(57)【要約】  鋳造薄片を徐冷できる二次冷却装置とそれを使用した鋳造装置を提供する。二次冷却装置２２の容器４０内に櫛歯装置５０を配置し、櫛歯装置５０上に鋳造薄片７１を積層し、その上に破砕細片７２を乗せ、鋳造薄片７１と破砕細片７２を徐冷した後、押圧装置６０によって鋳造薄片７１を破砕し、破砕細片７２を底壁４２の表面や冷却歯５１1，５１2，……，５１nの側面に接触させ、急冷する。徐冷によってＮｄリッチ相やＲリッチ相のアニールを行なうことができ、急冷によって破砕細片７２の酸化温度以下に降温させた後、大気中に取り出すことができる。
2009041356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器と、
複数の板状の冷却歯が所定間隔で立設された櫛歯装置と、
前記冷却歯間に挿入される複数の押圧歯を有する押圧装置とを有し、
前記冷却歯には、液状の冷却媒体が流れる冷却配管が設けられた二次冷却装置。
【請求項２】
前記容器は有底円筒に形成され、
前記各冷却歯はリング状に形成され、同心状に配置された請求項１記載の二次冷却装置。
【請求項３】
原材料の溶融物が配置されるるつぼと、
前記るつぼから供給される前記溶融物を冷却し、板状の鋳造薄片を形成する一次冷却装置と、
二次冷却装置とを有し、
前記鋳造薄片は、前記二次冷却装置に供給される鋳造装置であって、
前記二次冷却装置は、
容器と、
複数の板状の冷却歯が所定間隔で立設された櫛歯装置と、
前記冷却歯間に挿入される複数の押圧歯を有する押圧装置とを有し、
前記冷却歯には、液状の冷却媒体が流れる冷却配管が設けられた鋳造装置。
【請求項４】
前記鋳造薄片を破砕し、破砕細片を形成する破砕装置を有し、前記鋳造薄片と前記破砕細片のいずれもが前記二次冷却装置に供給可能に構成された請求項３記載の鋳造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はネオジウム鉄ボロン系焼結磁石用の原料合金の製造法であるストリップキャスティング法における鋳造薄片の冷却装置および冷却方法に関し、特に高温域の冷却速度を変化させることができる冷却装置および冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピューターおよびその周辺機器を始めとするエレクトロニクス機器の高性能化小型化にともない、高性能のネオジウム鉄ボロン系焼結磁石（以下ネオジウム系磁石と呼ぶ）の需要が増加している。また、エアーコンディショナーや冷蔵庫等の家電の電力消費量の低減を目的とし、あるいはハイブリッドタイプ等の電気自動車も含め、より高効率のモーターが求められ、これらの分野でも確実にネオジウム系磁石の需要が増加している。【０００３】
一方、ネオジウム系磁石の特性向上も進んでいる。特性向上のための技術は大きく分けて、二つに分けられる。その一つは原料合金の組織制御に関するものである。他は、磁石の製造技術の向上に関するものである。
磁石の特性向上のためには、単に磁石の製造工程の改善だけでなく、原料となる磁石合金の製造技術の改善も重要となる。【０００４】
例えば、その特性と経済性から希土類磁石の中で最も生産量の多いネオジウム系磁石の場合、磁性の担い手となるＮｄ2Ｆｅ14Ｂ相はＮｄ−Ｆｅ−Ｂ三元系平衡状態図において、液相から包晶反応によって生成する。そのため、特により高性能のＮｄ2Ｆｅ14Ｂ相の化学量論組成に近い磁石用合金ほど、溶解鋳造時に初晶のγＦｅが生成し易くなる。
そして、このγＦｅ相はデンドライト状に生成し、立体的に繋がっているため、インゴットの粉砕性を著しく害し、磁石の製造工程における粉砕時に得られる粉末の粒径分布が乱れたり組成ずれの原因になったりする。【０００５】
そのような問題を避けるため、最近は鋳造時の凝固速度を速められるストリップキャスティング法（以下ＳＣ法と呼ぶ）が採用されており、るつぼ内で熔解された原料物質を冷却ローラによって冷却し、厚さ約０．３ｍｍ程度の鋳造薄片を得る方法がある。鋳造薄片は破砕機で細かく破砕した後、収納容器内に収容し、冷却後、鋳造装置から取り出している。【０００６】
