JPH0428458A

JPH0428458A - 永久磁石材料の製造方法

Info

Publication number: JPH0428458A
Application number: JP2134388A
Authority: JP
Inventors: Hideki Nakamura; 英樹中村; Tetsuto Yoneyama; 米山　哲人; Akira Fukuno; 亮福野
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1990-05-24
Filing date: 1990-05-24
Publication date: 1992-01-31
Anticipated expiration: 2015-03-27
Also published as: JP3025693B2

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】〈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。）、ＦｅおよびＢを含むか、あるいはさらにＣｏ
を含むＦｅ−（Ｃｏ）−Ｒ−Ｂ系の永久磁石材料の製造
方法に関する。

〈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３２ＭＧＯｅ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。

そコテ、近年Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ等のＲ−ＦｅＢ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。

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表面に衝突させ、冷却ロ
ール表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（安定性が
高（、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。

また、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。

〈発明が解決しようとする課題〉Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金は極めて酸化され易いため、その高
速急冷は不活性ガス雰囲気中で行なわれる。

片ロール法および双ロール法では、冷却ロール表面付近
の不活性ガスが、冷却ロールの回転に伴って溶湯状合金
と冷却ロール表面との間に巻き込まれる。　巻き込まれ
た不活性ガスは、合金と冷却ロール表面との接触を阻害
するため合金の冷却速度が低下し、巻き込み部分での結
晶粒が粗大化する。　このため、高い磁気特性を有する
永久磁石が得られない。

このような問題の他、片ロール法では下記のような問題
も生じる。

片ロール法では、一般に、合金の冷却ロール表面と接触
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。

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。

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（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。

しかし、最適周速度にて冷却を行なっても、ロール面側
とフリー面側とでは結晶粒径にｌ。

程度度以上の差が生じ、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。　また、最適周速度が高
速となって、冷却ロールやその支持部材の傷みが早い。

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Ｅとした場合、磁石全体として
高磁気特性が得られないばかりでな（、磁気特性が部分
的に異なるボンディッド磁石となってしまう。

本発明は、このような事情からなされたものであり、片
ロール法または双ロール法において、雰囲気ガスの巻き
込みを防止することにより高い磁気特性のＲ−Ｆｅ−Ｂ
系永久磁石材料を得る方法を提供することを第１の目的
とし、また、第１の目的を達成した上で、片ロール法に
おいて、永久磁石材料の冷却方向での磁気特性のバラツ
キが抑えられる方法を提供することを第２の目的とする
。

く課題を解決するための手段〉Ｆｅ−３ｉ−Ｂ系等のアモルファス合金製造に際しても
、雰囲気ガス巻き込みによる冷却速度不均一の問題が生
じる。

しかし、アモルファス状態とするためには一定以上の冷
却速度を与えればよいので、雰囲気ガスを巻き込んだ場
合でも、冷却ロールの回転速度を上げて冷却速度をさら
に高くすれば問題は解決される。

一方、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金は、永久磁石としての性能を
発揮するためには微細な結晶粒が析出していることが必
要であり、そのためには−定の速度で冷却される必要が
ある。　従って、アモルファス合金製造の場合のように
単に冷却速度を高（するだけでは、所望の磁気特性が得
られない。

このため、本発明者らは上記第１の目的を達成するため
に、下記（１）の本発明を完成した。

（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表面と接触させることに
より前記合金を一方向または対向する二方向から冷却す
る工程を有する永久磁石材料の製造方法であって、前記工程をＩ　Ｔｏｒｒ以下の不活性ガス雰囲気中で行
なうことを特徴とする永久磁石材料の製造方法。

また、本発明者らは、上記第２の目的を達成するために
、片ロール法を用いたＦｅ−５ｉ−Ｂ系等のアモルファ
ス合金の製造において冷却速度不均一の問題が生じない
ことに着目した。

そして、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金溶湯がＦｅ−３ｉ−Ｂ系合
金溶湯に比べて冷却ロール面との密着性が低（、冷却ロ
ール表面と接している時間が短いために上記した問題が
生じることを見いだした。

片ロール法では、回転する冷却ロール表面に衝突した溶
湯状の合金は、冷却ロール表面に弓きすられるようにし
て薄帯状となって冷却され、次いで冷却ロール表面から
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
ロール表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、合金が冷却ロール表面と
十分に接触していることが必要とされる。

