JPH11309549A - 磁石材料の製造方法、磁石材料およびボンド磁石 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高い磁気特性が得られる磁石材料の製造方法、
磁石材料およびボンド磁石を提供すること。 【解決手段】急冷薄帯製造装置１は、筒体２と、加熱用
のコイル４と、筒体２に対し回転する冷却ロール５とを
備えている。筒体２の下端には、磁石材料の溶湯６を射
出するノズル３が形成されている。雰囲気ガス中で、溶
湯６をノズル３から射出し、回転する冷却ロール５の周
面５３に衝突させ、冷却固化して、急冷薄帯８を製造す
る。この場合、冷却ロール５の周面５３を構成する金属
材料は、該金属材料の水平表面上に溶湯６の液滴を置
き、凝固させたとき、その凝固物の前記水平表面とのな
す接触角が７０〜１７０°となるような濡れ性を有して
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁石材料の製造方
法、磁石材料およびボンド磁石に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】磁石材料として、希土類元素を含む合金
で構成される希土類磁石材料は、高い磁気特性を有する
ため、モータ等に用いられた場合に、高性能を発揮す
る。

【０００３】このような磁石材料は、例えば急冷薄帯製
造装置を用いた急冷法により製造される。この製造方法
は、次の通りである。

【０００４】所定の合金組成の磁石材料（以下「合金」
と言う）を溶融し、その溶湯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周面に衝突させ、
該周面と接触させることにより合金を急冷、凝固し、薄
帯状（リボン状）の合金を連続的に形成する。この薄帯
状の合金は、急冷薄帯と呼ばれる。

【０００５】ところで、ノズルから射出された溶湯は、
冷却ロールの周面に衝突して、まずパドル（湯溜り）を
形成し、その後冷却されて凝固するが、その冷却速度が
遅いと、結晶粒が粗大化し、磁気特性が低下する。

【０００６】そのため、冷却ロールの周面を構成する金
属材料としては、熱伝導性に優れる材料が選択されてい
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
冷却ロールの周面に熱伝導性に優れた金属材料を用いた
場合でも、磁気特性が低い場合があるという問題が生じ
ている。

【０００８】本発明の目的は、高い磁気特性が得られる
磁石材料の製造方法、磁石材料およびボンド磁石を提供
することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】急冷薄帯の体積流量Ｑ
（単位時間当たりに製造される急冷薄帯の体積＝単位時
間当たりに射出される溶湯の体積）は、急冷薄帯の幅
ｗ、厚さｔ、冷却ロールの周速度Ｖとしたとき、下記式
（Ｉ）で表わされる。

【００１０】Ｑ＝ｗ×ｔ×Ｖ ・・・（Ｉ） 一方、冷却ロールの周面の溶湯に対する濡れ性（以下単
に「ロール周面の濡れ性」と言う）が良好であると、パ
ドルが冷却ロールの周面上でより広い面積に広がろうと
するので、急冷薄帯の幅ｗは大きくなり、逆に、ロール
周面の濡れ性が悪いと、急冷薄帯の幅ｗは小さくなる。

【００１１】従って、冷却ロールの周速度Ｖおよび急冷
薄帯の体積流量Ｑを一定として急冷薄帯を製造した場
合、上記式（Ｉ）から、ロール周面の濡れ性が良いと、
幅ｗが大きく、厚さｔが小さい急冷薄帯が得られ、逆に
ロール周面の濡れ性が悪いと、幅ｗが小さく、厚さｔが
大きい急冷薄帯が得られこととなる。

【００１２】そして、急冷薄帯の厚さｔが小さいと、厚
さ方向の熱伝達が短時間でなされ、結晶粒の微細化にと
って有利であるが、急冷薄帯の厚さｔが大きいと、厚さ
方向の熱伝達性が悪く、特に急冷薄帯のロール面（冷却
ロールの周面と接触する側の面）とフリー面（冷却ロー
ルの周面と接触しない側の面）との冷却速度の差が大き
くなり、フリー面側において結晶粒が粗大化し易くな
る。

【００１３】このようなことから、本発明者は、ロール
周面の濡れ性に着目し、鋭意研究を行った結果、ロール
周面の濡れ性を所定の範囲とした冷却ロールを用いるこ
とにより、結晶粒の微細化が図れ、優れた磁気特性が得
られることを見出し、本発明に至った。

【００１４】すなわち、本発明は、下記（１）〜（13）
に示す通りである。

【００１５】（１） 磁石材料の溶湯をノズルから射出
し、前記ノズルに対し回転している冷却ロールの周面に
衝突させ、冷却固化して、薄帯状の磁石材料を製造する
磁石材料の製造方法であって、前記冷却ロールの周面を
構成する金属材料は、該金属材料の水平表面上に前記溶
湯の液滴を置き、凝固させたとき、その凝固物の前記水
平表面とのなす接触角が７０〜１７０°となるものであ
ることを特徴とする磁石材料の製造方法。

【００１６】（２） 雰囲気ガス中で磁石材料の溶湯を
ノズルから射出し、前記ノズルに対し回転している冷却
ロールの周面に衝突させ、冷却固化して、薄帯状の磁石
材料を製造する磁石材料の製造方法であって、前記冷却
ロールの周面を構成する金属材料は、前記雰囲気ガスと
同種および同圧の気体中で前記金属材料の水平表面上に
前記溶湯の液滴を置き、凝固させたとき、その凝固物の
前記水平表面とのなす接触角が７０〜１７０°となるも
のであることを特徴とする磁石材料の製造方法。

