JP3988643B2

JP3988643B2 - 磁石粉末およびボンド磁石

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Publication number: JP3988643B2
Application number: JP2003003777A
Authority: JP
Inventors: 聖新井; 洋加藤
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Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-04-12
Filing date: 2003-01-09
Publication date: 2007-10-10
Anticipated expiration: 2020-12-28
Also published as: JP2003275850A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁石粉末およびボンド磁石に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
磁石材料として、希土類元素を含む合金で構成される希土類磁石材料は、高い磁気特性を有するため、モータ等に用いられた場合に、高性能を発揮する。
【０００３】
このような磁石材料は、例えば急冷薄帯製造装置を用いた急冷法により製造される。以下、この製造方法を説明する。
【０００４】
図２０は、従来の磁石材料を単ロール法により製造する装置（急冷薄帯製造装置）における溶湯の冷却ロールへの衝突部位付近の状態を示す断面側面図である。
【０００５】
同図に示すように、所定の合金組成の磁石材料（以下「合金」と言う）を溶融し、その溶湯６０を図示しないノズルから射出し、ノズルに対して図２０中矢印Ａ方向に回転している冷却ロール５００の周面５３０に衝突させ、この周面５３０と接触させることにより合金を急冷、凝固し、薄帯状（リボン状）の合金を連続的に形成する。この薄帯状の合金は、急冷薄帯と呼ばれ、速い冷却速度で凝固された結果、そのミクロ組織は、非晶質相や微細結晶相からなる組織となっており、そのまま、または熱処理を施すことにより、優れた磁気特性を発揮する。なお、図２０中、溶湯６０の凝固界面７１０を点線で示す。
【０００６】
ここで、希土類元素は、酸化され易く、酸化されると磁気特性が低下するため、前記急冷薄帯８０の製造は、主として不活性ガス中で行われていた。
【０００７】
そのため、周面５３０と溶湯６０のパドル（湯溜り）７０との間にガスが侵入し、急冷薄帯８０のロール面（冷却ロール５００の周面５３０と接触する面）８１０にディンプル（凹部）９を生じることがあった。この傾向は、冷却ロール５００の周速度が大きくなるほど顕著となり、生じるディンプルの面積も大きくなる。
【０００８】
このディンプル９（特に、巨大ディンプル）が生じると、ディンプル部分においては、ガスの介在により冷却ロール５００の周面５３０との接触不良が生じ、冷却速度が低下して、急速な凝固が妨げられる。そのため、ディンプル９が生じた部位では、合金の結晶粒径が粗大化し、磁気特性が低下する。
【０００９】
このような低磁気特性の部分を含む急冷薄帯を粉砕して得られる磁石粉末は、磁気特性のバラツキが大きくなる。したがって、このような磁石粉末を用いて製造されたボンド磁石は、低い磁気特性しか得られず、また、耐食性も低下する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、磁気特性が優れ、信頼性に優れた磁石を提供することができる磁石粉末およびボンド磁石を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）〜（８）の本発明により達成される。
【００１２】
（１）磁石材料の溶湯を冷却ロールの周面に衝突させ、冷却固化して得られた薄帯状磁石材料を粉砕して得られる磁石粉末であって、
前記冷却ロールは、ロール基材と、該ロール基材の外周に設けられた表面層とを有し、前記表面層がセラミックスで構成されたものであり、かつ、前記表面層の周面上に、前記周面と前記溶湯のパドルとの間に侵入したガスを排出するガス抜き手段を有するものであり、
磁石粉末は、ソフト磁性相とハード磁性相とを有する複合組織で構成されるものであることを特徴とする磁石粉末。
【００１３】
（２）前記ハード磁性相および前記ソフト磁性相の平均結晶粒径は、いずれも１〜１００ｎｍである上記（１）に記載の磁石粉末。
【００１４】
（３）前記急冷薄帯の平均厚さが８〜５０μｍである上記（１）または（２）に記載の磁石粉末。
【００１５】
（４）磁石粉末は、その製造過程または製造後少なくとも１回熱処理が施されたものである上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の磁石粉末。
【００１６】
（５）平均粒径が１〜３００μｍである上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の磁石粉末。
【００１７】
（６）上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の磁石粉末を結合樹脂で結合してなることを特徴とするボンド磁石。
【００１８】
（７）室温での固有保磁力Ｈ _cJ が３２０〜１２００ｋＡ／ｍである上記（６）に記載のボンド磁石。
【００１９】
（８）最大磁気エネルギー積（ＢＨ） _max が４０ｋＪ／ｍ ³ 以上である上記（６）または（７）に記載のボンド磁石。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の磁石粉末およびボンド磁石の実施の形態について、詳細に説明する。
【００３８】
［冷却ロールの構造］
図１は、冷却ロールの第１実施形態と、その冷却ロールを用い、単ロール法により薄帯状磁石材料（急冷薄帯）を製造する装置（急冷薄帯製造装置）の構成例とを示す斜視図、図２は、図１に示す冷却ロールの正面図、図３は、図１に示す冷却ロールの拡大断面図である。
【００３９】
冷却ロール５の周面５３には、周面５３と溶湯６のパドル（湯溜り）７との間に侵入したガスを排出するガス抜き手段が設けられている。
【００４０】
ガス抜き手段により、周面５３とパドル７との間からガスが排出されると、周面５３とパドル７との密着性が向上する（巨大ディンプルの発生が防止される）。これにより、パドル７の各部位における冷却速度の差は小さくなる。このため、得られる急冷薄帯（薄帯状磁石材料）８における結晶粒径のバラツキが小さくなり、結果として、磁気特性のバラツキが小さい急冷薄帯８が得られる。
【００４１】
図示の構成では、ガス抜き手段として、溝５４が形成されている。溝５４は、冷却ロールの回転方向に対し、ほぼ平行に形成されている。ガス抜き手段がこのような溝であると、周面５３とパドル７との間から溝５４に送り込まれたガスが溝５４の長手方向に沿って移動するため、周面５３とパドル７との間に侵入したガスの排出効率は、特に高く、周面５３に対するパドル７の密着性が向上する。
【００４２】
図示の構成では、溝５４は複数本形成されているが、少なくとも１本形成されていればよい。
【００４３】
