JPH0323256B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0323256B2 JPH0323256B2 JP13552382A JP13552382A JPH0323256B2 JP H0323256 B2 JPH0323256 B2 JP H0323256B2 JP 13552382 A JP13552382 A JP 13552382A JP 13552382 A JP13552382 A JP 13552382A JP H0323256 B2 JPH0323256 B2 JP H0323256B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin plate
- rare earth
- heat treatment
- hour
- roll
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims description 22
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 18
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 12
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 10
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims description 4
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 2
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- -1 lanthanide La Chemical class 0.000 claims 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000010408 film Substances 0.000 description 10
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 9
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 9
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 9
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 9
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 6
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001161 Alnico 9 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017110 Fe—Cr—Co Inorganic materials 0.000 description 1
- BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] Chemical compound N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001315 Tool steel Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 229910000938 samarium–cobalt magnet Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
- B22D11/0611—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars formed by a single casting wheel, e.g. for casting amorphous metal strips or wires
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Description
本発明は液体急冷法により作製した希土類永久
磁石薄板材料の製造方法に関するものである。 希土類永久磁石は、これまでRM5および
R2M17なる化学式（但し、Ｒはランタノイド系
（Ｙを含む）のいわゆる希土類金属の１種又は２
種以上の組合わせで構成され、ＭはCoもしくは
Co、Fe、Cu、Zr、Si、Ｂの一種または２種以上
の組み合わせで構成される。）で示される金属間
