JPH0271505A - Manufacture of permanent magnet flake - Google Patents
Manufacture of permanent magnet flakeInfo
- Publication number
- JPH0271505A JPH0271505A JP63176375A JP17637588A JPH0271505A JP H0271505 A JPH0271505 A JP H0271505A JP 63176375 A JP63176375 A JP 63176375A JP 17637588 A JP17637588 A JP 17637588A JP H0271505 A JPH0271505 A JP H0271505A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- roll
- differential pressure
- molten metal
- nozzle
- flakes
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は急冷法を用いてNd系の永久磁石フレークを得
る方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for obtaining Nd-based permanent magnet flakes using a rapid cooling method.
(従来の技術)
急冷法は非晶質物質の開発以来、その製造上の利点が注
目され新素材開発の分野で脚光を浴びてきている。この
製造法は液体状態にある物質を高速回転しているロール
上に吹きつけ象、速に固化させ、非晶質もしくは、それ
に近い結晶質の物質を得るものである。この方法による
と機械加工性が悪く冷間圧延等の塑性加工が不可能とさ
れた材料の薄帯化が可能となる。また通常の冷却法で実
現できない高温相のアモルファス化を室温で実施できる
。(Prior Art) Since the development of amorphous materials, the rapid cooling method has attracted attention for its manufacturing advantages and has been in the spotlight in the field of new material development. This manufacturing method involves spraying a substance in a liquid state onto rolls rotating at high speed and rapidly solidifying it to obtain an amorphous or nearly crystalline substance. According to this method, materials that have poor machinability and cannot be subjected to plastic working such as cold rolling can be made into thin strips. Furthermore, it is possible to transform a high-temperature phase into amorphous material at room temperature, which cannot be achieved using normal cooling methods.
超急冷法による非晶質合金の製造技術は片ロールにおい
て大量生産に向くことから広く使用されている。この方
法の従来技術としては、特公昭60−9852号公報、
特公昭61−5821号公報等に記載されている。Nd
系永久磁石において磁気特性のよい永久磁石を急冷法で
作成するためには製造時、フレークの表面の凸凹や傷を
少なくした表面形状と適正な冷却が必要である。これら
の条件を満足するためには従来の一般的な製造方法では
不十分であり、新たな方法の開発が必要である。以下に
従来法における問題点を述べる。The manufacturing technology of amorphous alloys using the ultra-quenching method is widely used because it is suitable for mass production in single rolls. Conventional techniques for this method include Japanese Patent Publication No. 60-9852;
It is described in Japanese Patent Publication No. 61-5821. Nd
In order to create permanent magnets with good magnetic properties by the rapid cooling method, it is necessary to have a surface shape with fewer irregularities and scratches on the surface of the flakes and appropriate cooling during production. In order to satisfy these conditions, conventional general manufacturing methods are insufficient and a new method must be developed. The problems with the conventional method are described below.
■従来法における溶湯の噴出方法は溶湯上部よりの加圧
又は上下の差圧により、常に一定差圧(もしくは圧力)
で噴出させているため液面高さの持つ位置エネルギー、
即ちトリチェリ効果により等速噴出ができなくなる。こ
こで差圧とはノズル孔の上下の圧力の差をいう。噴出速
度が一定でないと、フレークの厚みを制御できず、ロー
ルによる冷却速度が一定であるから厚み方向の冷却度合
に差が生じる。フレークの磁気特性はその組成と結晶粒
径の大きさで決まる。従って結晶粒径はフレークの厚み
によって大小が決まり磁気特性は変動する問題点がある
。■The method of ejecting molten metal in the conventional method is to apply pressure from the top of the molten metal or to maintain a constant pressure difference (or pressure) between the top and bottom.
Because the liquid is ejected, the potential energy of the liquid level is
In other words, the Torricelli effect makes uniform jetting impossible. Here, differential pressure refers to the difference in pressure between the upper and lower sides of the nozzle hole. If the ejection speed is not constant, the thickness of the flakes cannot be controlled, and since the cooling rate by the rolls is constant, there will be a difference in the degree of cooling in the thickness direction. The magnetic properties of flakes are determined by their composition and grain size. Therefore, there is a problem in that the crystal grain size is determined by the thickness of the flakes and the magnetic properties vary.
