JPH09206919A - 太い柱状晶を有する希土類磁石合金インゴットの製造方法 - Google Patents

太い柱状晶を有する希土類磁石合金インゴットの製造方法

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JPH09206919A
JPH09206919A JP8014017A JP1401796A JPH09206919A JP H09206919 A JPH09206919 A JP H09206919A JP 8014017 A JP8014017 A JP 8014017A JP 1401796 A JP1401796 A JP 1401796A JP H09206919 A JPH09206919 A JP H09206919A
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JP
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rare earth
earth magnet
mold
ingot
magnet alloy
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JP8014017A
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Yoshinari Ishii
義成 石井
Akira Mimura
章 三村
Masayoshi Yamada
雅祥 山田
Ryoji Nakayama
亮治 中山
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Mitsubishi Materials Corp
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Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/047Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
    • H01F1/055Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
    • H01F1/0551Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 太い柱状晶を有する希土類磁石合金インゴッ
トの製造方法を提供する。 【解決手段】 チルプレート型5およびカバー型3を有
する鋳型に希土類磁石合金溶湯6を注入してインゴット
を製造する希土類磁石合金インゴットの製造方法におい
て、前記カバー型3は、表面粗さRmax :1.6S以下
である鏡面4カバー型を使用し、かつ溶湯をカバー型3
の鏡面4と溶湯6の間に隙間7が存在するように鋳造す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、磁気異方性に優
れた希土類磁石粉末を製造するための原料となる太い柱
状晶を有する希土類磁石合金インゴットの製造方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、希土類磁石粉末として、R−Co
系またはR−Fe−B系磁石粉末が知られている(ただ
し、RはYを含む希土類元素)。これら希土類磁石粉末
は、通常、希土類磁石合金を溶解し、得られた溶湯を鋳
型に鋳造して希土類磁石合金インゴットを製造し、この
希土類磁石合金インゴットを均質化処理したのち、粗粉
砕し、さらに微粉細することにより得られる。
【0003】さらに、近年、R−Fe−B系合金インゴ
ットを水素雰囲気中または水素と不活性ガスの混合ガス
雰囲気中、温度:500〜1000℃の範囲内の所定の
温度に保持することにより前記R−Fe−B系合金イン
ゴットに水素を吸蔵させ、引き続いて、500〜100
0℃の範囲内の所定の温度で1Torr以下の真空雰囲
気中に保持することによりR−Fe−B系合金から強制
的に水素を放出させて相変態を促す脱水素処理を施した
のち、冷却し、ついで粉砕することにより、微細なR2
14B型金属間化合物相の再結晶集合組織とした希土類
磁石粉末の製造方法も知られている。
【0004】これら希土類磁石粉末の製造に用いる希土
類磁石合金インゴットは、その組織が希土類磁石粉末の
磁気異方性に大きな影響を及ぼし、結晶粒の大きな希土
類磁石合金インゴットを使用することにより磁気異方性
に優れた希土類磁石粉末が得られることも知られてい
る。
【0005】結晶粒の大きな希土類磁石合金インゴット
を製造する方法として、熱処理により結晶粒を成長させ
る方法(特開平3−226345号公報参照)、ほぼ水
平に置かれたチルプレートとその上方に置かれたカバー
型とで構成された鋳型内に希土類磁石合金溶湯を鋳造
し、冷却速度を調整することにより結晶粒を成長させる
方法(特開平2−251360号公報参照)が知られて
いる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来の特
開平3−226345号公報記載の方法により得られた
希土類磁石合金インゴットは結晶粒の大きさが十分でな
く、従って、結晶粒の一層大きな希土類磁石合金インゴ
ットを得るには、ほぼ水平に置かれたチルプレートとそ
の上方に置かれたカバー型とで構成された鋳型内に注入
