磁石材料の製造方法
【課題】一対のロール間で溶湯の急冷と圧延とを同時に行なう方法を用いて、異方性を高めた磁石材料を製造する方法を提供する。
【解決手段】一対のロール間で溶湯の急冷と凝固を同時に行なって磁石材料を製造する方法において、上記一対のロールの回転軸を非平行とする。これにより、急冷凝固して高温の軟化状態にある薄片に剪断力を負荷して、結晶方位を配向させ、高い異方性を達成できる。上記溶湯の化学組成は、ＲｖＦｅｗＣｏｘＢｙＭｚ、で表される。ここで、ＲはＹを含む1種以上の希土類元素、ＭはＧａ、Ｚｎ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｐ、Ｃ、Ｍｇ、Ｖの少なくとも１種であり、ｖ、ｗ、ｘ、ｙ、ｚはそれぞれ、１３≦ｖ≦２０、ｗ＝１００−ｖ−ｘ−ｙ−ｚ、０≦ｘ≦３０、４≦ｙ≦２０、０≦ｚ≦３、の関係を有する。
【解決手段】一対のロール間で溶湯の急冷と凝固を同時に行なって磁石材料を製造する方法において、上記一対のロールの回転軸を非平行とする。これにより、急冷凝固して高温の軟化状態にある薄片に剪断力を負荷して、結晶方位を配向させ、高い異方性を達成できる。上記溶湯の化学組成は、ＲｖＦｅｗＣｏｘＢｙＭｚ、で表される。ここで、ＲはＹを含む1種以上の希土類元素、ＭはＧａ、Ｚｎ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｐ、Ｃ、Ｍｇ、Ｖの少なくとも１種であり、ｖ、ｗ、ｘ、ｙ、ｚはそれぞれ、１３≦ｖ≦２０、ｗ＝１００−ｖ−ｘ−ｙ−ｚ、０≦ｘ≦３０、４≦ｙ≦２０、０≦ｚ≦３、の関係を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異方性を高めた磁石材料の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ボンド磁石の原料となる磁性粉末は、溶融した材料を冷却ロールに噴射し、急冷凝固により得られたリボン状の材料を粉砕して製造される。
【０００３】
しかし、こうして得られた磁性粉末は磁気的に等方性であるため、高い磁化を持つボンド磁石が得ることができなかった。
【０００４】
そこで、これまでに、異方性の磁性粉末を得るために種々の方法が考えられてきた。
【０００５】
例えば、特許文献１には、上記方法で得られた粉末を、金属製容器内に封入し、圧縮することにより異方化し、その後、金属容器から取り出す方法が提案されている。
【０００６】
しかし、この方法には実用的な観点から下記の点で問題があった。
【０００７】
（１）粉末を金属容器に封入する工程と、金属容器から取り出す工程を必要とするため、生産速度が遅い。
【０００８】
（２）金属容器から取り出した粉末は、粉末粒子同士が互いに凝着しているため、取り出した後に粉砕工程が必要である。
【０００９】
（３）金属容器は一回の圧縮毎に潰れてしまい、使い捨てとなるため、コストが高くなる。
【００１０】
別の方法として、特許文献２には、一対のロール間で溶湯の急冷と圧延とを同時に行なうことにより、異方性のある磁石材料を製造できることが開示されている。
【００１１】
しかし、圧延では圧縮による配向を利用しているため、大きな異方性を得ることができないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平１１−２３３３２３号公報
