(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストリップキャスト法によりＲ−Ｔ−Ｂ系合金（ただし、ＲはＹを含む希土類元素のうちの少なくとも１種以上の元素であり、ＴはＦｅを必須とする金属であり、Ｂはホウ素である）の溶湯を鋳造する鋳造装置と、
鋳造後の鋳造合金を破砕する一対の破砕ロールを有する破砕装置と、
破砕後の鋳造合金薄片を保温する保温装置と、
保温後の前記鋳造合金薄片を貯蔵する貯蔵容器とが備えられてなり、
前記保温装置は、前記破砕装置から供給された前記鋳造合金薄片を収納する、セラミックス製のブロックまたは繊維質の板、もしくは複数の金属薄板が隙間を開けて重ね合わされたものを含む材料によって形成された保温コンテナと、前記保温コンテナ内の前記鋳造合金薄片を保温する保温ヒータと、前記保温コンテナを傾斜させて前記保温コンテナ内の前記鋳造合金薄片を前記貯蔵容器に送出させる傾斜装置とから構成され、前記傾斜装置は、一対の搬送ローラと、前記一対の搬送ローラ間に架設されて回転駆動される無端状搬送ベルトと、前記無端状搬送ベルトの搬送面上に前記保温コンテナを揺動自在に固定する固定部材とからなり、いずれか一方の前記搬送ローラによって前記無端状搬送ベルトの搬送方向が反転される際に前記保温コンテナを傾斜させることを特徴とする合金の製造装置。
【請求項２】
前記傾斜装置は、前記鋳造合金薄片が前記保温コンテナに収納されてから３０秒〜数時間の経過後に、前記鋳造合金薄片を前記貯蔵容器に送出させるものであることを特徴とする請求項１に記載の合金の製造装置。
【請求項３】
前記保温ヒータが、前記保温コンテナの壁面および／または底面に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の合金の製造装置。
【請求項４】
前記保温ヒータが、前記保温コンテナの上部に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の合金の製造装置。
【請求項５】
前記保温ヒータが、前記保温コンテナの下部に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の合金の製造装置。
【請求項６】
前記保温コンテナが、前記無端状搬送ベルトに複数固定されていることを特徴とする請求項１に記載の合金の製造装置。
【請求項７】
前記鋳造装置、前記破砕装置及び前記保温装置が、不活性ガス雰囲気のチャンバ内に設置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の合金の製造装置。
【請求項８】
前記チャンバ内に放冷室が設けられ、前記貯蔵容器が前記放冷室に移動可能とされていることを特徴とする請求項７に記載の合金の製造装置。
【請求項９】
前記鋳造装置が、前記溶湯を急冷して鋳造合金を鋳造する冷却ロールを有し、
前記鋳造合金薄片の保温温度を、前記冷却ロールを離脱する鋳造合金の平均温度より低くすることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の合金の製造装置。
【請求項１０】
前記鋳造装置の下方に前記保温装置が配置され、前記鋳造合金薄片を落下させることにより前記鋳造装置から前記保温装置に前記鋳造合金薄片が供給されるものであることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の合金の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合金の製造装置に関するものであり、特に、Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金（ただし、ＲはＹを含む希土類元素のうちの少なくとも１種以上の元素であり、ＴはＦｅを必須とする金属であり、Ｂはホウ素である）からなる希土類元素含有合金の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石の中で最大の磁気エネルギー積を有するＲ−Ｔ−Ｂ系磁石は、その高特性からＨＤ（ハードディスク）、ＭＲＩ（磁気共鳴映像法）、各種モーター等に使用されている。近年、Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石の耐熱性向上に加え、省エネルギーへの要望が高まっていることから、自動車を含めたモーター用途の比率が上昇している。
Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石は、主成分がＮｄ、Ｆｅ、Ｂである事からＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系、あるいはＲ−Ｔ−Ｂ系磁石と総称されている。Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石のＲは、Ｎｄの一部をＰｒ、Ｄｙ、Ｔｂ等の他の希土類元素で置換したものが主であり、Ｙを含む希土類元素のうち少なくとも１種である。ＴはＦｅの一部をＣｏ、Ｎｉ等の金属で置換したものである。Ｂは硼素であり、一部をＣまたはＮで置換できる。また、Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石には、添加元素としてＣｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｇａ、Ｍｎ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｈｆなどを１種または複数組み合わせて添加してもよい。
【０００３】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石となるＲ−Ｔ−Ｂ系合金は、磁化作用に寄与する強磁性相であるＲ２Ｔ１４Ｂ相を主相とし、非磁性で希土類元素の濃縮した低融点のＲリッチ相が共存する合金である。Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金は、活性な金属であることから一般に真空又は不活性ガス中で溶解や鋳造が行われている。また、鋳造されたＲ−Ｔ−Ｂ系合金塊から粉末冶金法によって焼結磁石を作製するには、合金塊を３μｍ（ＦＳＳＳ：フィッシャーサブシーブサイザーでの測定）程度に破砕して合金粉末にした後、磁場中でプレス成形し、焼結炉で約１０００〜１１００℃の高温にて焼結し、その後必要に応じ熱処理、機械加工し、さらに耐食性を向上するためにメッキを施し、焼結磁石とするのが普通である。
【０００４】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石において、Ｒリッチ相は、以下のような重要な役割を担っている。
１）融点が低く、焼結時に液相となり、磁石の高密度化、従って磁化の向上に寄与する。
２）粒界の凹凸を無くし、逆磁区のニュークリエーションサイトを減少させ保磁力を高める。
３）主相を磁気的に絶縁し保磁力を増加する。
従って、成形した磁石中のＲリッチ相の分散状態が悪いと、局部的な焼結不良、磁性の低下をまねくため、成形した磁石中にＲリッチ相が均一に分散していることが重要となる。Ｒリッチ相の分布は、原料であるＲ−Ｔ−Ｂ系合金の組織に大きく影響される。
【０００５】
