專利名稱：磁鐵材料制法、薄帶狀磁鐵材料、粉末狀磁鐵材料及粘結(jié)磁鐵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于磁鐵材料的制造方法、薄帶狀磁鐵材料、粉末狀磁鐵材料及粘結(jié)磁鐵。
作為磁鐵材料，以含有稀土元素的合金構(gòu)成的稀土磁鐵材料具有高的磁性能，因此在用于電動(dòng)機(jī)等時(shí)，發(fā)揮高性能。
這樣的磁鐵材料例如是通過使用急冷薄帶制造裝置的急冷法制造的。以下，說明該制造方法。


圖17是表示利用單輥法制造以往的磁鐵材料的裝置(急冷薄帶制造裝置)中的合金熔液與冷卻輥發(fā)生碰撞部位附近的狀態(tài)的斷面圖。
如該圖所示，使規(guī)定的合金組成的磁鐵材料(以下稱為“合金”)熔化，從未圖示的噴嘴噴射出該合金熔液60，碰撞在相對(duì)噴嘴沿圖17中箭頭A方向旋轉(zhuǎn)的冷卻輥500的圓周面530上，通過和該圓周面530接觸，使合金急冷、凝固，連續(xù)地形成薄帶狀(帶材狀)的合金。該薄帶狀的合金稱為急冷薄帶，以快的冷卻速度進(jìn)行凝固的結(jié)果，其顯微組織成為由非晶態(tài)相和細(xì)小結(jié)晶相構(gòu)成的組織，原樣的，或者通過熱處理就能發(fā)揮優(yōu)良的磁性能。圖17中，以虛線表示合金熔液60的凝固界面710。
在此，稀土元素容易氧化，如果發(fā)生氧化，就會(huì)降低磁性能，因而上述急冷薄帶80的制造主要在惰性氣體中進(jìn)行。
因此，氣體侵入圓周面530和合金熔液60的槳形熔體部分(外澆口)70之間，在急冷薄帶80的輥面(和冷卻輥500的圓周面530接觸的面)810上往往會(huì)產(chǎn)生凹窩(凹部)9。冷卻輥500的圓周速度越大，這種傾向越顯著，所產(chǎn)生的凹窩的面積也越大。
如果產(chǎn)生凹窩9(特別是巨大的凹窩)，在凹窩部分，由于氣體的存在，就會(huì)發(fā)生與冷卻輥500的圓周面530的接觸不良，而降低冷卻速度，妨礙快速凝固。因而在發(fā)生凹窩9的部位，合金的晶粒直徑粗大化，磁性能降低。
將含有這樣的低磁性能部分的急冷薄帶粉碎而得到的磁鐵粉末，磁性能的偏差變大。因此，使用這樣的磁鐵粉末制成的粘結(jié)磁鐵，僅得到低的磁性能，并且耐蝕性也降低。
本發(fā)明的目的在于提供，能夠提供磁性能優(yōu)良、可靠性良好的磁鐵的磁鐵材料制造方法、薄帶狀磁鐵材料、粉末狀磁鐵材料及粘結(jié)磁鐵。
這樣的目的，通過下述的(1)～(29)的本發(fā)明來達(dá)到。
(1)磁鐵材料的制造方法，它是使合金熔液碰撞在冷卻輥的圓周面上，而冷卻凝固，制造合金組成以Rx(Fe1-yCoy)100-x-zBz(但R是至少一種稀土元素，x10～15原子％，y0～0.30，z4～10原子％)表示的薄帶狀磁鐵材料的磁鐵材料制造方法，其特征在于，使用在冷卻輥的圓周面上具有排出侵入上述圓周面和上述合金熔液的外澆口之間的氣體的氣體抽出手段的冷卻輥。
(2)上述(1)中記載的磁鐵材料的制造方法，上述冷卻輥具有輥基體材料和設(shè)置在該輥的基體材料的外周面的表面層，在上述表面層上具有上述氣體抽出手段。
(3)上述(2)中記載的磁鐵材料的制造方法，上述冷卻輥的上述表面層以具有比上述輥基體材料的構(gòu)成材料在室溫附近的導(dǎo)熱率低的材料構(gòu)成。
(4)上述(2)或(3)中記載的磁鐵材料的制造方法，上述冷卻輥的上述表面層以陶瓷構(gòu)成。
(5)上述(2)～(4)中的任一項(xiàng)記載的磁鐵材料的制造方法，上述冷卻輥的上述表面層以在室溫附近的導(dǎo)熱率是80W·m-1·K-1以下的材料構(gòu)成。
(6)上述(2)～(5)中的任一項(xiàng)記載的磁鐵材料的制造方法，上述冷卻輥的上述表面層以在室溫附近的熱膨脹系數(shù)是3.5～18[×10-6K-1]的材料構(gòu)成。
(7)上述(2)～()中的任一項(xiàng)記載的磁鐵材料的制造方法，上述冷卻輥的上述表面層的平均厚度是0.5～50μm。
(8)上述(2)～(7)中的任一項(xiàng)記載的磁鐵材料的制造方法，上述冷卻輥的上述表面層以在其表面不進(jìn)行機(jī)械加工而形成。
(9)上述(1)～(8)中的任一項(xiàng)記載的磁鐵材料的制造方法，除去上述氣體抽出手段以外的上述圓周面部分的表面粗糙度Ra是0.05～5μm。
(10)上述(1)～(9)中的任一項(xiàng)記載的磁鐵材料的制造方法，上述氣體抽出手段是至少1條溝。
(11)上述(10)中記載的磁鐵材料的制造方法，上述溝的平均寬度是0.5～90μm。
(12)上述(10)或(11)中記載的磁鐵材料的制造方法，上述溝的平均深度是0.5～20μm。
(13)上述(10)～(12)中的任一項(xiàng)記載的磁鐵材料的制造方法，上述溝的縱向和冷卻輥的旋轉(zhuǎn)方向成形的角度是30°以下。
(14)上述(10)～(13)中的任一項(xiàng)記載的磁鐵材料的制造方法，上述溝形成以上述冷卻輥的旋轉(zhuǎn)軸為中心的螺旋狀。
(15)上述(10)～(14)中的任一項(xiàng)記載的磁鐵材料的制造方法，上述溝并列設(shè)置，其平均間距是0.5～100μm。
(16)上述(10)～(15)中的任一項(xiàng)記載的磁鐵材料的制造方法，上述溝是在上述圓周面的邊緣部開口。
(17)上述(10)～(16)中的任一項(xiàng)記載的磁鐵材料的制造方法，上述溝在上述圓周面上占有的投影面積的比例是10～99.5％。
(18)上述(1)～(17)中的任一項(xiàng)記載的磁鐵材料的制造方法，該制造方法具有粉碎上述薄帶狀磁鐵材料的過程。
(19)薄帶狀磁鐵材料，該薄帶狀磁鐵材料是采用上述(1)～(17)中的任一項(xiàng)記載的方法制成的。
(20)上述(19)中記載的薄帶狀磁鐵材料，其平均厚度是8～50μm。
(21)粉末狀磁鐵材料，該粉末狀磁鐵材料是采用上述(18)記載的方法制成的。
(22)上述(20)中記載的粉末狀磁鐵材料，該粉末狀磁鐵材料在其制造過程中或者制造后進(jìn)行至少一次熱處理。
(23)上述(21)或(22)中記載的粉末狀磁鐵材料，其平均粒徑是1～300μm。
(24)上述(21)～(23)中的任一項(xiàng)記載的粉末狀磁鐵材料，該粉末狀磁鐵材料主要以是硬磁性相的R2TM14B型相(但TM是至少一種過渡金屬)構(gòu)成。
(25)上述(24)中記載的粉末狀磁鐵材料，其中，上述R2TM14B型相在粉末狀磁鐵材料的全構(gòu)成組織中占有的體積率是80％以上。
(26)上述(24)或(25)中記載的粉末狀磁鐵材料，其中，上述R2TM14B型相的平均晶粒直徑是500nm以下。
(27)粘結(jié)磁鐵，其特征在于，該粘結(jié)磁鐵是用粘合樹脂粘合上述(22)～(26)中的任一項(xiàng)記載的粉末狀磁鐵材料而形成的。
(28)上述(27)中記載的粘結(jié)磁鐵，該粘結(jié)磁鐵在室溫下的固有矯頑力Hcj是320～1200kA/m。
(29)上述(27)或(28)中記載的粘結(jié)磁鐵，該粘結(jié)磁鐵的最大磁能積(BH)max是40kJ/m3以上。
以下，關(guān)于本發(fā)明的磁鐵材料的制造方法、薄帶狀磁鐵材料、粉末狀磁鐵材料及粘結(jié)磁鐵的實(shí)施方式，加以詳細(xì)地說明。
冷卻輥的構(gòu)造圖1是表示在本發(fā)明的磁鐵材料制造方法的第1實(shí)施方式中使用的冷卻輥，及使用該冷卻輥利用單輥法制造薄帶狀磁鐵材料(急冷薄帶)的裝置(急冷薄帶制造裝置)的構(gòu)成例的斜視圖，圖2是圖1所示的冷卻輥的正面圖，圖3是圖1所示的冷卻輥的放大斷面圖。
在冷卻輥5的圓周面53上，設(shè)置排出侵入圓周面53和合金熔液6的外澆口7之間的氣體的氣體抽出手段。
利用氣體抽出手段，如果從圓周面53和外澆口7之間排出氣體，就提高圓周面53和外澆口7的密合性(防止發(fā)生巨大的凹窩)。由此，在外澆口7的各部位上的冷卻速度的差變小。因而得到的急冷薄帶(薄帶狀磁鐵材料)8中的晶粒直徑的偏差變小，作為結(jié)果，得到磁性能的偏差小的急冷薄帶8。
在圖示的構(gòu)成中，作為氣體抽出手段，形成溝54。溝54相對(duì)冷卻輥的旋轉(zhuǎn)方向，大致平行地形成。氣體抽出手段如果是這樣的溝，從圓周面53和外澆口7之間送入溝54中的氣體就沿溝54的縱向移動(dòng)，因此侵入圓周面53和外澆口7之間的氣體排出效率特別高，提高外澆口7對(duì)圓周面53的密合性。
在圖示的構(gòu)成中，溝54形成數(shù)條溝，但可以形成至少一條溝。