■ノズルがロール面に対して垂直でロール表面とのギャ
ップが数ミリ以上離れている場合、ロールの回転に伴い
雰囲気ガスとノズル底部が直接接触することにより冷却
され、ノズル孔からの溶湯流が徐々に縮流されるため噴
出量が減少する。この影響によってフレークの厚みが変
動し磁気特性が均一にならない。ノズルとロール表面の
ギャップを1++un以下にして雰囲気ガスの冷却を無
視できる状態にしてもNd系の溶湯は表面張力が大で周
囲の物体に付着し易いため形状の良いフレークを製造す
ることが難しい。このように垂直ノズルの場合、雰囲気
ガスによる冷却で温度低下が大きく、噴出量を一定に制
御できない欠点がある。ノズルとロール表面とのギャッ
プを15mm以下にすると噴出量の瞬時の変動によるパ
ドルの乱れが溶湯の飛散を誘い、周囲の物体に付着し以
後のフレーク形状を悪化させる。ギャップが30mm以
上になるとノズル孔から噴出した溶湯が裾拡がりの状態
となり、ロールに接触する直前の状態は粒状になる場合
もある。このような状態では溶湯の運動エネルギーが分
散するのでロール上にパドルが形成されず、形状、厚み
が不均一なフレークが製造される。特に10分以上の連
続生産の場合この付着や不均一さのためによる損失が顕
著である。■If the nozzle is perpendicular to the roll surface and the gap between the nozzle and the roll surface is several millimeters or more, as the roll rotates, the atmospheric gas comes into direct contact with the bottom of the nozzle, which cools the nozzle and prevents the flow of molten metal from the nozzle hole. As the flow is gradually contracted, the amount of ejection decreases. Due to this influence, the thickness of the flakes fluctuates and the magnetic properties become uneven. Even if the gap between the nozzle and the roll surface is set to 1++un or less so that the cooling of the atmospheric gas can be ignored, it is difficult to produce well-shaped flakes because Nd-based molten metal has a high surface tension and easily adheres to surrounding objects. . As described above, in the case of a vertical nozzle, there is a drawback that the temperature decreases significantly due to cooling by atmospheric gas, and the ejection amount cannot be controlled at a constant level. When the gap between the nozzle and the roll surface is set to 15 mm or less, the turbulence of the paddle due to instantaneous fluctuations in the amount of ejection causes the molten metal to scatter, adhere to surrounding objects, and deteriorate the subsequent flake shape. If the gap is 30 mm or more, the molten metal ejected from the nozzle hole will be in a widening state, and may become granular just before contacting the roll. In such a state, the kinetic energy of the molten metal is dispersed, so no puddles are formed on the roll, and flakes with non-uniform shape and thickness are produced. Particularly in the case of continuous production for 10 minutes or more, losses due to this adhesion and non-uniformity are significant.
■ロール表面の移動速度をロールの回転速度と同一とし
て移動速度が15m/sec以下になった場合、ロール
表面に形成されるはずのパドルは跳ね飛び、この結果粒
状や0.2閣程度の極厚のフレークになる。これは噴出
速度が大であるための現象である。移動速度が35a+
/sec以上になると噴出量もそれに見合うだけ供給を
しないと溶湯は瞬時に固化され形状の不揃い、磁気特性
の不均一なフレークが製造される。噴出量が少ないと溶
湯をロールに押しつける力が不足しロール回転の慣性力
に吹きとばされロールによる抜熱量が少なくなり磁気特
性は悪くなる。数Logの実験室規模や数分で終了する
間欠式急冷装置では15m/sec以下、35m/se
c以上のロール回転速度でも従来法で対応できるが、1
0分以上の製造になるとロールへの蓄熱がフレーク冷却
速度に影響し均一な結晶粒径を得るロール回転速度の範
囲が狭くなる。これは少量の溶湯の急冷においてはロー
ル回転速度に関係なく、殆どのフレークがアモルファス
化するか若しくはそれに近い微細な結晶粒径を持つよう
になるからである。■If the moving speed of the roll surface is the same as the rotational speed of the roll, and the moving speed is less than 15 m/sec, the puddles that should have been formed on the roll surface will bounce off, resulting in particles or particles of about 0.2 cm. It becomes thick flakes. This is a phenomenon due to the high ejection speed. Movement speed is 35a+
/sec or more, the molten metal will instantly solidify unless the ejection amount is supplied in a proportionate amount, producing flakes with irregular shapes and non-uniform magnetic properties. If the amount of ejection is small, there will be insufficient force to press the molten metal against the rolls, and the inertia of the rotation of the rolls will blow the molten metal away, reducing the amount of heat removed by the rolls and deteriorating the magnetic properties. In a laboratory scale of several logs or an intermittent quenching device that finishes in a few minutes, the speed is 15 m/sec or less, 35 m/sec.
Conventional methods can handle roll rotation speeds of c or more, but 1
If the production time is longer than 0 minutes, heat accumulation in the rolls will affect the cooling rate of the flakes, and the range of roll rotation speeds for obtaining a uniform crystal grain size will become narrower. This is because when a small amount of molten metal is rapidly cooled, most of the flakes become amorphous or have a fine crystal grain size close to that, regardless of the roll rotation speed.