【００１７】（３） 前記冷却ロールの周速度が、１〜
６０ｍ／秒である上記（１）または（２）に記載の磁石
材料の製造方法。

【００１８】（４） 前記冷却ロールの回転に伴う冷却
ロール周面の最大偏心量が、得られる薄帯状の磁石材料
の平均厚さの２倍以下である上記（１）ないし（３）の
いずれかに記載の磁石材料の製造方法。

【００１９】（５） 前記雰囲気ガスは、不活性ガスで
ある上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の磁石材
料の製造方法。

【００２０】（６） 前記磁石材料は、Ｒ（ただし、Ｒ
は、Ｙを含む希土類元素のうちの少なくとも１種）を含
む合金である上記（１）ないし（５）のいずれかに記載
の磁石材料の製造方法。

【００２１】（７） 前記磁石材料は、Ｒ（ただし、Ｒ
は、Ｙを含む希土類元素のうちの少なくとも１種）とＴ
Ｍ（ただし、ＴＭは、遷移金属のうちの少なくとも１
種）とＢを含む合金である上記（１）ないし（５）のい
ずれかに記載の磁石材料の製造方法。

【００２２】（８） 上記（１）ないし（７）のいずれ
かに記載の磁石材料の製造方法により製造されたことを
特徴とする薄帯状の磁石材料。

【００２３】（９） 上記（８）に記載の磁石材料を粉
砕して粉末状としたことを特徴とする粉末状の磁石材
料。

【００２４】（10） 上記（９）に記載の粉末状の磁石
材料を結合樹脂で結合してなることを特徴とするボンド
磁石。

【００２５】（11） 前記粉末状の磁石材料の含有量が
８２〜９９．５wt％である上記（10）に記載のボンド磁
石。

【００２６】（12） 保磁力iHc が０．３５MA/m以上で
ある上記（10）または（11）に記載のボンド磁石。

【００２７】（13） 磁気エネルギー積(BH)max が５０
kJ/m^３ 以上である上記（10）ないし（12）のいずれか
に記載のボンド磁石。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の磁石材料の製造方
法、磁石材料およびボンド磁石について、添付図面を参
照しつつ詳細に説明する。

【００２９】図１は、本発明の磁石材料を単ロール法に
より製造する装置（急冷薄帯製造装置）の構成例を示す
斜視図、図２は、図１に示す装置における溶湯の冷却ロ
ールへの衝突部位付近の状態を示す断面側面図である。

【００３０】図１に示すように、急冷薄帯製造装置１
は、磁石材料を収納し得る筒体２と、該筒体２に対し図
中矢印Ａ方向に回転する冷却ロール５とを備えている。
筒体２の下端には、磁石材料の溶湯を射出するノズル
（オリフィス）３が形成されている。

【００３１】また、筒体２のノズル３近傍の外周には、
加熱用のコイル４が配置され、このコイル４に例えば高
周波を印加することにより、筒体２内を加熱（誘導加
熱）し、筒体２内の磁石材料を溶融状態にする。

【００３２】冷却ロール５は、基部５１と、冷却ロール
５の周面５３を形成する表面層５２とで構成されてい
る。

【００３３】基部５１の構成材料は、表面層５２と同じ
材質で一体構成されていてもよく、また、表面層５２と
は異なる材質で構成されていてもよい。

【００３４】基部５１の構成材料は、特に限定されない
が、表面層５２の熱をより速く放散できるように、例え
ば銅または銅系合金のような熱伝導率の高い金属材料で
構成されているのが好ましい。

【００３５】また、表面層５２は、以下に述べるような
金属材料で構成されているのが好ましい。

【００３６】このような急冷薄帯製造装置１は、チャン
バー（図示せず）内に設置され、該チャンバー内に、好
ましくは不活性ガスやその他の雰囲気ガスが充填された
状態で作動する。特に、急冷薄帯８の酸化を防止するた
めに、雰囲気ガスは、不活性ガスであるのが好ましい。

【００３７】不活性ガスとしては、例えばアルゴンガ
ス、ヘリウムガス、窒素ガス等が挙げられるが、特にヘ
リウムガスが好ましい。その理由は、雰囲気ガスとして
ヘリウムガスを用いると、急冷薄帯８のロール面８１に
ガス流の巻き込みによるディンプル、特に面積が２００
０μm^２以上の巨大ディンプル１３（図２中仮想線で示
す）が生じ難くなり、熱伝達性が向上して、より高い磁
気特性が得られるからである。

【００３８】急冷薄帯製造装置１では、筒体２内に磁石
材料を入れ、コイル４により加熱して溶融し、その溶湯
６をノズル３から射出すると、図２に示すように、溶湯
６は、冷却ロール５の周面５３に衝突し、パドル（湯溜
り）７を形成した後、回転する冷却ロール５の周面５３
に引きずられつつ急速に冷却されて凝固し、急冷薄帯８
が連続的または断続的に形成される。このようにして形
成された急冷薄帯８は、やがて、そのロール面８１が周
面５３から離れ、図１中の矢印Ｂ方向に進行する。な
お、図２中、溶湯の凝固界面７１を点線で示す。

