JP5844182B2 - 希土類磁石用合金片の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、冷却ロールを用いて鋳造されたインゴットを破砕することにより希土類磁石用合金片を製造する方法およびその方法により製造された希土類磁石用合金片に関する。さらに詳しくは、冷却ロールから付着物を除去することにより、得られる合金片で結晶組織がばらつくのを低減できる希土類磁石用合金片の製造方法およびその方法により製造された希土類磁石用合金片に関する。

近年、希土類磁石の原料に用いられる合金として、磁石特性に優れるＲ−Ｔ−Ｂ系合金がある。ここで、「Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金」における「Ｒ」は希土類元素、「Ｔ」はＦｅを必須とする遷移金属、「Ｂ」はホウ素を意味する。このＲ−Ｔ−Ｂ系合金からなり、希土類磁石の原料となる合金片は、ストリップキャスト法を用いて製造できる。ストリップキャスト法には、単一の冷却ロールを用いる単ロール法および２つの冷却ロールを用いる双ロール法がある。

図１は、単ロール法のストリップキャスト法でインゴットの鋳造に用いられる鋳造装置を示す模式図である。同図に示す鋳造装置は、チャンバー５、坩堝１、タンディッシュ２および冷却ロール３を備える。チャンバー５は、内部を減圧状態または不活性ガス雰囲気に維持することにより、合金溶湯および鋳造されたインゴットが酸化されるのを防止する。

このような鋳造装置を用いてストリップキャスト法によりＲ−Ｔ−Ｂ系合金からなるインゴットを鋳造する場合、例えば、以下の手順により行うことができる。
（Ａ）坩堝１内に原料を装入し、その原料を図示しない誘導加熱装置を用いて加熱することにより融解して合金溶湯を形成する。
（Ｂ）その合金溶湯をタンディッシュ２を介して冷却ロール３の外周面に供給すると、冷却ロール３が内部に冷媒が流通する構造を有することから、合金溶湯が冷却ロール３の外周面で急冷されて凝固する。
（Ｃ）このようにして厚さ０．２〜１．０ｍｍである薄帯状のインゴット４が鋳造され、冷却ロール３は同図のハッチングを施した矢印に示す方向に回転していることから、それに伴ってインゴット４が冷却ロール３から離脱する。

一方、双ロール法では、２つの冷却ロールが所定の間隙を設けて配置され、この間隙に溶湯を供給して２つの冷却ロールにより凝固させることにより、薄帯状のインゴットを鋳造する。

このようにストリップキャスト法により鋳造された薄帯状のインゴットは、破砕により合金片とされた後で所定の条件に従って冷却される。インゴットの破砕および合金片の冷却は、合金片の酸化を防止するため、通常、減圧下または不活性ガス雰囲気下で行われる。

得られた合金片は、Ｒ₂Ｔ₁₄Ｂ相からなる結晶相（主相）と、希土類元素が濃縮したＲ−リッチ相とが共存する結晶組織を有する。主相は磁化作用に寄与する強磁性相であり、Ｒ−リッチ相は磁化作用に寄与しない非磁性相である。主相とＲ−リッチ相とからなる結晶組織は、鋳造する際に冷却ロールと接触して冷却された面と、その反対側の自由放冷面とが同時に観察できるように合金片を切断した断面における一つのＲ−リッチ相から隣に位置するＲ−リッチ相までの間隔（以下、「Ｒ−リッチ相間隔」という。）を用いて評価することができる。

Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金からなる合金片においてＲ−リッチ相間隔が変化すると、合金片を原料として製造した希土類磁石の磁石特性も変動する。このため、Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金からなる合金片の製造では、Ｒ−リッチ相間隔のばらつきを低減することが望まれている。

また、Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金からなる合金片では、結晶組織においてチル晶が発生する場合がある。チル晶は、合金片の冷却ロールと接触した面側近傍に等軸微細に生成される組織である。ここで、合金片を原料として希土類磁石を製造する際、合金片を水素脆化処理することにより粗粉砕した後、ジェットミルにより微粉砕する場合がある。合金片の結晶組織においてチル晶が発生すると、合金片を粉砕する際にチル晶部が微細粉末となり、粉体の粒度分布を乱して磁石特性を悪化させる。このため、Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金からなる合金片では、結晶組織においてチル晶の発生を抑制することが望まれている。