化合物を主体とする結晶磁気異方性の大きな磁石
材料である。これまでのBa、−Sr−フエライト磁
石、アルニコ−５、−８磁石、柱状晶アルニコ９
磁石、Fe−Cr−Co磁石に比較して、保磁力IHc、
最大エネルギー積（BH）maxが著しく高く、
1980年当時から急激にその生産量を増加してお
り、希土類Co磁石の量産化技術は完成の域に達
している。現在、製造されているSmCo5、
Sm2Co17の一般的な製造方法、その開発過程を説
明する。開発当初は“溶解−鋳造法”が検討さ
れ、これは希土類金属とCo、Fe、Cuを含む合金
を、溶解鋳造し、チル板により一方向に柱状晶化
し、最適な熱処理でもつて希土類系磁石の磁性を
得ていたのであるが、この方法では、溶解以後の
鋳造、凝固過程で組成の偏析、それに伴う組識の
不安定さ、さらに機械的強度が弱く、量産的では
なかつた。その後、溶解−粉砕粉末製造−焼結法
が考えられ、これは溶解鋳造した合金を、粗粉砕
粉末にした後、酸化し易い活性な希土類金属を保
護する為、トルエン等の有機溶媒中で細粉砕し、
微粉末（２〜5μｍ）とした後非酸化性雰囲気で
乾燥し、任意の形状に、磁場中で配向させプレス
成形する。 プレス体は非酸化性雰囲気で焼結、溶体化、時
効処理を施こし、希土類Co磁石の磁気特性を得
ている。この粉末冶金法は長所として、量産的
であり、歩留が高く、各種形状要求に応じやす
いが、反面欠点として、微粉末の為（２〜5μ
ｍ）酸化しやすく、粉砕、乾燥熱処理での酸素コ
ントロールが難しい、粉末をプレス、焼結する
為、１mm以下の薄物の製造がプレス成形の際にプ
レス体はスベリ面が生じ焼結時の割れなどの為、
技術的に難しい。微粉末の為、発火し易い、等
が挙げられる。 また、希土類永久磁石は、本来酸化しやすいと
いう欠点がある。 一方、希土類磁石系合金の溶湯を、非酸化雰囲
気中で高速で回転する回転する回転冷却体上に吹
き付けて、液体冷却法により薄板を得、この薄板
に磁気特性向上のための熱処理を施こしてRT
（ＴはFe、Co等）系薄板を得る方法がある。 しかし、作製したRT（ＴはFe、Co等）系薄板
の表面は、液体急冷時のガスを巻き込み、また、
ロール表面からの影響で凹凸が激しく、かつ平滑
な表面に比較するとその表面積は数十倍にもな
る。その為、アモルフアス薄板の一部は触媒に応
用されているものもある。このような、大きな表
面積のため、液体急冷したRT（ＴはFe、Co等）
系薄板は、容易に酸化されやすく、酸化の進行が
早いという欠点があつた。 そこで、本発明は上記欠点に鑑み、酸化を抑え
るとともに高磁気特性の希土類永久磁石薄板材料
を容易に製造する方法を提供することを目的とす
る。 本発明は、希土類金属であるランタノイド系の
La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、
Dy、Ho、Er、Tm、Yb、LuさらにＹを含む希
土類金属の少なくとも一種と、Co、Fe、Cu、
Zr、Si、Mn、Ti、Ｂ、ＰのうちCoを含む少なく
とも一種とを溶かした溶湯を、非酸化性雰囲気中
で高速で回転する回転冷却体上に吹きつけて、液
体冷却法によつて薄板を得、該薄板に磁気特性向
上のための熱処理を施して強磁性薄板材料を製造
する方法において、該熱処理前に、該薄板の表面
にCo膜を被着することを特徴とする強磁性薄板
材料の製造方法である。 ここで、本発明において、溶湯の成分として
は、化学組成が35重量％Sm−65重量％Co、24重
量％Sm−55重量％Co−14重量％Fe−３重量％Zr
−43重量％Cu、33重量％Nd−65.7重量％Fe−1.3
重量％Ｂ、40重量％Sm−60重量％Co、9.5原子％
Sm−80.6原子％Fe−5.2原子％Ｃ−4.7原子％Ｎ、
7.7原子％Sm−76.9原子％Fe−7.7原子％Ｖ−7.7
原子％Tiのものが使用できるが、これらに限定
されるものではない。 本発明によれば、均一になつている溶湯を瞬時
に急冷するので、組成の均質な材料ができ、かつ
作製された薄板は硬くて靭性を有しており、機械
的強度も優れたものとなつている。さらに工程管
理上、酸化を防ぎ、希土類金属の薄板変質、即
ち、表面が黒く変色する表面酸化と内部のマトリ
ツクスまで酸化することを防ぐ目的で、Coを蒸
着またはメツキをしており粉末冶金法に比較し
て、その工程が少なく管理が容易というメリツト
をもつものである。 ところで、液体急冷によつて得たままの薄板は
磁気特性が著しく悪いので1300〜400℃（望まし
くは、1100〜600℃で１〜２時間）の範囲で熱処
理を施す必要がある。1300゜以上では合金が溶解
し始め、400℃以下では熱処理の効果が少ない。
その際、希土類合金は、非常に酸化し易く、使用
される非酸化性雰囲気ガスの純度に関して、現
在、工業的に最高レベルを使つても、製品に表面
酸化を生じる。 本発明では、液体急冷により作製した金属薄膜