また、Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金の鋳造において生じるもう一つの問題は、鋳造された合金中にα−Ｆｅが生成することである。α−Ｆｅは、変形能を有し、破砕されずに破砕機中に残存するため、合金を破砕する際の破砕効率を低下させるだけでなく、破砕前後での組成変動、粒度分布にも影響を及ぼす。さらに、α−Ｆｅが、焼結後も磁石中に残存すれば、磁石の磁気特性の低下をもたらす。
【０００６】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金中にα−Ｆｅが生成する問題を解決するため、より速い冷却速度で合金塊を鋳造するストリップキャスト法（ＳＣ法と略す。）が開発され実際の工程に使用されている。
ＳＣ法は、内部が水冷された銅ロール上に溶湯を流して０．１〜１ｍｍ程度の薄片を鋳造することにより、合金を急冷凝固させる方法である。ＳＣ法では、溶湯を主相Ｒ２Ｔ１４Ｂ相の生成温度以下まで過冷却するため、合金溶湯から直接Ｒ２Ｔ１４Ｂ相を生成することが可能であり、α‐Ｆｅの析出を抑制することができる。さらに、ＳＣ法を行なうことにより合金の結晶組織が微細化するため、Ｒリッチ相が微細に分散した組織を有する合金を生成することが可能となる。また、Ｒリッチ相は水素雰囲気中で水素と反応し、膨張して脆い水素化物となる（水素化工程）。この性質を利用すると、Ｒリッチ相の分散程度に見合った、微細なクラックが導入される。この水素化工程を経てから微破砕すると、水素化で生成した多量の微細クラックをきっかけに合金が壊れるため、合金の破砕性が極めて良好となる。このように、ＳＣ法で鋳造された合金は、内部のＲリッチ相が微細に分散しているため、破砕、焼結後の磁石中のＲリッチ相の分散性も良好となり、磁石の磁気特性を向上させることができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
またＳＣ法により鋳造された合金薄片は、組織の均質性も優れている。組織の均質性は、結晶粒径やＲリッチ相の分散状態で比較することが出来る。ＳＣ法で作製した合金薄片では、合金薄片の鋳造用ロール側（以降、鋳型面側とする）にチル晶が発生することもあるが、全体として急冷凝固でもたらされる適度に微細で均質な組織を得ることが出来る。
【０００８】
以上のように、ＳＣ法で鋳造したＲ−Ｔ−Ｂ系合金は、Ｒリッチ相が微細に分散し、α−Ｆｅの生成も抑制されているため、焼結磁石を作製する場合には、最終的な磁石中のＲリッチ相の均質性が高まり、またα−Ｆｅに起因する破砕、磁性への弊害を防止することができる。このように、ＳＣ法で鋳造したＲ−Ｔ−Ｂ系合金塊は、焼結磁石を作製するための優れた組織を有している。
【特許文献１】特開平５−２２２４８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、磁石の特性が向上するにつれて、ＳＣ法で鋳造したＲ−Ｔ−Ｂ系合金の更なる改良が求められている。
上述のように、Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金は、Ｎｄの一部をＰｒ、Ｄｙ、Ｔｂ等の他の希土類元素で置換した元素Ｒと、Ｆｅの一部をＣｏ、Ｎｉ等の金属で置換した元素Ｔと、Ｂ（硼素）を主として含む合金である。一般的に、Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石の耐熱性は、保磁力の大小で評価される。保磁力は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金におけるＤｙ、Ｔｂの組成比が高まるにつれて向上する。しかし、Ｄｙ及びＴｂを添加すると、保磁力が向上する一方で、残留磁束密度が低下する傾向があり、顧客に要求される特性を満たすことが難しくなっている。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金においてＤｙ、Ｔｂの添加によるＢｒ（残留磁束密度）の低下を最小として、保磁力の高い希土類磁石を製造することが可能な希土類元素含有合金の製造装置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】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
［１］ストリップキャスト法によりＲ−Ｔ−Ｂ系合金（ただし、ＲはＹを含む希土類元素のうちの少なくとも１種以上の元素であり、ＴはＦｅを必須とする金属であり、Ｂはホウ素である）の溶湯を鋳造する鋳造装置と、鋳造後の鋳造合金を破砕する一対の破砕ロールを有する破砕装置と、破砕後の鋳造合金薄片を保温する保温装置と、保温後の前記鋳造合金薄片を貯蔵する貯蔵容器とが備えられてなり、前記保温装置は、前記破砕装置から供給された前記鋳造合金薄片を収納する、セラミックス製のブロックまたは繊維質の板、もしくは複数の金属薄板が隙間を開けて重ね合わされたものを含む材料によって形成された保温コンテナと、前記保温コンテナ内の前記鋳造合金薄片を保温する保温ヒータと、前記保温コンテナを傾斜させて前記保温コンテナ内の前記鋳造合金薄片を前記貯蔵容器に送出させる傾斜装置とから構成され、前記傾斜装置は、一対の搬送ローラと、前記一対の搬送ローラ間に架設されて回転駆動される無端状搬送ベルトと、前記無端状搬送ベルトの搬送面上に前記保温コンテナを揺動自在に固定する固定部材とからなり、いずれか一方の前記搬送ローラによって前記無端状搬送ベルトの搬送方向が反転される際に前記保温コンテナを傾斜させることを特徴とする合金の製造装置。
［２］前記傾斜装置は、前記鋳造合金薄片が前記保温コンテナに収納されてから３０秒〜数時間の経過後に、前記鋳造合金薄片を前記貯蔵容器に送出させるものであることを特徴とする［１］に記載の希土類鋳造合金の製造装置。
［３］前記保温ヒータが、前記保温コンテナの壁面および／または底面に配置されていることを特徴とする［１］または［２］に記載の合金の製造装置。
［４］前記保温ヒータが、前記保温コンテナの上部に配置されていることを特徴とする［１］ないし［３］のいずれかに記載の合金の製造装置。
［５］前記保温ヒータが、前記保温コンテナの下部に配置されていることを特徴とする［１］ないし［４］のいずれかに記載の合金の製造装置。
【００１２】
［６］前記傾斜装置は、一対の搬送ローラと、前記一対の搬送ローラ間に架設されて回転駆動される無端状搬送ベルトと、前記無端状搬送ベルトの搬送面上に前記保温コンテナを揺動自在に固定する固定部材とからなり、いずれか一方の前記搬送ローラによって前記無端状搬送ベルトの搬送方向が反転される際に前記保温コンテナを傾斜させることを特徴とする［１］ないし［５］のいずれかに記載の合金の製造装置。
［７］前記保温コンテナが、前記無端状搬送ベルトに複数固定されていることを特徴とする［６］に記載の合金の製造装置。
【００１３】
［８］前記傾斜装置は、前記保温コンテナに取り付けられた回転軸と、前記回転軸を回転させて前記保温コンテナを傾斜させる可動装置とからなることを特徴とする［１］ないし［５］のいずれかに記載の合金の製造装置。
［９］前記保温コンテナの上部に前記鋳造合金薄片の導入口が開口されているとともに、前記保温コンテナの側部に前記鋳造合金薄片の導出口が開閉自在に設けられていることを特徴とする［８］に記載の合金の製造装置。