溝54的寬度(在向圓周面53開口部分的寬度)L1的平均值較好是0.5～90μm，更好是1～50μm，最好是3～25μm。溝54的寬度L1的平均值如果不到下限值，侵入圓周面53和外澆口7之間的氣體就不能充分地排出。另一方面，如果溝54的寬度L1的平均值超過上限值，合金熔液6會(huì)進(jìn)入溝54中，溝54就不能作為氣體抽出手段發(fā)揮機(jī)能。
溝54的深度(最大深度)L2的平均值較好是0.5～20μm，最好是1～10μm。溝54的深度L2的平均值如果不到下限值，侵入圓周面53和外澆口7之間的氣體就不能充分地排出。另一方面，如果溝54的深度L2的平均值超過上限值，流過溝部分的氣流的流速就增大，與此同時(shí)，容易形成伴隨渦旋的紊亂流，在急冷薄帶8的表面容易發(fā)生巨大的凹窩。
并列設(shè)置的溝54的間距L3的平均值較好是0.5～100μm，最好是3～50μm。如果溝54的平均間距是這樣范圍的值，溝54作為氣體抽出手段就能充分地發(fā)揮機(jī)能，而且與外澆口7的接觸部分一非接觸部分的間隔變得十分小。其結(jié)果，在外澆口7上，與圓周面53接觸的部分和不接觸的部分的冷卻速度差變得十分小，所得到的急冷薄帶8的晶粒直徑、磁性能的偏差變小。
溝54在圓周面53上占有的投影面積(投影在圓周面上時(shí)的面積)的比例，較好是10～99.5％，最好是30～95％。如果溝54在圓周面53上占有的投影面積的比例不到下限值，在急冷薄帶8的輥面81附近，冷卻速度就會(huì)變大，容易形成非晶態(tài)化，與此相反，在自由面82附近與輥面81附近相比，冷卻速度慢，因而導(dǎo)致晶粒直徑粗大化，作為結(jié)果，往往降低磁性能。另一方面，如果溝54在圓周面53上占有的投影面積的比例超過上限值，冷卻速度就變小，而導(dǎo)致晶粒直徑的粗大化，作為結(jié)果，往往降低磁性能。
溝54的形成方法沒有特別的限制，例如可舉出切削、復(fù)制(壓力復(fù)制)、磨削、噴砂處理等各種機(jī)械加工，激光加工，電火花加工，化學(xué)腐蝕等。特別其中，從比較容易提高溝的寬度、深度、并列設(shè)置溝的間距等的精度的角度出發(fā)，最好是機(jī)械加工，尤其是切削。
表面粗糙度除去溝54的圓周面53部分的表面粗糙度Ra，沒有特別的限制，較好是0.05～5μm，最好是0.07～2μm。如果表面粗糙度Ra不到下限值，冷卻輥5和外澆口7的密合性就降低，存在不能充分地抑制巨大的凹窩發(fā)生的可能性。另一方面，如果表面粗糙度Ra超過上限值，就有急冷薄帶8的厚度偏差顯著，晶粒直徑的偏差、磁性能的偏差變大的可能性。
冷卻輥的材質(zhì)冷卻輥5以輥基體材料51和形成冷卻輥5的圓周面53的表面層52構(gòu)成。
表面層52可以以和輥基體材料51相同材質(zhì)整體的形成，但是最好以比輥基體材料51的構(gòu)成材料的導(dǎo)熱率小的材質(zhì)構(gòu)成。
輥基體材料51的構(gòu)成材料沒有特別的限制，例如最好以像銅或者銅合金那樣的導(dǎo)熱率大的金屬材料構(gòu)成，以便使表面層52的熱更迅速地?cái)U(kuò)散。
表面層52的構(gòu)成材料在室溫附近的導(dǎo)熱率沒有特別的限制，例如較好是80W·m-1·K-1以下，更好是3～60W·m-1·K-1，最好是5～40W·m-1·K-1。
由于冷卻輥5以具有這樣的導(dǎo)熱率的表面層52和輥基體材料51構(gòu)成，使以適度的冷卻速度急冷合金熔液6成為可能。另外，在輥面81(與冷卻輥的圓周面接側(cè)的面)附近和自由面82(與輥面相反側(cè)的面)附近的冷卻速度差變小。因此，所得到的急冷薄帶8，在各部位的晶粒直徑偏差變小，磁性能優(yōu)良。
作為具有這樣的導(dǎo)熱率的材料，例如可舉出Zr、Sb、Ti、Ta、Pd、Pt等，或者含有這些的合金等金屬材料或其氧化物，陶瓷等。作為陶瓷例如可舉出Al2O3、SiO2、TiO2、Ti2O3、ZrO2、Y2O3、鈦酸鋇、鈦酸鍶等氧化物系陶瓷，AlN、Si3N4、TiN、BN、ZrN、HfN、VN、TaN、NbN、CrN、Cr2N等氮化物系陶瓷，石墨、SiC、ZrC、Al4C3、CaC2、WC、TiC、HfC、VC、TaC、NbC等碳化物系陶瓷，或者將它們之中的2種以上任意組合的復(fù)合陶瓷。其中尤其以含有氮化物系陶瓷者為最佳。
另外，與以往能夠作為構(gòu)成冷卻輥圓周面的材料使用的(Cu、Cr等)材料相比，這樣的陶瓷具有高的硬度，耐久性(耐磨性)優(yōu)良。因此，即使反復(fù)使用冷卻輥，也能維持圓周面53的形狀，后述的氣體抽出手段的效果也不易劣化。
可是，上述的輥基體材料51的構(gòu)成材料，通常具有比較高的熱膨脹系數(shù)。因而表面層52的構(gòu)成材料的熱膨脹系數(shù)最好是近似輥基體材料51的熱膨脹系數(shù)的值。表面層52的構(gòu)成材料在室溫附近的熱膨脹系數(shù)(線膨脹系數(shù)α)例如較好是3.5～18[×10-6K-1]左右，最好是6～12[×10-6K-1]左右。表面層52的構(gòu)成材料在室溫附近的熱膨脹系數(shù)(以下，也簡(jiǎn)稱為“熱膨脹系數(shù)”)如果是這樣范圍的值，就能夠維持輥基體材料51和表面層52的高附著性，能夠更有效地防止表面層52的剝離。
另外，表面層52不僅可以是單層，而且也可以是例如組成不同的數(shù)層的層疊體。例如，表面層52可以是以上述金屬材料、陶瓷等構(gòu)成的層層疊2層以上的層疊體。作為這樣的表面層52，例如可舉出從輥基體材料51側(cè)以金屬層(底材層)/陶瓷層層疊的2層層疊體構(gòu)成。在這樣的層疊體的情況下，鄰接層的相互間以附著性高為佳，作為其例子，可舉出在鄰接層的相互間包含相同的元素。
另外，在表面層52是數(shù)層的層疊體時(shí)，至少其最外層最好以具有上述范圍的導(dǎo)熱率的材料構(gòu)成。
另外，即使在表面層52以單層構(gòu)成的情況下，其組成不限于在厚度方向均勻，也可以是含有的成分沿厚度方向逐漸發(fā)生變化(漸變材料)。
表面層52的平均厚度(在上述層疊體時(shí)是其合計(jì)厚度)沒有特別的限制，但較好是0.5～50μm，最好是1～20μm。
表面層52的平均厚度如果不到下限值，往往產(chǎn)生如下的問題。即，由于表面層52的材質(zhì)不同，冷卻能力過大，即使是厚度相當(dāng)大的急冷薄帶8，在輥面81附近，冷卻速度也會(huì)變大，而容易形成非晶態(tài)。另一方面，在自由面82附近，急冷薄帶8的導(dǎo)熱率比較小，因而急冷薄帶8的厚度越厚，冷卻速度就越小，其結(jié)果，容易引起晶粒直徑粗大化。即，容易形成在自由面82附近晶粒粗大、在輥面81附近稱為非晶態(tài)的急冷薄帶，往往得不到滿意的磁性能。另外，為了使自由面82附近的晶粒直徑變小，例如即使使冷卻輥5的圓周速度變大，使急冷薄帶8的厚度小，在輥面81附近的非晶態(tài)也成為更無規(guī)則的，在制成急冷薄帶8之后，即使進(jìn)行熱處理，也往往得不到充分的磁性能。
另外，如果表面層52的平均厚度超過上限值，急冷速度會(huì)變慢，引起晶粒直徑的粗大化，作為結(jié)果，往往降低磁性能。
在輥基體材料51的外周面上設(shè)置表面層52時(shí)(表面層52不和輥基體材料51形成整體時(shí))，可以利用上述的方法直接在表面層上形成溝54，也可以不是這樣形成。即，如圖4所示，設(shè)置表面層52后，可以利用上述的方法在該表面層上形成溝54，但如圖5所示，利用上述的方法在輥基體材料51的外周面上形成溝后，也可以形成表面層52。在此情況下，通過使表面層52的厚度比在輥基體材料51上形成的溝的深度小，作為結(jié)果，對(duì)表面層52的表面不實(shí)行機(jī)械加工，在圓周面53上形成是氣體抽出手段的溝54。在此情況下，因?yàn)閷?duì)表面層52的表面不實(shí)行機(jī)械加工，所以以后即使不實(shí)行研磨等，也能夠使圓周面53的表面粗糙度Ra比較小。
圖3(后述的圖7、圖9、圖11、圖13、圖14也同樣)是用于說明冷卻輥的圓周面附近的斷面形狀圖，輥基體材料和表面層的邊界省略表示。
表面層52的形成方法沒有特別的限制，但最好是熱CVD(化學(xué)汽相淀積)、等離子CVD、激光CVD等化學(xué)蒸鍍法(CVD)或者真空蒸鍍、濺射、離子鍍等物理蒸鍍法(PVD)。在使用這些方法時(shí)，能夠比較容易地使表面層的厚度均勻，因此在表面層52形成后，可以不對(duì)該表面進(jìn)行機(jī)械加工。除此之外，表面層52也可以利用電解鍍、浸鍍、非電解鍍、噴鍍等方法形成。其中在利用噴鍍形成表面層52時(shí)，輥基體材料51和表面層52的附著性(結(jié)合強(qiáng)度)是特別優(yōu)良的。
