(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
組成式をＦｅ100-x-yＲxＡy  （但しＲはＰｒ，Ｎｄ，Ｄｙ，Ｔｂの１種又は２種以上、ＡはＣ，Ｂの１種又は２種）と表し、組成範囲を限定する記号ｘ，ｙが下記値を満足する合金溶湯を、３０ｋＰａ以下の不活性ガス雰囲気中で回転ロールを用いた溶湯急冷法で処理し、９０％以上がアモルファス組織からなる急冷合金薄帯を作製し、得られた平均厚みが１０μｍ〜１００μｍの急冷合金薄帯をそのままあるいは所定形状に加工した後、前記薄帯に５５０℃〜７５０℃の熱処理を施して、Ｆｅ3Ｂ相とＮｄ2Ｆｅ14Ｂ相が混在する平均結晶粒径１０ｎｍ〜５０ｎｍの微細結晶組織を有する永久磁石となし、これを所定肉厚みとなるように積層した後、積層薄帯間に樹脂を含侵接着することにより一体化する積層永久磁石の製造方法。
１≦ｘ＜６ａｔ％
１５≦ｙ≦３０ａｔ％
【請求項２】
組成式をＦｅ100-x-yＲxＡy  （但しＲはＰｒ，Ｎｄ，Ｄｙ，Ｔｂの１種又は２種以上、ＡはＣ，Ｂの１種又は２種）と表し、組成範囲を限定する記号ｘ，ｙが下記値を満足する合金溶湯を、３０ｋＰａ以下の不活性ガス雰囲気中で回転ロールを用いた溶湯急冷法で処理し、９０％以上がアモルファス組織からなる急冷合金薄帯を作製し、得られた平均厚みが１０μｍ〜１００μｍの急冷合金薄帯をそのままあるいは所定形状に加工した後、この合金薄帯表面に無機接着材を塗布し、所定の肉厚になるよう積層した後、５５０℃〜７５０℃の結晶化熱処理を施して、Ｆｅ3Ｂ相とＮｄ2Ｆｅ14Ｂ相が混在する平均結晶粒径１０ｎｍ〜５０ｎｍの微細結晶組織を有する永久磁石となすとともに、積層薄帯間の無機接着材を固化して接着し、一体化する積層永久磁石の製造方法。
【請求項３】
組成式を（Ｆｅ1-mＣｏm）100-x-yＲxＡy  （但しＲはＰｒ，Ｎｄ，Ｄｙ，Ｔｂの１種又は２種以上、ＡはＣ，Ｂの１種又は２種）と表し、組成範囲を限定する記号ｘ，ｙ，ｍが下記値を満足する合金溶湯を永久磁石化する請求項１または請求項２に記載の積層永久磁石の製造方法。
１≦ｘ＜６ａｔ％
１５≦ｙ≦３０ａｔ％
０．００１≦ｍ≦０．５
【請求項４】
組成式をＦｅ100-x-y-zＲxＡyＭz  （但しＲはＰｒ，Ｎｄ，Ｄｙ，Ｔｂの１種又は２種以上、ＡはＣ，Ｂの１種又は２種、ＭはＡｌ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｇａ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ａｇ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｐｂの１種又は２種以上）と表し、組成範囲を限定する記号ｘ，ｙ，ｚが下記値を満足する合金溶湯を永久磁石化する請求項１または請求項２に記載の積層永久磁石の製造方法。
１≦ｘ＜６ａｔ％
１５≦ｙ≦３０ａｔ％
０．０１≦ｚ≦７ａｔ％
【請求項５】
組成式を（Ｆｅ1-mＣｏm）100-x-y-zＲxＡyＭz  （但しＲはＰｒ，Ｎｄ，Ｄｙ，Ｔｂの１種又は２種以上、ＡはＣ，Ｂの１種又は２種、ＭはＡｌ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｇａ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ａｇ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｐｂの１種又は２種以上）と表し、組成範囲を限定する記号ｘ，ｙ，ｚ，ｍが下記値を満足する合金溶湯を永久磁石化する請求項１または請求項２に記載の積層永久磁石の製造方法。
１≦ｘ＜６ａｔ％
１５≦ｙ≦３０ａｔ％
０．０１≦ｚ≦７ａｔ％
０．０１≦ｍ≦０．５
