JPH08330117A - 耐食性のすぐれたR−Fe−B−C系磁石合金用鋳片及びその製造方法 - Google Patents

耐食性のすぐれたR−Fe−B−C系磁石合金用鋳片及びその製造方法

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JPH08330117A
JPH08330117A JP7157181A JP15718195A JPH08330117A JP H08330117 A JPH08330117 A JP H08330117A JP 7157181 A JP7157181 A JP 7157181A JP 15718195 A JP15718195 A JP 15718195A JP H08330117 A JPH08330117 A JP H08330117A
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宏樹 徳原
Naoyuki Ishigaki
尚幸 石垣
Junichiro Baba
順一郎 馬場
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 R−Fe−B−C系磁石合金溶湯を急冷ロー
ルにて鋳造した磁石合金用鋳片における問題点を解消す
るため、配向度の低下及び磁石化の際の粉砕時の微粉
化、粉末の酸化を防止でき、耐食性にすぐれ磁気特性の
優れたR−Fe−B−C系磁石合金鋳片が得られるよう
に鋳片組織と磁気特性の関係を明確にしたR−Fe−B
−C系磁石合金鋳片とその製造方法の提供。 【構成】 R−Fe−B−C系合金溶湯を真空溶解炉に
て溶解した後、タンディシュ先端部のノズルより急冷ロ
ールに注湯し、溶湯を急冷ロールにて特定の冷却速度に
て1次冷却後、ロールより離脱した鋳片を固相線温度以
下に特定の冷却速度にて2次冷却することにより、特定
寸法の短軸結晶粒径且つ短軸結晶粒径分布を有するR2
Fe14(B1-xx)型樹枝状結晶あるいは柱状結晶と特
定のRリッチ相とが微細に分散した均質組織からなる特
定厚の急冷鋳片を得るもので、配向度の低下及び磁石化
の際の粉砕時の微粉化、粉末の酸化を防止でき、耐食性
にすぐれ磁気特性の優れたR−Fe−B−C系磁石合金
鋳片が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、耐食性のすぐれ、且
つすぐれた磁気特性を有するR−Fe−B−C系磁石合
金用鋳片と製造方法に係り、R−Fe−B−C系合金溶
湯を急冷ロールにて急冷凝固した特定厚みの鋳片を特定
条件の2段冷却法にて冷却して、特定の微細に分散した
均質組織からなる鋳片を得て、耐食性と磁気特性のすぐ
れたR−Fe−B−C系磁石を得るためのR−Fe−B
−C系磁石合金用鋳片及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】今日、高性能永久磁石として代表的なR
−Fe−B系永久磁石(特開昭59−46008号)
は、三元系正方晶化合物の主相とRリッチ相を有する組
織にて高い磁石特性が得られ、一般家庭の各種電器製品
から大型コンピュータの周辺機器まで幅広い分野で使用
され、用途に応じた種々の磁石特性を発揮するよう種々
の組成のR−Fe−B系永久磁石が提案されている。
【0003】前記R−Fe−B系永久磁石は極めてすぐ
れた磁気特性を有するが、耐食性、温度特性の点で問題
があり、従来よりR−Fe−B系永久磁石の耐食性の改
善のため、磁石表面に耐食性金属膜や樹脂膜を被覆する
方法が提案され(特開昭60−54406号公報、特開
昭60−63901号公報)、また磁石の磁気特性の温
度特性の改善のため、磁石組成のFeの1部をCoにて
置換することが提案(特開昭59−64733号公報)
されているが、未だ十分でなく、且つ、磁石のコスト上
昇を招来する問題があった。