【００３９】冷却ロール５の周速度Ｖは、合金溶湯の組
成、周面５３の溶湯６に対する濡れ性等によりその好適
な範囲が異なるが、通常、１〜６０ｍ／秒であるのが好
ましく、５〜４０ｍ／秒であるのがより好ましい。冷却
ロール５の周速度が遅すぎると、急冷薄帯８の体積流量
Ｑによっては、急冷薄帯８の厚さｔが厚くなり（前記式
（Ｉ）参照）、結晶粒径が増大し、逆に冷却ロール５の
周速度Ｖが速すぎると、非晶質となり、いずれの場合に
も、磁気特性が低下する。

【００４０】冷却ロール５の周面５３を構成する金属材
料、すなわち表面層５２を構成する金属材料（以下「ロ
ール周面材料」と言う）は、次のような溶湯６に対する
濡れ性（以下単に「濡れ性」と言う）を有するもので構
成されている。すなわち、図３に示すように、ロール周
面材料９で水平表面１０を形成し、該水平表面１０上に
溶湯６の液滴を置き、凝固させたとき、その凝固物１１
の水平表面１０とのなす接触角θが７０〜１７０°とな
るものである。この場合、接触角θは、８０〜１６５°
であるのが好ましく、９０〜１６０°であるのがより好
ましく、９５〜１５０°であるのがさらに好ましい。

【００４１】ここで、冷却ロール５の周面５３の濡れ性
を直接測定せず、それと同一材料（ロール周面材料）で
水平表面１０を形成し、該水平表面１０の濡れ性を測定
するのは、周面５３は湾曲凸面であるため、溶湯６の液
滴を一定の位置に止めて置くことができず、接触角の測
定が不可能または困難だからである。

【００４２】なお、接触角θの測定に際しては、急冷薄
帯の実際の製造に使用される冷却ロール５の周面５３の
濡れ性との対応関係をより正確に得るために、溶湯６の
液滴の凝固は、前記雰囲気ガスと同種および同圧の気体
中で行うのが好ましい。また、凝固物１１の体積は、
０．００５〜０．１cm^３ の範囲で測定するのが好まし
い。

【００４３】接触角θが上記範囲の上限値を超えると、
周面５３の濡れ性が悪く、急冷薄帯８の体積流量Ｑによ
っては、急冷薄帯８の厚さｔが厚くなる傾向となり、特
に急冷薄帯８のフリー面８２側における結晶粒が粗大化
し、磁気特性が低下する。なお、この場合でも、体積流
量Ｑを小さくすれば、厚さｔも薄くなり（前記式（Ｉ）
参照）、かかる欠点は解消または緩和されるが、生産性
の低下を招くので、好ましくない。

【００４４】また、接触角θが上記範囲の下限値未満で
あると、周面５３の濡れ性が良すぎるため、パドル７が
広がりすぎ、そのため、急冷薄帯８の形状、寸法（幅
ｗ、厚さｔ）が不安定となり、均一、均質な急冷薄帯８
が得られない（結晶粒の状態や磁気特性等にバラツキが
生じる）。

【００４５】なお、接触角θの測定に際し、溶湯６の液
滴が水平表面１０と接触する凝固界面付近では、凝固収
縮により、図４に示すような剥離（浮き上り）１２が生
じることがある。この場合には、剥離１２の生じた部分
を除外して接触角θを測定する。すなわち、剥離１２の
上端（頂点）を通る水平表面１０に平行な面１０’を基
準面として接触角θを測定する。

【００４６】ところで、急冷薄帯製造装置１において
は、冷却ロール５自体の寸法精度（真円度）や、冷却ロ
ール５の軸受けに対する取り付け精度等から、冷却ロー
ル５が回転するに際し、図５に示すように、若干の偏心
（軸振れ）が生じる。

【００４７】この偏心が大きいと、パドル７における溶
融合金の表面や凝固界面７１が振動し、得られた急冷薄
帯８の寸法（幅ｗ、厚さｔ）に変動が生じたり、急冷薄
帯８のロール面８１が冷却ロール５の周面５３と接触し
ている時間に変動が生じたりする。さらに、前記巨大デ
ィンプル１３の発生率も高まる。その結果、急冷薄帯８
の冷却速度等が変動し、磁気特性にバラツキが生じる。
そして、このような急冷薄帯８から得られた磁石粉末や
それを用いたボンド磁石も、磁気特性が低下する。

【００４８】このようなことを防止するために、本発明
では、冷却ロール５の回転に伴う冷却ロール５の周面５
３の最大偏心量ΔＲ（図５参照）を、得られる急冷薄帯
８の厚さ（平均値）ｔの２倍以下とするのが好ましく、
１．５倍以下とするのがより好ましく、１倍以下とする
のがさらに好ましい。これにより、得られた急冷薄帯８
の磁気特性をより均一にすることができる。そして、こ
れより製造されたボンド磁石の磁気特性を高めることが
できる。特に、本発明では、このような最大偏心量ΔＲ
を規定することと、前述した周面５３の濡れ性を規定す
ることとの相乗効果により、さらに優れた磁気特性を発
揮することができる。