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、各種小型モーター、アクチュエーター、磁気センサー用磁気回路に最適な永久磁石の製造方法に係り、６ａｔ％以下の希土類元素と１５ａｔ％〜３０ａｔ％のホウ素を含む特定組成の溶湯を、特定の溶湯急冷条件により、高靭性を有し、加工が容易な平均厚み１０μｍ〜１００μｍのアモルファス薄帯を作製し、このアモルファス薄帯を所望形状になるようそのまま切断または打ち抜き加工した後、平均結晶粒径が１０ｎｍ〜５０ｎｍになる結晶化熱処理を施すことによって、ｉＨｃ≧２ｋＯｅ、Ｂｒ≧８ｋＧの硬磁気特性を有し、平均厚み１０μｍ〜１００μｍの肉厚である所望形状の薄片の永久磁石を作製し、この薄肉の永久磁石を積層して無機接着材またはエポキシ樹脂にて一体化することによって、２０μｍ以上の任意の肉厚を有する所望形状の永久磁石を製造する積層永久磁石の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、家電機器、ＯＡ機器、電装品等において、一層の高性能化と小型化が要求される用途においては、従来のハードフェライト磁石に代わり、磁気特性に優れる希土類焼結磁石を所望の形状に切断、切削加工するか、あるいは希土類ボンド磁石を所望形状に成形することにより対応している。
【０００３】
切削・加工法にて作製された真密度の永久磁石は高性能であるものの、材料の種類を問わず、既存のハードフェライト磁石に対して著しく高価となる欠点がある。さらに、最小の加工肉厚は０．２ｍｍ程度が限度であり、それ以下のものは製造困難である。
【０００４】
一方、ボンド磁石においては、直径３ｍｍ、肉厚０．３ｍｍ程度の扁平磁石が成形され、時計用小型ステッピングモータ用永久磁石として用いられているが、粉末粒径が５０μｍ〜３００μｍ程度の磁粉を樹脂と共に加圧成形するため、極薄い、例えば０．１ｍｍ以内の肉厚を有す成形品を得ることは困難である。特にリング磁石では肉厚と直角方向にパンチで圧縮する方法では肉厚０．８ｍｍ程度が限界である。
【０００５】
また、圧縮方向に長い寸法の磁石を成形する場合は、磁粉とダイス表面との摩擦抵抗のために圧力が均一に伝わらなくなり、薄肉の長尺品の成形は困難である。最近、ボンド磁石を押し出し成形法により、肉厚０．５ｍｍ厚の長尺リング磁石に製造が可能となったとの報告があるが、樹脂比率の分だけ磁気特性は低下し、最高でも残留磁束密度Ｂｒは７ｋＧ、最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘは９．９ＭＧＯｅ程度である。
【０００６】
ボンド磁石用磁粉としては、従来から２−１７系Ｓｍ−Ｃｏ合金粉末が用いられているが、最近ではＨＤＤＲ法により製造されるＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系の合金粉末もボンド磁石用磁粉として用いられつつある。これらは、いずれもボンド磁石用として開発された磁粉であり、これら自体に加工を施し、永久磁石とすることはできない。
【０００７】
また、現在、ボンド磁石粉としては、溶湯急冷法にて製造されるＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系の等方性磁粉が多く使用されているが、この材料は溶湯急冷により結晶質からなる薄片（フレーク）として得られるため、極めて脆く、弾性的に曲げる、打ち抜き加工を施すなどして任意の形状とすることは不可能であり、ボンド磁石磁粉としての用途に限られる。
【０００８】
また、ボンド磁石は焼結磁石に必要な切削加工なしに任意形状を得られるため低コスト化を計れるが、樹脂を介して平均粒径１５０μｍ程度のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ磁粉が結合しているため、磁粉が脱粉しやすく、例えば、ＨＤＤ用モーターに使用した場合は、脱粉による記録媒体の損傷する危険性が高く、表面塗装など脱粉防止のための対策をとる必要がある。