【特許文献２】特開平１−２５５６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、一対のロール間で溶湯の急冷と圧延とを同時に行なう方法を用いて、異方性を高めた磁石材料を製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために、本発明によれば、一対のロール間で溶湯の急冷と圧延を同時に行なって磁石材料を製造する方法において、上記一対のロールの回転軸を非平行とすることを特徴とする磁石材料の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、一対のロールの回転軸を非平行としたことにより、急冷凝固して高温の軟化状態にある薄片に剪断力を負荷して、結晶方位を配向させ、高い異方性を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明により、回転軸が非平行な一対のロール間で溶湯の急冷と圧延を同時に行なう方法を模式的に示す。
【図２】図２は、従来の回転軸が平行な一対のロール間で溶湯の急冷と圧延を同時に行なう方法を模式的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の適用対象とする磁石材料は特に限定する必要はないが、典型例はネオジム磁石（Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ）で代表される希土類磁石である。例えば、Ｎｄ１４Ｂ６Ｃｏ７Ｇａ１Ｆｅ７２（ａｔ％）等が挙げられる。
【００１８】
希土類磁石組成として、代表的な一例は、下記の組成式で表される。
【００１９】
ＲｖＦｅｗＣｏｘＢｙＭｚ、
Ｒ：Ｙを含む1種以上の希土類元素、
Ｍ：Ｇａ、Ｚｎ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｐ、Ｃ、Ｍｇ、Ｖの少なくとも１種、
１３≦ｖ≦２０、
ｗ＝１００−ｖ−ｘ−ｙ−ｚ、
０≦ｘ≦３０、
４≦ｙ≦２０、
０≦ｚ≦３。
【００２０】
図１を参照して、本発明の方法を説明する。
【００２１】
一対の冷却ロールＲ１、Ｒ２は、それぞれの回転軸Ｘ１とＸ２が非平行である。逆方向Ｌ１、Ｌ２に回転する冷却ロールＲ１、Ｒ２間に、耐火容器Ｖから磁石材料の溶湯Ｍを供給する。溶湯Ｍは両冷却ロールＲ１、Ｒ２のロール面に接触して急冷され、凝固すると共に両ロールＲ１、Ｒ２間で圧延される。圧延の際、両ロールＲ１、Ｒ２の回転軸Ｘ１、Ｘ２が非平行であるため、凝固した高温の材料は両ロールＲ１、Ｒ２のロール面により剪断変形を受け、それにより結晶方位が特定方位（一般的には磁化容易軸）に配向する。凝固した材料は薄片Ｓとして回収される。
【００２２】
両ロールＲ１、Ｒ２の回転軸Ｘ１、Ｘ２の相対的な傾斜角度は、一般的に３０度〜１５０度であり、望ましくは６０度〜１５０度であり、更に望ましくは９０度〜１５０度である。
【００２３】
この本発明の方法は下記の特徴がある。
【００２４】
（Ａ）急冷工程と同時に配向させることができる。したがって、急冷後に別の配向処理を必要としない。
【００２５】
（Ｂ）圧延に比べて、大きな配向が得られる。
【００２６】
（Ｃ）ロール間に大きな加重を負荷する必要がない。
【００２７】
図２に、比較のために、従来の方法を示す。
【００２８】
一対の冷却ロールＲ１、Ｒ２は、それぞれの回転軸Ｘ１、Ｘ２が平行である。逆方向Ｌ１、Ｌ２に回転する冷却ロールＲ１、Ｒ２間に、耐火容器Ｖから磁石材料の溶湯Ｍを供給する。溶湯Ｍは両冷却ロールＲ１、Ｒ２のロール面に接触して急冷され、凝固すると共に両ロールＲ１、Ｒ２間で圧延される。圧延の際、両ロールＲ１、Ｒ２の回転軸Ｘ１、Ｘ２が平行であるため、凝固した高温の材料は両ロールＲ１、Ｒ２のロール面により単純な圧縮変形を受けるので、結晶方位の配向は起きない。凝固した材料は薄片Ｓとして回収される。
【実施例】
【００２９】
〔実施例〕
図1の装置を用いて、本発明の方法を行なった。
【００３０】
まず、合金組成１４．６Ｎｄ７４．２Ｆｅ４．５Ｃｏ０．５Ｇａ６．２Ｂ（質量比）に対応する割合で配合した各原料をアーク炉で溶解し、合金ビレットを得た。
【００３１】