另外，在輥基體材料51的外周面上形成表面層52之前，可以對(duì)輥基體材料51的外表面進(jìn)行堿洗凈、酸洗凈、有機(jī)溶劑洗凈等的洗凈處理，或噴砂處理、腐蝕、鍍層的形成等底材處理。由此，提高在表面層52的形成后時(shí)的輥基體材料51和表面層52的附著性。另外，通過進(jìn)行上述的底材處理，就能夠形成均勻而且致密的表面層52，因此所得到的冷卻輥5在各部位的導(dǎo)熱率的偏差變導(dǎo)特別小。
磁鐵材料的合金組成作為本發(fā)明的磁鐵材料(薄帶狀磁鐵材料和粉末狀磁鐵材料)是由以Rx(Fe1-yCoy)100-x-zBz(但R是至少一種稀土元素，x10～15原子％，y0～0.30，z4～10原子％)表示的合金組成構(gòu)成的。由于磁鐵材料具有這樣的合金組成，尤其能夠得到磁性能、耐熱性優(yōu)良的磁鐵。
作為R(稀土元素)可舉出Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、混合稀土，可以包括這些元素中的1種或2種以上。
R的含量(含有率)規(guī)定為10～15原子％。在R不到10原子％時(shí)，得不到充分的矯頑力。另一方面，如果R超過15原子％，在構(gòu)成組織中的R2TM14B型相(硬磁性相)的存在率降低，得不到充分的殘留磁通密度。
此處的R最好是以Nd和/或Pr為主的稀土元素。其理由是因?yàn)檫@些稀土元素提供后述的R2TM14B型相(硬磁性相)的飽和磁化，并且作為磁鐵對(duì)為了實(shí)現(xiàn)良好的矯頑力是有效的。
另外，R包括Pr，其比例相對(duì)R全體以5～75％為佳，最好是20～60％。這是因?yàn)?，如果是該范圍，幾乎不發(fā)生殘留磁通密度的降低，能夠提高矯頑力和矩形性。
另外，R包括Dy，其比例相對(duì)R全體以14％以下為佳。這是因?yàn)?，如果是該范圍，就不?huì)發(fā)生殘留磁通密度的顯著降低，能夠提高矯頑力，同時(shí)也能夠提高溫度特性(熱穩(wěn)定性)。
Co是具有和Fe相同特性的過渡金屬。通過添加Co(置換Fe的一部分)，使居里溫度變高，而提高溫度特性，但是，Co對(duì)Fe的置換比率如果超過0.30，在導(dǎo)致由晶體磁性各向異性的減少引起的矯頑力降低的同時(shí)，殘留磁通密度也降低。Co對(duì)Fe的置換比率在0.05～0.20范圍，不僅提高溫度特性，而且也提高殘留磁通密度自身，因此是最佳的。
B(硼)是對(duì)得到高磁性能是有效的元素，其含量規(guī)定為4～10原子％。如果B不到4原子％，B—H(J—H)回線中的矩形性變差。另一方面，如果B超過10原子％，非磁性相會(huì)變多，而使殘留磁通密度急劇地減少。
另外，以進(jìn)一步提高磁性能等為目的，在構(gòu)成磁鐵材料的合金中，根據(jù)需要，也可以含有選自由Al、Cu、Si、Ga、Ti、V、Ta、Zr、Nb、Mo、Hf、Ag、Zn、P、Ge、Cr、W組成的組(以下該組以“Q”表示)中的至少一種元素。在含有屬于Q的元素時(shí)，其含量較好是2原子％以下，更好是)0.1～1.5原子％，最好是0.2～1.0原子％。
含有屬于Q的元素，發(fā)揮根據(jù)其種類的固有效果。例如，Al、Cu、Si、Ga、V、Ta、Zr、Cr、Nb有提高耐蝕性的效果。
另外，磁鐵材料最好主要以是硬磁性相的R2TM14B型相(但TM是至少一種過渡金屬)構(gòu)成。如果磁鐵材料主要以是硬磁性相的R2TM14B型相構(gòu)成，在矯頑力特別優(yōu)良的同時(shí)，耐熱性也提高。
另外，R2TM14B型相在磁鐵材料的全構(gòu)成組織(也包括非晶態(tài)組織)中占有的體積率，以80％以上為佳，最好是85％以上。如果R2TM14B型相在磁鐵材料的全構(gòu)成組織中占有的體積率不到80％，就出現(xiàn)矯頑力、耐熱性降低的傾向。
這樣的R2TM14B型相，其平均晶粒直徑較好是500nm以下，更好是200nm以下，最好是10～120nm左右。如果R2TM14B型相的平均晶粒直徑超過500nm，就不能充分地謀求磁性能、尤其矯頑力和矩形性的提高。
再者，磁鐵材料也可以包含R2TM14B型相以外的構(gòu)成組織(例如，R2TM14B型相以外的硬磁性相、軟磁性相、常磁性相、非磁性相、非晶態(tài)組織等)。
薄帶狀磁鐵材料的制造下面，說明使用上述冷卻輥5的薄帶狀磁鐵材料(急冷薄帶)的制造。
使磁鐵材料的熔液碰撞在冷卻輥的圓周面上，而冷卻凝固來制造薄帶狀磁鐵材料。以下，對(duì)其一例加以說明。
如圖1所示，急冷薄帶制造裝置1具備能夠容納磁鐵材料的筒體2和相對(duì)該筒體2沿圖中箭頭A方向旋轉(zhuǎn)的冷卻輥5。在筒體2的下端形成噴射出磁鐵材料(合金)的熔液6的噴嘴(孔口)3。
在筒體2的噴嘴3附近的外周面，配置用于加熱(感應(yīng)加熱)筒體2內(nèi)的磁鐵材料的加熱用線圈4。
這樣的急冷薄帶制造裝置1配置在室(未圖示)內(nèi)，以在該室內(nèi)充滿惰性氣體或其他保護(hù)氣體的狀態(tài)下進(jìn)行工作。特別，為了防止急冷薄帶8的氧化，保護(hù)氣體最好是惰性氣體。作為惰性氣體，例如可舉出氬氣、氦氣、氮?dú)獾取?br> 保護(hù)氣體的壓力沒有特別的限制，但最好是1～760托。
在筒體2內(nèi)的合金熔液6的液面上施加高于室的內(nèi)壓的規(guī)定壓力。合金熔液6，通過作用在該筒體2內(nèi)的合金熔液6的液面上的壓力和正比于筒體2內(nèi)中的液面的高度施加的壓力的和與室內(nèi)的保護(hù)氣體的的壓力的差，從噴嘴3中噴射出。
合金熔液噴射壓(作用在該筒體2內(nèi)的合金熔液6的液面上的壓力和成比于筒體2內(nèi)中的液面的高度施加的壓力的和與室內(nèi)的保護(hù)氣體的的壓力的差)，沒有特別的限制，但最好是10～100kPa。
在急冷薄帶制造裝置1中，在筒體2內(nèi)放入磁鐵材料，利用線圈4進(jìn)行加熱而熔化，從噴嘴3中一噴射出該合金熔液6，如圖1所示，合金熔液6就碰撞在冷卻輥5的圓周面53上，形成外澆口7后，一邊沿旋轉(zhuǎn)的冷卻輥5的圓周面53拖延，一邊進(jìn)行快速冷卻，而凝固，連續(xù)地或斷續(xù)地形成急冷薄帶8。此時(shí)，侵入外澆口7和圓周面53之間的氣體，通過溝54(氣體抽出手段)向外部排出。這樣形成的急冷薄帶8，不久其輥面81離開圓周面53，沿圖1中的箭頭B方向前進(jìn)。
像這樣，通過在圓周面53上設(shè)置氣體抽出手段，提高圓周面53和外澆口7的密合性(防止發(fā)生巨大的凹窩)，防止外澆口7的不均勻的冷卻。其結(jié)果，晶粒直徑的偏差小，得到具有高磁性能的急冷薄帶8。
另外，在實(shí)際制造急冷薄帶8時(shí)，噴嘴3可以不一定設(shè)置在冷卻輥5的旋轉(zhuǎn)軸50的正上方。
冷卻輥5的圓周速度，由于合金熔液的組成、表面層52的構(gòu)成材料(組成)、圓周面53的表面性狀(尤其合金熔液6對(duì)圓周面53的潤(rùn)濕性)等不同，其合適的范圍也不同，但為了提高磁性能，通常以5～60m/s為佳，最好是10～40m/s。如果冷卻輥5的圓周速度不到下限值，合金熔液6的冷卻速度就會(huì)降低，出現(xiàn)晶粒直徑增大的傾向，磁性能往往降低。另一方面，如果冷卻輥5圓周速度超過上限值，冷卻速度反而會(huì)變大，非晶態(tài)組織占有的比例變大，此后即使進(jìn)行熱處理，磁性能也不能充分地提高。
像以上那樣得到的急冷薄帶8，其寬度W和厚度最好盡可能的均勻。在此情況下，急冷薄帶8的平均厚度t以8～50μm左右為佳，最好是10～40μm左右。如果平均厚度t不到下限值，非晶態(tài)組織占有的比例變大，此后，即使進(jìn)行后述的熱處理，磁性能也不能充分地提高。每單位時(shí)間的生產(chǎn)率也降低。另一方面，如果平均厚度t超過上限值，就出現(xiàn)自由面82側(cè)的晶粒直徑粗大化的傾向，因此磁性能降低。
再者，對(duì)所得到的急冷薄帶8也可以進(jìn)行以促進(jìn)非晶態(tài)組織(無定形組織)的再結(jié)晶化、組織的均勻化等為目的的熱處理。該熱處理的條件，例如在400～900℃可以規(guī)定為0.5～300分鐘左右。
另外，為了防止氧化，該熱處理最好在真空或者減壓狀態(tài)下(例如1×10-1～1×10-6托)，或者在像氮?dú)?、氬氣、氦氣等惰性氣體的非氧化性氣氛中進(jìn)行。
像以上那樣得到的急冷薄帶(薄帶狀磁鐵材料)8成為細(xì)小結(jié)晶組織，或者在非晶態(tài)組織中包含細(xì)小結(jié)晶組織的組織，得到優(yōu)良的磁性能。
在以上中，作為急冷法，雖然舉例的說明了單輥法，但也可以采用雙輥法。這樣的急冷法能夠使金屬組織(晶粒)細(xì)化，因此對(duì)提高粘結(jié)磁鐵的磁鐵性能，特別是矯頑力等是有效的。
粉末狀磁鐵材料(磁鐵粉末)的制造將像以上那樣制成的急冷薄帶(薄帶狀磁鐵材料)8粉碎，就得到本發(fā)明的粉末狀磁鐵材料(磁鐵粉末)。