しかし、溶湯状のＲ−Ｆｅ−Ｂ系合金は冷却ロール表面
に衝突後、速やかにロール表面から離れるため、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。

このような考察に従って、上記第２の目的を達成するた
めに、本発明者らは下記（２）〜（４）の本発明を完成
した。

（２）　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Ｆｅ１３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表面に衝突させ、冷却
ロール表面と接触させることにより前記合金を一方向か
ら冷却する工程を有する永久磁石材料の製造方法であっ
て、溶湯状の合金が衝突する冷却ロール表面付近をＩ　Ｔｏ
ｒｒ以下の不活性ガス雰囲気とし、冷却ロール表面に向
かう方向に不活性ガス流を吹き付けることにより、冷却
ロール表面付近に存在する合金と冷却ロール表面との接
触時間を延長させることを特徴とする永久磁石材料の製
造方法。

（３）不活性ガス流のノズルに近い側の端部が合金に接
触する位置と、冷却ロール表面のノズル直下位置との距
離が、冷却ロール回転方向に測ったノズル径の５倍以上
である上記（２）に記載の永久磁石材料の製造方法。

（４）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の進行方向との成す角度が鈍角
である上記（２）または（３）に記載の永久磁石材料の
製造方法。

く作用〉本発明の第１の態様では、片ロール法または双ロール法
において、溶湯状合金の冷却を１Ｔｏｒｒ以下の不活性
ガス雰囲気中で行なう。

このため、合金と冷却ロール表面との間に雰囲気ガスが
巻き込まれることがな（なるので、合金と冷却ロール表
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。

また、本発明の第２の態様は上記したような片ロール法
に適用される。

この第２の態様では、上記第１の態様の構成に加え、冷
却ロール表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、冷却ロール表面付近に存在する合金を冷却
ロール側に押し付け、合金と冷却ロール表面との接触時
間を延長させる。

このため、合金の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、ロール面側の結晶粒径とフリー面側の結晶粒径
との差が小さくなり、得られる磁石材料の冷却方向（熱
移動方向）の磁気特性の変動が少なくなる。

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。

〈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。

本発明の第１の態様では、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、片ロール法
または双ロール法により高速急冷する工程を有する。

すなわち、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表面と接触させること
により合金を一方向または対向する二方向から冷却する
工程を有する。

そして、本発明ではこの工程を、１Ｔｏｒｒ以下の不活
性ガス雰囲気中で行なう。

用いる不活性ガスに特に制限はなく、Ａｒガス、Ｈｅガ
ス、Ｎ、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。

このように圧力Ｉ　Ｔｏｒｒ以下の雰囲気にて合金冷却
を行なうことにより、合金と冷却ロール表面との間に雰
囲気ガスを巻き込むことが防止される。

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−”Ｔｏｒｒ未満、特に１０−’Ｔｏｒｒ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。

本発明の第２の態様は、第１の態様のうちの片ロール法
に適用される。

第１図に、本発明の第２の態様の概念図を示す。

第１図に示す片ロール法では、合金溶湯１１をノズル１
２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の表面に衝突させ、冷却ロール１３表面付近に
存在する合金１１１を冷却ロール１３表面と接触させる
ことにより、合金１１１を一方向から冷却する。

そして、第２の態様では、上記第１の態様と同様に、冷
却工程をＩ　Ｔｏｒｒ以下の不活性ガス中で行ない、さ
らに、冷却ロール１３表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１３表面付近に存
在する合金１１１と冷却ロール１３表面との接触時間を
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
表面から離れ、合金と冷却ロール表面との接触時間は短
くなってしまう。

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。

不活性ガス流を吹き付ける方向は、合金１１１を挟んで
冷却ロール１３表面に向かう方向であれば特に制限はな
いが、第１図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（ノズル１
２先端部と冷却ロール１３表面との間に存在する合金溶
湯の溜り）に直接あたることを防ぎ、パドルを定常状態
に保っためである。

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（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表面から離れる場所での冷却ロ
ール表面の接線方向とばぼ等しい。

なお、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。

具体的には、合金に不活性ガスを吹き付ける位置は、ノ
ズル１２の直下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。