した希土類磁石合金溶湯の冷却速度を調整することによ
り結晶粒を成長させる特開平2−251360号公報記
載の方法を使用せざるを得ない。
【0007】しかし、特開平2−251360号公報記
載の方法で得られた希土類磁石合金インゴットは、柱状
晶配向に優れているものの、柱状晶の配向方向に直角な
断面の平均結晶粒径、すなわち柱状晶の太さが細く、実
質的に大きな結晶粒とはならない。さらに特開平2−2
51360号公報記載の方法で得られた希土類磁石合金
インゴットは最終凝固点付近に引け巣が発生しやすく、
発生した引け巣の付近の組織は微細化すると共に結晶配
向が乱れ、従って、得られた希土類磁石合金インゴット
の引け巣付近を削除しなければならず、原料としての歩
留まりが悪かった。
【0008】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
希土類磁石合金インゴットの柱状晶の配向方向に直角な
断面の平均粒径が大きく、かつ最終凝固点付近に引け巣
が発生することのない希土類磁石合金インゴットの鋳造
方法を得るべく研究を行った結果、特開平2−2513
60号公報記載の方法において、カバー型の表面を鏡面
とし、この鏡面を希土類磁石合金溶湯に向けるように設
けた鋳型を使用し、かつ溶湯をカバー型の鏡面と溶湯の
間に隙間が存在するように鋳造すると、希土類磁石合金
溶湯から放射された熱はカバー型の表面の鏡面により反
射され、希土類磁石合金溶湯表面全面を一層高温に保持
し、従って、最終凝固点付近に引け巣が発生することが
なく、さらに引け巣の付近の組織の微細化および結晶配
向の乱れが生じることはないという知見を得たのであ
る。
【0009】この発明は、かかる知見に基づいて成され
たものであって、チルプレート型およびカバー型を有す
る鋳型に希土類磁石合金溶湯を注入してインゴットを製
造する希土類磁石合金インゴットの製造方法において、
前記カバー型は、表面粗さRmax :1.6S以下である
鏡面カバー型を使用し、かつ溶湯をカバー型の鏡面と溶
湯の間に隙間が存在するように鋳造する太い柱状晶を有
する希土類磁石合金インゴットの製造方法に特徴を有す
るものである。
【0010】この発明の太い柱状晶を有する希土類磁石
合金インゴットの製造方法を図面に基づいて説明する。
図1は、鋳型に希土類磁石合金溶湯を注入した状態を示
す断面図である。また図2は図1のII−II断面図であ
る。図1および図2において、1は鉄枠、2は側壁型、
3はカバー型、4は鏡面、5はチルプレート型、6は溶
湯、7は隙間である。
【0011】前記側壁型2は熱伝導率が0.05cal
/cm・s・k未満の耐火物、例えばアルミナレンガな
どの耐火物で構成し、カバー型3の鏡面4はステンレス
板で構成し、チルプレート型5は鉄板で構成することが
好ましい。チルプレート型5を鉄枠1の底に置き、その
周囲に側壁型2を並べて囲い、側壁型2の上に鏡面4の
ステンレス板を置き、その上にカバー型3を置いて鋳型
を組み立てる。図面ではカバー型3の下にステンレス板
を置いて鏡面4を形成したが、カバー型3自体を磨いて
鏡面4に仕上げても良い。しかし、カバー型3の下に鏡
面4を有するステンレス板を置くことにより、曇って鏡
面が消失した場合にステンレス板を交換すれば良いから
簡単に修理することができる。鏡面は表面粗さRmax
1.6S以下であることが好ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】この様にして得られた得られた鋳
型に温度:1200〜1700℃の溶湯を注入し、溶湯
を鏡面4のステンレス板と隙間7を保つようにかつイン
ゴットの厚さが10〜100mmの範囲となるように鋳
造すると、チルプレート型5の鉄板に接触した溶湯は凝
固を開始し、結晶はチルプレート型5からカバー型3に
向かって成長し、上面が最後に凝固するので引け巣がま
ったく無いインゴットが得られる。
【0013】この場合、カバー型3の少なくとも溶湯に
面する表面は鏡面でないとインゴット内部に引け巣がで
き、その引け巣の周囲の結晶粒は微細化して結晶配向が
乱れる。さらに、カバー型3の鏡面4と溶湯の間に隙間
がないと、熱反射の機能がなくなり、鏡面4と溶湯の接
触部から凝固が始まり、結晶配向の乱れや結晶粒成長が
十分でなくなる。
【0014】また、鋳造時の溶湯温度が1700℃を越
えると、溶湯が鋳型と反応し、一方、1200℃未満で
は結晶が十分に大きくならない所から、鋳造時の溶湯温
度は1200〜1700℃であることが好ましい。イン
ゴットの厚さは10mm未満では結晶粒が十分に成長せ
ず、一方、インゴットの厚さを100mmを越えて厚く
すると、インゴット内部に引け巣が発生しやすくなるの
で好ましくない。従って、インゴットの厚さを10〜1
00mmの範囲に定めた。
【0015】
【実施例】
実施例1 チルプレート型5を鉄枠1の底に置き、その周囲にアル
ミナレンガからなる側壁型2を並べて囲い、側壁型2の
上に鏡面4のステンレス板を置き、その上にアルミナレ
ンガからなるカバー型3を置き、鋳型内面空間の断面深
さ:80mmを有する鋳型を作製した。
【0016】一方、Nd12.6Co17.47.0 Ga0.3
0.1 Febal (at%)なる組成の合金を高周波誘導
熔解炉にて溶解し、温度:1500℃に保持した溶湯を
インゴットの厚さが60mmになるようにかつ鋳型の内
部上面が20mmの隙間が空くように鋳造し、厚さ:6
0mmのインゴットを作製した。この厚さ:60mmの
