专利名称：冷却辊子、薄带状磁铁材料、磁铁粉末及粘合磁铁的制作方法
技术领域：
本发明是关于冷却辊子、薄带状磁铁材料、磁铁粉末及粘合磁铁。
作为磁铁材料，由含稀土类元素的合金构成的稀土类磁铁材料，由于具有很高的磁特性，所以用于电机等时发挥了很高的性能。
这样的磁铁材料，例如通过使用急冷薄带制造装置的急冷法进行制造。以下对这种方法进行说明。
图23是以前利用单辊法制造磁铁材料的装置中(急冷薄带制造装置)熔融金属向冷却辊子撞击部位附近状态的示意断面侧视图。
如同图所示，将规定合金组成的磁铁材料(以下称作「合金」)熔融，使该熔融金属60从未图示的喷咀喷出，撞击相对于喷咀按图23中箭头方向A旋转的冷却辊子500的周面530，通过和该周面530接触，使合金急冷凝固，连续形成薄带状(条状)的合金。这种薄带状的合金叫作急冷薄带，以极快的冷却速度凝固，其结果是由非晶质相和细微结晶相形成细微的组织，原样或实施热处理后，发挥出优良的磁特性。图23中，以虚线示出熔融金属60的凝固界面710。
由于稀土类元素易于氧化，氧化时会降低磁特性，所以制造上前急冷薄带80主要是在隋况气体中进行。
因此，气体会侵入到周面530和熔融金属60桨叶部(直浇口底窝)70之间，在急冷薄带80的辊子面(与冷却辊子500周面530接触的面)810上产生凹窝(凹部分)9。这种趋势随着冷却辊子500的圆周速度加大就越发显著，产生凹窝的面积会增大。
当产生这种凹窝9(特别是巨大凹窝)时，在凹窝部分，由于气体的存在，和冷却辊子500的周面530产生不良的接触，导致冷却速度降低，而妨碍了急速凝固。由此，在产生凹窝9的部位，合金的结晶粒径会粗大化，导致磁特性降低。
将含有这种低磁特性部分的急冷薄带进行粉碎得到的磁铁粉末，会增大磁特性的偏差。因此，使用这样的磁铁粉末制造的粘合磁铁，只能获得很低的磁特性，而且耐腐蚀性也会降低。
本发明的目的是提供能提供优良磁特性、优良可靠性的磁铁的冷却辊子、薄带状磁铁材料、磁铁粉末和粘合磁铁。
为了达到上述目的，本发明是使磁铁材料熔融金属撞击其周面冷却固化从而制造薄带状磁铁材料的冷却辊子，其特征是，在该冷却辊子的周面上设有凹窝矫正装置，以分割上述薄带状磁铁材料与冷却辊子的接触面上产生的凹窝。
据此能够提供一种可提供优良磁特性、优良可靠性磁铁的冷却辊子。
上述冷却辊子最好具有辊子基体材料和设在该辊子基体材料外周的表面层，并在该表面层上设置上述凹窝矫正装置，从而能提供具有优良磁特性的磁铁。
上述表面层最好是由具有热传导率比室温下上述辊子基体材料的构成材料热传导率低的材料构成。这样磁铁材料的熔融金属以适度的冷却速度进行急冷，其结果也就能提供具有优良磁特性的磁铁。
上述表面层最好由陶瓷构成。这样，磁铁材料的熔融金属能以适度的冷却速度进行急冷，并能提供具有优良磁特性的磁铁，同时也提高了冷却辊子的耐久性。
上述表面层最好由室温下热传导率在80W·m-1·K-1以下的材料构成。这样，磁铁材料的熔融金属能以适度的冷却速度进行急冷，结果能提供具有优良磁特性的磁铁。
上述表面层最好由室温下热膨胀率为3.5～18[×10-6K-1]的材料构成。这样，可使辊子基体材料和表面层保持很高的紧密接合性，并能更有效地防止表面层的剥离。
上述表面层的平均厚度最好为0.5～50μm。这样，磁铁材料的熔融金属能以适度的冷却速度进行稳冷，结果可提供具有优良磁特性的磁铁。
上述表面层在形成时，最好不对其表面进行机械加工。这样，若不实施研磨等，仍能形成表面粗糙度比较小的周面。
上述凹窝矫正装置最好是至少1条的凸条。这样，对薄带状磁铁材料与冷却辊子接触一侧面上产生的凹窝能更有效地进行分割，结果可提供具有优良磁特性的磁铁。
上述凸条的平均宽度最好为0.5～95μm。这样，对薄带状磁铁材料与冷却辊子接触一侧面上产生的凹窝能更有效地进行分割，结果可提供具有优良磁特性的磁铁。
上述凸条最好是通过在上述冷却辊子周面上形成沟槽来进行设置。这样，能比较容易地形成高精度的凸条宽度等。
上述沟槽的平均宽度最好为0.5～90μm。这样，对薄带状磁铁材料与冷却辊子接触一侧面上产生的凹窝能更有效地进行分割，结果，可提供具有优良磁特性的磁铁。
上述凸条的平均高度或上述沟槽的平均深度最好是0.5～20μm。这样，对薄带状磁铁材料与冷却辊子接触一侧面上产生的凹窝可更有效地进行分割，结果可提供具有优良特性的磁铁。
