JP2003328014A - Method for manufacturing nanocomposite magnet powder - Google Patents

Method for manufacturing nanocomposite magnet powder

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JP2003328014A
JP2003328014A JP2002140236A JP2002140236A JP2003328014A JP 2003328014 A JP2003328014 A JP 2003328014A JP 2002140236 A JP2002140236 A JP 2002140236A JP 2002140236 A JP2002140236 A JP 2002140236A JP 2003328014 A JP2003328014 A JP 2003328014A
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JP
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alloy
powder
phase
less
magnet
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Application number
JP2002140236A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirokazu Kanekiyo
裕和 金清
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Hitachi Metals Ltd
Original Assignee
Sumitomo Special Metals Co Ltd
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Publication date
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  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)
  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a compound superior in filling properties, formability, and magnetic properties for a bond magnet, and to provide the bond magnet. <P>SOLUTION: The subject manufacturing method is characterized by pulverizing a quenched alloy with a pulverizing device, which alloy has the formula of (Fe<SB>1-m</SB>T<SB>m</SB>)<SB>100-x-y-z</SB>Q<SB>x</SB>R<SB>y</SB>Ti<SB>z</SB>M<SB>n</SB>, (wherein T indicates one or more elements selected from the group consisting of Co and Ni; Q indicates one or more elements selected from the group consisting of B and C but surely containing B; R indicates one or more rare earth metallic elements substantially excluding La and Ce; and M indicates at least one metallic element selected from the group consisting of Al, Si, V, Cr, Mn, Cu, Zn, Ga, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W, Pt, Pb, Au, and Ag), and has such composition ratios (x), (y), (z), (n), and (m) as to respectively satisfy 10<x≤20 atom.%, 6≤y<10 atom.%, 0.1≤z≤12 atom.%, 0≤n≤10 atom.%, and 0≤m≤0.5. Then, the manufactured alloy powder has particle size distribution having a first peak of grain sizes in more than 106 μm but 300 μm or less and a second peak in 106 μm or less. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ボンド磁石用希土
類合金粉末およびボンド磁石用コンパウンドならびにそ
れを用いたボンド磁石に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a rare earth alloy powder for bonded magnets, a compound for bonded magnets, and a bonded magnet using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、ボンド磁石は、各種モータ、アク
チュエータ、スピーカ、メータ、フォーカスコンバージ
ェンスリング等の電気機器に用いられている。ボンド磁
石とは、磁石用合金粉末(磁石粉末)と結合剤(樹脂や
低融点金属)を混合し、成形固化することによって製造
された磁石である。
2. Description of the Related Art At present, bond magnets are used in various electric devices such as motors, actuators, speakers, meters, focus convergence rings and the like. The bonded magnet is a magnet manufactured by mixing alloy powder for magnet (magnet powder) and a binder (resin or low melting point metal), and molding and solidifying the mixture.

【0003】従来、ボンド磁石用の磁石粉末として、Ma
gnequench International社(以下、「MQI社」と略
する。)から販売されているFe−R−B系磁石粉末、
いわゆるMQ粉が広く用いられている。MQ粉は、一般
に、Fe100-a-bab(Feは鉄、Bは硼素、Rは、
Pr、Nd、Dy、およびTbからなる群から選択され
た少なくとも1種の希土類元素)の組成式で表され、こ
の組成式中のaおよびbが、1原子%≦a≦6原子%、
および10原子%≦b≦25原子%の関係を満足してお
り、Rの含有率bが高い希土類合金粉末である。
Conventionally, Ma has been used as a magnetic powder for bonded magnets.
Fe-RB magnet powder sold by gnequench International (hereinafter abbreviated as "MQI"),
So-called MQ powder is widely used. MQ powder is generally Fe 100-ab B a R b (Fe is iron, B is boron, R is
Pr, Nd, Dy, and at least one kind of rare earth element selected from the group consisting of Tb), and a and b in the composition formula are 1 atomic% ≤ a ≤ 6 atomic%,
And the content of 10 atomic% ≤ b ≤ 25 atomic% are satisfied, and the R content b is high.

【0004】MQ粉に代表される従来のボンド磁石用の
合金粉末は、溶融した原料合金(すなわち「合金溶
湯」)を急冷凝固させることによって作製される。この
液体急冷法(メルトクエンチング法)として、メルトス
ピニング法(典型的には単ロール法)が用いられること
が多い。単ロール法は、合金溶湯を回転する冷却ロール
に接触させることによって冷却し凝固させる方法であ
る。この方法による場合、急冷合金の形状は冷却ロール
の表面周速度方向に沿って薄帯(リボン)状に伸びたも
のとなる。このようにして作製した急冷合金薄帯は、熱
処理された後、例えば平均粒径が300μm以下(典型
的には約150μm)になるように粉砕され、永久磁石
用の希土類合金粉末となる。以下では、液体急冷法で作
製された上述の希土類合金粉末を単に「従来の急冷磁石
粉末」と称することとし、後述のナノコンポジット磁石
粉末を含まないものとする。
Conventional alloy powders for bonded magnets represented by MQ powders are produced by rapidly solidifying molten raw material alloys (that is, "molten alloy melt"). As the liquid quenching method (melt quenching method), a melt spinning method (typically a single roll method) is often used. The single roll method is a method in which the molten alloy is cooled and solidified by bringing the molten alloy into contact with a rotating cooling roll. In the case of this method, the shape of the quenched alloy extends in a ribbon shape along the surface circumferential velocity direction of the cooling roll. The quenched alloy ribbon thus produced is heat-treated and then pulverized to have an average particle size of 300 μm or less (typically about 150 μm) to obtain a rare earth alloy powder for a permanent magnet. Below, the above-mentioned rare earth alloy powder produced by the liquid quenching method will be simply referred to as "conventional quenching magnet powder" and will not include the nanocomposite magnet powder described below.

【0005】従来の急冷磁石粉末と樹脂(ここでは、ゴ
ムまたはエラストマを含むものとする。)とを混合し、
ボンド磁石用コンパウンド(以下、単に「コンパウン
ド」と呼ぶ。)が調製される。このコンパウンドには、
潤滑剤やカップリング剤などの添加剤が混合されること
もある。
[0005] Conventional quenching magnet powder and resin (here, containing rubber or elastomer) are mixed,
A compound for bonded magnets (hereinafter, simply referred to as "compound") is prepared. In this compound,
Additives such as lubricants and coupling agents may be mixed.

【0006】このコンパウンドを、例えば圧縮成形、押
出し成形や射出成形によって所望形状に成形し、永久磁
石の成形体(「永久磁石体」とも言う。)としてのボン
ド磁石が得られる。また、圧縮成形や押出し成形によっ
て作製されるボンド磁石は、結合剤の含有率が少ないの
で、磁石粉末を腐食から保護するために、さらに表面処
理が施されることもある。
This compound is molded into a desired shape by, for example, compression molding, extrusion molding or injection molding to obtain a bonded magnet as a molded body of permanent magnet (also referred to as "permanent magnet body"). Further, since the bonded magnet produced by compression molding or extrusion molding has a low binder content, it may be further surface-treated in order to protect the magnet powder from corrosion.

【0007】一方、近年、ボンド磁石に用いられる磁石
粉末として、比較的コストが安いという利点から、鉄基
希土類合金(特にFe−R−B系)のナノコンポジット
磁石(「交換スプリング磁石」と言われることもあ
る。)粉末が用いられつつある。Fe−R−B系のナノ
コンポジット磁石は、例えばFe3BやFe236等の軟
磁性相である鉄基硼化物の微結晶と硬磁性相であるR2
Fe14B相の微結晶とが同一金属組織内において均一に
分布し、両者が交換相互作用によって磁気的に結合した
鉄基合金永久磁石である(例えば、本願出願人による特
願平11−362103号および特願2000−371
788号参照)。
On the other hand, in recent years, nano-composite magnets of iron-based rare earth alloys (especially Fe—R—B type) (referred to as “exchange spring magnets”) have been used as magnet powders used for bonded magnets because of their relatively low cost. It is sometimes used.) Powder is being used. The Fe-RB-based nanocomposite magnet is, for example, Fe 3 B or Fe 23 B 6 or the like, which is a soft magnetic phase of microcrystals of iron-based boride and R 2 which is a hard magnetic phase.
This is an iron-based alloy permanent magnet in which Fe 14 B phase microcrystals are uniformly distributed in the same metallic structure, and both are magnetically coupled by exchange interaction (for example, Japanese Patent Application No. 11-362103 by the applicant of the present application). No. and Japanese Patent Application 2000-371
788).

【0008】ナノコンポジット磁石は、軟磁性相を含み
ながらも、軟磁性相と硬磁性相との間の磁気的結合(交
換相互作用)によって優れた磁気特性を発揮する。ま
た、Nd等の希土類元素Rを含まない軟磁性相が存在す
る結果、全体として希土類元素Rの含有量が低く抑えら
れる(典型的には、Rの含有率が4.5原子%)。この
ことは、磁石の製造コストを低減し、磁石を安定に供給
するうえでも好都合である。また、酸素に対して活性な
Rの含有率が低いので、耐食性にも優れている。なお、
このナノコンポジット磁石も、液体急冷法によって作製
される。このナノコンポジット磁石を所定の方法によっ
て粉砕し、ナノコンポジット磁石粉末を得る。
The nanocomposite magnet exhibits excellent magnetic characteristics by including magnetic coupling (exchange interaction) between the soft magnetic phase and the hard magnetic phase even though it contains the soft magnetic phase. Further, as a result of the presence of the soft magnetic phase containing no rare earth element R such as Nd, the content of the rare earth element R can be suppressed low as a whole (typically, the content ratio of R is 4.5 atom%). This is advantageous in reducing the manufacturing cost of the magnet and stably supplying the magnet. Further, since the content ratio of R active to oxygen is low, it is also excellent in corrosion resistance. In addition,
This nanocomposite magnet is also produced by the liquid quenching method. This nanocomposite magnet is pulverized by a predetermined method to obtain nanocomposite magnet powder.

【0009】ボンド磁石の磁気特性は、ボンド磁石に含
まれる磁石粉末の磁気特性とその充填率に依存する。そ
こで、ボンド磁石の磁気特性を向上するために、磁石粉
末の充填率を向上することが検討されている。
The magnetic characteristics of the bonded magnet depend on the magnetic characteristics of the magnet powder contained in the bonded magnet and the filling rate thereof. Therefore, in order to improve the magnetic characteristics of the bonded magnet, it has been studied to improve the filling rate of the magnet powder.

【0010】また、近年は電気機器が小型化し高性能化
するのに伴い、小型で高性能な磁石に対する需要は益々
増大している。例えば、スピンドルモータ用のリング磁
石としては外径が15mm〜20mm、内径が13mm
〜18mm、厚さが1mm〜2mm程度のもの、あるい
は、ステッピングモータ用のリング磁石としては、外径
が4mm〜10mm、内径が2mm〜8mm、厚さが
0.5mm〜1.5mm程度の製品に対する需要が増大
している。
Further, in recent years, with the miniaturization and higher performance of electric equipment, the demand for small and high-performance magnets has been increasing more and more. For example, a ring magnet for a spindle motor has an outer diameter of 15 mm to 20 mm and an inner diameter of 13 mm.
.About.18 mm, thickness of about 1 mm to 2 mm, or as a ring magnet for a stepping motor, a product having an outer diameter of 4 mm to 10 mm, an inner diameter of 2 mm to 8 mm, and a thickness of about 0.5 mm to 1.5 mm. Demand is increasing.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者が検討した結果、上述の従来の急冷磁石粉末および従
来のナノコンポジット磁石粉末には、下記に示す問題が
あることが分かった。
However, as a result of the study by the present inventors, it was found that the above-mentioned conventional quenched magnet powder and conventional nanocomposite magnet powder have the following problems.

【0012】MQ粉に代表される従来の急冷磁石粉末
は、典型的には、ロール表面周速度を18m/秒以上に
して、厚さ50μm以下(典型的には約20μm〜約4
0μm)の急冷合金薄帯を作製し、この急冷合金薄帯を
熱処理した後、平均粒径が300μm以下(典型的には
約150μm)になるように粉砕することによって製造
されている。このようにして製造された磁石粉末の粒子
の形状は扁平なものとなり、その粉末粒子のアスペクト
比は0.3未満である。なお、アスペクト比は短軸方向
サイズ/長軸方向サイズをあらわすものとする。
Conventional quenched magnet powders represented by MQ powders typically have a roll surface peripheral velocity of 18 m / sec or more and a thickness of 50 μm or less (typically about 20 μm to about 4 μm).
It is manufactured by producing a quenched alloy ribbon of 0 μm), heat-treating the quenched alloy ribbon, and then pulverizing the quenched alloy ribbon to an average particle diameter of 300 μm or less (typically about 150 μm). The magnet powder thus produced has a flat particle shape, and the powder particle has an aspect ratio of less than 0.3. The aspect ratio represents the size in the minor axis direction / the size in the major axis direction.

【0013】この磁石粉末は、優れた磁気特性を有して
いるものの、磁石粉末の充填率(ボンド磁石の密度/粉
末粒子の密度)は、種々の成形法の内で最も高い成形密
度が得られる圧縮成形法でも、通常、最高で約80%で
ある。
Although this magnet powder has excellent magnetic properties, the packing ratio of the magnet powder (density of bonded magnet / density of powder particles) is the highest among the various molding methods. Even with the compression molding method used, the maximum is usually about 80%.

【0014】例えば、従来の急冷磁石粉末を使用し、圧
縮成形法で磁石粉末の充填率が80%を超えるボンド磁
石を成形すると、磁石粉末同士の隙間に入る樹脂の量が
少なくなるため空隙率が高くなり、さらには、磁粉が脱
粒することもある。その結果、使用環境下での酸化によ
って磁気特性が著しく劣化する。この磁気特性の劣化を
防止するために、後工程で、空隙を埋めたり(「封孔処
理」と呼ばれることがある。)、表面に十分な厚さの保
護膜を形成したり(表面処理)する必要が生じる。ま
た、表面処理で樹脂等の厚い保護膜を形成すると、磁石
表面の非磁性層の厚さが増すことを意味するので、磁気
回路における磁気的なギャップが広くなり、磁気エネル
ギーの利用効率を低下させることになる。さらに、コン
パウンドの作製過程や成形過程で、磁石粉末の粒子が破
壊され、新たな表面が露出することによる耐食性の低下
や表面の酸化による磁気特性の低下が起こることもあ
る。
For example, when a conventional quenched magnet powder is used and a bonded magnet having a packing ratio of the magnet powder of more than 80% is molded by a compression molding method, the amount of resin entering the gap between the magnet powders is reduced, so that the porosity is reduced. , And the magnetic particles may shed. As a result, the magnetic characteristics are significantly deteriorated by the oxidation under the use environment. In order to prevent this deterioration of magnetic properties, voids are filled (sometimes called "sealing treatment") or a protective film of sufficient thickness is formed on the surface (surface treatment) in a later step. Need to do. Also, forming a thick protective film such as resin by surface treatment means increasing the thickness of the non-magnetic layer on the surface of the magnet, which widens the magnetic gap in the magnetic circuit and lowers the utilization efficiency of magnetic energy. I will let you. Further, in the process of producing and molding the compound, particles of the magnet powder may be destroyed and a new surface may be exposed, resulting in a decrease in corrosion resistance and a decrease in magnetic property due to surface oxidation.

【0015】従来の急冷磁石粉末を用いて充填率を改善
するために、例えば、特開昭63−155601号公報
に開示されているように、急冷磁石粉末の粒度分布を制
御する試みがなされているが、十分な充填率を実現でき
ず、また、粒度調整が必要なため、工程費用が増加する
という問題がある。
In order to improve the filling rate by using the conventional quenched magnet powder, an attempt has been made to control the particle size distribution of the quenched magnet powder, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-155601. However, there is a problem that a sufficient filling rate cannot be realized and the particle size needs to be adjusted, resulting in an increase in process cost.

【0016】また、本発明者による検討の結果、従来の
急冷磁石粉末は、希土類元素の含有率が高いので酸化さ
れやすく、粒径の小さな粒子ほど酸化による磁気特性の
低下の程度が大きいので(例えば、MQP−B(最大粒
径300μm以下)の場合、53μm以下の粉末粒子の
残留磁束密度Br(0.79T)は、106μm超12
5μm以下の粉末粒子の残留磁束密度Br(0.90
T)の90%未満となる。)、小さな粒子の分率が増え
るに従い、磁石粉末そのものの磁気特性が低下するとい
う問題があることが分かった。この酸化に起因する磁気
特性の低下を抑制するためには、ボンド磁石用の磁石粉
末に含まれる小さな粒子の分率を抑える必要があり、そ
の結果、充填率を向上するための粒度分布の調整にも制
限があった。
Further, as a result of the study by the present inventors, the conventional rapidly quenched magnet powder is easily oxidized due to the high content of rare earth elements, and the smaller the particle size, the greater the degree of deterioration of the magnetic properties due to the oxidation ( For example, in the case of MQP-B (maximum particle size of 300 μm or less), the residual magnetic flux density B r (0.79T) of powder particles of 53 μm or less is more than 106 μm 12
Residual magnetic flux density B r of powder particles of 5 μm or less (0.90
It is less than 90% of T). ), The magnetic properties of the magnet powder itself deteriorate as the fraction of small particles increases. In order to suppress the deterioration of magnetic properties due to this oxidation, it is necessary to suppress the fraction of small particles contained in the magnet powder for bonded magnets, and as a result, the particle size distribution adjustment to improve the packing rate is required. There was also a limit.

【0017】さらに、従来の急冷磁石粉末は、比較的粒
径の大きな粒子を多く含むので、近年需要が高まってい
る小型磁石を成形することが難しく、また、大きな粒子
が脱粒しやすいという問題もある。
Further, since the conventional quenched magnet powder contains a lot of particles having a relatively large particle size, it is difficult to mold a small magnet, which is in high demand in recent years, and the large particles are likely to be shed. is there.

【0018】従来の急冷磁石粉末の成形性(特に流動
性)を改善するために、特開平5−315174号公報
は、ガスアトマイズ法で作製された磁石粉末を用いる方
法を提案している。上記公報によると、ガスアトマイズ
法で作製された磁石粉末の粒子は粒状(球状)に近いの
で、この磁石粉末を従来の急冷磁石粉末に添加すること
によって、流動性を改善することができる。しかしなが
ら、ガスアトマイズ法は上述の液体急冷法に比べ冷却速
度が遅いので、従来の組成で充分な磁気特性を発現する
磁石粉末を製造することは困難であり、工業的に利用可
能な方法とは言い難い。
In order to improve the moldability (particularly the fluidity) of the conventional quenched magnet powder, Japanese Patent Laid-Open No. 315174/1993 proposes a method using magnet powder produced by the gas atomizing method. According to the above-mentioned publication, the particles of the magnet powder produced by the gas atomization method are close to granular (spherical), so that the fluidity can be improved by adding this magnet powder to the conventional quenched magnet powder. However, since the gas atomization method has a slower cooling rate than the liquid quenching method described above, it is difficult to produce magnet powder exhibiting sufficient magnetic properties with a conventional composition, and it is said that the method is industrially applicable. hard.

【0019】一方、従来のFe−R−B系のナノコンポ
ジット磁石粉末は、希土類元素の含有率が比較的低く、
典型的には硬磁性相の体積比率が30%以下である。そ
のために磁気特性(例えば保磁力HcJ)が従来の急冷磁
石粉末(MQ粉など)に比べ低いので、十分な磁気特性
を有するボンド磁石が得られないという問題があり、例
えばハードディスクドライブ装置(HDD)のモータに
適用することができなかった。
On the other hand, the conventional Fe-R-B based nanocomposite magnet powder has a relatively low content of rare earth elements,
The volume ratio of the hard magnetic phase is typically 30% or less. Therefore, the magnetic properties (for example, coercive force H cJ ) are lower than those of conventional quenching magnet powders (MQ powders, etc.), so that there is a problem that a bond magnet having sufficient magnetic properties cannot be obtained. For example, a hard disk drive device (HDD) ) Motor could not be applied.

【0020】本発明はかかる諸点に鑑みてなされたもの
であり、その主な目的は、充填性および/または成形性
に優れるとともに磁気特性に優れたナノコンポジット磁
石粉末の製造方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above points, and its main purpose is to provide a method for producing a nanocomposite magnet powder having excellent filling properties and / or moldability and magnetic properties. is there.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】本発明によるナノコンポ
ジット磁石粉末の製造方法は、組成式が(Fe1-mm
100-x-y-zxyTizn(TはCoおよびNiからな
る群から選択された1種以上の元素、QはBおよびCか
らなる群から選択されBを必ず含む1種以上の元素、R
はLaおよびCeを実質的に含まない1種以上の希土類
金属元素、MはAl、Si、V、Cr、Mn、Cu、Z
n、Ga、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W、Pt、
Pb、AuおよびAgからなる群から選択された少なく
とも1種の金属元素)で表現され、組成比率x、y、
z、nおよびmが、それぞれ、10<x≦20原子%、
6≦y<10原子%、0.1≦z≦12原子%、0≦n
≦10原子%、および0≦m≦0.5を満足し、平均厚
さが40μm超90μm以下の急冷合金を用意する工程
と、回転する粉砕部、および前記粉砕部の外周に配置さ
れた複数の開口部を有するスクリーンを備えた粉砕装置
を用いて前記急冷合金を粉砕し、粒径が前記スクリーン
の開口部よりも小さい合金粉末を作製する粉砕工程とを
包含する。
A method for producing a nanocomposite magnet powder according to the present invention has a composition formula of (Fe 1-m T m ).
100-xyz Q x R y Ti z M n (T is at least one element selected from the group consisting of Co and Ni, Q is at least one element always including the B is selected from the group consisting of B and C , R
Is one or more rare earth metal elements substantially free of La and Ce, M is Al, Si, V, Cr, Mn, Cu, Z
n, Ga, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W, Pt,
At least one metal element selected from the group consisting of Pb, Au, and Ag), and the composition ratios x, y,
z, n and m are respectively 10 <x ≦ 20 atomic%,
6 ≦ y <10 atomic%, 0.1 ≦ z ≦ 12 atomic%, 0 ≦ n
A step of preparing a quenched alloy satisfying ≦ 10 atomic% and 0 ≦ m ≦ 0.5 and having an average thickness of more than 40 μm and 90 μm or less, a rotating crushing part, and a plurality of parts arranged on the outer periphery of the crushing part. The crushing step of crushing the quenched alloy by using a crushing device equipped with a screen having an opening of (1) to produce an alloy powder having a particle size smaller than that of the opening of the screen.

【0022】好ましい実施形態では、前記粉砕工程にお
いて、粒径が106μm超300μm以下の範囲に第1
ピークを有し、かつ、粒径が106μm以下の範囲に第
2ピークを有する粒度分布を持つ合金粉末を作製する。
In a preferred embodiment, in the crushing step, the first particle size is in the range of more than 106 μm and 300 μm or less.
An alloy powder having a particle size distribution having a peak and a second peak in a particle size range of 106 μm or less is prepared.

【0023】好ましい実施形態において、前記急冷合金
を用意する工程は、前記組成式で示される合金の溶湯を
用意する工程と、回転する冷却ロールの表面に対して前
記合金溶湯を1.5kg/分以上の供給レートで接触さ
せ、それによってR214Q型化合物結晶粒を体積比率
で全体の50%以上含む急冷合金を作製する冷却工程と
を包含する。
In a preferred embodiment, the step of preparing the quenched alloy includes the step of preparing a molten alloy of the alloy represented by the composition formula, and 1.5 kg / min of the molten alloy on the surface of a rotating cooling roll. And a cooling step of producing a quenched alloy containing R 2 T 14 Q type compound crystal grains in a volume ratio of 50% or more of the total volume.

【0024】好ましい実施形態において、磁気的に結合
したR214Q型化合物および強磁性鉄基硼化物を含有
しており、しかも、全結晶相の体積比率は全体の95%
以上であり、かつ、アモルファス相の体積比率は全体の
5%以下である。
In a preferred embodiment, the magnetically coupled R 2 T 14 Q type compound and the ferromagnetic iron-based boride are contained, and the volume ratio of the total crystalline phase is 95% of the total.
Above, and the volume ratio of the amorphous phase is 5% or less of the whole.

【0025】好ましい実施形態において、前記R214
Q型化合物の体積比率は、全体の65%以上85%以下
である。
In a preferred embodiment, said R 2 T 14
The volume ratio of the Q-type compound is 65% or more and 85% or less of the whole.

【0026】好ましい実施形態において、前記強磁性鉄
基硼化物は、前記R214Q型化合物の粒界に存在して
いる。
In a preferred embodiment, the ferromagnetic iron-based boride is present at a grain boundary of the R 2 T 14 Q type compound.

【0027】好ましい実施形態において、前記R214
Q型化合物の平均結晶粒径は10nm以上200nm以
下、前記強磁性鉄基硼化物の平均結晶粒径は1nm以上
100nm以下の範囲内にある。
In a preferred embodiment, said R 2 T 14
The Q-type compound has an average crystal grain size of 10 nm to 200 nm, and the ferromagnetic iron-based boride has an average crystal grain size of 1 nm to 100 nm.

【0028】好ましい実施形態において、前記合金粉末
を作製する工程の前に、前記急冷合金を粗く粉砕するこ
とによって平均サイズが1mm以下の粗粉砕粉を作製す
る工程を含んでいる。
In a preferred embodiment, before the step of producing the alloy powder, a step of producing coarsely pulverized powder having an average size of 1 mm or less by roughly pulverizing the quenched alloy is included.

【0029】好ましい実施形態において、前記粗粉砕粉
を作製する工程の後、前記急冷合金の粗粉砕粉または前
記合金粉末を500℃以上900℃の温度で10秒以上
加熱する熱処理工程を更に含む。
In a preferred embodiment, after the step of producing the coarsely pulverized powder, a heat treatment step of heating the coarsely pulverized powder of the quenched alloy or the alloy powder at a temperature of 500 ° C. or higher and 900 ° C. for 10 seconds or longer is further included.

【0030】好ましい実施形態において、前記粉砕装置
は、前記スクリーンの開口部の大きさが200μm超
1.0mm以下の範囲に設定されたパワーミルまたはフ
ェザーミルである。
In a preferred embodiment, the crushing device is a power mill or a feather mill in which the size of the opening of the screen is set in the range of more than 200 μm and 1.0 mm or less.