一方、冷却ロールを用いてインゴットを鋳造する場合、冷却ロールの外周面で凝固したインゴットの一部が冷却ロールの回転に伴って冷却ロール３から離脱することなく、冷却ロール３の外周面に付着し続けることがある。このような冷却ロールの外周面の付着物は、主に合金やその酸化物である。付着物が存在する状態で冷却ロールに合金溶湯を供給してインゴットの鋳造を行うと、合金溶湯または凝固したインゴットと冷却ロールとの間に付着物が介在することから、その近傍で合金溶湯または凝固したインゴットの冷却速度が変動して低下する。その結果、インゴットを破砕した合金片の結晶組織がばらつき、Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金からなる合金片では、チル晶が発生し、その量が増加する場合がある。また、Ｒ−リッチ相間隔が変動し、その間隔が広くなる場合がある。

冷却ロールから付着物を除去する方法に関し、例えば特許文献１および特許文献２に示すように従来から種々の提案がなされている。特許文献１に提案されるインゴットの鋳造方法では、冷却ロールの外周面にガスを噴射することにより、冷却ロールから付着物を除去できるとしている。

また、特許文献２には、Ｎｄ合金溶湯を冷却ロールの外周面に噴射させて急冷・凝固しフレークを製造する際、溶湯供給位置より上流側に研磨ロール、次いでブラシロールを順に配置することが提案されている。特許文献２では、研磨ロールによって冷却ロールの外周面に付着する異物を除去するとともに、ブラシロールによって微細なマット状の凹凸を冷却ロールの外周面に形成するとしている。これにより、合金溶湯を冷却ロールの外周面で凝固させる際に雰囲気ガスの巻き込みに起因した大きなエアポケットの発生を抑制し、均一な冷却条件下でフレークを製造できるとしている。

特開平１１−２７７１８７号公報 特開平２−２４７３０８号公報

前述の通り、冷却ロールを用いてインゴットを鋳造すると、冷却ロールの外周面に付着物が付着して冷却速度が低下することにより、インゴットを破砕した合金片において結晶組織にばらつきが生じる。

前記特許文献１には、冷却ロールの外周面にガスを噴射することによって付着物を除去する方法が提案されている。また、前記特許文献２には、研磨ロールによって冷却ロールの外周面から付着物を除去する方法が提案されている。ここで、合金溶湯を冷却ロールの外周面に供給して凝固させると、微視的には冷却ロールの外周面が微小な凹凸を有することから、その微小な凹凸に合金溶湯の一部が入り込む。このような微小な凹凸に入り込んだ合金溶湯が凝固すると、インゴットとして離脱することなく、付着物となり易い。冷却ロールの外周面の微小な凹凸に入り込んだ付着物を除去するのは困難であり、本発明者が検討したところ、ガスの噴射や研磨ロールでは大部分が除去されることなく残留する。このように外周面の微小な凹凸に付着物が残留した冷却ロールを用いて合金片を製造すると、冷却速度が低下することから、得られる合金片の結晶組織にばらつきが生じる。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、冷却ロールに付着した付着物を除去することにより、得られる合金片で結晶組織がばらつくのを低減できる希土類磁石用合金片の製造方法およびその方法により製造された希土類磁石用合金片を提供することを目的とする。

本発明者は、上記問題を解決するために種々の試験を行い、鋭意検討を重ねた結果、冷却ロールの外周面にブラスト処理を施すことにより、冷却ロールの外周面から付着物を除去でき、その結果、得られる合金片の結晶組織がばらつくのを低減できることを知見した。

本発明は、上記の知見に基づいて完成したものであり、下記（１）の合金片の製造方法および下記（２）の合金片を要旨としている。なお、このうちの（２）の合金片は、本発明の参考例としての発明である。

（１）減圧状態または不活性ガス雰囲気下で、合金溶湯を冷却ロールの外周面に供給して凝固させることによりインゴットを鋳造し、当該インゴットを破砕して希土類磁石用合金片を製造する方法において、前記冷却ロールとして、外周面に凹凸を有する冷却ロールを用い、鋳造が終了してから次の鋳造を開始するまでの間に、前記冷却ロールの外周面にブラスト処理を施し、前記冷却ロールの外周面から付着物を除去し、前記ブラスト処理を施す際、投射材として、中位径Ｄ５０が３．０ｍｍ以下であって、金属系投射材、非金属系投射材および樹脂系投射材のいずれか１種または２種以上を含む投射材を用いるとともに、吐出圧力を０．１０ＭＰａ以上１．００ＭＰａ以下とすることを特徴とする希土類磁石用合金片の製造方法。