【００４９】ここで、最大偏心量ΔＲの下限値は、特に
限定されないが、冷却ロール５の周面５３の加工精度の
限界や、冷却ロール５を支持する軸受けの精度の限界か
ら、０．１μm 程度とすることができる。

【００５０】なお、最大偏心量ΔＲは、例えば、レーザ
変位計、静電式変位計、精密ゲージ等の精密寸法測定機
器により測定することができる。

【００５１】本発明における磁石材料としては、Ｒ（た
だし、Ｒは、Ｙを含む希土類元素のうちの少なくとも１
種）を含む合金、特にＲ（ただし、Ｒは、Ｙを含む希土
類元素のうちの少なくとも１種）とＴＭ（ただし、ＴＭ
は、遷移金属のうちの少なくとも１種）とＢとを含む合
金のような希土類磁石材料が挙げられ、次の［１］〜
［４］の組成のものが好ましい。

【００５２】［１］ Ｓｍを主とする希土類元素と、Ｃ
ｏを主とする遷移金属とを基本成分とするもの（以下、
Ｓｍ−Ｃｏ系合金と言う）。

【００５３】［２］ Ｒ（ただし、ＲはＹを含む希土類
元素のうちの少なくとも１種）と、Ｆｅを主とする遷移
金属と、Ｂとを基本成分とするもの（以下、Ｒ−Ｆｅ−
Ｂ系合金と言う）。

【００５４】［３］ Ｓｍを主とする希土類元素と、Ｆ
ｅを主とする遷移金属と、Ｎを主とする格子間元素とを
基本成分とするもの（以下、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金と言
う）。 ［４］ Ｒ（ただし、ＲはＹを含む希土類元素のうち少
なくとも１種）とＦｅ等の遷移金属とを基本成分とし、
ナノメーターレベルで磁性相を有するもの（ナノ結晶磁
石）。

【００５５】Ｓｍ−Ｃｏ系合金の代表的なものとして
は、ＳｍＣｏ_５ 、Ｓｍ_２ ＴＭ_１７（ただしＴＭは、遷
移金属）が挙げられる。

【００５６】Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金の代表的なものとして
は、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金、Ｐｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金、Ｎ
ｄ−Ｐｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金、Ｃｅ−Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合
金、Ｃｅ−Ｐｒ−Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金、これらにおけ
るＦｅの一部をＣｏ、Ｎｉ等の他の遷移金属で置換した
もの等が挙げられる。

【００５７】Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金の代表的なものとし
ては、Ｓｍ_２ Ｆｅ_１７合金を窒化して作製したＳｍ_２
Ｆｅ_１７Ｎ_３ が挙げられる。

【００５８】前記希土類元素としては、Ｙ、Ｌａ、Ｃ
ｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄ
ｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、ミッシュメタルが
挙げられ、これらを１種または２種以上含むことができ
る。また、前記遷移金属としては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等
が挙げられ、これらを１種または２種以上含むことがで
きる。また、磁気特性を向上させるために、磁石材料中
には、必要に応じ、Ｂ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｓｉ、Ｔ
ｉ、Ｖ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ａｇ、Ｚｎ、
Ｐ、Ｇｅ等を含有することもできる。

【００５９】以上のような製造方法により得られた本発
明の急冷薄帯（薄帯状の磁石材料）８は、結晶粒が微細
化され、その結果、優れた磁気特性が得られる。

【００６０】また、このような急冷薄帯８を粉砕するこ
とにより、本発明の粉末状の磁石材料（磁石粉末）が得
られる。

【００６１】粉砕の方法は、特に限定されず、例えばボ
ールミル、振動ミル、ジェットミル、ピンミル等の各種
粉砕装置、破砕装置を用いて行うことができる。この場
合、粉砕は、酸化を防止するために、真空または減圧状
態下（例えば１×１０^−１〜１×１０^−６ Torr ）、あ
るいは窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等の不活
性ガス中のような、非酸化性雰囲気中で行うこともでき
る。

【００６２】このような磁石粉末は、同一組成のものの
みならず、異なる２種以上の組成の磁石粉末を混合した
ものでもよい。例えば、前記［１］〜［４］の組成のも
ののうち、少なくとも２種を混合したものが挙げられ
る。この場合、混合する各磁石粉末の利点を併有するこ
とができ、より優れた磁気特性を容易に得ることができ
る。

【００６３】また、磁石粉末の平均粒径は、特に限定さ
れないが、後述するボンド磁石を製造するためのものの
場合、０．５〜６０μm 程度が好ましく、１〜４０μm
程度がより好ましい。また、後述するような少量の結合
樹脂で成形時の良好な成形性を得るために、磁石粉末の
粒径分布は、ある程度分散されている（バラツキがあ
る）のが好ましい。これにより、得られたボンド磁石の
空孔率を低減することができ、ボンド磁石の機械的強度
をより高め、磁気特性をさらに向上することができる。

【００６４】なお、異なる２種以上の組成の磁石粉末を
混合したものの場合、混合する磁石粉末の組成毎に、そ
の平均粒径が異なっていてもよい。また、このような混
合粉末の場合、異なる２種以上の組成の磁石粉末のうち
の少なくとも１種が前述した本発明の方法により製造さ
れたものであればよい。

