JP3248942B2

JP3248942B2 - 冷却ロール、永久磁石材料の製造方法、永久磁石材料および永久磁石材料粉末

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Publication number: JP3248942B2
Application number: JP09702392A
Authority: JP
Inventors: 亮福野; 英樹中村; 哲人米山
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1992-03-24
Filing date: 1992-03-24
Publication date: 2002-01-21
Anticipated expiration: 2017-01-21
Also published as: US5665177A; US5993939A; JPH05269549A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｒ（ＲはＹを含む希土
類元素である。以下同じ。）と、ＦｅまたはＦｅおよび
Ｃｏと、Ｂとを含むＲ−Ｆｅ−Ｂ系の永久磁石材料を、
急冷法により製造するための冷却ロールと、この冷却ロ
ールを用いて永久磁石材料を製造する方法と、永久磁石
材料と、永久磁石材料粉末とに関する。

【０００２】

【従来の技術】高性能を有する希土類磁石としては、粉
末冶金法によるＳｍ−Ｃｏ系磁石でエネルギー積３２MG
Oeのものが量産されている。しかし、このものはＳｍ、
Ｃｏの原料価格が高いという欠点を有する。希土類元素
の中では原子量の小さい元素、例えば、セリウムやプラ
セオジム、ネオジムは、サマリウムよりも豊富にあり価
格が安い。また、ＦｅはＣｏに比べ安価である。そこ
で、近年、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ等のＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石が開
発され、特開昭６０−９８５２号公報では高速急冷法に
よるものが開示されている。

【０００３】高速急冷法は、金属の溶湯を冷却基体表面
に衝突させて急冷し、薄帯状、薄片状、粉末状などの金
属を得る方法であり、冷却基体の種類により、片ロール
法、双ロール法、ディスク法等に分類される。これらの
高速急冷法のうち、片ロール法では冷却基体として１個
の冷却ロールを用いる。そして、溶湯状の合金をノズル
から射出し、ノズルに対して回転している冷却ロールの
周面に衝突させ、冷却ロール周面と接触させることによ
り合金を一方向から冷却し、通常、薄帯状の急冷合金を
得る。合金の冷却速度は、通常、冷却ロールの周速度に
より制御される。片ロール法は、機械的に制御する部分
が少なく安定性が高く、経済的であり、また、保守も容
易であるため汎用されている。双ロール法は、一対の冷
却ロールを用い、これらの冷却ロール間に溶湯状の合金
を挟んで対向する二方向から冷却する方法である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】片ロール法では、一般
に、冷却ロール表面に接触する側（以下、ロール面側と
いう。）の冷却速度を最適範囲に設定すると、その反対
側（以下、フリー面側という。）の冷却速度が不十分と
なり、ロール面側では好ましい結晶粒径となるが、フリ
ー面側では粗大粒となって高い保磁力が得られなくな
る。

【０００５】一方、フリー面側の結晶粒径が好ましい範
囲となるように冷却すると、ロール面側の冷却速度が極
端に大きくなり、ロール面側は殆どアモルファス状態と
なって高い磁気特性が得られなくなる。

【０００６】このため、従来は急冷合金全体として好ま
しい粒径の結晶粒が最も多くなるように冷却ロールの周
速度を設定し、これを最適周速度としている。

【０００７】しかし、上記のようにして決定された最適
周速度は極めて狭い範囲となり、合金の組成や冷却ロー
ルの材質によっても異なるが、例えば２５m/s を中心と
して±０．５〜２m/s 程度である。このため、周速度を
厳密に制御しなければならず、低コストにて量産するこ
とが困難である。

【０００８】ところで、好ましい結晶粒径の領域の範囲
（冷却方向の厚さ）はほぼ一定であり、薄帯の厚さにあ
まり依存しないため、薄帯の厚さを薄くしたほうが薄帯
全体としての磁気特性は向上する。合金溶湯のノズルか
らの射出量が一定である場合、薄帯の厚さは冷却ロール
の周速度に依存するため、周速度を速くすれば薄い薄帯
が得られるが、上記したように合金の組成により最適周
速度が決まっているので、周速度を速くして薄帯の厚さ
を減少させるためには冷却ロール自体を換える必要があ
り、実用的ではない。

【０００９】一方、合金溶湯の射出量を少なくすれば薄
帯の厚さは減少するが、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金の溶湯はノ
ズル構成材料と反応し易いため、連続使用したときにノ
ズルが閉塞し易い。このため、工業的に量産する場合、
ノズル径をむやみに細くすることはできない。

【００１０】さらに、上記の最適周速度で冷却を行なっ
た場合でも、ロール面側とフリー面側とでは結晶粒径に
１０倍程度前後の差が生じ、好ましい結晶粒径が得られ
る領域が極めて狭くなってしまい、急冷合金の冷却方向
で各種磁気特性が不均一となってしまう。

【００１１】このため、急冷合金を粉砕したとき、得ら
れる磁石粉末中には高磁気特性の磁石粒子と低磁気特性
の磁石粒子とが混在することになり、この磁石粉末を樹
脂バインダ中に分散しボンディッド磁石とした場合、磁
石全体として高磁気特性が得られない。

【００１２】一方、双ロール法ではフリー面が存在しな
いので、薄帯の対向する表面での結晶粒径はほぼ同等と
なる。しかし、ロール面と薄帯中央付近では冷却速度が
違うため、片ロール法と同様に結晶粒径の違いが問題と
なる。

【００１３】このような事情から、本発明者らは特願平
２−１３１４９２号において、磁気特性の周速度依存性
を低くするための冷却ロールとして、周面の中心線平均
粗さＲa を所定範囲に設定した冷却ロールを提案してい
る。

【００１４】また、特願平２−１６３３５５号では、ロ
ール面側の冷却速度とフリー面側の冷却速度との差を小
さくするために、銅や銅合金等の冷却ロールにＣｒ等か
らなる表面層を設けて、合金溶湯冷却の際の冷却ロール
における熱移動を制御し、さらに、表面層の厚さを最適
範囲に設定することを提案している。