冷却ローラ上の冷却を１次冷却、冷却ローラから離脱した後の鋳造薄片の冷却を２次冷却と分けると、一般的な二次冷却は、冷却ローラと鋳片収容箱間にてＡｒガス等の不活性ガス冷却、あるいはコンベア又はベルトにて移送中にて冷却したり、更に鋳片収容箱内にて不活性ガス冷却することで、冷却速度が調節されており、また、２対の回転するベルトによって、鋳片を挟んで冷却したり、液体Ａｒに直接投入する方法なども行なわれている。これらの方法の組合せでもよい。【０００７】
しかしながら、高温域の冷却速度を制御した場合、同じ方法で低温域まで冷却しようとすると、温度差が小さくなるにつれて冷却が遅くなり、チャンバーから鋳造薄片を取り出しても酸化が問題なくなる温度まで低下するまでの時間が長くなってしまう。このような、問題点を解決するための具体的な手段については知られていない。【０００８】
一方、８００〜６００℃間の平均冷却速度を１．０℃／秒以下にしてＲリッチ相の間隔を広げ、３〜１５μｍにする方法が提案されており、例えば、希土類元素含有合金の溶湯を真空又は不活性ガス雰囲気中の室内にて、冷却された回転ロール上に流し、冷却して薄帯状に凝固させた直後、該凝固薄帯を片状に破砕し、該破砕合金片を前記室内に置かれた収納容器内に収め、冷却媒体により前記破砕合金片の冷却速度を制御することが行なわれている。
具体的な方法として、収納容器の内部に冷却用仕切り板を設け、その中に冷却媒体として気体又は液体を流通させて破砕合金片の冷却速度を制御している。【０００９】
しかしながら、この方法では冷却媒体としてガスを用いた場合、ガスの体積当たりの熱容量は極めて小さいため、大量のガスを流す必要がある。ガスとして不活性ガスを用いる場合、堆積した鋳造薄片の間を直接流すことができるが、それにしても大口径の配管を巡らし加熱されたガスを回収し冷却し戻す十分広い伝熱面積を有した熱交換器が必要となり、設備的に大がかりになる。また、冷却に要する時間も長くなる。【００１０】
ガスとして空気を用いる例も示されているが、その場合密閉構造の仕切板を設ける必要がある。しかしながら、空気の体積当たりの熱容量は小さく、冷却速度を増すためには、大量の空気を流せてかつ極めて大きな伝熱面積の仕切板が必要となり、その隙間部に鋳造薄片を収納することになる。そのため、特に量産規模の装置では、収納容器はかなり大きくなる。さらに、鋳造チャンバーヘの出し入れあるいは冷却ローラから落下する鋳造薄片を容器に満遍なく収納するために移動可能な構造とする必要があり、そのような収納容器に大径の配管を巡らし、大量の空気を送り込むのは、設備的な信頼性の上で難点がある。特に、希土類含有合金は化学的に極めて活性であり、そのような活性な合金でしかも高温で大きな比表面積の鋳造薄片を扱う装置として安全性の上でも大きな問題を抱えることになる。【００１１】
さらに、冷却媒体として水を用いる場合、鋳造後流すのでは、高温状態の仕切板内に水を直接流すことになり、急激な沸騰現象を招き安全性の点で問題がある。
さらに、仕切板への熱衝撃が大き過ぎ、熱歪みによる割れや変形の原因となり、仕切板の耐久性の上でも難点がある。特に、もし破損した場合、漏れた水と高温の鋳造薄片が反応し、水素を発生し、安全上重大な問題を引き起こす。もし、そのような問題を避けるため、鋳造開始前から水を流していた場合、冷却能が大きすぎて、高温域で目的とする遅い冷却条件を達成することは困難である。【００１２】
また、鋳造薄片を入れた収納容器を隣接する別室に移し、そこで不活性ガス等を用いて冷却する方法が開示されている（例えば特許文献５参照）。この方法では高温域の冷却は概して遅くなる。しかしながら、この冷却方法は合金の組織の制御を目的としたものではなく、冷却速度を調整することは不可能である。また、低温域の冷却も遅く、大気中に開放できるような温度まで低下するのに長時間を要し、そのため数多くの収納容器を必要とする。
【特許文献１】特開昭６３−３１７６４３号公報
【特許文献２】特開平８−２６９６４３号公報
【特許文献３】特開平９−１５５５０７号公報
【特許文献４】特開平１０−３６９４９号公報
【特許文献５】特開２００２−２６６００６号公報
【特許文献６】特開２００５−１９３２９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