溝５４の幅（周面５３へ開口している部分での幅）Ｌ₁の平均値は、０．５〜９０μｍであるのが好ましく、１〜５０μｍであるのがより好ましく、３〜２５μｍであるのがさらに好ましい。溝５４の幅Ｌ₁の平均値が下限値未満であると、周面５３とパドル７との間に侵入したガスを十分に排出できない場合がある。一方、溝５４の幅Ｌ₁の平均値が上限値を超えると、溶湯６が溝５４に入り込み、溝５４がガス抜き手段として機能しない場合がある。
【００４４】
溝５４の深さ（最大深さ）Ｌ₂の平均値は、０．５〜２０μｍであるのが好ましく、１〜１０μｍであるのがより好ましい。溝５４の深さＬ₂の平均値が下限値未満であると、周面５３とパドル７との間に侵入したガスを十分に排出できない場合がある。一方、溝５４の深さＬ₂の平均値が上限値を超えると、溝部分を流れるガス流の流速が増大するとともに、渦を伴う乱流となり易くなり、急冷薄帯８の表面に巨大ディンプルが発生し易くなる。
【００４５】
並設されている溝５４のピッチＬ₃の平均値は、０．５〜１００μｍであるのが好ましく、３〜５０μｍであるのがより好ましい。溝５４の平均ピッチがこのような範囲の値であると、溝５４がガス抜き手段として十分に機能し、かつパドル７との接触部分−非接触部分の間隔が十分小さくなる。その結果、パドル７において、周面５３と接触している部分と接触していない部分との冷却速度の差は、十分小さくなり、得られる急冷薄帯８の結晶粒径、磁気特性のバラツキは小さくなる。
【００４６】
周面５３上における溝５４の占める投影面積（周面に投影したときの面積）の割合は、１０〜９９．５％であるのが好ましく、３０〜９５％であるのがより好ましい。周面５３上における溝５４の占める投影面積の割合が下限値未満であると、急冷薄帯８のロール面８１付近では、冷却速度が大きくなり非晶質化しやすくなるのに対し、フリー面８２付近ではロール面８１付近に比べて冷却速度が遅いため結晶粒径の粗大化を招き、結果として磁気特性が低下する場合がある。一方、周面５３上における溝５４の占める投影面積の割合が上限値を超えると、冷却速度が小さくなり、結晶粒径の粗大化を招き、結果として磁気特性が低下する場合がある。
【００４７】
溝５４の形成方法は、特に限定されないが、例えば、切削、転写（圧転）、研削、ブラスト処理等の各種機械加工、レーザー加工、放電加工、化学エッチング等が挙げられる。その中でも、溝の幅、深さ、並設された溝のピッチ等の精度を高くすることが比較的容易である点で、機械加工、特に、切削であるのが好ましい。
【００４８】
［表面粗さ］
周面５３の溝５４を除く部分の表面粗さＲａは、特に限定されないが、０．０５〜５μｍであるのが好ましく、０．０７〜２μｍであるのがより好ましい。表面粗さＲａが下限値未満であると、冷却ロール５とパドル７との密着性が低下し、巨大ディンプルの発生を十分に抑制できない可能性がある。一方、表面粗さＲａが上限値を超えると、急冷薄帯８の厚さのバラツキが顕著となり、結晶粒径のバラツキ、磁気特性のバラツキが大きくなる可能性がある。
【００４９】
［冷却ロールの材質］
冷却ロール５は、ロール基材５１と、冷却ロール５の周面５３を形成する表面層５２とで構成されている。
【００５０】
表面層５２は、ロール基材５１と同じ材質で一体構成されていてもよいが、ロール基材５１の構成材料より熱伝導率の小さい材質で構成されているのが好ましい。
【００５１】
ロール基材５１の構成材料は、特に限定されないが、表面層５２の熱をより速く放散できるように、例えば銅または銅系合金のような熱伝導率の大きい金属材料で構成されているのが好ましい。
【００５２】
表面層５２の構成材料の室温付近における熱伝導率は、特に限定されないが、例えば、８０Ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1以下であるのが好ましく、３〜６０Ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1であるのがより好ましく、５〜４０Ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1であるのがさらに好ましい。
【００５３】
冷却ロール５が、このような熱伝導率を有する表面層５２とロール基材５１とで構成されることにより、適度な冷却速度で溶湯６を急冷することが可能となる。また、ロール面８１（冷却ロールの周面と接触する側の面）付近とフリー面８２（ロール面と反対側の面）付近とでの冷却速度の差が小さくなる。したがって、得られる急冷薄帯８は、各部位における結晶粒径のバラツキが小さく、磁気特性に優れたものとなる。
【００５４】
このような熱伝導率を有する材料としては、例えば、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｐｄ、Ｐｔ等、またはこれらを含む合金等の金属材料やこれらの酸化物、セラミックス等が挙げられる。セラミックスとしては、例えば、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、Ｔｉ₂Ｏ₃、ＺｒＯ₂、Ｙ₂Ｏ₃、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム等の酸化物系セラミックス、ＡｌＮ、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＴｉＮ、ＢＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ、ＶＮ、ＴａＮ、ＮｂＮ、ＣｒＮ、Ｃｒ₂Ｎ等の窒化物系セラミックス、グラファイト、ＳｉＣ、ＺｒＣ、Ａｌ₄Ｃ₃、ＣａＣ₂、ＷＣ、ＴｉＣ、ＨｆＣ、ＶＣ、ＴａＣ、ＮｂＣ等の炭化物系のセラミックス、あるいは、これらのうちの２以上を任意に組合せた複合セラミックスが挙げられる。この中でも特に、窒化物系セラミックスを含むものであるのが好ましい。
【００５５】
また、従来、冷却ロールの周面を構成する材料として用いられてきたもの（Ｃｕ、Ｃｒなど）に比べ、このようなセラミックスは、高い硬度を有し、耐久性（耐摩耗性）に優れている。このため、冷却ロール５を繰り返し使用しても、周面５３の形状が維持され、後述するガス抜き手段の効果も劣化しにくい。
【００５６】
ところで、前述したロール基材５１の構成材料は、通常、比較的高い熱膨張率を有している。そのため、表面層５２の構成材料の熱膨張率は、ロール基材５１の熱膨張率に近い値であるのが好ましい。表面層５２の構成材料の室温付近での熱膨張率（線膨張率α）は、例えば、３．５〜１８［×１０^-6Ｋ^-1］程度であるのが好ましく、６〜１２［×１０^-6Ｋ^-1］程度であるのがより好ましい。表面層５２の構成材料の室温付近における熱膨張率（以下、単に「熱膨張率」とも言う）がこのような範囲の値であると、ロール基材５１と表面層５２との高い密着性を維持することができ、表面層５２の剥離をより効果的に防止することができる。
【００５７】
また、表面層５２は、単層のみならず、例えば組成の異なる複数の層の積層体であってもよい。例えば、表面層５２は、前述した金属材料、セラミックス等で構成された層が２層以上積層されたものであってもよい。このような表面層５２としては、例えば、ロール基材５１側から金属層（下地層）／セラミックス層が積層された２層積層体で構成されたものが挙げられる。このような積層体の場合、隣接する層同士は、密着性の高いものが好ましく、その例としては、隣接する層同士に同一の元素が含まれているものが挙げられる。
【００５８】