■従来法では室内の雰囲気ガスが不活性ガスで真空度を
1〜3nmHg程度とした実施例があるがNd系の材料
は他の物質と反応し易く、特に酸素ガスの影響は磁気的
に大である。従って不活性ガス下での高真空度という条
件は、酸素による酸化をより少なくし、ロール表面とフ
レークの間のガス境膜による熱伝導の阻害が小さくなる
という利点もある。しかしながらロール回転に同伴する
ガスの働きは溶湯が固化する最大2閥の長さにおいて上
から、左右から溶湯を押さえて成形し、かつフレ−ク上
側を冷却する。このような効果は高真空度の場合にはな
い。本発明の実施に際しても高真空度でフレークを製造
した場合、フレークの形状が捻じれたり、一部が極端に
厚くなり磁気特性は真空度の低いものより悪くなる。又
、不活性ガスの種類によってもノズル底部の冷却による
温度低下に差が生じる。この場合はArよりHeガスが
望ましい。これは同一真空度においてもガス密度に差が
在るからである。上述したガス流による溶湯の成形効果
、フレーク上側の冷却効果はArガスの方が優れている
。このようにガスの効果を考慮した適当な真空度と雰囲
気ガスの種類の選択が必要で、従来法によってNd系の
材料を最適な結晶粒径で歩留りよく製造することは不可
能である。■In the conventional method, there are examples in which the atmospheric gas in the room is an inert gas and the degree of vacuum is about 1 to 3 nmHg, but Nd-based materials easily react with other substances, and in particular, the influence of oxygen gas is large on the magnetic field. It is. Therefore, the conditions of high vacuum under an inert gas have the advantage that oxidation by oxygen is reduced, and heat conduction is less inhibited by the gas film between the roll surface and the flakes. However, the action of the gas that accompanies the rotation of the rolls is to press and mold the molten metal from above and from the left and right at a maximum of two lengths where the molten metal solidifies, and to cool the upper side of the flakes. Such an effect does not exist in the case of high vacuum. When the flakes are manufactured under a high degree of vacuum when carrying out the present invention, the shape of the flakes may be distorted, some portions may become extremely thick, and the magnetic properties will be worse than those produced under a low degree of vacuum. Furthermore, the temperature drop due to cooling of the nozzle bottom varies depending on the type of inert gas. In this case, He gas is more preferable than Ar. This is because there is a difference in gas density even at the same degree of vacuum. Ar gas is superior in the effect of forming the molten metal and the effect of cooling the upper side of the flakes by the gas flow described above. As described above, it is necessary to select an appropriate degree of vacuum and the type of atmospheric gas in consideration of the effects of the gas, and it is impossible to manufacture Nd-based materials with an optimum crystal grain size and a high yield using conventional methods.
本発明は上記の問題点に迄み、Nd系永久磁石フレーク
を急冷法で製造するに当たり、厚みの変動が小さく、且
つ磁気特性の優れたフレークを歩留りよく製造する方法
を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing Nd-based permanent magnet flakes by a rapid cooling method, with a high yield of flakes with small variations in thickness and excellent magnetic properties. do.
(課題を解決するための手段〕 本発明の要旨とするところは、下記のとおりである。(Means for solving problems) The gist of the present invention is as follows.
溶湯供給容器からノズルを介して溶湯を回転する冷却用
ロールに噴射し、溶湯を適正に冷却固化することにより
Nd系永久磁石フレークを製造する方法において、
■溶湯の噴出速度を制御する差圧が、初期差圧が0.3
〜0.5 kg/ci、中期差圧が0.05〜0.2k
gZc本中期差圧が前記差圧に到達後、連続的に差圧を
0.2〜0.4 kg / cfに上昇させる3段階差
圧制御方式であること、
■溶湯の噴出角度がロールの垂線に対して2〜10度で
あり、噴出された溶湯がロールと接触する距離がロール
の中心から回転方向側に0〜12mm・の範囲であり、
ロール表置とノズル間のギャップが8〜30mmである
こと、
■ロール表面のフレークの移動速度が20〜30m/s
ecであり、噴出の体積速度とロール回転速度の比で表
せば0.06〜0.10の範囲であること、
■噴出前の室内の真空度が100〜450mmHgであ
り、雰囲気ガスがArとHeの混合ガスでその混合比が
Ar(50〜70%):He (30〜50%)である
こと、
を特徴とする永久磁石フレークの製造方法。In the method of manufacturing Nd-based permanent magnet flakes by injecting molten metal from a molten metal supply container to a rotating cooling roll through a nozzle and appropriately cooling and solidifying the molten metal, , the initial differential pressure is 0.3
~0.5 kg/ci, medium-term differential pressure 0.05~0.2k
gZc After the main medium-term differential pressure reaches the above differential pressure, the differential pressure is continuously increased to 0.2 to 0.4 kg/cf using a three-stage differential pressure control method. The angle is 2 to 10 degrees with respect to the perpendicular, and the distance at which the ejected molten metal contacts the roll is in the range of 0 to 12 mm from the center of the roll in the rotation direction,
The gap between the roll surface and the nozzle is 8 to 30 mm, ■ The moving speed of flakes on the roll surface is 20 to 30 m/s.
ec, and the ratio of the volume velocity of the jet to the rotational speed of the rolls must be in the range of 0.06 to 0.10; ■The degree of vacuum in the room before the jet is 100 to 450 mmHg, and the atmospheric gas is Ar and A method for producing permanent magnet flakes, characterized in that a mixed gas of He has a mixing ratio of Ar (50 to 70%):He (30 to 50%).
以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained in detail using the drawings.
■第1図は本発明による差圧の制御方法を示す。(2) Fig. 1 shows a method of controlling differential pressure according to the present invention.
本発明は等速度噴出を目的として以下の手段を採用した
。The present invention employs the following means for the purpose of uniform jetting.