以上述べてきたように、ネオジウム系磁石用合金のＳＣ法においては冷却ローラ上での冷却速度に加えて、鋳造薄片が冷却ローラから離脱後の特に離脱直後からのＲリッチ相が溶けている温度域での冷却速度の制御が重要であり、この温度域を適度に遅く、しかも磁石の要求特性に合わせて合金の組織を制御するため、冷却速度を自由に調整でき、かつその後は生産性を高めるため、短時間で冷やせる装置と方法が必要とされる。しかも、極めて活性でかつ比表面積の大きな希土類合金を扱う装置であり、組織制御の観点だけでなく、安全性の観点からも装置材料の熱応力、歪み、腐食等に十分配慮した設備とする必要がある。このような信頼性の高い装置は未だ知られていない。【００１４】
本発明は、特に高性能用のネオジウム系焼結磁石の原料合金として最適な組織制御を行う際、冷却条件を自由に制御でき、かつ装置がコンパクトで安全性の高い冷却装置および冷却方法を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、本発明は、容器と、複数の板状の冷却歯が所定間隔で立設された櫛歯装置と、前記冷却歯間に挿入される複数の押圧歯を有する押圧装置と、前記冷却歯には、液状の冷却媒体が流れる冷却配管が設けられた二次冷却装置である。
また、本発明は、上記二次冷却装置であって、前記容器は有底円筒に形成され、前記各冷却歯はリング状に形成され、同心状に配置された二次冷却装置である。
また、本発明は、原材料の溶融物が配置されるるつぼと、前記るつぼから供給される前記溶融物を冷却し、板状の鋳造薄片を形成する一次冷却装置と、前記いずれかの二次冷却装置とを有し、前記鋳造薄片は、前記二次冷却装置に供給される鋳造装置である。
また、本発明は、前記鋳造薄片を破砕し、破砕細片を形成する破砕装置を有し、前記鋳造薄片と前記破砕細片のいずれもが前記二次冷却装置に供給可能に構成された鋳造装置である。【００１６】
従来の装置では、ロールから離脱後のＳＣ材の冷却が早過ぎ、またＳＣ材のフレーク毎の組織のバラツキが大きい。【００１７】
本発明では、鋳造薄片や破砕細片の冷却速度は遅いため、Ｎｄリッチ相は分布状況が変化し、いわゆるアニールが進んだ状態に変化する。（＝Ｎｄリッチ相の平均間隔が長くなる。）
鋳造薄片や破砕細片が所定温度に達した状態で、鋳造薄片や破砕細片の上部から、押圧部材を押し込み、鋳造薄片を破砕し、破砕細片を冷却歯の間に落とし込む。【００１８】
破砕細片は、大気中に取り出しても酸化が進まない１５０℃以下に冷却する必要があるが、冷却歯の間に落下した破砕細片は冷却速度が大きくなり、短時間で１５０℃以下の温度まで冷却することができるから、生産性を高めることができる。
また、冷却歯上に保持した状態の時間を変えることにより、破砕細片の組織の制御が可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
溶融物を冷却ローラで急冷し、鋳造薄片や破砕細片を形成した後、それらを二次冷却装置上に乗せた状態で徐冷できるので、溶融物を凝固させる際の冷却速度は速く、８００℃から６００℃に冷却する間の冷却速度が遅くなり、Ｒリッチ相の分布状況の制御が可能となる。
そして、６００℃よりも低温の温度では、二次冷却装置によって急冷できるので、短時間で１５０℃以下の温度で大気に取り出すことができ、破砕細片が酸化しない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の鋳造装置を説明するための図の１
【図２】本発明の鋳造装置を説明するための図の２
【図３】容器を説明するための図  (ａ)：平面図  (ｂ)：A-A線截断断面図
【図４】櫛歯装置を説明するための図  (ａ)：平面図  (ｂ)：B-B線截断断面図
【図５】二次冷却装置を説明するための図  (ａ)：平面図  (ｂ)：C-C線截断断面図
【図６】徐冷させる工程を説明するための図の１
【図７】徐冷させる工程を説明するための図の２
【図８】徐冷させる工程を説明するための図の３
【図９】徐例から急冷に移行させる工程を説明するための図の１
【図１０】徐例から急冷に移行させる工程を説明するための図の２
【図１１】徐例から急冷に移行させる工程を説明するための図の３
【図１２】急冷する工程を説明するための図
【図１３】破砕細片を鋳造装置の外部に取り出す状態を説明するための図
【符号の説明】
【００２１】
１１……鋳造装置
２１……るつぼ
２３……一次冷却装置
２６……破砕装置
４０……容器
４５、５５……冷却配管
