JPH02229664A - 永久磁石用合金鋳塊の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、永久磁石用合金鋳塊の製造方法に係り、特に
希土類金属（ＲＥ）、ホウ素（Ｂ）及び鉄（Ｆｅ）から
実質的になる永久磁石用合金鋳塊の鋳造時における初晶
鉄の粗大晶の発生を防止する技術に関するものである。

（背景技術） 近年、Ｆｅをベースに、これにＲＥやＢを添加してなる
組成の磁石、中でもネオジム（Ｎｄ）を用いたＦｅ−Ｎ
ｄ−Ｂ磁石は、その優れた磁石化性能から、従来のサマ
リウムーコバルト系磁石等に代わる高性能磁石として注
目を受けている。

ところで、そのような永久磁石は、Ｆｅ−ＲＥ−Ｂ合金
の溶湯から所定の鋳塊を鋳造し、そしてそれを粉砕し、
磁化せしめることにより、製造されている。また、かか
るＦｅ−ＲＥ−Ｂ合金鋳塊は、その溶湯が活性を有する
ものであるところから、合金成分の調整が不活性雰囲気
中において実施され、更に炉内に配置された空冷鋳型に
溶湯を注渇して、不活性雰囲気中において鋳造すること
により、製造されている。

しかしながら、このようなＦｅ−ＲＥ−Ｂ合金鋳塊の鋳
型鋳造において、得られる鋳塊の鋳塊組織中に粗大な初
晶鉄が発生することが認められている。而して、初晶鉄
は機械的に柔らかいものであるところから、初晶鉄の粗
大晶の存在は、磁石化のための鋳塊の粉砕工程において
、その粉砕性を阻害する問題を内在しており（Ｚ．　Ｍ
ｅｔａｌｌｋｄｅ．ｐ．７５５　，　　Ｂ　ｄ．７７　
　（１９８６）　Ｈ．　１１）　、またそれによって磁
石化性能が低下せしめられる虞があったのである。

（解決課題） 本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであっ
て、その解決しようとする課題とするところは、Ｆｅ−
ＲＥ−Ｂ系永久磁石用合金鋳塊の鋳造に際して、鋳塊組
織中に初晶鉄の粗大晶が生じるのを安定して防止せしめ
ることにある。

（解決手段） そして、本発明にあっては、このような課題を解決する
ために、実質的に希土類金属（ＲＥ）、ホウ素（Ｂ）及
び鉄（Ｆｅ）からなる永久磁石用合金の溶湯を、不活性
雰囲気中に保持された鋳型内に注湯して、目的とする鋳
塊を鋳造するに際して、該鋳型内に注湯された前記溶湯
を、鋳型中心部において１．５℃／秒以上の速度で冷却
、凝固せしめて、得られる鋳塊中に生じる初晶鉄の粒度
が２０μｍ以下となるようにしたのであり、またその際
、鋳型としては、内径が１００＋ｍｎ以下の円筒状丸形
鋳型若しくは内法寸法が１００Ｍ以下の厚さの角筒状矩
形鋳型が有利に用いられ得るものである。

（具体的構成） このように、本発明は、実質的にＲＥ，Ｂ及びＦｅから
なる公知組成の、例えばＲＥ：８〜３０原子％、Ｂ：２
〜２８原子％、Ｆｅ：残部からなる永久磁石用合金溶湯
を、適当な炉内に形成したＡｒ，Ｈｅ等の不活性雰囲気
中において、該炉内に載置された鋳型内に注湯すると共
に、この鋳型内に注湯された合金溶湯を、最も冷却速度
の遅い鋳型中心部、換言すれば水平断面における鋳型中
心部において、１．５℃／秒以上となるような速度で冷
却、凝固せしめるようにしたものであり、これによって
、得られる鋳塊中に生じる初晶鉄の粒度が効果的に２０
μｍ以下と為され得たのである．なお、この鋳型中心部
における冷却速度が１．５℃／秒よりも小さくなると、
かかる鋳塊中心部における初晶鉄の粒度が２０μｍを越
える粗大晶となり、鋳塊の粉砕性が悪化するようになる
のである。

なお、この鋳型中心部における冷却速度を１．５”Ｃ／
秒以上とするには、鋳型の構造、形状等を変更したり、
或いは適当な冷却手段を設けたりする等の手段が講じら
れ、例えば空冷鋳型構造の、単なる周囲雰囲気からの冷
却によって凝固を行なう鋳型にあっては、内径が１００
ｍ以下の円筒状丸形鋳型、換言すれば１００ＭＢ以下の
直径の円柱状鋳塊を与える鋳型や、内法寸法が１００■
以下の厚さの角筒状矩形鋳型、換言すれば厚さが１００
閤以下の板状（長辺間の距離が１００ｆｉＩｆｆｉ以下
である矩形状）の鋳塊を与える鋳型が、有利に用いられ
ることとなる。鋳型の内径乃至は厚さが大きくなると、
外周から一定距離以上の断面中央部分の冷却速度が小さ
くなり、そのために鋳塊組織中に粗大な初晶鉄が発生す
るようになるからである。

