DE3883038T2

DE3883038T2 - Verfahren zur Herstellung eines anisotropen seltene Erden-Eisen-Bor-Verbundmagneten mit Hilfe von bandähnlichen Spänen aus einer seltene Erden-Eisen-Bor-Legierung.

Info

Publication number: DE3883038T2
Application number: DE88104593T
Authority: DE
Inventors: Tadakuni Sato
Original assignee: Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 1987-03-23
Filing date: 1988-03-22
Publication date: 1994-01-05
Anticipated expiration: 2008-03-23
Also published as: EP0284033A1; US4913745A; EP0284033B1; DE3883038D1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein verfahren zum Herstellen eines seltene Erden-Metall-Übergangsmetall-Bor-(R-T-B)-Magneten nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Als eine R-T-B-Permanentmagnetlegierung offenbarten N.C. Koon und B.N. Das magnetische Eigenschaften einer amorphen und kristallisierten Legierung aus (Fe0,82B0,18)0,9Tb0,05La0,05 in Appl. Phys. Lett. 39(10) (1981), 840 (Druckschrift 1). Sie schrieben, daß die Kristallisation der Legierung nahe der relativ hohen Temperatur von 900 K auftrat, was auch das Einsetzen einer dramatischen Erhöhung bei der inneren Koerzitivkraft markierte. Sie fanden heraus, daß die Legierung in dem kristallisierten Zustand potentiell als Permanentmagnete mit niedrigem Kobaltgehalt nützlich erschienen.
J.J. Croat schlug amorphe R-Fe-B- (Nd und/oder Pr wird speziell für R benutzt) -Legierung mit magnetischen Eigenschaften für Permanentmagnete vor, wie in der JP-A-59-064739 (Druckschrift 2, die den US-Patentanmeldungen Seriennrn. 414936 und 508266 entspricht) und der JP-A-60-009852 (Druckschrift 3, die den US- Patentanmeldungen Seriennrn. 508266 und 544728 entspricht) offenbart ist. Die Druckschriften 2 und 3 offenbaren, andere Übergangsmetallelemente anstelle von oder teilweise von Fe zu benutzen. Von diesen magnetischen Eigenschaften wurde angenommen, daß sie von einer Mikrostruktur verursacht werden, bei der Nd&sub2;Fe&sub1;&sub4;B-Magnetkristallkörner mit einer Korngröße von 20 - 400 nm innerhalb der amorphen Fe-Phase verteilt waren. Weiterhin wird Bezug genommen auf R.K. Mishra: J. magnetism and Magnetic Materials 54-57 (1986) 450 (Druckschrift 4).
Das rasch abgeschreckte Legierungsband wird zum Beispiel durch das kontinuierliche Spritzabschreckverfahren dargestellt, das in z.B. einem Artikel mit dem Titel "Low-Field Magnetic Properties of Amorphous Alloys" offenbart ist, der von Egami, Journal of the American Ceramic Society, Band 60, Nrn. 3 - 4, März - April 1977, Seiten 128 - 133 (Druckschrift 5.) geschrieben ist. Ein ähnliches kontinuierliches Spritzabschreckverfahren ist als ein "Schmelzspinn"-Verfahren in Druckschriften 2 und 3 offenbart. Das heißt, geschmolzene R-T-B-Legierung wird durch eine schmale Öffnung auf eine äußere kalte Umfangsoberfläche einer Kupferscheibe gespritzt, die sich mit hoher Geschwindigkeit dreht. Die geschmolzene Legierung wird schnell durch die Scheibe zum Bilden eines rasch abgeschreckten Bandes abgeschreckt. Eine relativ hohe Kühlrate erzeugt eine amorphe Legierung, aber eine relativ niedrige Kühlrate kristallisiert das Metall.
Nach Druckschriften 2 und 3 ist der prinzipielle begrenzende Faktor für die Kühlrate eines Bandes einer Legierung auf der relativ kühleren Scheibenoberfläche seine Dicke. Wenn das Band zu dick ist, kühlt sich das am weitesten von der kalten Oberfläche entfernte Metall zu langsam ab und kristallisiert in einen magnetisch weichen Zustand. Wenn die Legierung sehr schnell abkühlt, hat das Band eine Mikrostruktur, die irgendwo zwischen praktisch vollständig amorph und sehr sehr fein kristallin liegt Das heißt, die langsamer kühlende Oberfläche des Bandes am weitesten von der kalten Oberfläche entfernt ist kristalliner, aber die andere, schnell kühlende Oberfläche, die auf die kalte Oberfläche trifft, ist kaum kristallisiert, so daß sich die Kristallitgröße durch die Banddicke verändert.
Druckschriften 2 und 3 beschreiben, daß jene magnetischen Materialien, die eine im wesentlichen gleichförmige Kristallitgröße über die Dicke des Bandes zeigen, dazu neigen, bessere Permanentmagneteigenschaften als jene zu zeigen, die eine deutliche Variation in der Kristallitgröße durch die Banddicke zeigen.
Zum Herstellen eines praktischen Magneten wird das rasch abgeschreckte Legierungsband zertrümmert und in einen Verbundmagneten geformt. Bezug wird genommen auf einen Artikel mit dem Titel "PROCESSING OF NEODYMIUM-IRON-BORON MELT-SPUN RIBBONS TO FULLY DENSE MAGNETS", der von R.W. Lee u.a. auf der International Magnetics Conference präsentiert wurde, die in St. Paul, Minnesota, am 29. April 1985 abgehalten wurde, und der in IEEE Transactions on Magnetics, Band MAG-21, Nr. 5, September 1985, Seite 1958 (Druckschrift 6.) veröffentlicht wurde.
Allgemein gesagt kann die rasch abgeschreckte Nd-Fe-B-Legierung nur einen isotropen Magneten vorsehen wegen ihrer kristallografischen Isotropie. Das bedeutet, daß ein anisotroper Hochleistungspermanentmagnet vom Verbundtyp nicht aus der rasch abgeschreckten Legierung erhalten werden kann. Druckschrift 6 offenbart, daß der Verbundmagnet ein Energieprodukt von 9 MGOe oder weniger hat.
Druckschrift 6 offenbart weiter, daß die magnetische Ausrichtung stark verstärkt war, indem voll dichte, warmgepreßte Proben der zertrümmerten Legierungsbänder aufgesetzt wurden.
Die JP-A-60-089546 (Druckschrift 7) offenbart eine rasch abgeschreckte R-Fe-B-Permanentmagnetlegierung mit einer hohen Koerzitivkraft. Die Legierung enthält sehr feine zusammengesetzte Strukturen von weniger als 5 µm, vorherrschend aus tetragonalen Kristallzusammensetzungen und wird in Pulver mit einer Teilchengröße von -100 Tyler mesh (weniger als 300 µm) zur Benutzung bei der Produktion von einem Verbundmagneten gemahlen. Es sind jedoch keine magnetischen Eigenschaften der Verbundmagnete darin offenbart. Druckschrift 7 offenbart jedoch, daß eine C-Achsen-Anisotropie erkannt wurde durch Anwenden von Röntgenstrahlendiffraktionsmikroskopie auf eine Oberfläche der Legierung. Das gemahlene Pulver kann jedoch tatsächlich nicht magnetisch ausgerichtet werden.
Sagawa u.a. schlugen einen anisotropen gesinterten R-Fe-B- Magneten in der JP-A-59-046008 (Druckschrift 8) vor, der aus einem Rohling aus einer Legierung aus R (insbesondere Nd), Fe und B durch herkömmliche metallurgische Pulververfahren erzeugt wurde.
Die R-Fe-B-Legierung neigt dazu, bei der Produktion des Magneten oxidiert zu werden, da der R-Fe-B-Legierungsrohling die magnetische kristalline Phase der chemischen Verbindung R&sub2;Fe&sub1;&sub4;B und die R-reiche Festlösungsphase enthält und da die Festlösungsphase sehr aktiv gegenüber Sauerstoff ist. Folglich ist es schwierig, einen nicht korrodierten anisotropen gesinterten Magneten herzustellen.
Andererseits weisen Verbundmagneten magnetische Teilchen darin verteilt und mit dem Bindemittel so beschichtet auf, daß nicht korrodierende Magneten leicht erzielt werden können. Weiterhin sind Verbundmagneten einfach in einem Herstellungsverfahren im Vergleich mit den gesinterten Magneten und den warm gepreßten Magneten, die in Druckschrift 6 offenbart sind.
Aus der EP-A-0 155 082 (Druckschrift 9) ist ein Verfahren zum Herstellen eines seltenen Erdmetall-Übergangsmetall-Bor-Magneten eines Verbundtypes bekannt, welches Verfahren aufweist: Herstellen einer R-T-B-Legierung in einem geschmolzenen Zustand; rasches Abschrecken der geschmolzenen Legierung zum Bilden von Bändern oder bandartigen Spänen; Zerkleinern und Mahlen des Bandes oder der Späne in ein magnetisches Pulver, Mischen des magnetischen Pulvers mit einem Bindemittel und Formen der Mischung in einen gewünschten roh geformten Körper innerhalb eines ausrichtenden Magnetflusses. Die Teilchengrößen der seltenen Erd-Übergangsmetall-Legierung werden so festgelegt, daß die Teilchen magnetisiert werden können. Falls die Teilchengröße jedoch nicht sorgfältig genug gewählt wird, können die gleichen Probleme auftreten, wie sie oben unter Druckschrift 7 diskutiert wurden.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines seltenen Erdmetall-Eisen-Bor-Magneten vom Verbundtyp mit einer Anisotropie und damit mit verbesserten magnetischen Eigenschaften vorzusehen.