即ち、初期にノズル閉塞防止のため高い差圧をかけて溶
湯を噴出させ、その後急激な溶湯の噴出を抑えるため一
旦差圧を所定圧迄下げ(これを中期差圧という)、所定
圧に到達後液面高さの持つ位置エネルギーの減少分、雰
囲気ガスによるノズル縮流分だけ差圧を増大させる、等
速度噴出を実現する3段階差圧制御法である。In other words, a high differential pressure is initially applied to prevent the nozzle from clogging and the molten metal is spouted out, and then the differential pressure is temporarily lowered to a predetermined pressure (this is called the mid-term differential pressure) in order to suppress the sudden spouting of the molten metal, and the predetermined pressure is reached. This is a three-stage differential pressure control method that realizes uniform jetting by increasing the differential pressure by the decrease in potential energy of the rear liquid level height and the nozzle contraction caused by the atmospheric gas.
初期差圧は溶湯をノズルから噴出させる際、閉塞防止の
ため通常の差圧より高く設定する。上限の0.5kg/
aflはこれを超えた差圧であると溶湯の噴出量が増大
しロール上で跳ね飛び良好なフレークの製造ができない
。下限の0.3 kg / ci未溝の差圧になるとノ
ズルの一部が閉塞したり、噴出量が少なくなる確率が大
きくなる。従って、ノズル閉塞がなく良好な噴出速度が
得られる初期差圧の範囲は0.3〜0.5kg/c−f
lTである。The initial differential pressure is set higher than the normal differential pressure to prevent blockage when ejecting molten metal from the nozzle. Upper limit of 0.5kg/
If the differential pressure exceeds afl, the amount of molten metal ejected will increase, making it impossible to produce flakes with good quality by splashing on the roll. When the differential pressure reaches the lower limit of 0.3 kg/ci without a groove, there is a high probability that a part of the nozzle will become clogged or that the amount of ejection will decrease. Therefore, the range of initial differential pressure that can obtain a good jetting speed without clogging the nozzle is 0.3 to 0.5 kg/c-f.
It is IT.
初期差圧により一旦噴出させると、この差圧では噴出速
度が大きく、フレークは厚くなり、良い磁気特性のもの
が得られない。よって、出来るだけ短時間(数秒)で中
期差圧迄下げ適正な厚みのフレークを得る。この数秒間
では鋳込んだ溶湯の液面高さによる圧力が十分あり0.
2kg/c11T超では噴出速度大でフレークはまだ厚
く、0.05 kg/cIl1未満では小で薄くなる。Once ejected due to the initial pressure difference, the ejection speed is high and the flakes become thick, making it impossible to obtain good magnetic properties. Therefore, the medium-term differential pressure is lowered in as short a time as possible (several seconds) to obtain flakes with an appropriate thickness. During these few seconds, there is enough pressure due to the height of the molten metal to reach 0.
At over 2 kg/c11T, the ejection speed is high and the flakes are still thick, and at less than 0.05 kg/c11, the flakes become small and thin.
中期差圧の適正範囲は0、05〜0.2 kg/c+f
である。The appropriate range of medium-term differential pressure is 0.05 to 0.2 kg/c+f
It is.
後期差圧は等速度噴出を目的として、液面高さの減少分
、即ちトリチェリ効果及びノズル温度低下による縮流分
を補償するため、連続的に差圧を上昇させる。一定厚み
を得る条件としての最適範囲は0.2〜0.4 kg/
cfflである。For the purpose of uniform jetting, the differential pressure in the latter stage is continuously increased to compensate for the decrease in the liquid level, that is, the Torricelli effect and the contracted flow due to the drop in nozzle temperature. The optimum range for obtaining a constant thickness is 0.2 to 0.4 kg/
cffl.
第2図はNd系永久磁石の溶湯を鋳込んだときの従来法
の差圧(圧力)を示す。第3図は従来法と本発明による
噴出時間と噴出量の比較である。従来法においては後半
トリチェリ効果およびノズルの温度低下による縮流によ
るシナジー効果により噴出量が低下する。FIG. 2 shows the differential pressure (pressure) of the conventional method when molten Nd-based permanent magnet is cast. FIG. 3 is a comparison of ejection time and ejection amount between the conventional method and the present invention. In the conventional method, the jetting amount decreases due to the synergistic effect of the late Torricelli effect and the contraction of flow due to the decrease in nozzle temperature.
本発明の3段階差圧制御方式においては時間に直線的、
即ち等速度噴出が実現されており、フレークは一定の厚
みと幅の形状を持っている。第4図はフレーク厚みと磁
気特性の関係を示すものである。ある範囲の厚みのフレ
ークが最高磁気特性を示している。本発明はこの最適範
囲のフレークの厚みを3段階差圧制御方式を中心に種々
の条件の組合せで製造することができる。In the three-stage differential pressure control system of the present invention, linear in time,
That is, uniform ejection is achieved, and the flakes have a shape with a constant thickness and width. FIG. 4 shows the relationship between flake thickness and magnetic properties. Flakes with a certain range of thickness exhibit the best magnetic properties. The present invention can produce flakes with a thickness within this optimum range by combining various conditions mainly using a three-stage differential pressure control method.