（２）上記（１）に記載の合金片の製造方法により製造されたことを特徴とする希土類磁石用合金片。

本発明の合金片の製造方法は、ブラスト処理を施して冷却ロールの外周面から付着物を除去することにより、インゴットを鋳造する際に冷却速度が低下するのを抑制でき、得られる合金片で結晶組織がばらつくのを低減できる。

本発明の合金片は、上述の本発明の合金片の製造方法により製造された合金片であることから、希土類磁石の原料として使用した際に磁石特性のばらつきを低減でき、高品質の希土類磁石を得ることができる。

単ロール法のストリップキャスト法でインゴットの鋳造に用いられる鋳造装置を示す模式図である。

本発明の合金片の製造方法は、前述の通り、合金溶湯を冷却ロールの外周面に供給して凝固させることによりインゴットを鋳造し、そのインゴットを破砕して希土類磁石用合金片を製造する方法において、冷却ロールの外周面にブラスト処理を施し、冷却ロールの外周面から付着物を除去することを特徴とする。以下に、本発明の合金片の製造方法を上記のように規定した理由および好ましい態様について説明する。

合金やその酸化物が付着物として存在する状態で冷却ロールの外周面にブラスト処理を施すと、冷却ロールの外周面に大きな運動エネルギーを持つ投射材が衝突し、付着物が直接または間接的に打撃される。その衝撃によって付着物を冷却ロールの外周面から剥離させることにより除去できる。

冷却ロールの外周面が有する微小な凹凸に入り込んでいる付着物についても、ブラスト処理によって投射材を冷却ロールの外周面に衝突させる際に直接または間接的に打撃される。その衝撃によって付着物を微小な凹凸から離脱させることができ、外周面の微小な凹凸に入り込んだ付着物についても除去できる。

このように本発明の合金片の製造方法は、冷却ロールの外周面にブラスト処理を施し、付着物を除去して冷却ロールの外周面を清浄化する。この冷却ロールの外周面に合金溶湯を供給してインゴットを鋳造すると、付着物による冷却速度の低下を抑制できる。これにより、得られる合金片の結晶組織におけるチル晶の発生およびＲ−リッチ相間隔のばらつきを低減できる。

本発明の合金片の製造方法は、ブラスト処理を施す際に投射材として、中位径Ｄ５０が３．０ｍｍ以下であって、金属系投射材、非金属系投射材および樹脂系投射材のいずれか１種または２種以上を含む投射材を用いるのが好ましい。

本発明における投射材の中位径Ｄ５０は、質量基準の粒度の積算分布における累積頻度５０％の粒径を意味し、投射材の粒度分布はＪＩＳ Ｚ ８８０１−１：２００６に規定される網ふるいを用い、ＪＩＳ Ｚ ８８１５−１９９４によって測定するものとする。

中位径Ｄ５０が３．０ｍｍ以下である投射材を用いることにより、冷却速度の低下をさらに抑制でき、得られる合金片の結晶組織がばらつくのをさらに低減できる。一方、中位径Ｄ５０が３８μｍ未満の投射材は、投射材の粒子としての重量が小さくなり、ブラスト処理で十分な運動エネルギーを与えることができず、さらには一般に広く流通しておらず、入手が困難である。従って、投射材の中位径Ｄ５０の下限は３８μｍとするのが好ましい。

金属系投射材として、例えば、鋳鉄グリッド、高炭素鋳鋼ショットまたはグリッド、低炭素鋳鋼ショット、亜鉛ショット、ステンレスビーズ、ステンレスカットワイヤ、ステンレスラウンドカットワイヤ、スチールカットワイヤもしくはスチールラウンドカットワイヤからなる投射材を採用できる。また、非金属系投射材として、例えば、けい砂やオリビンサンド、スタロウライト、アルマンダイトガーネットといった天然鉱物からなる投射材、または、製鉄スラグや製鋼スラグ、溶融アルミナ、ジルコニア、炭化ケイ素、ソーダ石灰ガラスといった造鉱物からなる投射材を採用できる。樹脂系投射材として、例えば、ナイロンまたはポリカーボネイトからなる投射材を採用できる。