【0004】最近、R−Fe−B系磁石のBの一部をC
で置換して耐食性のすぐれた境界相を生成させて、耐食
性の改善向上、温度特性の向上を図ったR−Fe−B−
C系磁石が提案(特開平3−82744号公報)されて
いる。前記R−Fe−B−C系磁石は、合金溶湯を鋳型
に鋳込んで鋳塊を作製後、該鋳塊を粉砕、成型、焼結、
時効処理の粉末冶金法により磁石化したり、あるいは前
記鋳塊または鋳塊の粉砕後の粗粉を溶体化処理後、粉砕
して、前記の粉末冶金法により磁石化して、耐食性及び
温度特性の改善向上を図ったが、R−Fe−B−C系磁
石の磁気特性は(BH)maxがたかだか38MGOe
程度であった。前記R−Fe−B−C系鋳塊中には初晶
のFeおよび、またはFexCo1-xが晶出し、特に微粉
砕時に粉砕が困難となり、長時間の溶体化処理を行っ
て、粉砕性を若干向上させることができるが、未だ十分
ではなかった。
【0005】また、鋳塊粉砕法によるR−Fe−B系合
金粉末の欠点たる結晶粒の粗大化、α−Feの残留、偏
析を防止するために、R−Fe−B系合金溶湯を双ロー
ル法により、0.03mm〜10mm板厚の鋳片とな
し、前記鋳片を通常の粉末冶金法に従って、鋳片をスタ
ンプミル・ジョークラッシャーなどで粗粉砕後、さらに
ディスクミル、ボールミル、アトライター、ジェットミ
ルなどの粉砕法により平均粒径が3〜5μmの粉末に微
粉砕後、磁場中プレス、焼結、時効処理して、高性能化
を図る製造方法が提案(特開昭63−317643号公
報)されている。
【0006】また、R−Fe−B系合金溶湯を片ロール
を用いて、横注ぎストリップキャスト法により永久磁石
用急冷鋳片を製造する方法として、タンディッシュ先端
部の水平方向に所要幅のノズルを設け、このノズルに隣
接させて片ロールを水平方向に軸支配置し、高周波溶解
炉にて溶解した溶湯をタンディッシュに収容後、該ノズ
ルから溶湯を水平配置されて連続回転する片ロール面に
注湯して、急冷凝固させて急冷鋳片を製造する方法が提
案(特開平5−222488号公報、特開平6−846
24号公報)されている。
【0007】さらに、R−Fe−B系磁石合金溶湯を急
冷ロールにて鋳造した磁石合金用鋳片として、R、T、
及びBを主成分とし、実質的にR2Fe14B相から構成
された平均径が3〜50μmの柱状結晶粒とRリッチ相
を主体とする結晶粒界相からなり、冷却方向の厚さが
0.1〜2mmである磁石合金用鋳片が提案(特開平5
−295490号公報)されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、R−F
e−B系永久磁石材料に対するコストダウンの要求が強
く、効率よく高性能永久磁石用原料粉末を製造すること
が極めて重要になっている。このため、極限に近い特性
を引き出すための製造条件の改良が必要となっている。
また、今日の電気、電子機器の小型・軽量化ならびに
(BH)max40MGOe以上の高性能化の要求は強
く、且つ表面処理等が不要な耐食性の改善向上も要求さ
れ、R−Fe−B系永久磁石のより一層の高機能化とコ
ストダウンが要求されている。
【0009】そこで、従来のごとき、鋳塊、あるいは粉
砕粒への溶体化熱処理工程の削減および粉砕性改善によ
るコストダウン等について、発明者は種々検討した。す
なわち、この発明は、耐食性ならびに磁石特性のすぐれ
たR−Fe−B−C系焼結磁石を得るための合金鋳片
を、生産性よく効率よい微粉砕を可能にし、かつ微粉化
に伴う粉末の酸化を防止でき、各結晶粒の磁化容易方向
の配向度を高めて耐食性のすぐれた高性能R−Fe−B
−C系焼結磁石が得られる耐食性のすぐれたR−Fe−
B−C系磁石合金用鋳片及びその製造方法の提供を目的
としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】発明者らは、耐食性のす
