缘部开口。
下面，说明本发明的冷却辊5的第3实施方式。
图11是表示本发明冷却辊5的第3实施方式的正面图，图12是图11中所示冷却辊的放大断面图。以下，关于第3实施方式的冷却辊，以和上述第1实施方式、第2实施方式的不同点为中心加以说明，省略相同事项的说明。
如图11所示，在圆周面53上，形成螺旋旋转方向是相互相反方向的至少2条沟54。这些沟54呈多点相互交叉。
像这样，由于形成螺旋的旋转方向是相反的沟54，制成的急冷薄带8从右旋沟接受的横向力和从左旋沟接受的横向力抵消，从而抑制急冷薄带8的图11中的横向移动，使前进方向稳定。
另外，在图11中，以θ1、θ2表示的各自旋转方向的沟54纵向和冷却辊5的旋转方向形成的角度(绝对值)，最好和上述的θ是相同范围的值。
下面，说明本发明的冷却辊5的第4实施方式。
图13是表示本发明冷却辊的第4实施方式的正面图。图14是图13中所示冷却辊的放大断面图。以下，关于第4实施方式的冷却辊，以和上述第1实施方式～第3实施方式的不同点为中心加以说明，省略相同事项的说明。
如图13所示，复数沟54由冷却辊5的圆周宽度方向的大致中央，向两缘部55的方向形成八字状。
在使用形成这样的沟54的冷却辊5时，通过和其旋转方向的组合，能够更有效地排出侵入圆周面53和桨形部7之间的气体。
另外，形成这样图形的沟的情况，由于伴随冷却辊5的旋转而产生的、在图13中，来自左右两条沟54的力平衡，使急冷薄带8在冷却辊5的宽度方向的大致中央处，因而使急冷薄带8的前进方向稳定。
在本发明中，气体抽出手段的形状等诸条件，也不限于上述第1实施方式～第4实施方式。
例如，如图15所示，沟54也可以间断地形成。另外，沟54的断面形状没有特别的限制，例如可以是图16、图17所示的断面形状。
另外，气体抽出手段也不限于像上述的沟，只要是具有排出侵入圆周面与桨形部之间的气体的机能的都可以。作为气体抽出手段，除此之外，例如也可以是如图18、图19所示的空孔等。在气体抽出手段是空孔时，这些空孔可以是各自独立的(独立孔)，也可以是连续的(连续孔)，但从气体的排出效率出发，最好是连续孔。
即使是这些图中所示的冷却辊5，也得到和上述第1实施方式～第4实施方式的冷却辊5相同的效果。
以下，说明本发明的具体实施例。
实施例1
制造在图1～图3所示的圆周面上具有气体抽出手段的冷却辊，准备好具备该冷却辊的图1所示构成的急冷薄带制造装置。
冷却辊像以下那样制造。
首先，准备铜(在20℃时的导热率：395W·m-1·K-1，在20℃时的热膨胀系数：16.5×10-6K-1)制的辊基体材料(直径200mm、宽30mm)，对其圆周面进行切削加工，形成大致镜面(表面粗糙度Ra0.07μm)。
此后，再进行切削加工，形成大致平行于辊基体材料的旋转方向的沟。
用离子镀方法在该辊基体材料的外周面上形成是陶瓷的ZrC(在20℃时的导热率：20.6W·m-1·K-1，在20℃时的热膨胀系数：7.0×10-6K-1)的表面层，得到图1～图3所示的冷却辊。
使用具备这样得到的冷却辊5的急冷薄带制造装置1，采用下述的方法制造合金组成以(Nd0.75Pr0.20Dy0.05)91Fe余量Co8.5B5.5表示的急冷薄带。
首先，称量Nd、Pr、Dy、Fe、Co、B各原料，铸造成母合金锭。
在急冷薄带制造装置1中，将上述母合金锭放入在底部设置喷嘴(圆孔口)3的石英管内。使容纳急冷薄带制造装置1的室内脱气后，导入惰性气体(氦气)，形成希望的温度和压力气氛。
此后，利用高频感应加热使石英管内的母合金锭熔化，再使冷却辊5的圆周速度达到27m/s，合金熔液6的喷射压(石英管的内压与筒体2内的液面高度成正比施加的压力的和与保护气体压的压力差)达到40kPa，保护气体的压力达到60kPa之后，使合金熔液从冷却辊5的旋转轴50的大致正上方，向冷却辊5顶部的圆周面53喷射，就连续地制成急冷薄带8。
实施例2～7
除了将沟的形状制成如图9、图10所示的以外，与实施例1相同地制造冷却辊。此时，将沟的平均宽度、平均深度、并列设置的沟的平均间距、沟的纵向和冷却辊的旋转方向形成的角度θ进行各种变化，制成6种冷却辊。再者，都使用等间隔设置的3个切削工具的车床，在圆周面上的各部位上形成并列设置的沟的间距大致一定的3条沟。将实施例1中使用的急冷薄带制造装置的冷却辊依次更换成这些冷却辊，和实施例1相同地制成急冷薄带。
实施例8
除了将沟的形状制成如图11、图12所示的以外，和实施例2相同地制造冷却辊，将急冷薄带制造装置的冷却辊更换成这种冷却辊，和实施例1相同地制成急冷薄带。
实施例9
除了将沟的形状制成如图13、图14所示的以外，和实施例1相同地制造冷却辊，将急冷薄带制造装置的冷却辊更换成这种冷却辊，和实施例1相同地制成急冷薄带。