【０００９】
さらに、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ磁粉は急冷合金薄帯を粉砕した粉砕粉であるため、粉砕粉の破断面は急冷薄帯面に比べ活性で酸化しやすく、酸化防止のための表面塗装を施さなければ、８０℃、相対湿度９０％の環境下では１０００時間放置すると、酸化の影響によりパーミアンス係数Ｐｃが１の磁石の場合、磁束密度が２％程度低下するだけでなく、表面に赤錆が発生し脱粉の原因となる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
一方、Ｎｄ‐Ｆｅ−Ｂ系磁石において、近年、Ｎｄ4Ｆｅ77Ｂ19（ａｔ％）近傍組成でＦｅ3Ｂ型化合物を主相とする磁石材料が提案（Ｒ．Ｃｏｅｈｏｏｒｎ等、Ｊ．ｄｅ  Ｐｈｙｓ，Ｃ８，１９８８，６６９〜６７０頁）され、その技術内容は米国特許４，９３５，０７４号等に開示されている。また、Ｋｏｏｎはそれよりも以前に、Ｌａを必須元素として含むＬａ−Ｒ−Ｂ−Ｆｅアモルファス合金に結晶化熱処理を施すことによる、微細結晶からなる永久磁石の製造方法を米国特許４，４０２，７７０号にて提案している。
【００１１】
最近ではＲｉｃｈｔｅｒらによってＥＰ  Ｐａｔｅｎｔ  ５５８６９１Ｂ１に開示されているように、Ｎｄを３．８ａｔ％〜３．９ａｔ％含有するＮｄ‐Ｆｅ‐Ｂ−Ｖ‐Ｓｉ合金溶湯を回転するＣｕロール上に噴射して得られたアモルファスフレークを７００℃で熱処理することにより、硬磁気特性を有す薄片が得られることを報告している。これらの永久磁石材料は、厚み２０μｍ〜６０μｍのアモルファスフレークに結晶化熱処理を施すことによって得られる、軟磁性であるＦｅ3Ｂ相と硬磁性であるＲ2Ｆｅ14Ｂ相が混在する結晶集合組織を有する準安定構造の永久磁石材料である。
【００１２】
かかる永久磁石材料は、１０ｋＧ程度のＢｒと２ｋＯｅ〜３ｋＯｅのｉＨｃを有し、高価なＮｄの含有濃度が４ａｔ％程度と低いため、配合原料価格はＮｄ2Ｆｅ14Ｂを主相とするＮｄ−Ｆｅ‐Ｂ磁石より安価であり、価格対性能比の点で従来の希土類磁石より優れ、ハードフェライト磁石の代替材料として提案されたが、従来のＮｄ2Ｆｅ14Ｂを主相とするＮｄ‐Ｆｅ‐Ｂボンド磁石同様、ボンド磁石としての用途に限られてきた。
【００１３】
しかしながら、ボンド磁石は磁気特性の高い磁粉を用いても、磁粉の充填率を８０％以上にすることは困難なため、ボンド磁石として高い磁気特性は期待できず、特に小型のボンド磁石の場合は等方性で１０ＭＧＯｅ程度が最高である。
【００１４】
この発明は、特定組成の合金溶湯を特定の溶湯急冷条件により得られたアモルファス薄帯に、平均結晶粒径が１０ｎｍ〜５０ｎｍになる結晶化熱処理を施こすことによって、ｉＨｃ≧２ｋＯｅ、Ｂｒ≧８ｋＧの硬磁気特性を有する微細結晶型永久磁石を製造できることに着目し、ボンド磁石より高い磁気特性を有効に利用できるよう、これを任意の肉厚を有する所望形状、例えば、加速度センサー用磁気回路に最適な小型、薄肉形状の永久磁石を容易に製造できる永久磁石の製造方法の提供を目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、ボンド磁石より高い磁気特性を有し、任意の肉厚を有する所望形状に加工できる永久磁石を目的に種々検討した結果、６ａｔ％以下の希土類元素と１５ａｔ％〜３０ａｔ％のホウ素を含む特定組成の合金溶湯より、特定の溶湯急冷条件ににて得られた平均厚み１０μｍ〜１００μｍのアモルファス組織からなる急冷合金薄帯が優れた靭性および弾性変形能を有することに注目して、急冷合金薄帯をそのままあるいは所定の長さに切断または任意形状に打ち抜き加工した後、結晶化熱処理による磁気的硬化処理を行い、ｉＨｃ≧２ｋＯｅ，Ｂｒ≧８ｋＧの硬磁気特性を有する薄肉の永久磁石を製造し、これを二枚以上積層して所要厚みとなし、エポキシ樹脂にて積層した永久磁石薄帯同士を密着、一体化することで、粉砕、ボンド磁石化の方法を用いることなく、任意の肉厚、所望形状を有する高性能な積層永久磁石を得られることを知見し、この発明を完成した。