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
も本発明の効果は得られない。　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、ノズル１２の直下を起点として
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。

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、Ｉ　Ｔｏｒｒ以下のＡｒ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、不活性ガスは長平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
長手方向は合金薄帯幅の３倍以上、スリットの位置は冷
却ロール表面から５〜１５ｍｍ程度離れていることが好
ましい。　また、噴射圧力は１〜９　ｋｇ／ｃｍ”程度
であることが好ましい。

なお、本発明では、Ｉ　Ｔｏｒｒ以下の減圧状態にて合
金を急冷するため、冷却工程は真空チャンバ等の中で行
なわれるが、第２の態様では真空チャンバ内に不活性ガ
スを噴射するため、少なくとも溶湯状の合金が衝突する
冷却ロール表面付近をＩ　Ｔｏｒｒ以下の不活性ガス雰
囲気に保てばよい。　このため、真空容器中からガスを
引（などして、溶湯状の合金が衝突する冷却ロール表面
付近の圧力を所定の値に制御することが好ましい。　こ
の場合、真空容器の主排気口とは別に冷却ロールの近傍
に排気口を設け、ここから主として噴射ガスを容器外へ
排気することが好ましい。

噴射される不活性ガスに特に制限はなく、Ａｒガス、Ｎ
２ガス、Ｈｅガス等から適当なものを選択すればよい。

本発明により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−〜５００　ｐ
ｐｍ程度である。

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。

本発明を片ロール法に適用する場合、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１５０〜１５００ｍｍ、幅２０
〜１００ｍｍ程度である。　また、ロール中心には、水
冷用の孔が設けられていてもよい。

冷却ロールの材質は、例えば、銅、銅系合金、銀、銀系
合金等が好ましく、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特に好ま
しい。　銅系合金としては、銅ベリリウム合金が好まし
い。

なお、冷却ロール表面には、表面層が設けられていても
よい。　すなわち、第１図に示されるように、冷却ロー
ル１３は、基材１３１とこの基材１３１表面に形成され
た表面層１３２とから構成されていてもよい。

この場合、表面層の熱伝導度が基材の熱伝導度より低い
ことが好ましい。　表面層の材質としては、Ｃｒ、Ｎｉ
、Ｃｏ、Ｎｂ、Ｖ等の単体あるいはステンレス、焼き入
れ鋼等、前記元素の１種以上を含有する合金等が好まし
い。　このような表面層を有する冷却ロールを用いた場
合、本発明の効果はさらに向上する。　この場合、得ら
れる永久磁石材料のロール面近傍は、表面層構成元素を
含むことがある。

永久磁石材料に含有される冷却ロール表面層構成元素は
、高速急冷時に冷却ロール表面から拡散されたものであ
る。　この場合、表面層構成元素の含有量は、ロール面
から厚さ方向に２０ｎｍ以下の範囲で、１０〜５００　
ｐｐｍ程度である。

ロールの周速度は、ロール表面層の組成、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１〜５０
　ｍ　／　ｓ、特に５〜３５　ｍ　／　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。

得られる永久磁石材料の厚さは、好ましくは２０〜２０
０μｍ、より好ましくは２５〜１５０ＬＬｍとすること
がよい。　厚さがこの範囲を超えると保磁力が低下し、
この範囲未満であると配向性が低下する。

本発明を双ロール法に適用する場合、用いる冷却ロール
の寸法および両ロールの間隔に特に制限はないが、通常
、直径５０〜３００ｍｍ、幅２０〜８０ｍｍ程度であり
、両ロールの間隔は、０．０２〜２ｍｍ程度とすること
が好ましい。

なお、溶湯冷却時に両ロール間に圧力を印加し、急冷圧
延を行なってもよい。

また、双ロール法における製造条件は上記した片ロール
法に準じればよいが、冷却ロールの周速度は０．３〜２
０　ｍ　／　ｓとすることが好ましい。

双ロール法により得られる永久磁石材料の形状は、通常
、薄帯状あるいは薄片状であり、その厚さは上記の片ロ
ール法と同程度とすることが好ましい。

本発明により得られる永久磁石材料は、通常、薄帯状あ
るいは薄片状であり、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ことが好ましい。

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Ｒ１Ｔ１４Ｂ（Ｒ＝１１．７６
ａｔ％、Ｔ＝８２．３６ａｔ％、Ｂ”５．８８ａｔ％）
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。