比较例
利用切削加工将辊基体材料的外周面加工成大致镜面后，除了形成不设置沟的原样的表面层以外，和实施例1相同地制成冷却辊，将急冷薄带制造装置的冷却辊更换成这种冷却辊，和实施例1相同地制成急冷薄带。
上述实施例1～9和比较例的各冷却辊的表面层厚度都是7μm。在表面层形成后，对该表面层不进行机械加工。关于各冷却辊，沟的宽度L1(平均值)、深度L2(平均值)、并列设置的沟间距L3(平均值)、沟的纵向和冷却辊的旋转方向形成的角度θ、沟在冷却辊的圆周面上占有的投影面积的比例、除去沟的圆周面部分的表面粗糙度Ra的测定值示于表1中。
      表1冷却辊的圆周面和沟的条件
平均宽度L1(μm) 平均深度L2(μm) 平均间距L3(μm) θ 沟占有的面积比例(％) 表面粗糙度Ra(μm)
实施例1     15.0     3.2     30.0     0°     50     0.80
实施例2     5.0     5.0     12.5     3°     40     1.12
实施例3     9.2     1.5     10.0     5°     92     0.50
实施例4     27.0     8.0     90.0     10°     30     2.10
实施例5     30.0     2.0     50.0     15°     60     0.55
实施例6     15.0     1.8     20.0     20°     75     0.60
实施例7     6.4     4.0     8.0     28°     80     0.95
实施例8     9.5     2.5     15.0 θ1＝15°θ2＝15°     58     0.63
实施例9     20.0     1.5     30.0 θ1＝10°θ2＝20°     63     0.45
比较例      -      -      -     -     -     0.08
对上述实施例1～9和比较例的急冷薄带分别进行下述的①和②的评价。
①急冷薄带的磁性能
对于各个急冷薄带，切取长约5cm的急冷薄带，再从该急冷薄带连续地制作长约7mm的5个试样，对各个试样测定平均厚度t和磁性能。
平均厚度t是用千分尺对1个试样在20个位置的测定点进行测定，取其平均值。磁性能是使用振动试料型磁力计(VSM)测定矫顽力HcJ(kA/m)和最大磁能积(BH)max(kJ/m3)。在测定时，以急冷薄带的纵向作为外加磁场方向，不进行反磁场补正。
②粘结磁铁的磁性能
在氩气气氛中对各个急冷薄带进行675℃×300s的热处理。
将进行过这些热处理的急冷薄带粉碎，得到平均粒径70μm的磁铁粉末。
为了分析其相构成，使用Cu—Kα，以衍射角(2θ)在20°～60°的范围，对这样得到的磁铁粉末进行X射线衍射。从衍射图谱，可以证实是硬磁性相的R2(Fe·Co)14B型相和是软磁性相的α—(Fe，Co)型相的衍射峰，从利用透射电子显微镜(TEM)的观察结果，都可以确认形成了复合组织(纳米复合组织)。另外，对各磁铁粉末测定各相的平均晶粒直径。
接着，各磁铁粉末和环氧树脂进行混合，制成粘结磁铁用组合物(混合物)。此时，磁铁粉末和环氧树脂的配合比(重量比)，各试样是大致相等的。即，各试样中的磁铁粉末含量(含有率)是约97.5重量％。
接着，将该混合物粉碎成粒状，称量该粒状物，然后填充在压制装置的金属模内，在室温下，以700MPa压力进行压缩成形(无磁场中)，得到成形体。脱模后，在175℃进行加热固化，得到直径10mm×高8mm的圆柱状粘结磁铁。
对这些粘结磁铁进行磁场强度3.2MA/m的脉冲磁化后，使用直流自动记录磁通计(东英工业(株)制，TRF—5BH)，以最大外加磁场2.0MA/m测定磁性能(残留磁通密度Br、矫顽力HcJ和最大磁能积(BH)max)。测定时的温度是23℃(室温)。
这些结果示于表2～表4中。
       表2急冷薄带的平均厚度和磁性能(实施例1～7)
    试样No. 平均厚度(μm)    HcJ(kA/m)     Br(T) (BH)max(kJ/m3)
实施例1     1     19     555     1.06     160
    2     19     550     1.05     156
    3     18     545     1.06     158
    4     18     548     1.06     160