【００１６】
さらに、発明者らは、上記方法で製作した急冷合金薄帯表面に無機接着材を塗布してから積層して所要厚みとなし、これに結晶化熱処理を施すと、永久磁石化するとともに薄帯間の無機接着材が固化して接着され、一体化した任意の肉厚、所望形状を有する高性能な積層永久磁石が得られることを知見し、この発明を完成した。
【００１７】
すなわち、この発明は、組成式を
Ｆｅ100-x-yＲxＡy
（Ｆｅ1-mＣｏm）100-x-yＲxＡy
Ｆｅ100-x-y-zＲxＡyＭz
（Ｆｅ1-mＣｏm）100-x-y-zＲxＡyＭz
（但しＲはＰｒ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｔｂの１種または２種以上、ＡはＣ、Ｂの１種または２種、ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｂの１種または２種以上）のいずれかで表し、組成範囲を限定する記号ｘ、ｙ、ｚ、ｍが下記値を満足する合金溶湯を、３０ｋＰａ以下の不活性ガス雰囲気中において、回転ロールを用いた溶湯急冷法により、９０％以上アモルファス組織からなる、優れた靭性および弾性変形能を有する、平均厚みが１０μｍ〜１００μｍの急冷合金薄帯を作製した後、前記薄帯をそのままあるいは切断または打ち抜き加工により所定形状にした後、Ｆｅ3Ｂ相とＮｄ2Ｆｅ14Ｂ相が混在する平均結晶粒径が１０ｎｍ〜５０ｎｍになる結晶化熱処理を施し薄肉の微細結晶型永久磁石とし、これを所望の厚みになるよう二枚以上積層した後、積層薄帯間に樹脂を含侵させて、樹脂にて積層した永久磁石薄帯同士を接着、一体化するか、あるいは前記薄帯をそのままあるいは切断または打ち抜き加工により所定形状にした後、合金薄帯表面に無機接着材を塗布し、所定の肉厚になるよう積層した後、５５０℃〜７５０℃の結晶化熱処理を施して、Ｆｅ3Ｂ相とＮｄ2Ｆｅ14Ｂ相が混在する平均結晶粒径１０ｎｍ〜５０ｎｍの微細結晶組織を有する永久磁石となすとともに、積層薄帯間の無機接着材を固化して接着し、一体化することによって、２０μｍ以上の任意の肉厚を有する積層永久磁石を得る製造方法を提案するものである。
１≦ｘ＜６ａｔ％
１５≦ｙ≦３０ａｔ％
０．０１≦ｚ≦７ａｔ％
０．００１≦ｍ≦０．５
【００１８】
【発明の実施の形態】
組成の限定理由
希土類元素Ｒは、Ｐｒ、ＮｄまたはＤｙ、Ｔｂの１種または２種を特定量含有のときのみ、高い磁気特性が得られ、他の希土類、例えばＣｅ、ＬａではｉＨｃが２ｋＯｅ以上の特性が得られず、また、ＴｂおよびＤｙを除くＳｍ以降の中希土類元素、重希土類元素は磁気特性の劣化を招来するため好ましくない。Ｒは、１ａｔ％未満では２ｋＯｅ以上のｉＨｃが得られず、また６ａｔ％を越えると８ｋＧ以上のＢｒが得られないため、１ａｔ％以上、６ａｔ％未満の範囲とする。好ましくは、２ａｔ％〜５．５ａｔ％が良い。
【００１９】
Ａは、ＣまたはＢの１種または２種の合計が１５ａｔ％未満では液体急冷後の金属組織において、α‐Ｆｅの析出が著しく、保磁力の発現に必須であるＮｄ2Ｆｅ14Ｂ型結晶構造を有する化合物の析出が阻害されるため、１ｋＯｅ未満のｉＨｃしか得られず、また、３０ａｔ％を越えると減磁曲線の角形性が著しく低下するため、１５ａｔ％〜３０ａｔ％の範囲とする。好ましくは、１５ａｔ％〜２０ａｔ％が良い。
【００２０】