【００１５】本発明は、上記各提案をさらに改良し、よ
り均一な結晶粒径のＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石材料を製造
できる手段を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（１２）の本発明により達成される。（１）Ｒ（ただし、ＲはＹを含む希土類元素の１種以
上である。）と、ＦｅまたはＦｅおよびＣｏと、Ｂとを
含有する合金溶湯を冷却して永久磁石材料を製造するた
めの冷却ロールであって、基材と、この基材周面の少な
くとも合金溶湯の接触する領域に形成されたＣｒ表面層
とを有し、前記基材の熱伝導度が前記Ｃｒ表面層の熱伝
導度より高く、周方向に延びる溝を周面に有し、軸を含
む任意の断面において、少なくとも合金溶湯が接触する
領域での隣り合う溝同士の距離の平均が１００〜３００
μm であり、かつ軸を含む断面における溝の断面形成の
凸部と凹部とが滑らかにつながっており、前記基材の周
面に前記溝を形成した後、前記Ｃｒ表面層を形成したも
のであり、片ロール法に用いられ、製造される永久磁石
材料の厚さが１０〜６０μm であり、少なくとも合金溶
湯が接触する領域における周面の中心線平均粗さ（Ｒa
）が０．０７〜５μm であり、少なくとも合金溶湯が
接触する領域での前記溝の深さの平均が１〜５０μm で
ある冷却ロール。（２）軸を含む断面における溝の断面形状がサインカ
ーブ状である上記（１）の冷却ロール。（３）前記溝が螺旋状に形成されている上記（１）ま
たは（２）に記載の冷却ロール。（４）前記Ｃｒ表面層の厚さが、１０〜１００μm で
ある上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の冷却ロ
ール。（５）上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の冷
却ロールの周面に、ノズルから合金溶湯を吐出して冷却
する工程を有することを特徴とする永久磁石材料の製造
方法。（６）前記冷却ロールをその軸がほぼ水平となるよう
に配設し、片ロール法により前記合金溶湯を冷却する方
法であって、ノズルの中心および冷却ロールの軸を含む
平面の冷却ロール回転方向先側に合金溶湯を吐出し、合
金溶湯が冷却ロール周面に衝突する位置をＡ、ノズルの
中心をＢとしたとき、Ａにおける周面の接面と直線ＡＢ
とがなす角度φを４５〜７８°とし、Ｂを通る鉛直線と
冷却ロール周面との交わる位置をＣとしたとき、直線Ｂ
Ｃの長さを１〜７mmとし、冷却時の雰囲気圧力を９０To
rr以下とし、ノズル内における合金溶湯の上面と下面と
の圧力差を０．１〜０．５kgf/cm²として合金溶湯の冷
却を行なう上記（５）に記載の永久磁石材料の製造方
法。（７）上記（５）または（６）に記載の永久磁石材料
の製造方法によって得られた、長さ方向に延びる凸条を
少なくとも一方の主面に有し、隣り合う凸条同士の距離
の平均が１００〜３００μm である永久磁石材料。（８）前記凸条を有する主面の中心線平均粗さ（Ｒa
）が０．０５〜４．５μm である上記（７）に記載の
永久磁石材料。（９）前記凸条の高さの平均が０．７〜３０μm であ
る上記（７）または（８）に記載の永久磁石材料。（１０）任意の位置で測定された厚さの標準偏差が４
μm 以下である上記（７）ないし（９）のいずれかに記
載の永久磁石材料。（１１）上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の
冷却ロールを用い製造された上記（７）ないし（１０）
のいずれかに記載の永久磁石材料。（１２）上記（７）ないし（１１）のいずれかに記載
の永久磁石材料を粉砕して製造されたことを特徴とする
永久磁石材料粉末。

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【００２８】

【００２９】

【００３０】

【作用および効果】片ロール法および双ロール法では、
冷却ロールの周速度が速くなるほど合金の冷却速度は増
加する。これは、周速度が速くなると、単位時間あたり
に供給される冷却ロール表面積が増加するためである。
一方、冷却ロール周面に凹凸が存在すると、冷却ロール
周面と接触した合金溶湯は、冷却ロール周面の凸部とは
密着するが凹部との密着性が低く、周速度が速くなるほ
ど凹部との密着性はさらに低下する。このため、周速度
が速いほど冷却ロール周面と合金との接触面積が小さく
なり、周面が平滑な冷却ロールに比べ冷却速度は低下す
る。

【００３１】従って、合金溶湯の冷却速度は、供給され
る冷却ロール表面積の増大による冷却速度増加と、冷却
ロール周面の表面粗さに依存する冷却速度低下とが総合
された結果となるので、冷却ロール周面の表面粗さが異
なると、周速度が一定であっても冷却速度が変わること
になる。

【００３２】本発明の冷却ロールは、周方向に延びる溝
を所定のピッチで有するため、供給される冷却ロール表
面積の増大による冷却速度増加と、冷却ロール周面の表
面粗さに依存する冷却速度低下とがほぼ釣り合うので、
周速度が変化しても合金の冷却速度は殆ど変わらず、し
かも、位置による冷却速度のバラツキも殆どない。

【００３３】このため、本発明により得られる永久磁石
材料は、冷却ロールの周速度が変動しても結晶粒径が殆
ど変化せず、磁気特性の周速度依存性が極めて低い。ま
た、溝間距離が揃っているため、主面内における結晶粒
径のバラツキが極めて小さい。従って、冷却ロールの周
速度管理を厳密にする必要がなく、また装置の実用的な
寿命も伸び、特性バラツキの小さい永久磁石材料を低コ
ストで安定して量産することができる。

【００３４】さらに、広範囲の周速度にてほぼ一定の冷
却速度が得られるため、周速度変更により永久磁石材料
の厚さ変更を自在に行なうことができ、このときの磁気
特性変動が極めて小さい。従って、合金溶湯射出ノズル
径を細くすることなく薄い永久磁石材料が得られ、好ま
しい粒径の結晶粒の含有率が高い永久磁石材料を、量産
性高く製造することができる。

【００３５】また、最適周速度にて同じ厚さの永久磁石
材料を製造する場合でも、本発明の冷却ロールを用いる
ことにより高い磁気特性が得られる。

【００３６】

【具体的構成】以下、本発明の具体的構成について詳細
に説明する。

【００３７】本発明では、Ｒ（ただし、ＲはＹを含む希
土類元素の１種以上である。）と、ＦｅまたはＦｅおよ
びＣｏと、Ｂとを含有する溶湯状の合金をノズルから射
出し、ノズルに対して回転している冷却ロールの周面と
接触させることにより前記合金を冷却して永久磁石材料
を製造する。すなわち、本発明では、合金溶湯の急冷に
片ロール法または双ロール法を用いる。

【００３８】＜冷却ロール周面の溝＞図１に示されるよ
うに、本発明の冷却ロール１３は周面に溝を有する。周
面の溝は周方向に延びており、冷却ロールの軸を含む任
意の断面において、少なくとも合金溶湯が接触する領域
での隣り合う溝同士の距離Ｄｉの平均が１００〜３００
μm である。距離Ｄｉの平均が前記範囲未満であると、
溝内に合金溶湯が侵入しにくくなる。このため、合金溶
湯が均一に冷却されなくなり、また、冷却速度の変動を
抑制する効果が著しく低下する。距離Ｄｉが前記範囲を
超えている場合、周速度が高くなっても溝部での密着性
が低下しないため、やはり冷却速度制御効果が低くな
る。なお、全ての溝について距離Ｄｉが前記範囲である
ことが好ましく、全ての溝について距離Ｄｉが同一であ
ることがより好ましい。

【００３９】本明細書において溝が周方向に延びている
とは、溝の方向と周方向とが一致している場合に限ら
ず、これらが交わっていてもよい。例えば、冷却ロール
周面の幅方向にバイトを移動させながら冷却ロールを回
転させて切削加工した場合、螺旋状の溝が形成され、溝
の方向と周方向とは一致しない。溝の方向と周方向との
なす角度は、好ましくは３０°以下とする。上記した方
法で螺旋状の溝を形成した場合、前記角度は、通常、３
°以下となる。

【００４０】また、上記した切削加工では、連続した１
本の溝が所定のピッチで周面に形成されるが、本発明で
は複数本の溝が形成されていてもよく、また、周面を１
周する連続溝ではなく断続した溝であってもよく、ま
た、溝が蛇行していてもよい。