【0031】本発明によるボンド磁石の製造方法は、上
記の方法によって製造されたナノコンポジット磁石粉末
を用意する工程と、前記ナノコンポジット磁石粉末を圧
縮成形し、6.0g/cm3以上の密度を持つ成形体を
作製する工程とを含む。
The method for producing a bonded magnet according to the present invention comprises the steps of preparing the nanocomposite magnet powder produced by the above method and compression molding the nanocomposite magnet powder to obtain a density of 6.0 g / cm 3 or more. And a step of producing a molded body having.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】本発明者は、特定組成の希土類合
金に適量のTiを添加し、所定の条件で合金溶湯を急冷
凝固させることにより、優れた磁石特性を示すナノコン
ポジット磁石用急冷合金を作製できることを見出し、特
許第3264664号に開示した。その後、本発明者
は、このナノコンポジット磁石用急冷合金を、その平均
厚さが所定範囲内に調整される条件で作製した後、特定
の粉砕装置で粉砕することにより、6.0g/cm3
上の高い成形密度を実現できる、成形性に優れた粒度分
布の粉砕粉が得られることを見出し、本発明を想到する
に至った。本発明によれば、粉砕工程の後に粒度分布調
整工程を新たに付加することなく、圧縮成形に最適な粒
度分布を持つナノコンポジット磁石粉末を得ることがで
きる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The inventors of the present invention have added a proper amount of Ti to a rare earth alloy having a specific composition and rapidly solidify the molten alloy under predetermined conditions to rapidly solidify the alloy, thereby providing a nanocomposite quenched alloy for magnets. It was found that the above can be produced, and disclosed in Japanese Patent No. 3264664. Then, the present inventor produced this quenched alloy for nanocomposite magnet under the condition that the average thickness thereof is adjusted within a predetermined range, and then pulverized it with a specific pulverizing device to obtain 6.0 g / cm 3 The present inventors have found that a pulverized powder having a particle size distribution excellent in moldability and capable of achieving the above-mentioned high molding density can be obtained, and have arrived at the present invention. According to the present invention, it is possible to obtain a nanocomposite magnet powder having an optimum particle size distribution for compression molding without newly adding a particle size distribution adjusting step after the crushing step.

【0033】本発明では、まず、組成式が(Fe
1-mm100-x-y-zxyTiznで表現され、平均厚
さが40μm超90μm以下、厚さの標準偏差が15μ
m以下の急冷合金を用意する。ここで、TはCoおよび
Niからなる群から選択された1種以上の元素、QはB
およびCからなる群から選択されBを必ず含む1種以上
の元素、RはLaおよびCeを実質的に含まない1種以
上の希土類金属元素、MはAl、Si、V、Cr、M
n、Cu、Zn、Ga、Zr、Nb、Mo、Hf、T
a、W、Pt、Pb、AuおよびAgからなる群から選
択された少なくとも1種の金属元素であり、組成比率
x、y、z、nおよびmは、それぞれ、10<x≦20
原子%、6≦y<10原子%、0.1≦z≦12原子
%、0≦n≦10原子%、および0≦m≦0.5を満足
する。
In the present invention, first, the composition formula is (Fe
1-m T m) are expressed in 100-xyz Q x R y Ti z M n, an average thickness of 40μm ultra 90μm or less, the standard deviation of the thickness of 15μ
Prepare a quenched alloy of m or less. Here, T is at least one element selected from the group consisting of Co and Ni, and Q is B.
And at least one element selected from the group consisting of C and always containing B, R is at least one rare earth metal element substantially not containing La and Ce, M is Al, Si, V, Cr, M
n, Cu, Zn, Ga, Zr, Nb, Mo, Hf, T
It is at least one metal element selected from the group consisting of a, W, Pt, Pb, Au and Ag, and the composition ratios x, y, z, n and m are 10 <x ≦ 20, respectively.
%, 6 ≦ y <10 atomic%, 0.1 ≦ z ≦ 12 atomic%, 0 ≦ n ≦ 10 atomic%, and 0 ≦ m ≦ 0.5.

【0034】このような急冷合金は、好ましくは、上記
組成を有する合金の溶湯を用意する工程と、回転する冷
却ロールの表面に対して前記合金溶湯を1.5kg/分
以上の供給レートで接触させ、それによってR214
型化合物結晶粒の体積比率がα−Fe相の体積比率より
も大きい急冷合金を作製する冷却工程とによって作製さ
れる。
Such a quenched alloy is preferably prepared by a step of preparing a melt of the alloy having the above composition, and contacting the surface of the rotating cooling roll with the melt of the alloy at a supply rate of 1.5 kg / min or more. And thereby R 2 T 14 Q
And a cooling step of producing a quenched alloy in which the volume ratio of the type compound crystal grains is larger than the volume ratio of the α-Fe phase.

【0035】上記の方法で作製される急冷合金は、急冷
凝固直後においても、体積比率で50%以上のR214
Q型化合物を含有しているが、アモルファス相も含有し
ているため、結晶化のため熱処理を施すことが好まし
い。急冷直後、または必要に応じて熱処理が施された後
の急冷合金は、磁気的に結合したR214Q型化合物お
よび強磁性鉄基硼化物を含有しており、ナノコンポジッ
ト構造が形成されている。好ましい態様では、合金中に
占める全結晶相の体積比率は全体の95%以上であり、
かつ、アモルファス相の体積比率は全体の5%以下であ
る。特に、硬磁性を担うR214Q型化合物の体積比率
は、全体の65%以上85%以下であることが望まし
い。
The quenched alloy produced by the above method has a volume ratio of R 2 T 14 of 50% or more immediately after rapid solidification.
Although it contains a Q-type compound, it also contains an amorphous phase, so it is preferable to perform heat treatment for crystallization. The quenched alloy immediately after quenching, or after heat treatment if necessary, contains a magnetically bound R 2 T 14 Q-type compound and a ferromagnetic iron-based boride, and forms a nanocomposite structure. ing. In a preferred embodiment, the volume ratio of all crystalline phases in the alloy is 95% or more of the whole,
Moreover, the volume ratio of the amorphous phase is 5% or less of the whole. In particular, the volume ratio of the R 2 T 14 Q type compound responsible for hard magnetism is preferably 65% or more and 85% or less of the whole.

【0036】このようなナノコンポジット磁石合金中に
含まれる強磁性鉄基硼化物は、R214Q型化合物の粒
界に存在しており、好ましい実施形態では、R214
型化合物の平均結晶粒径は10nm以上200nm以
下、強磁性鉄基硼化物の平均結晶粒径は1nm以上10
0nm以下の範囲内にある。
The ferromagnetic iron-based boride contained in such a nanocomposite magnet alloy exists at the grain boundary of the R 2 T 14 Q type compound, and in a preferred embodiment, R 2 T 14 Q.
Type compound has an average crystal grain size of 10 nm to 200 nm, and ferromagnetic iron-based boride has an average crystal grain size of 1 nm to 10 nm.
It is within the range of 0 nm or less.

【0037】上記のナノコンポジット磁石粉末は、適量
のTiを添加することによって得られる組織構造を有し
ているため、以下においては「Ti含有ナノコンポジッ
ト磁粉」と称することとする。このTi含有ナノコンポ
ジット磁粉は、上述のような組成および組織を有してい
るので、硬磁性相と軟磁性相とが交換相互作用によって
磁気的に結合しており、希土類元素の含有率が比較的低
いにも拘わらず、従来の急冷磁石粉末と同等またはそれ
以上の優れた磁気特性を有し、さらにはFe3B相を主
相とする従来のナノコンポジット磁石粉末よりも、優れ
た磁気特性を有する(特に保磁力HcJが高い)。具体的
には、本発明によるTi含有ナノコンポジット磁粉は、
最大エネルギー積(BH)max:70kJ/m3
上、保磁力HcJ:700kA/m以上、残留磁束密度B
r:0.7T以上を実現でき、さらには、最大エネルギ
ー積(BH)max:90kJ/m3以上、保磁力
cJ:800kA/m以上、残留磁束密度Br:0.8
T以上を実現できる。
The above-mentioned nanocomposite magnet powder has a structural structure obtained by adding an appropriate amount of Ti, and hence it is hereinafter referred to as "Ti-containing nanocomposite magnetic powder". Since this Ti-containing nanocomposite magnetic powder has the composition and structure as described above, the hard magnetic phase and the soft magnetic phase are magnetically coupled by the exchange interaction, and the content ratio of the rare earth element is compared. Despite its relatively low magnetic properties, it has magnetic properties equal to or better than those of conventional quenched magnet powders, and more excellent magnetic properties than conventional nanocomposite magnet powders containing Fe 3 B phase as the main phase. (Especially high coercive force H cJ ). Specifically, the Ti-containing nanocomposite magnetic powder according to the present invention comprises:
Maximum energy product (BH) max: 70 kJ / m 3 or more, coercive force H cJ : 700 kA / m or more, residual magnetic flux density B
r : 0.7 T or more can be realized, and further, maximum energy product (BH) max: 90 kJ / m 3 or more, coercive force H cJ : 800 kA / m or more, residual magnetic flux density B r : 0.8
T or more can be realized.

【0038】このように、本発明の製造方法で作製され
るナノコンポジット磁粉は、従来の急冷磁石粉末と同等
以上の磁気特性を有しているので、従来の急冷磁石粉末
(例えばMQ粉)の代わりにボンド磁石用磁粉として用
いることができる。勿論、ボンド磁石用磁粉として、T
i含有ナノコンポジット磁粉のみを用いることが好まし
いが、Ti含有ナノコンポジット磁粉の特徴を損なわな
い程度に従来の急冷磁石粉末などを混合してもよい。
As described above, since the nanocomposite magnetic powder produced by the manufacturing method of the present invention has magnetic characteristics equal to or higher than those of the conventional quenching magnet powder, the nanocomposite magnetic powder of the conventional quenching magnet powder (for example, MQ powder) is used. Instead, it can be used as a magnetic powder for a bonded magnet. Of course, as magnetic powder for bonded magnets, T
Although it is preferable to use only the i-containing nanocomposite magnetic powder, conventional quenching magnet powder or the like may be mixed to the extent that the characteristics of the Ti-containing nanocomposite magnetic powder are not impaired.

【0039】さらに、Ti含有ナノコンポジット磁粉
は、上述した組成および組織を有するため、その磁気特
性に粒径依存性が小さいという特徴を有している。例え
ば、53μm以下の粒子の残留磁束密度Brが106μ
m超250μm以下の粒子の残留磁束密度Brと実質的
に同じ(95%以上)ものが得られる。Ti含有ナノコ
ンポジット磁粉は、希土類元素Rの含有率が比較的低い
上に、R2Fe14B相を取り囲むように小さな硼化物相
が分散しており、さらにTiは硼素との親和性が高いの
で硼化物相は他の相よりも多くのTiを含有している。
その結果、Ti含有ナノコンポジット磁粉は、従来の急
冷磁石粉末に比べ耐酸化性に優れている。このように、
従来の急冷磁石粉末は比較的多量の希土類元素Rを含む
ので酸化されやすく、粒径が小さいほど粉末粒子表面の
酸化による磁気特性の低下が顕著であるのに対し、Ti
含有ナノコンポジット磁粉は酸化による磁気特性の劣化
が少なく、磁気特性の粒径依存性が小さい。
Further, since the Ti-containing nanocomposite magnetic powder has the above-mentioned composition and structure, it has a characteristic that its magnetic characteristics have little particle size dependence. For example, the residual magnetic flux density B r of particles of 53 μm or less is 106 μm.
Particles having a residual magnetic flux density B r of more than m and not more than 250 μm can be obtained (95% or more). The Ti-containing nanocomposite magnetic powder has a relatively low content of the rare earth element R, and has a small boride phase dispersed so as to surround the R 2 Fe 14 B phase, and Ti has a high affinity with boron. Therefore, the boride phase contains more Ti than the other phases.
As a result, the Ti-containing nanocomposite magnetic powder is superior in oxidation resistance to the conventional quenched magnet powder. in this way,
Since the conventional quenched magnet powder contains a relatively large amount of rare earth element R, it is easily oxidized, and the smaller the particle size, the more marked the deterioration of the magnetic properties due to the oxidation of the powder particle surface.
The contained nanocomposite magnetic powder has little deterioration in magnetic properties due to oxidation, and has little dependence on the particle size of magnetic properties.

【0040】本発明では、上記の急冷合金を粉砕するに
際して、図1(a)および(b)に示す粉砕装置を用い
る。この粉砕装置は、パワーミルやフェザーミルと呼ば
れる粉砕装置であり、回転する粉砕部(粉砕刃)10
0、および粉砕部100の外周に配置された複数の開口
部を有するスクリーン102を備えている。スクリーン
102は円筒形状(例えば200mmφ×高さ170m
m)を有しており、多数の開口部がスクリーン102の
略全体に形成されている。スクリーン10における開口
部の配列パターンは任意であり、スクリーン102の高
さ方向に沿って開口部のサイズや形状が変化していても
良い。開口部のサイズは、例えば、200〜700μm
の範囲にある。スクリーン102は、図示されているよ
うな丸穴スクリーンに限定されず、角穴スクリーン、メ
ッシュスクリーン、あるいはヘリンボーンスクリーンな
どであってもよい。
In the present invention, the crushing apparatus shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b) is used to crush the above-mentioned quenched alloy. This crushing device is a crushing device called a power mill or a feather mill, and has a rotating crushing unit (crushing blade) 10
0, and a screen 102 having a plurality of openings arranged on the outer periphery of the crushing unit 100. The screen 102 has a cylindrical shape (for example, 200 mmφ x 170 m high)
m), and a large number of openings are formed in substantially the entire screen 102. The arrangement pattern of the openings in the screen 10 is arbitrary, and the size or shape of the openings may change along the height direction of the screen 102. The size of the opening is, for example, 200 to 700 μm.
Is in the range. The screen 102 is not limited to the round hole screen as shown, but may be a square hole screen, a mesh screen, a herringbone screen, or the like.

【0041】粉砕刃100は、回転軸を中心に放射状に
突出する複数枚の硬質ブレードが回転軸に沿って複数段
配置されたものであり、モータなどによって、例えば2
000〜4000rpmの速度で回転することができ
る。
The crushing blade 100 is composed of a plurality of hard blades radially projecting around a rotation axis and arranged in a plurality of stages along the rotation axis.
It can rotate at a speed of 000-4000 rpm.

【0042】粉砕刃100が回転している状態にある粉
砕装置に対して、粉砕されるべき急冷合金(粉砕原料)
が上方から投入される。投入された急冷合金は、粉砕刃
100と激しく衝突し、スクリーン102の内周面にも
衝突する。スクリーン102に形成した開口部よりも大
きなサイズに砕かれた急冷合金は、スクリーン102の
外側に飛びだすことができず、粉砕刃100による粉砕
を更に受けることになる。一方、スクリーン102の開
口部よりも小さく粉砕された急冷合金は、その開口部を
介してスクリーン102の外側に飛びだすことができ
る。スクリーン102の外周部には、不図示のスクリー
ンカバーが設けられ、スクリーン102の開口部から飛
び出した粉末の回収が容易になっている。粉砕工程が終
わった後、最終的には、スクリーン102の外側と内側
の両方から回収された粉砕粉が粉末を構成することとな
るため、原料の回収率は略100%に達する。
The quenching alloy (grinding raw material) to be crushed for the crushing device in which the crushing blade 100 is rotating.
Is thrown in from above. The quenched alloy that has been thrown violently collides with the crushing blade 100 and also collides with the inner peripheral surface of the screen 102. The quenched alloy crushed to a size larger than the opening formed in the screen 102 cannot be ejected to the outside of the screen 102, and is further crushed by the crushing blade 100. On the other hand, the quenched alloy crushed to be smaller than the opening of the screen 102 can be ejected to the outside of the screen 102 through the opening. A screen cover (not shown) is provided on the outer peripheral portion of the screen 102 to facilitate the collection of the powder jumping out from the opening of the screen 102. After the crushing step is finished, the crushed powder collected from both the outside and the inside of the screen 102 eventually constitutes the powder, and the raw material recovery rate reaches about 100%.

【0043】このような粉砕装置を用いて上記急冷合金
を粉砕すると、一般には、粒度分布の幅が相対的に広い
粉末が生成される。しかし、本発明で用いる特定組織構
造を有し、かつ、特定の厚さを持つ急冷合金を上記の粉
砕装置で粉砕すると、粒径が106μm超300μm以
下の範囲に第1ピークを有し、かつ、粒径が106μm
以下の範囲に第2ピークを有する粒度分布を持つ合金粉
末を作製することができる。このような2つのピークを
有する双峰性の粒度分布であれば、相対的に大きな粒径
(粒径:106μm超)を持つ粉末粒子が作る隙間の中
に相対的に小さな粒径を持つ粉末粒子が入り込むため、
充填性に優れ、成形密度を大きく向上させることができ
る。
When the above-mentioned quenched alloy is crushed using such a crushing device, generally, a powder having a relatively wide particle size distribution is produced. However, when a quenched alloy having a specific structure and used in the present invention and having a specific thickness is crushed by the above crushing device, the particle size has a first peak in a range of more than 106 μm and 300 μm or less, and , Particle size is 106μm
An alloy powder having a particle size distribution having the second peak in the following range can be produced. With such a bimodal particle size distribution having two peaks, a powder having a relatively small particle size is formed in a gap formed by powder particles having a relatively large particle size (particle size: more than 106 μm). Because particles get in,
It has excellent filling properties and can greatly improve the molding density.

【0044】なお、粒径106μm超の粉末粒子が重量
比率で全体の50%以上を占めることが好ましい。本発
明では、粉砕する急冷合金の平均厚さが40μm超90
μm以下の範囲にあり、従来の急冷合金に比べて厚いた
め、粒径が106μm超の粉末粒子は偏平ではなく、等
軸的な形状を持つからである。好ましい実施形態では、
粒径が106μm超の粉末粒子のアスペクト比は0.3
以上1.0以下の範囲内にある。このような比較的大き
く、かつ等軸的な形状を持つ粉末粒子と、その隙間に適
切に収まる大きさの粉末粒子との組み合わせによって、
本発明のナノコンポジット磁石粉末は構成される。
It is preferable that powder particles having a particle size of more than 106 μm account for 50% or more of the total weight ratio. In the present invention, the average thickness of the quenched alloy to be crushed is more than 40 μm and 90
It is in the range of μm or less and is thicker than the conventional quenched alloy, so that the powder particles having a particle size of more than 106 μm are not flat but have an equiaxed shape. In a preferred embodiment,
The aspect ratio of powder particles having a particle size of more than 106 μm is 0.3.
It is in the range of 1.0 to 1.0. By combining such relatively large and equiaxed powder particles with powder particles of a size that fits properly in the gap,
The nanocomposite magnet powder of the present invention is made up.

【0045】上述のように、急冷合金の平均厚さは、粉
末粒子の形状(等軸的か扁平化)に強い影響を与える
が、Ti無添加の合金材料を用いて単純に平均厚さの厚
さ急冷合金を作製しようとすると、α−Feなどが析出
するなどして、最終的な磁石特性が大きく劣化してしま
うことになる。Ti添加の効果は、後に詳述する。
As described above, the average thickness of the quenched alloy has a strong influence on the shape of the powder particles (equal axis or flattening), but simply using an alloy material containing no Ti, the average thickness of When a thick-quenched alloy is to be produced, α-Fe and the like are precipitated, and the final magnet characteristics are greatly deteriorated. The effect of adding Ti will be described later in detail.

【0046】急冷合金の厚さをどのように設定するか
は、溶湯を冷却ロールに供給するレートや冷却ロールの
表面周速度によって調節されるため、厚さの設定値によ
って溶湯の冷却速度が決定される、この冷却速度によっ
て合金の微細組織構造が左右される。従って、急冷合金
の部位によって厚さがばらつくと、冷却速度の異なる部
位が合金中に存在することとなるため、組織の均一性が
劣化し、急冷の不充分な箇所にはα−Feが析出してし
まうことになる。α−Feの析出・粗大化は、本発明の
ナノコンポジット磁石の磁石特性を劣化させるため、急
冷合金の厚さは均一に制御することが望ましい。このた
め、本発明の好ましい実施形態では、急冷合金の厚さの
標準偏差を15μm以下に制御している。厚さの標準偏
差の好ましい値は13μm以下であり、更に好ましい値
は11μm以下である。
How to set the thickness of the quenched alloy is controlled by the rate at which the molten metal is supplied to the cooling roll and the peripheral speed of the surface of the cooling roll. Therefore, the cooling rate of the molten metal is determined by the set value of the thickness. This cooling rate affects the microstructure of the alloy. Therefore, if the thickness varies depending on the portion of the quenched alloy, portions with different cooling rates exist in the alloy, the uniformity of the structure deteriorates, and α-Fe precipitates in the insufficient quenching portion. Will be done. Since precipitation and coarsening of α-Fe deteriorates the magnetic properties of the nanocomposite magnet of the present invention, it is desirable to control the thickness of the quenched alloy uniformly. Therefore, in the preferred embodiment of the present invention, the standard deviation of the thickness of the quenched alloy is controlled to 15 μm or less. A preferred value of the standard deviation of thickness is 13 μm or less, and a more preferred value is 11 μm or less.

【0047】本発明では、上述した組成および組織を有
する急冷合金を、図1に示すような粉砕装置を用いて粉
砕することにより、粉砕直後において所望の粒度分布を
持つナノコンポジット磁石粉末を得ることができる。し
かし、上記の粉砕装置に代えて、ピンミルで粉砕する
と、粒度分布のビーク位置は比較的調整しやすいが、粒
度分布の幅を調節することはできないという問題があ
る。例えば、粒径の大きくなる側に粒度分布のピーク位
置をずらすことにより、平均粒径が大きくなる条件で粉
砕工程を行うと、粉末回収率が著しく低下してしまう。
従って、粒径が大きな粉末粒子(粒径:106μm超)
の占める重量比率を大きくすることが困難である。
In the present invention, the quenched alloy having the above-mentioned composition and structure is pulverized by using a pulverizing apparatus as shown in FIG. 1 to obtain a nanocomposite magnet powder having a desired particle size distribution immediately after pulverization. You can However, when crushing with a pin mill instead of the above crushing device, the beak position of the particle size distribution is relatively easy to adjust, but the width of the particle size distribution cannot be adjusted. For example, if the peak position of the particle size distribution is shifted to the side where the particle size increases, the pulverization step is performed under the condition that the average particle size increases, and the powder recovery rate will decrease significantly.
Therefore, powder particles with a large particle size (particle size: more than 106 μm)
It is difficult to increase the weight ratio occupied by.

【0048】これに対し、本発明で採用するタイプの粉
砕装置によれば、スクリーンに設けた開口部のサイズを
大きくすることにより、粒径の大きな粉末粒子の割合を
増加させることが簡単に行える、しかも、回収率は略1
00%である。更に、本発明で用いる急冷合金の場合、
相対的な粒径の大きな粉末粒子の隙間に入り込むような
サイズの粉末粒子が適切に形成されるだけではなく、相
対的に小さな粉末粒子も優れれた磁気特性を発揮すると
いう利点がある。これもTi添加の効果によるものと考
えられる。
On the other hand, according to the crushing device of the type used in the present invention, it is possible to easily increase the proportion of powder particles having a large particle diameter by increasing the size of the opening provided in the screen. Moreover, the recovery rate is about 1
It is 00%. Further, in the case of the quenched alloy used in the present invention,
Not only are the powder particles appropriately sized to fit into the gaps between the powder particles having a relatively large particle size, but also the relatively small powder particles have excellent magnetic properties. This is also considered to be due to the effect of adding Ti.

【0049】なお、小型磁石における脱粒などを抑制す
るために、Ti含有ナノコンポジット磁粉の最大粒径は
300μm以下であることが好ましく、250μm以下
であることがさらに好ましい。さらに、粉末粒子の平均
粒径は53μm超125μm以下の範囲内に調整するこ
とが好ましい。このような粒度分布を有するTi含有ナ
ノコンポジット磁粉は、上述した特に小型のリング磁石
の製造に好適に用いられる。
The maximum particle size of the Ti-containing nanocomposite magnetic powder is preferably 300 μm or less, and more preferably 250 μm or less, in order to suppress shedding and the like in a small magnet. Furthermore, it is preferable to adjust the average particle size of the powder particles to be in the range of more than 53 μm and 125 μm or less. The Ti-containing nanocomposite magnetic powder having such a particle size distribution is suitably used for manufacturing the above-mentioned particularly small ring magnet.

【0050】なお、本願明細書における粒径は、JIS
8801の標準ふるいによって分別することによって求
められたものとする。また、Ti含有ナノコンポジット
磁粉に含まれる粒子の最小粒径は特に限定されるもので
はないが、Ti含有ナノコンポジット磁粉の製造工程に
おいて、粒径が1μm以下の超微粉粒子は除去されやす
く、また、除去することが好ましい。
The particle size in the present specification is JIS
It shall be determined by sorting with a standard sieve of 8801. Further, the minimum particle size of the particles contained in the Ti-containing nanocomposite magnetic powder is not particularly limited, but in the manufacturing process of the Ti-containing nanocomposite magnetic powder, ultrafine powder particles having a particle size of 1 μm or less are easily removed, and , Preferably removed.

【0051】本発明によるTi含有ナノコンポジット磁
粉の粒度分布を、粒径が53μm以下の範囲に第2のピ
ークを有するように調整することによって、さらに成形
性を改善することができる。これは、第1ピークを構成
する比較的大きな粒子(粒径が106μm超の粒子を
「第1粒子」と呼ぶこともある。)によって形成される
間隙に、第2ピークを構成する比較的小さな粒子(粒径
が53μm以下の粒子を「第2粒子」と呼ぶこともあ
る。)が効率良く充填されるためと考えられる。
By adjusting the particle size distribution of the Ti-containing nanocomposite magnetic powder according to the present invention so that the particle size has a second peak in the range of 53 μm or less, the formability can be further improved. This is because a relatively small particle forming the second peak is formed in a gap formed by relatively large particles forming the first peak (particles having a particle size of more than 106 μm are also referred to as “first particles”). It is considered that particles (particles having a particle size of 53 μm or less are sometimes referred to as “second particles”) are efficiently filled.

【0052】また、この粒度分布による成形性の改善効
果は、第1粒子のアスペクト比(短軸/長軸)が0.3
以上1.0以下であるときに顕著に得られる。すなわ
ち、第1粒子および第2粒子の大きさを制御しても、第
1粒子のアスペクト比(粒径が106μm超の粒子)が
0.3未満であると、第1粒子によって形成される間隙
が扁平な形状となり、第2粒子がその間隙に充填され難
くなるためと考えられる。勿論、第2粒子のアスペクト
比も0.3以上1.0以下であることが好ましい。な
お、第2粒子は第1粒子よりも粒径が小さいので、第2
粒子のアスペクト比を第1粒子のアスペクト比以上とす
ることは容易である。
The effect of improving the formability by this particle size distribution is that the aspect ratio (minor axis / major axis) of the first particles is 0.3.
It is remarkably obtained when it is 1.0 or more. That is, even if the sizes of the first particles and the second particles are controlled, if the aspect ratio of the first particles (particles having a particle size of more than 106 μm) is less than 0.3, the gap formed by the first particles Is considered to be a flat shape and it becomes difficult for the second particles to be filled in the gaps. Of course, the aspect ratio of the second particles is also preferably 0.3 or more and 1.0 or less. Since the second particles have a smaller particle size than the first particles,
It is easy to make the aspect ratio of the particles equal to or higher than the aspect ratio of the first particles.

【0053】本発明のTi含有ナノコンポジット磁粉
は、以下に説明するように、ストリップキャスト法を用
いて、アスペクト比が0.3以上、あるいは、0.4以
上の粒子を高い生産性で製造することができる。ストリ
ップキャスト法を用いたTi含有ナノコンポジット磁粉
の製造方法の詳細は、例えば、本願出願人による特願2
001−342692号に記載されている。
As will be described below, the Ti-containing nanocomposite magnetic powder of the present invention uses the strip casting method to produce particles having an aspect ratio of 0.3 or more, or 0.4 or more with high productivity. be able to. For details of the method for producing the Ti-containing nanocomposite magnetic powder using the strip casting method, see, for example, Japanese Patent Application No.
No. 001-342692.