Ｆｅは、上述の元素の含有残余を占め、Ｆｅの一部をＣｏで置換することにより金属組織が微細化され、減磁曲線の角形性が改善され、最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘの向上、並びに耐熱性の向上が得られるが、Ｆｅに対する置換量が０．１％未満ではかかる効果が得られず、また、５０％を越えると８ｋＧ以上のＢｒが得られないため、ＣｏのＦｅに対する置換量は０．１％〜５０％の範囲とする。好ましくは、０．５％〜１０％の置換量が良い。
【００２１】
添加元素ＭのＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｂは、微細結晶永久磁石の微細組織化に寄与し、保磁力を改善すると共に、減磁曲線の角形性を改善し、Ｂｒおよび（ＢＨ）ｍａｘを増大する効果が得られるが、０．０１ａｔ％未満ではかかる効果が得られず、７ａｔ％以上では、Ｂｒ≧８ｋＧの磁気特性を得られないため、０．０１ａｔ％〜７ａｔ％の範囲とする。好ましくは、０．０５ａｔ％〜５ａｔ％である。
【００２２】
製造条件の限定理由
この発明において、上述の特定組成の合金溶湯を３０ｋＰａ以下の不活性ガス雰囲気中、回転ロールを用いた溶湯急冷法にて、優れた靭性および弾性変形能を有す、平均厚みが１０μｍ〜１００μｍであるアモルファス薄帯を作製し、このアモルファス薄帯を任意の形状に加工した後、平均結晶粒径が１０ｎｍ〜５０ｎｍになる結晶化熱処理を施こすことによって、ｉＨｃ≧２ｋＯｅ，Ｂｒ≧８ｋＧの硬磁気特性を有し、平均厚み１０μｍ〜１００μｍの肉厚である任意形状の薄肉の永久磁石を得ることが最も重要である。
【００２３】
すなわち、合金溶湯の急冷雰囲気が３０ｋＰａ以上の場合は、回転ロールと合金溶湯の間に巻き込まれる雰囲気ガスの影響が顕著になるため、実質９０％以上アモルファスからなる均一組織とならないため、優れた靭性および弾性変形能が得られず、任意の形状に急冷合金薄帯の加工できないため、好ましくない。雰囲気ガスは、合金溶湯の酸化防止のため、不活性ガス雰囲気とする。好ましくは、Ａｒ雰囲気中が良い。
【００２４】
合金溶湯の溶湯急冷に用いる回転ロールの材質は、熱伝導度の点からアルミニウム合金、純銅および銅合金、鉄、真鍮、タングステン、青銅を採用できるが、機械的強度および経済性の点から、ＣｕもしくはＦｅ（但しＣｕ、Ｆｅを含む合金でもよい）が好ましく、上記以外の材質では熱伝導が悪いため、充分合金溶湯を冷却できず、実質９０％以上アモルファスからなる均一組織を得られないため好ましくない。
【００２５】
回転ロールを用いた溶湯急冷法としては、単ロール急冷法、および双ロール急冷法が挙げられるが、優れた靭性および弾性変形能を有する、平均厚みが１０μｍ〜１００μｍのアモルファス薄帯を作製できれば、いずれの急冷方法を採用しても良い。
【００２６】
例えば、回転ロールに中心線粗さＲａ≦０．８μｍ、最大高さＲｍａｘ≦３．２μｍ、１０点の平均粗さＲｚ≦３．２μｍの表面粗度を有するＣｕ製ロールを用いた単ロール急冷法を採用した場合、ロール周速度が１０ｍ／ｓ以下の場合、破損せずに曲げることのできる臨界半径が１０ｍｍ以下である優れた靭性および弾性変形能を有する平均厚み１０μｍ〜１００μｍのアモルファス薄帯が得られないため、ロール周速度は１０ｍ／ｓ以上が好ましい。好ましいロール周速度は１５ｍ／ｓ〜５０ｍ／ｓである。
【００２７】
この発明において、２０μｍ以上の任意の肉厚を有する永久磁石は以下の製造工程による。上述の溶湯急冷条件により得られた優れた靭性および弾性変形能を有する平均厚みが１０μｍ〜１００μｍのアモルファス組織からなる急冷合金薄帯に、平均結晶粒径が１０ｎｍ〜５０ｎｍになる結晶化熱処理を施こすことによって微細結晶型永久磁石薄片とし、永久磁石薄帯を二枚以上積層して任意の厚みにした後、エポキシ樹脂を含浸させ、その後、熱処理によってエポキシ樹脂を硬化させる方法か、あるいは得られたままの急冷合金薄帯表面に無機接着材を塗布してこれを二枚以上積層して任意の厚みにした後、上記結晶化熱処理を施して無機接着材を固化させて接着し、一体化する方法によって、２０μｍ以上の任意の肉厚を有する永久磁石を製造できる。