【００４１】合金溶湯が接触する領域の溝の深さＤｄの
平均は、１〜５０μm であることが好ましい。深さＤｄ
の平均が前記範囲を外れる場合、特に前記範囲を超える
深さとした場合には、冷却速度制御効果が不十分とな
る。なお、全ての溝について深さＤｄが前記範囲である
ことが好ましく、全ての溝について深さＤｄが実質的に
等しいことがより好ましい。

【００４２】冷却ロールの軸を含む断面における溝の断
面形状は特に限定されないが、合金溶湯の密着性制御効
果が良好なのは、断面形状がサインカーブ状である場
合、すなわち、凸部と凹部とが矩形状ではなく滑らかに
つながっている場合である。なお、溝の断面形状は、触
針式表面粗さ計などにより確認することができる。

【００４３】冷却ロールに溝を形成する方法は特に限定
されず、各種の機械加工法や、化学エッチング法などか
ら適宜選択すればよいが、機械加工としては、溝間距離
の精度を高くできることから上記したような切削加工が
好ましい。

【００４４】＜冷却ロール周面の表面粗さ＞冷却ロール
の合金溶湯と接触する周面の中心線平均粗さ（Ｒa ）
は、０．０７〜５μm 、特に０．１５〜４μm であるこ
とが好ましい。冷却ロール周面のＲaが前記範囲未満で
あると、周速度を増加させても冷却ロール周面と合金と
の密着性が低下せず、冷却速度の周速度依存性が高くな
ってしまう。冷却ロールのＲaが前記範囲を超えると、
永久磁石材料の厚さに対して冷却ロール周面の表面粗さ
が無視できない程大きくなり、厚さが不均一になる傾向
にある。なお、中心線平均粗さ（Ｒa ）は、JIS B 0601
に規定されている。

【００４５】＜冷却ロール表面層＞永久磁石材料の結晶粒径のバラツキをより小さくするた
めには、冷却ロールを、基材の表面にＣｒ表面層を形成
した構成とする。この場合、Ｃｒ表面層の熱伝導度が基
材の熱伝導度より低くなるように基材を選択する。Ｃｒ
表面層の熱伝導度は、通常、０．６J/（cm・s・K）以下、
特に０．４５J/(cm・s・K)以下である。なお、本明細書に
おける熱伝導度は、常温、常圧での値である。

【００４６】Ｃｒ表面層のビッカース硬度Ｈv は、好ま
しくは５００以上、より好ましくは６００以上とする。
Ｈv が５００未満であると、合金溶湯冷却時のＣｒ表面
層の摩耗量が多くなってＲa が変化してしまうため、ロ
ット間で磁気特性のバラツキが生じる。また、Ｃｒ表面
層のＨv は、好ましくは１２００以下、より好ましくは
１０５０以下とする。Ｈv が１２００を超えると、合金
溶湯の冷却を繰り返し行なった場合に熱衝撃によりＣｒ
表面層の割れや剥離が生じ、合金溶湯の冷却が実質的に
不可能になることがある。

【００４７】Ｃｒ表面層の厚さは、１０〜１００μm 、
特に２０〜５０μm であることが好ましい。Ｃｒ表面層
の厚さが前記範囲内であれば、基材への熱移動が速やか
に行なわれ、その結果、主としてＲプア相から構成され
る粒界相の析出が良好となり、高い残留磁束密度が得ら
れる。Ｃｒ表面層の厚さが前記範囲を外れると、このよ
うな効果は得られない。なお、前記範囲内における具体
的厚さの決定は、冷却ロールの寸法、冷却ロールと合金
溶湯との相対速度などの種々の条件を考慮して行なえば
よい。

【００４８】Ｃｒ表面層の形成方法に特に制限はなく、
液相めっき、気相めっき、溶射等の種々の方法から選択
することができるが、ビッカース硬度の制御が容易であ
ることから、電気めっき法により形成することが好まし
い。電気めっき法においてＣｒ表面層のビッカース硬度
を制御するためには、電流密度、めっき浴のＣｒ源濃
度、めっき浴温度等の各種条件を制御すればよい。な
お、Ｃｒ表面層形成後、必要に応じてその表面を研磨し
てもよい。

【００４９】このような表面層を有する冷却ロールを用
いて得られた永久磁石材料のロール面近傍は、Ｃｒを含
むことがある。このＣｒは高速急冷時に冷却ロール周面
から拡散されたものである。この場合、Ｃｒ含有量は、
ロール面から厚さ方向に２０nm以下の範囲で、１０〜５
００ppm 程度である。

【００５０】冷却ロールの基材は、上記のような熱伝導
度の関係を満たす材質から構成されれば、その他特に制
限はなく選択することができる。例えば、銅、銅系合
金、銀、銀系合金等を用いることができ、融点の低い合
金の高速急冷に用いる場合にはアルミニウム、アルミニ
ウム系合金も用いることができるが、熱伝導度が高いこ
と、安価であることなどから、銅または銅系合金を用い
ることが好ましい。銅系合金としては、銅ベリリウム合
金等が好ましい。基材の熱伝導度は、１．４J/(cm・s・K)
以上であることが好ましく、より好ましくは２J/(cm・s・
K)以上、さらに好ましくは２．５J/(cm・s・K)以上であ
る。

【００５１】なお、均一な厚さのＣｒ表面層を得るため
には、基材の周面に溝を形成した後、液相めっきや気相
めっき、溶射等によりＣｒ表面層を形成する。

【００５２】＜永久磁石材料＞上述した冷却ロールによ
り冷却されて得られる永久磁石材料は、長さ方向に延び
る凸条を少なくとも一方の主面に有する。そして、隣り
合う凸条同士の距離の平均は、通常、１００〜３００μ
m となる。また、凸状の高さの平均は、溝の深さの平均
が前記範囲だった場合、通常、０．７〜３０μm 程度と
なる。また、永久磁石材料のロール面のＲa は、通常、
冷却ロール周面のＲa 以下となる。これは、上記したよ
うに冷却ロールの周速度が増加するほど合金と冷却ロー
ルとの密着性が低下するためである。冷却ロール周面の
Ｒa が前記範囲だった場合、永久磁石材料のロール面の
Ｒa は冷却ロール周面のＲa に対応して、０．０５〜
４．５μm 、好ましくは０．１３〜３．７μm となる。

【００５３】なお、急冷後の永久磁石材料は、粒子径３
０〜７００μm 程度まで粉砕されてボンディッド磁石な
どに適用される。粉末化した後でも、粒子のロール面を
観察することにより上記凸状を確認することができる。

【００５４】上記した冷却ロールを用いて得られる永久
磁石材料では、高速急冷時に冷却ロールに接触した面
（ロール面）から永久磁石材料の厚さ方向に最も遠い領
域をＤとし、ロール面の近傍領域をＰとしたとき、Ｄに
おける平均結晶粒径ｄと、Ｐにおける平均結晶粒径ｐと
の関係を、ｄ／ｐ≦１０、特にｄ／ｐ≦４、さらにはｄ
／ｐ≦２．５とすることができる。なお、ｄ／ｐの下限
は通常１であるが、前述した冷却ロールを用いた場合、
特にＣｒ表面層を有する冷却ロールを用いた場合には、
１．５≦ｄ／ｐ≦２程度の良好な値を容易に得ることが
できる。