本発明の第１の態様により製造される永久磁石材料は、
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７Ｂｍ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、後述する領域Ｐと同
一であり、ロール面から磁石厚さの１１５までの領域で
ある。

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。

本発明の第２の態様により製造される永久磁石材料は、
上記凹部がみられず、かつロール面近傍での結晶粒径の
均一性が高いことに加え、下記の特徴を有する。

すなわち、冷却ロールに接触した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、冷却ロールに接触し
た面の近傍領域を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との関係が、ｄ／ｐ
≦４、特にｄ／ｐ≦２．５とすることができる。

なお、ｄ／ｐの下限は通常ｌであるが、本発明によれば
１，５≦ｄ／ｐ≦２程度の良好な値を容易に得ることが
できる。

本発明において、ＤおよびＰは下記のように定義される
。

片ロール法により得られる永久磁石材料は、冷却ロール
に接触した面およびそれと対向する面が主面となる。　
本発明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。

片ロール法を用いた場合、上記した領域りは、冷却時に
冷却ロールに接触した主面と対向する主面近傍領域、す
なわち、いわゆるフリー面近傍領域であり、領域Ｐは、
いわゆるロール面近傍領域となる。

この場合、領域りおよび領域Ｐの磁石厚さ方向の幅は、
いずれも磁石厚さの１１５とする。

これらの領域中における平均結晶粒径の測定は、上記し
たように透過型電子顕微鏡によって行なうことができる
。

本発明では、領域りにおける平均結晶粒径ｄとして、０
．０１〜２ｇｍ、特に０．０２〜１、ＯＩＬｍが容易に
得られ、領域Ｐにおける平均結晶粒径ｐとして、０．０
０５〜１μｍ、特に０．０１〜０．７５μｍが容易に得
られる。

平均粒径がこの範囲未満であるとアモルファス状態に近
いため保磁力が低下し、この範囲を超えると高いエネル
ギー積が得られない。

また、結晶粒界の幅は、領域りにおいて０．００１〜０
．ｌｔＬｍ、特に０．００２〜０．０５μｍ程度とでき
、領域Ｐにおいて０．００１〜０．０５μｍ、特に０．
００２〜０．０２５μｍ程度とすることができる。　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。

なお、本発明により製造された永久磁石材料には、特性
改善のための熱処理が施されてもよい。

本発明で用いる合金溶湯の組成は、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
果は実現するが、永久磁石としたときの磁気特性が高い
ことから下記の組成を有することが好ましい。

Ｒ：５〜２０ａｔ％、Ｂ：２〜１５ａｔ％およびＣｏ：０〜５５ａｔ％を含み、残部が実質的にＦｅであるもの。

より好ましくはＲ：５〜１７ａｔ％、Ｂ：２〜１２ａｔ％およびＣｏ：０〜４０ａｔ％を含み、残部が実質的にＦｅであるもの。

Ｒについてさらに説明すれば、ＲはＹを含む希土類元素
の１種以上であるが、高い磁気特性を得るために、Ｒと
して特にＮｄおよび／またはＰｒを含むことが好ましい
。　Ｎｄおよび／またはＰｒの含有量は、Ｒ全体の６０
％以上であることが好ましい。

上記各元素の他、添加元素として、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、
Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、ＶおよびＣｒの１種以上が含有
されていてもよい。　これらの元素は、結晶成長を抑制
する作用を有する。　また、Ｃｕ％ＭｎおよびＡｇの１
種以上が含有されていてもよい。　これらの元素は、塑
性加工時の加工性を改善する作用を有する。

これら添加元素の総合有量は、全体の１５ａｔ％以下で
あることが好ましい。　さらに、耐食性を向上させるた
めには、Ｎｉが含有されることが好ましい。　Ｎｉの含
有量は、上記添加元素と合わせて３０ａｔ％以下である
ことが好ましい。

なお、Ｂの一部を、Ｃ，Ｎ％Ｓｉ、Ｐ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓ
およびＯの１種以上で置換してもよい。　置換量は、Ｂ
の５０％以下であることが好ましい。