【００６５】以上のような磁石粉末を用いてボンド磁石
を製造した場合、そのような磁石粉末は、結合樹脂との
結合性（結合樹脂の濡れ性）が良く、そのため、このボ
ンド磁石は、機械的強度が高く、熱安定性（耐熱性）、
耐食性が優れたものとなる。従って、当該磁石粉末は、
ボンド磁石の製造に適している。

【００６６】なお、本発明の磁石粉末（粉末状の磁石材
料）は、ボンド磁石の製造に用いるものに限定されず、
例えば、焼結磁石の製造に用いるものであってもよいこ
とは、言うまでもない。

【００６７】次に、本発明のボンド磁石について説明す
る。

【００６８】本発明のボンド磁石は、前述の磁石粉末を
結合樹脂で結合してなるものである。

【００６９】結合樹脂（バインダー）としては、熱可塑
性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれでもよい。

【００７０】熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミ
ド（例：ナイロン６、ナイロン４６、ナイロン６６、ナ
イロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン１１、ナイロ
ン１２、ナイロン６−１２、ナイロン６−６６）、熱可
塑性ポリイミド、芳香族ポリエステル等の液晶ポリマ
ー、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンサルファ
イド、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸
ビニル共重合体等のポリオレフィン、変性ポリオレフィ
ン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポ
リエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレー
ト等のポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルエー
テルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアセタール等、
またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマ
ーアロイ等が挙げられ、これらのうちの１種または２種
以上を混合して用いることができる。

【００７１】これらのうちでも、成形性が特に優れてお
り、機械的強度が高いことから、ポリアミド、耐熱性向
上の点から、液晶ポリマー、ポリフェニレンサルファイ
ドを主とするものが好ましい。また、これらの熱可塑性
樹脂は、磁石粉末との混練性にも優れている。

【００７２】このような熱可塑性樹脂は、その種類、共
重合化等により、例えば成形性を重視したものや、耐熱
性、機械的強度を重視したものというように、広範囲の
選択が可能となるという利点がある。

【００７３】一方、熱硬化性樹脂としては、例えば、ビ
スフェノール型、ノボラック型、ナフタレン系等の各種
エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン
樹脂、ポリエステル（不飽和ポリエステル）樹脂、ポリ
イミド樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙
げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して
用いることができる。

【００７４】これらのうちでも、成形性が特に優れてお
り、機械的強度が高く、耐熱性に優れるという点から、
エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、シリ
コーン樹脂が好ましく、エポキシ樹脂が特に好ましい。
また、これらの熱硬化性樹脂は、磁石粉末との混練性、
混練の均一性にも優れている。

【００７５】なお、使用される熱硬化性樹脂（未硬化）
は、室温で液状のものでも、固形（粉末状）のものでも
よい。

【００７６】このような本発明のボンド磁石は、例えば
次のようにして製造される。磁石粉末と、結合樹脂と、
必要に応じ添加剤（酸化防止剤、潤滑剤等）とを含むボ
ンド磁石用組成物（コンパウンド）を製造し、このボン
ド磁石用組成物を用いて、圧縮成形、押出成形、射出成
形等の方法により、磁場中または無磁場中で所望の磁石
形状に成形する。結合樹脂が熱硬化性樹脂の場合には、
成形後、加熱等によりそれを硬化する。

【００７７】ボンド磁石中の磁石粉末の含有量は、８２
〜９９．５wt％程度であるのが好ましく、９０〜９９wt
％程度であるのがより好ましい。特に、ボンド磁石が圧
縮成形により製造されたものの場合には、磁石粉末の含
有量は、９３〜９９．５wt％程度であるのが好ましく、
９５〜９９wt％程度であるのがより好ましい。

【００７８】磁石粉末の含有量が少なすぎると、磁気特
性（特に磁気エネルギー積）の向上が図れず、また、磁
石粉末の含有量が多すぎると、相対的に結合樹脂の含有
量が少なくなり、成形性が低下する。

【００７９】このような本発明のボンド磁石は、その原
材料となる前述した急冷薄帯８の特性や、ボンド磁石の
製造条件、ボンド磁石中に含まれる磁石粉末の含有量の
多さ等から、優れた磁気特性を発揮する。

【００８０】すなわち、本発明のボンド磁石は、保磁力
iHc が好ましくは０．３５MA/m以上、より好ましくは
０．５０MA/m以上である。

【００８１】本発明のボンド磁石、特に無磁場中で成形
されたボンド磁石は、磁気エネルギー積(BH)max が好ま
しくは５０kJ/m^３ 以上、より好ましくは７０kJ/m^３ 以
上である。

【００８２】本発明のボンド磁石の形状、寸法等は特に
限定されず、例えば、形状に関しては、例えば、円柱
状、角柱状、円筒状（リング状）、円弧状、平板状、湾
曲板状等のあらゆる形状のものが可能であり、その大き
さも、大型のものから超小型のものまであらゆる大きさ
のものが可能である。

【００８３】

【実施例】以下、本発明の具体的実施例について説明す
る。

【００８４】（実施例１）合金組成がＮｄ_１０Ｐｒ
_２．５ Ｆｅ_ｂａｌ．Ｃｏ_６ Ａｌ_３ Ｃｕ_１．５ Ｎｂ_１
Ｇａ_１ Ｂ_５ （組成Ａ）で表わされる母合金インゴッ
トを鋳造した。このインゴットから約１５ｇのサンプル
を切り出した。