【００５５】これらの各領域における平均結晶粒径は、
以下のようにして算出する。永久磁石材料は、通常、薄
帯状、薄片状あるいは扁平粒子状として得られ、片ロー
ル法ではロール面およびそれと対向する面（フリー面）
が主面となり、双ロール法では対向する両ロール面が主
面となる。本明細書において永久磁石材料の厚さ方向と
は、この主面の法線方向を意味する。そして上記した領
域Ｄは、片ロール法ではフリー面近傍領域となり、双ロ
ール法では厚さ方向（冷却方向）中央付近となる。ま
た、領域Ｐはロール面近傍領域となる。この場合、領域
Ｄおよび領域Ｐの磁石厚さ方向の幅は、いずれも磁石厚
さの１／５とする。

【００５６】上記した領域Ｄにおける平均結晶粒径ｄ
は、０．０１〜２μm 、特に０．０２〜１．０μm であ
ることが好ましく、領域Ｐにおける平均結晶粒径ｐは、
０．００５〜１μm 、特に０．０１〜０．７５μm であ
ることが好ましい。平均粒径がこの範囲未満であるとエ
ネルギー積が低下し、この範囲を超えると高い保磁力が
得られない。これらの領域中における平均結晶粒径の測
定は、走査型電子顕微鏡によって行なうことが好まし
い。

【００５７】また、結晶粒界の幅は、領域Ｄにおいて
０．００１〜０．１μm 、特に０．００２〜０．０５μ
m であることが好ましく、領域Ｐにおいて０．００１〜
０．０５μm 、特に０．００２〜０．０２５μm である
ことが好ましい。結晶粒界の幅がこの範囲未満であると
高い保磁力が得られず、この範囲を超えると飽和磁束密
度が低下する。

【００５８】なお、永久磁石材料の厚さは、１０μm 以
上とすることが好ましい。厚さが１０μm 未満となる
と、ボンディッド磁石にする際の粉末化工程およびその
ハンドリングにおいて不必要に表面積が増大し、酸化し
やすくなるからである。

【００５９】片ロール法を用いる場合、永久磁石材料の
厚さは６０μm 以下とすることが好ましい。このような
厚さとすることにより、ロール面側とフリー面側との平
均結晶粒径の差を小さくすることができる。また、上記
した冷却ロールを用いれば広い周速度範囲においてほぼ
一定の冷却速度が得られるため、合金溶湯の射出ノズル
の径を絞ることなく４５μm 以下の厚さの薄帯状永久磁
石材料を得ることができる。

【００６０】なお、永久磁石材料は、任意の位置で測定
された厚さの標準偏差が４μm 以下であることが好まし
い。厚さのバラツキが小さければ結晶粒径のバラツキも
小さくなるので、粉砕したときに、特性の揃った磁石粒
子からなる磁石粉末が得られる。また、厚さの均一な永
久磁石材料は粉砕効率が高いので、粒度分布の鋭い磁石
粉末が得られる。このため、高保磁力かつ高残留磁束密
度のボンディッド磁石が実現する。厚さの変動要因とし
ては、雰囲気ガスの巻き込みやノズルから合金溶湯を吐
出する際の圧力不足など、合金溶湯と冷却ロール周面と
の密着性の低下が挙げられるが、上記した溝を有する冷
却ロールを用いれば、合金溶湯と冷却ロール周面との接
触面積が増大して密着性が向上し、厚さの標準偏差が４
μm 以下の永久磁石材料が容易に得られる。

【００６１】本発明の冷却ロールで冷却される合金溶湯
は、Ｒ（ただし、ＲはＹを含む希土類元素の１種以上で
ある。）と、ＦｅまたはＦｅおよびＣｏと、Ｂとを含有
するものであれば組成に特に制限はなく、どのような組
成であっても本発明の効果は実現する。そして、冷却に
より得られる永久磁石材料は、実質的に正方晶系の結晶
構造の主相のみを有するか、このような主相と、非晶質
および／または結晶質の副相とを有するものである。Ｒ
−Ｔ−Ｂ化合物（ＴはＦｅおよび／またはＣｏ）として
安定な正方晶化合物はＲ₂ Ｔ₁₄Ｂ（Ｒ＝１１．７６原子
％、Ｔ＝８２．３６原子％、Ｂ＝５．８８原子％）であ
り、主相は実質的にこの化合物から形成される。また、
副相は、主相の結晶粒界として存在する。

【００６２】＜製造方法＞本発明の冷却ロールを、常圧
程度の比較的高い圧力の雰囲気下で片ロール法に適用す
る場合の好ましい構成例を、図３に示す。

【００６３】風防冷却ロール１３およびノズル１２は不活性ガス雰囲気中
にあり、冷却ロール１３は矢印方向に回転している。冷
却ロール１３近傍の不活性ガスはその粘性により冷却ロ
ール回転方向の速度をもつガス流となっている。合金溶
湯１１は、ノズル１２から射出されて冷却ロール１３の
周面に接触し、冷却されて薄帯状永久磁石材料１１２と
なり、冷却ロール１３の回転方向に飛び去る。図中にお
いてノズル１２の右側（回転方向の手前側）の冷却ロー
ル周面近傍には、風防２が設けられている。風防２は、
冷却ロール１３周面に添って流れる前記した不活性ガス
流の少なくとも一部を遮断し、パドル（ノズル１２先端
部と冷却ロール１３周面との間に存在する合金溶湯の溜
り）１１３に前記ガス流が当たることを抑える。これに
より、冷却ロール周面と射出された合金溶湯との間に巻
き込まれる不活性ガス量を低減できる。

【００６４】合金溶湯の冷却時に特に減圧をしない場合
には、このようにノズル１２の手前に風防２を設け、合
金溶湯１１から構成されるパドル１１３付近に前記ガス
流が当たることを防ぐことが好ましい。このような構成
により、合金と冷却ロール周面との間に不活性ガスが巻
き込まれることが著しく抑えられ、合金と冷却ロール周
面との密着性が向上してロール面の冷却速度の位置的な
ばらつきが減少し、また、フリー面側の結晶粒径のばら
つきも減少するので、微細で均一な結晶粒組織が得ら
れ、高い磁気特性を有する永久磁石が実現する。

【００６５】風防２は、パドル１１３に達する前記ガス
流の少なくとも一部を遮断できるものであればその構成
に特に制限はないが、製造が容易でガス流遮断効果が高
いことから、板状体を用い、例えば図３に示されるよう
に形状加工して風防２とすることが好ましい。図３に示
される風防２は屈曲部を２箇所有し３つの平板部から構
成されている。板状の風防２が弾性を有する場合、最も
冷却ロールに近い平板部は、冷却ロール回転に伴なうガ
ス流を受けて風防２の少なくとも下部を冷却ロール周面
から浮上させる作用を有する。この平板部と冷却ロール
周面とのなす角度やこの平板部の面積を調整することに
より、浮上量、すなわち風防と冷却ロール周面との距離
を制御することが可能である。ただし、剛性の高い風防
を用いて、冷却ロールの回転によらず風防と冷却ロール
との距離を一定に保つ構成としてもよい。

【００６６】また、図３に示される構成の風防の他、以
下に示すような構成の風防が好ましい。例えば、図３に
示される構成の風防の幅方向端部に冷却ロール側面の少
なくとも一部を覆うような側板を設け、好ましくはパド
ル１１３近傍の冷却ロール側面までこの側板で覆い、パ
ドル側面付近から流入するガス流の少なくとも一部を遮
断する構成としてもよい。また、縦方向や横方向に湾曲
した風防、例えば断面Ｕ字形の風防をパドルを取り囲む
ように設けてガス流を整流し、パドル付近へのガス流の
巻き込みを抑える構成としてもよい。