の表面にCoを２〜10μｍの厚みに蒸着、又はメツ
キし、熱処理による希土類合金の酸化、変質を防
ぎ、かつ1000〜1300℃で溶体化処理を施すので、
蒸着膜、メツキ膜と薄板本体とが密着し、薄板本
体中のSmの蒸発が防止できるというメリツトを
もつている。 本発明において、被膜を形成する鉄族元素とし
てCoを用いる。その理由は、Feは酸化しやすく
使用することができず、Niは飽和磁化量が少な
いからである。これに対して、Coは耐酸化性に
優れており、またRT（ＴはCo、Fe等）合金中に
拡散して、表面層の飽和磁化Bsを向上すること
ができ、また、Coはメツキおよび蒸着等の被膜
形成が容易であるからである。尚、Coは欠点と
して剥離し易い傾向があるが、先に述べたよう
に、拡散処理をすることでこれらの欠点を改善で
きる。 このような、蒸着、メツキ処理をした薄板は、
例えば1200℃×１時間後1000℃まで急冷却し、１
時間保持後400℃まで200℃／１時間で徐冷、熱処
理すると優れた磁気特性を得ることができた。こ
の熱処理は、アモルフアス構造、もしくは微結晶
構造から結晶粒成長および六方晶、斜方晶等の構
造の確立、磁気特性BHC及びIHCの改善、CoのRT
（ＴはCo、Fe等）合金への拡散を行い、剥離を防
止するために行われる。 また、本発明において、熱処理の雰囲気はCo
メツキ前の薄板の場合は、リークのない真空中が
適当であるが、炉壁からのガス放出及び炉外から
のリークによるガス流入がある場合は、Ar雰囲
気中が良い。Coメツキをすると、雰囲気の影響
は少なくなり、鈍感となるので、酸化性でなけれ
ば、ガスの種類は問わない。その際、得られた金
属組織は、顕微鏡観察により、組織内部の急冷に
よる残留応力から、核発生が促進され、かつ板厚
が薄いので、非常に大きな結晶粒成長はおこりえ
ず、微細な結晶粒の集合体となつている。 以下、本発明を実施例について詳細に説明す
る。 第１図及び第２図は、本発明の永久磁石薄板を
製造する際に用いられる液体急冷装置を示す図
で、第１図、第２図を参照して、１が高周波コイ
ル、２が石英チユーブ、３が溶融した金属、４が
溶融した液体の吹き出し口、５が磁化用磁石、６
が板厚方向に磁化された薄板、７が高速回転して
いる回転冷却体すなわちロールである。溶融した
金属３は1400〜1500℃の温度であるが、それもＰ
の圧力でロール面に吹き出すと、Ａ地点で吹き出
し口４を通過してロール７の面に接触する。その
際、冷却されて溶湯は凝固し、さらに残つた熱
は、ロール７の面に熱伝導し、Ｂ地点でロール７
の面から離れるまで冷却を続け、300〜400℃とな
る。ロール７の面から離れる時は、薄板は完全に
赤みがなくなつており、その温度が目視により
300〜400℃と確認出来る。Ａ地点からＢ地点へ冷
却する間に、磁石５の間を通り磁化され、薄板が
厚み方向に異方性化される。なお、ロール７は、
第２図の模式図に示すような中空のドラムであ
り、中空部分に、永久磁石６（例、フエライト磁
石または希土類Co磁石）を配することができる
ように加工してあり、勿論、ドラムは非磁性体の
材質を使用している。次に、本発明に従つて上述
のような装置を用いて薄板永久磁石材料を製造す
る実施例について述べる。 実施例 １ 250mmφの工具鋼ロールを含む片ロール式製造
装置全体を容器に入れ、その容器を10-3mmHg程
度の真空とした後で、高純度Arガスを流した。
その加圧は0.5〜1.0気圧程度にした。そのあと
で、先端径0.5mmφのノズルを有するルツボで
35wt％Sm、65wt％Co合金を溶解しロールを
3000rpmで回転させ該ノズルから溶湯をロール面
に噴出させた。その結果、幅３mm、厚さ50μｍ、
長さ３mmの薄板が得られた。この薄板を各100mm
に切断し、Co金属を２〜10μｍの厚さに蒸着さ
せ、それを1110℃×１時間保持後、700℃まで100
℃／１時間で冷却し700℃で１時間保持後、炉内
で水冷ゾーンに引き出し急冷した。得られた薄板
は、第３図に示すように、希土類永久磁石薄板１
０の両面にCo蒸着膜１１を有するものである。
薄板を切断し、断面の組織を観察すると、微細な
結晶粒が均等な粒径で成長していた。又長さ方向
にCo膜を研磨し、観察しても板厚程度の寸法の
結晶粒が観察された。この状態において、従来は
薄板の表面が酸化され、かつ変質していた物が、
Coの為に、劣化が生じないことが確認された。 磁気特性は従来の粉末冶金法に比較して、優れ
た磁石特性を得た。即ち、上記成分の場合、粉末
冶金法では、 残留磁束密度 Br＝8500ガウス 保磁力IHC＝18000エルステツド が限度であつたのが、本発明の場合 残留磁束密度 Br＝9550ガウス 保磁力IHC＝25000エルステツドが得られた。 実施例 ２ 23wt％Sm、17wt％Fe、5wt％Cu、3wt％Zr、