本発明の合金片の製造方法は、投射材の形状に特に制限はなく、稜角を持つ角形状のグリッド、および、稜角、破砕面または鋭い表面欠陥がない球形状のショットのいずれの形状を有する投射材も採用することができる。上記投射材を用いる場合でも、冷却ロールの外周面に存在する付着物の量や冷却ロールの外周面の材質等に応じ、使用する投射材の材質および形状を適宜選択するのがより好ましい。また、上記以外の投射材を採用することも可能である。

本発明の合金片の製造方法では、中位径Ｄ５０の好ましい範囲を規定するのみで、投射材の粒度分布の広がり等について特に規定しない。粒度分布の広がりは、投射材に応じて適宜設定することができる。本発明の合金片の製造方法は、例えば、金属系投射材についてはＪＩＳ Ｚ ０３１１：２００４に規定される研削材の粒度分布を有する投射材を採用でき、非金属径投射材および樹脂系投射材についてはＪＩＳ Ｚ ０３１２：２００４に規定される研削材の粒度分布を有する投射材を採用できる。

本発明の合金片の製造方法は、ブラスト処理を施す際に吐出圧力を０．１０ＭＰａ以上１．００ＭＰａ以下とするのが好ましい。本発明において吐出圧力は、圧縮流体（通常は空気）の流れに投射材を供給し、噴射ノズルから圧縮流体とともに投射材を噴射する際の噴射ノズルにおける圧縮流体の圧力を意味する。吐出圧力は、ブラスト装置で圧縮流体の圧力を変更することにより調整できる。

吐出圧力を０．１０ＭＰａ以上１．００ＭＰａ以下とすることにより、ブラスト処理された冷却ロールの外周面をより清浄化することができ、得られる合金片で結晶組織のばらつきをさらに低減することができる。一方、吐出圧力が０．１０ＭＰａ未満であると、投射材が冷却ロールの外周面と衝突することにより生じる衝撃が小さくなり、冷却ロールの外周面に残留する付着物の量が増加する。吐出圧力が１．００ＭＰａを超えると、冷却ロールの外周面に投射材が衝突した際に、その衝撃によって投射材が粉砕され易くなり、冷却ロールの外周面に残留する付着物の量が増加する。また、吐出圧力が１．００ＭＰａを超えると、場合によっては、投射材が冷却ロールの外周面に噛み込んで付着物となり、弊害が生じるおそれがある。

ブラスト処理は、圧縮流体の流れに投射材を供給し、噴射ノズルから圧縮流体とともに乾燥状態または湿潤状態の投射材を噴射することにより、大きな運動エネルギーを持つ投射材を冷却ロールの外周面に衝突させることができればよい。このようなブラスト処理は、例えば、エアーブラスト法またはバキュームブラスト法によって施すことができる。上記方式によりブラスト処理を施せる限り、ブラスト装置の構成に特段の制限はない。

湿潤状態の投射材を噴射する湿式ブラストでは、冷却ロールの表面に水分等が残留し、合金溶湯またはインゴットに付着してそれらを酸化させる懸念がある。このため、本発明の合金片の製造方法は、乾燥状態の投射材を噴射するのが好ましく、すなわち、乾式ブラストを採用するのが好ましい。

本発明の合金片は、上述の本発明の合金片の製造方法により製造されたことを特徴とする。上述の通り、本発明の合金片の製造方法は、ブラスト処理によって冷却ロールの外周面を清浄化し、冷却ロールの外周面に供給された合金溶湯を急冷して凝固させる際に付着物によって冷却速度が低下するのを抑制できる。これにより、本発明の合金片は、結晶組織のばらつきが低減されていることから、希土類磁石の原料として使用した際に磁石特性のばらつきを低減でき、高品質の希土類磁石を得ることができる。

本発明の合金片の製造方法および本発明の合金片による効果を検証するため、下記の試験を行った。

［試験方法］
本試験では、前記図１に示す鋳造装置を用い、前記（Ａ）〜（Ｃ）の手順により、１３００℃に加熱されたＲ−Ｔ−Ｂ系合金溶湯から薄帯状のインゴットを鋳造した。鋳造したインゴットは、冷却ロールの後段で破砕して合金片とした。インゴットを鋳造する際に溶湯の注湯量および冷却ロールの回転数を調整し、厚さ０．３ｍｍであるインゴットを鋳造した。鋳造したＲ−Ｔ−Ｂ系合金片の代表組成は、Ｆｅ：７８．２原子％、Ｎｄ：１３．８原子％およびＢ：６．０原子％とした。雰囲気条件は、不活性ガスであるアルゴン雰囲気とし、その圧力は２００ｔｏｒｒとした。