５０……櫛歯装置
５１1〜５１n……冷却歯
６０……押圧装置
６１1〜６１m……押圧歯
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１の符号１１は本発明の一例の鋳造装置であり、溶解室１２と、回収室１３と、冷却室１４とを有している。
鋳造装置１１には、真空排気系３５と、ガス導入系３６が接続されており、各室１２〜１４内部は真空排気系３５によって真空排気された後、ガス導入系３６から不活性ガス(ここではアルゴン)が導入されており、各室１２〜１４内部は不活性ガス雰囲気に置かれている。【００２３】
溶解室１２には回収室１３が接続されており、回収室１３には、冷却室１４が接続されている。
回収室１３と冷却室１４の底壁上には、搬送ロール３２が配置されており、回収室１３の搬送ロール３２上には、二次冷却装置２２が配置されている。
回収室１３の内部には、二次冷却装置２２の上方位置に、一次冷却装置２３が配置されている。【００２４】
溶解室１２と回収室１３の間には、溶解室１２の内部と回収室１３の内部に亘って、溶湯樋３１が配置されている。
溶解室１２の内部には、るつぼ２１が配置されており、るつぼ２１内には、ネオジウム鉄ボロン系焼結磁石の原材料が所定の配合量で挿入されている。
溶解室１２には、加熱装置が設けられており、るつぼ２１内に配置された原材料を、不活性ガス雰囲気中で１４００℃程度に加熱し、溶融させ、溶融物を形成する。【００２５】
次いで、るつぼ２１を傾け、溶融物を溶湯樋３１に注ぐと、溶融物は溶湯樋３１内を流れて一次冷却装置２３の受け皿(タンディッシュ)３３に注入される。
一次冷却装置２３は、冷却ローラ２５と、破砕装置２６を有している。冷却ローラ２５は、内部に冷却水が通水される通水路を有しており、冷却ローラ２５が水冷された状態で回転されている。受け皿３３に注入された溶融物は冷却ローラ２５に接触し、冷却ローラ２５の回転によって冷却ローラ２５上に乗せられ、冷却されながら破砕装置２６が配置された位置まで運搬される。【００２６】
このとき、溶融物は冷却によって固化し、薄板状の鋳造薄片が形成される。鋳造薄片は冷却ローラ２５の回転によって冷却ローラ２５から剥離し、破砕装置２６の内部に落下する。鋳造薄片の厚さは０．３ｍｍ程度である。
破砕装置２６の内部には、二台の破砕ローラ２７が配置されている。
破砕ローラ２７には、移動装置が接続されており、一方又は両方の破砕ローラ２７の位置を移動できるように構成されている。【００２７】
二台の破砕ローラ２７を密着させ、破砕ローラ２７を回転させながら鋳造薄片を破砕ローラ２７上に落下させると、鋳造薄片は破砕され、粉末に近い破砕細片となって、一次冷却装置２３の下方に落下する。【００２８】
破砕ローラ２７間を離間させておいたり、破砕ローラ２７を鋳造薄片の落下位置から移動させておくと、冷却ローラ２５から落下する鋳造薄片は、破砕されずに一次冷却装置２３の下方に落下する。【００２９】
なお、迂回路を形成し、冷却ローラ２５から落下した鋳造薄片が迂回路を通ったときに、一次冷却装置２３から鋳造薄片が落下し、迂回路を通らず破砕装置２６を通ったときに、破砕細片が落下するようにしてもよい。
一次冷却装置２３から落下、供給される鋳造薄片や破砕細片は二次冷却装置２２内に落下する。【００３０】
図５(ａ)、(ｂ)は二次冷却装置２２を説明するための図面であり、同図(ａ)はその平面図、同図(ｂ)は、C-C線截断断面図である。二次冷却装置２２は容器４０と櫛歯装置５０を有している。【００３１】
図３(ａ)、(ｂ)は、容器４０を説明するための図面であり、同図(ａ)はその平面図、同図(ｂ)はA-A線截断断面図である。容器４０は、有底円筒形であり、円筒形の側壁４１と、側壁４１の一端を閉塞する底壁４２と、底壁４２の中央位置に立設されたガイド棒４３とを有している。【００３２】
図４(ａ)、(ｂ)は、櫛歯装置５０を説明するための図面であり、同図(ａ)は平面図、同図(ｂ)はB-B線截断断面図である。櫛歯装置５０は複数の冷却歯５１1，５１2，……，５１nを有している。各冷却歯５１1，５１2，……，５１nはリング状であり、所定間隔を開けて同心状に配置されており、連結板５２によって相互に固定されている。【００３３】