【0054】本発明によるボンド磁石用磁粉に用いられ
るTi含有ナノコンポジット磁粉は、後に詳述するよう
に、Tiの働きによって、従来の急冷磁石粉末よりも遅
い冷却速度(102〜106℃/秒)で合金溶湯を冷却す
ることによっても作製され得るので、ストリップキャス
ト法を用いて従来よりも厚い板厚を有する合金を作製し
ても上記の金属組織を得ることができる。本発明に用い
られるTi含有ナノコンポジットの急冷合金は、微細結
晶粒によって構成されているため、ランダムな方位に沿
って破断しやすく、アスペクト比が0.3以上の等軸的
な(アスペクト比が1に近い)粉末粒子が生成されやす
い。
The Ti-containing nanocomposite magnetic powder used in the magnetic powder for a bonded magnet according to the present invention has a slower cooling rate (10 2 to 10 6 ° C / ° C) than that of the conventional quenched magnet powder due to the function of Ti, as will be described later in detail. It can also be produced by cooling the molten alloy in seconds), so that the above metallographic structure can be obtained even if an alloy having a plate thickness thicker than the conventional one is produced using the strip casting method. The quenched alloy of the Ti-containing nanocomposite used in the present invention is composed of fine crystal grains, so that it easily breaks along a random orientation, and is equiaxial (aspect ratio of 0.3 or more). Powder particles (close to 1) are likely to be generated.

【0055】急冷合金の薄帯を粉砕して得られる合金薄
帯の厚さよりも粒径の大きな粒子の短軸の長さは、合金
薄帯の厚さによって決定されるので、厚い合金薄帯を粉
砕する方がアスペクト比の大きな(1に近い)粒子が得
られる。従って、粒径が106μmを超える粒子の平均
厚さは短軸の長さに相当し、50μm超120μm以下
の範囲内におさまり、アスペクト比が0.4以上1.0
以下の粒子が得られる。
Since the length of the minor axis of particles having a particle size larger than the thickness of the alloy ribbon obtained by crushing the alloy ribbon of the quenched alloy is determined by the thickness of the alloy ribbon, the thickness of the alloy ribbon is large. The particles having a larger aspect ratio (closer to 1) can be obtained by crushing. Therefore, the average thickness of particles having a particle size of more than 106 μm corresponds to the length of the short axis, falls within the range of more than 50 μm and 120 μm or less, and has an aspect ratio of 0.4 or more and 1.0 or more.
The following particles are obtained.

【0056】さらに、Ti含有ナノコンポジットの急冷
合金は上述したようにランダムに破壊されやすいので、
粒径の小さいものほどアスペクト比はさらに大きくなる
傾向にあり、粒径が合金薄帯の厚さ以下である粒子は、
より大きなアスペクト比を有する。
Further, since the quenched alloy of Ti-containing nanocomposite is easily broken at random as described above,
The smaller the particle size, the larger the aspect ratio tends to be, and the particles whose particle size is equal to or less than the thickness of the alloy ribbon,
It has a larger aspect ratio.

【0057】本発明によれば、上述のような方法で作製
されたTi含有ナノコンポジット磁粉を粉砕工程後に分
級して粒度分布を調整する工程を行わなくとも、成形圧
縮に適した双峰の粒度分布が得られる。
According to the present invention, even if the Ti-containing nanocomposite magnetic powder produced by the above method is not classified after the pulverizing step to adjust the particle size distribution, a bimodal particle size suitable for molding and compression is obtained. The distribution is obtained.

【0058】上述のような方法で作製されたTi含有ナ
ノコンポジット磁粉は、主として、アスペクト比が0.
4以上1.0以下の粉末粒子から構成されているので、
アスペクト比が0.3未満の従来の急冷磁石粉末に比べ
て充填性に優れている。従って、アスペクト比が0.4
以上1.0以下のTi含有ナノコンポジット磁粉を用い
てコンパウンドを調製することによって、従来の急冷磁
石粉末を用いた場合に比較して、磁気特性を低下させる
ことなく、充填性および成形性に優れたコンパウンドを
得ることができる。
The Ti-containing nanocomposite magnetic powder produced by the method as described above mainly has an aspect ratio of 0.
Since it is composed of 4 to 1.0 powder particles,
The filling property is excellent as compared with the conventional quenched magnet powder having an aspect ratio of less than 0.3. Therefore, the aspect ratio is 0.4
By preparing the compound using the Ti-containing nanocomposite magnetic powder of 1.0 or less, as compared with the case of using the conventional quenched magnet powder, the magnetic properties are not deteriorated and the filling property and the moldability are excellent. You can get a compound.

【0059】アスペクト比が0.3以上の粒子、特に、
アスペクト比が0.4以上の粒子は、上述したように粒
度分布を調整することによる成形性の改善効果が顕著に
得られるとともに、成形時におけるスプリングバックを
抑制する効果も得られる。その結果、充填率の高い(空
隙率の低い)ボンド磁石を得ることができる。樹脂とし
て熱硬化性樹脂を用い、例えば圧縮成形法で成形する
と、磁粉の充填率が80%以上のボンド磁石を得ること
ができる。
Particles having an aspect ratio of 0.3 or more, especially,
Particles having an aspect ratio of 0.4 or more can remarkably obtain the effect of improving the formability by adjusting the particle size distribution as described above, and also have the effect of suppressing springback during forming. As a result, a bonded magnet having a high filling rate (low porosity) can be obtained. When a thermosetting resin is used as the resin and is molded by, for example, a compression molding method, a bonded magnet having a magnetic powder filling rate of 80% or more can be obtained.

【0060】本発明によるTi含有ナノコンポジット磁
粉を含む磁粉と種々の樹脂とを公知の方法で混合(およ
び/または混練)することによって、ボンド磁石用コン
パウンドを得ることができる。樹脂としては、公知の熱
硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を用いることができる。さら
に、本発明によるTi含有ナノコンポジット磁粉によっ
てコンパウンドの成形性が改善されるので、従来は用い
ることが難しかった高粘度の樹脂を用いることもでき
る。さらに、本発明によるTi含有ナノコンポジット磁
粉を用いると、酸化による磁気特性の低下が少ないの
で、融点または軟化点あるいは硬化温度が高く従来は使
用が困難であった樹脂(例えばポリイミドや耐熱グレー
ド品)を用いることができるので、ボンド磁石の特性
(耐熱性など)を改善することが出来る。
A compound for a bonded magnet can be obtained by mixing (and / or kneading) the magnetic powder containing the Ti-containing nanocomposite magnetic powder according to the present invention with various resins by a known method. As the resin, a known thermosetting resin or thermoplastic resin can be used. Furthermore, since the Ti-containing nanocomposite magnetic powder according to the present invention improves the moldability of the compound, it is possible to use a high-viscosity resin that has been difficult to use in the past. Furthermore, when the Ti-containing nanocomposite magnetic powder according to the present invention is used, the deterioration of the magnetic properties due to oxidation is small, so that the resin having a high melting point or softening point or curing temperature, which is conventionally difficult to use (for example, polyimide or heat-resistant grade product). Can be used, the characteristics (heat resistance, etc.) of the bonded magnet can be improved.

【0061】本発明によるTi含有ナノコンポジット磁
粉を用いると、上述したように、従来と同等もしくはそ
れ以上の充填率を確保しつつ、空隙率(ボイド率)の低
いボンド磁石を提供することができる。従って、多くの
空隙が存在する成形上がりのボンド磁石に表面処理を施
すことによって付随して起こる信頼性の低下などの種々
の不具合の発生を抑制・防止することが出来る。なお、
本明細書における表面処理は、空隙を埋める封孔処理、
表面への保護膜の形成あるいは表面の改質を含むものと
し、公知の表面処理方法を広く用いることができる。
By using the Ti-containing nanocomposite magnetic powder according to the present invention, as described above, it is possible to provide a bonded magnet having a low porosity (void ratio) while ensuring a filling rate equal to or higher than the conventional one. . Therefore, it is possible to suppress / prevent various problems such as a decrease in reliability that accompanies the surface treatment of the as-molded bonded magnet having many voids. In addition,
The surface treatment in the present specification is a sealing treatment for filling voids,
Known surface treatment methods can be widely used, including formation of a protective film on the surface or modification of the surface.

【0062】上述したように、本発明によると、空隙率
が低いボンド磁石が得られるのに加え、磁粉自身の耐食
性が従来の急冷磁石粉末(例えばMQ粉)に比べて高
い。これは、磁粉中の希土類元素含有率が従来の急冷磁
石粉末よりも低く、且つ、上述のような組織を有してい
るためである。従って、従来の急冷磁石粉末を用いたボ
ンド磁石に比べ耐食性において非常に信頼性の高いボン
ド磁石が得られる。
As described above, according to the present invention, in addition to the bonded magnet having a low porosity being obtained, the corrosion resistance of the magnetic powder itself is higher than that of the conventional quenched magnet powder (for example, MQ powder). This is because the rare earth element content in the magnetic powder is lower than that of the conventional quenched magnet powder, and it has the above-mentioned structure. Therefore, as compared with the conventional bonded magnet using the rapidly cooled magnet powder, a bonded magnet having extremely high corrosion resistance can be obtained.

【0063】また、本発明によると磁粉自体の耐食性が
高く、且つ、空隙率の低いボンド磁石が得られるので、
従来よりも簡易な表面処理によって、十分な耐食信頼性
を得ることも出来る。すなわち、耐食信頼性を犠牲にす
ることなく、表面処理工程を簡略化することによって、
生産効率の向上や、コストの低減を実現することが出来
る。勿論、空隙率の低いボンド磁石は、従来の空隙率が
比較的高いボンド磁石に比べ、機械的強度に優れるとい
う利点も得られる。
Further, according to the present invention, a bonded magnet having a high corrosion resistance of the magnetic powder itself and a low porosity can be obtained.
Sufficient corrosion resistance can be obtained by simpler surface treatment than before. That is, by simplifying the surface treatment process without sacrificing the corrosion resistance,
It is possible to improve production efficiency and reduce costs. Of course, the bonded magnet having a low porosity also has an advantage that it has excellent mechanical strength as compared with the conventional bonded magnet having a relatively high porosity.

【0064】さらに、ボンド磁石の表面に形成する保護
膜の厚さを従来よりも薄くしても従来と同等以上の機械
的強度および/または耐食信頼性を得ることができる。
従って、磁石の表面に形成される樹脂被膜等の非磁性層
の厚さを従来よりも薄くし、磁気回路に形成される磁気
的なギャップによる磁気エネルギーの利用効率の低下を
抑制することができる。
Further, even if the thickness of the protective film formed on the surface of the bonded magnet is thinner than the conventional one, mechanical strength and / or corrosion resistance equal to or higher than the conventional one can be obtained.
Therefore, it is possible to reduce the thickness of the non-magnetic layer such as the resin coating formed on the surface of the magnet as compared with the conventional one, and to suppress the decrease in the utilization efficiency of the magnetic energy due to the magnetic gap formed in the magnetic circuit. .

【0065】以下に、本発明によるボンド磁石用磁粉お
よびそれを用いたコンパウンドならびにボンド磁石をさ
らに詳細に説明する。
The magnetic powder for a bonded magnet, the compound using the same and the bonded magnet according to the present invention will be described in more detail below.

【0066】〔Ti含有ナノコンポジット磁粉〕本発明
のTi含有ナノコンポジット磁粉は、Tiを含有するF
e−R−B系合金の溶湯を冷却し、それによって凝固し
た急冷合金から形成されている。この急冷凝固合金は、
結晶相を含むものであるが、必要に応じて加熱され、更
に結晶化が進められる。
[Ti-Containing Nanocomposite Magnetic Powder] The Ti-containing nanocomposite magnetic powder of the present invention comprises Ti-containing F.
The molten alloy of the e-R-B type alloy is cooled to form a rapidly solidified alloy. This rapidly solidified alloy is
Although it contains a crystalline phase, it is heated if necessary to further promote crystallization.

【0067】本発明者は、特定範囲の組成を有する鉄基
希土類合金へTiを添加することにより、合金溶湯の冷
却過程で生じやすく優れた磁気特性(特に高い保磁力や
減磁曲線の優れた角形性)の発現を阻害する原因となる
α−Fe相の析出・成長を抑制し、硬磁気特性を担うR
2Fe14B型化合物相の結晶成長を優先的かつ均一に進
行させることができることを見出した。
By adding Ti to an iron-based rare earth alloy having a composition within a specific range, the present inventor is likely to generate excellent magnetic properties (especially high coercive force and excellent demagnetization curve) during the cooling process of the molten alloy. R, which suppresses the precipitation and growth of the α-Fe phase that causes the obstruction of the expression of (squareness) and bears the hard magnetic property.
It was found that the crystal growth of the 2 Fe 14 B type compound phase can be preferentially and uniformly advanced.

【0068】Tiを添加しなかった場合、Nd2Fe14
B相の析出・成長に先だってα−Fe相が析出し、成長
しやすい。そのため、急冷合金に対する結晶熱処理が完
了した段階では、軟磁性のα−Fe相が粗大化してしま
い、減磁曲線の角形性が劣化するため、特に(BH)
maxが大きく低下する。
When Ti was not added, Nd 2 Fe 14
The α-Fe phase precipitates prior to the precipitation / growth of the B phase, which facilitates the growth. Therefore, at the stage when the crystal heat treatment for the quenched alloy is completed, the soft magnetic α-Fe phase is coarsened and the squareness of the demagnetization curve is deteriorated.
max is greatly reduced.

【0069】これに対し、Tiを添加した場合は、α−
Fe相の析出・成長のキネティクス(kinetics)が遅く
なり、析出・成長に時間を要するため、α−Fe相の析
出・成長が完了する前にNd2Fe14B相の析出・成長
が開始すると考えられる。このため、α−Fe相が粗大
化する前にNd2Fe14B相が均一に分散した状態に大
きく成長する。また、TiはBに対する親和性が強く、
鉄基硼化物の中に濃縮されやすいようである。鉄基硼化
物内でTiとBが強く結合することにより、Ti添加は
鉄基硼化物を安定化すると考えられる。
On the other hand, when Ti is added, α-
Since the kinetics of precipitation / growth of the Fe phase becomes slow and the precipitation / growth requires time, if the precipitation / growth of the Nd 2 Fe 14 B phase starts before the precipitation / growth of the α-Fe phase is completed. Conceivable. Therefore, the Nd 2 Fe 14 B phase grows large in a state in which it is uniformly dispersed before the α-Fe phase becomes coarse. Also, Ti has a strong affinity for B,
It seems to be easily concentrated in iron-based borides. It is believed that the addition of Ti stabilizes the iron-based boride due to the strong bonding of Ti and B within the iron-based boride.

【0070】本発明によれば、Tiの働きによって鉄基
硼化物やα−Fe相などの軟磁性相が微細化されるとも
に、Nd2Fe14B相が均一に分散し、しかもNd2Fe
14B相の体積比率の高いナノコンポジット組織を得るこ
とができる。その結果、Tiを添加しない場合に比べて
保磁力および磁化(残留磁束密度)が増加し、減磁曲線
の角形性が向上する。
According to the present invention, the soft magnetic phases such as the iron-based boride and the α-Fe phase are made fine by the action of Ti, the Nd 2 Fe 14 B phase is uniformly dispersed, and the Nd 2 Fe phase is further dispersed.
It is possible to obtain a nanocomposite structure having a high volume ratio of 14 B phase. As a result, the coercive force and the magnetization (residual magnetic flux density) are increased and the squareness of the demagnetization curve is improved as compared with the case where Ti is not added.

【0071】以下、本発明によるTi含有ナノコンポジ
ット磁粉をより詳細に説明する。
Hereinafter, the Ti-containing nanocomposite magnetic powder according to the present invention will be described in more detail.

【0072】本発明によるTi含有ナノコンポジット磁
粉は、好適には、その組成式が(Fe1-mm
100-x-y-zxyzで表現される。ここで、TはCoお
よびNiからなる群から選択された1種以上の元素、Q
はB(硼素)またはBおよびC(炭素)からなる群から
選択された1種以上の元素、RはLaおよびCeを実質
的に含まない1種以上の希土類元素、MはTi、Zr、
およびHfからなる群から選択された少なくとも1種の
金属元素であり、Tiを必ず含んでいる。
The Ti-containing nanocomposite magnetic powder according to the present invention preferably has a composition formula of (Fe 1 -m T m ).
It is expressed by 100-xyz Q x R y M z . Here, T is one or more elements selected from the group consisting of Co and Ni, and Q
Is one or more elements selected from the group consisting of B (boron) or B and C (carbon), R is one or more rare earth elements substantially free of La and Ce, M is Ti, Zr,
And Hf, which is at least one metal element selected from the group consisting of Hf and Hf, and always contains Ti.

【0073】組成比率を規定するx、y、z、およびm
は、それぞれ、10<x≦20原子%、6<y<10原
子%、0.1≦z≦12原子%、および0≦m≦0.5
の関係を満足することが好ましい。
X, y, z, and m which define the composition ratio
Are 10 <x ≦ 20 atomic%, 6 <y <10 atomic%, 0.1 ≦ z ≦ 12 atomic%, and 0 ≦ m ≦ 0.5, respectively.
It is preferable to satisfy the relationship.

【0074】Ti含有ナノコンポジット磁粉は、希土類
元素の組成比率が全体の10原子%未満であるにもかか
わらず、Tiの添加によって磁化(残留磁束密度)がT
iを添加しない場合と同等のレベルを維持するか、また
は増加し、減磁曲線の角形性が向上するという予想外の
効果が発揮される。
The Ti-containing nanocomposite magnetic powder has a magnetization (residual magnetic flux density) of T due to the addition of Ti, even though the composition ratio of the rare earth element is less than 10 atomic% of the whole.
An unexpected effect of maintaining or increasing the level equivalent to the case where i is not added and improving the squareness of the demagnetization curve is exhibited.

【0075】Ti含有ナノコンポジット磁粉では、軟磁
性相のサイズが微細であるため、各構成相が交換相互作
用によって結合し、硬磁性のR2Fe14B型化合物相以
外に鉄基硼化物やα−Feのような軟磁性相が存在して
いても、合金全体としては優れた減磁曲線の角形性を示
すことが可能になる。
In the Ti-containing nanocomposite magnetic powder, since the size of the soft magnetic phase is minute, the constituent phases are combined by exchange interaction, and in addition to the hard magnetic R 2 Fe 14 B type compound phase, iron-based borides and Even if a soft magnetic phase such as α-Fe is present, the alloy as a whole can exhibit excellent squareness of the demagnetization curve.

【0076】Ti含有ナノコンポジット磁粉は、好適に
は、R2Fe14B型化合物相の飽和磁化と同等、また
は、それよりも高い飽和磁化を有する鉄基硼化物やα−
Feを含有している。この鉄基硼化物は、例えば、Fe
3B(飽和磁化1.5T)やFe236(飽和磁化1.6
T)である。ここで、R2Fe14B型化合物の飽和磁化
はRがNdのとき約1.6Tであり、α−Feの飽和磁
化は2.1Tである。
The Ti-containing nanocomposite magnetic powder is preferably an iron-based boride or α-having a saturation magnetization equal to or higher than the saturation magnetization of the R 2 Fe 14 B type compound phase.
It contains Fe. This iron-based boride is, for example, Fe
3 B (saturation magnetization 1.5T) and Fe 23 B 6 (saturation magnetization 1.6
T). Here, the saturation magnetization of the R 2 Fe 14 B type compound is about 1.6 T when R is Nd, and the saturation magnetization of α-Fe is 2.1 T.

【0077】通常、Bの組成比率xが10原子%を超
え、しかも希土類元素Rの組成比率yが5原子%以上8
原子%以下の範囲にある場合、R2Fe233が生成され
るが、このような組成範囲にある原料合金を用いる場合
であっても、本発明のようにTiを添加することによ
り、R2Fe233相の代わりに、R2Fe14B相、およ
び、Fe236相やFe3B相などの鉄基硼化物相を生成
することができる。すなわち、Tiを添加することによ
ってR2Fe14B相の比率を増加できるとともに、生成
された鉄基硼化物相が磁化向上に寄与する。
Usually, the composition ratio x of B exceeds 10 atomic%, and the composition ratio y of the rare earth element R is 5 atomic% or more 8
When it is in the range of atomic% or less, R 2 Fe 23 B 3 is produced, but even when a raw material alloy having such a composition range is used, by adding Ti as in the present invention, Instead of the R 2 Fe 23 B 3 phase, an R 2 Fe 14 B phase and an iron-based boride phase such as the Fe 23 B 6 phase or the Fe 3 B phase can be generated. That is, by adding Ti, the ratio of the R 2 Fe 14 B phase can be increased, and the generated iron-based boride phase contributes to the improvement of the magnetization.

【0078】本発明者の実験によると、Tiを添加した
場合だけ、V、Cr、Mn、Nb、Moなどの他の種類
の金属を添加した場合と異なり、磁化の低下が生じず、
むしろ磁化が向上することが初めてわかった。また、T
iを添加した場合には、前述の他の添加元素と比べ、減
磁曲線の角形性が特に良好なものとなった。
According to the experiments of the present inventor, only when Ti is added, unlike the case where other kinds of metals such as V, Cr, Mn, Nb, and Mo are added, there is no decrease in magnetization.
Rather, it was discovered for the first time that the magnetization improved. Also, T
When i was added, the squareness of the demagnetization curve was particularly good as compared with the other additive elements described above.

【0079】また、このようなTi添加効果は、Bが1
0原子%を超える場合に顕著に発揮される。以下、図2
を参照しながら、この点を説明する。
The effect of adding Ti is that B is 1
It is remarkably exhibited when it exceeds 0 atom%. Below, FIG.
This point will be explained with reference to.

【0080】図2は、Tiが添加されていないNd−F
e−B磁石合金の最大磁気エネルギー積(BH)max
B量との関係を示すグラフである。グラフ中、白いバー
は10原子%以上14原子%以下のNdを含有する試料
のデータを示し、黒いバーは8原子%以上10原子%未
満のNdを含有する試料のデータを示している。これに
対し、図3は、Tiが添加されたNd−Fe−B磁石合
金の最大磁気エネルギー積(BH)maxとBとの関係を
示すグラフである。グラフ中、白いバーは10原子%以
上14原子%以下のNdを含有する試料のデータを示
し、黒いバーは8原子%以上10原子%未満のNdを含
有する試料のデータを示している。
FIG. 2 shows Nd-F to which Ti is not added.
It is a graph which shows the maximum magnetic energy product (BH) max of an e-B magnet alloy, and the relationship of B amount. In the graph, a white bar shows data of a sample containing 10 atomic% or more and 14 atomic% or less Nd, and a black bar shows data of a sample containing 8 atomic% or more and less than 10 atomic% Nd. On the other hand, FIG. 3 is a graph showing the relationship between the maximum magnetic energy product (BH) max and B of the Nd-Fe-B magnet alloy containing Ti. In the graph, a white bar shows data of a sample containing 10 atomic% or more and 14 atomic% or less Nd, and a black bar shows data of a sample containing 8 atomic% or more and less than 10 atomic% Nd.

【0081】図2からわかるように、Tiが添加されて
いない試料では、Ndの含有量にかかわらず、Bが10
原子%を超えて多くなるにつれ、最大磁気エネルギー積
(BH)maxが低下している。さらに、この低下の程度
は、Ndの含有量が8〜10原子%の場合により大きく
なる。このような傾向は従来から知られており、Nd 2
Fe14B相を主相とする磁石合金においては、Bの量を
10原子%以下に設定することが好ましいと考えられて
きた。例えば、米国特許4,836,868号は、Bは
5〜9.5原子%の実施例を開示し、更に、Bの好まし
い範囲として4原子%以上12原子%未満、より好まし
い範囲として4原子%以上10原子%以下の範囲を教示
している。
As can be seen from FIG. 2, when Ti is added,
In the sample without B, B was 10 regardless of the Nd content.
Maximum magnetic energy product as the number exceeds atomic%
(BH)maxIs falling. Furthermore, the extent of this decline
Is larger when the Nd content is 8 to 10 atomic%.
Become. This tendency has been known from the past, and Nd 2
Fe14In a magnet alloy whose main phase is B phase, the amount of B is
It is thought that it is preferable to set it to 10 atomic% or less
Came. For example, in US Pat. No. 4,836,868, B is
Disclosed is an example of 5 to 9.5 atomic%, and further, B is preferred.
4 atom% or more and less than 12 atom% as a preferable range, more preferable
The range of 4 atom% or more and 10 atom% or less
is doing.

【0082】これに対して、Tiが添加された試料で
は、図3からわかるように、Bが10原子%を超える或
る範囲で最大磁気エネルギー積(BH)maxが向上して
いる。この向上はNdの含有量が8〜10原子%の場合
に特に顕著である。
On the other hand, in the sample to which Ti is added, as can be seen from FIG. 3, the maximum magnetic energy product (BH) max is improved in a certain range where B exceeds 10 atomic%. This improvement is particularly remarkable when the Nd content is 8 to 10 atomic%.

【0083】このように本発明によれば、Bが10原子
%を超えると磁気特性が劣化するという従来の技術常識
からは予期できない効果をTi添加によって得ることが
可能になる。
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain an effect by adding Ti, which is unexpected from the conventional technical common sense that the magnetic characteristics are deteriorated when B exceeds 10 atomic%.

【0084】次に、Ti含有ナノコンポジット磁粉用の
急冷合金の製造方法を説明する。
Next, a method for producing a quenched alloy for Ti-containing nanocomposite magnetic powder will be described.

【0085】まず、前述した組成式で表される合金の溶
湯を不活性雰囲気中で冷却し、それによってR2Fe14
B型化合物相を例えば全体の60体積%以上含む急冷合
金を作製する。急冷合金中のR2Fe14B型化合物相の
平均結晶粒径は例えば80nm以下にすることができ
る。この急冷合金に対して、必要に応じて熱処理を行な
えば、急冷合金中に残存していた非晶質を結晶化させる
ことができる。
First, the molten metal of the alloy represented by the above composition formula is cooled in an inert atmosphere, whereby R 2 Fe 14
A quenched alloy containing, for example, 60% by volume or more of the B-type compound phase is prepared. The average crystal grain size of the R 2 Fe 14 B type compound phase in the quenched alloy can be, for example, 80 nm or less. If necessary, the quenched alloy is heat-treated to crystallize the amorphous material remaining in the quenched alloy.

【0086】メルトスピニング法やストリップキャスト
法などの冷却ロールを用いた急冷法を用い、上記合金溶
湯を圧力1.3kPa以上の雰囲気中で冷却する。それ
により、合金溶湯は、冷却ロールとの接触によって急冷
されるだけでなく、冷却ロールから離れた後も、雰囲気
ガスによる二次冷却効果を受けて適切に冷却される。
The molten alloy is cooled in an atmosphere having a pressure of 1.3 kPa or more by using a quenching method using a cooling roll such as a melt spinning method and a strip casting method. As a result, not only is the molten alloy melt rapidly cooled by contact with the cooling roll, but also after being separated from the cooling roll, the molten alloy is appropriately cooled by the secondary cooling effect of the atmospheric gas.