Das Verfahren gemäß der Erfindung wird durch die Merkmale von Patentanspruch 1 gekennzeichnet.
Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Der Formschritt kann einen Vorgang zum Pressen der Mischung in den gewünschten roh geformten Körper in dem ausrichtenden Magnetfeld durch eine Preßkraft enthalten. In diesem Fall ist das Bindemittel ein wärmeaushärtbares Harz mit einer Aushärtungstemperatur. Der roh geformte Körper wird bei der Aushärttemperatur zum Herstellen des Verbundmagneten erwärmt.
Der Formschritt kann alternativ einen Vorgang zum Erwärmen und Injizieren der Mischung in eine Gußform bei einer Harzschmelztemperatur in dem ausrichtenden Magnetfeld zum Erzeugen des Verbundmagneten aufweisen. In diesem Fall ist das Bindemittel ein thermoplastisches Harz mit einer Harzschmelztemperatur.
Bei dem Schritt des raschen Abschreckens kann ein Vorgang benutzt werden, bei dem die geschmolzene Legierung durch eine kleine Öffnung auf eine äußere kalte Umfangsoberfläche einer Abschreckscheibe gespritzt wird, die mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit rotiert. Die gespritzte geschmolzene Legierung wird dadurch rasch in das rasch abgeschreckte Band und/oder bandartige Späne gekühlt.
Bei dem Vorgang kann eine andere Abschreckscheibe so benutzt werden, daß, nachdem die geschmolzene Legierung auf der kalten Oberfläche abgesetzt ist und zum Bilden eines Bandes rasch abgeschreckt ist, eine äußere Oberfläche des Bandes rasch durch Angreifen an die andere Abschreckscheibe zum Erzielen eines rasch abgeschreckten Bandes abgeschreckt wird.
Ein Magnetfeld kann in einer radialen Richtung der Abschreckscheibe so angelegt werden, daß die gespritzte geschmolzene Legierung in dem Magnetfeld abgekühlt wird.
Weiter kann die Abschreckscheibe mit einer Mehrzahl von Vorsprüngen versehen werden, die in der kalten Oberfläche gebildet sind, und eine kühlende Platte ist benachbart zu der Abschreckscheibe vorgesehen. Die auf die kalte Oberfläche gespritzte geschmolzene Legierung wird auf die kühlende Platte zum Bilden von flachen bandartigen Spänen gesprüht.
Bei dem Schritt des raschen Abschreckens kann ein anderer Vorgang benutzt werden, bei dem die geschmolzene Legierung gesprüht und versprüht wird durch eine Sprühdüse auf eine kühlende Platte und rasch auf der kühlenden Platte zum Bilden flacher bandartiger Späne abgekühlt wird.
Fig. 1 ist ein Diagramm, das Magneteigenschaften von Verbundmagneten in Beispiel 1 zusammen mit der Dicke der benutzten Legierungsbänder zeigt;
Fig. 2 ist ein Diagramm, das magnetische Eigenschaften von Verbundmagneten in Beispiel 2 relativ zu Wärmebehandlungstemperaturen der Pulver zusammen mit der Dicke der Legierungsbänder zeigt;
Fig. 3 ist ein Diagramm, das magnetische Eigenschaften von Verbundmagneten in Beispiel 4 relativ zu Wärmebehandlungstemperaturen der Legierungsbänder zeigt;
Fig. 4 ist ein Diagramm, das magnetische Eigenschaften von Verbundmagneten relativ zu Co-Gehalten zeigt, das Fe ersetzt;
Fig. 5 ist eine Schnittansicht einer Vorrichtung zum Darstellen eines rasch abgeschreckten Legierungsbandes, die in Beispiel 8 benutzt wird;
Fig. 6 ist eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Darstellen von rasch abgeschreckten Legierungsspänen, die in Beispiel 9 benutzt wird;
Fig. 6a ist eine vergrößerte Ansicht eines Teiles in einem Kreis A in Fig. 6;
Fig. 7 ist eine Schnittansicht einer Vorrichtung zum Darstellen von rasch abgeschreckten Legierungsspänen, die in Beispiel 10 benutzt wird;
Fig. 8 ist eine Schnittansicht einer Vorrichtung zum Darstellen von einem rasch abgeschreckten Legierungsband, die in Beispiel 12 benutzt wird; und
Fig. 9 ist ein Diagramm, das magnetische Eigenschaften von Verbundmagneten in Beispiel 12 relativ zu der Dicke von Legierungsbändern zeigt, die bei verschiedenen Verfahren zum raschen Abschrecken dargestellt worden sind.
Die vorliegende Erfindung wurde auf den neuen Tatsachen gemacht, die in der gleichfalls anhängenden Europäischen Patentanmeldung Seriennr. 87 117 457.9 durch gemeinsame Erfinder, die den vorliegenden Erfinder enthalten, die am 26. November 1987 eingereicht wurde und auf den gleichen Inhaber übertragen wurde, offenbart sind. Das heißt, der magnetische Kristall aus R&sub2;T&sub1;&sub4;B weist eine vorherrschende Kornwachstumsrichtung in der C-Ebene des Kristalls auf. Weiterhin neigt die C-Ebene des Kristalls bei dem rasch abgeschreckten R-T-B-Legierungsband dazu, sich in eine Richtung parallel zu der Hauptoberfläche des Bandes auszurichten, wenn der Kristall mit einer Korngröße von 5 µm oder weniger gewachsen wird. Wenn das Kristallkorn größer als 5 µm wächst, wächst der Kristall in eine nadelartige Form, und die C-Ebene des Kristalles weist eine Orientierung in eine Richtung senkrecht zu der Hauptoberfläche des Bandes auf.
Diese Tatsachen bedeuten, daß das rasch abgeschreckte Legierungsband eine hohe Anisotropie hat, wenn Kristalle gleichförmig so wachsen, daß sie eine im allgemeinen gleiche und vergleichsweise große Korngröße haben. Es ist dann anzumerken, daß ein Pulver, das durch Mahlen des rasch abgeschreckten anisotropen Legierungsbandes erhalten ist, magnetisch in einem Magnetfeld ausgerichtet werden kann. Daher wird zu verstehen sein, daß ein Verbundmagnet mit Anisotropie erzeugt werden kann, indem das Pulver mit Bindemittel gemischt wird und in eine gewünschte Form in einem ausrichtenden Magnetfeld gepreßt wird.
Bei dem kontinuierlichen Spritzabschreckverfahren variieren die Korngrößen über die Dicke des Bandes, da die Kühlgeschwindigkeit zwischen der kalten Oberfläche und der freien Oberfäche des Bandes unterschiedlich ist. Folglich variiert auch die Orientierung der Körner in der Richtung der Dicke.
Die Orientierungen von benachbarten Kristallkörnern in dem Band sind jedoch im allgemeinen gleich, wie in der ebenfalls anhängigen Patentanmeldung offenbart ist, selbst wenn die Orientierungen zwischen Kristallkörnern verschieden sind, die in der Richtung der Dicke des Bandes weit voneinander entfernt sind.
Kurz gesagt, die vorliegende Erfindung bemüht sich, als Magnetpulver für einen Verbundmagneten ein Pulver eines R&sub2;T&sub1;&sub4;B-Legierungsbandes zu benutzen, das durch das rasche Abschreckverfahren dargestellt ist und eine Dicke von 20 - 1000 µm aufweist. Das Pulver weist eine mittlere Teilchengröße kleiner als der Wert der Dicke des rasch abgeschreckten Legierungsbandes auf, z.B. 5 µm oder mehr, was bei dem herkömmlichen Verbundmagneten üblich ist. Das Pulver weist magnetische Anisotropie auf und kann in einer Mischung mit dem Bindemittel durch die Anwendung eines ausrichtenden Magnetfeldes ausgerichtet werden.
Bevorzugt weisen die R&sub2;T&sub1;&sub4;B-Kristallkörner der Legierungsbänder und/oder -späne eine mittlere Korngröße von 0,01 - 20 µm auf. Das Übergangsmetall T sollte Fe enthalten und besteht bevorzugt aus einem Atomverhältnis von Co von 45 Atom-% oder weniger und dem Rest aus Fe. Ein typisches der seltenen Erdmetalle R ist Nd.
Ein bevorzugtes für das wärmehärtbare Bindemittel ist Epoxyharz, während ein bevorzugtes für das thermoplastische Bindemittel Polyäthylen ist.
Es wird jetzt die Beschreibung von Beispielen der vorliegenden Erfindung gegeben.