最内周の冷却歯５１1の内径は、ガイド棒４３の外径よりも大きく、最外周の冷却歯５１nの外径は、容器４０の側壁４１の内径よりも小さくされており、櫛歯装置５０は、ガイド棒４３に挿通された状態で容器４０の内部に配置されている。櫛歯装置５０が容器４０内に配置された状態では、各冷却歯５１1，５１2，……，５１nは、容器４０の底壁４２とは接触せず、隙間が形成されている。また、この状態では、冷却歯５１1，５１2，……，５１nは、底壁４２に対して垂直になっている。【００３４】
るつぼ２１内の溶融物を一次冷却装置２３に導入し、鋳造薄片を形成する際に、先ず、上記のように破砕ローラ２７を操作し、破砕せずに鋳造薄片を二次冷却装置２２内に落下させる。【００３５】
冷却歯５１1，５１2，……，５１nの間隔は、鋳造薄片の大きさよりも密に配置されており(３０〜１００ｍｍ、より望ましくは５０〜７０ｍｍ）、二次冷却装置２２内に落下した鋳造薄片は、冷却歯５１1，５１2，……，５１n上に乗せられ、冷却歯５１1，５１2，……，５１nの間を覆う。【００３６】
図６の符号７１は、冷却歯５１1，５１2，……，５１n上に乗せられた鋳造薄片を示している。
内部に櫛歯装置５０が配置された容器４０には、モータが接続されており、一次冷却装置２３から鋳造薄片７１を落下させながら容器４０を回転して、容器４０の回転に伴い櫛歯装置５０も回転させ、冷却歯５１1，５１2，……，５１nの全周上に亘って鋳造薄片７１を乗せ、図６に示すように、冷却歯５１1，５１2，……，５１nの上を鋳造薄片７１で隙間無く塞ぐ。【００３７】
次いで、二台の破砕ローラ２７を間隔を狭めて、破砕装置２６が鋳造薄片を破砕する状態に設定し、冷却ローラ２５から鋳造薄片７１を破砕装置２６に供給し、破砕して破砕細片を二次冷却装置２２内に落下させると、破砕細片は、鋳造薄片７１上に堆積する。【００３８】
図８の符号７２は、鋳造薄片７１上に堆積された破砕細片を示している。
るつぼ２１内の溶融物を鋳造薄片７１や破砕細片７２として二次冷却装置２２内に全部移動させた後、搬送ロール３２を回転させ、二次冷却装置２２を、回収室１３から冷却室１４内に移動させる。
冷却室１４の上方には、押圧装置６０が配置されている。
二次冷却装置２２は、押圧装置６０の下方で静止される。【００３９】
鋳造薄片７１は冷却歯５１1，５１2，……，５１nの上端上に乗せられており、冷却歯５１1，５１2，……，５１nとの接触面積が小さいため、鋳造薄片７１やその上の破砕細片７２は、内部に不活性ガスが充満した冷却室内でゆっくり冷却される(徐冷)。このとき、後述する冷却配管４５には、冷媒は流されているが、押圧装置６０は、図９に示すように、複数の押圧歯６１1，６１2，……，６１mを有している。【００４０】
押圧歯６１1，６１2，……，６１mの間隔は、冷却歯５１1，５１2，……，５１nと同じ間隔で配置されており、各押圧歯６１1，６１2，……，６１mは、冷却歯５１1，５１2，……，５１nと冷却歯５１1，５１2，……，５１nの間の位置の上方に配置されている。【００４１】
鋳造薄片７１や破砕細片７２が所定温度まで冷却された後、押圧装置６０を降下させ、図１０に示すように、押圧歯６１1，６１2，……，６１mの先端を鋳造薄片７１と接触した後、更に降下させると、図１１に示すように、押圧歯６１1，６１2，……，６１mは、冷却歯５１1，５１2，……，５１n上に位置する鋳造薄片７１を破砕しながら、冷却歯５１1，５１2，……，５１nの間に挿入される(ここでは、ｍ＝ｎ−１であり、冷却歯５１1，５１2，……，５１n間には、押圧歯６１1，６１2，……，６１mが一枚ずつ挿入される)。【００４２】
鋳造薄片７１が破砕されると、冷却歯５１1，５１2，……，５１nの間隔よりも小さな破砕細片７２となり、鋳造薄片７１上に堆積していた破砕細片７２と共に、冷却歯５１1，５１2，……，５１nの間に押し込まれ、冷却歯５１1，５１2，……，５１nの下端と底壁４２の間の隙間と、冷却歯５１1，５１2，……，５１nの間に充填される。【００４３】
鋳造薄片７１が満遍なく破砕され、冷却歯５１1，５１2，……，５１nの側面や底壁４２の表面と接触するように、押圧歯６１1，６１2，……，６１mを上下動させ、押圧歯６１1，６１2，……，６１mを冷却歯５１1，５１2，……，５１nの間に繰り返し挿入・抜去させる。【００４４】