本試験では、一つの冷却ロールを１０回の鋳造に用い、一度の鋳造で約８５０ｋｇの合金片を得た。各鋳造の間（ある鋳造が終了してから次の鋳造を開始するまでの間）に冷却ロールの外周面にブラスト処理を施し、冷却ロールの外周面から付着物を除去した。

ブラスト処理は、バキュームブラスト法により行った。具体的には、冷却ロールを所定の回転数で回転させつつ、ブラスト装置が備える噴射ノズルを冷却ロールの長手方向に往復移動させることにより、冷却ロールの外周面の全周にブラスト処理を施した。その際、噴射ノズルは、冷却ロールの外周面に前記投射材が該噴射ノズルから排出可能な範囲で極力近接させた。

本試験では、投射材として金属系投射材である鋳鉄グリッドおよび高炭素鋼ショット、並びに非金属径系投射材である溶融アルミナのいずれかを用いた。投射材の中位径Ｄ５０は０．１ｍｍ〜３．２ｍｍとした。投射材の粒度分布は、金属系投射材ではＪＩＳ Ｚ ０３１１：２００４に規定される研削材の粒度分布に適合するように調整した。また、非金属径投射材ではＪＩＳ Ｚ ０３１２：２００４に規定される研削材の粒度分布に適合するように調整した。また、ブラスト装置の設定を変更することにより、噴射ノズルにおける吐出圧力を０．０８〜１．２０ＭＰａの範囲で調整した。

中位径Ｄ５０は、ＪＩＳ Ｚ ８８０１−１：２００６に規定される網ふるいを用い、ＪＩＳ Ｚ ８８１５−１９９４によって粒度分布を測定して求めた。具体的には、以下の手順により行った。
（１）目開きが異なる複数のふるいを目開きの大きいふるいが上段になるように順に重ね、最上段のふるいに測定する投射材（金属系投射材の場合は１００ｇ、非金属径投射材の場合は３００ｇ）を投入し、機械振動を付与した。
（２）各ふるいのふるい上の投射材の質量を量り、その結果から質量基準の粒度の積算分布を作成した。
（３）作成した質量基準の粒度の積算分布における累積頻度５０％の粒径を求めた。

比較例では、各鋳造の間にブラスト処理を施すことなく、一つの冷却ロールを１０回の鋳造に用いた。それ以外の試験条件は、本発明例および参考例と同じにした。

［評価指標］
本試験では、冷却ロールにおける冷却速度を評価するため、冷却度（℃）を算出した。冷却度は（℃）、合金の融点温度（℃）から冷却ロールから離脱する位置におけるインゴットの温度（℃）を減算したものである。冷却ロールから離脱する位置におけるインゴットの温度の測定は、インゴットの自由放冷面（冷却ロールと接触する面と反対側の面）の温度を放射温度計で測定することにより行った。

本発明例、参考例および比較例では、算出した冷却度に基づいて冷却速度の低下を評価した。下記表１〜４で冷却度の「評価」欄の記号の意味は次の通りである。
○：計１０回の鋳造の冷却度において、その最大値と最小値との差が２０℃以下であることを示す。
△：計１０回の鋳造の冷却度において、その最大値と最小値との差が２０℃を超え３０℃以下であることを示す。
×：計１０回の鋳造の冷却度において、その最大値と最小値との差が３０℃を超えることを示す。

また、本試験の各鋳造により得られた合金片について、結晶組織を調査し、チル晶の面積率およびＲ−リッチ相間隔を測定した。チル晶の面積率およびＲ−リッチ相間隔の測定は、以下の手順により得られた試料を用いた。
（１）得られた合金片を採取し、その合金片を熱硬化性樹脂に埋め込んで固定した。
（２）樹脂で固定した合金片を、鋳造する際に冷却ロールと接触して冷却された面と、その反対側の面とが同時に観察できる断面を露出させるため、エメリー研磨紙＃１２０で粗研磨した後、エメリー研磨紙の＃１２００および＃３０００の順で研磨して鏡面に仕上げた。
（３）鏡面に仕上げた合金片の断面にナイタールによる５秒間のエッチングを施した。