【００１４】
［１０］前記鋳造装置、前記破砕装置及び前記保温装置が、不活性ガス雰囲気のチャンバ内に設置されていることを特徴とする［１］ないし［９］のいずれかに記載の合金の製造装置。
［１１］前記チャンバ内に放冷室が設けられ、前記貯蔵容器が前記放冷室に移動可能とされていることを特徴とする［１０］に記載の合金の製造装置。
【００１５】
［１２］前記鋳造装置が、前記溶湯を急冷して鋳造合金を鋳造する冷却ロールを有し、前記鋳造合金薄片の保温温度を、前記冷却ロールを離脱する鋳造合金の平均温度より低くすることを特徴とする［１］ないし［１１］のいずれかに記載の合金の製造装置。
［１３］前記鋳造装置の下方に前記保温装置が配置され、鋳造合金薄片を落下させることにより前記鋳造装置から前記保温装置に鋳造合金薄片が供給されるものであることを特徴とする［１］ないし［１２］のいずれかに記載の合金の製造装置。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の合金の製造装置は、記破砕装置から供給された前記鋳造合金薄片を収納する保温コンテナと、前記保温コンテナ内の前記鋳造合金薄片を保温する保温ヒータと、前記保温コンテナを傾斜させて前記保温コンテナ内の前記鋳造合金薄片を前記貯蔵容器に送出させる傾斜装置とから構成される保温装置を備えているので、鋳造、破砕後の鋳造合金薄片に対して保温処理を行うことにより、合金の諸特性を向上させることができる。
特に、合金がＲ−Ｔ−Ｂ系合金の場合は、保温処理によって保磁力を向上させることができるので、Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金におけるＤｙ、Ｔｂの組成比を高くすることなく、保磁力の高い希土類磁石を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態である合金の製造装置について図面を参照して説明する。尚、以下の説明で参照する図面は、合金の製造装置の構成を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際の合金の製造装置の寸法関係とは異なる場合がある。
【００１９】
「合金の製造装置の全体構成」
図１は、本実施形態の合金の製造装置の全体構成を示す正面模式図である。
図１に示す合金の製造装置１（以下、製造装置１と表記する）は、合金溶湯を鋳造する鋳造装置２と、鋳造後の鋳造合金を破砕する破砕装置２１と、破砕後の鋳造合金薄片を保温する保温装置３と、保温後の鋳造合金薄片を貯蔵するコンテナ（貯蔵容器）５とから概略構成されている。
【００２０】
図１に示す製造装置１には、チャンバ６が備えられている。チャンバ６内は不活性ガスの減圧雰囲気とされており、不活性ガスとしては例えばアルゴンが用いられている。また、チャンバ６は、鋳造室６ａと、鋳造室６ａの下方に設置されて鋳造室６ａと連通する保温・貯蔵室６ｂとから構成されている。鋳造室６ａには鋳造装置２と破砕装置２１とが収納され、保温・貯蔵室６ｂには保温装置３が収納されている。このようにして、チャンバ６の内部に鋳造装置２と破砕装置２１と保温装置３とが収納されている。また、この構成によって、破砕装置２１の下方に保温装置３が配置された状態になっている。
【００２１】
また、保温・貯蔵室６ｂ内において、保温装置３の下方にはコンテナ５が配置されている。コンテナ５は、ステンレス、鉄、ハステロイ、インコネル等の高温下で使用可能な各種金属などによって形成されている。また、製造装置１にはコンテナ５を可動自在にするベルトコンベア５１（可動装置）が備えられており、ベルトコンベア５１上にコンテナ５が載置されていることによってコンテナ５が図１中左右方向に移動できるようになっている。
また、保温・貯蔵室６ｂにはゲート６ｅが配置されており、コンテナ５が保温・貯蔵室６ｂの外部に搬送される時以外はこのゲート６ｅによって保温・貯蔵室６ｂが密閉されている。
【００２２】
尚、ゲート６ｅを挟んで保温・貯蔵室６ｂの側方に、保温後の鋳造合金薄片を放冷するための放冷室が設けられていても良い。また、放冷室に別のゲートを設け、このゲートを開放することによってコンテナ５をチャンバ６の外部に搬送できるようにしても良い。
【００２３】
「鋳造装置の構成」
図２は、製造装置１に備えられた鋳造装置２および破砕装置２１を示した模式図である。図２に示す鋳造装置２は、ＳＣ法により合金溶湯を鋳造するものであり、破砕装置２１は、鋳造後の鋳造合金を破砕して鋳造合金薄片を調製する装置である。また、図２に示す鋳造装置２において、符号２２は、合金溶湯Ｌを急冷して鋳造合金Ｍを鋳造する直径６０〜８０ｍｍ程度の冷却ロールであり、符号２３は、冷却ロール２２に合金溶湯Ｌを供給するタンディッシュである。そして、図２に示す鋳造装置２では、冷却ロール２２によって鋳造された鋳造合金Ｍが、破砕装置２１によって破砕されて鋳造合金薄片Ｎとされるようになっている。
【００２４】
合金溶湯Ｌは、チャンバ６の外部に設置された図示しない高周波溶解炉において調製される。高周波溶解炉では、真空または不活性ガス雰囲気中で耐火物ルツボに原料が投入され、投入された原料が高周波溶解法によって溶解されることによって合金溶湯が調製される。合金溶湯Ｌの温度は、合金成分にもよるが１３００℃〜１５００℃の範囲に調整されている。調製された合金溶湯Ｌは、図２に示すように、耐火物ルツボ２４ごと鋳造装置２に搬送される。そして、合金溶湯Ｌが、耐火物ルツボ２４からタンディッシュ２３に供給される。
【００２５】
タンディッシュ２３には、必要に応じて整流機構やスラグ除去機構が設けられている。また、冷却ロール２２には、内部に図示しない水冷機構が備えられており、この水冷機構によって冷却ロール２２の周面２２ａが冷却されている。冷却ロール２２の材質は、熱伝導性がよく入手が容易である点から銅、或いは銅合金が適当である。合金溶湯Ｌの供給速度と冷却ロール２２の回転数は、鋳造合金Ｍの厚さに応じて制御されるが、冷却ロール２２の回転数は周速度にして０．５〜３ｍ／ｓ程度が適当である。冷却ロール２２の材質や周面２２ａの表面状態によっては、冷却ロール２２の周面２２ａにメタルが付着しやすいため、必要に応じて清掃装置を設置すると、鋳造されるＲ−Ｔ−Ｂ系合金の品質が安定する。冷却ロール２２上で凝固された鋳造合金Ｍは、タンディッシュ２３の反対側で冷却ロール２２から離脱される。
【００２６】
破砕装置２１は、図１及び図２に示すように、例えば一対の破砕ロール２１ａから構成され、回転する２個の破砕ロール２１ａ、２１ａの間に鋳造合金Ｍが挟み込まれることで、鋳造合金Ｍが鋳造合金薄片Ｎに破砕される。破砕された鋳造合金薄片Ｎは落下して、図１に示すように、保温装置３に送出される。
【００２７】
「保温装置の構成」
保温装置３は、複数の保温コンテナ３２と、保温コンテナ３２および保温コンテナ３２内の鋳造合金薄片Ｎを保温する後述する保温ヒータと、ベルトコンベア（傾斜装置）３３とを備えたものである。
保温コンテナ３２は、図１に示すように、破砕装置２１から落下してきた鋳造合金薄片Ｎを収納するものであり、アルミナ、ジルコニア等のセラミックス製のブロックまたは繊維質の板や、複数の金属薄板が隙間を開けて重ね合わされたものなど、断熱性に優れた材料によって形成されている。
【００２８】