【００６７】風防２と冷却ロール周面との距離は特に限
定されず、風防の位置や冷却ロール１３の周速度などに
応じて適宜設定すればよいが、冷却ロール回転に伴なっ
て発生するガス流の速度は冷却ロール周面で最も高く、
周面から離れるに従って急激に減少するので、前記ガス
流を効果的に遮断するためには、冷却ロール回転時にお
ける前記距離を５mm以下、特に３mm以下とすることが好
ましい。また、前記距離の下限は特にないが、冷却ロー
ル周面の凹凸や冷却ロールの偏心などによって冷却ロー
ル回転時に風防と冷却ロール周面とが接触することがあ
るので、これを避けるために、前記距離は０．１mm以
上、特に０．２mm以上とすることが好ましい。なお、前
記距離は風防の幅方向に亙って一定とすることが好まし
いが、前記範囲内であれば、場所によって異なっていて
もよい。

【００６８】また、風防の幅（冷却ロール周面の幅方向
における風防の端部間距離）は特に限定されないが、冷
却ロール周面の幅以上とすることが好ましく、特に冷却
ロール周面の幅よりも１０％程度長くすることが好まし
い。

【００６９】風防の高さにも特に制限はない。すなわ
ち、遮断すべきガス流の様相は冷却ロールの周速度など
により異なるので、必要に応じて高さを適宜設定すれば
よい。また、合金溶湯を収容したノズルも前記ガス流に
さらされるので、冷却され易いノズルを用いる場合に
は、ノズルに当たるガス流が遮断できるように風防の高
さを設定することが好ましい。ノズルの冷却を防止する
ことにより、溶湯温度を安定させてノズルからの溶湯吐
出量を安定させることができるので、長さ方向に均質な
永久磁石材料を得ることができ、また、ロット間での特
性差も少なくすることができる。

【００７０】ノズルに対する風防の位置は特に限定され
ず、ガス流巻き込みを効果的に防止できるように冷却ロ
ールの寸法や周速度などに応じて適宜位置を設定すれば
よいが、通常、ノズル中心位置と風防との距離は、冷却
ロール周面に添って測った場合に１５０mm以下、特に７
０mm以下程度とすることが好ましい。

【００７１】風防の材質は特に限定されない。すなわ
ち、各種金属や樹脂など、ガス流を遮断可能なものから
適宜選択すればよい。

【００７２】吸気手段本発明では、風防２とパドル１１３との間の冷却ロール
１３周面近傍に、吸気手段を設けてもよい。吸気手段
は、パドル付近の雰囲気ガスを吸気して部分的に減圧す
る作用を果たし、合金溶湯と冷却ロール周面との間に巻
き込まれる雰囲気ガスの量をさらに低減させる。

【００７３】吸気手段の構成は特に限定されないが、長
手方向が冷却ロール周面の幅方向であるようなスリット
状の吸気口を有するものを用いることが好ましい。この
ような吸気手段としては、例えば図３および図４に示さ
れる構成の吸気部材２００を用いることが好ましい。図
４に示される吸気部材２００は、円筒状の周壁２０１
と、この周壁２０１を貫通するスリット状吸気口２０２
とを有する。スリット状吸気口２０２の長手方向は吸気
部材の軸、すなわち円筒状の周壁２０１の軸とほぼ平行
である。円筒状の周壁２０１の一方の端部（図示例で
は、紙面の表側に存在する。）は閉塞されており、他方
の端部には、連通孔２０３を介して周壁２０１内に連通
するガス管２０４が接続され、このガス管２０４の他端
には図示しないポンプが接続されている。ポンプの駆動
により雰囲気ガスはスリット状吸気口２０２から吸入さ
れ、スリット状吸気口２０２の近傍は減圧される。

【００７４】このような吸気部材２００は、吸気部材の
軸と前記冷却ロールの軸とがほぼ平行となるように冷却
ロール近傍に配置される。そして、吸気部材２００を、
その軸がほぼ回転中心となるように回転させたり、吸気
部材２００のパドル１１３に対する位置を変更したり、
雰囲気ガスの吸気量を変更したりすることにより、パド
ル付近の減圧度を制御することができる。

【００７５】吸気手段の効果は、吸気口形状やその寸
法、単位時間当たりの吸気量等によって異なるので、ス
リット状吸気口の位置は特に限定されず、所望の効果が
得られるように実験的に決定すればよいが、通常、吸気
口とノズルとの距離は冷却ロール周面に添って測った場
合に５〜７０mm程度とすることが好ましく、吸気口と冷
却ロール周面との距離は０．１〜１５mm程度とすること
が好ましい。

【００７６】なお、風防および吸気手段に関する具体的
構成は、製造した永久磁石材料のロール面の凹凸や結晶
粒径等を調査して実験的に決定すればよい。

【００７７】不活性ガス吹き付け本発明では、冷却ロール周面に向かう方向に不活性ガス
流を吹き付けることにより、冷却ロール周面付近に存在
する合金を冷却ロール側に押し付け、合金と冷却ロール
周面との接触時間を延長させることが好ましい。

【００７８】片ロール法では、回転する冷却ロール周面
に衝突した合金溶湯は、冷却ロール周面に引きずられる
ようにして薄帯状となって冷却され、次いで冷却ロール
周面から離れる。このような片ロール法において、合金
が十分に長く冷却ロール周面と接触していれば、ロール
面側とフリー面側とは共に冷却ロールへの熱伝導により
比較的均一に冷却される。すなわち、結晶粒径の均一な
急冷合金を得るためには、合金のロール面側がほぼ凝固
していてフリー面側が溶融状態にあるときに、合金が冷
却ロール周面と十分に接触していることが必要とされ
る。

【００７９】しかし、溶湯状のＲ−Ｆｅ−Ｂ系合金は冷
却ロール周面に衝突後、速やかにロール周面から離れる
ため、ロール面側では主として冷却ロールへの熱伝導に
より冷却されるが、フリー面側では主として雰囲気中へ
の放熱により冷却されることになり、ロール面側とフリ
ー面側とで冷却速度が極端に違ってしまう。

【００８０】そこで、上記方法により合金と冷却ロール
周面との接触時間を延長させれば、フリー面側の冷却に
おいて冷却ロールへの熱伝導に依存する割合が増加し、
ロール面側とフリー面側との冷却速度の差が著しく小さ
くなる。また、不活性ガスはフリー面側に吹き付けられ
るので、フリー面側の冷却速度はさらに向上する。従っ
て、ロール面側とフリー面側とで冷却速度の差が小さく
なる。また、冷却効率が向上するため、必要とされる冷
却ロールの回転速度が例えば５〜１５％程度低くなり、
冷却装置の負担が少なくなる。

【００８１】図３に、不活性ガス流を吹き付ける構成を
具体的に示す。図３に示す片ロール法では、合金溶湯１
１をノズル１２から射出し、ノズル１２に対して回転し
ている冷却ロール１３の周面に衝突させ、冷却ロール１
３周面付近に存在する合金１１１を冷却ロール１３周面
と接触させることにより、合金１１１を一方向から冷却
する。なお、冷却ロール１３は、前述した基材１３１と
表面層１３２とから構成される。