■溶湯を円滑にノズルより噴出させ形状の良好なフレー
クを製造するためにはノズルをロール表面に対し垂直に
噴出するよりロールの垂線に対し2〜10度の角度(以
後、傾斜ノズル)で噴出した方がパドルの乱れが少なく
、アスペクト比(フレークの幅と厚みの比)が安定なフ
レークを得ることができる。■In order to smoothly eject molten metal from the nozzle and produce well-shaped flakes, the nozzle should be ejected at an angle of 2 to 10 degrees to the perpendicular to the roll (hereinafter referred to as an inclined nozzle) rather than perpendicular to the roll surface. This will result in fewer paddle disturbances and flakes with a stable aspect ratio (ratio of flake width to thickness).
垂直に噴出した場合噴出の運動エネルギーがある一定以
上にならないとパドルは形成されない。If ejected vertically, a paddle will not form unless the kinetic energy of the ejected water exceeds a certain level.
パドルが形成されない弱い運動エネルギーでは溶湯はロ
ールに跳ね飛ばされて適正な冷却を受けることが出来な
くなり、即ち緩冷却となり、結晶粒径が肥大し磁気特性
が低下する。垂直ノズルの場合、ロール回転に伴うガス
流とノズル底部が直接接触するため温度低下が大きく噴
出量を一定に制御できない欠点がある。With weak kinetic energy that does not result in the formation of puddles, the molten metal is splashed by the rolls and cannot be cooled properly; that is, it is slowly cooled, the crystal grain size increases, and the magnetic properties deteriorate. In the case of a vertical nozzle, the bottom of the nozzle comes into direct contact with the gas flow caused by the rotation of the rolls, so there is a drawback that the temperature decreases significantly and the amount of ejection cannot be controlled at a constant level.
本発明に従った傾斜ノズルの場合ノズル底部はガス流と
直接接触しないので温度低下は少ない。In the case of the inclined nozzle according to the invention, the bottom of the nozzle is not in direct contact with the gas flow, so that the temperature drop is small.
傾斜角度が垂直に近い2度未満の場合はまだガス流の影
響を受ける。lO度超の場合は噴出に対する問題は全く
ないが溶湯がロール表面と接触する位置、即ちロール中
心からの距離が長くなり、その距離だけ接触時間が短く
なりフレークは適正に冷却を受ける事ができず磁気特性
は悪くなる。従って傾斜角度は2〜lO度が最適範囲で
ある。If the angle of inclination is less than 2 degrees, which is close to vertical, it will still be affected by the gas flow. If the temperature exceeds 10 degrees, there is no problem with spouting, but the position where the molten metal contacts the roll surface, that is, the distance from the center of the roll, becomes longer, and the contact time becomes shorter by that distance, making it impossible for the flakes to cool properly. However, the magnetic properties deteriorate. Therefore, the optimum range of the inclination angle is 2 to 10 degrees.
第5図(a)、[有])に垂直ノズルと傾斜ノズルを示
す。FIG. 5(a) shows a vertical nozzle and an inclined nozzle.
第1表に垂直ノズルと傾斜ノズルの同一条件における噴
出速度の比較を示す。これから統計的な検定を必要とす
るまでもなく傾斜ノズルの方が平均値およびバラツキの
程度が良好である。又、二次的効果としてノズルを傾斜
させると運動エネルギーがある一定以下で、パドルが形
成されなくとも溶湯は円滑にロールに沿って流れ、凸凹
や傷の少ない良好な形状のフレークを製造することがで
きる。従って、傾斜ノズルは溶湯をロールに沿って円滑
に流出させる効果があり良好な形状で、且つ適正な冷却
を受けたフレークの製造が常時可能となった。Table 1 shows a comparison of the ejection speeds of the vertical nozzle and the inclined nozzle under the same conditions. From now on, there is no need for statistical testing, and the inclined nozzle has better average values and degree of dispersion. Additionally, as a secondary effect, when the nozzle is tilted, when the kinetic energy is below a certain level, the molten metal flows smoothly along the roll even if no puddles are formed, producing flakes with a good shape with few irregularities and scratches. Can be done. Therefore, the inclined nozzle has the effect of causing the molten metal to flow out smoothly along the roll, making it possible to constantly produce flakes that have a good shape and are properly cooled.
又噴出された溶湯がロール表面と接触する位置はロール
中心からO〜12IIIfflの範囲とする。これより
も接触距離が遠く離れるとロールからの冷却ゾーンが短
くなり適正冷却が行われない。第2表に溶湯のロール中
心からの接触距離の違いによる磁気特性の比較を示す、
ノズルとロール表面間のギャップが小さい場合、噴出初
期は特に高い差圧をかけるのでロール表面より飛散した
溶湯がノズル加熱器に付着し、この付着物が凝固して、
以後のフレーク製造を阻害する。このため、ギャップは
最低8M以上必要とする。この初期付着を防止するため
ギャップをさらに大きくすれば安全であるが30Mを超
えると噴出流がロール接触際で清流となりやすく、この
ため製造されたフレーク内に空孔が発生したり、厚みの
不均一な物が多くなる。従って、ギャップは8 mm以
上30mm以下とする。Further, the position where the spouted molten metal contacts the roll surface is in the range of 0 to 12IIIffl from the center of the roll. If the contact distance is greater than this, the cooling zone from the roll will become shorter and proper cooling will not occur. Table 2 shows a comparison of magnetic properties depending on the contact distance of the molten metal from the center of the roll.