    5     19     552     1.05     157
实施例2     1     20     560     1.04     152
    2     19     555     1.05     155
    3     19     553     1.05     153
    4     20     561     1.05     154
    5     19     556     1.04     150
实施例3     1     22     570     1.02     150
    2     21     562     1.03     149
    3     20     558     1.02     149
    4     22     569     1.01     152
    5     21     560     1.02     151
实施例4     1     25     554     0.96     138
    2     19     538     0.98     142
    3     24     550     0.96     140
    4     20     542     0.97     143
    5     21     545     0.97     137
实施例5     1     20     562     1.04     155
    2     20     560     1.04     152
    3     21     564     1.03     153
    4     20     560     1.04     151
    5     21     565     1.03     150
实施例6     1     17     528     1.05     159
    2     18     535     1.05     158
    3     18     532     1.05     155
    4     17     529     1.06     157
    5     18     533     1.05     155
实施例7     1     21     559     1.03     156
    2     22     563     1.03     153
    3     20     557     1.04     154
    4     20     556     10.4     151
    5     20     558     1.04     152
      表3急冷薄带的平均厚度和磁性能(实施例8、9、比较例)
    试样No. 平均厚度(μm)   HcJ(kA/m)     Br(T)   (BH)max(kJ/m3)
实施例8     1     19     548     1.05     149
    2     20     553     1.03     150
    3     21     545     1.04     152
    4     19     549     1.04     151
    5     21     555     1.02     154
实施例9     1     21     560     1.02     149
    2     22     562     1.01     148
    3     20     555     1.01     150
    4     19     557     1.03     148
    5     21     563     1.02     147
比较例     1     30     413     0.72     59
    2     18     235     0.90     72
    3     20     370     0.81     75
    4     28     330     0.78     63
    5     17     210     0.65     55
      表4磁铁粉末的平均晶粒直径和粘结磁铁的磁性能
平均晶粒直径(nm)     HcJ(kA/m)     Br(T)     (BH)max(kJ/m3)
实施例1     28     550     0.88     115