粉碎的方法沒有特別的限制，例如可以使用球磨機(jī)、振動(dòng)磨機(jī)、超細(xì)粉碎機(jī)、棒磨機(jī)等各種粉碎裝置，破碎裝置進(jìn)行。此時(shí)，為了防止氧化，可以在真空或者減壓狀態(tài)下(例如1×10-1～1×10-6托)，或者在像氮?dú)狻鍤?、氦氣等惰性氣體的非氧化性氣氛中進(jìn)行粉碎。
磁鐵粉末的平均粒徑?jīng)]有特別的限制，但在為了制造后述的粘結(jié)磁鐵(稀土粘結(jié)磁鐵)時(shí)，考慮防止磁鐵粉末的氧化及防止由粉碎引起的磁性能的劣化，以1～300μm為佳，最好是5～150μm。
另外，為了在粘結(jié)磁鐵成形時(shí)得到更良好的成形性，磁鐵粉末的粒徑分布最好是某種程度的分散(有波動(dòng))。由此，能夠減低所得到的粘結(jié)磁鐵的孔隙率，其結(jié)果，在粘結(jié)磁鐵中的磁鐵粉末的含量相同時(shí)，能夠使粘結(jié)磁鐵的密度或機(jī)械強(qiáng)度更高，能夠進(jìn)一步提高磁性能。
對(duì)所得到的磁鐵粉末，例如也可以進(jìn)行以去除由粉碎導(dǎo)入的應(yīng)變的影響、控制晶粒直徑為目的的熱處理。作為該熱處理的條件，例如在350～850℃可以規(guī)定為0.5～300分鐘左右。
另外，為了防止氧化，最好在真空或者減壓狀態(tài)下(例如1×1×10-1～1×10-6托)，或者在像氮?dú)?、氬氣、氦氣等惰性氣體的非氧化性氣氛中進(jìn)行這種熱處理。
在使用這樣的磁鐵粉末制造粘結(jié)磁鐵時(shí)，該磁鐵粉末和粘合樹脂的結(jié)合性(和粘合樹脂的潤(rùn)濕性)良好，因而該粘結(jié)磁鐵的機(jī)械強(qiáng)度高，熱穩(wěn)定性(耐熱性)、耐蝕性優(yōu)良。因此，該磁鐵粉末適合于粘結(jié)磁鐵的制造，所制成的粘結(jié)磁鐵可靠性高。
粘結(jié)磁鐵及其制造以下，說明本發(fā)明的粘結(jié)磁鐵。
本發(fā)明的粘結(jié)磁鐵最好是以粘合樹脂粘合上述的磁鐵粉末(粉末狀磁鐵材料)而形成的。
作為粘合樹脂(粘合劑)可以是熱塑性樹脂、熱固性樹脂的任一種。
作為熱塑性樹脂，例如可舉出聚酰胺(如尼龍6、尼龍46、尼龍66、尼龍610、尼龍612、尼龍11、尼龍12、尼龍6—12、尼龍6—66)、熱塑性聚酰亞胺、芳香族聚酯等的液晶聚合物，聚苯醚、聚苯硫醚、聚乙烯、聚丙烯、乙烯一乙酸乙烯酯共聚物等聚烯烴，改性聚烯烴，聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯等聚酯，聚醚、聚醚醚酮、聚醚酰亞胺、聚縮醛等，或者以這些化合物為主的共聚物、混合體、聚合物合金等。可以混合這些化合物中的1種或2種以上而使用。
即使在這些化合物之中，從成形性特別優(yōu)良、機(jī)械強(qiáng)度高的角度出發(fā)，聚酰胺是最佳的，從提高耐熱性的角度出發(fā)，液晶聚合物、以聚苯硫醚為主的聚合物為最佳。另外，這些熱塑性樹脂和磁鐵粉末的混煉性也優(yōu)良。
這樣的熱塑性樹脂具有能夠根據(jù)其種類、共聚化等在廣泛范圍選擇的優(yōu)點(diǎn)，以便例如重視成形性或重視耐熱性、機(jī)械強(qiáng)度。
而作為熱固性樹脂，例如可舉出雙酚型、線型酚醛樹脂型、萘系等各種環(huán)氧樹脂，酚醛樹脂、尿素樹脂、三聚氰胺樹脂、聚酯(不飽和聚酯)樹脂、聚酰亞胺樹脂、硅樹脂、聚氨酯樹脂等，可以混合這些中的1種或2種以上而使用。
即使在這些之中，從成形性特別優(yōu)良、機(jī)械強(qiáng)度高、耐熱性優(yōu)良的角度出發(fā)，以環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚酰亞胺樹脂、硅樹脂為佳，以環(huán)氧樹脂為最佳。另外，這些熱固性樹脂和磁鐵粉末的混煉性、混煉的均勻性也良好。
所使用的熱固性樹脂(未固化)在室溫可以是液狀，也可以是固形(粉末狀)。
這樣的本發(fā)明粘結(jié)磁鐵，例如像以下那樣制造。將磁鐵粉末、粘合樹脂，和根據(jù)需要的添加劑(防止氧化劑、潤(rùn)滑劑等)混合后，進(jìn)行混煉(例如，熱混煉)來制造粘結(jié)磁鐵用組合物(混合物)，使用該粘結(jié)磁鐵用組合物，采用壓縮成形(壓制成形)、擠出成形、注射成形等成形方法，在無磁場(chǎng)中成形成希望的磁鐵形狀。在粘合樹脂是熱固性樹脂時(shí)，成形后利用加熱等使其固化。
在此，在上述的三種成形方法中，擠出成形和注射成形(尤其注射成形)具有形狀選擇的自由度大、生產(chǎn)率高的優(yōu)點(diǎn)，但這些成形方法為了得到良好的成形性，必須確保成形機(jī)內(nèi)的混合物的充分流動(dòng)性，因而與壓縮成形相比，不能使磁鐵粉末的含量多，即不能使粘結(jié)磁鐵高密度化。因此，在本發(fā)明中，如后面所述，因?yàn)榈玫礁叽磐芏?，即使不使粘結(jié)磁鐵高密度化，也得到優(yōu)良的磁性能，因而在采用擠出成形、注射成形制造的粘結(jié)磁鐵中也能夠享有這種優(yōu)點(diǎn)。
粘結(jié)磁鐵中的磁鐵粉末的含量(含有率)沒有特別的限制，但通常要考慮成形方法或成形性和高磁性能能并立而決定。具體地說，以75～99.5重量％左右為佳，最好是85～97.5重量％左右。
尤其，在采用壓縮成形制造粘結(jié)磁鐵時(shí)，磁鐵粉末的含量以90～99.5重量％左右為佳，最好是93～98.5重量％左右。
在采用擠出成形或注射成形制造粘結(jié)磁鐵時(shí)，磁鐵粉末的含量以75～98重量％左右為佳，最好是85～97重量％左右。
粘結(jié)磁鐵的密度ρ由粘結(jié)磁鐵中含有的磁鐵粉末的比重、磁鐵粉末的含量、孔隙率等因素決定。在本發(fā)明的粘結(jié)磁鐵中，其密度ρ沒有特別的限制，但以4.5～6.6Mg/m3左右為佳，最好是5.5～6.4Mg/m3左右。
在本發(fā)明中，粘結(jié)磁鐵的殘留磁通密度、矯頑力大，因而在成形成粘結(jié)磁鐵時(shí)，磁鐵粉末的含量當(dāng)然多，即使在含量較少時(shí)，也得到優(yōu)良的磁性能(尤其，高的最大磁能積(BH)max)。
本發(fā)明的粘結(jié)磁鐵的形狀、尺寸等沒有特別的限制，例如關(guān)于形狀，例如可以是圓柱狀、棱柱狀、圓筒狀(圓環(huán)狀)、圓弧狀、平板狀、彎曲板狀等所有的形狀，其大小也可以是從大型至超小型的所有的大小。尤其，對(duì)小型化、超小型化的磁鐵是有利的那些優(yōu)點(diǎn)，是如在本說明書中再三敘述的那些。
本發(fā)明的粘結(jié)磁鐵，矯頑力(在室溫的固有矯頑力)Hcj以320～1200kA/m為佳，最好是400～800kA/m。在矯頑力不到上述下限值時(shí)，施加反磁場(chǎng)時(shí)的退磁變得顯著，并且在高溫時(shí)的耐熱性劣化。另外，如果矯頑力超過上述上限值，磁化性就降低。因此，通過使矯頑力Hcj達(dá)到上述范圍，在粘結(jié)磁鐵(尤其，圓筒狀粘結(jié)磁鐵)上進(jìn)行多極磁化等的情況下，即使得不到充分的磁化磁場(chǎng)時(shí)，也能夠形成良好的磁化，得到充分的磁通密度，從而能夠提供高性能的粘結(jié)磁鐵。
本發(fā)明的粘結(jié)磁鐵，最大磁能積(BH)max較好是40kJ/m3以上，更好是50kJ/m3以上，最好是70～120kJ/m3。如果最大磁能積(BH)max不到40kJ/m3，在用于電動(dòng)機(jī)時(shí)，根據(jù)其種類、構(gòu)造，得不到足夠的轉(zhuǎn)矩。
如以上所說明，按照本實(shí)施方式的磁鐵材料的制造方法，在冷卻輥5的圓周面上設(shè)置作為氣體抽出手段的溝54，因而能夠排出侵入圓周面53和外澆口7之間的氣體。由此，防止外澆口7的上浮，提高圓周面53和外澆口7的密合性。其結(jié)果，冷卻速度的波動(dòng)變小，在所得到的急冷薄帶8中，穩(wěn)定地得到高磁性能。
因此，由上述急冷薄帶8得到的粘結(jié)磁鐵具有優(yōu)良的磁性能。另外，在制造粘結(jié)磁鐵時(shí)，即使不追求高密度化，也能夠得到高的磁性能，因此能夠謀求成形性、尺寸精度、機(jī)械強(qiáng)度、耐蝕性、耐熱性等的提高。
下面，說明本發(fā)明磁鐵材料的制造方法的第2實(shí)施方式。
以下，關(guān)于磁鐵材料的第2實(shí)施方式，以和上述第1實(shí)施方式的不同點(diǎn)為中心加以說明，省略相同事項(xiàng)的說明。
在本實(shí)施方式中，在磁鐵材料的制造中使用的冷卻輥的圓周面上設(shè)置的溝(氣體抽出手段)的形狀，與在上述第1實(shí)施方式中使用的形狀是不同的。