上述凸条或上述沟槽最好是以上述冷却辊的旋转轴为中心形成螺旋状，这样可比较容易地制造冷却辊子，对薄带状磁铁材料与冷却辊子接触一侧面上产生的凹窝能更有效地进行分割，结果可提供具有优良磁特性的磁铁。
上述凸条或上述沟槽最好并行设置，其平均间距为0.5～100μm。这样，冷却辊子各部位的熔融金属冷却速度的偏差特别小，结果可提供具有优良磁特性的磁铁。
在上述周面上的上述凸条或上述沟槽占投影面积的比率最好在10％以上。这样，磁铁材料的熔融金属可以适度的冷却速度进行急冷，结果可提供具有优良磁特性的磁铁。
本发明涉及的薄带状磁铁材料是使磁铁材料的熔融金属撞击冷却辊子的周面，冷却固化得到的薄带状磁铁材料，其特征是，上述冷却辊子，在其周面上具有凹窝矫正装置，以分割与薄带状磁铁材料的接触面上产生的凹窝。这样可提供磁特性优良、可靠性优良的磁铁，进而可提供薄带状磁铁材料。
上述薄带状磁铁材料，在与冷却辊子的接触面上形成沟槽或凸条，最好利用该沟槽或凸条分割凹窝。这样可提供具有优良磁特性的磁铁。
上述薄带状磁铁材料，与冷却辊子的接触面上，凝固时形成的2000μm2以上巨大凹窝占面积的比率最好在10％以下。这样在薄带状磁铁材料的各部位的结晶粒径偏差很小，结果可提供具有优良磁特性的磁铁。
上述薄带状磁铁材料与冷却辊子的接触面上最好复印上至少一部分冷却辊子的表面形状。这样，薄带状磁铁材料各部位的结晶粒径偏差很小，结果可提供具有优良磁特性的磁铁。
上述薄带状磁铁材料，平均厚度最好8～50μm。这样可提供具有优良磁特性的磁铁。
本发明涉及的磁铁粉末是使磁铁材料的熔融金属撞击冷却辊子的周面，冷却固化得到的薄带状磁铁材料，将其粉碎获得的磁铁粉末，其特征是，上述冷却辊子在其周面上具有凹窝矫正装置，以分割与薄带状磁铁材料的接触面上产生的凹窝，这样可提供磁特性优良、可靠性优良的磁铁，从而可提供优良的磁铁粉末。
这时，上述磁铁粉末，在其制造过程或制造后，最好至少实施1次热处理。这样可提供具有优良磁特性的磁铁。
上述磁铁粉末的平均粒径最好为1—300μm。这样可提供具有优良磁特性的磁铁。
这种磁铁粉末最好是由具有软磁性相和硬磁性相的复合组织构成。这样可提供具有优良磁特性的磁铁。
上述硬磁性相和软磁性相的平均结晶粒径，最好是都为1～100nm，这样可提供优良磁特性，特别是矫顽力和四方型性可选择的磁铁。
本发明涉及的粘合磁铁是将磁铁材料的熔融金属撞击冷却辊子周面，冷却固化得到的薄带状磁铁材料进行粉碎，将得到磁铁粉末用粘合树脂进行粘合形成的粘合磁铁，其特征是，上述冷却辊子，在其周面上具有凹窝矫正装置，以分割与薄带状磁铁材料的接触面上产生的凹窝。由此，可提供优良磁特性、优良可靠性的粘合磁铁。
这样的粘合磁铁，在室温下的固有矫顽力HcJ；最好为320～1200KA/m。这样，可提供耐热性、磁化性优良的，具有足够磁通密度的磁铁。
最大磁能积(BH)max最好为40KJ/m3以上，这样可获得高性能的小型电机。
除上述之外的本发明其他目的、构成和效果，根据附图及以下实施例的说明会更加明确。
图1是本发明冷却辊子的第1实施形态和用该冷却辊子制造薄带状磁铁材料的装置(急冷薄带制造装置)构成例的模式示意立体图。
图2是图1所示冷却辊子的正面图。
图3是图1所示冷却辊子周面附近的断面形状的模式示意图。
图4是以前利用单辊法制造薄带状磁铁材料的装置(急冷薄带制造装置)中，熔融金属向冷却辊子撞击部位附近状态的模式示意断面图。
图5是图1所示制造薄带状磁铁材料的装置(急冷薄带制造装置)中，熔融金属向冷却辊子撞出部位附近状态的模式示意断面图。
图6是用以前的利用单辊法制造薄带状磁铁材料的装置(急冷薄带制造装置)制造的薄带状磁铁材料表面形状的模式示意立体图。
图7是使用图1所示制造薄带状态磁铁材料装置(急冷薄带制造装置)制造的薄带状磁铁材料表面形状的模式示意斜视图。
图8是说明凹窝矫正装置的形成方法图。
图9是说明凹窝矫正装置的形成方法图。
图10是本发明磁铁粉末中复合组织(纳米复合组织)的一例模式示意图。
图11是本发明磁铁粉末中复合组织(纳米复合组织)的一例模式示意图。
图12是本发明磁铁粉末中复合组织(纳米复合组织)的一例模式示意图。
图13是本发明冷却辊子的第2实施形态的示意正面图。
图14是图13所示冷却辊子周面附近的断面形状的模式示意图。
图15是本发明冷却辊子的第3实施形态的示意正面图。
图16是图15所示冷却辊子周面附近断面形状的模式示意图。