上記の手順により得られた試料を用い、以下の手順により、チル晶の面積率を求めた。
（１）エッチングを施した合金片の断面について偏光顕微鏡を用いて８５倍で画像を撮影した。
（２）撮影した画像を画像解析装置に取り込み、非常に小さな等軸晶領域を基準にチル晶部を抽出した。
（３）チル晶部の面積と合金片の断面積とをそれぞれ算出し、チル晶部の面積を合金片の断面積で除して百分率で表してチル晶の面積率（％）とした。

本発明例、参考例および比較例では、算出したチル晶の面積率に基づいてそのばらつきを評価した。下記表１〜４でチル晶の「評価」欄の記号の意味は次の通りである。
○：計１０回の鋳造で得られた合金片のチル晶の面積率において、その最大値と最小値との差が０．５％以下であることを示す。
△：計１０回の鋳造で得られた合金片のチル晶の面積率において、その最大値と最小値との差が０．５％を超え１．５％以下であることを示す。
×：計１０回の鋳造で得られた合金片のチル晶の面積率において、その最大値と最小値との差が１．５％を超えることを示す。

また、Ｒ−リッチ相間隔は、以下の手順により求めた。
（１）エッチングを施した合金片の断面を、走査型電子顕微鏡を用いて１０００倍で反射電子像を撮影した。
（２）撮影した画像を画像解析装置に取り込み、輝度を基準にＲ−リッチ相と主相の２値化処理を行った。
（３）冷却ロールと接触した面と自由放冷面との中央位置で、冷却ロールと接触した面と平行な直線を引き、直線上で隣り合うＲ−リッチ相同士の間隔を１０点測定し、その平均値を算出した。

本発明例、参考例および比較例では、算出したＲ−リッチ相間隔に基づいてそのばらつきを評価した。下記表１〜４でＲ−リッチ相間隔の「評価」欄の記号の意味は次の通りである。
○：計１０回の鋳造で得られた合金片のＲ−リッチ相間隔において、その最大値と最小値との差が０．５μｍ以下であることを示す。
△：計１０回の鋳造で得られた合金片のＲ−リッチ相間隔において、その最大値と最小値との差が０．５μｍを超え０．８μｍ以下であることを示す。
×：計１０回の鋳造で得られた合金片のＲ−リッチ相間隔において、その最大値と最小値との差が０．８μｍを超えることを示す。

本発明例、参考例および比較例では、チル晶の面積率の評価およびＲ−リッチ相の評価に基づき結晶組織のばらつきを総合的に評価した。下記表１〜４の「総合評価」欄の記号の意味は次の通りである。
○：チル晶の面積率の評価およびＲ−リッチ相の評価がいずれも「○」であることを示す。
△：チル晶の面積率の評価およびＲ−リッチ相の評価がいずれも「△」、または、一方が「△」で他方が「○」であることを示す。
×：チル晶の面積率の評価およびＲ−リッチ相の評価のいずれか一方または両方が「×」であることを示す。

［試験結果］
表１〜４に、ブラスト処理における投射材、その粒度および吐出圧力、各鋳造における冷却度、各鋳造により得られた合金片におけるチル晶の面積率、Ｒ−リッチ相間隔およびそれらの評価、各試験の総合評価を示す。粒度欄の粒度番号はＪＩＳ Ｚ ０３１１：２００４に規定される研削材の粒度番号を示し、粒度範囲はＪＩＳ Ｚ ０３１２：２００４に規定される研削材の粒度範囲を示す。

表１〜４に示す結果から、比較例では、各鋳造間にブラスト処理によって付着物を除去することなく鋳造を行い、１回目の鋳造ではチル晶の面積率が０．００％、Ｒ−リッチ相間隔が３．０μｍとなったが、鋳造回数の増加に伴って冷却度が減少する傾向、すなわち、冷却速度が低下する傾向が確認され、その評価は×となった。また、比較例では、鋳造回数の増加に伴ってチル晶の面積率が悪化するとともに、Ｒ−リッチ相間隔が広くなる傾向が現れた。その結果、比較例では、チル晶の評価およびＲ−リッチ相間隔の評価がいずれも×となり、総合評価も×となった。