得られたビレットを、Ａｒ雰囲気中で誘導加熱により溶融し、溶湯温度約１５００℃で、周速２５ｍ／分で回転する一対の銅製冷却ロール間に噴射した。両ロールの回転軸は、相対的に９０度傾斜していた。
【００３２】
得られた薄片状磁性材料の磁気特性を振動試料型磁力計（ＶＳＭ）により測定した。
【００３３】
その結果、厚さ方向の残留磁化は０．６ｋＧであったのに対し、長手方向の残留磁化は１．０ｋＧであり、大きな異方性が確認された。
【００３４】
〔比較例〕
図２の装置を用いて、従来の方法を行なった。
【００３５】
まず、合金組成１４．６Ｎｄ７４．２Ｆｅ４．５Ｃｏ０．５Ｇａ６．２Ｂ（質量比）に対応する割合で配合した各原料をアーク炉で溶解し、合金ビレットを得た。
【００３６】
得られたビレットを、Ａｒ雰囲気中で誘導加熱により溶融し、溶湯温度約１５００℃で、周速２５ｍ／分で回転する一対の銅製冷却ロール間に噴射した。両ロールの回転軸は、平行であった。
【００３７】
得られた薄片状磁性材料の磁気特性を振動試料型磁力計（ＶＳＭ）により測定した。
【００３８】
その結果、厚さ方向の残留磁化は０．８ｋＧであり、長手方向の残留磁化は０．９ｋＧであり、明瞭な異方性は認められなかった。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明により、一対のロール間で溶湯の急冷と圧延とを同時に行なう方法を用いて、異方性を高めた磁石材料を製造する方法が提供される。
【符号の説明】
【００４０】
Ｒ１、Ｒ２ 一対の冷却ロール
Ｘ１、Ｘ２ 冷却ロールＲ１、Ｒ２の回転軸
Ｌ１、Ｌ２ 冷却ロールＲ１、Ｒ２の回転方向
Ｖ 耐火容器
Ｍ 磁石材料の溶湯
Ｓ 薄片
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異方性を高めた磁石材料の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ボンド磁石の原料となる磁性粉末は、溶融した材料を冷却ロールに噴射し、急冷凝固により得られたリボン状の材料を粉砕して製造される。
【０００３】
しかし、こうして得られた磁性粉末は磁気的に等方性であるため、高い磁化を持つボンド磁石が得ることができなかった。
【０００４】
そこで、これまでに、異方性の磁性粉末を得るために種々の方法が考えられてきた。
【０００５】
例えば、特許文献１には、上記方法で得られた粉末を、金属製容器内に封入し、圧縮することにより異方化し、その後、金属容器から取り出す方法が提案されている。
【０００６】
しかし、この方法には実用的な観点から下記の点で問題があった。
【０００７】
（１）粉末を金属容器に封入する工程と、金属容器から取り出す工程を必要とするため、生産速度が遅い。
【０００８】
（２）金属容器から取り出した粉末は、粉末粒子同士が互いに凝着しているため、取り出した後に粉砕工程が必要である。
【０００９】
（３）金属容器は一回の圧縮毎に潰れてしまい、使い捨てとなるため、コストが高くなる。
【００１０】
別の方法として、特許文献２には、一対のロール間で溶湯の急冷と圧延とを同時に行なうことにより、異方性のある磁石材料を製造できることが開示されている。
【００１１】
しかし、圧延では圧縮による配向を利用しているため、大きな異方性を得ることができないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平１１−２３３３２３号公報