また、表面層５２が複数の層の積層体である場合、少なくとも、その最外層が前述した範囲の熱伝導率を有する材料で構成されたものであるのが好ましい。
【００５９】
また、表面層５２が単層で構成されている場合でも、その組成は、厚さ方向に均一なものに限らず、例えば、含有成分が厚さ方向に順次変化するもの（傾斜材料）であってもよい。
【００６０】
表面層５２の平均厚さ（前記積層体の場合はその合計厚さ）は、特に限定されないが、０．５〜５０μｍであることが好ましく、１〜２０μｍであることがより好ましい。
【００６１】
表面層５２の平均厚さが下限値未満であると、次のような問題を生じる場合がある。すなわち、表面層５２の材質によっては、冷却能が大きすぎて、厚さがかなり大きい急冷薄帯８でもロール面８１付近では冷却速度が大きく、非晶質になり易くなる。一方、フリー面８２付近では急冷薄帯８の熱伝導率が比較的小さいので急冷薄帯８の厚さが大きいほど冷却速度が小さくなり、その結果、結晶粒径の粗大化が起こり易くなる。すなわち、フリー面８２付近では粗大粒、ロール面８１付近では非晶質といった急冷薄帯となり易くなり、満足な磁気特性が得られない場合がある。また、フリー面８２付近での結晶粒径を小さくするために、例えば、冷却ロール５の周速度を大きくして、急冷薄帯８の厚さを小さくしたとしても、ロール面８１付近での非晶質がよりランダムなものとなり、急冷薄帯８の作成後に、熱処理を施したとしても、十分な磁気特性が得られない場合がある。
【００６２】
また、表面層５２の平均厚さが上限値を超えると、急冷速度が遅く、結晶粒径の粗大化が起こり、結果として磁気特性が低下する場合がある。
【００６３】
ロール基材５１の外周面上に表面層５２が設けられる場合（表面層５２がロール基材５１と一体形成されていない場合）、溝５４は、表面層に直接、前述した方法により形成されたものであっても、そうでなくてもよい。すなわち、図４に示すように、表面層５２を設けた後、その表面層に前述した方法により溝５４を形成してもよいが、図５に示すように、ロール基材５１の外周面上に、前述した方法により溝を形成した後、表面層５２を形成してもよい。この場合、表面層５２の厚さをロール基材５１に形成された溝の深さに比べて小さくすることにより、結果として、表面層５２の表面に機械加工を施すことなく、周面５３上にガス抜き手段である溝５４が形成される。この場合、表面層５２の表面に機械加工等が施されないため、その後、研磨等が施されなくても周面５３の表面粗さＲａを比較的小さくすることができる。
【００６４】
なお、図３（後述する図１０、図１２、図１４、図１６、図１７も同様）は、冷却ロールの周面付近の断面形状を説明するための図であり、ロール基材と表面層との境界は、省略して示した。
【００６５】
表面層５２の形成方法は、特に限定されないが、熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、レーザーＣＶＤなどの化学蒸着法（ＣＶＤ）または真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティングなどの物理蒸着法（ＰＶＤ）が好ましい。これらの方法を用いた場合、比較的容易に、表面層の厚さを均一にすることができるため、表面層５２の形成後、その表面に機械加工を行わなくてよい。なお、表面層５２は、その他、電解メッキ、浸漬メッキ、無電解メッキ、溶射等の方法で形成されてもよい。この中でも、溶射により表面層５２を形成した場合、ロール基材５１と表面層５２との密着性（接着強度）は、特に優れたものとなる。
【００６６】
また、表面層５２をロール基材５１の外周に形成するのに先立ち、ロール基材５１の外表面に対して、アルカリ洗浄、酸洗浄、有機溶剤洗浄等の洗浄処理や、ブラスト処理、エッチング、メッキ層の形成等の下地処理を施してもよい。これにより、表面層５２の形成後におけるロール基材５１と表面層５２との密着性が向上する。また、前述したような下地処理を施すことにより、均一かつ緻密な表面層５２を形成することができるため、得られる冷却ロール５は、各部位における熱伝導率のバラツキが特に小さいものとなる。
【００６７】
［磁石材料の合金組成］
本発明における薄帯状磁石材料や磁石粉末としては、優れた磁気特性を有するものが好ましく、このようなものとしては、Ｒ（ただし、Ｒは、Ｙを含む希土類元素のうちの少なくとも１種）を含む合金、特にＲ（ただし、Ｒは、Ｙを含む希土類元素のうちの少なくとも１種）とＴＭ（ただし、ＴＭは、遷移金属のうちの少なくとも１種）とＢ（ボロン）とを含む合金が挙げられ、次の［１］〜［５］の組成のものが好ましい。
【００６８】
［１］Ｓｍを主とする希土類元素と、Ｃｏを主とする遷移金属とを基本成分とするもの（以下、Ｓｍ−Ｃｏ系合金と言う）。
【００６９】
［２］Ｒ（ただし、Ｒは、Ｙを含む希土類元素のうちの少なくとも１種）と、Ｆｅを主とする遷移金属（ＴＭ）と、Ｂとを基本成分とするもの（以下、Ｒ−ＴＭ−Ｂ系合金と言う）。
【００７０】
［３］Ｓｍを主とする希土類元素と、Ｆｅを主とする遷移金属と、Ｎを主とする格子間元素とを基本成分とするもの（以下、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金と言う）。
【００７１】
［４］Ｒ（ただし、Ｒは、Ｙを含む希土類元素のうち少なくとも１種）とＦｅ等の遷移金属とを基本成分とし、ソフト磁性相とハード磁性相とが相隣接して（粒界相を介して隣接する場合も含む）存在する複合組織（特に、ナノコンポジット組織と呼ばれるものがある）を有するもの。
【００７２】
［５］前記［１］〜［４］の組成のもののうち、少なくとも２種を混合したもの。この場合、混合する各磁石粉末の利点を併有することができ、より優れた磁気特性を容易に得ることができる。
【００７３】
Ｓｍ−Ｃｏ系合金の代表的なものとしては、ＳｍＣｏ₅、Ｓｍ₂ＴＭ₁₇（ただしＴＭは、遷移金属）が挙げられる。
【００７４】
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金の代表的なものとしては、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金、Ｐｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金、Ｎｄ−Ｐｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金、Ｎｄ−Ｄｙ−Ｆｅ−Ｂ系合金、Ｃｅ−Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金、Ｃｅ−Ｐｒ−Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金、これらにおけるＦｅの一部をＣｏ、Ｎｉ等の他の遷移金属で置換したもの等が挙げられる。
【００７５】
Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金の代表的なものとしては、Ｓｍ₂Ｆｅ₁₇合金を窒化して作製したＳｍ₂Ｆｅ₁₇Ｎ₃、ＴｂＣｕ₇型相を主相とするＳｍ−Ｚｒ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎ系合金が挙げられる。ただし、これらＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金の場合、Ｎは、急冷薄帯を作製した後、得られた急冷薄帯に適切な熱処理を施し、窒化することにより格子間原子として導入されるのが一般的である。