【0087】本発明者の実験によれば、急冷時に雰囲気
ガスの圧力は、1.3kPa以上でしかも常圧(10
1.3kPa)以下に制御することが好ましく、10k
Pa以上90kPa以下の範囲にすることが更に好まし
い。より好ましい範囲は20kPa以上60kPa以下
である。
According to the experiment conducted by the present inventor, the pressure of the atmospheric gas at the time of quenching is 1.3 kPa or more and the atmospheric pressure (10
1.3 kPa) or less, preferably 10 k
It is more preferable to set it in the range of Pa to 90 kPa. A more preferable range is 20 kPa or more and 60 kPa or less.

【0088】上記雰囲気ガス圧力のもとで、ロール表面
周速度の好ましい範囲は5m/秒以上20m/秒以下で
ある。ロール表面周速度が20mを超えると、急冷合金
の平均厚さが40μmを下回る厚さとなる。その結果、
粉砕工程で所望の粒度分布を得ることができなくなる。
一方、ロール表面周速度が5m/秒より遅くなると、急
冷合金の平均厚さが90μmを超えてしまい、粉砕工程
で所望の粒度分布が得られなくなる。また、急冷合金中
に含まれるR2Fe14B型化合物相の結晶粒が粗大化す
る可能性がある。その結果、熱処理によってR2Fe14
B型化合物相は更に大きくなり、磁気特性が劣化するお
それがある。
Under the above atmosphere gas pressure, the roll surface peripheral velocity is preferably in the range of 5 m / sec to 20 m / sec. When the roll surface peripheral velocity exceeds 20 m, the average thickness of the quenched alloy becomes less than 40 μm. as a result,
It becomes impossible to obtain a desired particle size distribution in the grinding process.
On the other hand, when the peripheral surface speed of the roll is lower than 5 m / sec, the average thickness of the quenched alloy exceeds 90 μm, and the desired particle size distribution cannot be obtained in the pulverizing step. Further, the crystal grains of the R 2 Fe 14 B type compound phase contained in the quenched alloy may become coarse. As a result, by heat treatment, R 2 Fe 14
The B-type compound phase becomes larger and the magnetic properties may deteriorate.

【0089】実験によると、ロール表面周速度の更に好
ましい範囲は5m/秒以上20m/秒以下であり、更に
好ましい範囲は7m/秒以上18m/秒以下である。特
に、ロール表面周速度は8m/秒以上16m/秒以下の
範囲内にあることが最も好ましい。
According to the experiment, the roll surface peripheral velocity is more preferably in the range of 5 m / sec to 20 m / sec, and still more preferably in the range of 7 m / sec to 18 m / sec. In particular, it is most preferable that the roll surface peripheral velocity is in the range of 8 m / sec or more and 16 m / sec or less.

【0090】なお、本発明では、急冷合金中に粗大なα
−Feをほとんど析出させず、微細なR2Fe14B型化
合物相を有する組織、あるいは、微細なR2Fe14B型
化合物相を有する組織とアモルファス相が混在した組織
が作製される。これにより、熱処理後に鉄基硼化物相な
どの軟磁性相が硬磁性相の間(粒界)に微細に分散した
状態または薄く広がった状態で存在する高性能のナノコ
ンポジット永久磁石を得ることができる。なお、本明細
書における「アモルファス相」とは、原子配列が完全に
無秩序化した部分によってのみ構成される相だけではな
く、結晶化の前駆体や微結晶(サイズ:数nm以下)、
または原子クラスタを部分的に含んでいる相をも含むも
のとする。具体的には、X線回折や透過電子顕微鏡観察
によって結晶構造を明確に同定できない相を広く「アモ
ルファス相」と称することにする。
In the present invention, coarse α is contained in the quenched alloy.
Hardly precipitating -fe, tissue having fine R 2 Fe 14 B compound phase, or tissue and an amorphous phase having fine R 2 Fe 14 B type compound phase are mixed tissue is produced. As a result, it is possible to obtain a high-performance nanocomposite permanent magnet in which a soft magnetic phase such as an iron-based boride phase is present in a finely dispersed state or a thinly spread state between the hard magnetic phases (grain boundaries) after heat treatment. it can. Note that the "amorphous phase" in the present specification is not limited to a phase constituted only by a portion in which the atomic arrangement is completely disordered, but also a crystallization precursor or microcrystal (size: several nm or less),
Alternatively, it also includes a phase partially containing an atomic cluster. Specifically, a phase whose crystal structure cannot be clearly identified by X-ray diffraction or transmission electron microscope observation is broadly referred to as an "amorphous phase".

【0091】従来、本発明が対象とするような組成に類
似する組成(但しTiを含まない)を有する合金溶湯を
冷却してR2Fe14B型化合物相を60体積%以上含む
ような急冷合金を作製しようとすると、α−Feが多く
析出した合金組織が得られるため、その後の結晶化熱処
理でα−Feが粗大化してしまうという問題があった。
α−Feなどの軟磁性相が粗大化すると、磁気特性が大
きく劣化し、到底実用に耐えるボンド磁石は得られな
い。
Conventionally, a molten alloy having a composition similar to the composition of the present invention (but not containing Ti) is cooled and rapidly cooled to contain R 2 Fe 14 B type compound phase in an amount of 60% by volume or more. When an alloy is produced, an alloy structure in which a large amount of α-Fe is precipitated is obtained, so that there is a problem that α-Fe becomes coarse in the subsequent crystallization heat treatment.
When the soft magnetic phase such as α-Fe is coarsened, the magnetic properties are significantly deteriorated, and a bonded magnet that can withstand practical use cannot be obtained at all.

【0092】特に本発明で用いる原料合金組成のように
Bの含有量が比較的多い場合、Bが持つ高いアモルファ
ス生成能のため、合金溶湯の冷却速度を遅くしても、結
晶相は生成されにくかった。そのため、従来技術によれ
ば、合金溶湯の冷却速度を充分に低下させてR2Fe14
B型化合物相の体積比率が60%を超えるような急冷凝
固合金を作製しようとすると、従来技術ではR2Fe14
B型化合物相以外にα−Feまたはその前駆体が多く析
出してしまい、その後の結晶化熱処理により、α−Fe
相の粗大化が進行し、磁気特性が大きく劣化してしまっ
た。
In particular, when the content of B is relatively large as in the raw material alloy composition used in the present invention, a crystal phase is generated even if the cooling rate of the molten alloy is slowed due to the high amorphous forming ability of B. It was difficult. Therefore, according to the prior art, the cooling rate of the molten alloy is sufficiently reduced to obtain R 2 Fe 14
If an attempt is made to produce a rapidly solidified alloy in which the volume ratio of the B-type compound phase exceeds 60%, in the prior art, R 2 Fe 14
In addition to the B-type compound phase, a large amount of α-Fe or its precursor is deposited, and the subsequent crystallization heat treatment causes α-Fe.
The coarsening of the phase progressed, and the magnetic characteristics deteriorated significantly.

【0093】以上のことから、従来、ナノコンポジット
磁石磁粉用原料合金の保磁力を増大させるには、合金溶
湯の冷却速度を高め、急冷凝固合金の大部分がアモルフ
ァス相によって占められるような状態にした後、そのア
モルファス相から結晶化熱処理により均一に微細化され
た組織を形成することが好ましいとの常識が存在してい
た。これは、微細な結晶相が分散した合金組織を持つナ
ノコンポジットを得るには、制御しやすい熱処理工程で
アモルファス相から結晶化を行なうべきと考えられてい
たからである。
From the above, conventionally, in order to increase the coercive force of the raw material alloy for the nanocomposite magnet magnetic powder, the cooling rate of the molten alloy is increased so that most of the rapidly solidified alloy is occupied by the amorphous phase. After that, it was common knowledge that it is preferable to form a uniformly refined structure from the amorphous phase by crystallization heat treatment. This is because in order to obtain a nanocomposite having an alloy structure in which fine crystal phases are dispersed, it was thought that crystallization should be performed from the amorphous phase in a heat treatment process that is easily controlled.

【0094】このため、アモルファス生成能に優れたL
aを原料合金に添加し、その原料合金の溶湯を急冷する
ことによってアモルファス相を主相とする急冷凝固合金
を作製した後、結晶化熱処理でNd2Fe14B相および
α−Fe相の両方を析出・成長させ、いずれの相も数十
nm程度の微細なものとする技術が報告されている(W.
C.Chan, et.al. "THE EFFECTS OF REFRACTORY METALS O
N THE MAGNETIC PROPERTIES OF α-Fe/R2Fe14B-TYPE NA
NOCOMPOSITES", IEEE, Trans. Magn. No. 5, INTERMAG.
99, Kyongiu, Korea pp.3265-3267, 1999)。なお、こ
の論文は、Tiなどの高融点金属元素の微量添加(2原
子%)が磁気特性を向上させることと、希土類元素であ
るNdの組成比率を9.5原子%よりも11.0原子%
に増加させることがNd2Fe14B相およびα−Fe相
の両方を微細化する上で好ましいことを教示している。
上記高融点金属の添加は、硼化物(R2Fe233やFe
3B)の生成を抑制し、Nd2Fe14B相およびα−Fe
相の2相のみからなる磁石粉末用原料合金を作製するた
めに行なわれている。
For this reason, L having an excellent amorphous forming ability
After a is added to the raw material alloy and the melt of the raw material alloy is rapidly cooled to produce a rapidly solidified alloy having an amorphous phase as a main phase, both the Nd 2 Fe 14 B phase and the α-Fe phase are subjected to crystallization heat treatment. It has been reported that the technique of precipitating and growing the slag and making each phase as fine as several tens of nm (W.
C. Chan, et.al. "THE EFFECTS OF REFRACTORY METALS O
N THE MAGNETIC PROPERTIES OF α-Fe / R 2 Fe 14 B-TYPE NA
NOCOMPOSITES ", IEEE, Trans. Magn. No. 5, INTERMAG.
99, Kyongiu, Korea pp.3265-3267, 1999). In addition, this paper shows that the addition of a trace amount of refractory metal elements such as Ti (2 atomic%) improves the magnetic properties, and that the composition ratio of rare earth element Nd is 11.0 atomic% rather than 9.5 atomic%. %
It has been taught that the increase in the Nd 2 Fe 14 B phase and the α-Fe phase is preferable for increasing the grain size.
The above refractory metal is added by adding boride (R 2 Fe 23 B 3 or Fe
The production of 3 B) inhibited, Nd 2 Fe 14 B phase and alpha-Fe
It is carried out in order to produce a raw material alloy for magnet powder consisting of only two phases.

【0095】これに対し、本発明では、添加Tiの働き
により、急冷凝固工程でα−Fe相の析出を抑え、更に
は、結晶化熱処理工程において鉄基硼化物や軟磁性相を
生成させ且つその粗大化を抑制することにより、優れた
磁気特性を有する磁粉を得ることができる。このような
Ti添加の効果を利用することにより、平均厚さが40
μm以上90μm以下の比較的厚い急冷合金を作製した
としても、優れた磁気特性を発現させることが可能とな
る。
On the other hand, in the present invention, the function of the added Ti suppresses the precipitation of the α-Fe phase in the rapid solidification step, and further, the iron-based boride and the soft magnetic phase are generated in the crystallization heat treatment step. By suppressing the coarsening, magnetic powder having excellent magnetic properties can be obtained. By utilizing such an effect of adding Ti, the average thickness is 40
Even if a relatively thick quenched alloy having a thickness of μm or more and 90 μm or less is produced, it becomes possible to exhibit excellent magnetic properties.

【0096】なお、本発明によれば、希土類元素量が比
較的少ない(例えば9原子%以下)原料合金を用いなが
ら、磁化(残留磁束密度)および保磁力が高く、減磁曲
線の角形性にも優れた磁石粉末を製造することができ
る。
According to the present invention, the magnetization (residual magnetic flux density) and the coercive force are high and the squareness of the demagnetization curve is obtained while using a raw material alloy having a relatively small amount of rare earth element (for example, 9 atomic% or less). It is also possible to produce excellent magnet powder.

【0097】前述のように、本発明によるTi含有ナノ
コンポジット磁粉用原料合金の保磁力の増加は、Nd2
Fe14B相を冷却工程で優先的に析出・成長させ、それ
によってNd2Fe14B相の体積比率を増加させなが
ら、しかも軟磁性相の粗大化を抑制したことによって実
現する。また、磁化の増加は、Tiの働きにより、急冷
凝固合金中に存在するBリッチな非磁性アモルファス相
から強磁性鉄基硼化物などの硼化物相を生成すること
で、結晶化熱処理後の強磁性相の体積比率を増加させた
ために得られたものと考えられる。
[0097] As described above, an increase in the coercivity of the Ti-containing nanocomposite magnet powder for raw material alloy according to the present invention, Nd 2
This is achieved by preferentially precipitating and growing the Fe 14 B phase in the cooling process, thereby increasing the volume ratio of the Nd 2 Fe 14 B phase and suppressing the coarsening of the soft magnetic phase. In addition, the increase in magnetization is caused by the action of Ti, which produces a boride phase such as a ferromagnetic iron-based boride from the B-rich non-magnetic amorphous phase existing in the rapidly solidified alloy, resulting in a strong strength after the crystallization heat treatment. It is considered that it was obtained because the volume ratio of the magnetic phase was increased.

【0098】上述のようにして得られた原料合金に対し
ては、必要に応じて、結晶化熱処理を行ない、R2Fe
14B型化合物相、硼化物相、およびα−Fe相を含む3
種類以上の結晶相を含有する組織を形成することが好ま
しい。この組織中、R2Fe1 4B型化合物相の平均結晶
粒径は10nm以上200nm以下、硼化物相およびα
−Fe相の平均結晶粒径は1nm以上100nm以下と
なるように熱処理温度および時間を調節する。R2Fe
14B型化合物相の平均結晶粒径は通常30nm以上とな
るが、条件によっては50nm以上になる。硼化物相や
α−Fe相などの軟磁性相の平均結晶粒径は30nm以
下となることが多く、典型的には数nmの大きさにしか
ならない。
The raw material alloy obtained as described above is subjected to crystallization heat treatment, if necessary, to obtain R 2 Fe.
14 including B-type compound phase, boride phase, and α-Fe phase 3
It is preferable to form a structure containing more than one kind of crystalline phase. In this structure, the average crystal grain size of the R 2 Fe 1 4 B type compound phase is 10 nm or more and 200 nm or less, the boride phase and α
The heat treatment temperature and time are adjusted so that the average crystal grain size of the —Fe phase is 1 nm or more and 100 nm or less. R 2 Fe
The average crystal grain size of the 14 B type compound phase is usually 30 nm or more, but it is 50 nm or more depending on the conditions. The average crystal grain size of a soft magnetic phase such as a boride phase or α-Fe phase is often 30 nm or less, and typically only a few nm.

【0099】最終的な磁石粉末用原料合金における軟磁
性相の平均粒径は、R2Fe14B型化合物相(硬磁性
相)の平均結晶粒径よりも小さく、R2Fe14B型化合
物相の粒界に存在している。図4は、この原料合金の金
属組織を模式的に示している。図4からわかるように、
相対的に大きなR2Fe14B型化合物相の間に微細な軟
磁性相が分散して存在している。このようにR2Fe14
B型化合物相の平均結晶粒径が比較的大きくなっても、
軟磁性相の結晶成長は抑制されており平均結晶粒径が充
分に小さいため、各構成相が交換相互作用によって磁気
的に結合し、その結果、軟磁性相の磁化方向が硬磁性相
によって拘束されるので、合金全体としては優れた減磁
曲線の角形性を示すことが可能になる。
The average grain size of the soft magnetic phase in the final raw material alloy for magnet powder is smaller than the average grain size of the R 2 Fe 14 B type compound phase (hard magnetic phase), and the R 2 Fe 14 B type compound It exists at the grain boundary of the phase. FIG. 4 schematically shows the metallographic structure of this raw material alloy. As you can see from Figure 4,
Fine soft magnetic phases are dispersed and exist between the relatively large R 2 Fe 14 B type compound phases. Thus R 2 Fe 14
Even if the average crystal grain size of the B-type compound phase becomes relatively large,
Since the crystal growth of the soft magnetic phase is suppressed and the average crystal grain size is sufficiently small, each constituent phase is magnetically coupled by the exchange interaction, and as a result, the magnetization direction of the soft magnetic phase is restricted by the hard magnetic phase. As a result, the alloy as a whole can exhibit excellent demagnetization curve squareness.

【0100】上述の製造方法において硼化物が生成され
やすい理由は、R2Fe14B型化合物相が大半を占める
凝固合金を作製すると、急冷合金中に存在するアモルフ
ァス相がどうしてもBを過剰に含むこととなるため、こ
のBが結晶化熱処理で他の元素と結合して析出・成長し
やすくなるためであると考えられる。しかし、このBと
他の元素の結合により、磁化の低い化合物が生成される
と、合金全体として磁化が低下してしまう。
The reason why boride is likely to be produced in the above-mentioned production method is that when a solidified alloy in which the R 2 Fe 14 B type compound phase occupies the majority is produced, the amorphous phase present in the quenched alloy inevitably contains excessive B. It is considered that this is because this B is likely to combine with other elements in the crystallization heat treatment to precipitate and grow. However, if a compound with low magnetization is generated by the combination of B and other elements, the magnetization of the alloy as a whole will be reduced.

【0101】本発明者の実験によれば、Tiを添加した
場合だけ、V、Cr、Mn、Nb、Moなどの他の種類
の金属を添加した場合と異なり、磁化の低下が生じず、
むしろ磁化が向上することがわかった。また、M(特に
Ti)を添加した場合には、前述の他の添加元素と比
べ、減磁曲線の角形性が特に良好なものとなった。これ
らのことから、磁化の低い硼化物の生成を抑制する上で
Tiが特に重要な働きをしていると考えられる。特に、
本発明で用いる原料合金の組成範囲のうち、BおよびT
iが比較的に少ない場合は、熱処理によって強磁性を有
する鉄基硼化物相が析出しやすい。この場合、非磁性の
アモルファス相中に含まれるBが鉄基硼化物中に取り込
まれる結果、結晶化熱処理後に残存する非磁性アモルフ
ァス相の体積比率が減少し、強磁性の結晶相が増加する
ため、残留磁束密度Brが向上すると考えられる。
According to the experiments conducted by the present inventor, only when Ti is added, unlike the case where other kinds of metals such as V, Cr, Mn, Nb, and Mo are added, there is no decrease in magnetization.
Rather, it was found that the magnetization was improved. Further, when M (particularly Ti) was added, the squareness of the demagnetization curve became particularly good as compared with the other additive elements described above. From these facts, it is considered that Ti plays a particularly important role in suppressing the formation of boride having low magnetization. In particular,
In the composition range of the raw material alloy used in the present invention, B and T
When i is relatively small, an iron-based boride phase having ferromagnetism is likely to precipitate by heat treatment. In this case, B contained in the non-magnetic amorphous phase is taken into the iron-based boride, and as a result, the volume ratio of the non-magnetic amorphous phase remaining after the crystallization heat treatment decreases and the ferromagnetic crystal phase increases. It is considered that the residual magnetic flux density B r is improved.

【0102】以下、図5を参照しながら、この点をより
詳細に説明する。
Hereinafter, this point will be described in more detail with reference to FIG.

【0103】図5は、Tiを添加した場合、および、T
iに代えてNbなどを添加した場合における急冷凝固合
金の結晶化過程における微細組織の変化を模式的に示す
図である。Tiを添加した場合は、α−Feが析出する
温度よりも高い温度領域において各構成相の粒成長が抑
制されており、優れた硬磁気特性が維持される。これに
対し、Nb、V、Crなどの金属元素を添加した場合
は、α−Feが析出するような比較的高い温度領域で各
構成相の粒成長が著しく進行し、各構成相間に働くの交
換相互作用が弱まってしまう結果、減磁曲線の角形性が
大きく低下する。
FIG. 5 shows the case where Ti is added and T
It is a figure which shows typically the change of the microstructure in the crystallization process of the rapid solidification alloy when Nb etc. are added instead of i. When Ti is added, grain growth of each constituent phase is suppressed in a temperature range higher than the temperature at which α-Fe precipitates, and excellent hard magnetic properties are maintained. On the other hand, when a metal element such as Nb, V, or Cr is added, the grain growth of each constituent phase remarkably progresses in a relatively high temperature region where α-Fe precipitates, and it acts between each constituent phase. As a result of weakening the exchange interaction, the squareness of the demagnetization curve is greatly reduced.

【0104】まず、Nb、Mo、Wを添加した場合を説
明する。この場合、α−Feが析出しない比較的低い温
度領域で熱処理を行なえば、減磁曲線の角形性に優れた
良好な硬磁気特性を得ることが可能である。しかし、こ
のような温度で熱処理を行なった合金では、R2Fe14
B型微細結晶相が非磁性のアモルファス相中に分散して
存在していると推定され、ナノコンポジットの構成は形
成されていないため、高い磁化が期待できない。また、
更に高い温度で熱処理を行なうと、アモルファス相中か
らα−Fe相が析出する。このα−Fe相は、Tiを添
加した場合と異なり、析出後、急激に成長し、粗大化す
る。このため、各構成相間の交換結合が弱くなり、減磁
曲線の角形性が大きく劣化してしまうことになる。
First, the case where Nb, Mo and W are added will be described. In this case, if the heat treatment is performed in a relatively low temperature region where α-Fe does not precipitate, it is possible to obtain good hard magnetic characteristics with excellent squareness of the demagnetization curve. However, in the alloy heat-treated at such a temperature, R 2 Fe 14
It is presumed that the B-type fine crystal phase is dispersed and present in the non-magnetic amorphous phase, and since the nanocomposite structure is not formed, high magnetization cannot be expected. Also,
When the heat treatment is performed at a higher temperature, the α-Fe phase is precipitated out of the amorphous phase. Unlike the case where Ti is added, this α-Fe phase rapidly grows and coarsens after precipitation. For this reason, the exchange coupling between the constituent phases becomes weak, and the squareness of the demagnetization curve is greatly deteriorated.

【0105】一方、Tiを添加した場合は、熱処理によ
り、R2Fe14B型結晶相、鉄基硼化物相、α−Fe
相、およびアモルファス相を含むナノコンポジット構造
が得られ、各構成相が均一に微細化する。また、Tiを
添加した場合は、α−Fe相の成長が抑制される。
On the other hand, when Ti is added, the R 2 Fe 14 B type crystal phase, the iron-based boride phase, and α-Fe are heat treated.
A nanocomposite structure containing a phase and an amorphous phase is obtained, and each constituent phase is uniformly miniaturized. Further, when Ti is added, the growth of the α-Fe phase is suppressed.

【0106】VやCrを添加した場合は、これらの添加
金属がFeに固溶し、Feと反強磁性的に結合するた
め、磁化が大きく低下してしまう。また、VやCrを添
加した場合、熱処理に伴う粒成長が充分に抑制されず、
減磁曲線の角形性が劣化する。
When V or Cr is added, these added metals form a solid solution with Fe and are antiferromagnetically coupled with Fe, resulting in a large decrease in magnetization. Further, when V or Cr is added, grain growth due to heat treatment is not sufficiently suppressed,
The squareness of the demagnetization curve deteriorates.

【0107】このようにTiを添加した場合のみ、α−
Fe相の粗大化を適切に抑制し、強磁性の鉄基硼化物を
形成することが可能になる。更に、Tiは、液体急冷時
にFe初晶(後にα−Feに変態するγ−Fe)の析出
を遅らせ、過冷却液体の生成を容易にする元素としてB
やCとともに重要な働きをするため、合金溶湯を急冷す
る際の冷却速度を102℃/秒〜105℃/秒程度の比較
的低い値にしても、α−Feを大きく析出させることな
く、R2Fe14B型結晶相とアモルファス相とが混在す
る急冷合金を作製することが可能になる。このことは、
種々の液体急冷法の中から、特に量産に適したストリッ
プキャスト法の採用を可能にするため、低コスト化にと
って極めて重要である。
Only when Ti is added in this way, α-
It is possible to appropriately suppress the coarsening of the Fe phase and form a ferromagnetic iron-based boride. Further, Ti is an element that delays the precipitation of Fe primary crystals (γ-Fe that is transformed into α-Fe later) during liquid quenching and facilitates the formation of a supercooled liquid.
Since it plays an important role together with C and C, even if the cooling rate at the time of rapidly cooling the molten alloy is set to a relatively low value of about 10 2 ° C / sec to 10 5 ° C / sec, α-Fe does not precipitate significantly. , R 2 Fe 14 B type crystal phase and an amorphous phase can be mixed to produce a quenched alloy. This is
Among various liquid quenching methods, the strip casting method, which is particularly suitable for mass production, can be adopted, which is extremely important for cost reduction.

【0108】合金溶湯を急冷して原料合金を得る方法と
して、ノズルやオリフィスによる溶湯の流量制御を行な
わずに溶湯をタンディッシュから直接に冷却ロール上に
注ぐストリップキャスト法は生産性が高く、製造コスト
の低い方法である。R−Fe−B系希土類合金の溶湯を
ストリップキャスト法によっても達成可能な冷却速度範
囲でアモルファス化するには、通常、Bを10原子%以
上添加する必要がある。従来の技術においてBを多く添
加した場合は、急冷合金に対して結晶化熱処理を行った
後、非性磁性のアモルファス相の他、粗大なα−Feや
軟磁性相であるNd2Fe233相が析出するため、均質
な微細結晶組織が得られない。その結果、強磁性相の体
積比率が低下し、磁化の低下およびNd2Fe14B相の
存在比率の低下により、保磁力の大幅な低下を招来す
る。しかしながら、本発明のようにTiを添加すると、
上述したようにα−Fe相の粗大化が抑制されるなどの
現象が起こり、予想外に磁化が向上する。
As a method for rapidly cooling the molten alloy to obtain the raw material alloy, the strip casting method, in which the molten metal is poured directly from the tundish onto the cooling roll without controlling the flow rate of the molten metal with a nozzle or an orifice, has high productivity. It is a low cost method. In order to make the molten metal of the R—Fe—B rare earth alloy amorphous in the cooling rate range that can be achieved by the strip casting method, it is usually necessary to add 10 atomic% or more of B. When a large amount of B is added in the conventional technique, after the crystallization heat treatment is performed on the quenched alloy, in addition to the non-magnetic amorphous phase, coarse α-Fe and soft magnetic phase Nd 2 Fe 23 B A homogeneous fine crystal structure cannot be obtained because three phases are precipitated. As a result, the volume ratio of the ferromagnetic phase is reduced, and the coercive force is significantly reduced due to the reduction of the magnetization and the abundance ratio of the Nd 2 Fe 14 B phase. However, when Ti is added as in the present invention,
As described above, phenomena such as suppression of coarsening of the α-Fe phase occur, and the magnetization unexpectedly improves.

【0109】なお、急冷合金がアモルファス相を多く含
む場合よりも、Nd2Fe14B相を多く含む状態にある
方が、最終的な磁気特性は高いものが得やすい。急冷合
金中に占めるNd2Fe14B相の体積比率は、全体の半
分以上、具体的には60体積%以上になることが好まし
い。この60体積%という値は、メスバウアースペクト
ル分光法で測定されたものである。
It should be noted that it is easier to obtain high final magnetic properties when the quenched alloy contains more Nd 2 Fe 14 B phase than when the quenched alloy contains much amorphous phase. The volume ratio of the Nd 2 Fe 14 B phase in the quenched alloy is preferably not less than half of the whole, specifically 60% by volume or more. The value of 60% by volume is measured by Moessbauer spectrum spectroscopy.

【0110】次に、本発明の好ましい実施形態をさらに
具体的に説明する。
Next, the preferred embodiments of the present invention will be described more specifically.