【特許文献２】特開平１−２５５６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、一対のロール間で溶湯の急冷と圧延とを同時に行なう方法を用いて、異方性を高めた磁石材料を製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために、本発明によれば、一対のロール間で溶湯の急冷と圧延を同時に行なって磁石材料を製造する方法において、上記一対のロールの回転軸を非平行とすることを特徴とする磁石材料の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、一対のロールの回転軸を非平行としたことにより、急冷凝固して高温の軟化状態にある薄片に剪断力を負荷して、結晶方位を配向させ、高い異方性を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明により、回転軸が非平行な一対のロール間で溶湯の急冷と圧延を同時に行なう方法を模式的に示す。
【図２】図２は、従来の回転軸が平行な一対のロール間で溶湯の急冷と圧延を同時に行なう方法を模式的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の適用対象とする磁石材料は特に限定する必要はないが、典型例はネオジム磁石（Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ）で代表される希土類磁石である。例えば、Ｎｄ１４Ｂ６Ｃｏ７Ｇａ１Ｆｅ７２（ａｔ％）等が挙げられる。
【００１８】
希土類磁石組成として、代表的な一例は、下記の組成式で表される。
【００１９】
ＲｖＦｅｗＣｏｘＢｙＭｚ、
Ｒ：Ｙを含む1種以上の希土類元素、
Ｍ：Ｇａ、Ｚｎ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｐ、Ｃ、Ｍｇ、Ｖの少なくとも１種、
１３≦ｖ≦２０、
ｗ＝１００−ｖ−ｘ−ｙ−ｚ、
０≦ｘ≦３０、
４≦ｙ≦２０、
０≦ｚ≦３。
【００２０】
図１を参照して、本発明の方法を説明する。
【００２１】
一対の冷却ロールＲ１、Ｒ２は、それぞれの回転軸Ｘ１とＸ２が非平行である。逆方向Ｌ１、Ｌ２に回転する冷却ロールＲ１、Ｒ２間に、耐火容器Ｖから磁石材料の溶湯Ｍを供給する。溶湯Ｍは両冷却ロールＲ１、Ｒ２のロール面に接触して急冷され、凝固すると共に両ロールＲ１、Ｒ２間で圧延される。圧延の際、両ロールＲ１、Ｒ２の回転軸Ｘ１、Ｘ２が非平行であるため、凝固した高温の材料は両ロールＲ１、Ｒ２のロール面により剪断変形を受け、それにより結晶方位が特定方位（一般的には磁化容易軸）に配向する。凝固した材料は薄片Ｓとして回収される。
【００２２】
両ロールＲ１、Ｒ２の回転軸Ｘ１、Ｘ２の相対的な傾斜角度は、一般的に３０度〜１５０度であり、望ましくは６０度〜１５０度であり、更に望ましくは９０度〜１５０度である。
【００２３】
この本発明の方法は下記の特徴がある。
【００２４】
（Ａ）急冷工程と同時に配向させることができる。したがって、急冷後に別の配向処理を必要としない。
【００２５】
（Ｂ）圧延に比べて、大きな配向が得られる。
【００２６】
（Ｃ）ロール間に大きな加重を負荷する必要がない。
【００２７】
図２に、比較のために、従来の方法を示す。
【００２８】
一対の冷却ロールＲ１、Ｒ２は、それぞれの回転軸Ｘ１、Ｘ２が平行である。逆方向Ｌ１、Ｌ２に回転する冷却ロールＲ１、Ｒ２間に、耐火容器Ｖから磁石材料の溶湯Ｍを供給する。溶湯Ｍは両冷却ロールＲ１、Ｒ２のロール面に接触して急冷され、凝固すると共に両ロールＲ１、Ｒ２間で圧延される。圧延の際、両ロールＲ１、Ｒ２の回転軸Ｘ１、Ｘ２が平行であるため、凝固した高温の材料は両ロールＲ１、Ｒ２のロール面により単純な圧縮変形を受けるので、結晶方位の配向は起きない。凝固した材料は薄片Ｓとして回収される。
【実施例】
【００２９】
〔実施例〕
図1の装置を用いて、本発明の方法を行なった。
【００３０】
まず、合金組成１４．６Ｎｄ７４．２Ｆｅ４．５Ｃｏ０．５Ｇａ６．２Ｂ（質量比）に対応する割合で配合した各原料をアーク炉で溶解し、合金ビレットを得た。
【００３１】