图17是本发明冷却辊子的第4实施形态的示意正面图。
图18是图17所示冷却辊子周面附近断面形状的模式示意图。
图19是本发明冷却辊子的其他实施形态的模式示意正面图。
图20是本发明冷却辊子的其他实施形态的周面附近断面形状的模式示意图。
图21是本发明冷却辊子的其他实施形态的周面附近断面形状的模式示意图。
图22是表示本发明薄带状磁铁材料表面形状的电子显微镜照片。
图23是以前的利用单辊法制造薄带状磁铁材料的装置(急冷薄带制造装置)中，熔融金属向冷却辊子撞击部位附近状态的示意断面侧视图。
以下对本发明冷却辊子、薄带状磁铁材料、磁铁粉末及粘合磁铁的实施形态进行详细说明。图1是本发明冷却辊子的第1实施形态，和使用该冷却辊子，利用单辊法制造薄带状磁铁材料(急冷薄带)的装置构成例示意立体图，图2是图1所示冷却辊子的正面图，图3是图1所示冷却辊子的断面放大图。
如这些图所示，急冷薄带制造装置1具有盛装磁铁材料的筒体2，和相对于该筒体2按图中箭头A方向进行旋转的冷却辊子5。在筒体2的下端，形成喷射磁铁材料熔融金属6的喷咀(喷孔)3。
作为筒体2的构成材料，例如有石英、氧化铝、氧化镁等耐热性陶瓷等。
作为喷咀3的开口形状，例如，圆形、椭圆形、条状等。
在筒体2的喷咀3附近的外周上配置加热用的线圈4，例如，通过向该线圈4施加高频，对筒体2内加热(感应加热)，使筒体2内的磁铁材料形成熔融状态。
加热装置并不限于这种线圈4，例如也可以使用碳精电极加热器。
冷却辊子5是由辊子基体材料51和在冷却辊子5的周面53上形成的表面层52所构成。
表面层52，虽然用和辊子基体材料51相同的材质构成一体，但最好是用热传导率比辊子基体材料51的构成材料小的材质构成。
辊子基体材料51的构成材料，虽然没有特殊限定，但最好是用热传导率大的金属材料构成，以更快地发散表面层52的热量，例如，铜或铜系合金一类。
表面层52的构成材料室温下的热传导率，虽然没有特殊限定，例如最好是80W·m-1·K-1以下，更好为3～60W·m-1·K-1，5～40W·m-1·K-1尤为好。
冷却辊子5，通过由具有这种热传导率的表面层52和辊子基体材料51所构成，可对熔融金属6以适度的冷却速度进行急冷。从而，辊子面81(与冷却辊子周面接触一侧的面)附近和自由面82(与辊子面相反一侧的面)附近的冷却速度差异很小。因此，所得急冷薄带8在各部位的结晶粒径偏差也很小，形成优良的磁特性。
作为具有这种热传导率的材料，例如有Zr、Sb、Ti、Ta、Pd、Pt等，或含它们的合金等金属材料及它们的氧化物、陶瓷等。作为陶瓷，例如有，Al2O3、SiO2、TiO2、Ti2O3、ZrO2、Y2O3、钛酸钡、钛酸锶等氧化物系陶瓷、AIN、Si3N4、TiN、BN、ZrN、HfN、VN、TaN、NbN、CrN、Cr2N等氮化物系陶瓷、石墨、SiC、ZrC、Al4C3、CaC2、WC、TiC、HfC、VC、TaC、NbC等碳化物系的陶瓷，或者，将这些中任意2种以上进行组合的复合陶瓷。其中，最好是含有氮化物系陶瓷的材料。
用作构成冷却辊子周面的材料(Cu、Cr等)，与以前相比，这种陶瓷具有很高的硬度，优良的耐久性(耐磨损性)。因此，即使反复使用冷却辊子5，仍能保持周面53的形状、也难以使后述的凹窝矫正装置的效果产生恶化。
上述辊子基体材料51的构成材料通常具有比较高的热膨胀率。因此，表面层52的构成材料热膨胀率最好接近于辊子基体材料51的热膨胀率值。表面层52的构成材料室温下的热膨胀率(线膨胀率α)，例如，最好是3.5～18[×10-6K-1]左右，更好是6～12[×10-6K-1]左右。当表面层52的构成材料室温下的热膨胀率(以下只称作「热膨胀率」)为该范围值时，辊子基体材料51和表面层52能保持很高的紧密接合性，从而能更有效地防止表面层52的剥离。
表面层52不仅是单层的，例如也可以是组成不同的多层层叠体。例如，表面层52可以使由上述金属材料、陶瓷等构成的层形成2层以上的叠层。作为这样的表面层52，例如有从辊子基体材料51侧由层叠金属层(底层)/陶瓷层的2层层叠体所构成。这样的层叠体，相邻层彼此间最好具有很高的紧密接合性，作为这种实例，有相邻层彼此间含有相同元素的层叠体。
表面层52为多层积层体时，最好是其最外层由具有上述范围热传导率的材料构成。