When the gap between the nozzle and the roll surface is small, a particularly high differential pressure is applied at the beginning of jetting, so the molten metal scattered from the roll surface adheres to the nozzle heater, and this deposit solidifies.
This inhibits subsequent flake production. Therefore, the gap must be at least 8M or more. It is safe to make the gap larger to prevent this initial adhesion, but if the gap exceeds 30M, the ejected flow tends to become clear when it comes into contact with the rolls, which may cause pores in the manufactured flakes or uneven thickness. There will be more uniform items. Therefore, the gap should be 8 mm or more and 30 mm or less.
■第6図にロール回転速度と、一定な噴出速度における
フレークの厚みとの関係を示す。この図からロールの回
転数によってフレークの厚みを制御することが可能であ
ることが分る。第7図はロール回転速度と磁気特性の関
係の一例である。低速回転の場合アンダークエンチとな
り磁気特性は良くない。高速回転の場合はアモルファス
状になり、熱処理をしないと磁気特性は回復しない。当
然噴出量に影響を与えるノズル孔径や差圧が異なれば噴
出量が違いロール回転速度を合致させねばならない、噴
出の体積速度とロール回転速度の比が0.06〜0,1
0の範囲は熱処理工程が不要である。(2) Figure 6 shows the relationship between roll rotation speed and flake thickness at a constant ejection speed. This figure shows that it is possible to control the thickness of the flakes by changing the number of rotations of the rolls. FIG. 7 is an example of the relationship between roll rotation speed and magnetic properties. When rotating at low speed, underquench occurs and the magnetic properties are not good. In the case of high-speed rotation, it becomes amorphous, and its magnetic properties will not be restored unless it is heat treated. Naturally, if the nozzle hole diameter and differential pressure, which affect the amount of ejection, differ, the amount of ejection will vary and the roll rotation speed must be matched.
In the range of 0, no heat treatment step is required.
ロール回転速度で表せば20〜30 m/secの範囲
で最適な磁気特性のフレークが製造される。Flakes with optimal magnetic properties are produced within the range of 20 to 30 m/sec in terms of roll rotational speed.
■第8図は雰囲気ガスの種類によるノズル底面の温度低
下の関係である。これからノズル底部の冷却による温度
低下に差が生じる。この場合はArよりIleガスが望
ましい。第9図は真空度と磁気特性の関係である。真空
度100〜450mmHgの範囲で、ロール回転に同伴
したガス流による溶湯の成形、フレーク上側の冷却効果
はArガスの方が優れている。このようにガスの効果を
考慮した適当な真空度と雰囲気ガスの種類の選択が必要
である。(2) Figure 8 shows the relationship between the temperature drop at the bottom of the nozzle and the type of atmospheric gas. This causes a difference in the temperature drop due to cooling of the nozzle bottom. In this case, Ile gas is more desirable than Ar. FIG. 9 shows the relationship between the degree of vacuum and magnetic properties. In a vacuum range of 100 to 450 mmHg, Ar gas is superior in forming the molten metal and cooling the upper side of the flakes by the gas flow accompanying the rotation of the rolls. As described above, it is necessary to select an appropriate degree of vacuum and the type of atmospheric gas in consideration of the effects of the gas.
本発明はArとIleガスの長所を考慮して混合し真空
度と磁気特性の関係を求めた。その結果を第10図に示
す。一種類の単独ガスより有利な点を列挙すればロール
とフレークの境膜による熱伝導の阻害がArガス単独に
比べて改善された。即ち、ロールとフレークの境膜によ
る熱伝導は計はlleの約1710である。ガス流によ
る溶湯の成形、フレーク上側の冷却効果はHeガス単独
に比べて改善された。In the present invention, Ar and He gases are mixed in consideration of their advantages, and the relationship between the degree of vacuum and the magnetic properties is determined. The results are shown in FIG. One of the advantages over using one type of gas alone is that the inhibition of heat conduction by the film between the roll and the flakes is improved compared to using Ar gas alone. That is, the total heat conduction due to the film between the roll and the flake is about 1710 lle. The shaping of the molten metal by the gas flow and the cooling effect on the upper side of the flakes were improved compared to He gas alone.
第3表に本発明に従った製造条件と、これと略同−条件
の従来法による製造条件の比較を示す。Table 3 shows a comparison between the production conditions according to the present invention and the production conditions according to the conventional method, which are substantially the same.
第4表は本発明に従った製造条件と従来法の製造条件で
製造したフレークの磁気特性の比較を示す。Table 4 shows a comparison of the magnetic properties of flakes produced under production conditions according to the present invention and conventional production conditions.
第4表から本発明の製造条件が従来法に比べて優位性が
あることがわかる。It can be seen from Table 4 that the manufacturing conditions of the present invention are superior to the conventional method.