また、ベルトコンベア３３は、鋳造合金薄片Ｎが保温コンテナ３２に収納されてから所定の保温時間の経過後に、保温コンテナ３２を傾斜させて保温コンテナ３２内の鋳造合金薄片Ｎをコンテナに送出させるものである。
ベルトコンベア３３は、図１に示すように、略水平方向に延在する複数の搬送ローラ３４と、複数の搬送ローラ３４間に架設されて回転駆動される環状の無端状搬送ベルト３５と、無端状搬送ベルト３５の搬送面上に保温コンテナ３２を揺動自在に固定する固定部材３６とを有するものである。複数の搬送ローラ３４は、図１に示すように、両端部に配置された一対の端部ローラ３４ａと、一対の端部ローラ３４ａ間に配置された中間ローラ３４ｂとからなる。ベルトコンベア３３は、図１に示すように、一方の端部ローラ３４ａによって無端状搬送ベルト３５の搬送方向が反転される際に保温コンテナ３２を傾斜させるものである。
【００２９】
無端状搬送ベルト３５の外面には、保温コンテナ３２が開口部３２ａを外方に向けて取り付けられている。図１に示すように、ベルトコンベア３３の搬送ローラ３４を回転させることによって、無端状搬送ベルト３５の外側を保温コンテナ３２が開口部３２ａを外方に向けた状態で旋回されるようになっている。
したがって、本実施形態においては、図１に示すように、ベルトコンベア３３によって開口部３２ａを上方に向けて移動されている保温コンテナ３２内に、破砕装置２１から供給された鋳造合金薄片Ｎを載置させて搬送させ、搬送方向におけるベルトコンベア３３の端部３３ａで保温コンテナ３２が傾けられることによって、保温コンテナ３２内の鋳造合金薄片Ｎをコンテナ５に送出させるようになっている。また、図１に示す保温装置３では、ベルトコンベア３３に保温コンテナ３２の移動速度を制御させることによって、鋳造合金薄片Ｎが保温コンテナ３２内に載置されてからコンテナ５に送出されるまでの時間を制御できるようになっている。
【００３０】
図１に示す保温装置３を構成する保温ヒータは、保温コンテナ３２の上部に配置され、開口部３２ａを上方に向けて図１における左から右へと移動している保温コンテナ３２を上部から加熱する上保温ヒータ３１ａと、保温コンテナ３２の下部に配置され、開口部３２ａを下方に向けて図１における右から左へと移動している保温コンテナ３２を下部から加熱する下保温ヒータ３１ｂとからなる。
また、本実施形態においては、図１に示すように、上保温ヒータ３１ａの一部に、破砕装置２１から保温コンテナ３２に鋳造合金薄片Ｎを供給するための薄片投入穴３１ｃが設けられている。薄片投入穴３１ｃは、図１に示すように、破砕装置２１の下方に配置されている。
【００３１】
上保温ヒータ３１ａおよび下保温ヒータ３１ｂの加熱方式としては、特に限定されないが、例えば、抵抗加熱、赤外線加熱、誘導加熱のいずれかの方式などを採用できる。また、上保温ヒータ３１ａおよび下保温ヒータ３１ｂを構成する発熱体としては、金属線、炭化ケイ素、黒鉛等を用いることができる。
【００３２】
「合金の製造装置の動作」
次に、上記の製造装置１の動作について説明する。
まず、図１に示すように、上保温ヒータ３１ａの薄片投入穴３１ｃが、破砕装置２１の下方に位置するように、上保温ヒータ３１ａを配置する。また、ベルトコンベア３３の搬送方向における端部３３ａに移動された保温コンテナ３２から鋳造合金薄片Ｎが送出される位置の直下に位置するように、コンテナ５を移動させる。
また、ベルトコンベア３３による保温コンテナ３２の旋回移動を開始し、上保温ヒータ３１ａおよび下保温ヒータ３１ｂを通電状態とし、保温コンテナ３２を所定の温度に加熱しておく。
【００３３】
次いで、鋳造装置２を作動させて鋳造合金薄片Ｎを調製する。鋳造合金薄片Ｎを調製するには、まず、図示しない溶解装置において合金溶湯Ｌを調製する。そして、図２に示すように、合金溶湯Ｌをタンディッシュ２３に供給する。次いで、合金溶湯Ｌをタンディッシュ２３から冷却ロール２２に供給して合金溶湯を凝固させ、鋳造合金Ｍとする。その後、鋳造合金Ｍを冷却ロール２２から離脱させ、破砕ロール２１ａの間を通して破砕することにより、鋳造合金薄片Ｎとする。
【００３４】
合金溶湯Ｌの組成は、例えば、一般式Ｒ−Ｔ−Ｂで表される。ここでＲは、Ｎｄの一部をＰｒ、Ｄｙ、Ｔｂ等の他の希土類元素で置換したものが主であり、Ｙを含む希土類元素のうち少なくとも１種である。ＴはＦｅの一部をＣｏ、Ｎｉ等の金属で置換したものである。また、Ｂは硼素であり、一部をＣまたはＮで置換できる。更に、添加元素としてＣｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｇａ、Ｍｎ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｈｆなどを１種または複数組み合わせて添加されていてもよい。また、Ｒの組成比は２８〜３３質量％であり、Ｂは０．９〜１．３質量％であり、Ｔが残部である。Ｒの一部を１５質量％のＤｙ及び／または１５質量％のＴｂで置換しても良い。尚、本発明に係る製造装置１に適用される合金溶湯の組成は、上述した範囲に限定されるものではなく、Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金であればどのような組成であっても良い。
【００３５】
また、冷却ロール２２上での合金溶湯の平均冷却速度は、毎秒３００〜３０００℃とすることが望ましい。毎秒３００℃以上にすれば、冷却速度が十分となり、α−Ｆｅの析出、Ｒリッチ相、Ｒ２Ｔ１７相などの組織の粗大化を防止できる。また、毎秒３０００℃以下であれば、過冷度が過剰にならず、適度な温度で保温装置３に鋳造合金薄片を供給できる。また、毎秒３０００℃以下であれば、鋳造合金薄片が冷えすぎないので、再加熱の必要がない。尚、平均冷却速度は、溶湯の冷却ロール接触直前の温度と冷却ロール離脱時の温度との差を、冷却ロール上に接触している時間で除することで求められる。
【００３６】
更に、冷却ロール２２を離脱する際の鋳造合金Ｍの平均温度は、冷却ロール２２との接触程度の微妙な相違、厚さのゆらぎなどにより微妙に変化する。鋳造合金Ｍが冷却ロールを離脱する平均温度は、例えば鋳造開始時から終了時まで放射温度計で合金表面を幅方向に走査して測定し、得られた測定値を平均化することで得られる。
鋳造合金Ｍが冷却ロール２２を離脱する平均温度は、合金溶湯のＲ２Ｔ１４Ｂ相の平衡状態での凝固温度よりも１００〜５００℃低いことが好ましく、１００〜４００℃低いことがより好ましい。Ｒ２Ｔ１４Ｂ相の溶解温度は、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂの３元系では１１５０℃とされているが、Ｎｄの他の希土類元素への置換、Ｆｅの他の遷移元素への置換、その他の添加元素の種類、添加量に応じて変化する。冷却ロール２２を離脱する鋳造合金Ｍの平均温度と、鋳造合金ＭにおけるＲ２Ｔ１４Ｂ相の平衡状態での凝固温度との差が、１００℃未満である場合は、冷却速度不足に相当する。一方、その差が５００℃を超える場合は、冷却速度が速すぎるため、溶湯の過冷却が大きくなりすぎる。溶湯の過冷却の程度は合金内で一様ではなく、冷却ロールとの接触程度、冷却ロールとの接触部からの距離に応じて変化する。
【００３７】
次に、図１に示すように、破砕装置２１によって破砕されて落下してきた鋳造合金薄片Ｎは、上保温ヒータ３１ａの薄片投入穴３１ｃを通過して、破砕装置２１の下方に位置する保温コンテナ３２内に載置される。このとき、保温コンテナ３２は、上保温ヒータ３１ａおよび下保温ヒータ３１ｂによって所定の温度とされている。