ぐれたR−Fe−B−C系焼結磁石用合金鋳片をストリ
ップキャスト法により作製したところ、初晶のFe、F
xCo1-xは殆どなく、微粉砕性が改善され、従来の鋳
型溶製合金に比較すると微粉砕能率が約2倍以上向上す
ることを確認した。しかしながら鋳片の鋳造組織につい
て、詳細に調査したところ、鋳造条件により、鋳造組織
が大きく変化し、磁石化の際の粉砕時の微粉化に伴う粉
末の酸化、および焼結磁石の配向度の低下が起こり、磁
気特性に大きな影響を及ぼしていることを知見した。
【0011】また、発明者らは、R−Fe−B−C系磁
石合金用鋳片組織と焼結磁石の磁気特性の関係を種々検
討した結果、前記鋳片には種々の大きさや方向を有する
樹枝状もしくは柱状結晶が存在し、微細な樹枝状もしく
は柱状結晶が、磁石化の際の粉砕時の微粉化に伴う粉末
の酸化および焼結磁石の配向度の低下に大きな影響を及
ぼし、前記鋳片内の微細樹枝状もしくは柱状結晶を低減
することが重要であることを知見し、更に検討したとこ
ろ、かかる鋳片内の微細樹枝状もしくは柱状結晶を低減
した鋳片を得るためには、特定温度の合金溶湯をノズル
より急冷ロールに注湯して、特定の冷却速度にて1次冷
却した後、ロールを離間した鋳片を固相線温度以下に特
定の冷却速度にて2次冷却する2段冷却が重要であるこ
とを知見し、この発明を完成した。
【0012】すなわち、この発明は、R10〜30at
%、B+C=4〜15at%(但し、Bは2at%以
下)、Fe55〜86at%(但しFeの1部をCo、
Niの1種または2種にて置換)を主成分とし、短軸結
晶粒径が1.0μm未満の微細結晶を10%以下含有す
る平均短軸結晶粒径3μm〜15μm、且つ短軸結晶粒
度分布が0.01μm〜40μmのR2Fe14(B1-x
x)型樹枝状あるいは柱状結晶と、10μm以下のR−
リッチ相とが、微細に分散した均質組織からなり、鋳片
厚みが0.01mm〜1.0mmからなることを特徴と
する耐食性のすぐれたR−Fe−B−C系磁石合金用鋳
片である。
【0013】また、この発明は、R10〜30at%、
B+C=4〜15at%(但し、Bは2at%以下)、
Fe55〜86at%(但しFeの1部をCo、Niの
1種または2種にて置換できる)を主成分とする磁石合
金溶湯を、合金の液相線温度(凝固開始温度)+5℃〜
+300℃の温度より、急冷ロールにて2×103℃/
sec〜7×103℃/secの1次冷却速度にて鋳片
温度700℃〜1000℃に冷却後、ロール離脱後に前
記鋳片を合金の固相線温度(凝固完了温度)以下に50
℃/min〜2×103℃/minの2次冷却速度にて
冷却し、短軸結晶粒径が1.0μm未満の微細結晶を1
0%以下含有する平均短軸結晶粒径3μm〜15μm、
且つ短軸結晶粒度分布が0.01μm〜40μmのR2
Fe14(B1-xx)型樹枝状あるいは柱状結晶と、10
μm以下のRリッチ相とが、微細に分散した均質組織か
らなり、鋳片厚みが0.01mm〜1.0mmからなる
磁石合金用鋳片を得ることを特徴とする耐食性のすぐれ
たR−Fe−B−C系磁石合金用鋳片の製造方法であ
る。
【0014】
【作用】この発明は、R−Fe−B−C系合金溶湯を真
空溶解炉にて溶解した後、タンディシュ先端部のノズル
より急冷ロールに注湯し、溶湯を急冷ロールにて特定の
冷却速度にて特定の温度まで1次冷却後、ロールより離
脱した鋳片を固相線温度(600℃)以下に特定の冷却
速度にて2次冷却することにより、特定寸法の短軸結晶
粒径及び結晶粒度分布を有するR2Fe14(B1-xx
型樹枝状結晶あるいは柱状結晶と特定のRリッチ相とが
微細に分散した均質組織からなる特定厚の急冷鋳片を得
ることを特徴とする。なお、R2Fe14(B1-xx)化
合物はR2Fe14B化合物のBの1部がCで置換された
もので、R2Fe14B化合物と同じ正方晶構造を有す
る。
【0015】すなわち、冷却鋳片の鋳造組織は、溶湯が