1wt％Ｂ残部Coの成分元素を実施例１と同様にし
て溶解し、薄板を作製した。この試料を厚さは
90μｍ程度であつたので、Co蒸着膜を8μｍとし、
熱処理条件は1250℃／１時間保持後、1000℃まで
急冷し、１時間保持後、600℃まで50℃／１時間
で炉冷させた。その後、水冷ゾーンに引き出し急
冷した。 磁気特性は従来の粉末冶金法の場合、上記組成
では、 残留密度 Br＝11000ガウス 保持力IHC＝5000エルステツド であつた。本発明の場合には 残留磁束密度 Br＝12000ガウス 保磁力IHC＝8000エルステツド が得られた。 なお、液体急冷の際、氷久磁石５を用いなけれ
ば、等方性の材料が得られる。 実施例 ３ 実施例１と同様にして作製した薄板をCoメツ
キを施したのち、1200℃、１時間保持後、1000℃
まで急冷し、１時間保持後、600℃までの50℃／
１時間で炉冷した。その後、水冷ゾーンに引き出
し急冷した。この試料をデシケータ中に保存し
て、その特性の経時変化を観察した。比較のため
に、Coメツキを施さないものについても、調べ
た。その結果を第１表に示す。第１表において、
Bs＝100％の絶対値は11000ガウスであり、この
とき、Br＝9000ガウスであつた。 第１表に示すように、Coメツキを施した場合、
成膜直後の磁気特性は、大きく変化することはな
かつた。というのは、２〜10μｍのCoメツキによ
つて薄板表面の凹凸が埋もれ平坦化され、そのた
めに結露しにくく、かつCoは耐食性の良い金属
なので、大気中に放置した場合の特性劣化が大幅
に少なくなつたことと、Coは合金中に拡散して
特性を向上させるからである。 実施例 ４ 実施例１と同様にして作製した薄板をCoメツ
キを施したのち、1000℃、１時間保持後、700℃
まで100℃／１時間の冷却速度で冷却し、700℃で
１時間保持後、炉内で水冷ゾーンに引き出して急
冷した。Bs＝100％の絶対値は8700ガウスであ
り、このときBr＝8000ガウスであつた。その結
果を第２表に示す。 第１表及び第２表から、Coメツキを施すこと
で、飽和磁化Bsに及ぼす効果は非常に大きなも
のがあることが判明した。というのは、IHC、BHC
は作製直後では結晶粒も小さく、六方晶及び斜方
晶の構造が確立していないので、小さな値しか示
さないが、1000〜1100℃の熱処理をすると結晶粒
の増大及び結晶構造も確立して大きな値をしめす
ようになつたからである。 尚、一般に、IHCは５〜30KOeの程度であり、
熱処理条件によつて大きく変動する。4πIsの値が
変化してもIHCは化しないことがあり、一方IHC
が増加することもある。また、Brが大幅に減少
するような酸化を受けてもIHCへの影響は少な
い。 上記実施例では、Sm−Co磁石について述べた
が、他の希土類磁石についても同様に本発明を適
用できるものである。
磁石薄板材料の製造方法に関するものである。 希土類永久磁石は、これまでRM5および
R2M17なる化学式（但し、Ｒはランタノイド系
（Ｙを含む）のいわゆる希土類金属の１種又は２
種以上の組合わせで構成され、ＭはCoもしくは
Co、Fe、Cu、Zr、Si、Ｂの一種または２種以上
の組み合わせで構成される。）で示される金属間
化合物を主体とする結晶磁気異方性の大きな磁石
材料である。これまでのBa、−Sr−フエライト磁
石、アルニコ−５、−８磁石、柱状晶アルニコ９
磁石、Fe−Cr−Co磁石に比較して、保磁力IHc、
最大エネルギー積（BH）maxが著しく高く、
1980年当時から急激にその生産量を増加してお
り、希土類Co磁石の量産化技術は完成の域に達
している。現在、製造されているSmCo5、
Sm2Co17の一般的な製造方法、その開発過程を説
明する。開発当初は“溶解−鋳造法”が検討さ
れ、これは希土類金属とCo、Fe、Cuを含む合金
を、溶解鋳造し、チル板により一方向に柱状晶化
し、最適な熱処理でもつて希土類系磁石の磁性を
得ていたのであるが、この方法では、溶解以後の
鋳造、凝固過程で組成の偏析、それに伴う組識の
不安定さ、さらに機械的強度が弱く、量産的では
なかつた。その後、溶解−粉砕粉末製造−焼結法
が考えられ、これは溶解鋳造した合金を、粗粉砕
粉末にした後、酸化し易い活性な希土類金属を保
護する為、トルエン等の有機溶媒中で細粉砕し、
微粉末（２〜5μｍ）とした後非酸化性雰囲気で
乾燥し、任意の形状に、磁場中で配向させプレス
成形する。 プレス体は非酸化性雰囲気で焼結、溶体化、時
効処理を施こし、希土類Co磁石の磁気特性を得
ている。この粉末冶金法は長所として、量産的
であり、歩留が高く、各種形状要求に応じやす
いが、反面欠点として、微粉末の為（２〜5μ
ｍ）酸化しやすく、粉砕、乾燥熱処理での酸素コ
ントロールが難しい、粉末をプレス、焼結する
為、１mm以下の薄物の製造がプレス成形の際にプ