【００８２】そして、冷却ロール１３周面に向かう方向
に不活性ガス流を吹き付けることにより、冷却ロール１
３周面付近に存在する合金１１１と冷却ロール１３周面
との接触時間を延長させる。不活性ガス流を吹き付けな
い場合、冷却ロール１３に衝突後の合金は、図中点線で
示したように冷却ロール１３周面から離れ、合金と冷却
ロール周面との接触時間は短くなってしまう。

【００８３】なお、合金１１１は、ノズル１２からの距
離にもよるが、凝固体ないしは溶融体、あるいはこれら
が共に存在する状態であり、通常、ロール面側において
凝固体の割合が多く、フリー面側において溶融体の割合
が多い薄帯状である。

【００８４】不活性ガス流を吹き付ける方向は、合金１
１１を挟んで冷却ロール１３周面に向かう方向であれば
特に制限はないが、図３中に矢印で示すように、不活性
ガス流の吹き付け方向と、冷却により得られる薄帯状永
久磁石材料１１２の進行方向との成す角度が鈍角となる
ように吹き付けることが好ましい。この角度は、１００
〜１６０°程度であることが好ましい。これは、吹き付
けられた不活性ガスがパドル１１３に直接あたることを
防ぎ、パドルを定常状態に保つためである。パドルに不
活性ガスが直接吹き付けられると、パドルの一部が冷却
され、その部分の粘度が高くなり、パドルの形状が変わ
ってしまうこともある。このため、均一な厚さの合金薄
帯が得られなくなってしまう。なお、薄帯状永久磁石材
料１１２の進行方向とは、合金１１１が冷却ロール１３
周面から離れる場所での冷却ロール周面の接線方向とほ
ぼ等しい。

【００８５】また、冷却ロールに衝突した直後の合金
は、フリー面からかなり深い部分まで溶融状態であり、
この状態の合金にガスを吹き付けると、ガス流によりフ
リー面が波打ち状態になって均一な厚さの合金薄帯が得
られず、また、合金内での熱移動に遅速を生じ、結晶粒
径にばらつきを生じる。このため、冷却ロールに衝突し
た直後の合金に不活性ガスを吹き付けることは避けるこ
とが好ましい。

【００８６】具体的には、合金に不活性ガスを吹き付け
る位置は、合金溶湯が冷却ロールに衝突する位置を起点
としてノズル１２の径の５倍以上離れた位置であること
が好ましい。

【００８７】また、パドルから極端に離れた位置では合
金のフリー面側が完全に凝固しているため、不活性ガス
を吹き付けても上記した効果は得られない。従って、冷
却ロールの直径等、他の条件にもよるが、例えば、合金
に不活性ガスを吹き付ける位置は、合金溶湯が冷却ロー
ルに衝突する位置を起点としてノズル１２の径の５０倍
以下離れた位置とすることが好ましい。なお、この場合
の不活性ガスを吹き付ける位置とは、不活性ガス流の中
心ではなく、ガス流のノズル１２に近い側の端部とす
る。また、ノズルがスリット状である場合のノズル径と
は、冷却ロール回転方向に測った径とする。このように
不活性ガスを吹き付ける位置をノズル径に関連させて定
めるのは、ノズル径の大小によりパドルの状態や冷却効
率が変わり、合金の溶融状態がこれらに従って変わるた
めである。

【００８８】不活性ガスの吹き付け方向、流量、流速、
噴射圧力等の各種条件に特に制限はなく、ノズル径、合
金溶湯の射出量、冷却ロールの寸法、冷却時の雰囲気等
の各種条件を考慮し、さらには実験的に、合金のロール
面側とフリー面側とで好ましい結晶粒径が得られるよう
に設定すればよいが、例えば、１気圧程度の不活性ガス
雰囲気中にて０．３〜５mm径程度のノズルから合金溶湯
を射出する場合、不活性ガスは長手方向が合金薄帯の幅
方向であるようなスリットから噴射されることが好まし
い。この場合、スリット幅は０．２〜２mm程度、スリッ
ト長手方向の寸法は合金薄帯幅の３倍以上、スリットと
冷却ロール周面との距離は０．２〜１５mm程度であるこ
とが好ましい。また、噴射圧力は１〜９kg/cm²程度であ
ることが好ましい。スリットと冷却ロール周面との距離
が前記範囲未満となるとスリットと冷却ロール周面上の
合金とが接触することがある。また、前記距離が前記範
囲を超えると噴射された不活性ガスが拡散し、所定の効
果が得られにくくなり、また、パドルが冷却され易くな
る。

【００８９】不活性ガスを吹き付けるための手段に特に
制限はないが、本発明では、上記したようなスリット状
等の不活性ガス噴射口を有する噴射部材を用いることが
好ましい。また、噴射部材を回転または移動することに
より、不活性ガス流の吹き付け位置、すなわち、不活性
ガス流のノズルに近い側の端部が合金に接触する位置を
変更することができる構成とすることが好ましい。

【００９０】具体的には、図５に示されるような噴射部
材を用いることが好ましい。図５に示される噴射部材１
００は、円筒状の周壁１０１と、この周壁１０１を貫通
するスリット状噴射口１０２とを有する。スリット状噴
射口１０２の長手方向は噴射部材の軸、すなわち円筒状
の周壁１０１の軸とほぼ平行である。円筒状の周壁１０
１の一方の端部（図示例では、紙面の表側に存在す
る。）は閉塞されており、他方の端部には、連通孔１０
３を介して周壁１０１内に連通するガス管１０４が接続
され、これにより不活性ガスが噴射部材１００内部に送
り込まれるように構成されている。噴射部材１００内に
充填された不活性ガスは、スリット状噴射口１０２から
方向性をもって噴射される。

【００９１】このような噴射部材１００は、噴射部材の
軸と前記冷却ロールの軸とがほぼ平行となるように冷却
ロール近傍に配置される。そして、噴射部材１００を、
その軸がほぼ回転中心となるように回転させることによ
り、不活性ガス流の吹き付け方向を自在に変更すること
ができる。

【００９２】この態様にて製造された永久磁石材料は、
冷却時に吹き付けた不活性ガスが、ロール面近傍よりも
フリー面近傍により多く含まれていることを検出するこ
とが可能である。例えば、吹き付ける不活性ガスとして
ＡｒガスやＮ₂ ガスを用いた場合、オージェ分析等によ
り容易に検出することができる。この場合、不活性ガス
の含有量は、フリー面から厚さ方向に５０nm以下の範囲
で、例えば５０〜５００ppm 程度である。

【００９３】なお、合金溶湯に吹き付ける不活性ガス
は、雰囲気ガスと同種のものを用いることが好ましい。

【００９４】雰囲気本発明を実施する際の雰囲気ガスである不活性ガスに特
に制限はなく、Ａｒガス、Ｈｅガス、Ｎ₂ ガス等の各種
不活性ガスから適宜選択すればよいが、Ａｒガスを用い
ることが好ましい。また、雰囲気ガスの圧力にも特に制
限はなく、適宜決定すればよい。例えば、装置の構造を
簡素にするためには、０．１〜２気圧程度、通常、１気
圧の不活性ガス流中で行なえばよい。このような圧力の
ガス流中で合金溶湯の冷却を行なった場合でも、上記し
た風防あるいはさらに吸気手段を用いることにより、合
金溶湯と冷却ロールとの間への雰囲気ガス巻き込みを著
しく少なくすることができ、ロール面近傍での結晶粒径
の均一性を高くすることができる。例えば、ロール面近
傍領域における結晶粒径の標準偏差を、１３nm以下、特
に１０nm以下とすることが容易にできる。この場合のロ
ール面近傍領域とは、前述した領域Ｐと同一であり、ロ
ール面から磁石厚さの１／５までの領域である。