【００３８】
図１に示す製造装置１では、鋳造合金薄片Ｎは、破砕装置２１から保温コンテナ３２に所定の供給量で連続して供給される。そして、図１に示す保温装置３では、ベルトコンベア３３によって保温コンテナ３２が旋回移動しているので、破砕装置２１から供給された鋳造合金薄片Ｎは、順次、上保温ヒータ３１ａおよび下保温ヒータ３１ｂで加熱された各保温コンテナ３２に供給され、所定の時間、各保温コンテナ３２内で保温された後、コンテナ５に送出される。
【００３９】
ここで個々の保温コンテナ３２に着目して説明すると、例えば、開口部３２ａを上方に向けた状態とされた空の保温コンテナ３２は、ベルトコンベア３３によって図１における左から右へと移動されつつ、上保温ヒータ３１ａに加熱されることによって所定の温度とされる。そして、所定の温度とされた保温コンテナ３２が、上保温ヒータ３１ａの薄片投入穴３１ｃの下方の位置に到達すると、破砕装置２１から保温コンテナ３２に鋳造合金薄片Ｎが供給され、鋳造合金薄片Ｎの保温が開始される。
その後、鋳造合金薄片Ｎの載置された保温コンテナ３２は、上保温ヒータ３１ａに加熱されることによって鋳造合金薄片Ｎを保温しながら、さらに図１における左から右へさらに移動され、搬送方向におけるベルトコンベア３３の端部３３ａまで移動される。ベルトコンベア３３の端部３３ａに到達した保温コンテナ３２は、図１に示すように反転されて保温コンテナ３２の開口部３２ａの向きが上向きから下向きに変化される。このときの保温コンテナ３２の傾斜・反転によって、保温コンテナ３２内の鋳造合金薄片Ｎがコンテナ５に送出され、鋳造合金薄片Ｎの保温が終了される。
【００４０】
なお、図１に示す保温装置３においては、保温コンテナ３２の移動速度をベルトコンベア３３に制御させることによって、各保温コンテナ３２内において鋳造合金薄片Ｎが載置されてからコンテナ５に送出されるまでの時間が、所定の時間となるように制御されている。
【００４１】
その後、開口部３２ａを下方に向けた状態とされた空の保温コンテナ３２は、ベルトコンベア３３によって図１における右から左へと移動されつつ、下保温ヒータ３１ｂに加熱されることによって所定の温度に維持される。そして、ベルトコンベア３３の搬送方向と反対側の端部に到達した保温コンテナ３２は、傾斜・反転されて保温コンテナ３２の開口部３２ａの向きが下向きから上向きに変化され、再び、上保温ヒータ３１ａによる加熱とベルトコンベア３３による図１における左から右への移動が開始される。
【００４２】
本実施形態においては、保温コンテナ３２の温度である鋳造合金薄片Ｎの保温温度は、鋳造合金薄片Ｎのロール離脱温度より低いことが好ましく、具体的には（ロール離脱温度−１００℃）以上ロール離脱温度以下の範囲が好ましく、（ロール離脱温度−５０℃）以上ロール離脱温度以下の範囲が好ましく、より具体的には６００℃以上９００℃以下の範囲が好ましい。鋳造合金薄片Ｎに対して保温処理を行うことで、Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金の保磁力を高めることができる。保温温度が６００℃以上であれば、保磁力を十分に高めることができる。また、保温温度が９００℃以下であれば、α−Ｆｅの析出、Ｒリッチ相、Ｒ２Ｔ１７相などの組織の粗大化を防止できる。
なお、１０００℃で保温した場合にも保磁力向上の効果は得られる。しかし、１０００℃で保温した場合、組織が粗大化するので、破砕したときの粒度分布や得られた微粉の流動性、さらに焼結温度が変化する。したがって、１０００℃で保温する場合には、保温後の工程への影響を考慮する必要がある。
【００４３】
また、何らかの理由でロール離脱温度が低下した場合には、上保温ヒータ３１ａおよび／または下保温ヒータ３１ｂを制御することにより、保温温度をロール離脱温度より高くして、鋳造合金薄片Ｎの温度を昇温保持させることもできる。ここでの好ましい昇温幅は１００℃以内が好ましく、５０℃以内がより好ましい。昇温幅が高すぎると生産効率が低下する。
【００４４】
鋳造合金薄片Ｎの保温時間は３０秒以上が好ましく、３０秒〜数時間程度がより好ましく、３０秒〜２分程度が最も好ましい。保温時間が３０秒以上であれば保磁力を高めるのに十分であり、数時間に渡って保温しても良いが、生産効率の面からは２分以下にすることが望ましい。
本実施形態においては、各保温コンテナ３２に最初に供給された鋳造合金薄片Ｎと最後に供給された鋳造合金薄片Ｎとの間に保温時間の差が生じる。本実施形態においては、最初に供給された鋳造合金薄片Ｎの保温時間も、最後に供給された鋳造合金薄片Ｎの保温時間も、上述した好ましい範囲内とされている。
【００４５】
保温装置３による保温が終了してコンテナ５に送出された鋳造合金薄片Ｎは、ベルトコンベア５１によってコンテナ５が図１中における左右方向に移動されることにより、コンテナ５内に図１中の左右方向に均等に堆積される。コンテナ５内に堆積された鋳造合金薄片Ｎは、コンテナ５の内面に接触することによって熱を奪われて冷却される。また、コンテナ５に入れられた鋳造合金薄片Ｎは、保温・貯蔵室６ｂのゲート６ｅを開いてコンテナ５をチャンバ６の外部に搬送することにより、チャンバ６の外部に搬送される。
また、チャンバ６に放冷室を設けた場合には、保温・貯蔵室６ｂのゲート６ｅを開いてコンテナ５を放冷室に搬送し、コンテナ５内の鋳造合金薄片Ｎを放冷する。そして、鋳造合金薄片Ｎの放冷が完了したならば、放冷室のゲートを開いてコンテナ５をチャンバ６の外部に搬送すればよい。
【００４６】
以上説明したように、図１に示す製造装置１には、破砕装置２１から供給された鋳造合金薄片Ｎを収納する保温コンテナ３２と、保温コンテナ３２内の鋳造合金薄片Ｎを保温する保温ヒータと、保温コンテナ３２を傾斜させて保温コンテナ３２内の鋳造合金薄片Ｎをコンテナ５に送出させるベルトコンベア３３とを有する保温装置３が備えられているので、鋳造、破砕後のＲ−Ｔ−Ｂ系合金からなる鋳造合金薄片Ｎに対して保温処理を行うことができ、Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金におけるＤｙ、Ｔｂの組成比を高くすることなく、保磁力の高い耐熱性に優れた希土類磁石の材料となる鋳造合金薄片Ｎを製造できる。
また、図１に示す製造装置１によれば、ベルトコンベア３３が、保温コンテナ３２内に鋳造合金薄片Ｎが収納されてから所定の保温時間の経過後に、鋳造合金薄片Ｎをコンテナ５に送出させるものであるので、鋳造合金薄片Ｎの保磁力をより一層向上させることができる。
【００４７】
また、図１に示す製造装置１を構成するベルトコンベア３３が、搬送ローラ３２間に架設されて回転駆動される無端状搬送ベルト３５と、無端状搬送ベルト３５の搬送面上に保温コンテナ３２を揺動自在に固定する固定部材３６とからなり、一方の端部ローラ３４ａによって無端状搬送ベルト３５の搬送方向が反転される際に保温コンテナ３２を傾斜させるものであるので、保温コンテナ３２の移動速度をベルトコンベア３３に制御させることによって、鋳造合金薄片Ｎが保温コンテナ３２内に載置されてからコンテナ５に送出されるまでの時間である保温時間を制御できる。したがって、鋳造合金薄片Ｎの保温時間を容易に一定に保つことができ、鋳造合金薄片Ｎの品質を均一にすることができる。