圖6是表示在本發(fā)明的磁鐵材料的制造方法的第2實(shí)施方式中使用的冷卻輥的正面圖，圖7是表示圖6所示的冷卻輥的放大斷面圖。
如圖6所示，溝54形成以冷卻輥5的旋轉(zhuǎn)軸50為中心的螺旋狀。鉤54如果是這樣的形狀，就能夠比較容易地遍及整個(gè)圓周面53形成溝54。例如，使冷卻輥5以一定的速度旋轉(zhuǎn)，一邊使車床等切削工具相對(duì)旋轉(zhuǎn)軸50平行地以一定速度移動(dòng)，一邊切削冷卻輥5的外周面，就能夠形成這樣的溝54。
螺旋狀的溝54，可以是1條，也可以是2條以上。
溝54的縱向和冷卻輥5的旋轉(zhuǎn)方向形成的角度θ(絕對(duì)值)以30°以下為佳，最好是20°以下。如果θ是30°以下，在冷卻輥5的所有圓周速度下，就能夠高效地排出侵入圓周面53和外澆口之間的氣體。
在圓周面53的各部位上，θ的值可以是一定的，也可以是不一定的。另外，在具有2條以上的溝54的情況時(shí)，關(guān)于每個(gè)溝54，θ可以是相同的，也可以是不同的。
溝54在圓周面53的邊緣部55上，在開口部56進(jìn)行開口。由此，從圓周面53和外澆口7之間被溝54排出的氣體，從開口部56向冷卻輥5的側(cè)方排出，因此能夠有效地防止排出的氣體再侵入圓周面53和外澆口7之間。在圖示的構(gòu)成中，溝54在兩邊緣部開口，但也可以在一個(gè)邊緣部開口。
下面，說明本發(fā)明的冷卻輥5的第3實(shí)施方式。
以下，關(guān)于磁鐵材料的制造方法的第3實(shí)施方式，以和上述第1實(shí)施方式、第2實(shí)施方式的不同點(diǎn)為中心加以說明，省略相同事項(xiàng)的說明。
在本實(shí)施方式中，在磁鐵材料的制造中使用的冷卻輥的圓周面上設(shè)置的溝(氣體抽出手段)的形狀，與在上述第1實(shí)施方式、第2實(shí)施方式中使用的形狀是不同的。
圖8是表示在本發(fā)明磁鐵材料的制造方法中使用的冷卻輥的正面圖，圖9是圖8所示的冷卻輥的放大斷面圖。
如圖8所示，在圓周面53上，形成螺旋的旋轉(zhuǎn)方向是相互相反方向的至少2條溝54。這些溝54在多點(diǎn)相互交叉。
像這樣，由于形成螺旋的旋轉(zhuǎn)方向是相反的溝54，制成的急冷薄帶8從右旋溝接受的橫向力和從左旋溝接受的橫向力抵消，從而抑制急冷薄帶8的圖8中的橫向移動(dòng)，使前進(jìn)方向穩(wěn)定。
另外，在圖8中，以θ1、θ2表示的各自旋轉(zhuǎn)方向的溝54縱向和冷卻輥5的旋轉(zhuǎn)方向形成的角度(絕對(duì)值)，最好和上述的θ是相同范圍的值。
下面，說明本發(fā)明的冷卻輥5的第4實(shí)施方式。
以下，關(guān)于磁鐵材料的制造方法的第4實(shí)施方式，以和上述第1實(shí)施方式～第3實(shí)施方式的不同點(diǎn)為中心加以說明，省略相同事項(xiàng)的說明。
在本實(shí)施方式中，在磁鐵材料的制造中使用的冷卻輥的圓周面上設(shè)置的溝(氣體抽出手段)的形狀，與在上述第1實(shí)施方式～第3實(shí)施方式中使用的形狀是不同的。
圖10是表示在本發(fā)明磁鐵材料的制造方法的第4實(shí)施方式中使用的冷卻輥的正面圖。圖11是圖10中所示冷卻輥的放大斷面圖。
如圖10所示，數(shù)條溝54從冷卻輥5的圓周面的寬度方向的大致中央向兩邊緣部形成八字狀。
在使用形成這樣的溝54的冷卻輥5時(shí)，通過和其旋轉(zhuǎn)方向的組合，能夠更有效地排出侵入圓周面53和外澆口7之間的氣體。
另外，形成這樣圖形的溝時(shí)，伴隨冷卻輥5的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的、在圖10中由于來自左右兩條溝54的力平衡，急冷薄帶8靠近冷卻輥5的寬度方向的大致中央，因而使急冷薄帶8的前進(jìn)方向穩(wěn)定。
在本發(fā)明中，氣體抽出手段的形狀等諸條件，也不限于上述第1實(shí)施方式～第4實(shí)施方式。
例如，如圖12所示，溝54也可以間斷地形成。另外，溝54的斷面形狀沒有特別的限制，例如可以是圖13、圖14所示的斷面形狀。
另外，氣體抽出手段也不限于像上述的溝，只要是具有排出侵入圓周面和外澆口之間的氣體的機(jī)能的都可以。作為氣體抽出手段，除此之外，例如也可以是如圖15、圖16所示的空孔等。在氣體抽出手段是空孔時(shí)，這些空孔可以是各自獨(dú)立的(獨(dú)立孔)，也可以是連續(xù)的(連續(xù)孔)，但從氣體的排出效率出發(fā)，最好是連續(xù)孔。
即使使用這些圖中所示的冷卻輥5，也得到和上述第1實(shí)施方式～第4實(shí)施方式相同的效果。
以下，說明本發(fā)明的具體實(shí)施例。
實(shí)施例1制造在圖1～圖3所示的圓周面上具有氣體抽出手段的冷卻輥，準(zhǔn)備好具備該冷卻輥的圖1所示構(gòu)成的急冷薄帶制造裝置。
冷卻輥像以下那樣制造。
首先，準(zhǔn)備以銅(在20℃時(shí)的導(dǎo)熱率395W·m-1·K-1，在20℃時(shí)的熱膨脹系數(shù)16.5×10-6K-1)構(gòu)成的輥基體材料(直徑200mm、寬30mm)，對(duì)其圓周面進(jìn)行切削加工，形成大致鏡面(表面粗糙度Ra0.07μm)。
此后，再進(jìn)行切削加工，形成大致平行于輥基體材料的旋轉(zhuǎn)方向的溝。
利用離子鍍?cè)谠撦伝w材料的外周面上形成是陶瓷的ZrC(在20℃時(shí)的導(dǎo)熱率20.6W·m-1·K-1，在20℃時(shí)的熱膨脹系數(shù)7.0×10-6K-1)的表面層，得到如圖1～圖3所示的冷卻輥。
使用具備這樣得到的冷卻輥A的急冷薄帶制造裝置，采用下述的方法制造合金組成以(Nd0.7Pr0.3)10.5Fe余量B6表示的急冷薄帶。
首先，稱量Nd、Pr、Fe、B各原料，鑄造成母合金錠。
在急冷薄帶制造裝置中，將上述母合金錠放入在底部設(shè)置噴嘴(圓孔口)的石英管內(nèi)。使容納急冷薄帶制造裝置的室內(nèi)脫氣后，導(dǎo)入惰性氣體(氦氣)，形成希望的溫度和壓力氛圍。
此后，利用高頻感應(yīng)加熱使石英管內(nèi)的母合金錠熔化，再使冷卻輥A的圓周速度達(dá)到27m/s，合金熔液的噴射壓(石英管的內(nèi)壓和正比于筒體內(nèi)的液面高度施加的壓力的和與氛圍壓的壓差)達(dá)到40kPa，保護(hù)氣體的壓力達(dá)到60kPa之后，使合金熔液從冷卻輥A的旋轉(zhuǎn)軸的大致正上方，向冷卻輥A頂部的圓周面噴射，就連續(xù)地制成急冷薄帶(試樣No.1a)。
另外，除了使溝的形狀形成像圖6、圖7所示的形狀以外，和上述冷卻輥A相同地制造，制成6種冷卻輥(冷卻輥B、C、D、E、F、G)。此時(shí)，調(diào)整各冷卻輥的制造條件，以使溝的平均寬度、平均深度、并列溝的平均間距、溝的縱向和冷卻輥的旋轉(zhuǎn)方向形成的角度θ成為彼此不同。再者，都是使用等間隔設(shè)置3個(gè)切削工具的車床，在圓周面上的各部位上形成并列設(shè)置溝的間距大致一定的3條溝。將上述急冷薄帶制造裝置的冷卻輥A依次地更換成這些冷卻輥，以上述條件制成急冷薄帶(試樣No.1b、試樣No.1c、試樣No.1d、試樣No.1e、試樣No.1f、試樣No.1g)。
除了使溝的形狀形成像圖8、圖9所示的形狀以外，和上述冷卻輥B相同地制成冷卻輥H。將上述急冷薄帶制造裝置的冷卻輥更換成該冷卻輥H，在上述條件下制成急冷薄帶(試樣No.1h)。
另外，除了使溝的形狀形成像圖10、圖11所示的形狀以外，和上述冷卻輥A相同地制成冷卻輥I。將上述急冷薄帶制造裝置的冷卻輥更換成該冷卻輥I，在上述條件下制成急冷薄帶(試樣No.1i)。
此外，利用切削加工將輥基體材料的外周面加工成大致鏡面后，在不設(shè)置溝的情況下，制造成形成原樣的表面層，除此以外，和上述冷卻輥A相同地制成冷卻輥J。將上述急冷薄帶制造裝置的冷卻輥更換成該冷卻輥J，在上述條件下制成急冷薄帶(試樣No.1j)。
上述冷卻輥A、B、C、D、E、F、G、H、I、J的表面層厚度都是7μm。并且，在表面層形成后，對(duì)該表面層不進(jìn)行機(jī)械加工。關(guān)于各冷卻輥的溝寬度L1(平均值)、深度L2(平均值)、并列設(shè)置的溝的間距L3(平均值)、溝的縱向和冷卻輥的旋轉(zhuǎn)方向形成的角度θ、溝在冷卻輥圓周面上占有的投影面積的比例、除去溝的圓周面部分的表面粗糙度Ra的測(cè)定值示于表1中。
表1冷卻輥的圓周面和溝的條件
對(duì)使用冷卻輥A、B、C、D、E、F、G、H、I、J制成的10種急冷薄帶(試樣No.1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g、1h、1i、1j)分別進(jìn)行下述①和②的評(píng)價(jià)。