【００９５】この領域における結晶粒径の標準偏差は、
下記のようにして算出することが好ましい。まず、上記
領域中において、透過型電子顕微鏡により視野中に結晶
粒が約１００個以上入る写真を撮影する。この写真を上
記領域中において無作為に３０枚以上、好ましくは５０
枚以上撮影し、画像解析等により各視野中での平均粒径
を測定する。この場合の平均粒径は、通常、結晶粒を円
に換算したときの平均直径となる。次いで、これらの平
均粒径の標準偏差を求める。

【００９６】片ロール法において上記した風防を設けな
い場合、および双ロール法を用いる場合には、合金溶湯
が衝突する冷却ロール周面付近を９０Torr以下、特に１
０Torr以下の不活性ガス雰囲気に保って合金の冷却を行
なうことが好ましい。冷却をこのような減圧雰囲気中で
行なえば、合金と冷却ロール周面との間に不活性ガスが
巻き込まれることがなくなり、合金と冷却ロール周面と
の密着性が向上してロール面の冷却速度の部分的なばら
つきがなくなり、微細で均一な結晶粒組織が得られ、高
い磁気特性を有する永久磁石が実現する。

【００９７】また、Ｒ含有量の比較的少ない組成の合
金、例えば、Ｒ含有量が６〜９．２原子％程度の合金を
冷却する場合には、雰囲気ガスによる過冷却を避けるた
めにも上記範囲の減圧雰囲気中で冷却を行なうことが好
ましい。

【００９８】なお、雰囲気圧力の下限は特にないが、合
金を溶湯化するために高周波誘導加熱法を用いる場合、
雰囲気圧力が１０^-3Torr未満、特に１０^-4Torr未満とな
ると高周波誘導加熱用コイルと冷却ロールとの間などで
放電が生じ易くなるため、コイルの絶縁を厳重にするこ
とが好ましい。

【００９９】このような減圧雰囲気中で製造された永久
磁石材料は、ロール面側に雰囲気ガス巻き込みに起因す
る凹部が殆どみられず、また、ロール面近傍での結晶粒
径の均一性が高い。例えば、ロール面近傍領域における
結晶粒径の標準偏差を、１０nm以下、特に７nm以下とす
ることが容易にできる。

【０１００】なお、減圧雰囲気中で冷却する場合にも、
上記した不活性ガス流の吹き付けは有効である。

【０１０１】冷却条件本発明で用いる冷却ロールの寸法に特に制限はなく、目
的に応じて適当な寸法とすればよいが、通常、直径１５
０〜１５００mm、幅２０〜１００mm程度である。また、
冷却ロール中心には、水冷用の孔が設けられていてもよ
い。

【０１０２】冷却ロールの周速度は、合金溶湯の組成、
目的とする永久磁石材料の組織構造、熱処理の有無等の
各種条件によっても異なるが、好ましくは１〜５０m/s
、特に５〜３５m/s とすることが好ましい。周速度が
上記範囲未満であると、得られる永久磁石材料の大部分
の結晶粒が大きくなりすぎる。また、周速度が上記範囲
を超えると、大部分が非晶質となり磁気特性が低下す
る。

【０１０３】なお、通常、冷却ロールはその軸がほぼ水
平となるように設置される。この場合、図３に示される
ようにノズルは冷却ロールの軸を通る鉛直線上に設けて
もよいが、必要に応じて前記鉛直線の冷却ロール回転方
向手前側（図中右側）または回転方向先側（図中左側）
に設けてもよい。冷却ロール回転方向先側に設けた例を
図２に示す。このような場合、前記鉛直線および冷却ロ
ールの軸を含む平面と、ノズルの中心（合金溶湯吐出口
の中心）Ｂおよび冷却ロールの軸を含む平面とがなす角
度θを４５°以下とすることが好ましい。

【０１０４】また、図３に示されるように、冷却ロール
の周面にほぼ垂直な方向から合金溶湯が衝突する構成と
してもよいが、好ましくは図２に示されるように冷却ロ
ール周面に対し斜め方向から合金溶湯を衝突させること
が好ましい。すなわち、ノズルの中心Ｂおよび冷却ロー
ルの軸を含む平面の冷却ロール回転方向先側（図中左
側）に合金溶湯を吐出することが好ましい。具体的に
は、冷却ロール周面に衝突する合金溶湯の中心位置をＡ
としたとき、Ａにおける冷却ロール周面の接面と直線Ａ
Ｂとがなす角度φを４５〜７８°とすることが好まし
い。このように冷却ロール周面に対し斜め方向から合金
溶湯を衝突させることにより、合金溶湯が冷却ロール周
面に衝突するときの合金溶湯の跳ねが抑えられ、合金溶
湯と冷却ロールとの密着性が良好となる。角度φが前記
範囲を超えるとこのような効果が不十分となり、前記範
囲未満となると合金溶湯が冷却ロール周面を滑る傾向が
現われ、合金溶湯と冷却ロール周面との密着性が低下し
てしまう。

【０１０５】位置Ｂを通る鉛直線と冷却ロール周面との
交わる位置をＣとしたとき、直線ＢＣの長さＮｇは１〜
７mmであることが好ましい。合金溶湯の冷却により冷却
ロールは熱膨張し、また、冷却ロールは５０μm 程度の
偏心が不可避であるため、距離Ｎｇが前記範囲未満とな
るとこれらによる冷却条件の変動が問題となってくる。
距離Ｎｇが前記範囲を超えると、吐出された合金溶湯が
冷却ロール周面付近で広がってしまったり液滴状となっ
たりして、均質な永久磁石材料が得られにくくなる。

【０１０６】ノズル内における合金溶湯の上面と下面と
の圧力差（差圧）は、０．１〜０．５kgf/cm² の範囲内
とし、合金溶湯吐出中はほぼ一定に保つことが好まし
い。この範囲内において差圧をほぼ一定に保って合金溶
湯を吐出すれば、吐出量が安定し、特性のバラツキの小
さい永久磁石材料が得られる。差圧は、ノズル内の合金
溶湯の静水圧や、ノズル内の合金溶湯の上面の雰囲気圧
力と下面の雰囲気圧力との差などにより発生する。合金
溶湯の吐出に伴なう差圧の減少を補償して上記範囲の差
圧を保つためには、ノズル内への合金溶湯の供給量を制
御すればよく、あるいは、冷却ロール側の雰囲気とノズ
ル内の合金溶湯上面側の雰囲気とを遮断して、冷却ロー
ル側を減圧したり合金溶湯上面側を加圧して差圧を制御
すればよい。