【0111】[合金溶湯の急冷装置]本実施形態では、
例えば、図6に示す急冷装置を用いて原料合金を製造す
る。酸化しやすい希土類元素RやFeを含む原料合金の
酸化を防ぐため、不活性ガス雰囲気中で合金製造工程を
実行することが好ましい。不活性ガスとしては、ヘリウ
ムまたはアルゴン等の希ガスや窒素を用いることができ
る。なお、窒素は希土類元素Rと比較的に反応しやすい
ため、ヘリウムまたはアルゴンなどの希ガスを用いるこ
とが好ましい。
[Cooling Device for Molten Alloy] In this embodiment,
For example, a raw material alloy is manufactured using the quenching apparatus shown in FIG. In order to prevent the oxidation of the raw material alloy containing the rare earth element R or Fe, which is easily oxidized, it is preferable to execute the alloy production process in an inert gas atmosphere. A rare gas such as helium or argon or nitrogen can be used as the inert gas. Since nitrogen is relatively easy to react with the rare earth element R, it is preferable to use a rare gas such as helium or argon.

【0112】図6の装置は、真空または不活性ガス雰囲
気を保持し、その圧力を調整することが可能な原料合金
の溶解室1および急冷室2を備えている。図6(a)は
全体構成図であり、図6(b)は、一部の拡大図であ
る。
The apparatus shown in FIG. 6 is provided with a melting chamber 1 and a quenching chamber 2 for the raw material alloy, which can maintain the vacuum or inert gas atmosphere and adjust the pressure thereof. FIG. 6A is an overall configuration diagram, and FIG. 6B is a partially enlarged view.

【0113】図6(a)に示されるように、溶解室1
は、所望の磁石合金組成になるように配合された原料2
0を高温にて溶解する溶解炉3と、底部に出湯ノズル5
を有する貯湯容器4と、大気の進入を抑制しつつ配合原
料を溶解炉3内に供給するための配合原料供給装置8と
を備えている。貯湯容器4は原料合金の溶湯21を貯
え、その出湯温度を所定のレベルに維持できる加熱装置
(不図示)を有している。
As shown in FIG. 6A, the melting chamber 1
Is a raw material 2 formulated to have a desired magnet alloy composition.
Melting furnace 3 for melting 0 at high temperature, and tapping nozzle 5 at the bottom
A hot water storage container 4 having the above and a blended raw material supply device 8 for feeding the blended raw material into the melting furnace 3 while suppressing the entry of the atmosphere. The hot water storage container 4 has a heating device (not shown) capable of storing the molten metal 21 of the raw material alloy and maintaining the temperature of the molten metal at a predetermined level.

【0114】急冷室2は、出湯ノズル5から出た溶湯2
1を急冷凝固するための回転冷却ロール7を備えてい
る。
The quenching chamber 2 has the molten metal 2 discharged from the molten metal discharge nozzle 5.
A rotary cooling roll 7 for rapidly solidifying 1 is provided.

【0115】この装置においては、溶解室1および急冷
室2内の雰囲気およびその圧力が所定の範囲に制御され
る。そのために、雰囲気ガス供給口1b、2b、および
8bとガス排気口1a、2a、および8aとが装置の適
切な箇所に設けられている。特にガス排気口2aは、急
冷室2内の絶対圧を30kPa〜常圧(大気圧)の範囲
内(好ましくは100kPa以下)に制御するため、ポ
ンプに接続されている。溶解室1の圧力を変化させるこ
とにより、ノズル5から出る溶湯の噴射圧を調節するこ
とができる。
In this apparatus, the atmosphere and its pressure in the melting chamber 1 and the quenching chamber 2 are controlled within a predetermined range. Therefore, the atmospheric gas supply ports 1b, 2b, and 8b and the gas exhaust ports 1a, 2a, and 8a are provided at appropriate places of the apparatus. In particular, the gas exhaust port 2a is connected to a pump in order to control the absolute pressure in the quenching chamber 2 within the range of 30 kPa to normal pressure (atmospheric pressure) (preferably 100 kPa or less). By changing the pressure of the melting chamber 1, the injection pressure of the molten metal discharged from the nozzle 5 can be adjusted.

【0116】溶解炉3は傾動可能であり、ロート6を介
して溶湯21を貯湯容器4内に適宜注ぎ込む。溶湯21
は貯湯容器4内において不図示の加熱装置によって加熱
される。
The melting furnace 3 is tiltable, and the molten metal 21 is appropriately poured into the hot water storage container 4 via the funnel 6. Molten metal 21
Is heated in the hot water storage container 4 by a heating device (not shown).

【0117】貯湯容器4の出湯ノズル5は、溶解室1と
急冷室2との隔壁に配置され、貯湯容器4内の溶湯21
を下方に位置する冷却ロール7の表面に流下させる。出
湯ノズル5のオリフィス径は、2.0mm以上4.0m
m以下の範囲内(例えば2.8mm)に設定される。溶
湯21の粘性が大きい場合、溶湯21は出湯ノズル5内
を流れにくくなり、急冷合金の厚さばらつきを招きやす
いが、本実施形態では、オリフィス径を従来に比べて拡
大するとともに、急冷室2を溶解室1よりも充分に低い
圧力状態に保持しているため、溶解室1と急冷室2との
間に大きな圧力差(10kPaを超える差圧)が形成さ
れ、溶湯21の出湯がスムーズに実行される。本実施形
態で用いる装置によれば、合金溶湯の供給レートを1.
5〜10kg/分に設定することができる。供給レート
が10kg/分を超えると、溶湯急冷速度が遅くなり、
粗大なα−Feが析出するという不都合が生じる。合金
溶湯の更に好ましい供給レートは3〜7kg/分であ
り、この場合に、適切なロール周速度にて40μm以上
90μm以下の急冷合金を得ることが可能となる。
The hot water discharge nozzle 5 of the hot water storage container 4 is disposed on the partition wall between the melting chamber 1 and the quenching chamber 2, and the molten metal 21 in the hot water storage container 4 is
To the surface of the cooling roll 7 located below. The orifice diameter of the tapping nozzle 5 is 2.0 mm or more and 4.0 m
It is set within a range of m or less (for example, 2.8 mm). When the viscosity of the molten metal 21 is high, the molten metal 21 is less likely to flow in the hot water discharge nozzle 5 and is likely to cause variations in the thickness of the quenched alloy. However, in the present embodiment, the orifice diameter is increased as compared with the conventional case, and the quenching chamber 2 Is maintained at a pressure sufficiently lower than that of the melting chamber 1, a large pressure difference (differential pressure exceeding 10 kPa) is formed between the melting chamber 1 and the quenching chamber 2, and the molten metal 21 is smoothly discharged. To be executed. According to the apparatus used in this embodiment, the supply rate of the molten alloy is 1.
It can be set to 5 to 10 kg / min. If the supply rate exceeds 10 kg / min, the molten metal quench rate will slow down,
The disadvantage that coarse α-Fe precipitates occurs. A more preferable supply rate of the molten alloy is 3 to 7 kg / min. In this case, it is possible to obtain a quenched alloy of 40 μm or more and 90 μm or less at an appropriate roll peripheral speed.

【0118】冷却ロール7は、Cu、Fe、またはCu
やFeを含む合金から形成することが好ましい。Cuや
Fe以外の材料で冷却ロールを作製すると、急冷合金の
冷却ロールに対する剥離性が悪くなるため、急冷合金が
ロールに巻き付くおそれがあり好ましくない。冷却ロー
ル7の内径は例えば300〜500mmである。冷却ロ
ール7内に設けた水冷装置の水冷能力は、単位時間あた
りの凝固潜熱と出湯量とに応じて算出し、調節される。
The cooling roll 7 is made of Cu, Fe, or Cu.
It is preferably formed from an alloy containing Fe or Fe. If the cooling roll is made of a material other than Cu or Fe, the exfoliation property of the quenched alloy from the cooling roll deteriorates, and therefore the quenched alloy may be wound around the roll, which is not preferable. The inner diameter of the cooling roll 7 is, for example, 300 to 500 mm. The water cooling capacity of the water cooling device provided in the cooling roll 7 is calculated and adjusted according to the solidification latent heat and the amount of tapping water per unit time.

【0119】[急冷法]まず、前述の組成式で表現され
る原料合金の溶湯21を作製し、図6の溶解室1の貯湯
容器4に貯える。次に、この溶湯21は出湯ノズル5か
ら減圧Ar雰囲気中の水冷ロール7上に出湯され、冷却
ロール7との接触によって急冷され、凝固する。合金溶
湯の冷却速度は、1×102〜108℃/秒とすることが
好ましく、1×102〜1×106℃/秒とすることが好
ましい。
[Quenching Method] First, the melt 21 of the raw material alloy represented by the above-mentioned composition formula is prepared and stored in the storage container 4 of the melting chamber 1 in FIG. Next, the molten metal 21 is tapped from the tapping nozzle 5 onto the water-cooled roll 7 in the reduced pressure Ar atmosphere, and is rapidly cooled by contact with the cooling roll 7 and solidified. Cooling rate of the molten alloy is preferably adjusted to 1 × 10 2 ~10 8 ℃ / sec, it is preferable to 1 × 10 2 ~1 × 10 6 ℃ / sec.

【0120】合金の溶湯21が冷却ロール7によって冷
却される時間は、回転する冷却ロール7の外周表面に合
金が接触してから離れるまでの時間に相当し、その間
に、合金の温度は低下し、凝固する。
The time during which the molten metal 21 of the alloy is cooled by the cooling roll 7 corresponds to the time from the time when the alloy comes into contact with the outer peripheral surface of the rotating cooling roll 7 until the time when the alloy separates from the outer circumferential surface of the rotating cooling roll 7, and the temperature of the alloy decreases during that time. , Solidify.

【0121】本実施形態では、ロール表面速度を5m/
秒以上15m/秒以下の範囲内に調節し、かつ、雰囲気
ガスによる二次冷却効果を高めるために雰囲気ガス圧力
を13kPa以上にする。
In this embodiment, the roll surface speed is 5 m /
It is adjusted within the range of not less than 2 seconds and not more than 15 m / second, and the atmosphere gas pressure is set to 13 kPa or more in order to enhance the secondary cooling effect by the atmosphere gas.

【0122】なお、本発明で用いる合金溶湯の急冷法
は、上述の片ロール法に限定されず、ノズルオリフィス
による流量制御を行なわない急冷方法であるストリップ
キャスト法を用いてもよい。ストリップキャスト法によ
る場合は、ノズルオリフィスを用いないため、溶湯供給
レートを大きくし、かつ、安定化しやすいという利点が
ある。しかし、冷却ロールと溶湯との間に雰囲気ガスを
巻き込みやすく、急冷面側での冷却速度が不均一する可
能性がある。このような問題を解決するには、冷却ロー
ルが置かれた空間の雰囲気圧力を上述した範囲に低下さ
せ、雰囲気ガスの巻き込みを抑制する必要がある。
The method for quenching the molten alloy used in the present invention is not limited to the above-mentioned one-roll method, and a strip casting method which is a quenching method in which the flow rate is not controlled by the nozzle orifice may be used. In the case of the strip casting method, since the nozzle orifice is not used, there is an advantage that the molten metal supply rate can be increased and can be easily stabilized. However, the atmospheric gas is likely to be caught between the cooling roll and the molten metal, and the cooling rate on the quenching surface side may be uneven. In order to solve such a problem, it is necessary to reduce the atmospheric pressure of the space in which the cooling roll is placed to the above-mentioned range to suppress the entrainment of the atmospheric gas.

【0123】(実施形態2)次に、ストリップキャスト
法を用いる第2の実施形態を説明する。
(Embodiment 2) Next, a second embodiment using the strip casting method will be described.

【0124】本実施形態では、周速度5m/秒以上20
m/秒未満で回転する冷却ロール上に、単位接触幅あた
りの供給レートを1.2kg/分/cm以上3.0kg
/分/cm以下にして溶湯を連続的に供給する。このよ
うに設定することにより、非晶質組織が60体積%以上
を占める永久磁石粉末用原料合金を作製できる。
In this embodiment, the peripheral speed is 5 m / sec or more 20
A supply rate per unit contact width of 1.2 kg / min / cm or more and 3.0 kg on a cooling roll that rotates at less than m / sec.
/ Min / cm or less to continuously supply the molten metal. By setting in this way, a raw material alloy for permanent magnet powder in which the amorphous structure occupies 60% by volume or more can be produced.

【0125】本実施形態では、適切な溶湯供給レートの
範囲を、上述のように単位接触幅あたりの供給レートで
規定している。ストリップキャスト法の場合、溶湯は冷
却ロールの軸線方向に沿って所定の接触幅を有するよう
に冷却ロールと接触するが、溶湯の冷却条件は上記単位
接触幅あたりの溶湯供給レートに大きく依存するからで
ある。なお、単位接触幅あたりの供給レートとは、典型
的には、溶湯を案内するためのシュート上に供給される
溶湯の供給レート(単位:kg/分)を、シュートの排
出部の幅(すなわち、溶湯の接触幅)(単位:cm)で
除算したものを表している。なお、シュートの排出部が
複数ある場合には、シュートに供給される溶湯の供給レ
ートを、各排出部の幅の合計で除算したものを表す。
In this embodiment, the range of the appropriate molten metal supply rate is defined by the supply rate per unit contact width as described above. In the case of the strip casting method, the molten metal comes into contact with the cooling roll so as to have a predetermined contact width along the axial direction of the cooling roll, but the cooling condition of the molten metal largely depends on the molten metal supply rate per unit contact width. Is. The supply rate per unit contact width is typically the supply rate (unit: kg / min) of the molten metal supplied onto the chute for guiding the molten metal, , Contact width of molten metal) (unit: cm). When there are a plurality of discharge parts of the chute, the supply rate of the molten metal supplied to the chute is divided by the total width of the discharge parts.

【0126】単位接触幅あたりの溶湯供給レートが大き
すぎると、冷却ロールによる溶湯の冷却速度が低下し、
その結果、非晶質化が促進せずに結晶化組織を多く含む
急冷合金が作製されてしまいナノコンポジット磁石に適
した原料合金を得ることができなくなってしまう。ま
た、溶湯供給レートが小さすぎると、ストリップキャス
ト法では、冷却ロールに対して溶湯を適切な状態で接触
させることが困難になる。このため、本発明では、単位
接触幅あたりの供給レートを0.3kg/分/cm以上
5.2kg/分/cm以下に設定している。
If the molten metal supply rate per unit contact width is too large, the cooling rate of the molten metal by the chill roll decreases,
As a result, a quenched alloy containing a large amount of crystallized structure is produced without promoting amorphization, and a raw material alloy suitable for a nanocomposite magnet cannot be obtained. Further, if the molten metal supply rate is too small, it becomes difficult for the strip casting method to bring the molten metal into contact with the cooling roll in an appropriate state. Therefore, in the present invention, the supply rate per unit contact width is set to 0.3 kg / min / cm or more and 5.2 kg / min / cm or less.

【0127】また、後述するように、例えば、接触幅約
2cmの接触部を3箇所設ける接触形態で溶湯を冷却ロ
ールに接触させる場合、供給レートを約0.5kg/分
/cm以上に設定することによって、約3kg/分以上
の処理量を実現することができる。
Further, as will be described later, for example, when the molten metal is brought into contact with the cooling roll in a contact form in which three contact portions each having a contact width of about 2 cm are provided, the supply rate is set to about 0.5 kg / min / cm or more. As a result, a throughput of about 3 kg / min or more can be realized.

【0128】このように、上記特定範囲の周速度で回転
する冷却ロールに対して上記特定範囲の供給レートで溶
湯を供給することによって、ストリップキャスト法を用
いた場合にも、厚さぱらつきの少ない急冷合金を生産性
高く作製することができる。ストリップキャスト法で
は、メルトスピニング法のように製造コストを著しく増
加させるノズルを使用しないので、ノズルにかかるコス
トが不必要となり、また、ノズルの閉塞事故によって生
産が停止することもない。
As described above, by supplying the molten metal to the cooling rolls rotating at the peripheral speed in the specific range at the supply rate in the specific range, even when the strip casting method is used, the thickness variation is small. A quenched alloy can be produced with high productivity. Unlike the melt spinning method, the strip casting method does not use a nozzle that significantly increases the manufacturing cost. Therefore, the cost for the nozzle is unnecessary, and the production is not stopped due to a nozzle clogging accident.

【0129】その後、得られた急冷合金に対して、約5
00℃〜約900℃の温度域にて、結晶化させるための
熱処理(以下、「結晶化熱処理」と呼ぶこともある)を
施すことにより、α−Fe相またはFe3B型化合物の
1種または2種からなるソフト磁性相とR2Fe14B型
結晶構造を有する化合物とが共存する結晶組織が90%
以上を占め、平均結晶粒径が10nm〜50nmであ
る、良好な磁気特性を有するナノコンポジット型永久磁
石を得ることができる。
Thereafter, about 5% was added to the obtained quenched alloy.
One of the α-Fe phase or the Fe 3 B type compound by performing a heat treatment for crystallization (hereinafter also referred to as “crystallization heat treatment”) in a temperature range of 00 ° C. to about 900 ° C. Or 90% of the crystal structure in which the soft magnetic phase consisting of two kinds and the compound having the R 2 Fe 14 B type crystal structure coexist
It is possible to obtain the nanocomposite permanent magnet having good magnetic characteristics and having the average crystal grain size of 10 nm to 50 nm.

【0130】以下、図面を参照しながら本実施形態を説
明する。
This embodiment will be described below with reference to the drawings.

【0131】図7は、本実施形態に係る、ストリップキ
ャスト法により急冷合金を作製するための急冷装置を示
す。急冷装置は、その内部を真空状態もしくは不活性ガ
ス雰囲気での減圧状態にすることができるメインチャン
バ30と、このメインチャンバ30に開閉可能なシャッ
タ48を介して接続されるサブチャンバ50とを備え
る。
FIG. 7 shows a quenching apparatus for producing a quenched alloy by the strip casting method according to this embodiment. The quenching device is provided with a main chamber 30 whose inside can be brought into a vacuum state or a reduced pressure state in an inert gas atmosphere, and a sub-chamber 50 connected to the main chamber 30 via an openable / closable shutter 48. .

【0132】メインチャンバ30の内部には、合金原料
を溶解するための溶解炉32と、溶解炉32から供給さ
れる合金溶湯23を急冷・凝固させるための冷却ロール
34と、溶解炉32から冷却ロール34に溶湯23を導
く溶湯案内手段としてのシュート(タンディッシュ)3
6と、凝固して冷却ロール34から剥離した薄帯状の合
金を回収するための回収手段40とが設けられている。
Inside the main chamber 30, a melting furnace 32 for melting the alloy raw material, a cooling roll 34 for rapidly cooling and solidifying the molten alloy 23 supplied from the melting furnace 32, and a cooling from the melting furnace 32. A chute (tundish) 3 as a molten metal guiding means for guiding the molten metal 23 to the roll 34
6 and a recovery means 40 for recovering the ribbon-shaped alloy solidified and separated from the cooling roll 34.

【0133】溶解炉32は、合金原料を溶融することに
よって作製した溶湯23をシュート36に対して略一定
の供給量で供給することができる。この供給量は、溶解
炉32を傾ける動作を制御することなどによって、任意
に調節することができる。
The melting furnace 32 can supply the melt 23 produced by melting the alloy raw material to the chute 36 at a substantially constant supply amount. This supply amount can be arbitrarily adjusted by controlling the operation of tilting the melting furnace 32.

【0134】冷却ロール34は、その外周面が銅などの
熱伝導性の良好な材料から形成されており、内径30c
m〜100cmで幅が15cm〜100cmの寸法を有
する。冷却ロール34は、不図示の駆動装置によって所
定の回転速度で回転することができる。この回転速度を
制御することによって、冷却ロール34の周速度を任意
に調節することができる。急冷装置による冷却速度は、
冷却ロール34の回転速度などを選択することにより、
約102℃/秒〜約2×104℃/秒の範囲で制御可能で
ある。
The outer peripheral surface of the cooling roll 34 is made of a material having good thermal conductivity such as copper, and has an inner diameter of 30 c.
It has a dimension of m to 100 cm and a width of 15 to 100 cm. The cooling roll 34 can be rotated at a predetermined rotation speed by a driving device (not shown). By controlling this rotation speed, the peripheral speed of the cooling roll 34 can be arbitrarily adjusted. The cooling rate by the quencher is
By selecting the rotation speed of the cooling roll 34,
It can be controlled in the range of about 10 2 ° C / sec to about 2 x 10 4 ° C / sec.

【0135】シュート36の端部36aは、冷却ロール
34の最頂部とロールの中心とを結ぶ線に対してある程
度の角度θを持った位置に配置される(0°<θ<18
0°、好ましくは0°≦θ≦90°)。シュート36上
に供給された溶湯23は、端部36aから冷却ロール3
4に自重によって供給される。なお、シュート36の溶
湯案内面が水平方向に対して形成する角度(傾斜角度)
は、1〜80°の範囲内に設定することが好ましい。本
実施形態では、角度θを40°に設定するとともに、シ
ュート36については、水平方向に対する溶湯案内面の
傾斜角度を20°に設定している。
The end 36a of the chute 36 is arranged at a position having an angle θ with respect to a line connecting the top of the cooling roll 34 and the center of the roll (0 ° <θ <18.
0 °, preferably 0 ° ≦ θ ≦ 90 °). The molten metal 23 supplied onto the chute 36 is cooled by the cooling roll 3 from the end 36a.
4 is supplied by its own weight. The angle (tilt angle) formed by the molten metal guide surface of the chute 36 with respect to the horizontal direction
Is preferably set within the range of 1 to 80 °. In the present embodiment, the angle θ is set to 40 ° and the tilt angle of the molten metal guide surface with respect to the horizontal direction of the chute 36 is set to 20 °.

【0136】シュート36は、セラミックス等で構成さ
れ、溶解炉32から所定の流量で連続的に供給される溶
湯23を一時的に貯湯するようにして流速を遅延し、溶
湯23の流れを整流することができる。シュート36に
供給された溶湯23における溶湯表面部の流れを選択的
に堰き止めることができる堰き止め板を設ければ、整流
効果を更に向上させることができる。
The chute 36 is made of ceramics or the like and temporarily stores the molten metal 23 continuously supplied from the melting furnace 32 at a predetermined flow rate to delay the flow velocity and rectify the flow of the molten metal 23. be able to. The rectification effect can be further improved by providing a damming plate that can selectively dam the flow of the molten metal surface portion in the molten metal 23 supplied to the chute 36.

【0137】シュート36を用いることによって、冷却
ロール34の胴長方向(軸線方向)において、一定幅に
わたって略均一な厚さに広げた状態で、溶湯23を供給
することができる。シュート36は上記機能に加え、冷
却ロール34に達する直前の溶湯23の温度を調整する
機能をも有する。シュート36上における溶湯23の温
度は、液相線温度よりも100℃以上高い温度であるこ
とが望ましい。溶湯23の温度が低すぎると、急冷後の
合金特性に悪影響を及ぼす初晶が局所的に核発生し、こ
れが凝固後に残存してしまうことがあるからである。シ
ュート36上での溶湯滞留温度は、溶解炉32からシュ
ート36に注ぎ込む時点での溶湯温度やシュート36自
体の熱容量などを調節によって制御することができる
が、必要に応じてシュート加熱設備(不図示)を設けて
も良い。
By using the chute 36, the molten metal 23 can be supplied in a state where the cooling roll 34 is spread over a certain width to a substantially uniform thickness in the cylinder length direction (axial direction). In addition to the above functions, the chute 36 also has a function of adjusting the temperature of the molten metal 23 immediately before reaching the cooling roll 34. The temperature of the molten metal 23 on the chute 36 is preferably 100 ° C. or more higher than the liquidus temperature. This is because if the temperature of the molten metal 23 is too low, primary crystals that adversely affect the alloy properties after quenching may locally nucleate and remain after solidification. The molten metal retention temperature on the chute 36 can be controlled by adjusting the molten metal temperature at the time of pouring from the melting furnace 32 into the chute 36, the heat capacity of the chute 36 itself, and the like, if necessary, a chute heating facility (not shown). ) May be provided.

【0138】図8は、本実施形態で用いるシュート36
を示す。このシュート36は、冷却ロール34の外周面
に対向するように配置された端部36aにおいて、所定
の間隔W2だけ離して設けられた複数の排出部36bを
有している。この排出部36bの幅(出湯幅)W1は、
好適には0.5mm〜30mmに設定され、より好適に
は0.7mm〜20mmに設定される。本実施形態で
は、出湯幅W1を10mmに設定している。
FIG. 8 shows a chute 36 used in this embodiment.
Indicates. The chute 36 has a plurality of discharge portions 36b provided at an end portion 36a arranged so as to face the outer peripheral surface of the cooling roll 34 and separated by a predetermined distance W2. The width (outflow width) W1 of this discharge part 36b is
It is preferably set to 0.5 mm to 30 mm, and more preferably set to 0.7 mm to 20 mm. In this embodiment, the tapping width W1 is set to 10 mm.

【0139】シュート36上に供給された溶湯23は、
冷却ロール34の軸線方向Aに沿って、幅W1と略同一
幅を有した状態で冷却ロール34に接触する。その後、
冷却ロール34に出湯幅W1で接触した溶湯23は、冷
却ロール34の回転に伴って(冷却ロール34に引き上
げられるようにして)ロール周面上を移動し、この移動
過程において冷却される。なお、溶湯漏れを防止するた
めに、シュート36の端部36aと冷却ロール34との
間の距離は、3mm以下に設定されることが好ましい。
隣接する排出部間の間隙W2は、好適には、0.1mm
〜2mmに設定される。
The molten metal 23 supplied onto the chute 36 is
Along the axial direction A of the cooling roll 34, the cooling roll 34 comes into contact with the cooling roll 34 while having a width substantially the same as the width W1. afterwards,
The molten metal 23 that comes into contact with the cooling roll 34 with the tapping width W1 moves along the rotation of the cooling roll 34 (so as to be pulled up by the cooling roll 34) and is cooled in this moving process. The distance between the end 36a of the chute 36 and the cooling roll 34 is preferably set to 3 mm or less in order to prevent the molten metal from leaking.
The gap W2 between the adjacent discharge portions is preferably 0.1 mm.
It is set to ˜2 mm.

【0140】このようにして冷却ロール34の外周面に
おける溶湯接触部(溶湯冷却部)を複数の箇所に分離す
れば、冷却ロール34に供給する単位時間あたりの溶湯
量を大きくしながら、各溶湯流れ毎に略均一な条件で冷
却が可能になる。その結果として、40μmを超える厚
さの急冷合金を作製したとしても、厚さばらつきが低減
された急冷合金を安定的に作製することが可能である。
By thus separating the molten metal contact portion (molten metal cooling portion) on the outer peripheral surface of the cooling roll 34 into a plurality of locations, each molten metal can be supplied while increasing the amount of molten metal supplied to the cooling roll 34 per unit time. Cooling becomes possible under substantially uniform conditions for each flow. As a result, even if a quenched alloy having a thickness of more than 40 μm is produced, it is possible to stably produce a quenched alloy with reduced thickness variation.