①急冷薄帶的磁性能對(duì)于各個(gè)急冷薄帶來說，切出長(zhǎng)約5cm的急冷薄帶，再從該急冷薄帶連續(xù)地制成長(zhǎng)約7mm的5個(gè)試樣，對(duì)各個(gè)試樣測(cè)定平均厚度t和磁性能。
平均厚度t使用千分尺對(duì)1個(gè)試樣以20個(gè)部位的測(cè)定點(diǎn)進(jìn)行測(cè)定，以其作為平均值。關(guān)于磁性能，使用振動(dòng)試樣型磁力計(jì)(VSM)測(cè)定殘留磁通密度Br(T)、矯頑力Hcj(kA/m)、和最大磁能積(BH)max(kJ/m3)。在測(cè)定時(shí)，以急冷薄帶的縱軸方向作為外加磁場(chǎng)方向。
②粘結(jié)磁鐵的磁性能對(duì)各個(gè)急冷薄帶，在氬氣氣氛中進(jìn)行670℃×300s的熱處理。將進(jìn)行過這種熱處理的急冷薄帶粉碎，得到平均粒徑70μm的磁鐵粉末。
對(duì)于這樣得到的各磁鐵粉末，為了分析其相構(gòu)成，使用Cu—Kα，在衍射角(2θ)是20°～60°的范圍，進(jìn)行X射線衍射試驗(yàn)。其結(jié)果，在任一種磁鐵粉末中，在衍射花樣中出現(xiàn)明確的峰僅都是僅由是硬磁性相的R2TM14B型相產(chǎn)生的。
另外，對(duì)各磁鐵粉末使用透射電子顯微鏡(TEM)進(jìn)行構(gòu)成組織的觀察。其結(jié)果證實(shí)，各磁鐵粉末都是主要以是硬磁性相的R2TM14B型相構(gòu)成的。在從利用透射電子顯微鏡(TEM)的觀察結(jié)果(在10個(gè)不同部位的觀察結(jié)果)求出的全構(gòu)成組織(包括非晶態(tài)組織)中R2TM14B型相占有的體積率都是85％以上。
另外，對(duì)各磁鐵粉末測(cè)定R2TM14B型相的平均晶粒直徑。
接著，混合各磁鐵粉末和環(huán)氧樹脂，制成粘結(jié)磁鐵用組合物(混合物)。此時(shí)，磁鐵粉末和環(huán)氧樹脂的配合比率(重量比)，對(duì)各試樣都是大致相等的。即，個(gè)試樣中的磁鐵粉末的含量(含有率)是約97.5重量％。
接著，將該混合物粉碎成粒狀，稱量該粒狀物，填充在壓制裝置的金屬模內(nèi)，在室溫，以700MPa壓力進(jìn)行壓制成形(在無磁場(chǎng)中)，就得到成形體。脫模后，在175℃進(jìn)行加熱固化，得到直徑10mm×高8mm的圓柱狀粘結(jié)磁鐵。
對(duì)這些粘結(jié)磁鐵進(jìn)行磁場(chǎng)強(qiáng)度為3.2MA/m的脈沖磁化后，使用直流自動(dòng)記錄磁通計(jì)(東英工業(yè)(株)制，TRF-5BH)，以最大外加磁場(chǎng)2.0MA/m測(cè)定磁性能(殘留磁通密度Br、矯頑力Hcj和最大磁能積(BH)max)。測(cè)定時(shí)的溫度是23℃(室溫)。這些結(jié)果示于表2～表4中。
表2急冷薄帶的特性(試樣No.1a～1e)(實(shí)施例1)
合金組成(Nd0.7Pr0.3)10.5Fe余量B6
表3急冷薄帶的特性(試樣No.1f～1j)(實(shí)施例1)
合金組成(Nd0.7Pr0.3)10.5Fe余量B6
表4硬磁性相的平均晶粒直徑和粘結(jié)磁鐵的磁性能(實(shí)施例1)
合金組成(Nd0.7Pr0.3)10.5Fe余量B6正如表2和表3所清楚地表明，試樣No.1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g、1h、1i的急冷薄帶(都是本發(fā)明)，磁性能的偏差小，作為整體磁性能高。推測(cè)這是因?yàn)橛梢韵碌睦碛稍斐傻摹?br> 冷卻輥A、B、C、D、E、F、G、H、I在其圓周面上具有氣體抽出手段。因此高效地排出侵入圓周面和外澆口之間的氣體，提高圓周面和外澆口的密合性，從而防止或抑制向急冷薄帶的輥面發(fā)生巨大的凹窩。由此，在急冷薄帶的各部位上的冷卻速度差變小，在所得到的急冷薄帶中的晶粒直徑的偏差變小，其結(jié)果被認(rèn)為是磁性能的偏差也變小。
與此相反，試樣No.1j的急冷薄帶(比較例)，盡管也是從連續(xù)制造的急冷薄帶切取的試樣，但磁性能的偏差大。推測(cè)這是由以下的理由造成的。
侵入圓周面和外澆口之間的氣體，原封不動(dòng)地殘留下來，在急冷薄帶的輥面上產(chǎn)生巨大的凹窩。因而在與圓周面接著部位上的冷卻速度變大，與此相反，在形成凹窩部位上的冷卻速度降低，而引起晶粒直徑粗大化。其結(jié)果，認(rèn)為所得到的急冷薄帶的磁性能的偏差變大。
另外，正如表4所清楚地表明，利用試樣1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g、1h、1i的急冷薄帶(都是本發(fā)明)制成的粘結(jié)磁鐵，都得到優(yōu)良的磁性能，與此相反，利用試樣No.1j的急冷薄帶(比較例)制成的粘結(jié)磁鐵僅具有低的磁性能。
認(rèn)為這是由以下的利用造成的。
即，試樣1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g、1h、1i的急冷薄帶(都是本發(fā)明)，磁性能高，而且磁性能的偏差小，因而使用這些急冷薄帶制成的各粘結(jié)磁鐵都得到優(yōu)良的磁性能。與此相反，試樣No.1j的急冷薄帶，磁性能的偏差大，因而使用該急冷薄帶造成的粘結(jié)磁鐵，作為整體磁性能也降低。
實(shí)施例2除了使急冷薄帶的合金組成成為以Nd11.6Fe余量B4.6表示的以外，和上述實(shí)施例1相同地使用上述冷卻輥A、B、C、D、E、F、G、H、I、J，制成10種急冷薄帶(試樣No.2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g、2h、2I、2j)。
對(duì)試樣No.2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g、2h、2I、2j，和上述實(shí)施例1相同地分別測(cè)定急冷薄帶的磁性能。
此后，對(duì)各個(gè)急冷薄帶在氬氣氣氛中進(jìn)行675℃×300s的熱處理。
將這些進(jìn)行熱處理的急冷薄帶粉碎，得到平均粒徑70μm的磁鐵粉末。
關(guān)于這樣得到的各磁鐵粉末，為了分析其相構(gòu)成，使用Cu—Kα，在衍射角(2θ)是0～60°的范圍，進(jìn)行X射線衍射試驗(yàn)。其結(jié)果，在任一種磁鐵粉末中，在衍射花樣中出現(xiàn)的明確的峰，僅是由硬磁性相的R2TM14B型相產(chǎn)生的。
另外，對(duì)各磁鐵粉末，使用透射電子顯微鏡(TEM)進(jìn)行構(gòu)成組織的觀察。其結(jié)果證實(shí)，都是主要以是硬磁性相的R2TM14B型相構(gòu)成的。在從利用透射電子顯微鏡(TEM)觀察的結(jié)果(在不同的10個(gè)部位觀察的結(jié)果)求出的全構(gòu)成組織中R2TM14B型相占有的體積率都是95％以上。
另外，對(duì)各磁鐵粉末測(cè)定R2TM14B型相的平均晶粒直徑。
使用這些各磁鐵粉末，和上述實(shí)施例1相同地制成粘結(jié)磁鐵，然后對(duì)所得到的各粘結(jié)磁鐵進(jìn)行磁性能的測(cè)定。
這些結(jié)果示于表5～表7中。
表5急冷薄帶的特性(試樣No.2a～2e)(實(shí)施例2)
合金組成Nd11.5Fe余量B4.6
表6急冷薄帶的特性(試樣No.2f～2j)(實(shí)施例2)
合金組成Nd11.5Fe余量B4.6
表7硬磁性相的平均晶粒直徑和粘結(jié)磁鐵的磁性能(實(shí)施例2)
合金組成Nd11.5Fe余量B4.6正如表5和表6所清楚地表明，試樣No.2a、2b、2c、2d、2e、2f、2i的急冷薄帶(都是本發(fā)明)，其磁性能的偏差變小，作為整體磁性能高。推測(cè)這是由以下的理由造成的。
冷卻輥A、B、C、D、E、F、G、H、I在其圓周面上設(shè)置氣體抽出手段。因此高效地排出侵入圓周面和外澆口之間的氣體，從而提高圓周面和外澆口的密合性，防止或者抑制向急冷薄帶的輥面產(chǎn)生巨大的凹窩。由此，在急冷薄帶的各部位上的冷卻速度差變小，在得到的急冷薄帶上的晶粒直徑的偏差變小，其結(jié)果認(rèn)為，磁性能的偏差變小。
與此相反，試樣No.2j的急冷薄帶(比較例)，盡管也是從連續(xù)造成的急冷薄帶切取的，但磁性能的偏差變大。推測(cè)這是由以下的理由造成的。
侵入圓周面和外澆口之間的氣體，原樣的殘留下來，在急冷薄帶的輥面形成巨大的凹窩。因此在與圓周面接著部位上的冷卻速度大，與此相反，在形成凹窩部位上的冷卻速度降低，而引起晶粒直徑的粗大化。其結(jié)果認(rèn)為，所得到的急冷薄帶的磁性能的偏差變大。