【０１０７】

【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明
をさらに詳細に説明する。

【０１０８】銅ベリリウム合金製の円筒状基材の周面の
幅方向にバイトを移動させながら基材を回転させて、切
削加工により基材の周面に螺旋状の連続溝を形成した。
次いで基材の周面に一般的なサージェント浴を用いた電
気めっき法によりＣｒ表面層を形成し、冷却ロールとし
た。基材の熱伝導度は３．６J/(cm・s・K)、Ｃｒ表面層の
熱伝導度は０．４３J/(cm・s・K)であり、Ｃｒ表面層のビ
ッカース硬度Ｈv は９５０であった。切削加工の際のバ
イトの移動速度やバイトと基材との距離を変更して、下
記表１に示される冷却ロールを作製した。なお、基材の
外径は４００mmとし、Ｃｒ表面層の厚さは３５μm とし
た。Ｃｒ表面層は、図１に示されるようにほぼ一定の厚
さに形成されていた。これらの冷却ロールの溝は、冷却
ロールの軸を含む断面における断面形状が図１に示され
るようなサインカーブ状であった。

【０１０９】これらの冷却ロールを片ロール法に適用
し、下記のようにして薄帯状の永久磁石材料を製造し
た。

【０１１０】まず、９．５Ｎｄ−２．５Ｚｒ−８．０Ｂ
−８０Ｆｅの組成（数値は原子百分率を表わす）を有す
る合金インゴットをアーク溶解により作製した。得られ
た合金インゴットを石英ノズルに入れ、高周波誘導加熱
により溶湯状とした。この合金溶湯をノズルから吐出し
て冷却ロールにより高速急冷し、幅２mm、厚さ４５μm
の薄帯状永久磁石材料を得た。冷却ロールは、その軸が
ほぼ水平となるように設置し、ノズルは、その吐出口が
冷却ロールの軸を通る鉛直線上に位置するように配置し
た。また、角度φは３５°とし、距離Ｎｇは５mmとし、
冷却時の雰囲気は１５TorrのＡｒガスとした。また、合
金溶湯の吐出に伴なってノズル内に合金溶湯を注入し、
差圧を０．２２〜０．２８kgf/cm² に保った。

【０１１１】冷却ロールの周速度を２８m/s としたとき
の永久磁石材料の保磁力（ iＨc ）および最大エネルギ
ー積（(BH)max ）と、 iＨc がその最大値の８０％以上
となる周速度の幅Ｖ₈₀とを調べた。Ｖ₈₀の値が大きいほ
ど磁気特性の周速度依存性は低いことになる。これらの
結果を表１に示す。また、冷却ロール周面の溝に対応す
る永久磁石材料のロール面の凸条の様子を表１に示す。

【０１１２】

【表１】

【０１１３】表１に示される結果から本発明の効果が明
らかである。

【０１１４】なお、各永久磁石材料のロール面から２０
nm以下のＣｒ含有量は、約１００ppm であった。

【図面の簡単な説明】

【図１】冷却ロールの断面図である。

【図２】合金溶湯吐出用ノズルと冷却ロールとの位置関
係を示す側面図である。

【図３】永久磁石材料製造装置の好適構成例を示す断面
図である。

【図４】不活性ガスの吸気部材の好適例を示す断面図で
ある。

【図５】不活性ガスの噴射部材の好適例を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１１合金溶湯１１１合金１１２薄帯状永久磁石材料１１３パドル１２ノズル１３冷却ロール１３１基材１３２表面層１００噴射部材１０１側壁１０２スリット状噴射口１０３連通孔１０４ガス管２００吸気部材２０１側壁２０２スリット状吸気口２０３連通孔２０４ガス管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＨ０１Ｆ 41/02 Ｈ０１Ｆ 1/04 Ｈ (56)参考文献特開平４−55042（ＪＰ，Ａ) 特開平２−165849（ＪＰ，Ａ) 特開平４−28458（ＪＰ，Ａ) 特開平２−232347（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−183957（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B22D 11/06 330 B22D 11/06 370 B22F 1/00 B22F 3/00 H01F 1/053 H01F 41/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｒ（ただし、ＲはＹを含む希土類元素の
１種以上である。）と、ＦｅまたはＦｅおよびＣｏと、
Ｂとを含有する合金溶湯を冷却して永久磁石材料を製造
するための冷却ロールであって、基材と、この基材周面の少なくとも合金溶湯の接触する
領域に形成されたＣｒ表面層とを有し、前記基材の熱伝
導度が前記Ｃｒ表面層の熱伝導度より高く、周方向に延びる溝を周面に有し、軸を含む任意の断面に
おいて、少なくとも合金溶湯が接触する領域での隣り合
う溝同士の距離の平均が１００〜３００μm であり、か
つ軸を含む断面における溝の断面形成の凸部と凹部とが
滑らかにつながっており、前記基材の周面に前記溝を形成した後、前記Ｃｒ表面層
を形成したものであり、片ロール法に用いられ、製造される永久磁石材料の厚さ
が１０〜６０μm であり、少なくとも合金溶湯が接触する領域における周面の中心
線平均粗さ（Ｒa ）が０．０７〜５μm であり、少なくとも合金溶湯が接触する領域での前記溝の深さの
平均が１〜５０μm である冷却ロール。
【請求項２】軸を含む断面における溝の断面形状がサ
インカーブ状である請求項１の冷却ロール。
【請求項３】前記溝が螺旋状に形成されている請求項
１または２に記載の冷却ロール。
【請求項４】前記Ｃｒ表面層の厚さが、１０〜１００
μm である請求項１ないし３のいずれかに記載の冷却ロ
ール。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれかに記載の冷
却ロールの周面に、ノズルから合金溶湯を吐出して冷却
する工程を有することを特徴とする永久磁石材料の製造
方法。
【請求項６】前記冷却ロールをその軸がほぼ水平とな
るように配設し、片ロール法により前記合金溶湯を冷却
する方法であって、ノズルの中心および冷却ロールの軸を含む平面の冷却ロ
ール回転方向先側に合金溶湯を吐出し、合金溶湯が冷却ロール周面に衝突する位置をＡ、ノズル
の中心をＢとしたとき、Ａにおける周面の接面と直線Ａ
Ｂとがなす角度φを４５〜７８°とし、Ｂを通る鉛直線と冷却ロール周面との交わる位置をＣと
したとき、直線ＢＣの長さを１〜７mmとし、冷却時の雰囲気圧力を９０Torr以下とし、ノズル内における合金溶湯の上面と下面との圧力差を
０．１〜０．５kgf/cm²として合金溶湯の冷却を行なう
請求項５に記載の永久磁石材料の製造方法。
【請求項７】請求項５または６に記載の永久磁石材料
の製造方法によって得られた、長さ方向に延びる凸条を
少なくとも一方の主面に有し、隣り合う凸条同士の距離
の平均が１００〜３００μm である永久磁石材料。
【請求項８】前記凸条を有する主面の中心線平均粗さ
（Ｒa ）が０．０５〜４．５μm である請求項７に記載
の永久磁石材料。
【請求項９】前記凸条の高さの平均が０．７〜３０μ
m である請求項７または８に記載の永久磁石材料。
【請求項１０】任意の位置で測定された厚さの標準偏
差が４μm 以下である請求項７ないし９のいずれかに記
載の永久磁石材料。
【請求項１１】請求項１ないし４のいずれかに記載の
冷却ロールを用いて製造された請求項７ないし１０のい
ずれかに記載の永久磁石材料。
【請求項１２】請求項７ないし１１のいずれかに記載
の永久磁石材料を粉砕して製造されたことを特徴とする
永久磁石材料粉末。