Beispiel 1

Ein Rohling aus einer Legierung aus R von 32,0 Gewichts-%, B von 1,1 Gewichts-% und im wesentlichen dem Rest aus Fe wurde durch Induktionsschmelzen in einer Argongasatmosphäre dargestellt. Startmaterialien, die für R, B und Fe benutzt wurden, waren Nd eines Reinheitsfaktors von 97 %, wobei andere seltene Erdmetallelemente, hauptsächlich Ce und Pr enthalten waren, Ferrobor mit B von 20 Gewichts-% bzw. elektrolytischem Eisen.
Der Rohling wurde wieder durch Induktionsschmelzen in Argongas geschmolzen. Die geschmolzene Legierung wurde durch eine kleine Öffnung auf eine äußere kalte Oberfläche einer Eisenscheibe gespritzt, die mit verschiedenen Bewegungsgeschwindigkeiten von 1 m/sec bis ungefähr 50 m/sec der kalten Oberfläche rotierte, zum Erzeugen von rasch abgeschreckten Legierungsbändern mit verschiedenen Breiten von 1 bis 15 mm und verschiedenen Dicken von 10 µm, 20 µm, 50 µm, 100 µm, 200 µm, 500 µm, 1000 µm bzw. 2000 µm.
Diese Bänder wurden durch die Röntgenstrahlendiffraktionsmikroanalyse beobachtet, und es wurde herausgefunden, daß sie feine R&sub2;Fe&sub1;&sub4;B-Kristallkörner verteilt in den Bändern aufwiesen. Diese Kristallkörner haben hauptsächlich Korngrößen von ungefähr 3 µm oder weniger in jedem Band mit einer Dicke von 200 µm oder weniger, von ungefähr 10 µm oder weniger in jedem Band mit einer Dicke von 500 µm und von ungefähr 30 µm oder weniger in jedem Band mit einer Dicke von 2000 µm.
Allgemein kann gesagt werden, daß das Band mit einer zunehmenden Dicke Kristallkörner mit einer zunehmenden Korngröße aufweist.
Es wurde weiter durch die Röntgenstrahlendiffraktionsmikroanalyse beobachtet, daß die C-Ebene des Kristalles in dem rasch abgeschreckten R-Fe-B-Legierungsband dazu neigte, sich in einer Richtung parallel zu der Hauptoberfläche des Bandes zu orientieren, wenn der Kristall zu einer Korngröße von 5 µm oder weniger wuchs. Wenn das Kristallkorn größer als 5 µm wächst, liegt der Kristall in einer nadelartigen Form vor, und die C- Ebene des Kristalles weist eine Orientierung in eine Richtung senkrecht zu der Hauptoberfläche des Bandes auf.
Dann wurden die Bänder mit verschiedenen Dicken einzeln zerkleinert und gemahlen mittels einer Kugelmühle zum Erzeugen von entsprechenden Pulvern, von denen jedes eine mittlere Teilchengröße von 15 µm aufwies. Jedes Pulver wurde mit Epoxyharz als Bindematerial zum Bilden einer Mischung gemischt. Der Betrag von Epoxyharz betrug 25 Volumen-% der Mischung. Die Mischung wurde durch eine Preßkraft von 5 Tonnen (Kraft)/cm² in einem Magnetfeld von 30 kOe zum Erzeugen eines kompakten Körpers verdichtet. Der kompakte Körper wurde bei einer Temperatur von 110 ºC während einer Stunde behandelt, so daß das Epoxyharz aushärtete, wodurch ein Verbundmagnet gebildet wurde. Dann wurden die magnetischen Eigenschaften des Verbundmagneten gemessen, nachdem er durch Anlegen eines Magnetfeldes von 30 kOe magnetisiert wurde. Die gemessenen magnetischen Eigenschaften werden in Fig. 1 gezeigt.
Fig. 1 zeigt, daß die Benutzung eines Bandes mit einer Dicke von 20 µm oder mehr ein Energieprodukt (BH)max von mehr als 9 MGOe und eine hohe verbleibende magnetische Flußdichte Br vorsieht. Obwohl eine Koerzitivkraft IHC ebenfalls zunimmt, wenn die Dicke des Bandes auf 100 µm zunimmt, nimmt sie ab, wenn die Banddicke über 100 µm zunimmt, und sie ist extrem klein, wenn die Banddicke 2000 µm beträgt. Folglich ist es bevorzugt, daß das Band eine Dicke von 20 - 1000 µm aufweist.

Beispiel 2

Pulver wurden aus Bändern mit einer Dicke von 20 µm, 100 µm bzw. 1000 µm dargestellt, die auf die ähnliche Weise wie in Beispiel 1 vorbereitet wurden. Diese Pulver wurden bei 450 - 750 ºC während einer Stunde in einer Argonatmosphäre wärmebehandelt. Danach wurde ein Verbundmagnet als ein kompakter Körper aus jedem der Pulver gebildet, und die magnetischen Eigenschaften des Verbundmagneten wurden auf die ähnliche Weise wie in Beispiel 1 gemessen. Die gemessenen magnetischen Eigenschaften sind in Fig. 2 gezeigt.
In Fig. 2 stellen gestrichelte Linien A magnetische Eigenschaften von Magneten dar, die Legierungsbänder von 1000 µm benutzen, strichpunktierte Linien B sind für die Benutzung von 100 µm dicken Bändern, und durchgezogene Linien C sind für 20 µm dicke Bänder.
Es ist aus Fig. 2 zu sehen, daß IHC durch die Wärmebehandlung des Pulvers bei einer Temperatur von 500 - 700 ºC verbessert wird, während (BH)max und Br im allgemeinen selbst durch die Wärmebehandlung unverändert bleiben.