冷却ロールに接触した瞬間に決定され、溶湯と冷却ロー
ルの接触長が短く、ロール周速が速い程、板厚は薄くな
り微細化されるが、現実には急冷ロールを離れる時点で
の鋳片の温度およびその後の冷却速度によって、鋳造組
織が変化することを見出した。一般に合金溶湯は液相線
温度で凝固が開始し、固相線温度で凝固が完了する。し
かし、この液相線から固相線温度までの固液共存領域を
通過する時間が長いと鋳造組織は粗大化する。R−Fe
−B−C系合金では前記液相線温度と固相線温度の差が
約500℃と大きいため、特に前記粗大化は顕著であ
る。
【0016】すなわち、急冷ロールを離間した直後の鋳
片温度が固相線以上でも、その後の冷却が十分速ければ
微細組織が得られるが、その後の冷却速度が遅く、固液
共存領域を通過する時間が長くなると、結晶粒は成長
し、焼結磁石のiHcの低下を招来する。発明者らが前
記通過時間と結晶粒径の関係を調べた結果、固液共存領
域の通過時間が僅か数分でも結晶粒径が成長し、例えば
800℃から固相線温度までの通過時間が3分の場合、
結晶粒径は20〜30μmに成長する。
【0017】また、ロールでの冷却を強化して、ロール
離脱時の鋳片を固相線温度以下にすることができるが、
この場合、前記結晶粒の粗大化は起こらないが、ロール
による冷却の速度が速すぎ結晶が微細化されすぎて、焼
結磁石のBrの低下を招来する。すなわち、鋳片の結晶
粒径を微細化させすぎないためには、合金溶湯を急冷ロ
ールにて特定の冷却速度で特定の温度まで1次冷却し、
さらにその後、急冷ロールより離脱した鋳片をその微細
組織を粗大化させないためには固相線温度以下に特定の
冷却速度で2次冷却する2段階冷却法が重要であること
を知見したのである。
【0018】この発明の鋳片の製造方法において、急冷
ロールにて冷却凝固する合金溶湯の温度を液相線温度
(凝固開始温度)+5℃〜+300℃に限定した理由
は、液相線温度+5℃未満ではノズル部で合金溶湯が凝
固して、ノズルづまりを起こし、鋳造できなくなるので
好ましくなく、また、液相線温度+300℃を越える
と、溶湯温度が高すぎて、ロールでの冷却が不十分とな
り、平均短軸結晶粒径が15μmを越え、また、ロール
に接触する溶湯温度が高いため、冷却ロールの寿命が短
くなるので、好ましくない。
【0019】この発明において、1次冷却速度は {(ロール接触する溶湯温度)−(ロール離脱時の鋳片
温度)}/(ロール接触時間) にて定義され、1次冷却速度が2×103℃/sec未
満ではロールによる溶湯の冷却が不十分で、平均短軸結
晶粒径が15μmを越えて好ましくなく、また、7×1
3℃/secを越えると、平均短軸結晶粒径が3μm
未満と微細になり、また平均短軸結晶粒径が3μm以上
でも、粒径1μm以下の微細結晶が10%を越えるので
好ましくない。また、1次冷却速度の好ましい範囲は、
3×103℃/sec〜6×103℃/secである。
【0020】1次冷却後の鋳片温度を700℃〜100
0℃に限定した理由は、700℃未満では平均短軸結晶
粒径が3μm未満と微細になり、また、平均短軸結晶粒
径が3μm以上でも、1μm以下の微細結晶が10%を
越えるため好ましくなく、さらに、1000℃を超える
と、鋳片のロール離脱後、固相線温度以下まで冷却する
時間が長くなり平均短軸結晶粒径が15μmを超えて、
粗大化し、又固相線温度以下に短時間に冷却するために
は設備費のかさむ2次冷却装置が必要となるので、好ま
しくない。更に、好ましい1次冷却後の鋳片温度範囲
は、700℃〜900℃である。
【0021】この発明において、ロール離脱後の鋳片の
冷却を固相線温度以下に限定した理由は、固相線温度を
超えた固液共存領域では、Rリッチな液相が存在し、僅
か数分の保持でも結晶が成長し粗大化して、磁石特性、
特に保磁力を低下させるので、結晶が成長しない、すな
わち、液相が全く存在しない固相線温度以下まで冷却す