【００７６】
前記希土類元素としては、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、ミッシュメタルが挙げられ、これらを１種または２種以上含むことができる。また、前記遷移金属としては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等が挙げられ、これらを１種または２種以上含むことができる。
【００７７】
また、保磁力、最大磁気エネルギー積等の磁気特性を向上させるため、あるいは、耐熱性、耐食性を向上させるために、磁石材料中には、必要に応じ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｐ、Ｇｅ、Ｃｒ、Ｗ等を含有することもできる。
【００７８】
前記複合組織（ナノコンポジット組織）は、ソフト磁性相１０とハード磁性相１１とが、例えば、図６、図７または図８に示すようなパターン（モデル）で存在しており、各相の厚さや粒径がナノメーターレベルで存在している。そして、ソフト磁性相１０とハード磁性相１１とが相隣接し（粒界相を介して隣接する場合も含む）、磁気的な交換相互作用を生じる。
【００７９】
ソフト磁性相の磁化は、外部磁界の作用により容易にその向きを変えるので、ハード磁性相に混在すると、系全体の磁化曲線はＢ−Ｈ図（Ｊ−Ｈ図）の第二象現で段のある「へび型曲線」となる。しかし、ソフト磁性相のサイズが数１０ｎｍ以下と十分小さい場合には、ソフト磁性体の磁化が周囲のハード磁性体の磁化との結合によって十分強く拘束され、系全体がハード磁性体として振舞うようになる。
【００８０】
このような複合組織（ナノコンポジット組織）を持つ磁石は、主に、以下に挙げる特徴１）〜５）を有している。
【００８１】
１）Ｂ−Ｈ図（Ｊ−Ｈ図）の第二象現で、磁化が可逆的にスプリングバックする（この意味で「スプリング磁石」とも言う）。
２）着磁性が良く、比較的低い磁場で着磁できる。
３）磁気特性の温度依存性がハード磁性相単独の場合に比べて小さい。
４）磁気特性の経時変化が小さい。
５）微粉砕しても磁気特性が劣化しない。
【００８２】
このように、複合組織で構成される磁石は、優れた磁気特性を有する。したがって、磁石粉末は、このような複合組織を有するものであるのが特に好ましい。
【００８３】
なお、図６〜図８に示すパターンは、一例であって、これらに限られるものではない。
【００８４】
［薄帯状磁石材料の製造］
次に、前述した冷却ロール５を用いた薄帯状磁石材料（急冷薄帯）の製造について説明する。
【００８５】
薄帯状磁石材料は、磁石材料の溶湯を冷却ロールの周面に衝突させ、冷却固化することにより製造される。以下、その一例について説明する。
【００８６】
図１に示すように、急冷薄帯製造装置１は、磁石材料を収納し得る筒体２と、該筒体２に対し図中矢印Ａ方向に回転する冷却ロール５とを備えている。筒体２の下端には、磁石材料（合金）の溶湯６を射出するノズル（オリフィス）３が形成されている。
【００８７】
筒体２のノズル３近傍の外周には、筒体２内の磁石材料を加熱（誘導加熱）するための加熱用のコイル４が配置されている。
【００８８】
このような急冷薄帯製造装置１は、チャンバー（図示せず）内に設置され、該チャンバー内に不活性ガスやその他の雰囲気ガスが充填された状態で作動する。特に、急冷薄帯８の酸化を防止するために、雰囲気ガスは、不活性ガスであるのが好ましい。不活性ガスとしては、例えばアルゴンガス、ヘリウムガス、窒素ガス等が挙げられる。
【００８９】
雰囲気ガスの圧力は、特に限定されないが、１〜７６０Torrであるのが好ましい。
【００９０】
筒体２内の溶湯６の液面には、チャンバーの内圧より高い所定の圧力がかけられている。溶湯６は、この筒体２内の溶湯６の液面に作用する圧力と筒体２内における液面の高さに比例してかかる圧力の和と、チャンバー内の雰囲気ガスの圧力との差圧により、ノズル３から射出する。
【００９１】
溶湯噴射圧（筒体２内の溶湯６の液面に作用する圧力と筒体２内における液面の高さに比例してかかる圧力の和と、チャンバー内の雰囲気ガスの圧力との差圧）は、特に限定されないが、１０〜１００ｋＰａであるのが好ましい。
【００９２】
急冷薄帯製造装置１では、筒体２内に磁石材料を入れ、コイル４により加熱して溶融し、その溶湯６をノズル３から射出すると、図１に示すように、溶湯６は、冷却ロール５の周面５３に衝突し、パドル（湯溜り）７を形成した後、回転する冷却ロール５の周面５３に引きずられつつ急速に冷却されて凝固し、急冷薄帯８が連続的または断続的に形成される。このとき、パドル７と周面５３との間に侵入したガスは、溝５４（ガス抜き手段）を介して外部に排出される。このようにして形成された急冷薄帯８は、やがて、そのロール面８１が周面５３から離れ、図１中の矢印Ｂ方向に進行する。
【００９３】
このように、周面５３上にガス抜き手段が設けられることにより、周面５３とパドル７との密着性が向上し（巨大ディンプルの発生が防止され）、パドル７の不均一な冷却が防止される。その結果、結晶粒径のバラツキの小さい、高い磁気特性を有する急冷薄帯８が得られる。
【００９４】
また、急冷薄帯８を実際に製造するに際しては、必ずしもノズル３を冷却ロール５の回転軸５０の真上に設置しなくてもよい。
【００９５】
冷却ロール５の周速度は、合金溶湯の組成、表面層５２の構成材料（組成）、周面５３の表面性状（特に、周面５３の溶湯６に対する濡れ性）等によりその好適な範囲が異なるが、磁気特性向上のために、通常、５〜６０ｍ／秒であるのが好ましく、１０〜４０ｍ／秒であるのがより好ましい。冷却ロール５の周速度が下限値未満であると、溶湯６の冷却速度が低下し、結晶粒径が増大する傾向を示し、磁気特性が低下する場合がある。一方、冷却ロール５の周速度が上限値を超えると、逆に冷却速度が大きくなり、非晶質組織が占める割合が大きくなり、その後に、後述する熱処理を施したとしても、磁気特性が十分に向上しない場合がある。
【００９６】
以上のようにして得られた急冷薄帯８は、その幅ｗおよび厚さができるだけ均一であるものが好ましい。この場合、急冷薄帯８の平均厚さｔは、８〜５０μｍ程度であるのが好ましく、１０〜４０μｍ程度であるのがより好ましい。平均厚さｔが下限値未満であると、非晶質組織が占める割合が大きくなり、その後に、後述する熱処理を施したとしても磁気特性が十分に向上しない場合がある。単位時間当たりの生産性も低下する。一方、平均厚さｔが上限値を超えると、フリー面８２側の結晶粒径が粗大化する傾向を示すため、磁気特性が低下する場合がある。
【００９７】
なお、得られた急冷薄帯８に対しては、例えば、非晶質組織（アモルファス組織）の再結晶化の促進、組織の均質化等を目的として、熱処理を施すこともできる。この熱処理の条件としては、例えば、４００〜９００℃で、０．５〜３００分程度とすることができる。
【００９８】
また、この熱処理は、酸化を防止するために、真空または減圧状態下（例えば１×１０^-1〜１×１０^-6Torr）、あるいは窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性ガス中のような、非酸化性雰囲気中で行うのが好ましい。
【００９９】
以上のようにして得られた急冷薄帯（薄帯状磁石材料）８は、微細結晶組織、もしくは微細結晶が非晶質組織中に含まれるような組織となり、優れた磁気特性が得られる。