レス体はスベリ面が生じ焼結時の割れなどの為、
技術的に難しい。微粉末の為、発火し易い、等
が挙げられる。 また、希土類永久磁石は、本来酸化しやすいと
いう欠点がある。 一方、希土類磁石系合金の溶湯を、非酸化雰囲
気中で高速で回転する回転する回転冷却体上に吹
き付けて、液体冷却法により薄板を得、この薄板
に磁気特性向上のための熱処理を施こしてRT
（ＴはFe、Co等）系薄板を得る方法がある。 しかし、作製したRT（ＴはFe、Co等）系薄板
の表面は、液体急冷時のガスを巻き込み、また、
ロール表面からの影響で凹凸が激しく、かつ平滑
な表面に比較するとその表面積は数十倍にもな
る。その為、アモルフアス薄板の一部は触媒に応
用されているものもある。このような、大きな表
面積のため、液体急冷したRT（ＴはFe、Co等）
系薄板は、容易に酸化されやすく、酸化の進行が
早いという欠点があつた。 そこで、本発明は上記欠点に鑑み、酸化を抑え
るとともに高磁気特性の希土類永久磁石薄板材料
を容易に製造する方法を提供することを目的とす
る。 本発明は、希土類金属であるランタノイド系の
La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、
Dy、Ho、Er、Tm、Yb、LuさらにＹを含む希
土類金属の少なくとも一種と、Co、Fe、Cu、
Zr、Si、Mn、Ti、Ｂ、ＰのうちCoを含む少なく
とも一種とを溶かした溶湯を、非酸化性雰囲気中
で高速で回転する回転冷却体上に吹きつけて、液
体冷却法によつて薄板を得、該薄板に磁気特性向
上のための熱処理を施して強磁性薄板材料を製造
する方法において、該熱処理前に、該薄板の表面
にCo膜を被着することを特徴とする強磁性薄板
材料の製造方法である。 ここで、本発明において、溶湯の成分として
は、化学組成が35重量％Sm−65重量％Co、24重
量％Sm−55重量％Co−14重量％Fe−３重量％Zr
−43重量％Cu、33重量％Nd−65.7重量％Fe−1.3
重量％Ｂ、40重量％Sm−60重量％Co、9.5原子％
Sm−80.6原子％Fe−5.2原子％Ｃ−4.7原子％Ｎ、
7.7原子％Sm−76.9原子％Fe−7.7原子％Ｖ−7.7
原子％Tiのものが使用できるが、これらに限定
されるものではない。 本発明によれば、均一になつている溶湯を瞬時
に急冷するので、組成の均質な材料ができ、かつ
作製された薄板は硬くて靭性を有しており、機械
的強度も優れたものとなつている。さらに工程管
理上、酸化を防ぎ、希土類金属の薄板変質、即
ち、表面が黒く変色する表面酸化と内部のマトリ
ツクスまで酸化することを防ぐ目的で、Coを蒸
着またはメツキをしており粉末冶金法に比較し
て、その工程が少なく管理が容易というメリツト
をもつものである。 ところで、液体急冷によつて得たままの薄板は
磁気特性が著しく悪いので1300〜400℃（望まし
くは、1100〜600℃で１〜２時間）の範囲で熱処
理を施す必要がある。1300゜以上では合金が溶解
し始め、400℃以下では熱処理の効果が少ない。
その際、希土類合金は、非常に酸化し易く、使用
される非酸化性雰囲気ガスの純度に関して、現
在、工業的に最高レベルを使つても、製品に表面
酸化を生じる。 本発明では、液体急冷により作製した金属薄膜
の表面にCoを２〜10μｍの厚みに蒸着、又はメツ
キし、熱処理による希土類合金の酸化、変質を防
ぎ、かつ1000〜1300℃で溶体化処理を施すので、
蒸着膜、メツキ膜と薄板本体とが密着し、薄板本
体中のSmの蒸発が防止できるというメリツトを
もつている。 本発明において、被膜を形成する鉄族元素とし
てCoを用いる。その理由は、Feは酸化しやすく
使用することができず、Niは飽和磁化量が少な
いからである。これに対して、Coは耐酸化性に
優れており、またRT（ＴはCo、Fe等）合金中に
拡散して、表面層の飽和磁化Bsを向上すること
ができ、また、Coはメツキおよび蒸着等の被膜
形成が容易であるからである。尚、Coは欠点と
して剥離し易い傾向があるが、先に述べたよう
に、拡散処理をすることでこれらの欠点を改善で
きる。 このような、蒸着、メツキ処理をした薄板は、
例えば1200℃×１時間後1000℃まで急冷却し、１
時間保持後400℃まで200℃／１時間で徐冷、熱処
理すると優れた磁気特性を得ることができた。こ
の熱処理は、アモルフアス構造、もしくは微結晶
構造から結晶粒成長および六方晶、斜方晶等の構
造の確立、磁気特性BHC及びIHCの改善、CoのRT
（ＴはCo、Fe等）合金への拡散を行い、剥離を防
止するために行われる。 また、本発明において、熱処理の雰囲気はCo
メツキ前の薄板の場合は、リークのない真空中が
適当であるが、炉壁からのガス放出及び炉外から
のリークによるガス流入がある場合は、Ar雰囲
気中が良い。Coメツキをすると、雰囲気の影響