实施例2     29     558     0.87     110
实施例3     35     565     0.85     104
实施例4     40     545     0.81     94
实施例5     33     562     0.86     107
实施例6     27     532     0.88     112
实施例7     32     559     0.87     108
实施例8     30     550     0.87     106
实施例9     34     560     0.85     103
比较例     65     355     0.68     48
正如表2和表3所清楚地表明，实施例1～9的急冷薄带，磁性能的偏差小，作为整体磁性能高。推测这是由以下的理由造成的。
实施例1～9的冷却辊，在其圆周面上具有气体抽出手段。因此高效地排出侵入圆周面和桨形部之间的气体，提高圆周面和桨形部的密合性，防止或者抑制向急冷薄带的辊面发生巨大的凹窝。由此，在急冷薄带的各部位的冷却速度差变小，在所得到的急冷薄带中的晶粒直径的偏差变小，其结果认为，磁性能的波动也变小。
与此相反，在比较例的急冷薄带中，尽管是从连续的急冷薄带切取的试样，但磁性能的波动变大。推测这是由以下的理由造成的。
侵入圆周面和桨形部之间的气体原封不动地残留下来，在急冷薄带的辊面上形成巨大的凹窝。因此与圆周面密合的部位上的冷却速度变大相反，在形成凹窝部位上的冷却速度降低，而引起晶粒直径粗大化。其结果认为，所得到的急冷薄带的磁性能的波动变大。
另外，正如表4所清楚地表明，与实施例1～9的粘结磁铁得到优良的磁性能相反，比较例的粘结磁铁仅有低的磁性能。
认为这是因为实施例1～9使用从磁性能高、而且磁性能的波动小的急冷薄带得到的磁铁粉末，与此相反，比较例使用从性能的波动大的急冷薄带得到的磁铁粉末，因而作为整体的磁性能降低。
发明的效果
如以上所述，按照本发明得到以下的效果。
·在冷却辊的圆周面上设置气体抽出手段，因此提高圆周面和合金熔液的桨形部的密合性，稳定地得到高磁性能。
·尤其，通过将表面层的形成材料、厚度、气体抽出手段的形状等设定在合适的范围，而得到更优良的磁性能。
·由于磁铁粉末以具有软磁性相和硬磁性相的复合组织构成，因而磁化高，发挥优良的磁性能，特别固有矫顽力和矩形特性得到改善。
·因为得到高磁通密度，所以即使是各向同性，也得到具有高磁性能的粘结磁铁。尤其与以往的各向同性粘结磁铁相比，以更小体积的粘结磁铁就能够发挥同等以上的磁性能，因此以更小型就能够得到高性能的电动机。
·另外，因为得到高磁通密度，因此在制造粘结磁铁时，即使不追求高密度化，也能够得到高的磁性能，其结果，在提高成形性的同时，能够谋求尺寸精度、机械强度、耐蚀性、耐热性(热稳定性)等的提高，能够容易地制造可靠性高的粘结磁铁。
·因为磁化性良好，所以能够在更低的磁化磁场中进行磁化，尤其能够容易而且可靠地进行多极磁化，而且能够得到高磁通密度。
·因为不要求高密度化，所以也适合于利用比压缩成形法难以高密度的成形的挤出成形法或注射成形法的粘结磁铁的制造，即使是采用这样的成形法成形的粘结磁铁，也得到像上述的效果。因此，粘结磁铁的成形方法的选择的范围，进而由此而产生的形状选择的自由度扩大。
图1是模拟地表示本发明冷却辊的第1实施方式、及使用该冷却辊制造薄带状磁铁材料的装置(急冷薄带制造装置)的构成例的斜视图。
图2是图1所示冷却辊的正面图。
图3是模拟地表示图1所示的冷却辊的圆周面附近的断面形状图。
图4是用于说明气体抽出手段的形成方法的图。
图5是用于说明气体抽出手段的形成方法的图。
图6是模拟地表示在本发明磁铁粉末中的复合组织(纳米复合组织)的一例的图。
图7是模拟地表示在本发明磁铁粉末中的复合组织(纳米复合组织)的一例的图。
图8是模拟地表示在本发明磁铁粉末中的复合组织(纳米复合组织)的一例的图。
图9是模拟地表示本发明冷却辊的第2实施方式的正面图。
图10是模拟地表示图9所示的冷却辊的圆周面附近的断面形状图。
图11是模拟地表示本发明冷却辊的第3实施方式的正面图。
图12是模拟地表示图11所示的冷却辊的圆周面附近的断面形状图。
图13是模拟地表示本发明冷却辊的第4实施方式的正面图。
图14是模拟地表示图13所示的冷却辊的圆周面附近的断面形状图。
图15是模拟地表示本发明冷却辊的其他实施方式的正面图。
图16是模拟地表示本发明冷却辊的其他实施方式的圆周面附近的断面形状图。
图17是模拟地表示本发明冷却辊的其他实施方式的圆周面附近的断面形状图。
图18是模拟地表示本发明冷却辊的其他实施方式的正面图。