Beispiel 3

Ein Legierungsrohling aus 35,0 Gewichts-% von R, 1,0 Gewichts-% von B, 7 Gewichts-% von Co und dem Rest von Fe wurde auf die ähnliche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Ein Startmaterial für R bestand aus Cerdidymium, das aus Ce von 5 Gewichts-%, Pr von 15 Gewichts-% und im wesentlichen dem Rest von Nd mit einem Zusatz von 5 Atom-% Dy besteht. Ferrobor und elektrolytisches Eisen wurden ebenfalls als Startmaterialien für B und Fe benutzt.
Der Rohling wurde erneut geschmolzen und auf eine Abschreckscheibe gespritzt, die mit einer Geschwindigkeit der kalten Oberfläche von 50 m/sec rotiert, so daß ein rasch abgeschrecktes Legierungsband mit einer Breite von ungefähr 2 mm und einer Dicke von 15 µm erzeugt wurde. Entsprechend wurde ein anderes rasch abgeschrecktes Legierungsband erzeugt, das eine Breite von ungefähr 10 mm und eine Dicke von 200 µm aufwies, indem eine Geschwindigkeit der kalten Oberfläche von 5 m/sec benutzt wurde. Es wurde durch Röntgenstrahlendiffraktion beobachtet, daß das 15 µm dicke Band R&sub2;T&sub1;&sub4;B- (T = Co + Fe) -Kristallkörner aufwies, die hauptsächlich eine Korngröße im Submikronbereich hatten, wobei die C-Ebene des Kristalles parallel zu der Hauptoberfläche des Bandes orientiert war. Dagegen hatte das 200 µm dicke Band Kristallkörner mit einer Korngröße von hauptsächlich 5 µm oder weniger, und die C-Ebene des Kristalles war ebenfalls parallel zur der Hauptoberfläche des Bandes orientiert.
Dieses 15 µm dicke und 200 µm dicke Band wurden zerkleinert und in entsprechende Pulver gemahlen, wobei jedes Pulver eine mittlere Teilchengröße von 100 µm aufwies, auf ähnliche Weise wie in Beispiel 1. Jedes Pulver wurde bei 650 ºC während einer Stunde in einer Argonatmosphäre wärmebehandelt. Dann wurde jedes Pulver mit Polyäthylen als Bindemittel von 40 Volumen-% auf der Basis von volumetrischen Prozenten einer resutlierenden Mischung gemischt. Die Mischung wurde auf 100 ºC erwärmt, so daß das Polyäthylen schmolz, und in eine Gußform bei ungefähr 100 ºC in einem ausrichtenden Magnetfeld von 20 kOe gespritzt zum Bilden eines Verbundmagneten mit einer gewünschten Form.
Die magnetischen Eigenschaften der resultierenden Verbundmagnete sind in Tabelle 1 gezeigt. Es ist aus Tabelle 1 ersichtlich, daß die Benutzung des 200 µm dicken Bandes exzellente magnetische Eigenschaften im Vergleich mit dem 15 µm dicken Band vorsieht. Tabelle 1 Banddicke (µm)

Beispiel 4

Indem eine abschreckende Kupferscheibe benutzt wurde, die mit einer Geschwindigkeit der kalten Oberfläche von ungefähr 10 m/sec rotierte, wurden rasch abgeschreckte Bänder mit einer Breite von ungefähr 5 mm und einer Dicke von ungefähr 50 µm aus dem in Beispiel 1 dargestellten Rohling dargestellt.
Es wurde durch Röntgenstrahlendiffraktionsmikroanalyse beobachtet, daß das dargestellte Band Kristallkörner aufwies, die hauptsächlich Korngrößen von 1 µm oder weniger hatten. Die Kristallkörner hatten im allgemeinen eine C-Ebenenorientierung, die in eine Richtung parallel zu der Hauptoberfläche des Bandes gerichtet war. Die C-Ebenenorientierung ist vorherrschend in einer freien Oberflächenschicht im Vergleich mit einer kalten Oberflächenschicht des Bandes.
Dann wurden die Bänder in Argonatmosphäre während zweier Stunden bei 600 ºC, 700 ºC, 800 ºC, 900 ºC bzw. 1000 ºC wärmebehandelt und danach einzeln zerkleinert und gemahlen durch die Benutzung einer Kugelmühle in Pulver, von denen jedes eine mittlere Teilchengröße von 15 µm aufwies.
Dann wurde jedes Pulver mit Epoxyharz von 25 Volumen-% auf der Basis von volumetrischen Prozenten einer resultierenden Mischung gemischt, die darauf in einen kompakten Körper durch eine Druckkraft von 5 Tonnen (Kraft)/cm² in einem ausrichtenden Magnetfeld von 30 kOe verdichtet wurde. Dann wurde der verdichtete Körper während einer Stunde bei 110 ºC zum Bilden eines Verbundmagneten wärmebehandelt.
Die magnetischen Eigenschaften der resultierenden Verbundmagnete wurden gemessen, nachdem sie einem Magnetfeld von 30 kOe ausgesetzt waren. Die gemessenen magnetischen Eigenschaften sind in Fig. 3 gezeigt.
Es ist von Fig. 3 zu sehen, daß Br und (BH)max durch die Wärmebehandlung der Pulver verbessert sind. Die Größe IHC ist jedoch verringert. Folglich ist es wünschenswert, daß die Wärmebehandlung in einem Temperaturbereich von 650 - 950 ºC gewählt wird.

Beispiel 5

Ein rasch abgeschrecktes Band mit einer Breite von ungefähr 10 mm und einer Dicke von ungefähr 100 µm wurde aus dem Rohling in Beispiel 3 dargestellt, indem eine abschreckende Kupferscheibe benutzt wurde. Es wurde beobachtet, daß das Band Kristallkörner von hauptsächlich 3 µm oder weniger Korngröße aufwies, wobei die Orientierung der C-Ebene parallel zu der Hauptoberfläche des Bandes war.
Dann wurde das Band bei 800 ºC während einer Stunde in einer Argonatmosphäre wärmebehandelt und danach zerkleinert und gemahlen in ein Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 10 µm auf eine ähnliche Weise wie in Beispiel 4.
Dann wurde das Pulver weiter wärmebehandelt bei 550 ºC während zehn Stunden in einer Argonatmophäre. Danach wurden 40 Volumen-% von Polyäthylen und der Rest von dem Pulver miteinander gemischt und in eine Gußform bei 100 ºC in einem ausrichtenden Magnetfeld von 20 kOe eingespritzt. So wurde ein Verbundmagnet erzeugt.
Die magnetischen Eigenschaften des Verbundmagneten sind in Tabelle 2 zusammen mit denen eines Magneten, der aus einem Pulver, das nicht wärmebehandelt wurde, erzeugt wurde, gezeigt. Tabelle 2 Wärmebehandlung des Pulvers ausgeführt nicht ausgeführt
Die Tabelle 2 lehrt uns, daß Br und (BH)max durch die Wärmebehandlung des Pulvers zusätzlich zu der anderen Wärmebehandlung des Bandes verbessert werden, wobei IHC ein wenig im Vergleich mit dem Weglassen der Wärmebehandlung des Pulvers abgesenkt wird.

Beispiel 6

Unter Benutzung von Nd mit einem Reinheitsfaktor von 97 % und Dy, das zu dem Nd mit 5 Atom-% hinzugefügt wurde, von Ferrobor, elektrolytischem Eisen und elektrolytischem Kobalt als Startmaterialien wurden Legierungsrohlinge mit R von 35,0 Gewichts-%, B von 1,0 Gewichts-% und dem Rest von T = Fe1-xCox (x = 0, 0,1, 0,2, 0,3, 0,4 bzw. 0,5) auf die Weise wie bei Beispiel 1 beschrieben dargestellt.
Diese Rohlinge wurden geschmolzen und auf die kalte Oberfläche einer Abschreckkupferscheibe gespritzt, die mit einer Geschwindigkeit der kalten Oberfläche von 5 m/sec rotierte, auf eine ähnliche Weise wie bei Beispiel 1 zum Bilden von rasch abgeschreckten Legierungsbändern, von denen jedes eine Breite von ungefähr 10 mm und eine Dicke von ungefähr 200 µm aufwies. Es wurde durch Röntgenstrahlendiffraktionsmikroanalyse beobachtet, daß jedes der resultierenden rasch abgeschreckten Legierungsbänder feine R&sub2;T&sub1;&sub4;B-Kristallkörner aufwies mit einer hohen Rate der Orientierung der C-Ebene in einer vorherrschenden Richtung.
Jedes der Legierungsbänder wurde zerkleinert und in Pulver gemahlen mit einer mittleren Teilchengröße von 10 µm und dann während einer Stunde in der Argonatmosphäre bei 650 ºC wärmebehandelt.
Jedes Pulver und Polyäthylen von 40 Volumen-% wurden miteinander gemischt und dann geschmolzen und in eine Form bei 100 ºC in einem ausrichtenden Magnetfeld von 20 kOe zum Bilden eines Verbundmagneten gespritzt.
Somit wurden Verbundmagnete verschiedenen Kobaltgehaltes erzeugt und magnetische Eigenschaften gemessen, nachdem sie einem Magnetfeld von 30 kOe ausgesetzt waren.
Die magnetischen Eigenschaften sind in Fig. 4 gezeigt. Es ist aus Fig. 4 verständlich, daß das Ersetzen eines Teiles von Fe durch Co bis zu 45 Atom-% zum Verbessern von Br und (BH)max dient.