另外，正如表7所清楚地表明，由試樣No.2a、2b、2c、2d、2f、2g、2h、2i的急冷薄帶(都是本發(fā)明)制造的粘結(jié)磁鐵，都得到優(yōu)良的磁性能，與此相反，由試樣No.2j的急冷薄帶(比較例)制造的粘結(jié)磁鐵只具有低的磁性能。
認(rèn)為這是由以下的理由造成的。
即，試樣No.2a、2b、2c、2d、2f、2g、2h、2i的急冷薄帶(都是本發(fā)明)的磁性能高，而且磁性能的偏差小，因此認(rèn)為使用這些急冷薄帶制成的各粘結(jié)磁鐵也得到優(yōu)良的磁性能。與此相反，試樣No.2j的急冷薄帶的磁性能的偏差大，因此認(rèn)為使用該急冷薄帶制成的粘結(jié)磁鐵，作為整體的磁性能也降低。實(shí)施例3除了使急冷薄帶的合金組成成為以Nd14.2(Fe0.85Co0.15)余量B6.8表示的以外，和上述實(shí)施例1相同地制造，使用上述冷卻輥A、B、C、D、E、F、G、H、I、J，制成10種急冷薄帶(試樣No.3a、3b、3c、3d、3e、3f、3g、3h、3i、3j)。
對(duì)試樣No.3a、3b、3c、3d、3e、3f、 3g、3h、3i、3j的急冷薄帶和上述實(shí)施例1相同地分別測(cè)定急冷薄帶的磁性能。
此后，對(duì)各急冷薄帶在氬氣氣氛中進(jìn)行675℃×300s的熱處理。
將進(jìn)行這些熱處理的急冷薄帶粉碎，得到平均粒徑70μm的磁鐵粉末。
關(guān)于這樣得到的各磁鐵粉末，為了分析其相構(gòu)成，使用Cu—Kα，在衍射角(2θ)是20°～60°的范圍，進(jìn)行X射線衍射試驗(yàn)。其結(jié)果，在任一種磁鐵粉末中，在衍射花樣中出現(xiàn)的明確的峰，僅是由硬磁性相的R2TM14B型相產(chǎn)生的。
另外，對(duì)各磁鐵粉末，使用透射電子顯微鏡(TEM)進(jìn)行構(gòu)成組織的觀察。其結(jié)果證實(shí)，都是主要以是硬磁性相的R2TM14B型相構(gòu)成的。在從利用透射電子顯微鏡(TEM)觀察的結(jié)果(在不同的10個(gè)部位觀察的結(jié)果)求出的全構(gòu)成組織(也含非晶態(tài)組織)中R2TM14B型相占有的體積率都是90% 以上。
另外，對(duì)各磁鐵粉末測(cè)定R2TM14B型相的平均晶粒直徑。
使用這些各磁鐵粉末，和上述實(shí)施例1相同地制成粘結(jié)磁鐵，然后對(duì)所得到的各粘結(jié)磁鐵進(jìn)行磁性能的測(cè)定。
這些結(jié)果示于表8～表10中。
表8急冷薄帶的特性(試樣No.3a～3e)(實(shí)施例3)
合金組成Nd14.2(Fe0.85Co0.15)余量B6.8
表9急冷薄帶的特性(試樣No.3f～3j)(實(shí)施例3)
合金組成Nd14.2(Fe0.85Co0.15)余量B6.8
表10硬磁性相的平均晶粒直徑和粘結(jié)磁鐵的磁性能(實(shí)施例3)
合金組成Nd14.2(Fe0.85Co0.15)余量B6.8正如表8和表9所清楚地表明，試樣No.3a、3b、3c、3d、3e、3f、3g、3h、3i的急冷薄帶(都是本發(fā)明)，其磁性能的偏差小，作為整體磁性能高。推測(cè)這是由以下的理由造成的。
冷卻輥A、B、C、D、E、F、G、H、I，在其圓周面上具有氣體抽出手段。因此高效地排出侵入圓周面和外澆口之間的氣體，從而提高圓周面和外澆口的密合性，防止或者抑制向急冷薄帶的輥面產(chǎn)生巨大的凹窩。由此，在急冷薄帶的各部位上的冷卻速度差變小，在得到的急冷薄帶上的晶粒直徑的偏差變小，其結(jié)果認(rèn)為，磁性能的偏差變小。
與此相反，試樣No.3j的急冷薄帶(比較例)，盡管也是從連續(xù)造成的急冷薄帶切取的，但磁性能的偏差變大。推測(cè)這是由以下的理由造成的。
侵入圓周面和外澆口之間的氣體，原樣的殘留下來，在急冷薄帶的輥面形成巨大的凹窩。因此在與圓周面接著部位上的冷卻速度大，與此相反，在形成凹窩部位上的冷卻速度降低，而引起晶粒直徑的粗大化。其結(jié)果認(rèn)為，所得到的急冷薄帶的磁性能的偏差變大。
另外，正如表10所清楚地表明，由試樣No.3a、3b、3c、3d、3f、3g、3h、3i的急冷薄帶(都是本發(fā)明)制造的粘結(jié)磁鐵，都得到優(yōu)良的磁性能，與此相反，由試樣No.3j的急冷薄帶(比較例)制造的粘結(jié)磁鐵具有低的磁性能。
認(rèn)為這是由以下的理由造成的。
即，試樣No.3a、3b、3c、3d、3f、3g、3h、3i的急冷薄帶(都是本發(fā)明)的磁性能高，而且磁性能的偏差小，因此認(rèn)為使用這些急冷薄帶制成的各粘結(jié)磁鐵也得到優(yōu)良的磁性能。與此相反，試樣No.3j的急冷薄帶的磁性能的偏差大，因此認(rèn)為使用該急冷薄帶制成的粘結(jié)磁鐵，作為整體的磁性能也降低。
比較例除了使急冷薄帶的合金組成成為以Pr3(Fe0.8Co0.2)余量B3.5表示的以外，和上述實(shí)施例1相同地制造，使用上述冷卻輥A、B、C、D、E、F、G、H、I、J，制成10種急冷薄帶(試樣No.4a、4b、4c、4d、4e、4f、4g、4h、4i、4j)。
對(duì)試樣No.4a、4b、4c、4d、4e、4f、4g、4h、4i、4j的急冷薄帶和上述實(shí)施例1相同地分別測(cè)定急冷薄帶的磁性能。
此后，對(duì)各個(gè)急冷薄帶在氬氣氣氛中進(jìn)行675℃×300s的熱處理。
將進(jìn)行這些熱處理的急冷薄帶粉碎，得到平均粒徑70μm的磁鐵粉末。
關(guān)于這樣得到的各磁鐵粉末，為了分析其相構(gòu)成，使用Cu—Kα，在衍射角(2θ)是20°～60°的范圍，進(jìn)行X射線衍射試驗(yàn)。其結(jié)果，從衍射花樣可以看到，是硬磁性相的R2TM14B型相的衍射峰或是軟磁性相的α—(Fe，Co)型相的衍射峰等是數(shù)個(gè)衍射峰。
另外，對(duì)各磁鐵粉末，使用透射電子顯微鏡(TEM)進(jìn)行構(gòu)成組織的觀察(不同的10個(gè)部位的觀察)。其結(jié)果，在各磁鐵粉末中的全構(gòu)成組織(包括非晶態(tài)組織)中R2TM14B型相占有的體積率都是30％以下。
另外，對(duì)各磁鐵粉末測(cè)定R2TM14B型相的平均晶粒直徑。
使用這些各磁鐵粉末，和上述實(shí)施例1相同地制成粘結(jié)磁鐵，然后對(duì)所得到的各粘結(jié)磁鐵進(jìn)行磁性能的測(cè)定。
這些結(jié)果示于表11～表13中。
表11急冷薄帶的特性(試樣No.4a～4e)(比較例)
合金組成Pr3(Fe0.8Co0.2)余量B3.5
表12急冷薄帶的特性(試樣No.4f～4j)(比較例)
合金組成Pr3(Fe0.8Co0.2)余量B3.5
表13硬磁性相的平均晶粒直徑和粘結(jié)磁鐵的磁性能(比較例)
合金組成Pr3(Fe0.8Co0.2)余量B3.5正如表11和表12所清楚地表明，試樣No.4a、4b、4c、4d、4e、4f、4g4h、4i、4j的急冷薄帶(都是比較例)，磁性能都劣化。
另外，從急冷薄帶No.4j切取的試樣，盡管也是從連續(xù)制成的急冷薄帶切取的試樣，但磁性能的偏差大。推測(cè)這是由以下的理由造成的。
侵入圓周面和外澆口之間的氣體，原樣的殘留下來，在急冷薄帶的輥面上形成巨大的凹窩。因此在與圓周面接著部位的冷卻速度差大，與此相反，在形成凹窩的部位上的冷卻速度降低，從而引起晶粒直徑粗大化。其結(jié)果認(rèn)為，所得到的急冷薄帶的磁性能的偏差變大。
另外，正如表13所清楚地表明，由試樣No.4a、4b、4c、4d、4e、4f、4g4h、4i、4j的急冷薄帶制成的粘結(jié)磁鐵，磁性能都劣化。尤其其中，由試樣No.4j的急冷薄帶制成的粘結(jié)磁鐵的磁性能特別低。
這是因?yàn)樵嚇覰o.4j的急冷薄帶，在各部位的磁性能的偏差大，因此使用該急冷薄帶制成粘結(jié)磁鐵時(shí)，作為整體的磁性能進(jìn)一步降低。
發(fā)明的效果如以上所述，按照本發(fā)明得到如以下的效果。
·在冷卻輥的圓周面上設(shè)置氣體抽出手段，因此提高圓周面和外澆口的密合性，穩(wěn)定地得到高的磁性能。
·尤其，將表面層的形成材料、厚度、氣體抽出手段的形狀設(shè)定值合適的范圍內(nèi)，由此得到更優(yōu)良的磁性能。
·磁鐵粉末主要以是R2TM14B型相構(gòu)成，由此更加提高矯頑力、耐熱性。
·因?yàn)榈玫礁叩拇磐芏?，所以即使是各向同性，也得到具有高磁性能的粘結(jié)磁鐵。尤其，和以往的各向同性粘結(jié)磁鐵相比，以更小體積的粘結(jié)磁鐵就能夠發(fā)揮同等以上的磁性能，因此能夠以更小型得到高性能的電動(dòng)機(jī)。