また、図１に示す保温装置３では、ベルトコンベア３３によって保温コンテナ３２が旋回移動しているので、破砕装置２１から供給された鋳造合金薄片Ｎが、順次、保温コンテナ３２に供給されることになり、保温コンテナ３２内の一箇所に鋳造合金薄片Ｎが偏ることがなく、鋳造合金薄片Ｎを保温コンテナ３２内に均等に配置させることができる。このため、保温コンテナ３２内の鋳造合金薄片Ｎを均一に保温でき、品質の均一な鋳造合金薄片Ｎを製造できる。
【００４８】
また、図１に示す製造装置１は、保温装置３が、開口部３２ａを上方に向けて移動している保温コンテナ３２を上部から加熱する上保温ヒータ３１ａを備えたものであり、上保温ヒータ３１ａの一部に薄片投入穴３１ｃが設けられ、薄片投入穴３１ｃが破砕装置２１の下方に配置されているので、上保温ヒータ３１ａの薄片投入穴３１ｃを介して、開口部３２ａを上方に向けた状態で移動する保温コンテナ３２に破砕装置２１から鋳造合金薄片Ｎを供給できるとともに、開口部３２ａを上方に向けた状態で移動する保温コンテナ３２を上部から加熱できるものとなる。
【００４９】
さらに、図１に示す製造装置１によれば、鋳造装置２の下方に保温装置３が配置されているので、鋳造合金薄片Ｎを落下させるだけで鋳造装置２から保温装置３に鋳造合金薄片Ｎを供給することができ、鋳造装置２から保温装置３に鋳造合金薄片Ｎを搬送するための搬送機構を別途設ける必要がなく、製造装置１の小型化、省スペース化を図ることができる。
【００５０】
また、図１に示す製造装置１は、保温装置３が、開口部３２ａを下方に向けて移動している保温コンテナ３２を下部から加熱する下保温ヒータ３２ｂを備えたものであるので、開口部３２ａを下方に向けた状態とされた空の保温コンテナ３２の温度が、下保温ヒータ３１ｂに加熱されることによって所定の温度に維持される。このことにより、再び保温コンテナ３２に鋳造合金薄片Ｎが供給される時の保温コンテナ３２の温度を、容易に所定の温度とすることができる。
【００５１】
また、図１に示す製造装置１は、コンテナ５を可動自在にするベルトコンベア５１が備えられたものであるので、ベルトコンベア５１によってコンテナ５を移動させることにより、保温が終了した鋳造合金薄片Ｎをコンテナ５内に均等に堆積させることができ、品質の均一な鋳造合金薄片Ｎを製造できる。更に、コンテナ５を可動自在にするベルトコンベア５１が備えられているので、保温後の鋳造合金薄片Ｎを容易に製造装置１から搬出させることができる。
【００５２】
また、図１に示す製造装置１によれば、鋳造装置２に破砕装置２１が備えられているので、鋳造合金塊をすみやかに破砕して鋳造合金薄片Ｎにすることができ、保温装置３やコンテナ５における鋳造合金の取扱を容易にすることができる。
【００５３】
また、図１に示す製造装置１によれば、鋳造装置２及び保温装置３が不活性ガス雰囲気のチャンバ６内に設置されているので、Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金の劣化を防止できる。
また、図１に示す製造装置１において、チャンバ６内に放冷室が設けられた場合は、コンテナ５が放冷室に移動可能とされているので、保温処理の終了した鋳造合金薄片Ｎをコンテナ５とともに保温・貯蔵室６ｂから搬出させて放冷させることができ、生産効率を高めることができる。
【００５４】
また上記の製造装置１によれば、希土類元素含有合金がＲ−Ｔ−Ｂ系合金であるので、保磁力が高く耐熱性に優れた磁石を製造することができる。Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金は、Ｎｄの一部をＰｒ、Ｄｙ、Ｔｂ等の他の希土類元素で置換した元素Ｒと、Ｆｅの一部をＣｏ、Ｎｉ等の金属で置換した元素Ｔと、Ｂ（硼素）を主として含む合金である。この合金から構成されるＲ−Ｔ−Ｂ系磁石の保磁力は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金におけるＤｙ、Ｔｂの組成比が高まるにつれて向上するが、その一方で残留磁束密度が低下する傾向がある。
上記の製造装置１は、保温装置３を備えるものであるので、Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金に対して保温処理を行うことができ、保温処理を行なうことによりＲ−Ｔ−Ｂ系合金からなる磁石の保磁力を向上できるので、合金中のＤｙ、Ｔｂの組成比を少なくすることができる。また、合金中のＤｙ、Ｔｂの組成比を少なくすることで、残留磁束密度も改善できる。
【００５５】
また、保温装置３は、先に説明した構成に限定されるものではない。例えば、図１に示す保温装置３のように、上保温ヒータ３１ａおよび下保温ヒータ３１ｂが備えられている場合には、保温温度を容易に正確に制御できるため好ましいが、保温コンテナ３２の断熱性能が十分に高く、上保温ヒータ３１ａと下保温ヒータ３１ｂの両方によって加熱しなくても、保温コンテナ３２内に鋳造合金薄片Ｎを載置することにより鋳造合金薄片Ｎを十分に高い保温温度および十分な保温時間で保温できる場合には、上保温ヒータ３１ａと下保温ヒータ３１ｂのいずれか一方が備えられていなくてもよい。
また、例えば、図１に示す上保温ヒータ３１ａおよび下保温ヒータ３１ｂに代えて、または上保温ヒータ３１ａおよび下保温ヒータ３１ｂとともに、保温コンテナの壁面および／または底面に保温ヒータが配置されていてもよい。この場合、鋳造合金薄片Ｎの保温温度をより一層容易に正確に制御できる。
【００５６】
また、保温装置３として、図３に示す構成を採用しても良い。図１に示す製造装置１と、図３に示す製造装置１０との相違点は、保温装置のみである。
図３に示す保温装置３０も、図１に示す保温装置３と同様に、破砕装置２１から供給された鋳造合金薄片Ｎを収納する保温コンテナ５２と、保温コンテナ５２および保温コンテナ５２内の鋳造合金薄片Ｎを保温する保温ヒータ（図示略）と、保温コンテナ５２を傾斜させて保温コンテナ５２内の鋳造合金薄片Ｎをコンテナ５に送出させる傾斜装置１３とを備えている。
【００５７】
傾斜装置１３は、図３に示すように、保温コンテナ５２に取り付けられた回転軸５５と、回転軸５５を回転させて保温コンテナ５２を傾斜・回転させる可動装置（図示略）とを備えている。そして、図３に示すように、保温コンテナ５２が、略水平方向に延在する回転軸５５によって開口部５２ａを外方に向けて回転可能に支持され、保温コンテナ５２の傾斜・回転が、可動装置によって制御されるようになっている。また、図３に示す保温装置３０においては、保温コンテナ５２の上部に鋳造合金薄片Ｎの開口部５２ａ（導入口）が開口されているとともに、保温コンテナ５２の壁面（側部）の１つに鋳造合金薄片Ｎの送出口５３ａ（導出口）が上下に可動可能なゲート板５３によって開閉自在に設けられている。ゲート板５３の上下の移動は、移動手段（図示略）によって制御されている。
【００５８】
そして、図３に示す保温装置３０では、開口部５２ａを上方に向けた保温コンテナ５２内に、破砕装置２１から供給された鋳造合金薄片Ｎを載置させ、移動手段によってゲート板５３を上に移動させて壁面に送出口５３ａを形成するとともに、可動装置によって保温コンテナ５２を傾斜・回転させることによって、送出口５３ａを介して保温コンテナ５２内の鋳造合金薄片Ｎをコンテナ５に送出させるようになっている。また、図３に示す保温装置３０では、保温コンテナ５２の傾斜・回転を可動装置に制御させるとともに、ゲート板５３の移動を移動手段に制御させることによって、鋳造合金薄片Ｎが保温コンテナ５２内に収納されてからコンテナ５に送出されるまでの保温時間を制御できるようになっている。