得られたビレットを、Ａｒ雰囲気中で誘導加熱により溶融し、溶湯温度約１５００℃で、周速２５ｍ／分で回転する一対の銅製冷却ロール間に噴射した。両ロールの回転軸は、相対的に９０度傾斜していた。
【００３２】
得られた薄片状磁性材料の磁気特性を振動試料型磁力計（ＶＳＭ）により測定した。
【００３３】
その結果、厚さ方向の残留磁化は０．６ｋＧであったのに対し、長手方向の残留磁化は１．０ｋＧであり、大きな異方性が確認された。
【００３４】
〔比較例〕
図２の装置を用いて、従来の方法を行なった。
【００３５】
まず、合金組成１４．６Ｎｄ７４．２Ｆｅ４．５Ｃｏ０．５Ｇａ６．２Ｂ（質量比）に対応する割合で配合した各原料をアーク炉で溶解し、合金ビレットを得た。
【００３６】
得られたビレットを、Ａｒ雰囲気中で誘導加熱により溶融し、溶湯温度約１５００℃で、周速２５ｍ／分で回転する一対の銅製冷却ロール間に噴射した。両ロールの回転軸は、平行であった。
【００３７】
得られた薄片状磁性材料の磁気特性を振動試料型磁力計（ＶＳＭ）により測定した。
【００３８】
その結果、厚さ方向の残留磁化は０．８ｋＧであり、長手方向の残留磁化は０．９ｋＧであり、明瞭な異方性は認められなかった。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明により、一対のロール間で溶湯の急冷と圧延とを同時に行なう方法を用いて、異方性を高めた磁石材料を製造する方法が提供される。
【符号の説明】
【００４０】
Ｒ１、Ｒ２ 一対の冷却ロール
Ｘ１、Ｘ２ 冷却ロールＲ１、Ｒ２の回転軸
Ｌ１、Ｌ２ 冷却ロールＲ１、Ｒ２の回転方向
Ｖ 耐火容器
Ｍ 磁石材料の溶湯
Ｓ 薄片
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のロール間で溶湯の急冷と凝固を同時に行なって磁石材料を製造する方法において、上記一対のロールの回転軸を非平行とすることを特徴とする磁石材料の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、上記溶湯の化学組成は、
ＲｖＦｅｗＣｏｘＢｙＭｚ、
Ｒ：Ｙを含む1種以上の希土類元素、
Ｍ：Ｇａ、Ｚｎ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｐ、Ｃ、Ｍｇ、Ｖの少なくとも１種、
１３≦ｖ≦２０、
ｗ＝１００−ｖ−ｘ−ｙ−ｚ、
０≦ｘ≦３０、
４≦ｙ≦２０、
０≦ｚ≦３、
で表されることを特徴とする磁石材料の製造方法。
【請求項１】
一対のロール間で溶湯の急冷と凝固を同時に行なって磁石材料を製造する方法において、上記一対のロールの回転軸を非平行とすることを特徴とする磁石材料の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、上記溶湯の化学組成は、
ＲｖＦｅｗＣｏｘＢｙＭｚ、
Ｒ：Ｙを含む1種以上の希土類元素、
Ｍ：Ｇａ、Ｚｎ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｐ、Ｃ、Ｍｇ、Ｖの少なくとも１種、
１３≦ｖ≦２０、
ｗ＝１００−ｖ−ｘ−ｙ−ｚ、
０≦ｘ≦３０、
４≦ｙ≦２０、
０≦ｚ≦３、
で表されることを特徴とする磁石材料の製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−２３２０８（Ｐ２０１２−２３２０８Ａ）
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６００２３（Ｐ２０１０−１６００２３）
【出願日】平成２２年７月１４日（２０１０．７．１４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月１４日（２０１０．７．１４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]