図１２は、押圧装置６０を上方に移動させ、二次冷却装置２２から抜去した状態を示している。この状態では、破砕細片７２は底壁４２や冷却歯５１1，５１2，……，５１nの側面と接触している。【００４５】
底壁４２と冷却歯５１1，５１2，……，５１nには冷却配管４５、５５がそれぞれ設けられている。冷却配管４５、５５は、冷却装置に接続されており、内部を液状の冷却媒体が流されるように構成されている。ここでは、冷却媒体には水が用いられている。
鋳造薄片７１と破砕細片７２が冷却歯５１1，５１2，……，５１n上に乗せられている状態では、鋳造薄片７１と破砕細片７２が急冷されないようにする。【００４６】
他方、押圧歯６１1，６１2，……，６１mを冷却歯５１1，５１2，……，５１nの間に挿入すると、その後、破砕細片７２を底壁４２や冷却歯５１1，５１2，……，５１nの側面と接触させた状態で冷却するときには、底壁４２と冷却歯５１1，５１2，……，５１nを冷却すると、それに接触している破砕細片７２は急速に冷却される。【００４７】
冷却歯５１1，５１2，……，５１nに設けられた冷却配管５５は、冷却歯５１1，５１2，……，５１nの下端に位置しており、押圧装置６０によって冷却歯５１1，５１2，……，５１n間に押し込まれた破砕細片７２は、冷却歯５１1，５１2，……，５１nの下端部の側面と接触するから、効率よく冷却される。【００４８】
押圧装置６０を二次冷却装置２２から抜去した状態で、破砕細片７２を冷却し、破砕細片７２が１５０℃程度まで冷却されたところで、図１３に示すように、櫛歯装置５０を容器４０の内部から取り出した後、破砕細片７２が配置された容器４０を鋳造装置１１の外部に搬出すると、ネオジウム鉄ボロン系焼結磁石用の原料合金が得られる。【００４９】
なお、上記実施例では、冷却歯５１1，５１2，……，５１nはリング状であり、複数の冷却歯５１1，５１2，……，５１nが同心状に配置されていたが、本発明はそれに限定されるものではなく、複数の冷却歯が離間して配置され、その上に、鋳造薄片を乗せて徐冷し、徐冷後、冷却歯間に押し込み、急冷できればよい。例えば、平板状の複数の冷却歯を互いに平行に立設させることができる。【００５０】
また、本発明では、二次冷却装置２２上に散布装置を配置し、鋳造薄片７１や破砕細片７２を二次冷却装置２２上に散布し、均一に配置することができる。
本発明で得られる鋳造薄片７１の厚さは薄いため、凝固点近傍の冷却速度は１０００℃／ｓ程度あるいはそれ以上となり、初晶のγＦｅが生成することなく、磁性相のＮｄ2Ｆｅ14Ｂ相が直接液相から生成し、αＦｅ相の存在しないインゴットを得ることができる。さらに、冷却ローラ２５から離脱後の鋳造薄片７１の冷却速度、すなわち二次冷却速度を遅くすることが可能であり、かつ鋳造終了後、押圧歯６１1，６１2，……，６１nを用いて鋳造薄片７１を冷却歯５１1，５１2，……，５１nの間に押し込む時間を調整することによりＲリッチ相の分布状況の制御が可能となり、高磁化タイプの磁石から高保磁力タイプの磁石用の合金まで幅広く製造可能となる。また、全体として冷却時の短縮が可能となり、生産性の向上となる。【００５１】
鋳造薄片７１及び破砕細片７２の中に含まれるＮｄリッチ相は、従来の通常の金型を用いて鋳造する方式で得られる厚さ３０ｍｍ程度のインゴットと比べて凝固速度が速いため微細に分布する。【００５２】
このＮｄリッチ相は磁石製造工程において焼結時には液相となり、いわゆる液相焼結により密度の増加を促進する。また焼結後の磁石において、Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ磁性相を磁気的に遮断し、保磁力向上に寄与する。そのためＮｄリッチ相は、原料合金中により細かく均一に分離していると、磁石の製造工程で粉砕した微粉の状態でも分散分布状態が改善され、磁気特性の向上に役立つ。【００５３】
また、本発明に用いることができるネオジウム系磁石では、原材料に、Ｎｄ以外にＤｙやＰｒがＮｄの一部を置換する形で添加し、耐熱性や経済性を向上させることができる。
また、Ｆｅの一部は多くの場合キュリー点の上昇と耐食性の改善に効果のあるＣｏあるいはその他の遷移金属元素で置換することができる。【００５４】
また、Ｎｄの代わりにＲを用い、Ｆｅの代わりにＴを用いることができる。この場合、Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ相はＲ2Ｔ14Ｂ相となり、Ｎｄリッチ相はＲリッチ相と表現することができる。【００５５】