【００５９】
図３に示す保温装置３０においても、図１に示す保温装置３と同様に、保温コンテナ５２は、アルミナ、ジルコニア等のセラミックス製のブロックまたは繊維質の板や、複数の金属薄板が隙間を開けて重ね合わされたものなど、断熱性に優れた材料によって形成されている。より具体的には、保温装置３０の材料として、鉄などの金属板の間に、繊維質のセラミックを主原料とする耐熱ボードを挟み込んでなる複合材料などを好ましく用いることができる。
また、図３に示す保温装置３０においては、保温コンテナ５２の壁面および／または底面に保温ヒータ（図示略）が配置されている。保温ヒータとしては、特に限定されないが、例えば、抵抗加熱、赤外線加熱、誘導加熱のいずれかの加熱方式によって、金属線、炭化ケイ素、黒鉛等の発熱体を発熱させるものなどを用いることができる。
【００６０】
図３に示す製造装置１０を用いて、鋳造合金薄片Ｎを製造する場合、破砕装置２１から落下してきた鋳造合金薄片Ｎが、破砕装置２１の下方に位置する保温コンテナ５２内に載置され、鋳造合金薄片Ｎの保温が開始される。このとき、保温コンテナ５２は、保温ヒータによって所定の温度とされており、ゲート板５３が閉じられている。また、鋳造合金薄片Ｎの載置された保温コンテナ５２は、開口部５２ａを上方に向けた状態で鋳造合金薄片Ｎがこぼれない程度の角度範囲で可動装置によって回動されつつ、保温ヒータに加熱されることによって鋳造合金薄片Ｎを保温する。このことにより、保温コンテナ５２内において鋳造合金薄片Ｎが移動して均等に配置され、保温コンテナ５２内の鋳造合金薄片Ｎが均一に保温される。そして、所定の保温時間が経過すると、図３に示すように、移動手段によってゲート板５３が移動されて壁面に送出口５３ａが形成されるとともに、可動装置によって保温コンテナ５２が傾斜・回転されて、送出口５３ａを介して保温コンテナ５２内の鋳造合金薄片Ｎがコンテナ５に送出され、鋳造合金薄片Ｎの保温が終了される。保温が終了した鋳造合金薄片Ｎは、図１に示す製造装置１と同様にコンテナ５内に堆積される。
【００６１】
鋳造合金薄片Ｎの保温時間は３０秒以上が好ましく、２分〜数時間程度がより好ましく、２分〜３０分程度が最も好ましい。保温時間が２分以上であると効果的に保磁力を高めることができ、数時間に渡って保温しても良いが、生産効率の面からは３０分以下にすることが望ましい。
本実施形態においては、保温コンテナ５２に最初に供給された鋳造合金薄片Ｎと最後に供給された鋳造合金薄片Ｎとの間に保温時間の差が生じる。本実施形態においては、最初に供給された鋳造合金薄片Ｎの保温時間も、最後に供給された鋳造合金薄片Ｎの保温時間も、上述した好ましい範囲内とされている。
【００６２】
図３に示す製造装置１０においても、図１に示す製造装置１と同様に、破砕装置２１から供給された鋳造合金薄片Ｎを収納する保温コンテナ５２と、保温コンテナ５２内の鋳造合金薄片Ｎを保温する保温ヒータと、保温コンテナ５２を傾斜させて保温コンテナ５２内の鋳造合金薄片Ｎをコンテナ５に送出させる傾斜装置１３とを有する保温装置３０が備えられているので、鋳造、破砕後のＲ−Ｔ−Ｂ系合金からなる鋳造合金薄片Ｎに対して保温処理を行うことができ、Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金におけるＤｙ、Ｔｂの組成比を高くすることなく、保磁力の高い耐熱性に優れた希土類磁石の材料となる鋳造合金薄片Ｎを製造できる。
また、図３に示す製造装置１０は、鋳造合金薄片Ｎが保温コンテナ５２に収納されてから所定の保温時間の経過後に、鋳造合金薄片Ｎをコンテナ５に送出させる傾斜装置１３を備えるものであるので、鋳造合金薄片Ｎの保磁力をより一層向上させることができる。
【００６３】
また、図３に示す製造装置１０は、傾斜装置１３が保温コンテナ５２に取り付けられた回転軸５５と、回転軸５５を回転させて保温コンテナ５２を傾斜させる可動装置とを備えるものであるので、保温コンテナ５２内に破砕装置２１から供給された鋳造合金薄片Ｎを載置させ、保温コンテナ５２を傾斜・回転させることによって、保温コンテナ５２内の鋳造合金薄片Ｎをコンテナ５に送出させることができ、保温コンテナ５２の傾斜・回転を制御することによって、鋳造合金薄片Ｎの保温時間を制御できる。したがって、鋳造合金薄片Ｎの保温時間を容易に一定に保つことができ、鋳造合金薄片Ｎの品質を均一にすることができる。
【００６４】
また、図３に示す製造装置１０は、保温コンテナ５２の上部に鋳造合金薄片Ｎの開口部５２ａが開口されているとともに、保温コンテナ５２の壁面に鋳造合金薄片Ｎの送出口５３ａが上下に可動可能なゲート板５３によって開閉自在に設けられているので、ゲート板５３の移動を制御するとともに保温コンテナ５２の回転を制御することによって、保温コンテナ５２内の鋳造合金薄片Ｎをコンテナ５に送出できる。したがって、保温コンテナ５２の壁面に開閉自在な送出口５３ａが設けられていない場合と比較して、保温コンテナ５２から鋳造合金薄片Ｎを送出させる際に保温コンテナ５２を回動させる角度範囲を小さくすることができ、製造装置１０の小型化、省スペース化を図ることができる。
【００６５】
また、図３に示す製造装置１０は、保温コンテナ５２が、略水平方向に延在する回転軸５５によって開口部５２ａを外方に向けて回転可能に支持されているので、保温コンテナ５２内の鋳造合金薄片Ｎを保温しながら、開口部５２ａを上方に向けた状態で保温コンテナ５２を鋳造合金薄片Ｎがこぼれない程度の角度範囲で回動させることにより、保温コンテナ５２内の鋳造合金薄片Ｎを均等に配置することができ、保温コンテナ５２内の鋳造合金薄片Ｎを均一に保温できる。したがって、品質の均一な鋳造合金薄片Ｎを製造できる。
【００６６】
なお、図３に示す製造装置１０においては、例えば、保温コンテナ５２の壁面および／または底面に備えられた保温ヒータに代えて、または保温コンテナ５２の壁面および／または底面に備えられた保温ヒータとともに、図１に示す製造装置１に備えられた上保温ヒータ３１ａおよび／または下保温ヒータ３１ｂが備えられていてもよい。この場合、鋳造合金薄片Ｎの保温温度をより一層容易に正確に制御できる。
【００６７】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、貯蔵容器を可動自在にする可動装置としてベルトコンベア５１を例示したが、この他に貯蔵容器に車輪付の台車を取り付けて自走式の貯蔵容器としても良く、更にレールを敷設してこのレール上を台車が走行するようにしても良い。
【００６８】
また、破砕装置２２と保温装置との間に、鋳造合金薄片Ｎを保温コンテナ上に案内するホッパ７が備えられていてもよい。この場合、鋳造合金薄片Ｎを破砕装置２２から保温装置に送出する際に、鋳造合金薄片Ｎが保温・貯蔵室６ｂ内部に散乱することを防止できる。
【００６９】
また、本発明の製造装置は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金に限らず、熱電半導体合金や水素吸蔵合金に適用しても良い。