【００８５】図１に示す構成の急冷薄帯製造装置１を用
意し、底部にノズル（円孔オリフィス）を設けた石英管
内に前記サンプルを入れた。急冷薄帯製造装置１が収納
されているチャンバー内を脱気した後、雰囲気ガスとし
てヘリウムガスを導入し、温度２１℃、圧力６０ＫＰａ
の雰囲気ガスとした。

【００８６】その後、石英管内のインゴットサンプルを
高周波誘導加熱により溶融し、この溶湯を、１５００rp
m （周速度：１５．７ｍ／秒）で回転する直径２００m
m、幅２０mmの冷却ロールの周面に向けて、石英管の内
圧と雰囲気圧との差圧により噴射し、前記組成Ａの合金
の急冷薄帯を得た。

【００８７】冷却ロールの表面層（ロール周面）は、Ｐ
ｄ−８wt％Ｒｕ−２wt％Ｐｔ合金で構成されたものとし
た。また、この表面層の厚さは、５mmとした。

【００８８】この表面層の構成材料と同材料で水平表面
を形成し、前記雰囲気ガスと同条件の気体中で前記水平
表面上に前記組成Ａの溶湯を静かに滴下し、凝固させて
凝固物（体積０．０１cm^３ ）を得、図３または図４に
示す方法で前記凝固物の接触角θを測定したところ、９
５°であった。なお、接触角θの測定は、投影機を用い
て光学的に行った。

【００８９】また、冷却ロールの回転による冷却ロール
周面の最大偏心量ΔＲをレーザ変位計により測定したと
ころ、ΔＲ＝１０μm であった。

【００９０】（実施例２）冷却ロールの表面層（ロール
周面）を、Ｎｉ−１０wt％Ｔｉ−１０wt％Ａｌ−５wt％
Ｍｏ合金で構成されたもの（表面層の厚さ＝５mm）とし
た以外は、実施例１と同様にして、急冷薄帯を製造し
た。

【００９１】この表面層の構成材料と同材料で水平表面
を形成し、前記雰囲気ガスと同条件の気体中で前記水平
表面上に前記組成Ａの溶湯を静かに滴下し、凝固させて
凝固物（体積０．０１cm^３ ）を得、実施例１と同様の
方法で前記凝固物の接触角θを測定したところ、１５０
°であった。

【００９２】また、冷却ロールの回転による冷却ロール
周面の最大偏心量ΔＲをレーザ変位計により測定したと
ころ、ΔＲ＝１２μm であった。

【００９３】（実施例３）Ｎｄ_１１Ｃｅ_２ Ｓｍ_１ Ｆｅ
_ｂａｌ．Ｃｏ_４ Ｃｕ_１．５ Ｇａ_１ Ｔｉ_０．５Ｂ_６
（組成Ｂ）よりなるインゴットを用いた、同組成の溶湯
より急冷薄帯を製造するとともに、冷却ロールの表面層
（ロール周面）を、Ｗ−２０wt％Ｚｒ−３wt％Ｎｂ合金
で構成されたもの（表面層の厚さ＝５mm）とした以外
は、実施例１と同様にして、急冷薄帯を製造した。

【００９４】この表面層の構成材料と同材料で水平表面
を形成し、前記雰囲気ガスと同条件の気体中で前記水平
表面上に前記組成Ｂの溶湯を静かに滴下し、凝固させて
凝固物（体積０．０１cm^３ ）を得、実施例１と同様の
方法で前記凝固物の接触角θを測定したところ、７０°
であった。

【００９５】また、冷却ロールの回転による冷却ロール
周面の最大偏心量ΔＲをレーザ変位計により測定したと
ころ、ΔＲ＝９μm であった。

【００９６】＜急冷薄帯の特性評価＞実施例１〜３の各
急冷薄帯について、その幅ｗと厚さｔとを測定した。こ
の測定は、それぞれ、マイクロスコープにより１つの急
冷薄帯につき２０箇所の測定点で測定し、これを平均し
た値とした。

【００９７】次に、各急冷薄帯について、ＴＥＭによる
組織観察結果から、平均結晶粒径を測定するとともに、
磁気特性（保磁力iHc 、磁気エネルギー積(BH)max ）
を、ＶＳＭにより測定した。

【００９８】これらの測定結果を下記表１に示す。

【００９９】なお、各急冷薄帯の寸法（幅ｗ、厚さｔ）
は、いずれも、測定箇所によるバラツキが極めて少なく
（平均値±５％以内）、寸法安定性が高いものであっ
た。

【０１００】また、各急冷薄帯について、ロール面を走
査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、さらに画像解析を
行い、この解析結果より、ロール面に対する面積２００
０μm^２以上の巨大ディンプルの占める面積率を調べた
ところ、いずれも、極めて低い値であった。

【０１０１】

【表１】

【０１０２】表１からわかるように、実施例１〜３の本
発明の急冷薄帯は、いずれも、結晶粒の微細化が図れ、
高い磁気特性が得られている。

【０１０３】（実施例４）実施例１の急冷薄帯を粉砕機
（ライカイ機）により不活性ガス中で粉砕して、平均粒
径が１６μm の磁石粉末とし、この磁石粉末と、エポキ
シ樹脂２．０wt％と、ヒドラジン系酸化防止剤０．１５
wt％と、ステアリン酸塩（潤滑剤）０．０５wt％とを混
合し、この混合物を十分に混練（１２０℃×１０分）し
て、ボンド磁石用組成物（コンパウンド）を作製した。