る必要がある。
【0022】この発明において、2次冷却速度は、 {(ロール離脱時鋳片温度)−(固相線温度)}/(冷
却時間〕 にて定義づけられ、2次冷却速度が50℃/min未満
では固液共存領域を通過に要する時間が長くなり、結晶
が成長し粗大化するため好ましくない。また、2次冷却
速度は速ければ速い程、固液共存領域の通過に要する時
間が短くなり好ましいが、量産的は設備コスト等を考慮
して、2×103℃/min以内が好ましい。また、2
次冷却速度の好ましい範囲は、100〜2×103℃/
minである。
【0023】この発明における2次冷却は、急冷ロール
と鋳片収容箱間にてArガス等の不活性ガス冷却、ある
いはコンベア又はベルトにて移送中にて冷却したり、更
に鋳片収容箱内にて不活性ガス冷却して調節することが
でき、また、2対の回転するベルトによって、鋳片を挟
んで冷却したり、液体Arに直接投入する方法などがあ
り、これらの方法の組合せでもよい。また、充分な2次
冷却速度を実現するためには、冷却ロールと鋳片収容箱
間の距離を十分とる必要があり、その距離はロール周速
度の1/20以上が好ましい。例えば、ロール周速度が
100m/minの場合は5m以上である。
【0024】この発明の磁石合金用鋳片において、短軸
結晶粒径は樹枝状もしくは柱状結晶の長軸方向に対して
垂直な方向の短軸の長さを意味する。磁石合金用鋳片の
2Fe14(B1-xx)型樹枝状もしくは柱状結晶の平
均短軸結晶粒径を3μm〜15μmに限定した理由は、
3μm未満では粉末化した時に酸化しやすくなり、磁気
特性の劣化を招来し、また粉末化した合金粉末が多結晶
体となり、プレス成形時の配向度が乱れ、磁石のBrの
低下を招来し、さらに、15μmを超えると焼結磁石の
結晶粒径が大きくなり、保磁力が低下するため、好まし
くない。
【0025】また、短軸結晶粒径分布を0.01μm〜
40μmに限定した理由は、0.01μm未満では結晶
が非晶質化しやすく、また、40μmを越えると磁石の
保磁力を劣化するので好ましくない。また、短軸結晶粒
径が1.0μm未満の微細結晶の含有を10%以下に限
定した理由は、10%を越える含有では粉末化した合金
粉末中の多結晶体の割合が増加し、プレス成形時の配向
度が乱れ、磁石のBrが低下するので好ましくない。
【0026】この発明の磁石合金用鋳片の微細に分散し
た均質組織における、R2Fe14(B1-xx)型樹枝状
結晶または柱状結晶とRリッチ相の各量比率は、R2
14(B1-xx)型樹枝状結晶もしくは柱状結晶は90
%以上が好ましく、更に好ましくは95%以上であり、
又Rリッチ相は3〜10%が好ましい。この発明におい
て、固相線温度はR−Fe−B−C系磁石組成により変
動するが、磁石組成が15Nd−78Fe−1.5B−
5.5Cat%磁石の場合は、固相線温度は660℃で
ある。
【0027】以下にこの発明によるR−Fe−B−C系
永久磁石を製造する合金鋳片の合金組成の限定理由を説
明する。この発明の永久磁石用合金鋳片に含有される希
土類元素Rはイットリウム(Y)を包含し、軽希土類及
び重希土類を包含する希土類元素である。また通常Rの
うち1種もって足りるが、実用上は2種類以上の混合物
(ミッシュメタル、ジジム等)を入手上の便宜等の理由
により用いることができ、Sm,Y,La,Ce,Gd
等は他のR、特にNd,Pr等との混合物として用いる
ことができる。なお、このRは純希土類元素でなくても
よく、工業上入手可能な範囲で製造上不可避な不純物を
含有するものでも差し支えない。
【0028】Rは、R−Fe−B−C系永久磁石を製造
する合金鋳片の必須元素であって、10原子%未満では
高磁気特性、特に高保磁力が得られず、30原子%を越
えると残留磁束密度(Br)が低下して、すぐれた特性
の永久磁石が得られない。よって、Rは10原子%〜3
0原子%の範囲とする。