インゴットの表面の引け巣の有無を目視にて観察したと
ころ、引け巣は見られなかった。また厚さ:60mmの
インゴットの中央の30mmの部分で厚さ方向に平行に
切断し、切断面の平均結晶粒径を測定したところ、平均
結晶粒径は90.3μmであった。
【0017】実施例2 Nd12.6Co17.47.0 Zr0.1 Febal (at%)な
る組成の合金の溶湯を使用する以外は実施例1と全く同
じ条件で厚さ:60mmのインゴットを作製した。この
厚さ:60mmのインゴットの表面の引け巣の有無を目
視にて観察したところ、引け巣は見られなかった。また
厚さ:60mmのインゴットの中央の30mmの部分で
厚さ方向に平行に切断し、切断面の平均結晶粒径を測定
したところ、平均結晶粒径は88.7μmであった。
【0018】実施例3 Sm10.6Febal (at%)なる組成の合金を高周波誘
導熔解炉にて溶解し、温度:1600℃に保持した溶湯
をインゴットの厚さが60mmになるようにかつ鋳型の
内部上面が20mmの隙間が空くように鋳造し、厚さ:
60mmのインゴットを作製した。この厚さ:60mm
のインゴットの表面の引け巣の有無を目視にて観察した
ところ、引け巣は見られなかった。また厚さ:60mm
のインゴットの中央の30mmの部分で厚さ方向に平行
に切断し、切断面の平均結晶粒径を測定したところ、平
均結晶粒径は80.0μmであった。
【0019】比較例1 実施例1で作製した鋳型を使用し、温度:1500℃に
保持した溶湯が鋳型内面空間を埋めるように隙間がない
ように鋳造し、厚さ:80mmのインゴットを作製し
た。この厚さ:80mmのインゴットの表面の引け巣の
有無を目視にて観察したところ、引け巣は見られ、また
厚さ:80mmのインゴットの中央の40mmの部分で
厚さ方向に平行に切断し、切断面の平均結晶粒径を測定
したところ、平均結晶粒径は63.3μmであった。
【0020】従来例1 実施例1で作製した鋳型において、鏡面のステンレス板
を取り外し、カバー型として表面研磨されていない通常
のアルミナレンガからなるカバー型を用いる以外は実施
例1と全く同じ条件で厚さ:60mmのインゴットを作
製した。この厚さ:60mmのインゴットの表面の引け
巣の有無を目視にて観察したところ、引け巣が見られ、
またインゴットの中央部分の切断面の平均結晶粒径を測
定したところ、平均結晶粒径は60.1μmであった。
【0021】
【発明の効果】実施例1〜3、比較例1および従来例1
に示される結果から、鏡面4のステンレス板を置き、そ
の上にアルミナレンガからなるカバー型3を置き、溶湯
を鋳型の内部上面い隙間が空くように鋳造し得られたイ
ンゴットには引け巣がなく、大きな断面平均結晶粒径を
有するインゴットが得られることが分かる。
【0022】上述のように、この発明は、従来よりも大
きな断面平均結晶粒径を有するインゴットを提供するこ
とができ、希土類磁石産業の発展に大いに貢献し得るも
のである。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の太い柱状晶を有する希土類磁石合金
インゴットの製造方法で使用する鋳型に希土類磁石合金
溶湯を注入した状態を示す断面図である。
【図2】図2は図1のII−II断面図である。
【符号の説明】
1 鉄枠 2 側壁型 3 カバー型 4 鏡面 5 チルプレート型 6 溶湯 7 隙間
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01F 1/053 H01F 1/04 A (72)発明者 中山 亮治 埼玉県大宮市北袋町1−297 三菱マテリ アル株式会社総合研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】底面にチルプレート型を有し、上面にカバ
    ー型を有する鋳型に希土類磁石合金溶湯を注入してイン
    ゴットを製造する希土類磁石合金インゴットの製造方法
    において、 前記カバー型に表面が鏡面であるカバー型を使用し、か
    つカバー型の鏡面と溶湯の間に隙間が存在するように鋳
    造することを特徴とする太い柱状晶を有する希土類磁石
    合金インゴットの製造方法。
  2. 【請求項2】前記カバー型の鏡面は、表面粗さRmax
    1.6S以下であることを特徴とする請求項1記載の太
    い柱状晶を有する希土類磁石合金インゴットの製造方
    法。
JP8014017A 1996-01-30 1996-01-30 太い柱状晶を有する希土類磁石合金インゴットの製造方法 Withdrawn JPH09206919A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007144428A (ja) * 2005-11-24 2007-06-14 Mitsubishi Electric Corp 希土類―鉄−ボロン系磁石用合金及びその製造方法、製造装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007144428A (ja) * 2005-11-24 2007-06-14 Mitsubishi Electric Corp 希土類―鉄−ボロン系磁石用合金及びその製造方法、製造装置

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Effective date: 20030401