【0141】再び、図7を参照する。冷却ロール34の
外周面上で凝固された合金溶湯23は、帯状の凝固合金
23aとなって冷却ロール34から剥離する。剥離した
凝固合金23aは、回収装置40において破砕され回収
される。
Referring again to FIG. The molten alloy 23 solidified on the outer peripheral surface of the cooling roll 34 becomes a strip-shaped solidified alloy 23 a and is separated from the cooling roll 34. The separated solidified alloy 23a is crushed and collected in the collecting device 40.

【0142】回収装置40は、薄帯状の凝固合金23a
を破砕するための回転ブレード42を備えている。回転
ブレードは、例えば、ステンレス鋼などから形成された
複数の羽根を有し、不図示の駆動装置によって500〜
1000rpm程度の速さで回転させられる。冷却ロー
ル34を剥離した薄帯状の凝固合金23aは、ガイド部
材44によって、回転ブレード42へと導かれる。スト
リップキャスト法を用いた本実施形態で作製される凝固
合金23aは比較的厚い(40μm〜90μm)ため、
従来のメルトスピニング法によって得られる比較的薄い
凝固合金よりも、回転ブレード42による破砕が容易で
ある。
The recovery device 40 is composed of a ribbon-shaped solidified alloy 23a.
It is equipped with a rotating blade 42 for crushing. The rotary blade has a plurality of blades formed of, for example, stainless steel, and is driven by a drive device (not shown) to
It can be rotated at a speed of about 1000 rpm. The strip-shaped solidified alloy 23 a from which the cooling roll 34 has been peeled off is guided to the rotary blade 42 by the guide member 44. Since the solidified alloy 23a produced in this embodiment using the strip casting method is relatively thick (40 μm to 90 μm),
Crushing by the rotating blade 42 is easier than the relatively thin solidified alloy obtained by the conventional melt spinning method.

【0143】また、帯状の凝固合金23aは上述のよう
に比較的厚いため、回転ブレード42によって破砕され
た凝固合金25の形状は、アスペクト比がより1に近づ
けられている。従って、破砕後の凝固合金25を嵩密度
が高い状態で回収容器46内に収容することができる。
凝固合金25は、好適には、少なくとも1g/cm3
嵩密度で回収される。これにより、回収作業の効率化を
図ることができる。
Since the band-shaped solidified alloy 23a is relatively thick as described above, the shape of the solidified alloy 25 crushed by the rotary blade 42 has an aspect ratio closer to 1. Therefore, the solidified alloy 25 after crushing can be stored in the recovery container 46 in a state where the bulk density is high.
Solidified alloy 25 is preferably recovered at a bulk density of at least 1 g / cm 3 . As a result, the efficiency of the recovery work can be improved.

【0144】所定量の破砕凝固合金25が貯められた回
収容器46は、ベルトコンベアなどの移動手段(不図
示)によって、サブチャンバ50へと送られる。このと
き、シャッタ48が開放される前の段階において、サブ
チャンバ50の内部を予めメインチャンバ30と同様の
真空下または不活性ガスを用いた減圧下にしておくこと
が望ましい。これによりメインチャンバ30内の真空状
態または減圧状態を維持することができる。メインチャ
ンバ30から回収容器46が運び出された後、シャッタ
48は閉じられ、メインチャンバ30の気密性が保たれ
る。
The recovery container 46 in which a predetermined amount of the crushed solidified alloy 25 is stored is sent to the sub-chamber 50 by moving means (not shown) such as a belt conveyor. At this time, before the shutter 48 is opened, it is desirable that the inside of the sub-chamber 50 is under the same vacuum as the main chamber 30 or under a reduced pressure using an inert gas. Thereby, the vacuum state or the reduced pressure state in the main chamber 30 can be maintained. After the recovery container 46 is carried out from the main chamber 30, the shutter 48 is closed and the airtightness of the main chamber 30 is maintained.

【0145】その後、サブチャンバ50内において、不
図示の装置によって、回収容器46には蓋52が被せら
れる。このようにして、回収容器46内に密封された破
砕合金25は、開閉可能なシャッタ54を開けて外部へ
と運び出される。
Then, in the sub-chamber 50, the recovery container 46 is covered with a lid 52 by an apparatus (not shown). In this way, the crushed alloy 25 sealed in the recovery container 46 is carried out to the outside by opening the shutter 54 that can be opened and closed.

【0146】以上説明してきたように、本実施形態で
は、特定組成を有する合金溶湯を図7に示した急冷装置
を用いて、ストリップキャスト法により急冷・凝固し、
薄帯状の合金を作製する。合金溶湯は、真空下もしくは
不活性ガス雰囲気での減圧下において、周速度5m/秒
以上20m/秒未満で回転する冷却ロールに対し、単位
接触幅あたりの供給レートが0.3kg/分/cm以
上、5.2kg/分/cm以下で供給される。このよう
にして、60体積%以上の非晶質組織を有する急冷合金
を作製することが可能である。このような高い割合で非
晶質組織を有する原料合金に対して結晶化熱処理を行え
ば、磁気特性の良好なナノコンポジット型磁石を作製す
ることができる。
As described above, in the present embodiment, the molten alloy having the specific composition is rapidly cooled and solidified by the strip casting method using the quenching device shown in FIG.
A ribbon-shaped alloy is prepared. The molten alloy has a supply rate per unit contact width of 0.3 kg / min / cm with respect to a cooling roll that rotates at a peripheral speed of 5 m / sec or more and less than 20 m / sec under vacuum or reduced pressure in an inert gas atmosphere. The above is supplied at 5.2 kg / min / cm or less. In this way, it is possible to produce a quenched alloy having an amorphous structure of 60% by volume or more. By performing the crystallization heat treatment on the raw material alloy having the amorphous structure at such a high ratio, a nanocomposite type magnet having good magnetic properties can be manufactured.

【0147】上述のように、冷却ロールの周速度を5m
/秒以上20m/秒未満に設定した理由は、ロール周速
度が5m/秒未満であると、急冷合金の厚さが90μm
を超えてしまう一方、冷却ロールの周速度を20m/秒
以上にすると、急冷合金の厚さが40μmを下回るから
である。
As described above, the peripheral speed of the cooling roll is 5 m.
/ Sec or more and less than 20 m / sec is set because when the roll peripheral speed is less than 5 m / sec, the thickness of the quenched alloy is 90 μm.
On the other hand, when the peripheral speed of the cooling roll is 20 m / sec or more, the thickness of the quenched alloy is less than 40 μm.

【0148】前述のように、本実施形態において単位接
触幅あたりの供給レートを5.2kg/分/cm以下に
している理由は、供給レートが5.2kg/分/cmを
超えると、急冷合金の厚さが90μmを超えて厚くなり
すぎ、また、所定の冷却速度が得られないからである。
単位接触幅あたりの供給レートの適切な範囲は、ロール
周速度、ロール構造などに応じて異なり得るが、4.0
kg/分/cm以下であることが好ましく、3.0kg
/分/cm以下であることが更に好ましい。
As described above, the reason why the supply rate per unit contact width in this embodiment is 5.2 kg / min / cm or less is that when the supply rate exceeds 5.2 kg / min / cm, the quenched alloy is used. Is too thick, exceeding 90 μm, and a predetermined cooling rate cannot be obtained.
An appropriate range of the supply rate per unit contact width may differ depending on the roll peripheral speed, roll structure, etc., but is 4.0
It is preferably not more than kg / min / cm, and 3.0 kg
More preferably, it is not more than / minute / cm.

【0149】また、ロール周速度が5m/秒以上の場
合、単位接触幅あたりの供給レートが0.3kg/分/
cmより小さいと、均一な厚さを有する平均厚さ40μ
m以上の急冷合金を得ることができない。
When the roll peripheral velocity is 5 m / sec or more, the supply rate per unit contact width is 0.3 kg / min / min.
If it is smaller than cm, the average thickness is 40μ, which has a uniform thickness.
It is not possible to obtain a quenched alloy of m or more.

【0150】なお、シュート(タンディッシュ)の形状
や、溶湯排出部の幅と本数、溶湯供給レートなどを適切
に選択することによって、得られる薄帯状急冷合金の厚
さ及び幅が適正範囲内になるようにすることも重要であ
る。均一な組織を得るためには、冷却速度を幅方向にわ
たって均一化することも必要であり。そのためには薄帯
状急冷合金の幅を5mm〜40mmの範囲内に設定する
ことが好ましい。
By appropriately selecting the shape of the chute (tundish), the width and number of the molten metal discharge part, the molten metal supply rate, etc., the thickness and width of the obtained ribbon-shaped quenched alloy can be controlled within the proper range. It is also important to ensure that In order to obtain a uniform structure, it is also necessary to make the cooling rate uniform in the width direction. For that purpose, it is preferable to set the width of the ribbon-shaped quenched alloy within the range of 5 mm to 40 mm.

【0151】チャンバ内を不活性ガスを用いて減圧状態
にしている場合、鋳造時の不活性ガス雰囲気圧力が高す
ぎると、冷却ロールが高速回転しているときに、ロール
周辺の不活性ガスの巻き込みが生じ、安定した冷却状態
が得られない。一方、雰囲気圧力が低すぎると、ロール
より離れた薄帯状合金が、不活性ガスによって速やかに
冷却されないため、結晶化が進んでしまい、非晶質を多
く含む合金を作製できない。この場合には、結晶化熱処
理後に得られる合金の磁気特性が低下する。これらのこ
とから、不活性ガス圧力は0.13kPa〜100kP
aに調整することが好ましい。
When the inside of the chamber is depressurized by using an inert gas, if the inert gas atmosphere pressure during casting is too high, the inert gas around the roll may be generated when the cooling roll is rotating at a high speed. Entrainment occurs and a stable cooling state cannot be obtained. On the other hand, if the atmospheric pressure is too low, the ribbon-shaped alloy separated from the roll is not rapidly cooled by the inert gas, so that crystallization progresses and an alloy containing a large amount of amorphous cannot be produced. In this case, the magnetic properties of the alloy obtained after the crystallization heat treatment deteriorate. From these, the inert gas pressure is 0.13 kPa to 100 kP.
It is preferable to adjust to a.

【0152】このように、メルトスピンニング法やスト
リップキャスト法においては、溶湯供給レートとロール
表面周速度を調整することにより、急冷合金の平均厚さ
を制御することができる。前述したように理想的な粒度
分布を得るには、急冷合金の平均厚さを40μm以上9
0μm以下の範囲に設定する必要がある。
As described above, in the melt spinning method and the strip casting method, the average thickness of the quenched alloy can be controlled by adjusting the molten metal supply rate and the roll surface peripheral speed. As described above, in order to obtain an ideal particle size distribution, the average thickness of the quenched alloy is 40 μm or more and 9 μm or more.
It is necessary to set it in the range of 0 μm or less.

【0153】なお、ロール表面周速度を速くして合金の
平均厚さを40μmよりも薄くすると、従来の急冷磁石
のように、合金の金属組織がロール接触面に垂直な方位
に揃う傾向がある。そのため、その方位に沿って破断し
やすくなり、粉砕によって得られた粉末粒子は、合金の
表面に平行な方向に沿って平たく伸びた形状となりやす
く、アスペクト比が0.3未満の粉末粒子が生成されや
すい。その結果、3.0g/cm3のタップ密度しか得
られず、最終的に6.0g/cm3以上の成形密度は達
成できない。また、平均厚さが90μmを超えると、所
望の粒度分布が得られないという問題が発生する。
When the peripheral velocity of the roll surface is increased to make the average thickness of the alloy thinner than 40 μm, the metallographic structure of the alloy tends to be aligned in the direction perpendicular to the roll contact surface as in the case of conventional quenching magnets. . Therefore, it is easy to break along that direction, the powder particles obtained by pulverization are likely to have a shape that extends flat along the direction parallel to the surface of the alloy, and powder particles with an aspect ratio of less than 0.3 are generated. Easy to be affected. As a result, only a tap density of 3.0 g / cm 3 can be obtained, and a molding density of 6.0 g / cm 3 or more cannot be finally achieved. Further, if the average thickness exceeds 90 μm, there arises a problem that a desired particle size distribution cannot be obtained.

【0154】図9(a)は、本実施形態による磁石粉末
の製造方法の粉砕工程前における合金10と、粉砕工程
後の粉末粒子11を模式的に示している。一方、図9
(b)は、従来の急冷磁石粉末の製造方法の粉砕工程前
における合金薄帯12と、粉砕工程後の粉末粒子13を
模式的に示している。
FIG. 9A schematically shows the alloy 10 before the crushing step and the powder particles 11 after the crushing step in the magnet powder manufacturing method according to the present embodiment. On the other hand, FIG.
(B) schematically shows the alloy ribbon 12 before the pulverizing step and the powder particles 13 after the pulverizing step in the conventional method for producing a quenched magnet powder.

【0155】図9(a)に示されるように、本実施形態
の場合は、粉砕前の合金10が結晶粒径の小さな等軸晶
によって構成されているため、ランダムな方位に沿って
破断しやすく、等軸的な粉末粒子11が生成されやす
い。これに対し、従来の急冷合金の場合は、図9(b)
に示されるように、合金薄帯12の表面に対してほぼ垂
直な方向に破断しやすいため、粒子13の形状は扁平な
ものとなる。
As shown in FIG. 9A, in the case of this embodiment, since the alloy 10 before crushing is composed of equiaxed crystals having a small crystal grain size, fracture occurs along random orientations. It is easy to produce equiaxed powder particles 11. On the other hand, in the case of the conventional quenched alloy, as shown in FIG.
As shown in (3), since the alloy ribbon 12 easily breaks in a direction substantially perpendicular to the surface thereof, the particle 13 has a flat shape.

【0156】このように、Ti含有ナノコンポジットの
急冷合金はランダムな方位に沿って破断しやすいので、
ロール表面周速度を制御し、合金薄帯の厚さを調整する
ことによって、アスペクト比が0.3以上、好ましくは
0.4以上1.0以下の粉末を容易に得ることができ
る。
As described above, since the Ti-containing nanocomposite quenched alloy is likely to fracture along random orientations,
By controlling the peripheral velocity of the roll surface and adjusting the thickness of the alloy ribbon, it is possible to easily obtain a powder having an aspect ratio of 0.3 or more, preferably 0.4 or more and 1.0 or less.

【0157】[熱処理]本実施形態では、熱処理をアル
ゴン雰囲気中で実行する。好ましくは、昇温速度を0.
08℃/秒〜20℃/秒として、500℃以上900℃
以下の温度で30秒以上20分以下の時間保持した後、
室温まで冷却する。この熱処理によって、アモルファス
相中に準安定相の微細結晶が析出・成長し、ナノコンポ
ジット組織構造が形成される。本実施形態によれば、熱
処理の開始時点で既に微細なNd 2Fe14B型結晶相が
全体の60体積%以上存在しているため、α−Fe相や
他の結晶相の粗大化が抑制され、Nd2Fe14B型結晶
相以外の各構成相(軟磁性相)が均一に微細化される。
[Heat Treatment] In this embodiment, the heat treatment is performed.
Perform in a gon atmosphere. Preferably, the heating rate is set to 0.
08 ° C / sec to 20 ° C / sec, 500 ° C or higher and 900 ° C
After holding at the following temperature for 30 seconds or more and 20 minutes or less,
Cool to room temperature. Amorphous by this heat treatment
Fine crystals of metastable phase precipitate and grow in the phase,
A jitt structure is formed. According to this embodiment, heat
Already fine Nd at the start of processing 2Fe14B type crystal phase
Since 60% by volume or more of the whole is present, the α-Fe phase and
Coarsening of other crystal phases is suppressed, and Nd2Fe14B-type crystal
Each constituent phase (soft magnetic phase) other than the phases is uniformly miniaturized.

【0158】なお、熱処理温度が500℃を下回ると、
熱処理後もアモルファス相が多く残存し、急冷条件によ
っては、保磁力が充分なレベルに達しない場合がある。
また、熱処理温度が900℃を超えると、各構成相の粒
成長が著しく、残留磁束密度Brが低下し、減磁曲線の
角形性が劣化する。このため、熱処理温度は500℃以
上900℃以下が好ましいが、より好ましい熱処理温度
の範囲は550℃以上850℃以下である。
If the heat treatment temperature is lower than 500 ° C.,
A large amount of amorphous phase remains after the heat treatment, and the coercive force may not reach a sufficient level depending on the rapid cooling conditions.
Further, when the heat treatment temperature exceeds 900 ° C., grain growth of each constituent phase is remarkable, the residual magnetic flux density B r decreases, and the squareness of the demagnetization curve deteriorates. Therefore, the heat treatment temperature is preferably 500 ° C. or higher and 900 ° C. or lower, but a more preferable heat treatment temperature range is 550 ° C. or higher and 850 ° C. or lower.

【0159】本実施形態では、雰囲気ガスによる二次冷
却効果のため、急冷合金中に充分な量のNd2Fe14
型化合物相が均一かつ微細に析出している。このため、
急冷合金に対して敢えて結晶化熱処理を行なわない場合
でも、急冷凝固合金自体が充分な磁気特性を発揮し得
る。そのため、結晶化熱処理は必須の工程ではないが、
これを行なうことが磁気特性向上のためには好ましい。
なお、従来に比較して低い温度の熱処理でも充分に磁気
特性を向上させることが可能である。
In this embodiment, a sufficient amount of Nd 2 Fe 14 B is contained in the quenched alloy due to the secondary cooling effect of the atmospheric gas.
The type compound phase is uniformly and finely precipitated. For this reason,
Even if the quenched alloy is not intentionally subjected to crystallization heat treatment, the rapidly solidified alloy itself can exhibit sufficient magnetic properties. Therefore, crystallization heat treatment is not an essential step,
It is preferable to do this to improve the magnetic properties.
The magnetic properties can be sufficiently improved even by heat treatment at a lower temperature than in the conventional case.

【0160】熱処理雰囲気は、合金の酸化を防止するた
め、不活性ガス雰囲気が好ましい。0.1kPa以下の
真空中で熱処理を行っても良い。
The heat treatment atmosphere is preferably an inert gas atmosphere in order to prevent oxidation of the alloy. The heat treatment may be performed in a vacuum of 0.1 kPa or less.

【0161】熱処理前の急冷合金中には、R2Fe14
型化合物相およびアモルファス相以外に、Fe3B相、
Fe236、およびR2Fe233相等の準安定相が含ま
れていても良い。その場合、本発明におけるTi添加の
効果により、熱処理で、R2Fe233相は消失し、R2
Fe14B相の飽和磁化と同等、または、それよりも高い
飽和磁化を示す鉄基硼化物(例えばFe236)やα−
Feを結晶成長させることができる。
In the quenched alloy before heat treatment, R 2 Fe 14 B
Type compound phase and amorphous phase, Fe 3 B phase,
A metastable phase such as Fe 23 B 6 and R 2 Fe 23 B 3 phase may be contained. In that case, by the effect of Ti addition in the present invention, in the heat treatment, R 2 Fe 23 B 3 phase disappears, R 2
An iron-based boride (for example, Fe 23 B 6 ) or α-which exhibits a saturation magnetization equal to or higher than that of the Fe 14 B phase.
Fe can be crystal-grown.

【0162】本発明の場合、最終的にα−Feのような
軟磁性相が存在していても、Tiの効果によってその粒
成長が抑制されて、組織が微細化されている。その結
果、軟磁性相と硬磁性相とが交換相互作用によって磁気
的に結合するため、優れた磁気特性が発揮される。
In the case of the present invention, even if a soft magnetic phase such as α-Fe is finally present, grain growth is suppressed by the effect of Ti and the structure is made fine. As a result, the soft magnetic phase and the hard magnetic phase are magnetically coupled by the exchange interaction, so that excellent magnetic characteristics are exhibited.

【0163】熱処理後におけるR2Fe14B型化合物相
の平均結晶粒径は、単磁区結晶粒径である300nm以
下となる必要があり、10nm以上200nm以下、更
には20nm以上150nm以下であることが好まし
く、20nm以上100nm以下であることが更に好ま
しい。これに対し、硼化物相やα−Fe相の平均結晶粒
径が100nmを超えると、各構成相間に働く交換相互
作用が弱まり、減磁曲線の角形性が劣化するため、(B
H)maxが低下してしまう。これらの平均結晶粒径が1
nmを下回ると、高い保磁力が得られなくなる。以上の
ことから、硼化物相やα−Fe相などの軟磁性相の平均
結晶粒径は1nm以上100nm以下、好ましくは50
nm以下であることが好ましく、30nm以下であるこ
とが更に好ましい。
The average crystal grain size of the R 2 Fe 14 B type compound phase after the heat treatment needs to be 300 nm or less, which is a single domain crystal grain size, and 10 nm or more and 200 nm or less, and further 20 nm or more and 150 nm or less. Is preferable, and more preferably 20 nm or more and 100 nm or less. On the other hand, when the average crystal grain size of the boride phase or the α-Fe phase exceeds 100 nm, the exchange interaction acting between the constituent phases is weakened and the squareness of the demagnetization curve is deteriorated.
H) max decreases. The average grain size of these is 1
If it is less than nm, a high coercive force cannot be obtained. From the above, the average crystal grain size of the soft magnetic phase such as boride phase or α-Fe phase is 1 nm or more and 100 nm or less, preferably 50 nm or less.
The thickness is preferably nm or less, and more preferably 30 nm or less.

【0164】なお、熱処理前に急冷合金の薄帯を粗く切
断または粗粉砕しておいてもよい。熱処理後、得られた
合金粗粉末(または薄帯)を粉砕し、磁粉を作製するこ
とによって、ボンド磁石用磁粉を製造することができ
る。
The thin ribbon of the quenched alloy may be roughly cut or crushed before the heat treatment. After the heat treatment, the obtained alloy coarse powder (or thin strip) is pulverized to produce magnetic powder, whereby magnetic powder for a bonded magnet can be manufactured.

【0165】[粉砕工程の説明]ボンド磁石用Ti含有
ナノコンポジット磁粉には、最大粒径が300μm以下
のものが用いられる。特に小型磁石における脱粒などを
抑制するために、Ti含有ナノコンポジット磁粉の最大
粒径は250μm以下であることが好ましく、215μ
m以下であることがさらに好ましい。圧縮成形に用いる
場合、平均粒径は50μmから200μmの範囲にある
ことが好ましく、53μm超125μm以下の範囲内に
あることがさらに好ましい。
[Description of Grinding Process] As the Ti-containing nanocomposite magnetic powder for bonded magnets, those having a maximum particle size of 300 μm or less are used. In particular, in order to suppress shedding and the like in small magnets, the maximum particle size of the Ti-containing nanocomposite magnetic powder is preferably 250 μm or less, and 215 μm
It is more preferably m or less. When used for compression molding, the average particle size is preferably in the range of 50 μm to 200 μm, more preferably in the range of more than 53 μm and 125 μm or less.

【0166】また、上述したように、本発明のTi含有
ナノコンポジット磁粉のうち少なくとも粒径が106μ
mを超える粒子のアスペクト比は、0.3以上1.0以
下であり、好ましくは0.4以上である。
As described above, at least the particle size of the Ti-containing nanocomposite magnetic powder of the present invention is 106 μm.
The aspect ratio of the particles exceeding m is 0.3 or more and 1.0 or less, and preferably 0.4 or more.

【0167】上述したように、本発明の製造方法によれ
ば、Ti含有ナノコンポジット磁粉のアスペクト比およ
び平均粒径を上記の所望の範囲内におさめることができ
るとともに、粉砕工程で2ピークの粒度分布を持った磁
石粉末を作製することができる。
As described above, according to the production method of the present invention, the aspect ratio and the average particle size of the Ti-containing nanocomposite magnetic powder can be kept within the desired ranges described above, and the particle size of 2 peaks can be obtained in the pulverizing step. A magnet powder having a distribution can be produced.

【0168】[組成の限定理由]Qは、その全量がB
(硼素)から構成されるか、または、BおよびC(炭
素)の組み合わせから構成される。Qの総量に対するC
の割合は0.25以下であることが好ましい。
[Reasons for limiting composition] The total amount of Q is B
(Boron) or a combination of B and C (carbon). C for the total amount of Q
Is preferably 0.25 or less.

【0169】Qの組成比率xが10原子%以下になる
と、急冷時の冷却速度が102℃/秒〜104℃/秒程度
と比較的低い場合、R2Fe14B型結晶相とアモルファ
ス相とが混在する急冷合金を作製することが困難にな
り、その後に熱処理を施しても400kA/m未満のH
cJしか得られない。また、液体急冷法の中でも工程費用
が比較的安いストリップキャスト法を採用できなくな
り、永久磁石の価格が上昇してしまうことになる。一
方、Qの組成比率xが17原子%を超えると、鉄基硼化
物の析出がR2Fe14B相の析出と同時期に開始するた
め、鉄基硼化物が粗大化してしまう。その結果、鉄基硼
化物相がR2Fe14Bの粒界または亜粒界に均一に分散
またはフィルム状に広がったナノコンポジット組織が得
られず、磁気特性が劣化する。
When the composition ratio x of Q is 10 atomic% or less, when the cooling rate during quenching is relatively low at about 10 2 ° C / sec to 10 4 ° C / sec, the R 2 Fe 14 B type crystal phase and the amorphous phase are It becomes difficult to produce a quenched alloy in which phases are mixed, and even if a heat treatment is applied thereafter, H of less than 400 kA / m
Only cJ can be obtained. Further, the strip casting method, which has a relatively low process cost, cannot be adopted among the liquid quenching methods, and the price of the permanent magnet increases. On the other hand, when the composition ratio x of Q exceeds 17 atomic%, the precipitation of the iron-based boride starts at the same time as the precipitation of the R 2 Fe 14 B phase, so that the iron-based boride becomes coarse. As a result, it is not possible to obtain a nanocomposite structure in which the iron-based boride phase is uniformly dispersed or spread in a film shape at the R 2 Fe 14 B grain boundaries or subgrain boundaries, and the magnetic properties are deteriorated.

【0170】以上のことから、Qの組成比率xは10原
子%を超え、17原子%以下となるように設定すること
が好ましい。より好ましい組成比率xの上限は、16原
子%であり、更に好ましい組成比率xの上限は15原子
%である。
From the above, it is preferable to set the composition ratio x of Q to be more than 10 atom% and not more than 17 atom%. The more preferable upper limit of the composition ratio x is 16 atom%, and the still more preferable upper limit of the composition ratio x is 15 atom%.

【0171】なお、Q全体に対するCの比率pは、原子
比で、0以上0.25以下の範囲にあることが好まし
い。TiB2相の析出抑制や金属組織の微細化といった
C添加の効果を得るには、Cの比率pが0.01以上で
あることが好ましい。pが0.01よりも少なすぎる
と、C添加の効果がほとんど得られない。一方、pが
0.25よりも大きくなりすぎると、α−Fe相の生成
量が増大して、磁気特性が劣化するという問題が生じ
る。比率pの下限は、0.02であることが好ましく、
pの上限は0.20以下であることが好ましい。比率p
は0.08以上0.15以下であることが更に好まし
い。
The ratio p of C to the whole Q is preferably in the range of 0 or more and 0.25 or less in terms of atomic ratio. In order to obtain the effects of C addition such as the inhibition of TiB 2 phase precipitation and the refinement of the metal structure, the C ratio p is preferably 0.01 or more. If p is less than 0.01, the effect of adding C is hardly obtained. On the other hand, if p is too large than 0.25, the amount of α-Fe phase produced increases, and the magnetic properties deteriorate. The lower limit of the ratio p is preferably 0.02,
The upper limit of p is preferably 0.20 or less. Ratio p
Is more preferably 0.08 or more and 0.15 or less.