【0029】B及びCは、R−Fe−B−C系永久磁石
を製造する合金鋳片の必須元素であって、B+Cが4原
子%未満では高い保磁力(iHc)は得られず、15%
原子を越えると残留磁束密度(Br)が低下するため、
すぐれた永久磁石が得られない。また、B≧2at%で
は優れた耐食性が得られない。よって、B+Cは4原子
%〜15原子%但しB<2at%以下の範囲とする。
【0030】Feは、R−Fe−B−C系永久磁石を製
造する合金鋳片の必須元素であって、55原子%未満で
は残留磁束密度(Br)が低下し、86%原子を超える
と高い保磁力が得られないので、Feは55原子%〜8
6原子%に限定する。また、Feの一部をCo、Niの
1種又は2種で置換可能であり、これは永久磁石の温度
特性を向上させる効果及びさらに耐食性を向上させる効
果が得られるためであるが、Co、Niの1種又は2種
はFeの50%を越えると高い保磁力が得られず、すぐ
れた永久磁石が得られない。よって、Co、Niの1種
又は2種の置換量はFeの50%を上限とする。
【0031】この発明による合金鋳片において、高い残
留磁束密度と高い保磁力を共に有するすぐれた永久磁石
を得るためには、R12原子%〜18原子%、B+C5
原子%〜10原子%、B<2at%、Fe72原子%〜
83原子%が好ましい。また、この発明による合金鋳片
は、R、B、Fe、Cの他、酸素、Ca、Mgなどの工
業的生産上不可避的不純物の存在を許容できるが、B+
Cの一部を3.5原子%以下のP、2.5原子%以下の
S、3.5原子%以下のCuのうち少なくとも1種、合
計量で4.0原子%以下で置換することにより、磁石合
金の製造性改善、低価格化が可能である。
【0032】さらに、前記R、B、C、Fe合金あるい
はCo、Niの1種または2種を含有するR−Fe−B
−C合金に、9.5原子%以下のAl、4.5原子%以
下のTi、9.5原子%以下のV、8.5原子%以下の
Cr、8.0原子%以下のMn、5原子%以下のBi、
12.5原子%以下のNb、10.5原子%以下のT
a、9.5原子%以下のMo、9.5原子%以下のW、
2.5原子%以下のSb、7原子%以下のGe、7at
%以下のGa、3.5原子%以下のSn、5.5原子%
以下のZr、5.5原子%以下のHfのうち少なくとも
1種添加含有させることにより、永久磁石合金の高保磁
力が可能になる。この発明のR−Fe−B−C系永久磁
石において、結晶相は主相が正方晶であることが不可欠
であり、特に、微細で均一な合金粉末を得て、すぐれた
磁気特性を有する焼結永久磁石を作製するのに効果的で
ある。
【0033】この発明において、樹枝状あるいは柱状結
晶とR−リッチ相とが微細に分散した均質組織を有する
磁石合金鋳片の板厚を0.01mm〜10mmに限定し
た理由は、0.01mm未満では急冷効果が大となり、
平均短軸結晶粒径が3μmより小となり、粉末化した際
に酸化しやすくなるため、磁気特性の劣化を招来すると
ともに、微粉砕後の粒子が多結晶となり配向度が低下し
Brが低下するので好ましくなく、また10mmを越え
ると、冷却速度が遅くなり、α−FeやFe1 ■xCox
が晶出しやすく、結晶粒径が大となり、Ndリッチ相の
偏在も生じるため、磁気特性、特に保磁力が低下するの
で好ましくないことによる。より好ましくは板厚0.0
5mm〜0.8mmである。
【0034】この発明のストリップキャスティング法に
より得られた特定組成のR−Fe−B−C系合金の断面
組織は、主相のR2Fe14(B1-xx)結晶が従来の鋳
型に鋳造して得られた鋳塊のものに比べて、約1/10
以上も微細であるが、前述のごとく短軸結晶粒径が1.
0μm未満の微細結晶を10%以下含有する平均短軸結
晶粒径が3μm〜15μmである。
【0035】
【実施例】
実施例1 Ar減圧600Torr雰囲気で溶湯温度1300℃の
12.8Nd−1.5Dy−10Co−1.5B−5.