Beispiel 7

Unter Benutzung von Startmaterialien ähnlich zu denen in Beispiel 3 wurde ein Legierungsrohling von R von 33,0 Gewichts-%, B von 1,0 Gewichts-% und dem Rest von T = Fe0,91Co0,1 auf die ähnliche Weise wie in Beispiel 3 dargestellt. Ein anderer Rohling aus R von 33,0 Gewichts-%, B von 1,0 Gewichts-% und dem Rest von Fe wurde ebenfalls dargestellt.
Von jedem dieser Rohlinge wurde ein rasch abgeschrecktes Legierungsband mit einer Breite von ungefähr 10 mm und einer Dicke von ungefähr 100 µm durch das kontinuierliche Spritzabschreckverfahren dargestellt, das eine abschreckende Scheibe benutzte, die mit einer Geschwindigkeit der kalten Oberfläche von 8 m/sec rotierte.
Die resultierenden Bänder wurden durch die Röntgenstrahlendiffraktionsmikroanalyse beobachtet. Als ein Resultat wurde erkannt, daß ein Band, das Kobalt enthielt, eine hohe Rate der Orientierung der C-Ebene in eine vorherrschende Richtung im Vergleich mit dem anderen Band, das kein Kobalt enthielt, aufwies.
Diese Bänder wurden zerkleinert und in entsprechende Pulver gemahlen, von denen jedes eine mittlere Teilchengröße von 15 µm hatte, und dann bei 650 ºC während einer Stunde in Argonatmosphäre wärmebehandelt.
Dann wurde jedes Pulver mit Epoxyharz mit einem Betrag von 25 Volumen-% der resultierenden Mischung gemischt und in einen kompakten Körper durch eine Druckkraft von 5 Tonnen (Kraft)/cm² in einem ausrichtenden Magnetfeld von 30 kOe verdichtet. Der verdichtete Körper wurde bei 110 ºC während einer Stunde zum Bilden eines Verbundmagneten wärmebehandelt.
Somit wurden Verbundmagnete erzeugt und der Messung der Magneteigenschaften ausgesetzt, nachdem sie durch Anwenden des Magnetfeldes von 30 kOe magnetisiert waren. Die gemessenen magnetischen Eigenschaften sind in Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3 Verbundmagnet
Tabelle 3 zeigt, daß das Ersetzen eines Teiles des Fe durch Co das Br und (BH)max verbessert, obwohl IHC etwas verringert wird.

Beispiel 8

Unter Benutzung von Ferrobor, elektrolytischem Eisen, elektrolytischem Kobalt und Nd eines Reinheitsfaktors von 97 %, das hauptsächlich Pr und Ce und Dy und Pr zu dem Nd mit 10 Gewichts- % addiert enthielt, als Startmaterialien, wurde ein Legierungsrohling auf eine Weise, wie sie in Beispiel 1 beschrieben war, dargestellt, der R von 34,0 Gewichts-%, B von 1,0 Gewichts-% und dem Rest von T = Fe0,65Co0,35 enthielt.
Aus dem Rohling wurden zwei rasch abgeschreckte Legierungsbänder mit einer Breite von 3 mm und einer Dicke von ungefähr 30 µm auf das ähnliche kontinuierliche Spritzabschreckverfahren dargestellt, indem eine abschreckende Kupferscheibe benutzt wurde, die mit einer Geschwindigkeit der kalten Oberfläche von ungefähr 15 m/sec rotierte.
Eines der Bänder wurde einem Magnetfeld während des raschen Abschreckens ausgesetzt.
Fig. 5 zeigt eine Vorrichtung, die zum Darstellen des Bandes unter Anwendung des Magnetfeldes benutzt wurde. Die Vorrichtung weist ein Schmelzrohr 21 auf, das zum Beispiel aus Quarz gemacht ist, in dem der Legierungsrohling in einen geschmolzenen Zustand geschmolzen wird. Das Schmelzrohr 21 weist eine kleine Öffnung 22 auf, durch die die geschmolzene Legierung 23 auf eine abschreckende Scheibe 24 aus Eisen gespritzt wird. Auf den entgegengesetzten Seiten der abschreckenden Scheibe 24 sind zwei hohle scheibenförmige Gehäuse 25 und 25' angebracht, die aus nicht-magnetischem Stahl gemacht sind und Drehwellen 26 und 26' auf einer gemeinsamen Mittelachse davon aufweisen. Die Gehäuse 25 und 25' enthalten fest scheibenförmige Permanentmagneten 27 und 27', die in eine Dickenrichtung inagnetisiert sind und die gleichen Magnetpoloberflächen benachbart zu den entsprechenden gegenüberliegenden Oberflächen der abschreckenden Scheibe aufweisen. Folglich fließt der Fluß von den beiden Magneten 27 und 27' radial an der äußeren Umfangsoberfläche der abschreckenden Eisenscheibe 24.
Bei diesem Beispiel wurde für jeden Magneten 27 und 27' ein Samarium-Kobalt-Magnet mit einer Scheibenform benutzt, der einen Durchmesser von 20 cm und eine Dicke von 2,5 cm aufwies, wobei die Oberflächenflußdichte 1 kGauss betrug. Eine Eisenscheibe mit einem Durchmesser von 21 cm und einer Dicke von 20 cm wurde für die abschreckende Scheibe 24 benutzt. An der äußeren Umfangsoberfläche wurde ein Magnetfeld von ungefähr 3 kOe beobachtet.
Unter Drehung der Wellen 26 und 26' zusammen, so daß die äußere Umfangsoberfläche der abschreckenden Scheibe 24 sich mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 15 m/sec bewegt, wurde die geschmolzene Legierung 23 durch die Öffnung 22 auf die äußere Umfangsoberfläche der abschreckenden Scheibe 24 gespritzt und das Band erzeugt. Folglich war das Band in dem radialen Magnetfeld auf der Scheibe 24 so ausgesetzt, daß das Magnetfeld auf das Band in die Dickenrichtung während des Abkühlens des Bandes angelegt war.
Dagegen wurde das andere Band durch die in Fig. 5 gezeigte Vorrichtung dargestellt, dabei waren jedoch die Magneten 27 und 27' durch nicht-magnetische Scheiben ersetzt. Daher wurde auf das andere Band kein Magnetfeld angelegt.
Diese Bänder wurden durch die Röntgenstrahlendiffraktionsmikroanalyse beobachtet, sie wiesen feine Kristallkörner von ungefähr 1 µm oder weniger auf. Es wurde ebenfalls beobachtet, daß das Band, an das ein Magnetfeld angelegt war, viele Kristalle aufwies, deren C-Ebene in der parallelen Richtung zu der Hauptoberfläche des Bandes im Vergleich mit dem anderen Band, an das kein Magnetfeld angelegt worden war, orientiert waren.
Diese Bänder wurden zerkleinert und in Pulver gemahlen mit einer mittleren Teilchengröße von 10 µm und dann während 20 Stunden in einer Argonatmosphäre bei 550 ºC wärmebehandelt.
Dann wurden Polyäthylen im Betrag von 40 Volumen-% und jedes der Pulver miteinander vermischt und in eine Gußform bei ungefähr 100 ºC in einem ausrichtenden Magnetfeld von 20 kOe zum Bilden eines Verbundmagneten gespritzt.
Die magnetischen Eigenschaften von jedem der resultierenden Verbundmagnete sind in Tabelle 4 gezeigt. Tabelle 4 Magnetfeld während des raschen Abschreckvorganges nicht angelegt angelegt
Es ist aus Tabelle 4 ersichtlich, daß es die magnetischen Eigenschaften des Verbundmagneten deutlich verbessert, wenn das rasch abgeschreckte Legierungsband in dem Magnetfeld dargestellt wird, das in eine Bandrichtung gerichtet ist.