【０１００】
なお、以上では、急冷法として、単ロール法を例に説明したが、双ロール法を採用してもよい。このような急冷法は、金属組織（結晶粒）を微細化することができるので、ボンド磁石の磁石特性、特に保磁力等を向上させるのに有効である。
【０１０１】
［磁石粉末の製造］
以上のようにして製造された急冷薄帯８を粉砕することにより、本発明の磁石粉末が得られる。
【０１０２】
粉砕の方法は、特に限定されず、例えばボールミル、振動ミル、ジェットミル、ピンミル等の各種粉砕装置、破砕装置を用いて行うことができる。この場合、粉砕は、酸化を防止するために、真空または減圧状態下（例えば１×１０^-1〜１×１０^-6Torr）、あるいは窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性ガス中のような、非酸化性雰囲気中で行うこともできる。
【０１０３】
磁石粉末の平均粒径は、特に限定されないが、後述するボンド磁石（希土類ボンド磁石）を製造するためのものの場合、磁石粉末の酸化防止と、粉砕による磁気特性劣化の防止とを考慮して、１〜３００μｍであるのが好ましく、５〜１５０μｍであるのがより好ましい。
【０１０４】
また、ボンド磁石の成形時のより良好な成形性を得るために、磁石粉末の粒径分布は、ある程度分散されている（バラツキがある）のが好ましい。これにより、得られたボンド磁石の空孔率を低減することができ、その結果、ボンド磁石中の磁石粉末の含有量を同じとしたときに、ボンド磁石の密度や機械的強度をより高めることができ、磁気特性をさらに向上することができる。
【０１０５】
なお、得られた磁石粉末に対しては、例えば、粉砕により導入されたひずみの影響の除去、結晶粒径の制御を目的として、熱処理を施すこともできる。この熱処理の条件としては、例えば、３５０〜８５０℃で、０．５〜３００分程度とすることができる。
【０１０６】
また、この熱処理は、酸化を防止するために、真空または減圧状態下（例えば１×１０^-1〜１×１０^-6Torr）、あるいは窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性ガス中のような、非酸化性雰囲気中で行うのが好ましい。
【０１０７】
このような磁石粉末を用いてボンド磁石を製造した場合、該磁石粉末は、結合樹脂との結合性（結合樹脂の濡れ性）が良く、そのため、このボンド磁石は、機械的強度が高く、熱安定性（耐熱性）、耐食性が優れたものとなる。従って、当該磁石粉末は、ボンド磁石の製造に適しており、製造されたボンド磁石は、信頼性の高いものとなる。
【０１０８】
以上のような磁石粉末は、平均結晶粒径が５００ｎｍ以下であるのが好ましく、２００ｎｍ以下であるのがより好ましく、１０〜１２０ｎｍ程度がさらに好ましい。平均結晶粒径が５００ｎｍを超えると、磁気特性、特に保磁力および角型性の向上が十分に図れない場合がある。
【０１０９】
特に、磁石材料が前記［４］のような複合組織を有するものである場合、平均結晶粒径は、１〜１００ｎｍであるのが好ましく、５〜５０ｎｍであるのがより好ましい。平均結晶粒径がこのような範囲の大きさであると、ソフト磁性相１０とハード磁性相１１との間で、より効果的に磁気的な交換相互作用を生じることとなり、顕著な磁気特性の向上が認められる。
【０１１０】
［ボンド磁石およびその製造］
次に、本発明のボンド磁石について説明する。
【０１１１】
本発明のボンド磁石は、好ましくは、前述の磁石粉末を結合樹脂で結合してなるものである。
【０１１２】
結合樹脂（バインダー）としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれでもよい。
【０１１３】
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミド（例：ナイロン６、ナイロン４６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６−１２、ナイロン６−６６）、熱可塑性ポリイミド、芳香族ポリエステル等の液晶ポリマー、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアセタール等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用いることができる。
【０１１４】
これらのうちでも、成形性が特に優れており、機械的強度が高いことから、ポリアミド、耐熱性向上の点から、液晶ポリマー、ポリフェニレンサルファイドを主とするものが好ましい。また、これらの熱可塑性樹脂は、磁石粉末との混練性にも優れている。
【０１１５】
このような熱可塑性樹脂は、その種類、共重合化等により、例えば成形性を重視したものや、耐熱性、機械的強度を重視したものというように、広範囲の選択が可能となるという利点がある。
【０１１６】
一方、熱硬化性樹脂としては、例えば、ビスフェノール型、ノボラック型、ナフタレン系等の各種エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル（不飽和ポリエステル）樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用いることができる。
【０１１７】
これらのうちでも、成形性が特に優れており、機械的強度が高く、耐熱性に優れるという点から、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂が好ましく、エポキシ樹脂が特に好ましい。また、これらの熱硬化性樹脂は、磁石粉末との混練性、混練の均一性にも優れている。
【０１１８】
なお、使用される熱硬化性樹脂（未硬化）は、室温で液状のものでも、固形（粉末状）のものでもよい。
【０１１９】
このような本発明のボンド磁石は、例えば次のようにして製造される。磁石粉末と、結合樹脂と、必要に応じ添加剤（酸化防止剤、潤滑剤等）とを混合、混練（例えば、温間混練）してボンド磁石用組成物（コンパウンド）を製造し、このボンド磁石用組成物を用いて、圧縮成形（プレス成形）、押出成形、射出成形等の成形方法により、無磁場中で所望の磁石形状に成形する。結合樹脂が熱硬化性樹脂の場合には、成形後、加熱等によりそれを硬化する。
【０１２０】
ここで、前記３種の成形方法のうち、押出成形および射出成形（特に、射出成形）は、形状選択の自由度が広く、生産性が高い等の利点があるが、これらの成形方法では、良好な成形性を得るために、成形機内におけるコンパウンドの十分な流動性を確保しなければならないため、圧縮成形に比べて、磁石粉末の含有量を多くすること、すなわちボンド磁石を高密度化することができない。しかしながら、本発明では、後述するように、高い磁束密度が得られ、そのため、ボンド磁石を高密度化しなくても優れた磁気特性が得られるので、押出成形、射出成形により製造されるボンド磁石にもその利点を享受することができる。
【０１２１】
ボンド磁石中の磁石粉末の含有量（含有率）は、特に限定されず、通常は、成形方法や、成形性と高磁気特性との両立を考慮して決定される。具体的には、７５〜９９．５ｗｔ％程度であるのが好ましく、８５〜９７．５ｗｔ％程度であるのがより好ましい。
【０１２２】
特に、ボンド磁石が圧縮成形により製造されたものの場合には、磁石粉末の含有量は、９０〜９９．５ｗｔ％程度であるのが好ましく、９３〜９８．５ｗｔ％程度であるのがより好ましい。
【０１２３】