【0172】Rは、希土類元素(イットリウムを含む)
の群から選択された1種以上の元素である。Laまたは
Ceが存在すると、R2Fe14B相のR(典型的にはN
d)がLaやCeで置換され、保磁力および角形性が劣
化するため、LaおよびCeを実質的に含まないことが
好ましい。ただし、微量のLaやCe(0.5原子%以
下)が不可避的に混入する不純物として存在する場合は
磁気特性上問題なく、実質的に含まないと言える。より
具体的には、Rは、PrまたはNdを必須元素として含
むことが好ましく、その必須元素の一部をDyおよび/
またはTbで置換してもよい。Rの組成比率yが全体の
6原子%未満になると、保磁力の発現に必要なR2Fe
14B型結晶構造を有する化合物相が充分に析出せず48
0kA/m以上の保磁力HcJを得ることができなくな
る。また、Rの組成比率yが10原子%以上になると、
強磁性を有する鉄基硼化物やα−Feの存在量が低下
し、代わりにBリッチの非磁性相の存在量が増加するた
め、ナノコンポジット構造が形成されず、磁化が低下す
る。故に、希土類元素Rの組成比率yは6原子%以上1
0原子%未満の範囲、例えば、7原子%以上9.5原子
%以下に調節することが好ましい。より好ましいRの範
囲の上限は9.3原子%、更に好ましいRの範囲の上限
は9.0原子%である。好ましいRの範囲の下限は7.
5原子%であり、更に好ましいRの範囲の下限は、8.
0原子%である。本発明では、このようにRの濃度が低
いが、Tiの働きにより、R2Fe14B相が他の相より
も優先的に析出・成長するため、合金溶湯中のRがR2
Fe14B相の生成に有効に利用され、粒界部分ではRが
低濃度化される。その結果、粒界相におけるR濃度が
0.5原子%以下となり、硬磁性相中におけるR濃度
(11原子%程度)に比較して格段に低くなる。Rがこ
のようにして有効に硬磁性相(R2Fe14B相)の形成
に用いられるため、本発明では、Rの組成比率が10原
子%よりも少なく、硬磁性相(R2Fe14B相)の体積
比率が65原子%以上85原子%以下となるにもかかわ
らず、粒界に存在する軟磁性相との交換結合によって優
れた硬磁気特性が発現する。なお、本明細書におけるR
2Fe14B相などの構成相の体積比率は、メスバウアー
スペクトル分光法で測定した値である。
R is a rare earth element (including yttrium)
Is one or more elements selected from the group When La or Ce are present, the R 2 Fe 14 B phase R (typically N
Since d) is replaced with La or Ce and coercive force and squareness are deteriorated, it is preferable that La and Ce are not substantially contained. However, when a small amount of La or Ce (0.5 atom% or less) is present as an impurity that is inevitably mixed, it can be said that there is no problem in terms of magnetic properties and substantially no inclusion. More specifically, R preferably contains Pr or Nd as an essential element, and a part of the essential element is Dy and / or
Alternatively, it may be replaced with Tb. When the composition ratio y of R is less than 6 atom% of the whole, R 2 Fe necessary for developing coercive force is obtained.
14 A compound phase having a B-type crystal structure was not sufficiently precipitated.
The coercive force H cJ of 0 kA / m or more cannot be obtained. When the composition ratio y of R is 10 atomic% or more,
The abundance of iron-based borides and α-Fe having ferromagnetism decreases, and the abundance of B-rich non-magnetic phase increases instead, so that the nanocomposite structure is not formed and the magnetization decreases. Therefore, the composition ratio y of the rare earth element R is 6 atomic% or more 1
It is preferable to adjust to a range of less than 0 atomic%, for example, 7 atomic% or more and 9.5 atomic% or less. The more preferable upper limit of the R range is 9.3 atom%, and the further preferable upper limit of the R range is 9.0 atom%. The lower limit of the preferable range of R is 7.
It is 5 atom%, and the lower limit of the more preferable range of R is 8.
It is 0 atomic%. In the present invention, although the R concentration is low in this way, the R 2 Fe 14 B phase precipitates and grows preferentially over the other phases due to the action of Ti, so that R in the molten alloy is R 2
It is effectively used for the formation of the Fe 14 B phase, and the concentration of R is reduced in the grain boundary portion. As a result, the R concentration in the grain boundary phase becomes 0.5 atomic% or less, which is significantly lower than the R concentration in the hard magnetic phase (about 11 atomic%). Since R is used to form the effective hard magnetic phase in this manner (R 2 Fe 14 B phase) in the present invention, the composition ratio of R is less than 10 atomic%, the hard magnetic phase (R 2 Fe 14 Despite the volume ratio of (B phase) being 65 atomic% or more and 85 atomic% or less, excellent hard magnetic characteristics are exhibited by exchange coupling with the soft magnetic phase existing at the grain boundaries. In addition, R in the present specification
The volume ratio of constituent phases such as 2 Fe 14 B phase is a value measured by Moessbauer spectrum spectroscopy.

【0173】Tiは、前述した効果を得るためには必須
の元素であり、保磁力HcJおよび残留磁束密度Brの向
上および減磁曲線の角形性の改善に寄与し、最大エネル
ギ積(BH)maxを向上させる。
Ti is an essential element for obtaining the above-mentioned effect, contributes to the improvement of the coercive force H cJ and the residual magnetic flux density B r , and the squareness of the demagnetization curve, and the maximum energy product (BH ) Increase max .

【0174】Tiの組成比率zが全体の0.5原子%未
満になると、Ti添加の効果が充分に発現しない。一
方、Tiの組成比率zが全体の6原子%を超えると、結
晶化熱処理後も残存する非磁性相の体積比率が増すた
め、残留磁束密度Brの低下を招来しやすい。以上のこ
とから、Tiの組成比率zは0.5原子%以上6原子%
以下の範囲とすることが好ましい。より好ましいzの範
囲の下限は1.0原子%であり、より好ましいzの範囲
の上限は5原子%である。更に好ましいzの範囲の上限
は4原子%である。
If the composition ratio z of Ti is less than 0.5 atom% of the whole, the effect of Ti addition is not sufficiently exhibited. On the other hand, when the composition ratio z of Ti exceeds 6 atomic% of the whole, the volume ratio of the nonmagnetic phase remaining after the crystallization heat treatment increases, so that the residual magnetic flux density B r tends to decrease. From the above, the composition ratio z of Ti is 0.5 atom% or more and 6 atom% or more.
The following range is preferable. The more preferable lower limit of the range of z is 1.0 atom%, and the more preferable upper limit of the range of z is 5 atom%. A more preferable upper limit of the range of z is 4 atom%.

【0175】また、Qの組成比率xが高いほど、Q(例
えば硼素)を過剰に含むアモルファス相が形成されやす
いので、Tiの組成比率zを高くすることが好ましい。
TiはBに対する親和性が強く、硬磁性相の粒界にフィ
ルム状に濃縮される。Bに対するTiの比率が高すぎる
と、非磁性であるTiB2が多く析出することに加え
て、鉄基硼化物の体積比率が減少するため、磁化を低下
させる可能性がある。また、Bに対するTiの比率が低
すぎると、被磁性のBリッチアモルファス相が多く生成
されてしまう。実験によれば、0.05≦z/x≦0.
4を満足させるように組成比率を調節することが好まし
く、0.1≦z/x≦0.35を満足させることがより
好ましい。更に好ましくは0.13≦z/x≦0.3で
ある。
Further, as the composition ratio x of Q is higher, an amorphous phase containing excessive Q (for example, boron) is more likely to be formed. Therefore, it is preferable to increase the composition ratio z of Ti.
Ti has a strong affinity for B and is concentrated in a film form at the grain boundaries of the hard magnetic phase. If the ratio of Ti to B is too high, a large amount of non-magnetic TiB 2 precipitates, and the volume ratio of the iron-based boride decreases, which may lower the magnetization. Further, if the ratio of Ti to B is too low, a large amount of magnetized B-rich amorphous phase is generated. According to the experiment, 0.05 ≦ z / x ≦ 0.
It is preferable to adjust the composition ratio so as to satisfy 4, and it is more preferable to satisfy 0.1 ≦ z / x ≦ 0.35. More preferably, 0.13 ≦ z / x ≦ 0.3.

【0176】Feは、上述の元素の含有残余を占める
が、Feの一部をCoおよびNiの一種または二種の遷
移金属元素(T)で置換しても所望の硬磁気特性を得る
ことができる。Feに対するTの置換量が50%を超え
ると、0.7T以上の高い残留磁束密度Brが得られな
い。このため、置換量は0%以上50%以下の範囲に限
定することが好ましい。なお、Feの一部をCoで置換
することによって、減磁曲線の角形性が向上するととも
に、R2Fe14B相のキュリー温度が上昇するため、耐
熱性が向上する。CoによるFe置換量の好ましい範囲
は0.5%以上40%以下である。
Fe occupies the remaining content of the above elements, but desired hard magnetic characteristics can be obtained even if a part of Fe is replaced with one or two transition metal elements (T) of Co and Ni. it can. If the substitution amount of T with respect to Fe exceeds 50%, a high residual magnetic flux density B r of 0.7 T or more cannot be obtained. Therefore, the substitution amount is preferably limited to the range of 0% to 50%. By substituting a part of Fe with Co, the squareness of the demagnetization curve is improved and the Curie temperature of the R 2 Fe 14 B phase is increased, so that the heat resistance is improved. The preferable range of the Fe substitution amount by Co is 0.5% or more and 40% or less.

【0177】種々の効果を得る為、0〜10原子%程度
の範囲で金属元素Mを添加しても良い。Mは、Al、S
i、V、Cr、Mn、Cu、Zn、Ga、Zr、Nb、
Mo、Hf、Ta、W、Pt、Pb、AuおよびAgか
らなる群から選択された1種以上の元素である。
In order to obtain various effects, the metal element M may be added within the range of 0 to 10 atomic%. M is Al, S
i, V, Cr, Mn, Cu, Zn, Ga, Zr, Nb,
It is at least one element selected from the group consisting of Mo, Hf, Ta, W, Pt, Pb, Au and Ag.

【0178】〔コンパウンドおよび磁石体の製造方法の
説明〕上述のようにして得られたTi含有ナノコンポジ
ット磁粉は、樹脂等の結合剤と混合され、ボンド磁石用
コンパウンドが製造される。
[Explanation of Compound and Magnet Manufacturing Method] The Ti-containing nanocomposite magnetic powder obtained as described above is mixed with a binder such as a resin to manufacture a bonded magnet compound.

【0179】圧縮成形用のコンパウンドは、例えば、溶
剤で希釈した熱硬化性樹脂と磁粉とを混合し、溶剤を除
去することによって製造される。得られた磁粉と樹脂と
の混合物は、必要に応じて、所定の粒度となるように解
砕される。解砕の条件などを調整することによって、顆
粒状としてもよい。また、粉砕に得られた粉末材料を造
粒してもよい。
The compound for compression molding is produced, for example, by mixing a thermosetting resin diluted with a solvent with magnetic powder and removing the solvent. The obtained mixture of magnetic powder and resin is crushed to have a predetermined particle size, if necessary. Granules may be obtained by adjusting the crushing conditions and the like. Moreover, you may granulate the powder material obtained by pulverization.

【0180】Ti含有ナノコンポジット磁粉の耐食性を
向上するために、磁粉の表面に予め化成処理等の公知の
表面処理を施しても良い。さらに、磁粉の耐食性や樹脂
との濡れ性、コンパウンドの成形性をさらに改善するた
めに、シラン系、チタネート系、アルミネート系、ジル
コネート系などの各種カップリング剤、コロイダルシリ
カなどセラミックス超微粒子、ステアリン酸亜鉛やステ
アリン酸カルシウムなどの潤滑剤を使用してもよく、熱
安定剤、難燃剤、可塑剤などを使用してもよい。
In order to improve the corrosion resistance of the Ti-containing nanocomposite magnetic powder, the surface of the magnetic powder may be subjected to a known surface treatment such as chemical conversion treatment in advance. Furthermore, in order to further improve the corrosion resistance of magnetic powder, the wettability with resin, and the moldability of compounds, various coupling agents such as silane-based, titanate-based, aluminate-based, and zirconate-based, ultrafine ceramic particles such as colloidal silica, and stearin Lubricants such as zincate and calcium stearate may be used, and heat stabilizers, flame retardants, plasticizers and the like may be used.

【0181】磁石用コンパウンドは用途に応じて、樹脂
の種類および磁粉の配合比率が適宜決められる。樹脂と
しては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂やメラミ
ン樹脂などの熱硬化性樹脂や、ポリアミド(ナイロン6
6、ナイロン6、ナイロン12等)や、ポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリ
フェニレンサルファイドなどの熱可塑性樹脂や、ゴムや
エラストマ、さらには、これらの変性体、共重合体、混
合物などを用いることができる。
In the magnet compound, the type of resin and the compounding ratio of magnetic powder are appropriately determined according to the application. Examples of the resin include thermosetting resins such as epoxy resin, phenol resin and melamine resin, and polyamide (nylon 6
6, nylon 6, nylon 12 etc.), polyethylene,
Thermoplastic resins such as polypropylene, polyvinyl chloride, polyester, and polyphenylene sulfide, rubbers and elastomers, and modified products, copolymers, and mixtures thereof can be used.

【0182】本発明によるTi含有ナノコンポジット磁
粉を用いることによって、従来よりも更に高い(例えば
80%を超える)磁粉充填率を実現することができ、最
大で90%程度まで充填することができる。但し、充填
率を上げすぎると磁粉同士を十分に結合するための樹脂
が不足し、ボンド磁石の機械的な強度の低下や、使用時
の磁粉の脱落が生じる恐れがあるので、磁粉充填率は、
85%以下が好ましい。また、圧縮成形においては本発
明によるTi含有ナノコンポジット磁粉を用いることに
よって、成形体の表面に形成される空隙(ボイド)の量
を減少でき、表面に形成する樹脂被膜への悪影響を抑制
できるという利点が得られる。これらの成形方法には、
適宜、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、ゴム等が用いられ
る。
By using the Ti-containing nanocomposite magnetic powder according to the present invention, it is possible to realize a higher magnetic powder filling rate (for example, more than 80%) than ever before, and to fill up to about 90% at maximum. However, if the filling rate is raised too much, the resin for sufficiently binding the magnetic particles to each other will be insufficient, and the mechanical strength of the bonded magnet will be reduced, and the magnetic particles may fall off during use. ,
It is preferably 85% or less. Further, by using the Ti-containing nanocomposite magnetic powder according to the present invention in compression molding, it is possible to reduce the amount of voids (voids) formed on the surface of the molded body and suppress adverse effects on the resin coating formed on the surface. Benefits are obtained. These molding methods include
A thermosetting resin, a thermoplastic resin, rubber or the like is appropriately used.

【0183】〔ボンド磁石の表面処理〕成形上がりのボ
ンド磁石に表面処理を施すことによって、ボンド磁石の
耐食性および耐熱性を改善できる。本発明によるコンパ
ウンドは従来のコンパウンドよりも成形性が優れている
ので、従来と同等もしくはそれ以上の充填率を確保しつ
つ、空隙率(ボイド率)の低いのボンド磁石が得られ
る。従って、多くの空隙が存在する成形上がりのボンド
磁石に表面処理を施すことによって付随して起こる腐食
の問題の発生を抑制・防止することができる。また、ボ
ンド磁石の耐食性が高いので、表面処理を簡略化するこ
とによって低コスト化が図れる。
[Surface Treatment of Bond Magnet] By subjecting the bond magnet just after molding to the surface treatment, the corrosion resistance and heat resistance of the bond magnet can be improved. Since the compound according to the present invention is superior in moldability to the conventional compound, it is possible to obtain a bond magnet having a low porosity (void ratio) while ensuring a filling rate equal to or higher than that of the conventional compound. Therefore, it is possible to suppress / prevent the occurrence of the problem of corrosion that accompanies the surface treatment of the as-molded bonded magnet having many voids. Moreover, since the bonded magnet has high corrosion resistance, the cost can be reduced by simplifying the surface treatment.

【0184】また、成形上がりのボンド磁石が十分な耐
食性を有している場合においても、例えば、モータなど
に使用される圧縮成形されたリング磁石など、組み立て
工程におけるボンド磁石の機械的な破壊を防止したり、
ボンド磁石の表面から脱落した磁粉が飛散することによ
るモータの動作への悪影響を防止することが必要な場合
がある。このような場合には、ボンド磁石の機械強度の
向上や磁粉の脱落防止のために種々の表面処理を施すこ
とが好ましい。
Further, even when the bond magnet after molding has sufficient corrosion resistance, mechanical damage to the bond magnet during the assembly process, such as a compression-molded ring magnet used for a motor or the like, is avoided. To prevent
In some cases, it is necessary to prevent the adverse effect on the operation of the motor due to the scattering of the magnetic powder that has fallen off the surface of the bonded magnet. In such a case, it is preferable to perform various surface treatments in order to improve the mechanical strength of the bonded magnet and prevent the magnetic powder from falling off.

【0185】このような場合においても、保護膜を薄く
できるので、保護膜を含むボンド磁石全体の寸法精度を
向上したり、磁石の有効体積を増加することよって、部
品を小型化することができるという利点も得られる。ま
た、モータに組み込んだ場合には、ロータとステータ間
の磁気的なギャップを小さくできるのでモータ特性を向
上することが可能になる。
Even in such a case, since the protective film can be made thin, the dimensional accuracy of the entire bonded magnet including the protective film can be improved, and the effective volume of the magnet can be increased to downsize the component. There is also an advantage. Further, when incorporated in a motor, the magnetic characteristics between the rotor and the stator can be reduced, so that the motor characteristics can be improved.

【0186】表面処理方法としては、公知の方法を広く
用いることができる。表面処理によって形成される保護
膜は、無機材料(金属、セラミック、無機高分子など)
でも有機材料(低分子、高分子など)や無機・有機複合
材料を用いることもできる。これらの保護膜は、用いる
材料に応じて、種々の方法で形成することがきでる。
As the surface treatment method, known methods can be widely used. The protective film formed by surface treatment is an inorganic material (metal, ceramic, inorganic polymer, etc.)
However, organic materials (low molecular weight, high molecular weight, etc.) and inorganic / organic composite materials can also be used. These protective films can be formed by various methods depending on the material used.

【0187】例えば、金属膜は、めっき法(電解めっき
および無電解めっき法など)や種々の薄膜堆積技術(真
空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタ法、イオ
ンビーム法など)さらに、SnやZnなどの低融点の溶
融金属に浸漬し冷却する方法などを採用することができ
る。
For example, the metal film is formed by plating (electrolytic plating, electroless plating, etc.), various thin film deposition techniques (vacuum vapor deposition, ion plating, sputtering, ion beam, etc.), Sn and Zn. It is possible to employ a method of immersing in a molten metal having a low melting point such as and cooling.

【0188】セラミックス材料の膜は、金属膜と同様に
薄膜堆積技術を用いて形成しても良いし、ゾルゲル法を
利用する場合の処理液やアルカリ珪酸塩水溶液などを使
用し、ディッピング法やスプレー法などを用いて形成し
ても良い。また、電気泳動電着法などを採用しても良
い。
The film of the ceramic material may be formed by using a thin film deposition technique as in the case of the metal film. Alternatively, a treatment liquid in the case of utilizing the sol-gel method, an aqueous solution of alkali silicate or the like may be used and a dipping method or a spray method may be used. It may be formed using a method or the like. Alternatively, an electrophoretic electrodeposition method or the like may be adopted.

【0189】樹脂膜は、有機高分子材料を用いて、電着
塗装、スプレー塗装、静電塗装、ディップ塗装、ロール
コート法などの種々の方法を用いて形成できる。また、
同様の方法で、無機高分子材料(例えばシリコーン樹
脂)の膜を形成することもできる。
The resin film can be formed using an organic polymer material by various methods such as electrodeposition coating, spray coating, electrostatic coating, dip coating and roll coating. Also,
A film of an inorganic polymer material (for example, silicone resin) can be formed by the same method.

【0190】また、カップリング剤(シラン系、チタネ
ート系、アルミネート系、ジルコネート系など)やベン
ゾトリアゾールなどの低分子量有機材料を用いて保護膜
を形成することもできる。これらの低分子有機材料は、
溶液としてボンド磁石に種々の方法で付与することがで
きる。
The protective film can also be formed using a low molecular weight organic material such as a coupling agent (silane type, titanate type, aluminate type, zirconate type) or benzotriazole. These low molecular weight organic materials are
It can be applied as a solution to the bonded magnet by various methods.

【0191】また、種々の方法で微粒子を被着(堆積)
することによって保護膜を形成することもできる。微粒
子としては、Al、Zn、Ni、Cu、Fe,Co,S
n,Pb,Au,Agなどの金属微粒子、SiO2、A
23、ZrO2、MgO、TiO2、ムライト、チタン
酸塩、けい酸塩などの金属酸化物および複合金属酸化物
(ガラスを含む)、TiN、AlN,BN、TiC、T
iCN、TiB2などのセラミック微粒子、ポリテトラ
フルオロエチレン、アクリル樹脂などの樹脂微粒子、カ
ーボンブラックやMoS2などが挙げられる。
Fine particles are deposited (deposited) by various methods.
By doing so, a protective film can be formed. The fine particles include Al, Zn, Ni, Cu, Fe, Co, S
n, Pb, Au, Ag, etc., metal fine particles, SiO 2 , A
Metal oxides and composite metal oxides (including glass) such as 1 2 O 3 , ZrO 2 , MgO, TiO 2 , mullite, titanate, and silicate, TiN, AlN, BN, TiC, T.
Examples thereof include ceramic fine particles such as iCN and TiB 2 , resin fine particles such as polytetrafluoroethylene and acrylic resin, carbon black and MoS 2 .

【0192】なお、これらの微粒子をボンド磁石の表面
に固定するために、必要に応じてバインダを用いてもよ
い。バインダの材料としては、クロム酸やモリブデン
酸、リン酸およびこれらの塩などの無機材料、カップリ
ング剤などの低分子量有機化合物、有機樹脂などの高分
子化合物などを用いることができる。
A binder may be used if necessary in order to fix these fine particles to the surface of the bonded magnet. As the material of the binder, inorganic materials such as chromic acid, molybdic acid, phosphoric acid and salts thereof, low molecular weight organic compounds such as coupling agents, polymer compounds such as organic resins and the like can be used.

【0193】ボンド磁石の表面に微粒子を固定する方法
としては、予め微粒子とバインダを混合したものをスプ
レー法やディッピング法などの塗布法を用いてもよい
し、ボンド磁石の表面に予め形成したバインダ層に微粒
子を機械的な力を利用して付着させても良い。また、必
要に応じて、加熱処理を施し、微粒子をさらに強固にボ
ンド磁石表面に固着させても良い。
As a method of fixing the fine particles to the surface of the bond magnet, a mixture of fine particles and a binder may be applied by a coating method such as a spraying method or a dipping method. Alternatively, a binder previously formed on the surface of the bond magnet may be used. Fine particles may be attached to the layer by using mechanical force. If necessary, heat treatment may be performed to further firmly fix the fine particles to the surface of the bond magnet.

【0194】保護膜は成形上がりのボンド磁石に新たな
膜として形成するだけでなく、ボンド磁石の表面を改質
することによって形成してもよい。ボンド磁石表面にお
ける磁粉との反応を利用してもよい。例えば、リン酸処
理、リン酸亜鉛処理、リン酸マンガン処理、リン酸カル
シウム処理、リン酸クロメート処理、クロム酸処理、ジ
ルコニウム酸処理、タングステン酸処理、モリブデン酸
処理などの種々の化成処理を挙げることができる。
The protective film may be formed not only as a new film on the as-molded bond magnet but also by modifying the surface of the bond magnet. The reaction with the magnetic powder on the surface of the bonded magnet may be used. For example, various chemical conversion treatments such as phosphoric acid treatment, zinc phosphate treatment, manganese phosphate treatment, calcium phosphate treatment, phosphoric acid chromate treatment, chromic acid treatment, zirconic acid treatment, tungstic acid treatment and molybdic acid treatment can be mentioned. .

【0195】ここで本発明によるTi含有ナノコンポジ
ット磁粉中の希土類元素(典型的にはNd)の含有率が
低いので、鉄鋼の分野で一般に用いられている化成処理
を用いても、十分な耐食性を得ることができる。
Since the content of the rare earth element (typically Nd) in the Ti-containing nanocomposite magnetic powder according to the present invention is low, sufficient corrosion resistance can be obtained even by using the chemical conversion treatment generally used in the field of steel. Can be obtained.

【0196】さらには、ボンド磁石の表面を種々の方法
で酸化することによって適当な厚さの酸化膜を形成して
もよい。
Further, the surface of the bonded magnet may be oxidized by various methods to form an oxide film having an appropriate thickness.

【0197】また、上述したように、本発明のボンド磁
石は本質的に空隙を少なくできるため、耐食性に優れ、
且つ、各種表面処理に適しているが、過酷な環境で使用
される場合などには、磁石の信頼性をさらに向上するた
めに、種々の封孔処理を行っても良い。
Further, as described above, since the bonded magnet of the present invention can essentially reduce voids, it has excellent corrosion resistance,
Moreover, although suitable for various surface treatments, various sealing treatments may be performed in order to further improve the reliability of the magnet when used in a harsh environment.

【0198】また、上述した表面処理は適宜組み合わせ
てもよく、例えば、異なる材料を用いて積層膜を形成し
てもよい。
Further, the above-mentioned surface treatments may be combined appropriately, and for example, a laminated film may be formed by using different materials.

【0199】なお、保護膜の厚さは、採用する表面処理
方法およびボンド磁石の用途に応じて適宜設定される
が、上述のモータにおける磁気的なギャップを減少させ
ることによるエネルギー効率の向上効果を得るために
は、保護膜の厚さは25μm以下であることが好まし
く、より好ましくは20μm以下、更に好ましくは10
μm以下である。
The thickness of the protective film is appropriately set according to the surface treatment method used and the application of the bond magnet, but the effect of improving energy efficiency by reducing the magnetic gap in the above-described motor is obtained. In order to obtain it, the thickness of the protective film is preferably 25 μm or less, more preferably 20 μm or less, still more preferably 10 μm or less.
μm or less.

【0200】[0200]

【実施例】まず、Nd8.5Fe7511Co21Ti
2.5(原子比率)の合金組成を有するように、純度9
9.5%以上のNd、Fe、B、Co、C、およびTi
の原料を用いて総量が20キログラム(kg)となるよ
うに秤量し、溶解坩堝に投入した後、高周波溶解によっ
て溶解した。その後、溶解坩堝を傾転し、モリブデンヒ
ータで1250℃に保温されたタンディッシュ坩堝内に
溶湯を注いだ。タンディッシュ坩堝は、底部に直径2.
0mmのオリフィスを有するノズルを備えているため、
合金の溶湯は、オリフィスノズルから下方に排出され
る。
EXAMPLES First, Nd 8.5 Fe 75 B 11 Co 2 C 1 Ti
Purity 9 to have an alloy composition of 2.5 (atomic ratio)
9.5% or more of Nd, Fe, B, Co, C, and Ti
The raw material of Example 1 was weighed so that the total amount was 20 kg (kg), charged into a melting crucible, and then melted by high frequency melting. Then, the melting crucible was tilted, and the molten metal was poured into the tundish crucible which was kept at 1250 ° C. by a molybdenum heater. The tundish crucible has a diameter of 2.
Since it has a nozzle with a 0 mm orifice,
The molten alloy is discharged downward from the orifice nozzle.