Ｒリッチ相の鋳造時の鋳造薄片７１中における挙動についてさらに詳細に説明すると、Ｒリッチ相は冷却ローラ２５上での冷却時に、主相のＲ2Ｔ14Ｂ相の成長とともに凝固界面から排出され、Ｒ2Ｔ14Ｂ相の結晶粒内にラメラー（ｌａｍｅｌｌａｒ）状に生成し、一部は粒界にも生成する。【００５６】
Ｒリッチ相は例えばＮｄ−Ｆｅ−Ｂ三元系平衡状態図ではその融点は６６０℃程度であり、磁石組成合金の液相面温度と比べてかなり低い。一方、本発明のようなＳＣ法の鋳造条件では、鋳造薄片７１が冷却ローラ２５から離脱する時の平均温度は７００℃以上であり、Ｒリッチ相はまだ液相の状態である。【００５７】
一般的に、液相中あるいは液相を介した原子の拡散は固相中の拡散現象に比べて桁違いに早い。そのため、冷却ローラ２５から離脱後の鋳造薄片７１の冷却速度によって、鋳造薄片７１中のＲリッチ相はその形態が大きく変化する。【００５８】
冷却速度が遅い場合は、Ｒリッチ相は母相との界面エネルギーを低下しようとして、ラメラ（ｌａｍｅｌｌａ）は収縮し丸味を帯びるようになる。また温度の低下とともにＲリッチ相中のＲ濃度は増加し、Ｒリッチ相の体積比も低下する。【００５９】
一方、冷却速度が速い場合はロールから離脱した直後のより高温の状態がそのまま凍結される傾向が強まる。すなわち、凝固直後のラメラの状態がそのまま保たれ、鋳造薄片７１の断面組織には１次のラメラに加えて２次のラメラも鮮明に認められる。このような場合Ｒリッチ相の体積比も大きく、Ｒリッチ相中のＲ濃度は低くなる。【００６０】
このような状態は、例えば鋳造薄片７１の断面組織を走査電子顕微鏡にて反射電子線像により観察する場合、得られた顕微鏡写真（組成像）に長さＬの線分を引き、線分がＮｄリッチ相と交差する点数Ｎを数え、線分の長さＬをＮで除し、Ｒリッチ相の平均間隔Ｌ／Ｎを求めることによる方法、すなわち線分法で定量的に評価することができる。そして、この値は鋳造薄片７１が冷却ローラ２５から離脱後の冷却速度が速いほど小さくなる。【００６１】
このように、Ｒリッチ相の存在状態が変わると、以下に述べるように磁石製造工程の水素化、微粉砕工程にも影響し、得られる磁石の特性にも影響することになる。
焼結磁石を製造する際、一般的にはジェットミル等の粉砕機を用いて微粉砕する前に、水素化粉砕処理（ＨＤ処理）を行う。Ｒ2Ｔ14Ｂ系磁石用合金は水素を吸収、特にＲリッチ相は水素を吸収しやすく水素化物を生成し、体積膨張するため、その時のくさび効果と水素化による脆化が相俟って、微細なクラックが合金内に発生する。【００６２】
そのため、冷却ローラ２５から離脱後の冷却速度が速く、Ｒリッチ相の間隔が狭い場合は、より細かく割れやすくなる傾向となる。そして、粉砕した粉末粒子の平均粒径が小さくなりすぎると、粉末がより活性になり、大気中で燃えやすくなったり、あるいは得られる磁石の磁気特性に有害な酸素濃度が高くなりやすくなる。また微粉ほど磁場成型時の配向度が低下しやすく、磁石特性、特に磁化が低下してしまうといった問題を引き起こしやすくなる。【００６３】
そのため、鋳造薄片７１が冷却ローラ２５から離脱後、直ちに急冷したような合金は、概して磁石用の原料合金として好まれない傾向にある。特に、冷却速度が速すぎる場合、Ｒリッチ相中のＲ濃度が低すぎて、水素化反応が起こりにくくあるいは遅過ぎて生産工程で問題となる場合もありうる。【００６４】
しかしながら、より細かい粒径分布の粉末を用いて、磁場成形さらに真空焼結した場合、より細かい粒径分布の磁石を得ることができ、より保磁力の大きな磁石を製造しやすくなる。そのため、例えばモーター用等に用いられる高保磁力の磁石用原料合金としては、Ｒリッチ相の間隔が小さめの鋳造薄片７１が適している。但し、その場合も前述したように、冷却速度が速すぎるのは適さず、冷却ローラから離脱後高温域を適度に遅い冷却速度で冷却することにより、Ｒリッチ相の２次のラメラが適度に消失した組織の鋳造薄片７１の方が適している。【００６５】
反対に、冷却ローラから離脱後の鋳造薄片７１の冷却速度が遅い場合、Ｒリッチ相の間隔が広くなり、微粉砕処理後の粉砕粒子の平均粒径も大きくなる傾向となる。その場合、磁場配向の際、配向度を高めやすく、例えばハードディスクドライブ（ＨＤＤ）用のヘッドアクチュエーターであるボイスコイルモーター（ＶＣＭ）等に用いられる磁化の大きな磁石を製造する場合は、そのような組織の合金が好まれる傾向にある。【００６６】