また、ボンド磁石が押出成形または射出成形により製造されたものの場合には、磁石粉末の含有量は、７５〜９８ｗｔ％程度であるのが好ましく、８５〜９７ｗｔ％程度であるのがより好ましい。
【０１２４】
ボンド磁石の密度ρは、それに含まれる磁石粉末の比重、磁石粉末の含有量、空孔率等の要因により決定される。本発明のボンド磁石において、その密度ρは特に限定されないが、４．５〜６．６Ｍｇ／ｍ³程度であるのが好ましく、５．５〜６．４Ｍｇ／ｍ³程度であるのがより好ましい。
【０１２５】
本発明では、磁石粉末の残留磁束密度、保磁力が大きいので、ボンド磁石に成形した場合に、磁石粉末の含有量が多い場合はもちろんのこと、含有量が比較的少ない場合でも、優れた磁気特性（特に、高い最大磁気エネルギー積（ＢＨ）_max）が得られる。
【０１２６】
本発明のボンド磁石の形状、寸法等は特に限定されず、例えば、形状に関しては、例えば、円柱状、角柱状、円筒状（リング状）、円弧状、平板状、湾曲板状等のあらゆる形状のものが可能であり、その大きさも、大型のものから超小型のものまであらゆる大きさのものが可能である。特に、小型化、超小型化された磁石に有利であることは、本明細書中で度々述べている通りである。
【０１２７】
本発明のボンド磁石は、保磁力（室温での固有保磁力）Ｈ_cJが３２０〜１２００ｋＡ／ｍであるのが好ましく、４００〜８００ｋＡ／ｍがより好ましい。保磁力が前記下限値未満では、逆磁場がかかったときの減磁が顕著になり、また、高温における耐熱性が劣る。また、保磁力が前記上限値を超えると、着磁性が低下する。従って、保磁力Ｈ_cJを上記範囲とすることにより、ボンド磁石（特に、円筒状磁石）に多極着磁等をするような場合に、十分な着磁磁場が得られないときでも、良好な着磁が可能となり、十分な磁束密度が得られ、高性能なボンド磁石を提供することができる。
【０１２８】
本発明のボンド磁石は、最大磁気エネルギー積（ＢＨ）_maxが４０ｋＪ／ｍ³以上であるのが好ましく、５０ｋＪ／ｍ³以上であるのがより好ましく、７０〜１２０ｋＪ／ｍ³であるのがさらに好ましい。最大磁気エネルギー積（ＢＨ）_maxが４０ｋＪ／ｍ³未満であると、モータ用に用いた場合、その種類、構造によっては、十分なトルクが得られない。
【０１２９】
以上説明したように、本実施形態の冷却ロール５によれば、ガス抜き手段として溝５４が設けられているため、周面５３とパドル７との間に侵入したガスを排出することができる。これにより、パドル７の浮き上がりが防止され、周面５３とパドル７との密着性が向上する。その結果、冷却速度のバラツキが小さくなり、得られる急冷薄帯８においては、高い磁気特性が安定して得られる。
【０１３０】
したがって、前記急冷薄帯８から得られるボンド磁石は、優れた磁気特性を有している。また、ボンド磁石の製造に際し、高密度化を追求しなくても高い磁気特性を得ることができるため、成形性、寸法精度、機械的強度、耐食性、耐熱性等の向上を図ることができる。
【０１３１】
次に、冷却ロール５の第２実施形態について、説明する。
図９は、冷却ロールの第２実施形態を示す正面図、図１０は、図９に示す冷却ロールの拡大断面図である。以下、第２実施形態の冷却ロールについて、前記第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項の説明は省略する。
【０１３２】
図９に示すように、溝５４は、冷却ロール５の回転軸５０を中心とする螺旋状に形成されている。溝５４がこのような形状であると、比較的容易に、周面５３全体にわたり溝５４を形成することができる。例えば、冷却ロール５を一定速度で回転させておき、旋盤等の切削工具を回転軸５０に対して平行に、一定速度で移動させながら、冷却ロール５の外周部を切削することによりこのような溝５４を形成することができる。
【０１３３】
なお、螺旋状の溝５４は、１条（１本）であっても、２条（２本）以上であってもよい。
【０１３４】
溝５４の長手方向と、冷却ロール５の回転方向とのなす角θ（絶対値）は、３０°以下であるのが好ましく、２０°以下であるのがより好ましい。θが３０°以下であると、冷却ロール５のあらゆる周速度において、周面５３とパドル７との間に侵入したガスを効率よく排出することができる。
【０１３５】
周面５３上の各部位において、θの値は、一定であっても、一定でなくてもよい。また、溝５４を２条以上有する場合、それぞれの溝５４について、θは、同一であっても、異なっていてもよい。
【０１３６】
溝５４は、周面５３の縁部５５において、開口部５６で開口している。これにより、周面５３とパドル７との間から溝５４に排出されたガスがこの開口部５６から冷却ロール５の側方へ排出されるため、排出されたガスが再び周面５３とパドル７との間に侵入するのを効果的に防止することができる。図示の構成では、溝５４は、両縁部に開口しているが、一方の縁部にのみ開口していてもよい。
【０１３７】
次に、冷却ロール５の第３実施形態について、説明する。
図１１は、冷却ロールの第３実施形態を示す正面図、図１２は、図１１に示す冷却ロールの拡大断面図である。以下、第３実施形態の冷却ロールについて、前記第１実施形態、第２実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項の説明は省略する。
【０１３８】
図１１に示すように、周面５３上には、螺旋の回転方向が互いに逆向きである少なくとも２本の溝５４が形成されている。これらの溝５４は、多点で交差している。
【０１３９】
このように、螺旋の回転方向が逆向きである溝５４が形成されることにより、製造された急冷薄帯８が右巻きの溝から受ける横方向の力と左巻きの溝から受ける横方向の力とが相殺され、急冷薄帯８の図１１中の横方向の移動が抑制され、進行方向が安定する。
【０１４０】
また、図１１中、θ₁、θ₂で示すそれぞれの回転方向の溝５４の長手方向と冷却ロール５の回転方向とのなす角（絶対値）は、前述したθと同様な範囲の値であるのが好ましい。
【０１４１】
次に、冷却ロール５の第４実施形態について、説明する。
図１３は、冷却ロールの第４実施形態を示す正面図、図１４は、図１３に示す冷却ロールの拡大断面図である。以下、第４実施形態の冷却ロールについて、前記第１実施形態〜第３実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項の説明は省略する。
【０１４２】
図１３に示すように、複数の溝５４が、冷却ロール５の周面の幅方向のほぼ中央から両縁部５５方向に、ハの字状に形成されている。
【０１４３】
このような溝５４が形成された冷却ロール５を用いた場合、その回転方向との組み合わせにより、周面５３とパドル７との間に侵入したガスをより一層高い効率で排出することができる。
【０１４４】
また、このようなパターンの溝が形成された場合、冷却ロール５の回転に伴って生じる、図１３中、左右の両溝５４からの力がつりあうことにより、冷却ロール５の幅方向のほぼ中央に急冷薄帯８がよせられるため、急冷薄帯８の進行方向が安定する。
【０１４５】
なお、本発明では、ガス抜き手段の形状等の諸条件は、前述した第１実施形態〜第４実施形態に限定されるものではない。
【０１４６】
例えば、溝５４は、図１５に示すように間欠的に形成されたものであってもよい。また、溝５４の断面形状は、特に限定されず、例えば、図１６、図１７に示すようなものであってもよい。
【０１４７】