は少なくなり、鈍感となるので、酸化性でなけれ
ば、ガスの種類は問わない。その際、得られた金
属組織は、顕微鏡観察により、組織内部の急冷に
よる残留応力から、核発生が促進され、かつ板厚
が薄いので、非常に大きな結晶粒成長はおこりえ
ず、微細な結晶粒の集合体となつている。 以下、本発明を実施例について詳細に説明す
る。 第１図及び第２図は、本発明の永久磁石薄板を
製造する際に用いられる液体急冷装置を示す図
で、第１図、第２図を参照して、１が高周波コイ
ル、２が石英チユーブ、３が溶融した金属、４が
溶融した液体の吹き出し口、５が磁化用磁石、６
が板厚方向に磁化された薄板、７が高速回転して
いる回転冷却体すなわちロールである。溶融した
金属３は1400〜1500℃の温度であるが、それもＰ
の圧力でロール面に吹き出すと、Ａ地点で吹き出
し口４を通過してロール７の面に接触する。その
際、冷却されて溶湯は凝固し、さらに残つた熱
は、ロール７の面に熱伝導し、Ｂ地点でロール７
の面から離れるまで冷却を続け、300〜400℃とな
る。ロール７の面から離れる時は、薄板は完全に
赤みがなくなつており、その温度が目視により
300〜400℃と確認出来る。Ａ地点からＢ地点へ冷
却する間に、磁石５の間を通り磁化され、薄板が
厚み方向に異方性化される。なお、ロール７は、
第２図の模式図に示すような中空のドラムであ
り、中空部分に、永久磁石６（例、フエライト磁
石または希土類Co磁石）を配することができる
ように加工してあり、勿論、ドラムは非磁性体の
材質を使用している。次に、本発明に従つて上述
のような装置を用いて薄板永久磁石材料を製造す
る実施例について述べる。 実施例 １ 250mmφの工具鋼ロールを含む片ロール式製造
装置全体を容器に入れ、その容器を10-3mmHg程
度の真空とした後で、高純度Arガスを流した。
その加圧は0.5〜1.0気圧程度にした。そのあと
で、先端径0.5mmφのノズルを有するルツボで
35wt％Sm、65wt％Co合金を溶解しロールを
3000rpmで回転させ該ノズルから溶湯をロール面
に噴出させた。その結果、幅３mm、厚さ50μｍ、
長さ３mmの薄板が得られた。この薄板を各100mm
に切断し、Co金属を２〜10μｍの厚さに蒸着さ
せ、それを1110℃×１時間保持後、700℃まで100
℃／１時間で冷却し700℃で１時間保持後、炉内
で水冷ゾーンに引き出し急冷した。得られた薄板
は、第３図に示すように、希土類永久磁石薄板１
０の両面にCo蒸着膜１１を有するものである。
薄板を切断し、断面の組織を観察すると、微細な
結晶粒が均等な粒径で成長していた。又長さ方向
にCo膜を研磨し、観察しても板厚程度の寸法の
結晶粒が観察された。この状態において、従来は
薄板の表面が酸化され、かつ変質していた物が、
Coの為に、劣化が生じないことが確認された。 磁気特性は従来の粉末冶金法に比較して、優れ
た磁石特性を得た。即ち、上記成分の場合、粉末
冶金法では、 残留磁束密度 Br＝8500ガウス 保磁力IHC＝18000エルステツド が限度であつたのが、本発明の場合 残留磁束密度 Br＝9550ガウス 保磁力IHC＝25000エルステツドが得られた。 実施例 ２ 23wt％Sm、17wt％Fe、5wt％Cu、3wt％Zr、
1wt％Ｂ残部Coの成分元素を実施例１と同様にし
て溶解し、薄板を作製した。この試料を厚さは
90μｍ程度であつたので、Co蒸着膜を8μｍとし、
熱処理条件は1250℃／１時間保持後、1000℃まで
急冷し、１時間保持後、600℃まで50℃／１時間
で炉冷させた。その後、水冷ゾーンに引き出し急
冷した。 磁気特性は従来の粉末冶金法の場合、上記組成
では、 残留密度 Br＝11000ガウス 保持力IHC＝5000エルステツド であつた。本発明の場合には 残留磁束密度 Br＝12000ガウス 保磁力IHC＝8000エルステツド が得られた。 なお、液体急冷の際、氷久磁石５を用いなけれ
ば、等方性の材料が得られる。 実施例 ３ 実施例１と同様にして作製した薄板をCoメツ
キを施したのち、1200℃、１時間保持後、1000℃
まで急冷し、１時間保持後、600℃までの50℃／
１時間で炉冷した。その後、水冷ゾーンに引き出
し急冷した。この試料をデシケータ中に保存し
て、その特性の経時変化を観察した。比較のため
に、Coメツキを施さないものについても、調べ
た。その結果を第１表に示す。第１表において、
Bs＝100％の絶対値は11000ガウスであり、この
とき、Br＝9000ガウスであつた。 第１表に示すように、Coメツキを施した場合、
成膜直後の磁気特性は、大きく変化することはな
かつた。というのは、２〜10μｍのCoメツキによ
つて薄板表面の凹凸が埋もれ平坦化され、そのた
めに結露しにくく、かつCoは耐食性の良い金属
なので、大気中に放置した場合の特性劣化が大幅