Beispiel 9

Unter Benutzung der Startmaterialien ähnlich wie in Beispiel 3 wurde ein Legierungsrohling mit R von 35,0 Gewichts-%, B von 0,9 Gewichts-% und dem Rest von Eisen auf ähnliche Weise wie in Beispiel 1 gemacht.
Aus dem Rohling wurde ein rasch abgeschrecktes Legierungsband mit einer Breite von ungefähr 2 mm und einer Dicke von ungefähr 15 µm durch das kontinuierliche Spritzabschreckverfahren dargestellt, indem eine abschreckende Eisenscheibe auf eine ähnliche Weise wie in Beispiel 1 benutzt wurde.
Andererseits wurden rasch abgeschreckte Legierungsspäne dargestellt, von denen jeder einen Durchmesser von ungefähr 1 mm und eine Dicke von ungefähr 15 µm hatte, indem eine Vorrichtung benutzt wurde, wie sie in Fig. 6 gezeigt ist.
Es wird Bezug genommen auf Fig. 6, eine Vorrichtung ist gezeigt zum Darstellen von rasch abgeschreckten Legierungsbändern und/oder -spänen mit verbesserter gleichförmiger Ausrichtung von Kristallen.
Die Vorrichtung weist ein Schmelzrohr 31 aus zum Beispiel Quarz auf mit einer kleinen Öffnung 32, so daß die geschmolzene Legierung 33 durch die Öffnung 32 auf eine kalte Oberfläche der abschreckenden Scheibe 34 gespritzt wird, die mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit gedreht wird.
Die kalte Oberfläche der abschreckenden Scheibe 34 ist mit einer Mehrzahl von Vorsprüngen 35 gebildet, die Rillen 36 zwischen zwei benachbarten Vorsprüngen 35 definieren, wie bei einer vergrößerten Schnittansicht in Fig. 6a gezeigt ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Vorsprünge 35 mit einem Wiederholungsintervall von 1 mm und einer radialen Größe von 0,5 mm gebildet.
Eine kreisförmige kühlende Platte 37 mit einer Drehwelle 38 ist an einer Seite der abschreckenden Scheibe 34 so vorgesehen, daß eine Hauptoberfläche der kalten Oberfläche der abschreckenden Scheibe 34 zugewandt ist.
Der Legierungsrohling wurde geschmolzen und auf die kalte Oberfläche der abschreckenden Scheibe 34 gespritzt. Die geschmolzene gespritzte Legierung wurde durch die Mehrzahl von Vorsprüngen 35 als kleine Teilchen auf die Hauptoberfläche der kreisförmigen kühlenden Platte 37 gesprüht. Jedes kleine Teilchen trifft auf die Hauptoberfläche auf und wird in ein flaches Teil deformiert, das gekühlt wird zum Bilden eines rasch abgeschreckten dünnen bandartigen Spanes.
Das Band und viele der Späne wurden zerkleinert und in entsprechende Pulver gemahlen, wobei jedes eine mittlere Teilchengröße von 10 µm aufwies. Die Pulver wurden bei 650 ºC während einer Stunde in Argonatmosphäre wärmebehandelt.
Dann wurde jedes der Pulver mit Polyäthylen in einem Betrag von 40 Volumen-% der resultierenden Mischung gemischt. Die Mischung wurde in eine Gußform bei 100 ºC in einem ausrichtenden Magnetfeld von 20 kOe zum Bilden eines Verbundmagneten eingespritzt.
Somit wurden Verbundmagnete erzeugt, und die magnetischen Eigenschafen der Magnete sind in Tabelle 5 gezeigt. Tabelle 5 kalte Scheibenoberfläche flach Rillen gebildet
Tabelle 5 lehrt uns, daß die magnetischen Eigenschaften, insbesondere Br und (BH)max durch die Benutzung der rasch abgeschreckten Legierungsspäne verbessert sind, die durch die Vorrichtung in Fig. 6 dargestellt werden, im Vergleich mit dem Legierungsband, das durch das kontinuierliche Spritzabschreckverfahren dargestellt wird.

Beispiel 10

Ein Legierungsrohling aus R von 32,0 Gewichts-%, B von 1,0 Gewichts-% und dem Rest aus Fe wurde unter Benutzung von ähnlichen Startmaterialien und einem ähnlichen Schmelzverfahren wie in Beispiel 1 dargestellt.
Aus dem Rohling wurde eine Vielzahl von Teilchen oder kleinen Kugeln mit einer Teilchengröße von ungefähr 0,2 mm durch das bekannte Sprühverfahren und eine Vielzahl von Spänen mit einem Durchmesser von ungefähr 0,3 mm und einer Dicke von ungefähr 100 µm unter Benutzung der in Fig. 7 gezeigten Vorrichtung dargestellt.
Es wird Bezug genommen auf Fig. 7, die darin gezeigte Vorrichtung weist ein Schmelzrohr 41 aus Quarz und eine Sprühdüse 42 auf, die an einem unteren Abschnitt des Schmelzrohres 41 angebracht ist. Eine Legierung wird in dem Schmelzrohr 41 in den geschmolzenen Zustand geschmolzen. Die geschmolzene Legierung 43 wird durch die Sprühdüse 42 in kleinen Partikeln P durch Anwenden von komprimiertem Argongas Ar in die Sprühdüse 42 versprüht. Dieses Verfahren ist im Stand der Technik als Versprühungsverfahren zum Darstellen einer amorphen Legierung gut bekannt, bei der die kleinen Teilchen in kreisförmige kleine Kugeln oder Partikel gekühlt werden. Bei der in der Figur gezeigten Vorrichtung ist eine kühlende Platte 44 wie aus Kupfer unter der Düse 42 vorgesehen, und sie wird gedreht. Die kleinen Teilchen P treffen auf die Hauptoberfläche der kühlenden Platte 44 vor dem Abkühlen und Härten auf und deformieren und kühlen in kleine flache Späne F.
Die teilchenförmige Legierung und die späneförinige Legierung wurden der Röntgenstrahlendiffraktionsmikroanalyse unterworfen. Als Resultat wurde erkannt, daß die ersteren R&sub2;Fe&sub1;&sub4;B-Kristallkörner aufwiesen, deren C-Ebenen in verschiedenen Richtungen orientiert waren. Dagegen hatten die letzteren ebenfalls R&sub2;Fe&sub1;&sub4;B-Kristallkörner, aber ihre C-Ebenen waren vorherrschend in eine parallele Richtung mit der kühlenden Oberfläche der kühlenden Platte gerichtet, obwohl eine freie Oberflächenschicht der Spänelegierung einen kleinen Teil von Kristallkörnern enthielt, die in eine Richtung senkrecht zu der kühlenden Oberfläche orientiert waren.
Eine Menge von körnigen Legierungskugeln und eine Menge von Spänen wurde zerkleinert und in entsprechende Pulver gemahlen, wobei jedes eine mittlere Teilchengröße von 15 µm aufwies, dann wurden sie bei 650 ºC während einer Stunde in Argonatmosphäre wärmebehandelt.
Jedes der Pulver wurde mit Epoxyäthylen von 25 Volumen-% einer resultierenden Mischung gemischt und in einen kompakten Körper durch eine Preßkraft von 5 Tonnen (Kraft)/cm² in einem ausrichtenden Magnetfeld von 30 kOe verdichtet. Danach wurde der kompakte Körper bei 110 ºC während einer Stunde zum Bilden eines Verbundmagneten wärmebehandelt.
Somit wurden Verbundmagneten erzeugt und der Messung von magnetischen Eigenschaften unterworfen. Die gemessenen Eigenschaften sind in Tabelle 6 gezeigt. Tabelle 6 rasch abgeschreckte Legierung Teilchenpulver scheibenartige Späne
Es ist zu verstehen aus Tabelle 6, daß die Benutzung von durch die Vorrichtung von Fig. 7 dargestellten rasch abgeschreckten Spänen deutlich die magnetischen Eigenschaften im Vergleich mit den rasch abgeschreckten Körnern verbessert, die durch das herkömmliche Sprühverfahren erzeugt werden.