表面层52由单层构成时，其组成，并不限于在厚度方向上是均匀的，例如，也可以是在厚度方向上含有成分依次变化的(倾斜材料)。
表面层52的平均厚度(上述层叠体时为总合计厚度)，对此没有特殊限定，但最好是0.5～50μm，更好是1～20μm。
当表面层52的平均厚度低于下限值时，会产生如下的问题。即，根据表面层52的材质，冷却能力过大时，即使急冷薄带8的厚度相当大，在辊子面81附近冷却速度很大，极易形成非晶质。另一方面，在自由面82附近，急冷薄带8的热传导率比较小，所以急冷薄带8的厚度越大，冷却速度越小，结果极易引起结晶粒径的粗大化。即，在自由面82附近极易形成粗大粒子，在辊子面81附近极易形成所说的非晶质的急冷薄带，有时得不到满意的磁特性。在自由面82附近，结晶粒径因为很小，例如，即使增大冷却辊子5的圆周速度，减小急冷薄带8的厚度，在辊子面81附近也会更加随意地形成非晶质，在制成急冷薄带8后，即使实施热处理，有时也得不到理想的磁特性。
当表面层52的平均厚度超过上限值时，急冷速度很慢，引起结晶粒晶的粗大化，作为结果有时会降低磁特性。
表面层52的形成方法，虽然没有特殊限定，但最好是使用热CVD、等离子体CVD、激光CVD等化学蒸镀法(CVD)或真空蒸镀、喷溅、离子电镀等物理蒸镀法(PVD)。使用这些方法时，由于比较容易地形成均匀厚度的表面层，所以，表面层52形成后，不必对其表面进行机械加工。表面层52也可以用其他方法形成，如电解镀、浸渍镀、无电解镀、溶射等。其中，利用溶射形成表面层52时，辊子基体材料51和表面层52之间的紧密接合性(粘接强度)特别好。
在辊子基体材料51的外周上形成表面层52之前，对于辊子基体材料51的外表面也可实施碱洗、酸洗、有机溶剂洗等洗涤处理、和喷射处理、腐蚀、形成电镀层等衬底处理。这样可提高表面层52形成后辊子基体材料51和表面层52的紧密粘接性。通过实施如上述的衬底处理，可形成均匀、致密的表面层52，因此，所得到的冷却辊子在各部位的热传导率偏差特别小。如以后所述，通过使磁铁材料的熔融金属6撞击冷却辊子5的周面53，进行急冷，制造急冷薄带8。这时，由于气体侵入周面53和熔融金属6的桨叶部(浇口部)7之间，有时在辊子面81上产生凹窝。如图4所示，气体侵入部位，在滞留有气体的状态下冷却，在得到的急冷薄带8的辊子面81上产生凹窝9(参照图6)。气体侵入部位比桨叶部7的其他部位冷却速度变小，引起结晶粒径的粗大化。结果，急冷薄带8各部位的结晶粒径、磁特性的偏差也增大。这种趋势，每1个凹窝9的面积、凹窝9的总面积越大，越变得显著。
与其相反，在本发明的冷却辊子5周面53上，设置凹窝矫正装置，来分割急冷薄带8的辊子面81上产生的凹窝9。
这样，如图5、图7所示，凹窝9被沟槽84所分割。通过后述的气体排出效果，侵入周面53和桨叶部7之间的气体至少一部分被排出，使残留于周面53和桨叶部7之间的气体量减少。根据这些理由，在所得急冷薄带8的辊子面81上形成的每1个窝9的面积变小，凹窝9的总面积也就变小(参照图7)。由此，桨叶部7各部位的冷却速度偏差变小，结果，结晶粒径的偏差变小，从而得到磁特性优良的急冷薄带8。
在图示的构成中，在冷却辊子5的周面53上，相对于冷却辊子的旋转方向，大致平行地形成数条沟槽54，在相邻接的沟槽54和沟槽54之间形成凸条55。在本实施形态中，凸条55作为凹窝矫正装置发挥了功能。
通过在周面53上设置沟槽54，侵入周面53和桨叶部7之间的气体，进入沟槽54内后，可沿着沟槽54移动。因此，侵入周面53和桨叶部7之间的气体，伴随着冷却辊子5的旋转通过沟槽54排出到外面。利用这样的效果气体排出效果)很容易引起气体侵入部位的周面53和桨叶部7进行接触。这样，当周面53和桨叶部7产生接触时，如图7所示，凹窝9被分割，每1个凹窝的面积变小。由于周面53和桨叶部7之间残存的气体量变少，所以形成凹窝9的总面积也变小。因此，桨叶部7各部位的冷却速度偏差变小，结果，结晶粒径的偏差很小，从而得到磁特性优良的急冷薄带8。
在图示的构成中，凸条55可形成多条，但至少要形成1条。
沟槽54宽度(以向周面53开口部分的宽度)L1的平均值最好为0.5～90μm，更好1—50μm。当沟槽54宽度L1的平均值低于下限值时，排出侵入周面53和桨叶部7之间气体的气体排出效果有时会降低。另一方面，沟槽54宽度L1的平均值超过上限值时，在沟槽54中会产生面积很大的凹窝，有时会形成粗大的结晶粒子。