【0201】原料の溶解は、圧力が10kPaのアルゴ
ン雰囲気下において高周波加熱法を用いて行った。本実
施例では溶湯温度を1400℃に設定した。
The raw materials were dissolved by a high frequency heating method in an argon atmosphere with a pressure of 10 kPa. In this example, the molten metal temperature was set to 1400 ° C.

【0202】合金溶湯の湯面を6kPaのアルゴンガス
で加圧することによって、オリフィスの下方0.7mm
の位置にある銅製ロールの外周面に対して溶湯を噴出さ
せた。ロールは、その外周面の温度が室温程度に維持さ
れるように内部が冷却されながら高速で回転する。この
ため、オリフィスから噴出した合金溶湯はロール周面に
接触して熱を奪われつつ、周速度方向に飛ばされること
になる。合金溶湯はオリフィスを介して連続的にロール
周面上に噴出するため、急冷によって凝固した合金は薄
帯状に長く延びたリボンの形態を持つことになる。
By pressing the molten alloy surface with argon gas of 6 kPa, 0.7 mm below the orifice.
The molten metal was ejected onto the outer peripheral surface of the copper roll at the position. The roll rotates at high speed while the inside is cooled so that the temperature of the outer peripheral surface is maintained at about room temperature. For this reason, the molten alloy ejected from the orifice comes in contact with the peripheral surface of the roll to remove heat and is blown in the circumferential velocity direction. Since the molten alloy is continuously ejected onto the peripheral surface of the roll through the orifice, the alloy solidified by the rapid cooling has the form of a ribbon elongated in the shape of a ribbon.

【0203】本実施例で採用する回転ロール法(単ロー
ル法)の場合、冷却速度はロール周速度および単位時間
当たりの溶湯流下量によって規定される。この溶湯流下
量は、オリフィス径(断面積)と溶湯圧力とに依存す
る。本実施例では、流下レートを約4kg/分程度、ロ
ール表面速度を13m/秒に設定し、平均厚さ63μm
程度(厚さの標準偏差15μm以下)の急冷合金を作製
した。
In the case of the rotating roll method (single roll method) adopted in this embodiment, the cooling rate is defined by the roll peripheral speed and the molten metal flow rate per unit time. This molten metal flow-down amount depends on the orifice diameter (cross-sectional area) and the molten metal pressure. In this embodiment, the flow rate is set to about 4 kg / min, the roll surface speed is set to 13 m / sec, and the average thickness is 63 μm.
A quenched alloy having a thickness of about 15 μm or less was prepared.

【0204】得られた急冷合金は、急冷装置内の回収槽
上部に設けた粉砕刃にて粗く破断(粗粉砕)した後、回
収した。本実施例では、1620rpmで回転する粉砕
刃を用いて850μm以下のサイズを持つ破片(フレー
ク)に粉砕した。
The quenched alloy thus obtained was roughly broken (coarsely crushed) by a crushing blade provided at the upper part of the recovery tank in the quenching apparatus, and then recovered. In this example, a crushing blade rotating at 1620 rpm was used to crush into pieces (flakes) having a size of 850 μm or less.

【0205】次に、加熱部がアルゴン雰囲気で満たされ
たロータリーチューブ炉を用い、740℃に保持された
加熱帯を20分間で通過させる熱処理を施した。この
後、パワーミルを用い、加熱処理後の急冷合金を表1に
示す条件で粉砕し、ナノコンポジット磁石合金粉末を得
た。
Next, using a rotary tube furnace whose heating part was filled with an argon atmosphere, a heat treatment was carried out by passing the heating zone kept at 740 ° C. for 20 minutes. Then, using a power mill, the quenched alloy after the heat treatment was pulverized under the conditions shown in Table 1 to obtain a nanocomposite magnet alloy powder.

【0206】[0206]

【表1】 [Table 1]

【0207】表1における「パンチメタルスクリーン開
孔径」は、パワーミルの粉砕部(粉砕刃)の周囲に設け
られたスクリーンにおける開口部のサイズを意味してい
る。得られたナノコンポジット磁石合金粉末の粒度分布
を表2および図10に示す。
"Punch metal screen aperture diameter" in Table 1 means the size of the opening in the screen provided around the crushing part (crushing blade) of the power mill. The particle size distribution of the obtained nanocomposite magnet alloy powder is shown in Table 2 and FIG.

【0208】[0208]

【表2】 [Table 2]

【0209】なお、表2および図10において、例えば
「<38」および「<106」は、それぞれ、「粒径3
8μm以下」および「粒径106μm以下」を意味する
ものとする。
[0209] In Table 2 and Fig. 10, for example, "<38" and "<106" indicate "particle size 3", respectively.
8 μm or less ”and“ particle size 106 μm or less ”.

【0210】図10から明らかなように、試料No.1
〜3は、粒径が106μm超300μm以下の範囲に第
1ピークを有し、かつ、粒径が106μm以下の範囲に
第2ピークを有する双峰性の粒度分布を有している。な
お、本明細書における「双峰性の粒度分布」とは、粒度
分布に谷が存在し、その谷底の値が粒度分布の最大ピー
ク値の20%以下であることを意味するものとする。最
大ピーク値(LP)に対する谷底の値(LB)の比率(L
B/LP)を試料No.1〜3について計算すると、それ
ぞれ、約10%、約7.5%、約4.5%である。ま
た、粒度分布の谷底を示す粒径は、53μ以上125μ
m以下の範囲に存在している。
As is apparent from FIG. 1
Nos. 3 to 3 have a bimodal particle size distribution in which the particle size has a first peak in the range of more than 106 μm and 300 μm or less, and has the second peak in the range of particle size of 106 μm or less. The term "bimodal particle size distribution" as used herein means that a valley exists in the particle size distribution, and the value of the valley bottom is 20% or less of the maximum peak value of the particle size distribution. Ratio (L B ) of valley bottom value (L B ) to maximum peak value (L P )
B / L P) of the sample No. When calculated for 1 to 3, they are about 10%, about 7.5%, and about 4.5%, respectively. In addition, the particle size indicating the valley bottom of the particle size distribution is 53μ or more and 125μ
It exists in the range of m or less.

【0211】次に、振動型磁力計を用いて各試料粉末の
磁気特性を測定したところ、以下の表3に示す磁気特性
が得られた。
Next, the magnetic characteristics of each sample powder were measured using a vibrating magnetometer, and the magnetic characteristics shown in Table 3 below were obtained.

【0212】[0212]

【表3】 [Table 3]

【0213】さらに、得られた磁石粉末にエポキシ樹脂
を2重量%加え混合・混練し、圧縮成形ボンド磁石用コ
ンパウンドとした。その後、成形圧力10t/cm2
10mmφ×7mmの円柱状圧縮ボンド磁石を作製し
た。このボンド磁石について、測定した成形密度と磁気
特性を表4に示す。
Further, 2% by weight of epoxy resin was added to the obtained magnet powder and mixed and kneaded to obtain a compound for compression molded bonded magnet. Then, a columnar compressed bond magnet having a diameter of 10 mm and a diameter of 7 mm was produced at a molding pressure of 10 t / cm 2 . Table 4 shows the measured molding density and magnetic properties of this bonded magnet.

【0214】[0214]

【表4】 [Table 4]

【0215】表4からわかるように、試料No.1〜3
のいずれの場合も、成形密度が6g/cm3以上の値が
得られ、その結果、残留磁束密度Brも660mT以上
の高い値が得られた。
As can be seen from Table 4, the sample No. 1-3
In each case, a molding density of 6 g / cm 3 or more was obtained, and as a result, a high residual magnetic flux density B r of 660 mT or more was obtained.

【0216】(比較例1)比較例1では、急冷合金を作
製する条件のみを実施例における条件から変化させた。
具体的には、急冷工程時におけるロール表面速度を20
m/秒に設定し、平均厚さ35μm程度の急冷合金を作
製した。その他の条件は、実施例と同様である。
(Comparative Example 1) In Comparative Example 1, only the conditions for producing the quenched alloy were changed from the conditions in the examples.
Specifically, the roll surface speed during the quenching process is set to 20
It was set to m / sec and a quenched alloy having an average thickness of about 35 μm was produced. Other conditions are the same as those in the embodiment.

【0217】実施例で用いたパワーミルによって表1に
示す条件の粉砕を行い、磁石粉末を作製した。得られた
磁石粉末の粒度分布を上記の表2および図10に示し、
磁気特性を表3に示している。比較例1では、実施例と
比べ、明確な双峰性の粒度分布は得られなかった。特
に、最大ピーク値(LP)に対する谷底の値(LB)の比
率(LB/LP)は、比較例1の場合、約23%であり、
20%を超えている。
The power mill used in the examples was pulverized under the conditions shown in Table 1 to prepare magnet powder. The particle size distribution of the obtained magnet powder is shown in Table 2 above and FIG.
The magnetic properties are shown in Table 3. In Comparative Example 1, a clear bimodal particle size distribution was not obtained as compared with the Examples. In particular, the ratio of the value of the valley to the maximum peak value (L P) (L B) (L B / L P) in the case of Comparative Example 1, about 23%,
It exceeds 20%.

【0218】得られた磁石粉末を用い、実施例1と同様
の方法にて圧縮成形ボンド磁石を作製した。得られた成
形密度と磁気特性を表4に示している。
Using the obtained magnet powder, a compression-molded bonded magnet was produced in the same manner as in Example 1. Table 4 shows the obtained molding density and magnetic properties.

【0219】表4からわかるように、比較例の成形密度
は、成形密度が6g/cm3に達せず、残留磁束密度Br
も660mT以上の高い値は得られなかった。
As can be seen from Table 4, the molding density of the comparative example did not reach 6 g / cm 3 and the residual magnetic flux density B r
Also, a high value of 660 mT or more was not obtained.

【0220】(比較例2)実施例と同様にして作製した
急冷合金(平均厚さ:約63μm)をピンディスクミル
を用いて粉砕した。ピンディスクミルの回転数は、50
00rpmに設定した。得られた粉末の粒度分布を以下
の表5および図11に示す。
(Comparative Example 2) A quenched alloy (average thickness: about 63 μm) produced in the same manner as in Example was pulverized using a pin disk mill. The rotation speed of the pin disk mill is 50
It was set to 00 rpm. The particle size distribution of the obtained powder is shown in Table 5 below and FIG.

【0221】[0221]

【表5】 [Table 5]

【0222】図11から明らかなように、第1ピークの
粒径は106μm以下であり、しかも、最大ピーク値
(LP)に対する谷底の値(LB)の比率(LB/LP
は、比較例1の場合、約38%であり、20%を大きく
超えている。また、ピンミルで粉砕した場合は、粒径1
06μm超の粉末粒子が全体に占める割合(重量比率)
が全体の50%を下回っている。このことは、粉末の充
填性を劣化させるため、成形密度を低下させる。
[0222] As is clear from FIG. 11, the particle size of the first peak is less than 106 [mu] m, moreover, the maximum peak value the value of the valley with respect to (L P) ratio of (L B) (L B / L P)
Is about 38% in the case of Comparative Example 1 and greatly exceeds 20%. When crushed with a pin mill, the particle size is 1
Percentage (weight ratio) of powder particles larger than 06 μm
Is less than 50% of the total. This deteriorates the filling property of the powder and thus lowers the molding density.

【0223】[0223]

【発明の効果】本発明によると、粉砕工程のあとに特別
の粒度分布調節工程を行わなくとも、成形性に優れたナ
ノコンポジット磁石合金粉末が提供される。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, a nanocomposite magnet alloy powder having excellent moldability can be provided without performing a special particle size distribution adjusting step after the pulverizing step.

【0224】本発明の方法によって製造されるナノコン
ポジット磁石合金粉末は、希土類元素含有率が低いにも
拘わらず優れた磁気特性を示すTi含有ナノコンポジッ
ト磁粉であり、且つ、成形性に優れた粒度分布を有する
ので、高性能のボンド磁石を安価に提供することが出来
る。特に、例えば外径が4mm〜20mm、内径が2m
m〜18mm、厚さが0.5mm〜2mm程度の小型の
リング磁石などに好適に用いられ、高性能で信頼性の高
い小型ボンド磁石を提供することができる。
The nanocomposite magnet alloy powder produced by the method of the present invention is a Ti-containing nanocomposite magnetic powder exhibiting excellent magnetic properties despite having a low rare earth element content, and a particle size excellent in formability. Since it has a distribution, a high-performance bonded magnet can be provided at low cost. Especially, for example, the outer diameter is 4 mm to 20 mm and the inner diameter is 2 m.
It is suitable for use in a small ring magnet having a thickness of m to 18 mm and a thickness of 0.5 mm to 2 mm, and can provide a small bond magnet with high performance and high reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】(a)は、本発明で用いる粉砕装置の構成を示
す模式図であり、(b)は、当該粉砕装置に用いられる
スクリーンの一例を示す斜視図である。
FIG. 1A is a schematic view showing a configuration of a crushing device used in the present invention, and FIG. 1B is a perspective view showing an example of a screen used in the crushing device.

【図2】Tiが添加されていないNd−Fe−Bナノコ
ンポジット磁石の最大磁気エネルギー積(BH)max
硼素濃度との関係を示すグラフである。グラフ中、白い
バーは10〜14原子%のNdを含有する試料のデータ
を示し、黒いバーは8〜10原子%のNdを含有する試
料のデータを示している。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the maximum magnetic energy product (BH) max of an Nd—Fe—B nanocomposite magnet to which Ti is not added and the boron concentration. In the graph, white bars represent data for samples containing 10-14 atomic% Nd, and black bars represent data for samples containing 8-10 atomic% Nd.

【図3】Tiが添加されたNd−Fe−Bナノコンポジ
ット磁石の最大磁気エネルギー積(BH)maxと硼素濃
度との関係を示すグラフである。グラフ中、白いバーは
10〜14原子%のNdを含有する試料のデータを示
し、黒いバーは8〜10原子%のNdを含有する試料の
データを示している。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the maximum magnetic energy product (BH) max and the boron concentration of the Nd-Fe-B nanocomposite magnet to which Ti is added. In the graph, white bars represent data for samples containing 10-14 atomic% Nd, and black bars represent data for samples containing 8-10 atomic% Nd.

【図4】本発明による磁石におけるR2Fe14B型化合
物相と(Fe、Ti)−B相を示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing an R 2 Fe 14 B type compound phase and a (Fe, Ti) -B phase in a magnet according to the present invention.

【図5】Tiを添加した場合、および、Tiに代えてN
bなどを添加した場合における急冷凝固合金の結晶化過
程における微細組織の変化を模式的に示す図である。
FIG. 5 shows the case of adding Ti and N instead of Ti.
It is a figure which shows typically the change of the microstructure in the crystallization process of a rapidly solidified alloy when b etc. are added.

【図6】(a)は、本発明による鉄基希土類合金磁石の
ための急冷合金を製造する方法に用いる装置の全体構成
例を示す断面図であり、(b)は、急冷凝固が行われる
部分の拡大図である。
FIG. 6 (a) is a cross-sectional view showing an example of the overall configuration of an apparatus used in the method for producing a quenched alloy for iron-based rare earth alloy magnets according to the present invention, and FIG. 6 (b) is a rapid solidification process. It is an enlarged view of a part.

【図7】急冷合金を製造する方法に用いるストリップキ
ャスト装置の全体構成例を示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of the overall configuration of a strip casting apparatus used in a method for producing a quenched alloy.

【図8】図7の装置に好適に用いられるシュートの構成
を示す図である。
8 is a diagram showing a configuration of a chute that is preferably used in the apparatus of FIG.

【図9】(a)は、本発明に関して粉砕前の合金および
粉砕後の粉末粒子を模式的に示す斜視図であり、(b)
は、従来技術に関して粉砕前の合金および粉砕後の粉末
粒子を模式的に示す斜視図である。
9 (a) is a perspective view schematically showing an alloy before crushing and powder particles after crushing according to the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a perspective view schematically showing an alloy before crushing and powder particles after crushing in the related art.

【図10】本発明の実施例(資料No.1〜3)および
比較例1(資料No.4)の磁粉の粒度分布を示すヒス
トグラムである。
FIG. 10 is a histogram showing the particle size distribution of the magnetic particles of the example (Material Nos. 1 to 3) of the present invention and Comparative Example 1 (Material No. 4).

【図11】比較例2の磁粉の粒度分布を示すヒストグラ
ムである。
11 is a histogram showing a particle size distribution of magnetic powder of Comparative Example 2. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1b、2b、8b、および9b 雰囲気ガス供給口 1a、2a、8a、および9a ガス排気口 1 溶解室 2 急冷室 3 溶解炉 4 貯湯容器 5 出湯ノズル 6 ロート 7 回転冷却ロール 21 溶湯 22 合金薄帯 23 合金溶湯 23a 帯状の凝固合金 30 メインチャンバ 32 溶解炉 34 冷却ロール 36 シュート(タンディッシュ) 40 回収手段 42 回転ブレード 44 ガイド部材 48 シャッタ 50 サブチャンバ 100 粉砕刃 102 開口部の形成されたスクリーン 1b, 2b, 8b, and 9b Atmospheric gas supply port 1a, 2a, 8a, and 9a gas outlets 1 Melting chamber 2 quenching room 3 melting furnace 4 Hot water storage container 5 Hot water nozzle 6 funnel 7 rotating cooling rolls 21 molten metal 22 Alloy ribbon 23 molten alloy 23a Strip-shaped solidified alloy 30 main chamber 32 melting furnace 34 cooling roll 36 Shoots (Tundish) 40 Recovery means 42 rotating blade 44 Guide member 48 shutters 50 sub chambers 100 crushing blade 102 Screen with openings

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B22F 3/02 B22F 3/02 G 9/04 9/04 C E C22C 1/00 C22C 1/00 A 1/02 501 1/02 501 503 503Z 38/00 303 38/00 303D 38/60 38/60 45/02 45/02 A H01F 1/053 H01F 1/08 A 1/08 41/02 G 41/02 1/04 H Fターム(参考) 4K017 AA01 AA04 BA06 BB01 BB02 BB04 BB05 BB06 BB07 BB08 BB09 BB13 CA07 DA02 DA04 EA03 EE01 FA04 4K018 AA27 BA18 BB04 BB06 BB07 BB10 BC01 BD01 CA02 KA46 5E040 AA04 AA19 BB03 CA01 HB11 HB17 NN01 NN06 NN18 5E062 CC05 CD05 CE04 CE05 CG03─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (51) Int.Cl. 7 Identification Code FI Theme Coat (Reference) B22F 3/02 B22F 3/02 G 9/04 9/04 C E C22C 1/00 C22C 1/00 A 1 / 02 501 1/02 501 503 503Z 38/00 303 38/00 303D 38/60 38/60 45/02 45/02 A H01F 1/053 H01F 1/08 A 1/08 41/02 G 41/02 1 / 04 HF term (reference) 4K017 AA01 AA04 BA06 BB01 BB02 BB04 BB05 BB06 BB07 BB08 BB09 BB13 CA07 DA02 DA04 EA03 EE01 FA04 4K018 AA27 BA18 BB04 BB06 BB06 BB06A01 B01A01 B01A01 B01A01 B01A01B01A01 5A19 B01A01 5A040 ABB01 5A040 ABB01 BB46A19A01 AA01 AA04 BA06 ABB04A01 AA01 AA04 BA06 BB06A01A02 ABB01 BB06B17A01B01A17B01A17A01A02 CD05 CE04 CE05 CG03

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 組成式が(Fe1-mm100-x-y-zx
yTizn(TはCoおよびNiからなる群から選択さ
れた1種以上の元素、QはBおよびCからなる群から選
択されBを必ず含む1種以上の元素、RはLaおよびC
eを実質的に含まない1種以上の希土類金属元素、Mは
Al、Si、V、Cr、Mn、Cu、Zn、Ga、Z
r、Nb、Mo、Hf、Ta、W、Pt、Pb、Auお
よびAgからなる群から選択された少なくとも1種の金
属元素)で表現され、組成比率x、y、z、nおよびm
が、それぞれ、10<x≦20原子%、6≦y<10原
子%、0.1≦z≦12原子%、0≦n≦10原子%、
および0≦m≦0.5を満足し、平均厚さが40μm超
90μm以下の急冷合金を用意する工程と、 回転する粉砕部、および前記粉砕部の外周に配置された
複数の開口部を有するスクリーンを備えた粉砕装置を用
いて、前記急冷合金を粉砕し、粒径が前記スクリーンの
開口部よりも小さい合金粉末を作製する粉砕工程と、を
包含するナノコンポジット磁石粉末の製造方法。
1. The composition formula is (Fe 1-m T m ) 100-xyz Q x R
y Ti z M n (T is one or more elements selected from the group consisting of Co and Ni, Q is one or more elements selected from the group consisting of B and C, and always contains B, and R is La and C
at least one rare earth metal element substantially free of e, M is Al, Si, V, Cr, Mn, Cu, Zn, Ga, Z
r, Nb, Mo, Hf, Ta, W, Pt, Pb, Au and Ag, and the composition ratios x, y, z, n and m are represented by at least one metal element selected from the group consisting of:
Respectively, 10 <x ≦ 20 atomic%, 6 ≦ y <10 atomic%, 0.1 ≦ z ≦ 12 atomic%, 0 ≦ n ≦ 10 atomic%,
And a step of preparing a quenched alloy satisfying 0 ≦ m ≦ 0.5 and having an average thickness of more than 40 μm and 90 μm or less; A crushing step of crushing the quenched alloy using a crusher equipped with a screen to produce an alloy powder having a particle size smaller than the opening of the screen.
【請求項2】 前記粉砕工程において、粒径が106μ
m超300μm以下の範囲に第1ピークを有し、かつ、
粒径が106μm以下の範囲に第2ピークを有する粒度
分布を持つ合金粉末を作製する請求項1に記載のナノコ
ンポジット磁石粉末の製造方法。
2. A particle size of 106 μm in the crushing step.
has a first peak in a range of more than m and 300 μm or less, and
The method for producing a nanocomposite magnet powder according to claim 1, wherein an alloy powder having a particle size distribution having a second peak in a particle size range of 106 μm or less is prepared.
【請求項3】 前記急冷合金を用意する工程は、 前記組成式で示される合金の溶湯を用意する工程と、 回転する冷却ロールの表面に対して前記合金溶湯を1.
5kg/分以上の供給レートで接触させ、それによって
214Q型化合物の結晶相を体積比率で全体の50%
以上含む急冷合金を作製する冷却工程と、を包含する請
求項1または2に記載のナノコンポジット磁石粉末の製
造方法。
3. The step of preparing the quenched alloy includes the step of preparing a melt of the alloy represented by the composition formula, and the step of preparing the melt of the alloy on the surface of a rotating cooling roll.
Contact was made at a feed rate of 5 kg / min or more, whereby the crystalline phase of the R 2 T 14 Q type compound was 50% by volume of the whole.
The manufacturing method of the nano composite magnet powder of Claim 1 or 2 including the cooling process which produces the quenching alloy containing the above.
【請求項4】 磁気的に結合したR214Q型化合物お
よび強磁性鉄基硼化物を含有しており、しかも、全結晶
相の体積比率は全体の95%以上であり、かつ、アモル
ファス相の体積比率は全体の5%以下である請求項1か
ら3のいずれかに記載のナノコンポジット磁石粉末の製
造方法。
4. A magnetically-coupled R 2 T 14 Q-type compound and a ferromagnetic iron-based boride are contained, and the volume ratio of all crystalline phases is 95% or more of the whole, and amorphous. The method for producing a nanocomposite magnet powder according to claim 1, wherein the volume ratio of the phase is 5% or less of the whole.
【請求項5】 前記R214Q型化合物の体積比率は、
全体の65%以上85%以下である請求項4に記載のナ
ノコンポジット磁石粉末の製造方法。
5. The volume ratio of the R 2 T 14 Q type compound is
It is 65% or more and 85% or less of the whole, The manufacturing method of the nano composite magnet powder of Claim 4.
【請求項6】 前記強磁性鉄基硼化物は、前記R214
Q型化合物の粒界に存在している請求項1から5のいず
れかに記載のナノコンポジット磁石粉末の製造方法。
6. The ferromagnetic iron-based boride is the R 2 T 14
The method for producing the nanocomposite magnet powder according to claim 1, wherein the nanocomposite magnet powder is present in the grain boundary of the Q-type compound.
【請求項7】 前記R214Q型化合物の平均結晶粒径
は10nm以上200nm以下、前記強磁性鉄基硼化物
の平均結晶粒径は1nm以上100nm以下の範囲内に
ある請求項6に記載のナノコンポジット磁石粉末の製造
方法。
7. The average crystal grain size of the R 2 T 14 Q type compound is in the range of 10 nm to 200 nm, and the average grain size of the ferromagnetic iron-based boride is in the range of 1 nm to 100 nm. A method for producing the nanocomposite magnet powder described.
【請求項8】 前記合金粉末を作製する工程の前に、前
記急冷合金を粗く粉砕することによって平均サイズが1
mm以下の粗粉砕粉を作製する工程を含んでいる請求項
1から7のいずれかに記載のナノコンポジット磁石粉末
の製造方法。
8. An average size of 1 is obtained by roughly crushing the quenched alloy before the step of producing the alloy powder.
The method for producing a nanocomposite magnet powder according to any one of claims 1 to 7, comprising a step of producing a coarsely pulverized powder having a size of not more than mm.
【請求項9】 前記粗粉砕粉を作製する工程の後、前記
急冷合金の粗粉砕粉または前記合金粉末を500℃以上
900℃の温度で10秒以上加熱する熱処理工程を更に
含む請求項8に記載のナノコンポジット磁石粉末の製造
方法。
9. The method according to claim 8, further comprising a heat treatment step of heating the coarsely pulverized powder of the quenched alloy or the alloy powder at a temperature of 500 ° C. to 900 ° C. for 10 seconds or more after the step of producing the coarsely pulverized powder. A method for producing the nanocomposite magnet powder described.
【請求項10】 前記粉砕装置は、前記スクリーンの開
口部の大きさが200μm超1.0mm以下の範囲に設
定されたパワーミルまたはフェザーミルである請求項1
から9のいずれかに記載のナノコンポジット磁石粉末の
製造方法。
10. The crushing device is a power mill or a feather mill in which the size of the opening of the screen is set in the range of more than 200 μm and 1.0 mm or less.
10. The method for producing the nanocomposite magnet powder according to any one of 1 to 9.
【請求項11】 請求項1から10のいずれかに記載の
方法によって製造されたナノコンポジット磁石粉末を用
意する工程と、 前記ナノコンポジット磁石粉末を圧縮成形し、6.0g
/cm3以上の密度を持つ成形体を作製する工程と、を
含むボンド磁石の製造方法。
11. A step of preparing a nanocomposite magnet powder manufactured by the method according to claim 1, wherein the nanocomposite magnet powder is compression-molded to obtain 6.0 g.
/ Cm 3 or more, a step of producing a molded body having a density of not less than / cm 3 , and a method for producing a bonded magnet.
JP2002140236A 2002-05-15 2002-05-15 Method for manufacturing nanocomposite magnet powder Pending JP2003328014A (en)

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