Beispiel 11

Unter Benutzung eines auf ähnliche Weise wie in Beispiel 3 dargestellten Rohlings wurden rasch abgeschreckte Legierungskörner mit einer mittleren Teilchengröße von ungefähr 30 µm durch das herkömmliche Sprühverfahren dargestellt, und rasch abgeschreckte Legierungsspäne mit einem mittleren Durchmesser von ungefähr 0,1 mm und einer mittleren Dicke von ungefähr 50 µm wurden ebenfalls durch die Vorrichtung in Fig. 7 auf eine ähnliche Weise wie in Beispiel 10 dargestellt.
Es wurde durch die Röntgenstrahlendiffraktionsmikroanalyse beobachtet, daß die Spänelegierung R&sub2;T&sub1;&sub4;B-Kristallkörner aufwies, deren C-Ebenen vorherrschend in eine parallele Richtung zu der kühlenden Oberfläche orientiert waren, während die Körnerlegierung ebenfalls R&sub2;T&sub1;&sub4;B-Kristallkörner aufwies, aber deren C- Ebenen waren in verschiedenen Richtungen orientiert.
Eine Menge der Körner und eine Menge der Späne wurden zerkleinert und in entsprechende Pulver gemahlen, wobei jedes eine mittlere Teilchengröße von 10 µm aufwies, und dann wurden sie bei der ähnlichen Wärmebehandlungsbedingung wie in Beispiel 10 wärmebehandelt.
Jedes der Pulver wurde mit Polyäthylen von 40 Volumen-% einer resultierenden Mischung gemischt und in eine Gußform bei 100 ºC und in einem ausrichtenden Magnetfeld von 20 kOe zum Bilden eines Verbundmagneten gespritzt.
Die magnetischen Eigenschaften der resultierenden Verbundmagnete werden in Tabelle 7 gezeigt. Es ist ebenfalls aus Tabelle 7 ersichtlich, daß die Benutzung von rasch abgeschreckten Legierungsspänen die magnetischen Eigenschaften im Vergleich mit den rasch abgeschreckten Legierungskörnern verbessert. Tabelle 7 rasch abgeschreckte Legierung Körnerpulver scheibenartige Späne

Beispiel 12

Der aus R von 32,0 Gewichts-%, B von 1,0 Gewichts-% und dem Rest aus Eisen bestehende Rohling wurde unter Benutzung von ähnlichen Startmaterialien und auf eine ähnliche Weise wie in Beispiel 1 beschrieben dargestellt, und rasch abgeschreckte Legierungsbänder mit verschiedenen Dicken wurden unter Benutzung der in Fig. 8 gezeigten Vorrichtung zum Erzeugen rasch abgeschreckter Legierung dargestellt.
Es wird Bezug genommen auf Fig. 8, die darin gezeigte Vorrichtung weist ein Schmelzrohr 59 aus zum Beispiel Quarz mit einer kleinen Öffnung 52 an ihrem Bodenabschnitt auf. Eine Legierung wird in dem Schmelzrohr 51 in den bei 53 gezeigten geschmolzenen Zustand geschmolzen. Unter der Öffnung 52 ist eine abschreckende Scheibe 54 so vorgesehen, daß die geschmolzene Legierung 53 auf eine äußere umfangsmäßige gekühlte Oberfläche der abschreckenden Scheibe 54 durch die Öffnung 52 gespritzt wird. Eine andere kühlende Scheibe 55 ist benachbart zu der abschreckenden Scheibe 54 so vorgesehen, daß sie eine äußere Umfangsoberfläche in einem Abstand mit einer kleinen Lücke von der kalten Oberfläche aufweist. Sowohl die Scheibe 54 als auch 55 drehen sich in entgegengesetzte Richtung zueinander, aber mit einer Drehgeschwindigkeit.
Die aus der Öffnung 52 auf die kalte Oberfläche der Scheibe 54 gespritzte geschmolzene Legierung wird in eine Bandform geformt, und danach kommt eine freie Oberfläche des Bandes 56 in Kontakt mit der äußeren Oberfläche der Scheibe 55. Folglich wird die freie Oberfläche des Bandes 56 ebenfalls rasch abgeschreckt durch die Scheibe 55, aber gegenüber der auf die Scheibe 54 auftref fenden Oberfläche verzögert.
Beim Stand der Technik ist ein Verfahren, das zwei abschreckende Scheiben benutzt, gut bekannt zum Bilden eines amorphen Legierungsbandes (das im folgenden als "Verfahren der doppelten kalten Scheibe" bezeichnet wird), bei dem unter Bezugnahme auf Fig. 8 die geschmolzene Legierung 53 direkt in eine kleine Lücke zwischen den zwei Scheiben 54 und 55 so gespritzt wird, daß die geschmolzene Legierung rasch von den beiden Seiten zu der gleichen Zeit abgeschreckt wird. In diesem Zusammenhang wird das kontinuierliche Spritzabschreckverfahren, das eine einzelne abschreckende Scheibe benutzt, wie es in den Druckschriften 2, 3 und 5 offenbart ist, als das "Verfahren der einzelnen kalten Scheibe" bezeichnet.
Die in Fig. 8 gezeigte Vorrichtung benutzt zwei Scheiben ähnlich dem Verfahren der doppelten Scheibe, aber die geschmolzene Legierung kommt zuerst in Kontakt mit den zwei Scheiben nicht zu der gleichen Zeit, sondern zu verschiedenen Zeiten. Daher wird das Verfahren, das die in Fig. 8 gezeigte Vorrichtung benutzt, als ein "modifiziertes Verfahren der doppelten kalten Scheiben" bezeichnet.
Variationen der Bewegungsgeschwindigkeit der kalten Oberfläche der Scheiben 54 und 55 von ungefähr 1 m/sec bis ungefähr 50 m/sec bewirkten, daß die Dicke des Bandes von 10 µm zu 2000 µm variierte, wobei die Breiten von 0,5 bis 20 mm variierten.
Als Vergleichsbeispiele wurden rasch abgeschreckte Legierungsbänder mit verschiedenen Dicken, die innerhalb des ähnlichen Bereiches variierten, durch das Verfahren der einzelnen kalten Scheibe bzw. das Verfahren der doppelten kalten Scheibe dargestellt.
Diese Bänder wurden durch die Röntgenstrahlendiffraktionsmikroanalyse beobachtet, und es wurde erkannt, daß sie Nd&sub2;Fe&sub1;&sub4;B-Kristallkörner enthielten. Weiter hatten die Bänder mit zunehmender Dicke zunehmende Zahlen von Kristallen, deren C-Ebenen vorherrschend in eine bestimmte Richtung ausgerichtet oder orientiert waren. Die C-Ebenenorientierung änderte sich von einer parallelen Richtung zu einer senkrechten Richtung zu der Hauptoberfläche des Bandes, während die Banddicke zunahm.
Dann wurden solche Bänder zerkleinert und gemahlen zum Bilden entsprechender Pulver, von denen jedes eine mittlere Teilchengröße von 15 µm aufwies. Jedes der Pulver wurde bei 650 ºC während einer Stunde in Argonatmosphäre wärmebehandelt und dann mit Epoxyharz von 25 Volumen-% einer resultierenden Mischung gemischt. Die Mischung wurde in einen kompakten Körper durch eine Druckkraft von 5 Tonnen (Kraft)/cm² in einem ausrichtenden Magnetfeld von 30 kOe verdichtet. Der kompakte Körper wurde bei 110 ºC während einer Stunde zum Bilden eines Verbundmagneten wärmebehandelt. Die magnetischen Eigenschaften des Verbundmagneten wurden nach der Anwendung eines Magnetfeldes von 30 kOe gemessen.
Die magnetischen Eigenschaften der resultierenden Verbundmagnete sind in Fig. 9 gezeigt.
In Fig. 9 stellt die gestrichelte Linie A die magnetischen Eigenschaften von Magneten dar, die Bänder benutzen, die durch das modifizierte Verfahren der doppelten kalten Scheibe dargestellt wurden, die strichpunktierten Linien B sind für die Benutzung von Bändern, die durch das Verfahren der doppelten kalten Scheibe dargestellt wurden, und die durchgezogenen Linien C sind für Bänder, die durch das Verfahren der einzelnen kalten Scheibe dargestellt wurden.
Es ist aus Fig. 9 ersichtlich, daß die Benutzung der Bänder, die durch das modifizierte Verfahren der doppelten kalten Scheibe erzeugt sind, magnetische Eigenschaften vorsieht, die höher als jedes andere Band sind, das durch das Verfahren der einzelnen kalten Scheibe oder das Verfahren der doppelten kalten Scheibe erzeugt sind.