急冷法は液体状態にある物質を高速回転しているロール
上に吹きつけ急速に固化させ、非晶質もしくは、それに
近い結晶質の物質を得るものである。ロール上に生じる
パドルから固化するまでいかに安定させることができる
かが重要である。このパドルの形状や大きさがフレーク
形状(厚みと幅)をきめる。フレーク形状とその組成が
磁気特性の善し悪しを決定する要因となる。従って、そ
の組成の結晶構造物と結晶粒径の大きさが磁気特性の良
否の要因となる。磁石材以外の急冷材はフレーク内に結
晶粒のない完全なアモルファスを作ることを目的にして
いる。磁石材料はアモルファスもしくはアモルファスに
近い微細な結晶構造のフレークを製造すると最適な結晶
粒径を得るために熱処理工程を必要とする。熱処理の効
果はこの微細な結晶を適正な結晶粒径に成長させるが、
急冷時すでに最適な結晶を持つフレークの磁気特性を減
少させる反作用もある。特に固有保持力の減少が顕著で
ある。急冷して製造したフレークを選別したものと、同
じフレークを熱処理したものを比較すると選別した方の
磁気特性が良好である。In the quenching method, a substance in a liquid state is sprayed onto rolls rotating at high speed and rapidly solidified to obtain an amorphous or nearly crystalline substance. What is important is how stable the puddles formed on the rolls can be until solidification. The shape and size of this paddle determines the flake shape (thickness and width). The flake shape and its composition are factors that determine the quality of magnetic properties. Therefore, the crystal structure of the composition and the size of the crystal grain size are factors in determining the quality of the magnetic properties. The purpose of quenching materials other than magnet materials is to create completely amorphous particles without crystal grains within the flakes. When magnet materials are produced into flakes with an amorphous or nearly amorphous fine crystal structure, a heat treatment process is required to obtain the optimum crystal grain size. The effect of heat treatment is to grow these fine crystals to an appropriate grain size, but
There are also reactions that reduce the magnetic properties of the flakes, which already have optimal crystallization during quenching. In particular, the decrease in intrinsic coercive force is remarkable. Comparing the sorted flakes produced by rapid cooling and the same flakes heat-treated, the sorted ones have better magnetic properties.
本発明者らは溶湯を等速噴出させる噴出条件や溶湯冷却
用のロール材質、ロールの表面粗度、ロール回転数、ノ
ズルとロール表面間のギャップ、ノズルの傾斜角度、室
内の雰囲気ガス等の諸条件をコントロールすることによ
って、高性能な永久磁石フレークを熱処理工程なしで製
造できる方法を完成させた。製造したフレークを熱処理
しないですむならば、その組成における最適な磁気特性
を得ることができる。又熱処理設備が不用であるため経
済性、省力化で優位となりコスト低減に寄与する。The present inventors investigated the jetting conditions for spouting the molten metal at a uniform speed, the material of the roll for cooling the molten metal, the surface roughness of the roll, the number of rotations of the roll, the gap between the nozzle and the roll surface, the inclination angle of the nozzle, the atmospheric gas in the room, etc. By controlling various conditions, we have completed a method for producing high-performance permanent magnet flakes without a heat treatment process. Optimum magnetic properties for the composition can be obtained if the produced flakes do not need to be heat treated. Also, since no heat treatment equipment is required, it is economical and labor-saving, contributing to cost reduction.
第1図は本発明の3段階差圧制御方式の一例を示す図、
第2図は従来法による差圧方式を示す図、第3図は噴出
時間と噴出量の関係を従来法と本発明の3段階差圧制御
方式との比較で示す図、第4図はフレーク厚みと磁気特
性の関係を示す図、第5図は従来法における垂直ノズル
(a)と本発明による傾斜ノズル(b)を比較して示す
図、第6図はロール回転速度とフレーク厚みの関係を示
す図、第7図はロール回転速度と磁気特性の関係を示す
図、第8図は雰囲気ガスの種類によるノズル底面の温度
低下の関係を示す図、第9図は室内の真空度と磁気特性
の関係を示す図、第10図は室内の雰囲気をArとll
eの混合ガスにおける磁気特性との関係を示す図である
。FIG. 1 is a diagram showing an example of the three-stage differential pressure control method of the present invention;
Fig. 2 is a diagram showing a conventional differential pressure control method, Fig. 3 is a diagram showing the relationship between ejection time and ejection amount by comparing the conventional method and the three-stage differential pressure control method of the present invention, and Fig. 4 is a diagram showing a flake control method. A diagram showing the relationship between thickness and magnetic properties. Figure 5 is a diagram comparing a conventional vertical nozzle (a) and an inclined nozzle (b) according to the present invention. Figure 6 is a diagram showing the relationship between roll rotation speed and flake thickness. Figure 7 is a diagram showing the relationship between roll rotation speed and magnetic properties, Figure 8 is a diagram showing the relationship between the temperature drop at the bottom of the nozzle depending on the type of atmospheric gas, and Figure 9 is a diagram showing the relationship between indoor vacuum and magnetic properties. A diagram showing the relationship between the characteristics, Figure 10, shows the indoor atmosphere between Ar and ll.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between e and magnetic properties in a mixed gas.