【００２８】
また、所望形状の積層永久磁石は、上述の溶湯急冷条件により得られた優れた靭性および弾性変形能を有する平均厚みが１０μｍ〜１００μｍのアモルファス薄帯を切断または打ち抜き加工により任意形状とした後、平均結晶粒径が１０ｎｍ〜５０ｎｍになる結晶化熱処理を施こすことによって薄肉の永久磁石とし、所望の厚みになるよう薄肉の永久磁石を二枚以上積層した後、エポキシ樹脂を合浸させ、その後熱処理によって樹脂を硬化させる方法か、あるいは所望の形状とした後、合金薄帯表面に無機接着材を塗布してこれを二枚以上積層して任意の厚みにした後、上記結晶化熱処理を施して無機接着材を固化させて接着し、一体化する方法によって、２０μｍ以上の任意の肉厚を有する所望形状の永久磁石を得られる。
【００２９】
アモルファス薄帯を切断あるいは打ち抜き加工により任意形状とする際は、結晶化熱処理後の薄帯では靭性および弾性変形能が失われるため、パンチ等を用いた機械的打ち抜き加工は、薄帯が破断し任意形状に打ち抜けないため、優れた靭性および弾性変形能を有しているアモルファス薄帯を任意形状に打ち抜き加工した後、結晶化熱処理を行う方法が好ましい。なお、超音波加工などの機械的打ち抜き、加工以外の方法であれば、結晶化後熱処理を加えた後でも破断等の問題なく加工を行える。
【００３０】
前述の９０％以上がアモルファス組織からなる急冷合金薄帯は、ｉＨｃ≧２ｋＯｅ、Ｂｒ≧８ｋＧの硬磁気特性を発現し得る平均結晶粒径１０ｎｍ〜５０ｎｍの微細結晶金属組織となるよう、結晶化熱処理を行なう必要があるが、熱処理温度が５５０℃未満では保磁力の発現に必須なＮｄ2Ｆｅ14Ｂが析出しないため１ｋＯｅ未満のｉＨｃしか得られない、また７５０℃を越えると粒成長が著しく、平均結晶粒径が５０ｎｍ以上となるためｉＨｃ、Ｂｒおよび減磁曲線の角形性が劣化し、上述の磁気特性が得られないため、熱処理温度は５５０℃〜７５０℃が好ましい。ただし、５５０℃〜７５０℃の熱処理にて得られる微細結晶組織において、平均結晶粒径は細かいほど好ましいが、１０ｎｍ未満ではｉＨｃの低下を引き起こすため、下限を１０ｎｍとする。
【００３１】
熱処理において、雰囲気は酸化を防ぐためＡｒガス、Ｎ2ガスなどの不活性ガス雰囲気中もしくは１．３３Ｐａ以下の真空中が好ましい。磁気特性は熱処理時間には依存しないが、６時間を越えるような場合、若干時間の経過とともにＢｒが低下する傾向があるため、好ましくは６時間未満が良い。
【００３２】
【実施例】
実施例１
純度９９．５％以上のＦｅ、Ｃｏ、Ｃ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｂ、Ｂ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｔｂの金属を用い、表１のＮｏ．１〜２０の組成、並びに総量が３０ｇとなるように秤量し、底部に０．３ｍｍ×８ｍｍのスリットを有する石英るつぼ内に投入し、表１の急冷雰囲気圧に保持したＡｒ雰囲気中で高周波加熱により溶解した。
【００３３】
合金の溶解温度を１３００℃にした後、合金湯面をＡｒガスにより加圧して室温にて、表１に示す急冷雰囲気およびロール周速度にて回転するＣｕ製ロールの外周面に０．７ｍｍの高さから溶湯を連続して鋳込み、幅８ｍｍ、平均厚み１０μｍ〜１００μｍの連続した急冷合金薄帯を作製した。得られた急冷合金薄帯は、粉末ＸＲＤ回折の結果、いずれもアモルファスであることを確認した。表２に得られた急冷合金薄帯の平均厚みを示す。
【００３４】
この連続した急冷合金薄帯を５ｍｍ×５ｍｍのパンチにて打ち抜き加工を施し、５ｍｍ×５ｍｍの面を有する急冷合金薄片とした後、Ａｒ流気中、表１に示す熱処理温度で１０分間保持し、その後、室温まで冷却し、５ｍｍ×５ｍｍの面を有す薄肉の永久磁石を作製した。