Beispiel 13

Rasch abgeschreckte Legierungsbänder mit einer Dicke von ungefähr 500 µm und einer Breite von ungefähr 15 mm wurden von dem in Beispiel 3 dargestellten Rohling durch das Verfahren der einzelnen kalten Scheibe, das Verfahren der doppelten kalten Scheibe und das modifizierte Verfahren der doppelten kalten Scheibe erzeugt. Es wurde durch die Röntgenstrahlendiffraktionsmikroanalyse erkannt, daß diese Bänder ebenfalls eine Mikrostruktur ähnlich den Bändern wie in Beispiel 12 aufwiesen.
Diese Bänder wurden zerkleinert und in entsprechende Pulver gemahlen, von denen jedes eine mittlere Teilchengröße von 10 µm aufwies. Jedes der Pulver wurde bei 650 ºC während einer Stunde in Argonatmosphäre wärmebehandelt. Dann wurde Polyäthylen von 40 Volumen-% und das Pulver miteinander gemischt und in eine Form bei 100 ºC in einem ausrichtenden Magnetfeld von 20 kOe zum Bilden eines Verbundmagneten gespritzt.
Die magnetischen Eigenschaften des resultierenden Verbundmagneten sind in Tabelle 8 gezeigt. Tabelle 8 lehrt uns, daß ein Verbundmagnet, der aus dem Band gemacht ist, das durch das modifizierte Verfahren der doppelten kalten Scheibe dargestellt wird, magnetische Eigenschaften höher als jeder andere Magnet aufweist, der aus Bändern gemacht ist, die durch das Verfahren der einzelnen kalten Scheibe oder der doppelten kalten Scheibe gemacht sind. Tabelle 8 rasches Abschreckverfahren Verfahren der einzelnen Scheibe Verfahren der doppelten Scheibe modifiziertes Verfahren der doppelten Scheibe
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist das Bindemittel bevorzugt Epoxyharz.
Das Bindemittel kann bevorzugt Polyäthylen sein.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines seltene Erdmetall-Übergangsmetall-Bor- (R-T-B) -Magneten vom Verbundtyp, bei dem ein Magnetpulver einer R-T-B-Legierung, die im wesentlichen aus R&sub2;T&sub1;&sub4;B besteht, in einem Bindemittel verteilt und daran gebunden wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

(a) Darstellen der R-T-B-Legierung in einem geschmolzenen Zustand;

(b) rasches Abschrecken der geschmolzenen Legierung durch Spritzen der geschmolzenen Legierung auf die kalte Oberfläche einer drehenden Scheibe zum Bilden eines R-T-B- Legierungsbandes und/oder bandartiger Späne, wobei jedes eine vorbestimmte Dicke hat und R&sub2;T&sub1;&sub4;B-Kristallkörner in einer bestimmten mittleren Teilchengröße aufweist;

(c) Zerkleinern und Mahlen des Bandes und/oder der Späne in ein magnetisches Pulver mit einer bestimmten mittleren Teilchengröße;

(d) Mischen des magnetischen Pulvers mit dem Bindemittel zum Bilden einer Mischung;

(e) Formen der Mischung in einen gewünschten rohförmigen Körper innerhalb eines ausrichtenden magnetischen Flusses zum Herstellen eines Verbundmagneten; dadurch gekennzeichnet,

(b1) daß in Schritt (b) das Abschrecken der geschmolzenen Legierung so schnell ausgeführt wird, daß die bestimmte Dicke des Bandes und/oder der Späne 20 - 1000 µm beträgt,

(b2) und daß die bestimmte mittlere Teilchengröße der Kristallkörner weniger als die Dicke des Bandes und/oder der Späne beträgt,

(b3) wobei die Kristallkörner eine variierende Orientierung entlang der Richtung der Dicke haben;

(c1) daß in Schritt (c) das Band und/oder die Späne so weit zerkleinert und gemahlen werden, daß die bestimmte mittlere Teilchengröße des magnetischen Pulvers geringer als die Dicke des Bandes und/oder der Späne vor dem Zerkleinern oder Mahlen ist;

(e1) so daß der Verbundmagnet mit einer magnetischen Anisotropie gebildet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die R&sub2;T&sub1;&sub4;B-Kristallkörner des Legierungsbandes und/oder der -späne eine mittlere Korngröße von 0,01 bis 20 µm aufweisen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Übergangsmetall T gleich Fe ist und/oder bei dem das Übergangsmetall T aus in Atomverhältnissen Co von 45 Atom-% oder weniger und dem Rest aus Fe besteht.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das seltene Erdmetall R gleich Nd ist oder bei dem das seltene Erdmetall R aus Cerdidymium, einer Zugabe von Dy und dem Rest im wesentlichen aus Nd besteht.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem das Cerdidymium aus Ce von 5 Gewichts-%, Pr von 15 Gewichts-% und dem Rest im wesentlichen aus Nd besteht.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der Betrag von zugegebenem Dy 5 Atom-% beträgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, weiter mit einem Schritt der Wärmebehandlung des Legierungsbandes und/oder der -späne bei einer Temperatur von 650 - 950 ºC vor dem Schritt des Zerkleinerns und Mahlens.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, weiter mit einem Schritt der Wärmebehandlung des magnetischen Pulvers bei einer Temperatur von 500 - 700 ºC vor dem Mischungsschritt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem der Formschritt einen Vorgang zum Pressen der Mischung in den gewünschten rohförmigen Körper in dem ausrichtenden Magnetfeld durch eine Preßkraft aufweist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem das Bindemittel ein wärmehärtbares Harz mit einer Aushärtungstemperatur ist, wobei der rohförmige Körper auf die Aushärtungstemperatur zum Erzeugen des Verbundmagneten erwärmt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem das Bindemittel ein thermoplastisches Harz mit einer Harzschmelztemperatur ist.

12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem der Formschritt einen Vorgang zum Erwärmen und Einspritzen der Mischung in eine Gußform bei der Harzschmelztemperatur in dem ausrichtenden Magnetfeld zum Erzeugen des Verbundmagneten aufweist und/oder bei dem die geschmolzene Legierung durch eine kleine Öffnung (32) auf eine äußere kalte Umfangsoberfläche einer abschreckenden Scheibe (34) gespritzt wird, die mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit in dem raschen Abschreckschritt (b) dreht, wobei die gespritzte geschmolzene Legierung dadurch rasch in das rasch abgeschreckte Band und/oder bandartige Späne abgekühlt wird oder bei dem die geschmolzene Legierung (43) durch eine Sprühdüse (42) auf eine kühlende Platte (44) gesprüht und zerstäubt wird und rasch auf der kühlenden Platte (44) zum Bilden flacher bandartiger Späne gekühlt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem ein Magnetfeld in einer radialen Richtung der abschreckenden Scheibe so angelegt wird, daß die gespritzte geschmolzene Legierung in dem Magnetfeld gekühlt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die abschreckende Scheibe mit einer Mehrzahl von Vorsprüngen (35) versehen ist, die auf der kühlenden Oberfläche gebildet sind, und eine kühlende Platte (37) benachbart zu der abschreckenden Scheibe (34) vorgesehen ist, wobei die auf die kühlende Oberfläche gespritzte geschmolzene Legierung auf die kühlende Platte (37) zum Bilden flacher bandartiger Späne gesprüht wird und/oder bei dem, nachdem die geschmolzene Legierung (53) auf der kühlenden Oberfläche abgeschieden ist und rasch zum Bilden eines Bandes abgeschreckt ist, eine äußere Oberfläche des Bandes rasch abgeschreckt wird durch das Angreifen einer anderen abschreckenden Scheibe (55) zum Erzielen eines rasch abgeschreckten Bandes (56).

15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem jeder der flachen bandartigen Späne eine Dicke von 7 bis 500 µm aufweist.