熱電半導体合金としては、一般式Ａ３−ｘＢｘＣ（但し、ＡとＢはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗなどの遷移金属のうち少なくとも一種、ＣはＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎなど１３族または１４族の元素のうち少なくとも一種）で表される合金を例示できる。
また、一般式ＡＢＣ（但し、ＡとＢはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗなどの遷移金属のうち少なくとも一種、ＣはＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎなど１３族または１４族の元素のうち少なくとも一種）で表される合金も例示できる。
更に、一般式ＲＥｘ（Ｆｅ１−ｙＭｙ）４Ｓｂ１２（ＲＥはＬａ、Ｃｅのうち少なくとも一種、ＭはＴｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｐｂからなる群から選ばれた少なくとも一種。０＜ｘ≦１、０＜ｙ＜１）で表される希土類合金も例示できる。
更にまた、一般式ＲＥｘ（Ｃｏ１−ｙＭｙ）４Ｓｂ１２（ＲＥはＬａ、Ｃｅのうち少なくとも一種、ＭはＴｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｐｂからなる群から選ばれた少なくとも一種。０＜ｘ≦１、０＜ｙ＜１）で表される希土類合金も例示できる。
【００７０】
水素吸蔵合金としては、ＡＢ２型合金（チタン、マンガン、ジルコニウム、ニッケルなどの遷移元素の合金をベースとしたもの）またはＡＢ５型合金（希土類元素、ニオブ、ジルコニウム１に対して、触媒効果を有する遷移元素（ニッケル、コバルト、アルミニウムなど）５を含む合金をベースとしたもの）を例示できる。
【００７１】
（希土類磁石の作製）
本発明の希土類磁石を作製するには、例えば、本発明のＲ−Ｔ−Ｂ系合金からなる鋳造合金薄片を、平均粒径３〜５μｍ（レーザ回析計による測定）に微粉砕した後、横磁場中で成型機などを用いてプレス成型して、真空中で焼結させることにより得られる。
本実施形態の希土類磁石は、本発明のＲ−Ｔ−Ｂ系合金からなるものであるので、保磁力が高く、磁気特性に優れたものとなる。
【実施例】
【００７２】
「実施例１」
合金組成が質量比で、Ｎｄ２８％、Ｄｙ４．５％、Ｂ０．９６％、Ｃｏ１．０％、Ａｌ０．１５％、Ｃｕ０．１０％、残部Ｆｅになるように、金属ネオジウム、金属ディスプロシウム、フェロボロン、コバルト、アルミニウム、銅、鉄を配合した原料を、アルミナ坩堝を使用して、アルゴンガスで１気圧の雰囲気中で、高周波溶解炉で溶解して合金溶湯を調製した。
次いで、この合金溶湯を図１に示す製造装置の鋳造装置に供給して、ＳＣ法にて鋳造、破砕することにより、鋳造合金薄片を作製した。
【００７３】
尚、冷却ロールの直径は６００ｍｍであり、材質は銅に微量のＣｒ、Ｚｒを混合した合金であり、内部は水冷されており、鋳造時のロールの周速度は１．３ｍ／ｓであり、鋳造合金塊が冷却ロールを離脱する平均温度は放射温度計で測定したところ８９０℃であった。その測定値の最高温度と最低温度との相違は３５℃であった。本合金のＲ２Ｔ１４Ｂ相の融点が約１１７０℃であることから、平均離脱温度との差は２８０℃である。また、冷却ロール上での鋳造合金塊の平均冷却速度は、９８０℃／秒であり、平均厚さは０．２９ｍｍであった。
【００７４】
作成された鋳造合金薄片を、図１に示す製造装置の保温装置３の保温コンテナ３２内に収納し、８００℃の温度で平均３０秒間保温する保温処理を行った。このようにして、実施例１の希土類合金からなる鋳造合金薄片を製造した。
【００７５】
「実施例２」
図３に示す製造装置を用い、鋳造合金薄片を図３に示す保温装置３０の保温コンテナ５２内に収納し、８００℃の温度で平均２分３０秒間保温する保温処理を行ったこと以外は実施例１同様にして、実施例２の鋳造合金薄片を製造した。
【００７６】
「比較例１」
保温処理を行わなかったこと以外は実施例１同様にして、比較例１の鋳造合金薄片を製造した。
【００７７】
次に、得られた実施例１、実施例２、比較例１の鋳造合金薄片を、平均粒径５μｍ（レーザ回析計による測定）に微粉砕した後、１００％窒素雰囲気中、横磁場中で成型機を用いてプレス成型した。成型圧は０．８ｔ/ｃｍ２であり、金型のキャビティ内の磁界は１５ｋＯｅとした。得られた成型体を、１．３３×１０−５ｈＰａの真空中、５００℃で１時間保持し、次いで１．３３×１０−５ｈＰａの真空中、８００℃で２時間保持した後、さらに１．３３×１０−５ｈＰａの真空中、１０３０℃で２時間保持して焼結させた。焼結密度は７．６７〜７．６９ｇ／ｃｍ３以上であり十分な大きさの密度となった。さらに、この焼結体をアルゴン雰囲気中、５３０℃で１時間熱処理し、実施例１、実施例２、比較例１のＲ−Ｔ−Ｂ系磁石を作製した。
【００７８】
得られたＲ−Ｔ−Ｂ系磁石の磁気特性をパルス型ＢＨカーブトレーサーで測定した。その結果を図４に示す。
図４は、実施例１、実施例２、比較例１のＲ−Ｔ−Ｂ系磁石の保磁力（Ｈｃｊ）を示すグラフである。図４に示すように、保温処理を行った実施例１および実施例２のＲ−Ｔ−Ｂ系磁石は、保温処理を行わない比較例１に対して、保磁力が増大していることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】図１は、本発明の実施形態である合金の製造装置の構成を示す正面模式図である。
【図２】図２は、製造装置に備えられた鋳造装置および破砕装置を示した模式図である。
【図３】図３は、本発明の別の実施形態である合金の製造装置の構成を示す正面模式図である。
【図４】図４は、実施例１、実施例２、比較例１のＲ−Ｔ−Ｂ系磁石の保磁力を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８０】
１、１０…製造装置、２…鋳造装置、３、３０…保温装置、５…コンテナ（貯蔵容器）、６…チャンバ、６ａ…鋳造室、６ｂ…保温・貯蔵室、６ｅ…ゲート、２１…破砕装置、３１ａ…上保温ヒータ、３１ｂ…下保温ヒータ、３１ｃ…薄片投入穴、３２、５２…保温コンテナ、３２ａ、５２ａ…開口部、３３…ベルトコンベア（傾斜装置）、３３ａ…端部  ３５…無端状搬送ベルト、５１…ベルトコンベア（可動装置）、５３…ゲート板、５３ａ…送出口、５５…回転軸、Ｌ…合金溶湯、Ｎ…鋳造合金薄片。
【要約】
【課題】保磁力が高い希土類磁石を製造可能な合金の製造装置を提供する。
【解決手段】ストリップキャスト法により合金溶湯を鋳造する鋳造装置２と、鋳造後の鋳造合金を破砕する破砕装置２１と、破砕後の鋳造合金薄片Ｎを保温する保温装置３と、保温後の鋳造合金薄片Ｎを貯蔵する貯蔵容器５とを少なくとも備え、保温装置３は、破砕装置２１から供給された鋳造合金薄片Ｎを収納する保温コンテナ３２と、保温コンテナ３２内の鋳造合金薄片Ｎを保温する保温ヒータと、保温コンテナ３２を傾斜させて保温コンテナ３２内の鋳造合金薄片Ｎを貯蔵容器５に送出させる傾斜装置３３とから構成されている合金の製造装置１を採用する。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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