このような組成は、原子吸光法、蛍光Ｘ線法、ガス分析
法等によって容易に測定できる。

〈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。

直径５００ｍｍ、幅６０ｍｍの銅へリリウム合金製冷却
ロールを用いて、永久磁石材料を作製した。

まず、８．５Ｎｄ−３，５２ｒ−７，５Ｂ−８０，５Ｆ
ｅ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
溶湯とした。

この溶湯な、上記冷却ロールを用いた片ロール法により
高速急冷し、永久磁石材料サンプルＮｏ、　　１を得た
。

なお、ノズル径は１．２ｍｍφ、ノズル先端と冷却ロー
ル表面との間隔は０．５ｍｍ、溶湯射出圧力は１　ｋｇ
／ｃｍ”とし、加圧にはＡｒガスを用いた。　また、溶
湯射出時の雰囲気は、１０−”ＴｏｒｒのＡｒガス雰囲
気とした。

サンプルＮｏ、　　１では、合金溶湯の急冷時に、合金
１１１を挟んで冷却ロール１３表面に向かう方向にＡｒ
ガスを吹き付けた。　このときガスの吹き付け方向と、
冷却により得られた薄帯状永久磁石材料の進行方向との
成す角度は１２０°とし、ガスの噴射圧力は２　ｋｇ／
ｃｍ”とした。　また、合金にあたるＡｒガス流のノズ
ル側端部と、冷却ロール表面のノズル直下位置との距離
が、ノズル径の６倍になるように吹き付けを行なった。

また、ガス吹き付けを行なわないで永久磁石材料サンプ
ルＮｏ、　２を作製した。

さらに、比較のために、溶湯射出時の雰囲気を２００　
ＴｏｒｒのＡｒガス雰囲気とし、その他はサンプルＮｏ
、　　２と同様にしてサンプルＮｏ。

１０１を作製した。

各サンプルの厚さおよび冷却ロールの周速度を下記表１
に示す。

また、各サンプルを、その断面が容易に観察できる方向
に切断し、ロール面からサンプル厚さの１１５までの領
域（領域Ｐ）内を透過型電子顕微鏡により無作為に５０
枚撮影した。　各写真中には、結晶粒が１００個以上入
るようにした。

これらの各写真中における結晶粒の平均粒径を求め、平
均結晶粒径５０個の標準偏差を求めた。　結果を表１に
示す。

また、サンプルＮｏ、　　２およびサンプルＮｏ。

１０１のロール面の粗さを、（株）ミツトヨ製サーフテ
スト２０１により調べた。　サンプルＮ０９２のロール
面のプロファイルを第２図に、サンプルＮｏ、１０１の
ロール面のプロファイルを第３図にそれぞれ示す。　な
お、これらのプロファイルは、薄帯状サンプルの幅方向
のものである。

第３図から明らかなように、サンプルＮｏ。

１０１にはＡｒガス巻き込みに起因する周波数の低い凹
凸が認められる。

一方、第２図に示すサンプルＮ０９２では、第３図のよ
うな凹凸は認められない。　なお、これはサンプルＮ０
０１でも同様であった。

また、各サンプルのフリー面から薄帯厚さの１１５まで
の範囲（領域Ｄ）の平均結晶粒径ｄを上記と同様にして
求め、先に求めた領域Ｐにおける平均結晶粒径ｐを用い
て、ｄ／ｐを算出した。　結果を表１に示す。

さらに、これらのサンプルのｉＨｃおよび（ＢＨ）ｍａ
ｘを測定した。　結果を表１に示す。

表サンプル　　周速度　厚さ　標準偏差　ｄｐＮｏ、　　
　　　（ａ／ｓ）　（μｍ）　　　（ｎｍ）　　（μｍ
）　　（μｍ）ｄ／ｐ　　ｉＨｃ　　（ＢＨ）ｍａｘ（ｋｏｅ）　　（耶促）１　　　　　１９　　５０　　　３．５　　０．０２５
　０．０１２　　２．１　　８．５　　１８２　　　　
　２１　　４８　　　４．６　　０．０３８　０．０１
２　　３．２　　８．７　　１８１０１（比較）　　２
６　　４５　　１５　　　０．１２５　０．０１５　８
．３　　７．５　　１４なお、サンプルＮｏ、　　１を
オージェ分析したところ、フリー面から５０ｎｍ以下の
範囲で２００ｐｐｍ　、また、ロール面から５０ｎｍ以
下の範囲でａｏｐｐ■のＡｒの含有が認められた。