【０１０４】次いで、このコンパウンドを粉砕して粒状
とし、この粒状物を秤量してプレス装置の金型内に充填
し、材料温度１３０℃、圧力６ton/cm^２ で圧縮成形
（無磁場中）して成形体を得た。離型後、エポキシ樹脂
を加熱硬化させて、直径１０mm×高さ７mmの円柱状ボン
ド磁石を得た。

【０１０５】（実施例５）実施例２の急冷薄帯を粉砕機
（ライカイ機）により不活性ガス中で粉砕して、平均粒
径が２０μm の磁石粉末とし、この磁石粉末と、エポキ
シ樹脂２．５wt％と、ヒドラジン系酸化防止剤０．１wt
％と、ステアリン酸塩（潤滑剤）０．１wt％とを混合
し、この混合物を十分に混練（１２０℃×１０分）し
て、ボンド磁石用組成物（コンパウンド）を作製した。

【０１０６】次いで、このコンパウンドを粉砕して粒状
とし、この粒状物を秤量してプレス装置の金型内に充填
し、材料温度１３０℃、圧力６ton/cm^２ で圧縮成形
（無磁場中）して成形体を得た。離型後、エポキシ樹脂
を加熱硬化させて、直径１０mm×高さ７mmの円柱状ボン
ド磁石を得た。

【０１０７】（実施例６）実施例３の急冷薄帯を粉砕機
（ライカイ機）により不活性ガス中で粉砕して、平均粒
径が１８μm の磁石粉末とし、この磁石粉末と、エポキ
シ樹脂１．９wt％と、ヒドラジン系酸化防止剤０．１wt
％と、ステアリン酸塩（潤滑剤）０．０５wt％とを混合
し、この混合物を十分に混練（１２０℃×１０分）し
て、ボンド磁石用組成物（コンパウンド）を作製した。

【０１０８】次いで、このコンパウンドを粉砕して粒状
とし、この粒状物を秤量してプレス装置の金型内に充填
し、材料温度１３０℃、圧力６ton/cm^２ で圧縮成形
（無磁場中）して成形体を得た。離型後、エポキシ樹脂
を加熱硬化させて、直径１０mm×高さ７mmの円柱状ボン
ド磁石を得た。

【０１０９】（実施例７）実施例４で得た磁石粉末と実
施例６で得た磁石粉末とを重量比６：４で均一に混合
し、混合磁石粉末を得た。この混合磁石粉末と、エポキ
シ樹脂２．０wt％と、ヒドラジン系酸化防止剤０．１５
wt％と、ステアリン酸塩（潤滑剤）０．０５wt％とを混
合し、この混合物を十分に混練（１２０℃×１０分）し
て、ボンド磁石用組成物（コンパウンド）を作製した。

【０１１０】次いで、このコンパウンドを粉砕して粒状
とし、この粒状物を秤量してプレス装置の金型内に充填
し、材料温度１３０℃、圧力６ton/cm^２ で圧縮成形
（無磁場中）して成形体を得た。離型後、エポキシ樹脂
を加熱硬化させて、直径１０mm×高さ７mmの円柱状ボン
ド磁石を得た。

【０１１１】（実施例８）実施例４で得た磁石粉末と実
施例５で得た磁石粉末と実施例６で得た磁石粉末とを重
量比２：３：５で均一に混合し、混合磁石粉末を得た。
この混合磁石粉末と、エポキシ樹脂１．８wt％と、ヒド
ラジン系酸化防止剤０．２wt％と、ステアリン酸（潤滑
剤）０．１wt％とを混合し、この混合物を十分に混練
（１２０℃×１０分）して、ボンド磁石用組成物（コン
パウンド）を作製した。

【０１１２】次いで、このコンパウンドを粉砕して粒状
とし、この粒状物を秤量してプレス装置の金型内に充填
し、材料温度１３０℃、圧力６ton/cm^２ で圧縮成形
（無磁場中）して成形体を得た。離型後、エポキシ樹脂
を加熱硬化させて、直径１０mm×高さ７mmの円柱状ボン
ド磁石を得た。

【０１１３】＜ボンド磁石の特性評価＞実施例４〜８の
各ボンド磁石について、その磁気特性（保磁力iHc 、磁
気エネルギー積(BH)max ）を、直流自記磁束計により最
大印加磁場２MA/mにて測定した。

【０１１４】さらに、これらのボンド磁石について、６
０℃×９５％RHで５００時間までの恒温恒湿試験を行
い、耐食性を調べた。この耐食性は、ボンド磁石表面に
おける錆の発生の有無を目視により判別し、錆の発生が
全く無かったものを○印、錆の発生が若干認められたも
のを△印、錆の発生が顕著に認められたものを×印とし
て評価した。

【０１１５】これらの測定結果を下記表２に示す。ま
た、各ボンド磁石中の磁石粉末の含有量（混合磁石粉末
の場合はその総量）を併せて下記表２中に記す。

【０１１６】

【表２】

【０１１７】表２からわかるように、実施例４〜８の本
発明のボンド磁石は、いずれも、保磁力iHc ０．３５MA
/m以上、磁気エネルギー積(BH)max が５０kJ/m^３ 以上
と、優れた磁気特性を有しているとともに、耐食性も優
れている。