5C−68.7Fe(at%)組成(液相線温度117
5℃)の合金溶湯を、ノズルより回転数120rpmの
外径300μmの水冷Cu片ロール表面に、1次冷却速
度5×103℃/secにて鋳片温度800℃に冷却
後、ロール離脱後に急冷ロールと鋳片収容箱間(距離8
m)で鋳片の上下から圧力5kg/cm2、流量500
l/minのArガスを吹きつけ、さらに鋳片収容箱内
にて圧力5kg/cm2、流量500l/minのAr
ガスを吹きつけ、鋳片を610℃(固相線温度600
℃)まで200℃/minの2次冷却速度にてガス冷却
して厚み0.40mmの鋳片を得た。
【0036】得られた鋳片の断面を鏡面研摩して光学顕
微鏡(倍率400倍)で観察し、結晶500個について
短軸結晶粒径を線分法にて測定した結果、短軸結晶粒径
が1.0μm以下の微細結晶を4%含有の平均短軸結晶
粒径4.8μmで短軸結晶粒径分布が0.3μm〜1
2.3μmの正方晶構造のR2Fe14(B1-xx)型樹
枝状結晶と10μm以下のR−リッチ相が微細に分散し
た均質組織を有していた。得られた鋳片を粗粉砕後、ジ
ェットミル粉砕にて微粉砕して平均粉末粒径3.0μm
の微粉末を得た。前記粉末を磁場強度15kOeにてプ
レス圧1ton/cm2にて成型後、真空にて1040
℃に4時間焼結後、900℃に1時間の時効処理を行
い、得られた試験片の磁気特性及び平均結晶粒径と耐食
性試験結果を表1に示す。耐食性試験は80℃×90%
RH×500時間後の単位面積当たりの酸化増量で表
す。
【0037】比較例1 実施例1と同一組成の合金溶湯を用い、実施例1と同一
ロールを使用し、1次冷却速度7500℃/secにて
冷却し、ロール離脱時の鋳片温度は640℃であった。
さらに、ロール離脱後の鋳片を200℃/minの2次
冷却速度にてガス冷却して鋳片厚0.32mmの鋳片を
得た。得られた鋳片の実施例1と同一方法にて短軸結晶
粒径を測定した結果、短軸結晶粒径1μm以下の微細結
晶を21%含有の平均短軸結晶粒径3.0μm、且つ短
軸結晶粒径分布が0.1μm〜7.8μmの正方晶構造
のR2Fe14(B1-xx)型樹枝状結晶を得た。得られ
た鋳片を平均粉末粒径2.8μmに微粉砕する以外は実
施例1と同一条件にて焼結磁石を得た。磁気特性及び平
均結晶粒径の測定結果と耐食性試験結果を表1に示す。
【0038】比較例2 実施例1と同一組成の合金溶湯を用い、実施例1と同一
ロールを使用し、1次冷却速度1600℃/secで冷
却し、鋳片温度は1120℃であった。さらに、ロール
離脱後の鋳片を600℃まで100℃/minの2次冷
却速度でガス冷却して鋳片厚0.45mmの鋳片を得
た。実施例1と同一方法にて短軸結晶粒径を測定した結
果、短軸結晶粒径1μm以下の微細結晶は0%であった
が、平均短軸結晶粒径は37μm、且つ短軸結晶粒径分
布が12μm〜66μmであった。得られた鋳片を平均
粉末粒径3.2μmに微粉砕する以外は実施例1と同一
条件にて焼結磁石を得た。磁気特性及び平均結晶粒径の
測定結果と耐食性試験結果を表1に示す。
【0039】比較例3 実施例1と同一組成の合金溶湯を用い、実施例1と同一
のロールを使用し、2次冷却速度を20℃/minにす
る以外は実施例1と同一の製造条件にて鋳片厚0.37
mmの鋳片を得た。実施例1と同一方法にて短軸結晶粒
径を測定した結果、短軸結晶粒径1μm以下の微細結晶
は0.3%であったが、平均短軸結晶粒径24μm、且
つ短軸結晶粒径分布が0.5μm〜58μmであった。
得られた鋳片を平均粉末粒径3.4μmに微粉砕する以
外は実施例1と同一条件にて焼結磁石を得た。焼結磁石
の磁気特性及び平均結晶粒径の測定結果と耐食性試験結
果を表1に示す。
【0040】比較例4 実施例1と同一組成の合金溶湯、及び同一のロールを使
用し、2次冷却速度250℃/minで750℃までガ
ス冷却した後、600℃まで20℃/minで冷却する
以外は実施例1と同一の製造条件にて鋳片厚0.39m
mの鋳片を得た。実施例1と同一方法にて短軸結晶粒径
を測定した結果、短軸結晶粒径1μm以下の微細結晶は
1.0%であったが、平均短軸粒径は19μm、且つ短
軸結晶粒径分布が0.5μm〜41μmであった。得ら