また、ガス抜き手段は、前述したような溝に限らず、周面とパドルとの間に侵入したガスを排出する機能を有するものであればいかなるものでもよい。ガス抜き手段としては、この他、例えば、図１８、図１９に示すような空孔等であってもよい。ガス抜き手段が空孔である場合、これらは、それぞれが独立しているもの（独立孔）であっても、連続しているもの（連続孔）であってもよいが、ガスの排出効率の点から、連続孔であるのが好ましい。
【０１４８】
これらの図に示す冷却ロール５でも、前述した第１実施形態〜第４実施形態の冷却ロール５と同様の効果が得られる。
【０１４９】
【実施例】
以下、本発明の具体的実施例について説明する。
【０１５０】
（実施例１）
図１〜図３に示す周面にガス抜き手段を有する冷却ロールを製造し、この冷却ロールを備えた図１に示す構成の急冷薄帯製造装置を用意した。
【０１５１】
冷却ロールは、以下のようにして製造した。
まず、銅（２０℃における熱伝導率：３９５Ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1、２０℃における熱膨張率：１６．５×１０^-6Ｋ^-1）製のロール基材（直径２００ｍｍ、幅３０ｍｍ）を用意し、その周面に切削加工を施し、ほぼ鏡面（表面粗さＲａ０．０７μｍ）とした。
【０１５２】
その後、さらに、切削加工を施し、ロール基材の回転方向に対し、ほぼ平行な溝を形成した。
【０１５３】
このロール基材の外周面に、セラミックスであるＺｒＣ（２０℃における熱伝導率：２０．６Ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1、２０℃における熱膨張率：７．０×１０^-6Ｋ^-1）の表面層をイオンプレーティングにより形成し、図１〜図３に示す冷却ロールを得た。
【０１５４】
このようにして得られた冷却ロール５を備えた急冷薄帯製造装置１を用いて、以下に述べるような方法で合金組成が（Ｎｄ_0.75Ｐｒ_0.20Ｄｙ_0.05）_9.1Ｆｅ_balＣｏ_8.5Ｂ_5.5で表される急冷薄帯を製造した。
【０１５５】
まず、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｂの各原料を秤量して母合金インゴットを鋳造した。
【０１５６】
急冷薄帯製造装置１において、底部にノズル（円孔オリフィス）３を設けた石英管内に前記母合金インゴットを入れた。急冷薄帯製造装置１が収納されているチャンバー内を脱気した後、不活性ガス（ヘリウムガス）を導入し、所望の温度および圧力の雰囲気とした。
【０１５７】
その後、石英管内の母合金インゴットを高周波誘導加熱により溶解し、さらに、冷却ロール５の周速度を２７ｍ／秒とし、溶湯６の噴射圧（石英管の内圧と筒体２内における液面の高さに比例してかかる圧力の和と、雰囲気圧との差圧）を４０ｋＰａ、雰囲気ガスの圧力を６０ｋＰａとしたうえで、溶湯６を冷却ロール５の回転軸５０のほぼ真上から冷却ロール５の頂部の周面５３に向けて噴射し、急冷薄帯８を連続的に作製した。
【０１５８】
（実施例２〜７）
溝の形状を図９、図１０に示すようなものとした以外は実施例１と同様にして冷却ロールを製造した。このとき、溝の平均幅、平均深さ、並設された溝の平均ピッチ、溝の長手方向と冷却ロールの回転方向とのなす角θを種々変化させて、６種の冷却ロールを製造した。なお、いずれも、３本の切削工具を等間隔に設置した旋盤を用いて、併設された溝のピッチが周面上の各部位において、ほぼ一定となるように３条の溝を形成した。実施例１で用いた急冷薄帯製造装置の冷却ロールをこれらの冷却ロールに順次交換し、実施例１と同様にして急冷薄帯を製造した。
【０１５９】
（実施例８）
溝の形状を図１１、図１２に示すようなものとした以外は実施例２と同様にして冷却ロールを製造し、急冷薄帯製造装置の冷却ロールをこの冷却ロールに交換して、実施例１と同様にして急冷薄帯を製造した。
【０１６０】
（実施例９）
溝の形状を図１３、図１４に示すようなものとした以外は実施例１と同様にして冷却ロールを製造し、急冷薄帯製造装置の冷却ロールをこの冷却ロールに交換して、実施例１と同様にして急冷薄帯を製造した。
【０１６１】
（比較例）
ロール基材の外周を切削加工によりほぼ鏡面とした後、溝を設けずに、そのまま表面層を形成したものを製造した以外は、実施例１と同様にして冷却ロールを製造し、急冷薄帯製造装置の冷却ロールをこの冷却ロールに交換して、実施例１と同様にして急冷薄帯を製造した。
【０１６２】
前記実施例１〜９および比較例の各冷却ロールの表面層の厚さは、いずれも、７μｍであった。なお、表面層の形成後、該表面層に対し、機械加工は施さなかった。各冷却ロールについて、溝の幅Ｌ₁（平均値）、深さＬ₂（平均値）、並設された溝のピッチＬ₃（平均値）、溝の長手方向と冷却ロールの回転方向とのなす角θ、冷却ロールの周面上における溝の占める投影面積の割合、周面の溝を除く部分の表面粗さＲａの測定値を表１に示す。
【０１６３】
【表１】

【０１６４】
前記実施例１〜９および比較例の急冷薄帯に対し、それぞれ、下記▲１▼および▲２▼の評価を行った。
【０１６５】
▲１▼急冷薄帯の磁気特性
それぞれの急冷薄帯について、長さ約５ｃｍの急冷薄帯を取り出し、さらにそこから長さ約７ｍｍのサンプルを５サンプル連続して作製し、それぞれのサンプルについて平均厚さｔおよび磁気特性を測定した。
【０１６６】
平均厚さｔは、マイクロメーターにより１サンプルにつき２０箇所の測定点で測定し、これを平均した値とした。磁気特性は、振動試料型磁力計（ＶＳＭ）を用いて保磁力Ｈ_cJ（ｋＡ／ｍ）および最大磁気エネルギー積（ＢＨ）_max（ｋＪ／ｍ³）を測定した。測定に際しては、急冷薄帯の長軸方向を印加磁界方向とした。なお、反磁界補正は行わなかった。
【０１６７】
▲２▼ボンド磁石の磁気特性
それぞれの急冷薄帯に対し、アルゴンガス雰囲気中で、６７５℃×３００秒の熱処理を施した。
【０１６８】
これら熱処理を施した急冷薄帯を粉砕し、平均粒径７０μｍの磁石粉末を得た。
【０１６９】
このようにして得られた磁石粉末について、その相構成を分析するため、Ｃｕ−Ｋαを用い回折角（２θ）が２０°〜６０°の範囲にてＸ線回折を行った。回折パターンからハード磁性相であるＲ₂（Ｆｅ・Ｃｏ）₁₄Ｂ型相と、ソフト磁性相であるα−（Ｆｅ，Ｃｏ）型相の回折ピークが確認でき、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による観察結果から、いずれも、複合組織（ナノコンポジット組織）を形成していることが確認された。また、各磁石粉末について、各相の平均結晶粒径を測定した。
【０１７０】
次に、各磁石粉末とエポキシ樹脂とを混合し、ボンド磁石用組成物（コンパウンド）を作製した。このとき、磁石粉末とエポキシ樹脂との配合比率（重量比）は、各サンプルについてほぼ等しい値とした。すなわち、各サンプル中の磁石粉末の含有量（含有率）は、約９７．５ｗｔ％であった。
【０１７１】
次いで、このコンパウンドを粉砕して粒状とし、この粒状物を秤量してプレス装置の金型内に充填し、室温において、圧力７００ＭＰａで圧縮成形（無磁場中）して、成形体を得た。離型後、１７５℃で加熱硬化させて、直径１０ｍｍ×高さ８ｍｍの円柱状のボンド磁石を得た。
【０１７２】
これらのボンド磁石について、磁場強度３．２ＭＡ／ｍのパルス着磁を施した後、直流自記磁束計（東英工業（株）製、ＴＲＦ−５ＢＨ）にて最大印加磁場２．０ＭＡ／ｍで磁気特性（残留磁束密度Ｂｒ、保磁力Ｈ_cJおよび最大磁気エネルギー積（ＢＨ）_max）を測定した。測定時の温度は、２３℃（室温）であった。