Claims (1)
ロールに噴射し、溶湯を適正に冷却固化することにより
Nd系永久磁石フレークを製造する方法において、 (1)溶湯の噴出速度を制御する差圧が、初期差圧が0
.3〜0.5kg/cm^2、中期差圧が0.05〜0
.2kg/cm^2、中期差圧が前記差圧に到達後、連
続的に差圧を0.2〜0.4kg/cm^2に上昇させ
る3段階差圧制御方式であること、 (2)溶湯の噴出角度がロールの垂線に対して2〜10
度であり、噴出された溶湯がロールと接触する距離がロ
ールの中心から回転方向側に0〜12mmの範囲であり
、ロール表面とノズル間のギャップが8〜30mmであ
ること、 (3)ロール表面のフレークの移動速度が20〜30m
/secであり、噴出の体積速度とロール回転速度の比
で表せば0.06〜0.10の範囲であること、 (4)噴出前の室内の真空度が100〜450mmHg
であり、雰囲気ガスがArとHeの混合ガスでその混合
比がAr(50〜70%):He(30〜50%)であ
ること、 を特徴とする永久磁石フレークの製造方法。[Claims] A method for producing Nd-based permanent magnet flakes by spraying the molten metal from a molten metal supply container through a nozzle onto a rotating cooling roll and appropriately cooling and solidifying the molten metal, comprising: The differential pressure that controls the jetting speed is 0 when the initial differential pressure is 0.
.. 3-0.5kg/cm^2, medium-term differential pressure 0.05-0
.. 2 kg/cm^2, and after the medium-term differential pressure reaches the above differential pressure, it is a three-stage differential pressure control method that continuously increases the differential pressure to 0.2 to 0.4 kg/cm^2, (2) The ejection angle of the molten metal is 2 to 10 with respect to the perpendicular to the roll.
(3) The distance that the ejected molten metal contacts the roll is in the range of 0 to 12 mm from the center of the roll in the direction of rotation, and the gap between the roll surface and the nozzle is 8 to 30 mm. (3) Roll Movement speed of surface flakes is 20-30m
/sec, and the ratio of the volume velocity of the jet to the rotational speed of the roll should be in the range of 0.06 to 0.10, (4) The degree of vacuum in the room before the jet is 100 to 450 mmHg.
A method for producing permanent magnet flakes, characterized in that the atmospheric gas is a mixed gas of Ar and He, and the mixing ratio is Ar (50-70%):He (30-50%).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63176375A JPH0271505A (en) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | Manufacture of permanent magnet flake |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63176375A JPH0271505A (en) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | Manufacture of permanent magnet flake |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0271505A true JPH0271505A (en) | 1990-03-12 |
Family
ID=16012530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63176375A Pending JPH0271505A (en) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | Manufacture of permanent magnet flake |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0271505A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5209789A (en) * | 1991-08-29 | 1993-05-11 | Tdk Corporation | Permanent magnet material and method for making |
-
1988
- 1988-07-15 JP JP63176375A patent/JPH0271505A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5209789A (en) * | 1991-08-29 | 1993-05-11 | Tdk Corporation | Permanent magnet material and method for making |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2255833C1 (en) | Method for producing quickly crystallized alloy for magnet | |
| US4069045A (en) | Metal powder suited for powder metallurgical purposes, and a process for manufacturing the metal powder | |
| US5993939A (en) | Method for preparing permanent magnet material, chill roll, permanent magnet material, and permanent magnet material powder | |
| JP3502107B2 (en) | Manufacturing method of permanent magnet material | |
| CA2358909C (en) | Metal-flake manufacturing apparatus | |
| US4063942A (en) | Metal flake product suited for the production of metal powder for powder metallurgical purposes, and a process for manufacturing the product | |
| US4282921A (en) | Method for melt puddle control and quench rate improvement in melt-spinning of metallic ribbons | |
| KR20010024728A (en) | Method and device for producing fine powder by atomizing molten materials with gases | |
| US4262734A (en) | Apparatus for melt puddle control and quench rate improvement in melt-spinning of metallic ribbons | |
| US4242069A (en) | Apparatus for producing flake | |
| JPH0523800A (en) | Method and apparatus for producing rapidly solidified alloy ribbon | |
| US5063988A (en) | Method and apparatus for strip casting | |
| JP3025693B2 (en) | Manufacturing method of permanent magnet material | |
| US12033794B2 (en) | Methods and systems for producing magnetic material | |
| JPS6082604A (en) | Manufacture of amorphous metallic granular powder | |
| GB2148764A (en) | Method and apparatus for casting a continuous strip | |
| JP2014087812A (en) | Method of manufacturing rare earth magnet alloy ribbon | |
| JPH06623A (en) | Atomized forming method | |
| JPH0615099B2 (en) | Amorphous metal ribbon manufacturing method | |
| JPS58218359A (en) | Production of thin metallic plate | |
| JPS60145252A (en) | Direct production of steel plate | |
| JPS6038224B2 (en) | Method and apparatus for producing wide thin strips directly from molten metal | |
| CN115582548A (en) | Method for producing alloy powder | |
| JPS63188920A (en) | Method for manufacturing ferromagnetic sputtering target | |
| JPH0636973B2 (en) | Method and apparatus for manufacturing quenched metal ribbon |