凸条55宽度(最大宽度)L2的平均值最好为0.5～95μm，更好为1～50μm。当凸条55宽度L2的平均值低于下限值时，作为凹窝矫正装置的凸条，不能充分发挥功能，结果，有时形成大面积的凹窝。另一方面，凸条55的宽度L2的平均值超过上限值时，凸条的表面积变大，有时在凸条和桨叶部之间形成凹窝。
沟槽54最大深度(或凸条55的最大高度)L3的平均值较好为0.5～20μm，最好为1～10μm。当沟槽54深度L3的平均值低于下限值时，侵入周面53和桨叶部7之间气体的气体排出效果会降低，有时凹窝矫正装置的效果不能充分发挥，另一方面，沟槽54深度L3的平均值超过上限值时，随着流入沟槽54内的气流流速增大，伴随着旋涡很容易形成湍流，有时凹窝矫正装置的效果得不到充分发挥。
并行设置的沟槽54(或并行设置的凸条55)的间距L4是确定在辊子面81上形成每1个凹窝9的大小和凹窝9总面积的重要条件。并行设置的沟槽54(或并行设置的凸条55)间距L4的平均值最好为0.5～100μm，更好为3～50μm。当沟槽54间距L4的平均值为此范围值时，凸条55作为凹窝矫正装置充分发挥功能，而且，与桨叶部7的接触部分一非接触部分的间隔变得相当小。结果，与周面53的接触部分和未接触部分的冷却速度差异也变得相当小，从而得到的急冷薄带8的结晶粒径、磁特性的偏差也变得相当小。
周面53上沟槽54(或凸条55)占投影面积(向周面上投影时的面积)的比率最好在10％以上，更好为30～99.5％。当周面53上沟槽54(或凸条55)占投影面积的比率低于10％时，对于卷入到周面53和桨叶部7之间的气体量，因不能充分确保气体排出的流路，会有气体残留在周面53和桨叶部7之间，结果很容易形成巨大的凹窝。
沟槽54，例如，对于冷却辊子5的周面53，可通过切削、复印(转压)、磨削、喷射处理等各种机械加工、激光加工、放电加工、化学腐蚀等方法进行形成。其中，从提高沟槽54的宽度、深度、并行设置沟槽54的间距等精度比较容易方面考虑，最好是机械加工，特别是切削加工。
在本实施形态中，例如，对周面53利用沟槽54的形成方法实施加工，结果可形成凸条55(作为残存在周面53上的部分)。
在辊子基体材料51的外周面上设置表面层52时(表面层52不与辊子基体材料51形成一体时)，可利用上述方法将沟槽54和凸条55直接形成在表面层上，也可不如此形成。即，如图8所示，也可以在设置表面层52后在该表面层上利用上述方法形成沟槽54和凸条55，但如图9所示，也可以在辊子基体材料51的外周面上利用上述方法形成沟槽和凸条后，再形成表面层52。这时，通过使表面层52的厚度小于辊子基体材料51上形成沟槽的深度或凸条的高度，其结果，对于表面层52的表面不必实施机械加工，即可在周面53上形成凹窝矫正装置的凸条55。这时，由于对表面层52的表面不实施机械加工，以后即使不实施研磨，也能使周面53的表面形成比较小的粗糙度Ra。
另外，图3、图5(以后的图14、图16、图18、图20、图21也一样)中，辊子基体材料和表面层的境界状况，省略示出。作为本发明的薄带状磁铁材料和磁铁粉末，最好具有优良的磁特性，作为这样的材料有含R的合金(其中R是含Y的稀土类元素中的至少1种)，特别是含R(其中R是含Y的稀土类元素中的至少1种)和TM(TM是过渡金属中的至少1种)和B(硼)的合金，最好是以下[1]～[5]的组成。将以Sm为主的稀土类元素和以Co为主的过渡金属作为基本成分的(以下称作Sm-Co系合金)。将R(R是含Y稀土类元素中的至少1种)、以Fe为主的过渡金属(TM)和B为基本成分的(以下称作R—TM—B系合金)。将以Sm为主的稀土类元素、以Fe为主的过渡金属、和以N为主的晶格间元素为基本成分的(以下称作Sm—Fe—N系合金)。将R(R是含Y稀土类元素中的至少1种)和Fe等过渡金属为基本成分，并具有使软磁性相和硬磁性相为邻接存在的(也包括通过粒子界相邻接的情况)复合组织的(有时也称作纳米复合组织)。将上述[1]～[4]的组成中至少2种进行混合的。这时兼有混合的各种磁铁粉末的优点，可容易获得更优良的磁特性。
作为Sm—Co系合金的代表例有SmCo5、Sm2、TM17(TM为过渡金属)。
作为R—Fe—B系合金的代表例，有Nd-Fe-B系合金、Pr-Fe-B系合金、Nd-Pr-Fe-B系合金、Nd-Dy-Fe-B系合金、Ce-Nd-Fe-B系合金、Ce-Pr-Nd-Fe-B系合金、这些中用Co、Ni等其他过渡金属置换一部Fe的，等。