本発明例１〜１２および参考例１３〜１５では、各鋳造間にブラスト処理を施して付着物を除去し、鋳造回数の増加に伴って冷却度が減少する傾向、すなわち、冷却速度が低下する傾向が改善され、その評価は○または△となった。その結果、本発明例１〜１２および参考例１３〜１５では、チル晶の評価およびＲ−リッチ相間隔の評価がいずれも○または△となり、総合評価も○または△となった。これらから、冷却ロールの外周面にブラスト処理を施し、冷却ロールの外周面から付着物を除去することにより、冷却ロールで冷却速度が低下するのを抑制でき、得られる合金片で結晶組織がばらつくのを低減できることが明らかになった。

また、本発明例１〜１２および参考例１３〜１５では、投射材として鋳鉄グリッド、高炭素鋼ショットおよび溶融アルミナグリッドのいずれを用いた場合でも、冷却速度が低下する傾向が改善され、得られる合金片で結晶組織がばらつくのを低減できた。したがって、ショットまたはグリッドのいずれの投射材も使用可能であることが明らかになった。

参考例１５では、Ｄ５０が３．０ｍｍを超える投射材を用い、冷却度の評価が△となった。これに対し、本発明例１〜１２では、Ｄ５０が３．０ｍｍ以下の投射材を用い、冷却度の評価が○となり、冷却速度の低下がさらに改善された。また、参考例１５では、チル晶の評価およびＲ−リッチ相間隔の評価がいずれも△となり、総合評価も△となった。これに対し、本発明例１〜１２では、チル晶の評価およびＲ−リッチ相間隔の評価がいずれも○となり、総合評価も○と良好となった。

これらから、ブラスト処理の投射材として中位径Ｄ５０が３．０ｍｍ以下の投射材を用いることにより、冷却速度の低下をさらに抑制でき、得られる合金片の結晶組織がばらつくのをさらに低減できることが明らかになった。

参考例１３では、吐出圧力を０．１０ＭＰａ未満とし、冷却度の評価が△となった。一方、参考例１４では、吐出圧力を１．００ＭＰａより高くし、冷却度の評価が△となった。これに対し、本発明例１〜１２では、吐出圧力を０．１０ＭＰａ以上１．００ＭＰａ以下とし、冷却度の評価が○となり、冷却速度の低下がさらに改善された。また、参考例１３および１４では、チル晶の評価およびＲ−リッチ相間隔の評価がいずれも△となり、総合評価も△となった。これに対し、本発明例１〜１２では、チル晶の評価およびＲ−リッチ相間隔の評価がいずれも○となり、総合評価も○と良好となった。

これらから、ブラスト処理で吐出圧力を０．１ＭＰａ以上１．００ＭＰａ以下の範囲とすることにより、冷却速度の低下をさらに抑制でき、得られる合金片の結晶組織がばらつくのをさらに低減できることが明らかになった。

本発明の合金片の製造方法は、ブラスト処理を施して冷却ロールの外周面から付着物を除去することにより、インゴットを鋳造する際に冷却速度が低下するのを抑制でき、得られる合金片で結晶組織がばらつくのを低減できる。

本発明の合金片は、上述の本発明の合金片の製造方法により製造された合金片であることから、希土類磁石の原料として使用した際に磁石特性のばらつきを低減でき、高品質の希土類磁石を得ることができる。

したがって、本発明の合金片の製造方法および本発明の合金片は、希土類磁石の品質向上に大きく寄与することができる。

１：坩堝、 ２：タンディッシュ、 ３：冷却ロール、 ４：インゴット、
５：チャンバー、 ６：溶湯

Claims (1)

1. 減圧状態または不活性ガス雰囲気下で、合金溶湯を冷却ロールの外周面に供給して凝固させることによりインゴットを鋳造し、当該インゴットを破砕して希土類磁石用合金片を製造する方法において、
   前記冷却ロールとして、外周面に凹凸を有する冷却ロールを用い、
   鋳造が終了してから次の鋳造を開始するまでの間に、前記冷却ロールの外周面にブラスト処理を施し、前記冷却ロールの外周面から付着物を除去し、
   前記ブラスト処理を施す際、投射材として、中位径Ｄ５０が３．０ｍｍ以下であって、金属系投射材、非金属系投射材および樹脂系投射材のいずれか１種または２種以上を含む投射材を用いるとともに、吐出圧力を０．１０ＭＰａ以上１．００ＭＰａ以下とすることを特徴とする希土類磁石用合金片の製造方法。
   

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