以上のように、ＳＣ法においては磁石特性に重要な影響を与えるＲリッチ相の分布状態を制御する必要があり、そのためには、鋳造薄片７１が冷却ローラから離脱後の冷却条件の制御が重要となる。特にＲリッチ相の融点以上での高温域での温度制御が重要となる。【００６７】
本発明では、冷却ローラ２５上の冷却を１次冷却、冷却ローラ２５から離脱した後の鋳造薄片７１の冷却を２次冷却と分けると、本発明では、冷却歯５１1，５１2，……，５１n上に鋳造薄片７１と破砕細片７２を配置する時間や、冷却歯５１1，５１2，……，５１nの冷却配管内に流す冷却水の温度や流量を変えることにより、二次冷却速度を制御することが可能であり、合金の固相線温度（凝固完了温度＝三元共晶温度）以下に５０℃／ｍｉｎ〜２×１０3℃／ｍｉｎの冷却速度にて冷却することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年3月18日(2010.3.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
なお、迂回路を形成し、冷却ローラ２５から落下した鋳造薄片が迂回路を通った後、一次冷却装置２３から鋳造薄片が落下し、迂回路を通らず破砕装置２６を通って、破砕細片が落下するようにしてもよい。
一次冷却装置２３から落下、供給される鋳造薄片や破砕細片は二次冷却装置２２内に落下する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
図６の符号７１は、冷却歯５１1，５１2，……，５１n上に乗せられた鋳造薄片を示している。
内部に櫛歯装置５０が配置された容器４０には、モータが接続されており、一次冷却装置２３から鋳造薄片７１を落下させながら容器４０を回転して、容器４０の回転に伴い櫛歯装置５０も回転させ、冷却歯５１1，５１2，……，５１nの全周上に亘って鋳造薄片７１を乗せ、図７に示すように、冷却歯５１1，５１2，……，５１nの上を鋳造薄片７１で隙間無く塞ぐ。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
鋳造薄片７１は冷却歯５１1，５１2，……，５１nの上端上に乗せられており、冷却歯５１1，５１2，……，５１nとの接触面積が小さいため、鋳造薄片７１やその上の破砕細片７２は、内部に不活性ガスが充満した冷却室内でゆっくり冷却される(徐冷)。このとき、後述する冷却配管４５には、冷媒は流されている。押圧装置６０は、図９に示すように、複数の押圧歯６１1，６１2，……，６１mを有している。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
他方、押圧歯６１1，６１2，……，６１mを冷却歯５１1，５１2，……，５１nの間に挿入した後、破砕細片７２を底壁４２や冷却歯５１1，５１2，……，５１nの側面と接触させた状態で冷却するときには、底壁４２と冷却歯５１1，５１2，……，５１nを冷却すると、それに接触している破砕細片７２は急速に冷却される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
本発明では、冷却ローラ２５上の冷却を１次冷却、冷却ローラ２５から離脱した後の鋳造薄片７１の冷却を２次冷却と分けると、本発明では、冷却歯５１1，５１2，……，５１n上に鋳造薄片７１と破砕細片７２を配置する時間や、冷却歯５１1，５１2，……，５１nの冷却配管内に流す冷却水の温度や流量を変えることにより、二次冷却速度を制御することが可能であり、合金の固相線温度（凝固完了温度＝三元共晶温度）以下である５０℃／ｍｉｎ〜２×１０3℃／ｍｉｎの冷却速度にて冷却することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
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【国際調査報告】
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