作为Sm-Fe-N系合金的代表例有将使Sm2Fe17合金进行氮化制作的Sm2Fe17N3、TbCu7型相为主相的Sm-Zr-Fe-Co-N系合金。这些Sm-Fe-N系合金，一般是在制作成急冷薄带后，对所得急冷薄带实施适当的热处理，通过进行氮化，N作为晶格间原子被引入。
作为上述稀土类元素有Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、铈镧合金，可以含这些中的1种或2种以上。作为上述过渡金属，有Fe、Co、Ni等，可以含这些中的1种或2种以上。
为了提高矫顽力、最大磁能积等磁特性，或者为提高耐热性、耐腐蚀性，在磁铁材料中，根据需要也可含有Al、Cu、Ga、Si、Ti、V、Ta、Zr、Nb、Mo、Hf、Ag、Zn、P、Ge、Cr、W等。
上述复合组织(纳米复合组织)是以软磁性相10和硬磁性相11存在，例如，以图10、图11或图12中所示的图形(模式)存在，各相的厚度和粒径以纳米级存在。这样，软磁性相10和硬磁性相11邻接(也包括通过粒子界相邻接的情况)，产生磁交换的相互作用。
软磁性相的磁化，受外部磁场的作用很容易改变其方向，所以当与硬磁性相混合存在时，整个体系的磁化曲线，在B—H图(J—H图)中会形成第二象限段的「蛇型曲线」。然而，软磁性相的大小充分小到数10nm以下时，软磁性体的磁化通过与周围硬磁性体磁化的结合受到足够强的约束，整个体系作为硬磁性体而行动。
具有这样的复合组织(纳米复合组织)磁铁，主要有以下特征1)～5)。
1)在B—H图(J—H图)中第二象限，磁化进行可逆地弹性回复(按这个意思，也称作「弹性磁铁」)。
2)磁化性好，以比较低的磁场就能磁化。
3)磁特性对温度的依赖性比单独硬磁性相的情况小。
4)磁特性时效变化小。
5)即使进行细粉碎，磁特性也不恶化。
这样，由复合组织构成的磁铁具有优良的磁特性。因此，磁铁粉末最好是具有这种复合组织的粉末。
图10～图12中所示图形仅为一例，并不仅限于这些。以下对使用上述冷却辊子5制造薄带状磁铁材料(急冷薄带)进行说明。
薄带状磁铁材料是通过将磁铁材料的熔融金属撞击冷却辊子的周面，冷却固化来进行制造。以下对其一例进行说明。
如图1所示，将急冷薄带制造装置1设置在容器(未图示)内，在该容器内以填充惰性气体或其他环境气的状态下进行工作。特别是为防止急冷薄带8氧化，环境气最好是隋性气体。作为惰性气体，例如有氩气、氦气、氮气等。
环境气的压力虽没有特殊限定，最好是1～760Torr。
对于筒体2内熔融金属6的液面，要保证规定的压力高于容器的内压。根据作用于筒体2内熔融金属面的压力和与筒体2内液面高度成比例的压力之和，与容器内环境气压力的压差，使熔融金属6从喷咀3喷射出。
对于熔融金属喷射压力(作用于筒体2内熔融金属6液面的压力和与筒体2内液面高度成比例的压力之和，与容器内环境气压力的压差)没有特殊限定，但最好是10～100KPa。
在急冷薄带制造装置1中，将磁铁材料装入筒体2内，利用线圈4加热，使其熔融，当该熔融金属6从喷咀3喷射出时，如图1所示，熔融金属6撞击到冷却辊子5的周面53上并形成桨叶部(直浇口底窝)7后，沿着旋转冷却辊子5的周面53一边拉引出一边急速冷却凝固，可连续地或间断地形成急冷薄带8。这时，有气体侵入桨叶部7和周面53之间时，在急冷薄带8的辊子面81上会形成凹窝9，通过设置在冷却辊子5的周面53上的凹窝矫正装置(凸条55)，将凹窝9进行分割。随后，这样形成的急冷薄带8的辊子面81沿图1中箭头方向B的行进，从周面53上分离开。
这样，通过设置在周面53上的凹窝矫正装置，可防止在辊子面81上产生巨大凹窝、也防止桨叶部7的不均匀冷却。结果得到结晶粒径偏差小，磁特性优良的急冷薄带8。
在实际制造急冷薄带8时，喷咀3不一定必须设在冷却辊子5的旋转轴50的正上方。
冷却辊子5的圆周速度，根据合金熔融的组成、表面层52的构成材料(组成)、周面53的表面性状(特别是周面53对熔融金属6的润湿性)等，其最佳范围是不同的，但为了提高磁特性，通常为5～60m/秒为好，10～40m/秒更好。冷却辊子5的圆周速度低于下限值时，熔融金属6(桨叶部7)的冷却速度会降低，结晶粒径呈现出增大的趋势，有时磁特性会降低。另一方面，冷却辊子5的圆周速度超过上限值时，冷却速度反而增大，非晶质组织占据的比率也增大，以后，即使实施后述的热处理，有时也不会充分提高磁特性。