これらの結果を表２〜表４に示す。
【０１７３】
【表２】

【０１７４】
【表３】

【０１７５】
【表４】

【０１７６】
表２および表３から明らかなように、実施例１〜９の急冷薄帯では、磁気特性のバラツキが小さく、全体として磁気特性が高い。これは、以下のような理由によるものであると推定される。
【０１７７】
実施例１〜９の冷却ロールは、その周面上に、ガス抜き手段を有している。そのため、周面とパドルとの間に侵入したガスが効率よく排出され、周面とパドルとの密着性が向上し、急冷薄帯のロール面への巨大ディンプルの発生が防止または抑制される。これにより、急冷薄帯の各部位における冷却速度の差が小さくなり、得られる急冷薄帯における結晶粒径のバラツキが小さくなり、その結果、磁気特性のバラツキも小さくなるものであると考えられる。
【０１７８】
これに対し、比較例の急冷薄帯では、連続した急冷薄帯から切り出したサンプルであるにもかかわらず、磁気特性のバラツキが大きい。これは、以下のような理由によるものであると推定される。
【０１７９】
周面とパドルとの間に侵入したガスは、そのまま残留し、急冷薄帯のロール面に巨大なディンプルが形成される。このため、周面に密着した部位における冷却速度は大きいのに対し、ディンプルが形成された部位における冷却速度は低下し、結晶粒径の粗大化が起こる。その結果、得られる急冷薄帯の磁気特性のバラツキは大きくなると考えられる。
【０１８０】
また、表４から明らかなように、実施例１〜９のボンド磁石では、優れた磁気特性が得られているのに対し、比較例のボンド磁石は、低い磁気特性しか有していない。
【０１８１】
これは、実施例１〜９では、磁気特性が高く、かつ磁気特性のバラツキの小さい急冷薄帯から得られる磁石粉末を用いているのに対し、比較例では、磁気特性のバラツキの大きい急冷薄帯から得られる磁石粉末を用いているため、全体としての磁気特性が低下しているものであると考えられる。
【０１８２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、次のような効果が得られる。
【０１８３】
・冷却ロールの周面にガス抜き手段が設けられているため、周面と溶湯のパドルとの密着性が向上し、高い磁気特性が安定して得られる。
【０１８４】
・特に、表面層の形成材料、厚さ、ガス抜き手段の形状等を好適な範囲に設定することにより、さらに優れた磁気特性が得られる。
【０１８５】
・磁石粉末がソフト磁性相とハード磁性相とを有する複合組織で構成されることにより、磁化が高く、優れた磁気特性を発揮し、特に固有保磁力と角型性が改善される。
【０１８６】
・高い磁束密度が得られるので、等方性であっても、高磁気特性を持つボンド磁石が得られる。特に、従来の等方性ボンド磁石に比べ、より小さい体積のボンド磁石で同等以上の磁気性能を発揮することができるので、より小型で高性能のモータを得ることが可能となる。
【０１８７】
・また、高い磁束密度が得られることから、ボンド磁石の製造に際し、高密度化を追求しなくても十分に高い磁気特性を得ることができ、その結果、成形性の向上と共に、寸法精度、機械的強度、耐食性、耐熱性（熱的安定性）等のさらなる向上が図れ、信頼性の高いボンド磁石を容易に製造することが可能となる。
【０１８８】
・着磁性が良好なので、より低い着磁磁場で着磁することができ、特に多極着磁等を容易かつ確実に行うことができ、かつ高い磁束密度を得ることができる。
【０１８９】
・高密度化を要求されないことから、圧縮成形法に比べて高密度の成形がしにくい押出成形法や射出成形法によるボンド磁石の製造にも適し、このような成形方法で成形されたボンド磁石でも、前述したような効果が得られる。よって、ボンド磁石の成形方法の選択の幅、さらには、それによる形状選択の自由度が広がる。
【図面の簡単な説明】
【図１】冷却ロールの第１実施形態と、その冷却ロールを用いて薄帯状磁石材料を製造する装置（急冷薄帯製造装置）の構成例とを模式的に示す斜視図である。
【図２】図１に示す冷却ロールの正面図である。
【図３】図１に示す冷却ロールの周面付近の断面形状を模式的に示す図である。
【図４】ガス抜き手段の形成方法を説明するための図である。
【図５】ガス抜き手段の形成方法を説明するための図である。
【図６】本発明の磁石粉末における複合組織（ナノコンポジット組織）の一例を模式的に示す図である。
【図７】本発明の磁石粉末における複合組織（ナノコンポジット組織）の一例を模式的に示す図である。
【図８】本発明の磁石粉末における複合組織（ナノコンポジット組織）の一例を模式的に示す図である。
【図９】冷却ロールの第２実施形態を模式的に示す正面図である。
【図１０】図９に示す冷却ロールの周面付近の断面形状を模式的に示す図である。
【図１１】冷却ロールの第３実施形態を模式的に示す正面図である。
【図１２】図１１に示す冷却ロールの周面付近の断面形状を模式的に示す図である。
【図１３】冷却ロールの第４実施形態を模式的に示す正面図である。
【図１４】図１３に示す冷却ロールの周面付近の断面形状を模式的に示す図である。
【図１５】冷却ロールの他の実施形態を模式的に示す正面図である。
【図１６】冷却ロールの他の実施形態の周面付近の断面形状を模式的に示す図である。
【図１７】冷却ロールの他の実施形態の周面付近の断面形状を模式的に示す図である。
【図１８】冷却ロールの他の実施形態を模式的に示す正面図である。
【図１９】図１８に示す冷却ロールの周面付近の断面形状を模式的に示す図である。
【図２０】従来の薄帯状磁石材料を単ロール法により製造する装置（急冷薄帯製造装置）における溶湯の冷却ロールへの衝突部位付近の状態を示す断面側面図である。
【符号の説明】
１急冷薄帯製造装置
２筒体
３ノズル
４コイル
５、５００冷却ロール
５０回転軸
５１ロール基材
５２表面層
５３、５３０周面
５４溝
５５縁部
５６開口部
５７空孔
６、６０溶湯
７、７０パドル
７１０凝固界面
８、８０急冷薄帯
８１、８１０ロール面
８２フリー面
９ディンプル
１０ソフト磁性相
１１ハード磁性相

Claims

磁石材料の溶湯を冷却ロールの周面に衝突させ、冷却固化して得られた薄帯状磁石材料を粉砕して得られる磁石粉末であって、
前記冷却ロールは、ロール基材と、該ロール基材の外周に設けられた表面層とを有し、前記表面層がセラミックスで構成されたものであり、かつ、前記表面層の周面上に、前記周面と前記溶湯のパドルとの間に侵入したガスを排出するガス抜き手段を有するものであり、
磁石粉末は、ソフト磁性相とハード磁性相とを有する複合組織で構成されるものであることを特徴とする磁石粉末。
前記ハード磁性相および前記ソフト磁性相の平均結晶粒径は、いずれも１〜１００ｎｍである請求項１に記載の磁石粉末。
前記急冷薄帯の平均厚さが８〜５０μｍである請求項１または２に記載の磁石粉末。
磁石粉末は、その製造過程または製造後少なくとも１回熱処理が施されたものである請求項１ないし３のいずれかに記載の磁石粉末。
平均粒径が１〜３００μｍである請求項１ないし４のいずれかに記載の磁石粉末。
請求項１ないし５のいずれかに記載の磁石粉末を結合樹脂で結合してなることを特徴とするボンド磁石。
室温での固有保磁力Ｈ_cJが３２０〜１２００ｋＡ／ｍである請求項６に記載のボンド磁石。
最大磁気エネルギー積（ＢＨ）_maxが４０ｋＪ／ｍ³以上である請求項６または７に記載のボンド磁石。