【００３５】
この５ｍｍ×５ｍｍの面を有する薄肉の永久磁石を平均厚み０．２ｍｍになるように積層した後、エポキシ樹脂の含有量が１ｗｔ％になるよう薄肉の永久磁石の接合面に含浸させ、その後、乾燥容器にて大気中、１５０℃で１時間硬化処理を施すことにより、５ｍｍ×５ｍｍ×０．２ｍｍの永久磁石を作製した。
【００３６】
磁石の磁気特性は永久磁石の高さ方向（５ｍｍ×５ｍｍ面に対して垂直）に６０ｋＯｅのパルス着磁磁界で着磁した後、ＢＨトレーサーにて閉磁路で評価した。表３に磁石特性を示す。なお、Ｎｏ．３〜Ｎｏ．２０において、Ｃｏ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｂは各構成相のＦｅの一部を置換していることを確認した。図１にＮｏ．２の結晶化熱処理前後の粉末Ｘ線回折パターンを示す。
【００３７】
実施例２
表１に示した急冷条件にて得られたＮｏ．１〜Ｎｏ．２０組成の急冷合金薄帯にアルミナを溶剤に溶かし、液状にした無機接着剤アロンセラミックＤ（商品名、東亜合成化学工業（株）製）を前記急冷合金薄帯表面に塗布した後、実施例１と同様に５ｍｍ×５ｍｍ×０．２ｍｍ寸法になるように積層した状態で１５０℃で１時間放置し、無機接着剤を固化した後、Ａｒ流気中で表１に示す熱処理温度で３０分間保持した後、室温まで冷却し、５ｍｍ×５ｍｍ×０．２ｍｍの積層永久磁石を作製した。
【００３８】
磁石の磁気特性は永久磁石の高さ方向（５ｍｍ×５ｍｍ面に対して垂直）に６０ｋＯｅのパルス着磁磁界で着磁した後、ＢＨトレーサーにて閉磁路で評価した。表４に磁石特性を示す。なお、Ｎｏ．４〜Ｎｏ．２０において、Ｃｏ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｂは各構成相のＦｅの一部を置換していることを確認した。
【００３９】
【表１】
0003643215.tif 000002
【００４０】
【表２】
0003643215.tif 000003
【００４１】
【表３】
0003643215.tif 000004
【００４２】
【表４】
0003643215.tif 000005
【００４３】
【発明の効果】
この発明は、６ａｔ％以下の希土類元素と１５ａｔ％〜３０ａｔ％のホウ素を含む特定組成の合金溶湯を特定の溶湯急冷条件により、高靭性を有し、加工が容易な平均厚み１０μｍ〜１００μｍのアモルファス組織からなる急冷合金薄帯を作製した後、この急冷合金薄帯を所望形状になるよう切断もしくは打ち抜き加工し、その後、Ｆｅ3Ｂ相とＮｄ2Ｆｅ14Ｂ相が混在する平均結晶粒径が１０ｎｍ〜５０ｎｍになる結晶化熱処理を施こすことによって、ｉＨｃ≧２ｋＯｅ、Ｂｒ≧８ｋＧの硬磁気特性を有する平均厚み１０μｍ〜１００μｍの肉厚である薄肉の永久磁石を作製し、この薄肉の永久磁石を二枚以上積層し、無機接着材または樹脂にて積層した薄帯同士を密着、一体化することで、粉砕、ボンド磁石化の方法を用いることなく、また成形後、切削加工を施す必要のない、任意の肉厚、所望形状を有する高性能な積層永久磁石を容易に提供できる。
【００４４】
また、この発明によって得られた積層磁石は、急冷合金薄帯を粉砕せずに用いるため、既存のＮｄ‐Ｆｅ‐Ｂ系ボンド磁石の問題点であった酸化、および脱粉の問題を改善できるだけでなく、ボンド磁石以上の密度が得られることから高い磁気特性を有し、家電用機器、ＯＡ機器、電装品等の小型高性能化に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】急冷合金薄帯の結晶化熱処理前後の粉末Ｘ線回折パターンを示すグラフである。
【図１】
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