に少なくなつたことと、Coは合金中に拡散して
特性を向上させるからである。 実施例 ４ 実施例１と同様にして作製した薄板をCoメツ
キを施したのち、1000℃、１時間保持後、700℃
まで100℃／１時間の冷却速度で冷却し、700℃で
１時間保持後、炉内で水冷ゾーンに引き出して急
冷した。Bs＝100％の絶対値は8700ガウスであ
り、このときBr＝8000ガウスであつた。その結
果を第２表に示す。 第１表及び第２表から、Coメツキを施すこと
で、飽和磁化Bsに及ぼす効果は非常に大きなも
のがあることが判明した。というのは、IHC、BHC
は作製直後では結晶粒も小さく、六方晶及び斜方
晶の構造が確立していないので、小さな値しか示
さないが、1000〜1100℃の熱処理をすると結晶粒
の増大及び結晶構造も確立して大きな値をしめす
ようになつたからである。 尚、一般に、IHCは５〜30KOeの程度であり、
熱処理条件によつて大きく変動する。4πIsの値が
変化してもIHCは化しないことがあり、一方IHC
が増加することもある。また、Brが大幅に減少
するような酸化を受けてもIHCへの影響は少な
い。 上記実施例では、Sm−Co磁石について述べた
が、他の希土類磁石についても同様に本発明を適
用できるものである。
【表】
【表】
以上のように、本発明によれば、熱処理の際に
酸化され易く磁気特性が劣化するという従来の欠
点を克服しながら、強磁性薄板材料を容易に製造
することができる。
酸化され易く磁気特性が劣化するという従来の欠
点を克服しながら、強磁性薄板材料を容易に製造
することができる。
第１図は本発明方法の実施に用いる装置の使用
状態を示す正面図、第２図はその縦断面図、第３
図は本発明による薄板材料の断面図である。 図中、１……高周波コイル、２……石英チユー
ブ、３……溶融金属、４……吹き出し口（ノズ
ル）、酸化用磁石、６……薄板、７……ロール、
１０……希土類永久磁石薄板、１１……Co蒸着
膜。
状態を示す正面図、第２図はその縦断面図、第３
図は本発明による薄板材料の断面図である。 図中、１……高周波コイル、２……石英チユー
ブ、３……溶融金属、４……吹き出し口（ノズ
ル）、酸化用磁石、６……薄板、７……ロール、
１０……希土類永久磁石薄板、１１……Co蒸着
膜。
Claims (1)
- １ 希土類金属であるランタノイド系のLa、Ce、
Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、
Er、Tm、Yb、LuさらにＹを含む希土類金属の
少なくとも一種と、Co、Fe、Cu、Zr、Si、Mn、
Ti、Ｂ、ＰのうちCoを含む少なくとも一種とを
溶かした溶湯を、非酸化性雰囲気中で高速で回転
する回転冷却体上に吹きつけて、液体冷却法によ
つて薄板を得、該薄板に磁気特性向上のための熱
処理を施して強磁性薄板材料を製造する方法にお
いて、該熱処理前に、該薄板の表面にCo膜を被
着することを特徴とする強磁性薄板材料の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13552382A JPS5927758A (ja) | 1982-08-03 | 1982-08-03 | 強磁性薄板材料およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13552382A JPS5927758A (ja) | 1982-08-03 | 1982-08-03 | 強磁性薄板材料およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5927758A JPS5927758A (ja) | 1984-02-14 |
| JPH0323256B2 true JPH0323256B2 (ja) | 1991-03-28 |
Family
ID=15153755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13552382A Granted JPS5927758A (ja) | 1982-08-03 | 1982-08-03 | 強磁性薄板材料およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5927758A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5147473A (en) * | 1989-08-25 | 1992-09-15 | Dowa Mining Co., Ltd. | Permanent magnet alloy having improved resistance to oxidation and process for production thereof |