【０１１８】特に、混合磁石粉末を用いた実施例７およ
び８では、より優れた磁気特性が得られている。

【０１１９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、適
度な濡れ性を有する周面の冷却ロールを用いることによ
り、溶湯の冷却が良好になされる。そのため、得られた
急冷薄帯は、結晶粒の粗大化が防止され、高い磁気特性
を持つ。

【０１２０】特に、急冷薄帯のロール面とフリー面との
結晶粒径の差を小さくし、磁気特性の均一化を図ること
ができる。よって、高機械的強度で優れた磁気特性およ
び耐食性を有する永久磁石を提供することができる。

【０１２１】また、冷却ロール周面の最大偏心量を小さ
くすることにより、急冷薄帯の磁気特性のバラツキを有
効に防止し、より優れた磁気特性を持つ永久磁石を提供
することができる。

【０１２２】また、本発明では、このような磁石を容易
に製造することができ、生産性も高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁石材料を製造する装置（急冷薄帯製
造装置）の構成例を示す斜視図である。

【図２】図１に示す装置における溶湯の冷却ロールへの
衝突部位付近の状態を示す断面側面図である。

【図３】冷却ロール周面の溶湯に対する濡れ性の測定方
法を示す断面側面図である。

【図４】冷却ロール周面の溶湯に対する濡れ性の測定方
法を示す断面側面図である。

【図５】冷却ロールの回転に伴う冷却ロール周面の最大
偏心量を示す側面図である。

【符号の説明】

１ 急冷薄帯製造装置 ２ 筒体 ３ ノズル ４ コイル ５ 冷却ロール ５１ 基部 ５２ 表面層 ５３ 周面 ６ 溶湯 ７ パドル ７１ 凝固界面 ８ 急冷薄帯 ８１ ロール面 ８２ フリー面 ９ ロール周面材料 １０ 水平表面 １０’ 面 １１ 凝固物 １２ 剥離 １３ 巨大ディンプル

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁石材料の溶湯をノズルから射出し、前
   記ノズルに対し回転している冷却ロールの周面に衝突さ
   せ、冷却固化して、薄帯状の磁石材料を製造する磁石材
   料の製造方法であって、 前記冷却ロールの周面を構成する金属材料は、該金属材
   料の水平表面上に前記溶湯の液滴を置き、凝固させたと
   き、その凝固物の前記水平表面とのなす接触角が７０〜
   １７０°となるものであることを特徴とする磁石材料の
   製造方法。
2. 【請求項２】 雰囲気ガス中で磁石材料の溶湯をノズル
   から射出し、前記ノズルに対し回転している冷却ロール
   の周面に衝突させ、冷却固化して、薄帯状の磁石材料を
   製造する磁石材料の製造方法であって、 前記冷却ロールの周面を構成する金属材料は、前記雰囲
   気ガスと同種および同圧の気体中で前記金属材料の水平
   表面上に前記溶湯の液滴を置き、凝固させたとき、その
   凝固物の前記水平表面とのなす接触角が７０〜１７０°
   となるものであることを特徴とする磁石材料の製造方
   法。
3. 【請求項３】 前記冷却ロールの周速度が、１〜６０ｍ
   ／秒である請求項１または２に記載の磁石材料の製造方
   法。
4. 【請求項４】 前記冷却ロールの回転に伴う冷却ロール
   周面の最大偏心量が、得られる薄帯状の磁石材料の平均
   厚さの２倍以下である請求項１ないし３のいずれかに記
   載の磁石材料の製造方法。
5. 【請求項５】 前記雰囲気ガスは、不活性ガスである請
   求項１ないし４のいずれかに記載の磁石材料の製造方
   法。
6. 【請求項６】 前記磁石材料は、Ｒ（ただし、Ｒは、Ｙ
   を含む希土類元素のうちの少なくとも１種）を含む合金
   である請求項１ないし５のいずれかに記載の磁石材料の
   製造方法。
7. 【請求項７】 前記磁石材料は、Ｒ（ただし、Ｒは、Ｙ
   を含む希土類元素のうちの少なくとも１種）とＴＭ（た
   だし、ＴＭは、遷移金属のうちの少なくとも１種）とＢ
   を含む合金である請求項１ないし５のいずれかに記載の
   磁石材料の製造方法。
8. 【請求項８】 請求項１ないし７のいずれかに記載の磁
   石材料の製造方法により製造されたことを特徴とする薄
   帯状の磁石材料。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の磁石材料を粉砕して粉
   末状としたことを特徴とする粉末状の磁石材料。
10. 【請求項１０】 請求項９に記載の粉末状の磁石材料を
    結合樹脂で結合してなることを特徴とするボンド磁石。
11. 【請求項１１】 前記粉末状の磁石材料の含有量が８２
    〜９９．５wt％である請求項１０に記載のボンド磁石。
12. 【請求項１２】 保磁力iHc が０．３５MA/m以上である
    請求項１０または１１に記載のボンド磁石。
13. 【請求項１３】 磁気エネルギー積(BH)max が５０kJ/m
    ^３ 以上である請求項１０ないし１２のいずれかに記載
    のボンド磁石。