·另外，由于得到高的磁通密度，因此在制造粘結(jié)磁鐵時(shí)，即使不追求高密度化，也能夠得到充分高的磁性能，其結(jié)果，在提高成形性的同時(shí)，也能夠謀求尺寸精度、機(jī)械強(qiáng)度、耐蝕性、耐熱性(熱穩(wěn)定性)等更加提高，能夠容易地制造可靠性高的粘結(jié)磁鐵。
·磁化性良好，因此能夠以更低的磁場(chǎng)進(jìn)行磁化，特別能夠容易而且可靠地進(jìn)行多極磁化等，而且能夠得到高的磁通密度。
·因?yàn)椴灰蟾呙芏然?，與壓縮成形法相比，也適合于利用難以高密度的成形的擠出成形法或注射成形法制造粘結(jié)磁鐵，即使以這樣的成形方法成形的粘結(jié)磁鐵，也得到如上所述的效果。因此，粘結(jié)磁鐵的成形方法的選擇范圍、進(jìn)而利用該成形方法的形狀選擇的自由度大。
圖1是模擬地表示在本發(fā)明的磁鐵材料制造方法的第1實(shí)施方式中使用的冷卻輥、及使用該冷卻輥制造薄帶狀磁鐵材料的裝置(急冷薄帶制造裝置)的構(gòu)成例的斜視圖。
圖2是圖1所示冷卻輥的正面圖。
圖3是模擬地表示圖1所示的冷卻輥的圓周面附近的斷面形狀圖。
圖4是用于說明氣體抽出手段的形成方法的圖。
圖5是用于說明氣體抽出手段的形成方法的圖。
圖6是模擬地表示在本發(fā)明的磁鐵材料制造方法的第2實(shí)施方式中使用的冷卻輥的正面圖。
圖7是模擬地表示在圖6所示冷卻輥的圓周面附近的斷面形狀圖。
圖8是模擬地表示在本發(fā)明的磁鐵材料制造方法的第3實(shí)施方式中使用的冷卻輥的正面圖。
圖9是模擬地表示圖8所示冷卻輥的圓周面附近的斷面形狀圖。
圖10是模擬地表示在本發(fā)明的磁鐵材料制造方法的第4實(shí)施方式中使用的冷卻輥的正面圖。
圖11是模擬地表示圖10所示冷卻輥的圓周面附近的斷面形狀圖。
圖12是模擬地表示能夠在本發(fā)明的磁鐵材料制造方法中使用的冷卻輥的正面圖。
圖13是模擬地表示能夠在本發(fā)明的磁鐵材料制造方法中使用的冷卻輥的圓周面附近的斷面形狀圖。
圖14是模擬地表示能夠在本發(fā)明的磁鐵材料制造方法中使用的冷卻輥的圓周面附近的斷面形狀圖。
圖15是模擬地表示能夠在本發(fā)明的磁鐵材料制造方法中使用的冷卻輥的正面圖。
圖16是模擬地表示圖15所示冷卻輥的圓周面附近的斷面形狀圖。
圖17是表示利用單輥法制造以往的薄帶狀磁鐵材料的裝置(急冷薄帶制造裝置)中的合金熔液向冷卻輥進(jìn)行碰撞部位附近的狀態(tài)的斷面?zhèn)让鎴D。
圖中所用符號(hào)如下1急冷薄帶制造裝置2筒體3噴嘴4線圈5、 500冷卻輥50 旋轉(zhuǎn)軸51 輥基體材料52 表面層53、530圓周面54 溝55 邊緣部56 開口部57 空孔6、60合金溶液7、70外澆口
710凝固界面8、80 急冷薄帶81、810輥面82 自由面9 凹窩
權(quán)利要求
1.磁鐵材料的制造方法，該制造方法是使合金熔液碰撞在冷卻輥的圓周面上，發(fā)生冷卻凝固，來制造合金組成以Rx(Fe1-yCoy)100-x-z(R是至少一種稀土元素、x10～15原子％、y0～0.30、z4～10原子％)表示的薄帶狀磁鐵材料的磁鐵材料的制造方法，其特征在于，使用在其圓周面上具有排出侵入上述圓周面和上述合金熔液的外澆口之間的氣體的氣體抽出手段的冷卻輥。
2.權(quán)利要求1記載的磁鐵材料的制造方法，其中，上述冷卻輥具有輥基體材料和設(shè)置在該輥基體材料的外周面的表面層，在上述表面層上具有上述氣體抽出手段。
3.權(quán)利要求2記載的磁鐵材料的制造方法，其中，上述冷卻輥的上述表面層是以具有比上述輥基體材料的構(gòu)成材料在室溫附近的導(dǎo)熱率低的導(dǎo)熱率的材料構(gòu)成的。
4.權(quán)利要求2或3記載的磁鐵材料的制造方法，其中，上述冷卻輥的上述表面層是以陶瓷構(gòu)成的。
5.權(quán)利要求2～4中的任一項(xiàng)記載的磁鐵材料的制造方法，其中，上述冷卻輥的上述表面層是以在室溫附近的導(dǎo)熱率為80W·m-1·K-1以下的材料構(gòu)成的。
6.權(quán)利要求2～5中的任一項(xiàng)記載的磁鐵材料的制造方法，其中，上述冷卻輥的上述表面層是以在室溫附近的熱膨脹系數(shù)為3.5～18[×10-6K-1]的材料構(gòu)成的。
7.權(quán)利要求2～6中的任一項(xiàng)記載的磁鐵材料的制造方法，其中，上述冷卻輥的上述表面層的平均厚度是0.5～50μm。
8.權(quán)利要求2～7中的任一項(xiàng)記載的磁鐵材料的制造方法，其中，上述冷卻輥的上述表面層是對(duì)其表面不進(jìn)行機(jī)械加工而形成的。
9.權(quán)利要求1～8中的任一項(xiàng)記載的磁鐵材料的制造方法，其中，除去上述氣體抽出手段的上述圓周面部分的表面粗糙度Ra是0.05～50μm。
10.權(quán)利要求1～9中的任一項(xiàng)記載的磁鐵材料的制造方法，其中，上述氣體抽出手段是至少1條溝。
11.權(quán)利要求10記載的磁鐵材料的制造方法，其中，上述溝的平均寬度是0.5～90μm。
12.權(quán)利要求10或11記載的磁鐵材料的制造方法，其中，上述溝的平均深度是0.5～20μm。
13.權(quán)利要求10～12中的任一項(xiàng)記載的磁鐵材料的制造方法，其中，上述溝的縱向和冷卻輥的旋轉(zhuǎn)方向形成的角度是30°以下。
14.權(quán)利要求10～13中的任一項(xiàng)記載的磁鐵材料的制造方法，其中，上述溝形成以冷卻輥的旋轉(zhuǎn)軸為中心的螺旋狀。
15.權(quán)利要求10～14中的任一項(xiàng)記載的磁鐵材料的制造方法，其中，上述溝是并列設(shè)置，其平均間距是0.5～100μm。
16.權(quán)利要求10～15中的任一項(xiàng)記載的磁鐵材料的制造方法，其中，上述溝在是上述圓周面的邊緣部開口的。
17.權(quán)利要求10～16中的任一項(xiàng)記載的磁鐵材料的制造方法，其中，上述溝在上述圓周面上占有的投影面積的比例是10～99.5％。
18.權(quán)利要求1～17中的任一項(xiàng)記載的磁鐵材料的制造方法，其中，具有粉碎上述薄帶狀磁鐵材料的工序。
19.薄帶狀磁鐵材料，其特征在于，是使用權(quán)利要求1～17中的任一項(xiàng)記載的方法制成的。
20.權(quán)利要求19記載的薄帶狀磁鐵材料，其中，平均厚度是8～50μm。
21.粉末狀磁鐵材料，其特征在于，是使用權(quán)利要求18中記載的方法制成的。
22.權(quán)利要求21記載的粉末狀磁鐵材料，其中，粉末狀磁鐵材料是在其制造過程中或者制造后進(jìn)行至少一次熱處理。
23.權(quán)利要求21或22記載的粉末狀磁鐵材料，其中，平均粒徑是1～300μm。
24.權(quán)利要求21～23中的任一項(xiàng)記載的粉末狀磁鐵材料，其中，粉末狀磁鐵材料主要以是硬磁性相的R2TM14B型相(但TM是至少一種過渡金屬)構(gòu)成的。
25.權(quán)利要求24記載的粉末狀磁鐵材料，其中，上述R2TM14B型相在粉末狀磁鐵材料的全構(gòu)成組織中占有的體積率是80％以上。
26.權(quán)利要求24或25記載的粉末狀磁鐵材料，其中，上述R2TM14B型相的平均晶粒直徑是500nm以下。
27.粘結(jié)磁鐵，其特征在于，是以粘合樹脂粘合權(quán)利要求22～26中的任一項(xiàng)記載的粉末狀磁鐵材料而形成的。
28.權(quán)利要求27記載的粘結(jié)磁鐵，其中，在室溫下的固有矯頑力Hcj是320～1200kA/m。
29.權(quán)利要求27或28記載的粘結(jié)磁鐵，其中，最大磁能積(BH)max是40kJ/m3以上。
全文摘要
提供能提供磁性能優(yōu)、可靠性好的磁鐵的磁鐵材料制造方法、薄帶狀磁鐵材料、粉末狀磁鐵材料及粘結(jié)磁鐵。急冷薄帶制造裝置1具備簡(jiǎn)體2、加熱用的線圈4、冷卻輥5。在筒體2的下端形成噴射磁鐵材料的合金熔液6的噴嘴3。在冷卻輥5的圓周面53上設(shè)置氣體抽出手段。在像氦氣的惰性氣體(氛圍氣體)中,從噴嘴3噴射出合金熔液6,碰撞在冷卻輥5的圓周面53上,發(fā)生冷卻凝固,來制造急冷薄帶8。此場(chǎng)合,雖然氣體侵入冷卻輥5的圓周面53和外澆口7之間,但利用氣體抽出手段使氣體從圓周面53和外澆口7之間排出。
文檔編號(hào)H01F1/153GK1326830SQ01119668
公開日2001年12月19日 申請(qǐng)日期2001年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月12日
發(fā)明者新井圣, 加藤洋 申請(qǐng)人:精工愛普生株式會(huì)社