如上述获得的急冷薄带8，其宽度W和厚度尽可能是均匀的。这时，急冷薄带8的平均厚度t最好为8～50μm左右，更好10～40μm左右。当平均厚度t低于下限值时，非晶质组织占据比率增大，以后，即使实施后述的热处理，有时也不能充分提高磁特性。每单位时间的生产效率也会降低。另一方面，平均厚度t超过上限时，自由面82侧的结晶粒径显示出粗大化的趋势，有时磁特性会降低。
这样获得的本发明急冷薄带8，其辊子面81的至少一部分上被复印(也包括部分复印)上冷却辊子5周面53的表面形状。这样就形成了与冷却辊子5周面53的表面形状(沟槽54或凸条55)相对应的凸条83或沟槽84。这样通过形成凸条83或沟槽84，可更有效地分割凹窝9，使每1个凹窝9的面积变小。利用冷却辊子5周面53上形成沟槽54的气体排出效果，也减少了凹窝9的总面积。结果，急冷薄带8各部位的结晶粒径偏差减小，从而得到优良的磁特性。
在急冷薄带8的辊子面81上，凝固时形成的2000μm2以上凹窝9(巨大凹窝)占据投影面积的比率最好在10％以下，更好在5％以下。巨大凹窝占投影面积的比率超过10％时，与和冷却辊子5接触的部分相比，冷却速度极端小的部分(特别是，巨大凹窝的中央附近)占面积的比率增大，急冷薄带8作为整体的磁特性会降低。
凹窝投影面积的比率，以占据辊子面81上规定面积中的面积率计算出。最好对辊子面81上多处以上计算出的面积率取其平均值。
在急冷薄带8的辊子面81上，凝固时形成的凹窝9占投影面积(总面积)的比率最好在40％以下，更好在30％以下。凹窝9占投影面积(总面积)的比率过大时，凝固时的冷却速度作为整体会降低，结果引起结晶粒径的粗大化，所得急冷薄带8的磁特性降低。
对于所得急冷薄带8，例如，以促进非晶质组织(无定形的组织)的再结晶化，组织的均质化等为目的，也可实施热处理。作为这种热处理的条件，例如，400～900℃下，进行0.2～300分钟左右。
这种热处理，为防止氧化，最好在非氧化性环境中进行，例如在真空或减压状态下(1×10-1～1×10-6Torr)、或在氮气、氩气、氦气等惰性气体中。
如上获得的急冷薄带(薄带状磁铁材料)8形成在非晶质组织中含有细微结晶组织或细微结晶形成的组织，获得优良的磁特性。
在以上，作为急冷法，虽然以单辊法为例作了说明，但也可以采用双辊法。这样的急冷法，可以使金属组织(结晶粒)形成细微化，所以能有效提高粘合磁铁的磁铁特性，特别是提高了矫顽力。通过将以上制造的急冷薄带8进行粉碎，得到本发明的磁铁粉末。
粉碎方法没有特殊限定，例如可用球磨、振动磨、喷射磨、棒式冲磨机等各种粉碎装置、破碎装置。这时，为了防止氧化，粉碎可在非氧化性环境中进行，例如在真空或减压状态下(1×10-1～1×10-6Torr)、或在氮气、氩气、氦气等隋性气体中。
对磁铁粉末的平均粒径没有特殊限定，在制造后述的粘合磁铁(稀土类粘合磁铁)时，考虑到防止磁铁粉末氧化，防止粉碎引起的磁特性恶化，最好为1～300μm，更好5～150μm。
粘合磁铁成形时，为了获得更好的成形性，磁铁粉末的粒径分布最好达到某种程度的分散(有偏差)，这样可减少所得粘合磁铁中的孔隙率，其结果是，将粘合磁铁中磁铁粉末的含量取为相同时，可提高粘合磁铁的密度和机械强度，并能进一步提高磁特性。
对于所得磁铁粉末，以去除由粉碎引入变形的影响、控制结晶粒径为目的，也可实施热处理。作为这种热处理条件，例如，在350～850℃下，实施0.2～300分钟左右。
为防止氧化，这种热处理最好在非氧化性环境中进行，例如在真空或减压状态下(1×10-1～1×10-6Torr)、或在氮气、氩气、氦气等惰性气体中。
使用这样的磁铁粉末制造粘合磁铁时，该磁铁粉末与粘合树脂的粘合性粘合树脂的润湿性)要好，为此，才能提高该粘合磁铁的机械强度，形成优良的热稳定性(耐热性)、耐腐蚀性。因此，该磁铁粉末适宜制造粘合磁铁，制造的粘合磁铁可靠性高。
如上述的磁铁粉末，平均结晶粒径最好在500nm以下，更好在200nm以下，尤其好在10～120nm左右。当平均结晶粒径超过500nm时，有时不能充分获得磁特性、特别是矫顽力和四方型性的提高。
磁铁材料是具有如上述[4]复合组织时，平均结晶粒径最好1～100nm，更好5～50nm。平均结晶粒径为该范围大小时，认为在软磁性相10和硬磁性相11之间能更有效地产生磁交换的相互作用，显著地提高磁特性。