なお、それら円筒状丸形鋳型や角筒状矩形鋳型は、何れ
も底部が閉塞された有底形態のものであることは言うま
でもなく、また円筒状丸形鋳型の軸方向の長さや角筒状
矩形鋳型の矩形の幅、更にはその長さは、特に制限を受
けることはなく適宜に決定されることとなる。

そして、このような鋳型内において冷却、凝固して得ら
れた、目的とするＦｅ−ＲＥ−Ｂ系永久磁石用合金鋳塊
は、不活性雰囲気中より取り出され、従来と同様にして
磁石化のための粉砕工程に導かれることとなるが、その
際、かかる合金鋳塊中の初晶鉄の粒度が２０μｍ以下と
されていることによって、その粉砕特性が著しく向上さ
れており、そのため粉砕機の設備費用も効果的に低減せ
しめられ得るのである。

（実施例） 以下に、本発明の実施例を示し、本発明を更に具体的に
明らかにすることとするが、本発明が、そのような実施
例の記載によって、何等の制約をも受けるものでないこ
とは、言うまでもないところである。

また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記
の具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限り
において、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正
、改良等が加えられ得るものであることが、理解される
べきである。

先ず、真空炉を用い、完全に脱気した後、不活性ガスと
してＡｒを導入して、不活性ガス雰囲気を保ちつつ、Ｎ
ｄ：３１．Ｏ重量％（　１　４．　２原子％）、Ｂ　：
　１．　１重量％（６．７原子％）、Ｄｙ：１．５重量
％（０．６原子％）、Ｆｅ：残部からなる合金組成の溶
湯を、高周波溶解手法によって調製した後、同じく真空
炉内に配置した、厚さ（長辺部間の距離）が５０ｍｍ、
幅（短辺部間の距離）が４００ｍ、長さ（高さ）が４０
０ｍｍのサイズの空冷型の角筒状矩形鉄鋳型に、鋳込温
度；１３５０゜Ｃで注湯し、冷却，凝固せしめることに
より、目的とするＦｅ−Ｎｄ−Ｂ系永久磁石用合金鋳塊
を鋳造した。

この鋳造操作において、かかる矩形鋳型中心部の冷却速
度は２．７４℃／秒であり、また得られた鋳塊の断面中
心部の初晶鉄の粒度は１０〜２０μｍであった。

これに対して、内径が１８０鵬φ、長さ（高さ）が１８
０ｍの空冷型の円筒状丸形鋳型を用い、上記と同様な鋳
造操作を実施したところ、鋳型中心部の冷却速度は０．
８９℃／秒であり、このため得られた鋳塊断面中心部の
初晶鉄の粒度は２０〜４０μｍと、粗大な初晶鉄が生じ
ていることが認められた。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明に従って、鋳型
中心部、換言すれば鋳塊断面中心部の冷却速度力月．５
℃／秒以上となるようにして、Ｆｅ−ＲＥ−Ｂ系永久磁
石用合金の溶湯を冷却，凝固せしめ、目的とする鋳塊を
鋳造するようにすることにより、かかる鋳塊中の初晶鉄
の粗大晶の発生が安定して防止され得るのであり、その
結果、磁石化のための粉砕性が向上され、以て粉砕機の
設備費用が低減され得、更には粗大初晶鉄の発生防止に
よる磁石化性能の安定、向上も有利に実現され得ること
となったのである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）実質的に希土類金属、ホウ素及び鉄からなる永久
   磁石用合金の溶湯を、不活性雰囲気中に保持された鋳型
   内に注湯して、目的とする鋳塊を鋳造するに際して、該
   鋳型内に注湯された前記溶湯を、鋳型中心部において１
   ．５℃／秒以上の速度で冷却、凝固せしめて、得られる
   鋳塊中に生じる初晶鉄の粒度が２０μｍ以下となるよう
   にしたことを特徴とする永久磁石用合金鋳塊の製造方法
   。
2. （２）前記鋳型として、内径が１００ｍｍ以下の円筒状
   丸形鋳型若しくは内法寸法が１００ｍｍ以下の厚さの角
   筒状矩形鋳型を用いることを特徴とする請求項（１）記
   載の製造方法。