れた鋳片を平均粉末粒径3.3μmに微粉砕する以外は
実施例1と同一条件にて焼結磁石を得た。得られた焼結
磁石の磁気特性及び平均結晶粒径の測定結果と耐食性試
験結果を表1に示す。
【0041】比較例5 溶湯温度1320℃の12.8Nd−1.5Dy−7B
−78.5Fe(at%)(液相線温度1170℃)の
合金溶湯を実施例1と同一条件で1次冷却速度5×10
3℃/secにて鋳片温度820℃に冷却後、ロール離
脱後に実施例1と同一条件で2次冷却して、厚み0.4
mmの鋳片を得た。実施例1と同一方法にて短軸結晶粒
径を測定した結果、短軸結晶粒径1μm以下の微細結晶
は3%で、平均短軸粒径は4.3μm且つ短軸結晶粒径
分布が0.3μm〜14.1μmであった。得られた鋳
片を平均粉末粒径3.1μmに微粉砕する以外は実施例
1と同一条件にて焼結磁石を得た。得られた焼結磁石の
磁気特性及び平均結晶粒径の測定結果と耐食性試験結果
を表1に示す。
【0042】
【表1】
【0043】
【発明の効果】この発明は、R−Fe−B−C系合金溶
湯を真空溶解炉にて溶解した後、タンディシュ先端部の
ノズルより急冷ロールに注湯し、溶湯を急冷ロールにて
特定の冷却速度にて1次冷却後、ロールより離脱した鋳
片を固相線温度以下に特定の冷却速度にて2次冷却する
ことにより、特定寸法の短軸結晶粒径且つ結晶粒径分布
を有する正方晶構造のR2Fe14(B1-xx)型樹枝状
結晶あるいは柱状結晶と特定のRリッチ相とが微細に分
散した均質組織からなる特定厚の急冷鋳片を得るもの
で、配向度の低下及び磁石化の際の粉砕時の微粉化、粉
末の酸化を防止でき、耐食性のすぐれ磁気特性の優れた
R−Fe−B−C系磁石合金鋳片が得られる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 R10〜30at%、B+C=4〜15
    at%(但し、Bは2at%以下)、Fe55〜86a
    t%(但し、Feの1部をCo、Niの1種または2種
    にて置換できる)を主成分とし、短軸結晶粒径が1.0
    μm未満の微細結晶を10%以下含有する平均短軸結晶
    粒径3μm〜15μm、且つ短軸結晶粒径分布が0.0
    1μm〜40μmのR2Fe14(B1-xx)型樹枝状あ
    るいは柱状結晶と、10μm以下のR−リッチ相とが、
    微細に分散した均質組織からなり、鋳片厚みが0.01
    mm〜1.0mmからなることを特徴とする耐食性のす
    ぐれたR−Fe−B−C系磁石合金用鋳片。
  2. 【請求項2】 R10〜30at%、B+C=4〜15
    at%(但し、Bは2at%以下)、Fe55〜86a
    t%(但し、Feの1部をCo、Niの1種または2種
    にて置換できる)を主成分とする磁石合金溶湯を、合金
    の液相線温度(凝固開始温度)+5℃〜+300℃の温
    度より、急冷ロールにて2×103℃/sec〜7×1
    3℃/secの1次冷却速度にて鋳片温度700℃〜
    1000℃に冷却後、ロール離脱後に前記鋳片を合金の
    固相線温度(凝固完了温度)以下に50℃/min〜2
    ×103℃/minの2次冷却速度にて冷却し、短軸結
    晶粒径が1.0μm未満の微細結晶を10%以下含有す
    る平均短軸結晶粒径3μm〜15μm、且つ短軸結晶粒
    度分布が0.01μm〜40μmのR2Fe14(B1-x
    x)型樹枝状あるいは柱状結晶と、10μm以下のRリ
    ッチ相とが、微細に分散した均質組織からなり、鋳片厚
    みが0.01mm〜1.0mmからなる磁石合金用鋳片
    を得ることを特徴とする耐食性のすぐれたR−Fe−B
    −C系磁石合金用鋳片の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002175931A (ja) * 2000-09-28 2002-06-21 Sumitomo Special Metals Co Ltd 希土類磁石およびその製造方法

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