| AU2010245347B2 (en) | 2009-05-08 | 2013-12-19 | Aktiebolaget Electrolux | Detachable dust container with cover for a vacuum cleaner |
| WO2014072469A1 (en) | 2012-11-09 | 2014-05-15 | Aktiebolaget Electrolux | Cyclone dust separator arrangement, cyclone dust separator and cyclone vacuum cleaner |
-
1982
- 1982-08-03 JP JP13552382A patent/JPS5927758A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5927758A (ja) | 1984-02-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4801340A (en) | Method for manufacturing permanent magnets | |
| JP4748163B2 (ja) | 希土類焼結磁石とその製造方法 | |
| US5225004A (en) | Bulk rapidly solifidied magnetic materials | |
| KR101474946B1 (ko) | Ｒ－Ｆｅ－Ｂ계 희토류 소결 자석 | |
| US4921551A (en) | Permanent magnet manufacture from very low coercivity crystalline rare earth-transition metal-boron alloy | |
| KR102096958B1 (ko) | 고열안정성 희토류 영구자석 재료, 그 제조 방법 및 이를 함유한 자석 | |
| JP4962198B2 (ja) | Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類焼結磁石およびその製造方法 | |
| WO2007102391A1 (ja) | Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系希土類焼結磁石およびその製造方法 | |
| JP2009054754A (ja) | Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類焼結磁石およびその製造方法 | |
| JPS60162750A (ja) | 希土類磁石およびその製法 | |
| US4919732A (en) | Iron-neodymium-boron permanent magnet alloys which contain dispersed phases and have been prepared using a rapid solidification process | |
| US4983230A (en) | Platinum-cobalt alloy permanent magnets of enhanced coercivity | |
| JP2001355050A (ja) | Ｒ−ｔ−ｂ−ｃ系希土類磁性粉末およびボンド磁石 | |
| JPH0323256B2 (ja) | ||
| US4715891A (en) | Method of preparing a magnetic material | |
| JPH0416923B2 (ja) | ||
| JPS6231056B2 (ja) | ||
| JPS5927756A (ja) | 薄板永久磁石材料の製造方法 | |
| CN1021607C (zh) | 各向异性微晶稀土永磁材料的制备方法及其设备 | |
| US4966633A (en) | Coercivity in hot worked iron-neodymium boron type permanent magnets | |
| US4969961A (en) | Sm-Fe-V magnet alloy and method of making same | |
| JPH0582319A (ja) | 永久磁石 | |
| JPH0841502A (ja) | 希土類永久磁石用合金粉末の製造法 | |
| JP3427765B2 (ja) | 希土類−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系磁石粉末およびその製造方法並びにこの粉末を用いたボンド磁石 | |
| JPH0562814A (ja) | 希土類元素−Ｆｅ−Ｂ系磁石の製造方法 |