上記実施例の結果から、本発明の効果が明らかである。

なお、低ベリリウム銅合金製基材表面にＣｒめっき表面
層を形成し、第１図に示すような冷却ロールを作製して
、サンプルＮｏ、　　１と同様にして永久磁石材料を製
造したところ、ｄ／ｐは約１５％減少し、さらに薄帯全
体として磁気特性が向上した。　そして、この場合、永
久磁石材料のロール面から２０ｎｍ以下の範囲において
１００　ｐｐｍのＣｒ含有が認められた。　また、Ｎｉ
無電解めっき膜、Ｃｏ溶射膜、■の焼ばめまたはＮｂ薄
板の接着により表面層を形成した冷却ロールを用いた場
合でも、Ｃｒ表面層の場合と同様にｄ／ｐの減少が認め
られ、永久磁石材料のロール面から２０ｎｍ以下の範囲
において１０〜５００　ｐｐｍの表面層構成元素の含有
が認められた。

また、不活性ガスとしてＮ２ガスを用いた場合でも、サ
ンプルＮ０１１と同等の（ＢＨ）ｗａｘおよびｄ／ｐが
得られ、Ａｒガスを用いた場合と同様に、永久磁石材料
のフリー面近傍に窒素の含有が認められた。　また、不
活性ガスとしてＨｅガスを用いた場合でも、同様な効果
が実現した。

さらに、片ロール法に替えて双ロールを用いて、上記圧
力のＡｒガス雰囲気中で合金溶湯の冷却を行なったとこ
ろ、得られた合金薄帯には凹部がみられず、ロール面近
傍の結晶粒径は均一性の高いものであり、保磁力も上記
サンプルＮｏ、　　２とほぼ同等であった。

〈発明の効果〉本発明によれば、合金溶湯冷却時に合金と冷却ロールと
の間に雰囲気ガスが巻き込まれることを防止できるので
、ロール面近傍での結晶粒径の均一性が高い永久磁石材
料が得られる。

さらに本発明では、合金溶湯の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極めて小さ（できるので
、得られる永久磁石材料薄帯は、ロール面側の結晶粒径
とフリー面側の結晶粒径との差が小さ（、薄帯厚さ方向
の磁気特性の変動が少ない。

このため、本発明は、ボンディッド磁石用の永久磁石材
料製造に極めて好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の好適実施例を表わす概念図である。第２図および第３図は、それぞれ永久磁石材料のロール
面のプロファイルを表わすグラフである。符号の説明１１・・・合金溶湯１１１・・・合金１１２・・・薄帯状永久磁石材料１２・・・ノズル１３・・・冷却ロール１３１・・・基材１３２・・・表面層出　願　人　ティーデイ−ケイ株式会社代　　理　　人
　　弁理士　　　石　　井　　隔間　　　　　弁理士　
　　増　　１）　達　　哉ＧＦＩＧ・２Ｆ　Ｉ　Ｇ、３

Claims

【特許請求の範囲】

（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表面と接触させることによ
り前記合金を一方向または対向する二方向から冷却する
工程を有する永久磁石材料の製造方法であって、前記工程を１Ｔｏｒｒ以下の不活性ガス雰囲気中で行な
うことを特徴とする永久磁石材料の製造方法。
（２）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表面に衝突させ、冷却ロー
ル表面と接触させることにより前記合金を一方向から冷
却する工程を有する永久磁石材料の製造方法であって、溶湯状の合金が衝突する冷却ロール表面付近を１Ｔｏｒ
ｒ以下の不活性ガス雰囲気とし、冷却ロール表面に向か
う方向に不活性ガス流を吹き付けることにより、冷却ロ
ール表面付近に存在する合金と冷却ロール表面との接触
時間を延長させることを特徴とする永久磁石材料の製造
方法。
（３）不活性ガス流のノズルに近い側の端部が合金に接
触する位置と、冷却ロール表面のノズル直下位置との距
離が、冷却ロール回転方向に測ったノズル径の５倍以上
である請求項２に記載の永久磁石材料の製造方法。
（４）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の進行方向との成す角度が鈍角
である請求項２または３に記載の永久磁石材料の製造方
法。