图19是模拟地电表示图18所示的冷却辊的圆周面附近的断面形状图。
图20是表示利用单辊法制造以往的薄带状磁铁材料的装置(急冷薄带制造装置)中的合金熔液向冷却辊进行碰撞部位附近的状态的断面侧面图。
附图中的符号是：
1       急冷薄带制造装置    56       开口部分
2       筒体                57       孔隙
3       喷嘴                6、60    合金熔液
4       线圈                7、70    桨形部分
5、500  冷却辊              710      凝固界面
50      旋转轴              8、80    急冷薄带
51      辊基体材料          81、810  辊面
52      表面层              82       自由面
53、530 圆周面              9        凹窝
54      沟                  10       软磁性相
55      边缘部分            11       硬磁性相

Claims (27)

1.冷却辊，该冷却辊是使磁铁材料的合金熔液碰撞在冷却辊的圆周面上，发生冷却凝固，来制造薄带状磁铁材料的冷却辊，其特征在于，在冷却辊的圆周面上设置排出侵入上述圆周面和上述合金熔液的桨形部之间的气体的气体抽出手段。
2.权利要求1记载的冷却辊，其中，冷却辊具有辊基体材料和设置在该辊基体材料的外周面的表面层，在上述表面层上设置上述气体抽出手段。
3.权利要求2记载的冷却辊，其中，上述表面层是以具有比上述辊基体材料的构成材料在室温附近的导热率低的材料构成的。
4.权利要求2或3记载的冷却辊，其中，上述表面层是以陶瓷构成的。
5.权利要求2～4中的任一项记载的冷却辊，其中，上述表面层是以在室温附近的导热率为80W·m-1·K-1以下的材料构成的。
6.权利要求2～5中的任一项记载的冷却辊，其中，上述表面层是以在室温附近的热膨胀系数为3.5～18[×10-6K-1]以下的材料构成的。
7.权利要求2～6中的任一项记载的冷却辊，其中，上述表面层的平均厚度是0.5～50μm。
8.权利要求2～7中的任一项记载的冷却辊，其中，上述表面层是对其表面不进行机械加工而形成的。
9.权利要求1～8中的任一项记载的冷却辊，其中，除去上述气体抽出手段的上述圆周面部分的表面粗糙度Ra是0.05～50μm。
10.权利要求1～9中的任一项记载的冷却辊，其中，上述气体抽出手段是至少1条沟。
11.权利要求10记载的冷却辊，其中，上述沟的平均宽度是0.5～90μm。
12.权利要求10或11记载的冷却辊，其中，上述沟的平均深度是0.5～20μm。
13.权利要求10～12中的任一项记载的冷却辊，其中，上述沟的纵向和冷却辊的旋转方向形成的角度是30°以下。
14.权利要求10～13中的任一项记载的冷却辊，其中，上述沟是形成以上述冷却辊的旋转轴为中心的螺旋状。
15.权利要求10～14中的任一项记载的冷却辊，其中，上述沟是并列设置，其平均间距是0.5～100μm。
16.权利要求10～15中的任一项记载的冷却辊，其中，上述沟在上述圆周面的边缘部开口的。
17.权利要求10～16中的任一项记载的冷却辊，其中，上述沟在上述圆周面上占有的投影面积的比例是10～99.5％。
18.薄带状磁铁材料，其特征在于，是使用权利要求1～17中的任一项记载的冷却辊制成的。
19.权利要求18记载的薄带状磁铁材料，其中，平均厚度是8～50μm。
20.磁铁粉末，其特征在于，是粉碎权利要求18或19记载的薄带状磁铁材料而得到的。
21.权利要求20记载的磁铁粉末，其中，磁铁粉末是在其制造过程中或者制造后进行至少一次热处理。
22.权利要求20或21记载的磁铁粉末，其中，平均粒径是1～300μm。
23.权利要求20～22中的任一项记载的磁铁粉末，其中，磁铁粉末是以具有软磁性相和硬磁性相的复合组织构成的。
24.权利要求23记载的磁铁粉末，其中，上述软磁性相和上述硬磁性相的平均晶粒直径都是1～100nm。
25.粘结磁铁，其特征在于，是以粘合树脂粘合权利要求20～24中的任一项记载的磁铁粉末而形成的。
26.权利要求25记载的粘结磁铁，其中，在室温下的固有矫顽力HcJ是320～1200kA/m。
27.权利要求25或26记载的粘结磁铁，其中，最大磁能积(BH)max是40kJ/m3以上。
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