以下对本发明的粘合磁铁进行说明。
本发明的粘合磁铁最好是用粘合树脂将上述的磁铁粉末进行粘合。
作为粘合树脂(粘合剂)是热塑性树脂、热固性树脂的任何一种。
作为热塑性树脂，例如有聚酰胺(如，耐纶6，耐纶46、耐纶66、耐纶610、耐纶612、耐纶11、耐纶12、耐纶6—12、耐纶6—66)、热塑性聚酰亚胺、芳香族聚酯等液晶聚合物、聚苯醚、聚苯硫醚、聚乙烯、聚丙烯、乙烯一醋酸乙烯共聚物等共聚烯烃、变性聚烯烃、聚碳酸酯、聚甲基甲基丙烯酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯、聚醚、聚醚醚酮、聚醚亚胺、聚缩醛等，或以它们为主的共聚物、混合物、聚合物合金等，可使用这些中的1种，或2种以上混合使用。
这些中，从成形性特别优良、机械强度高考虑，最好以聚酰胺为主，从提高耐热性考虑，最好以液晶聚合物、聚苯硫醚为主的。这些热塑性树脂与磁铁粉末的混炼性也好。
这样的热塑性树脂的优点是根据其种类、共聚化等可广泛地选择，例如，重视成形性的、重视耐热性、机械强度的。
另一方面，作为热固性树脂，例如有双酚型、酚醛树脂型、萘系等各种环氧树脂、酚树脂、尿素树脂、蜜胺树脂、聚酯(不饱和聚酯)树脂、聚酰亚胺树脂、硅酮树脂、聚氨酯树脂等，这些中可使用1种，或2种以上混合使用。
这些中，从成形性优良、机械强度高、耐热性好考虑，最好是环氧树脂、酚树脂、聚酰亚胺树脂、硅酮树脂，环氧树脂特别好。这些热固性树脂与磁铁粉末的混炼性，混炼的均匀性也很好。
使用的热固性树脂(未固化)在室温下可以是液体的，也可以是固体状(粉末状)的。
本发明的粘合磁铁，例如按如下方式制造。将磁铁粉末、粘合树脂和根据需要的添加剂(防氧化剂、润滑剂等)进行混合·混炼(例如热混炼)，制成粘合磁铁用混合物，使用这种粘合磁铁用混合物，利用压缩成形(冲压成形)、挤出成形、喷射成形等方法，在无磁场中加工成所要求的磁铁形状。在粘合树脂为热固性树脂时，成形后，用加热使其固化。
在上述3种成形方法中，挤出成形和喷射成形(特别是喷射成形)具有形状选择自由度宽、生产效率高等优点，在这些方法中，为了获得良好的成形性，在成形机内必须确保混合物的充分流动性，与压缩成形比，磁铁粉末含量不能多，即，不能使粘合磁铁形成高密度化。在本发明中，如后述，获得了很高磁通密度，由此，即使粘合磁铁没有形成高密度化，仍能获得优良的磁特性，利用挤出成形、喷射成形制造的粘合磁铁可具有这种优点。
对粘合磁铁中磁铁粉末的含量(含有率)没有特殊限定，通常从成形方法，成形性和高磁特性两个方面考虑来确定。具体讲，最好为75～99.5wt％左右，更好为85～97.5wt％左右。
在利用压缩成形法制造粘合磁铁时，磁铁粉末的含量最好为90～99.5wt％左右，更好93～98.5wt％左右。
在利用挤出成形法和喷射成形法制造粘合磁铁时，磁铁粉末的含量最好为75～98wt％左右，更好为85～97wt％左右。
粘合磁铁的密度，取决于其中所含磁铁粉末的比重，磁铁粉末的含量，孔隙率等因素。在本发明的粘合磁铁中，对其密度ρ没有特殊限定，最好4.5～6.6Mg/m3左右，更好为5.5～6.4Mg/m3左右。
在本发明，由于磁铁粉末的残留磁通密度、矫顽力很大，在加工成粘合磁铁时，无论是磁铁粉末的含量比较多还是比较少时，都能获得优良的磁特性(特别是，很高的最大磁能积(BH)max)。
对本发有的粘合磁铁的形状，尺寸等没有特殊限定，例如，关于形状。例如，可以是圆柱状、四方柱状、圆筒状、圆弧状、平板状、弯曲板状等任何形状。其大小，也可以从大型到超小型任意大小的尺寸。特别是对于小型化、超小型化的磁铁特别有利，如本说明书中处处讲述的。
本发明的粘合磁铁，矫顽力(室温下的固有矫顽力)HcJ为320～1200KA/m，最好400—800KA/m。矫顽力低于上述下限值时，存在反磁场时磁力减衰显著、高温下耐热性恶化。矫顽力超过上限值时，磁化性降低。因此，通过将矫顽力HcJ定为上述范围，在对粘合磁铁(特别是圆筒状磁铁)进行多极磁化时，即使得不到充分的磁化磁场时，仍能得到很好的磁化、足够的磁通密度，也仍能提供高性能的粘合磁铁。
本发明的粘合磁铁，最大磁能积(BH)max最好为40KJ/m3以上，更好为50KJ/m3以上，尤其好在70～120KJ/m3。最大磁能积(BH)max低于40KJ/m3时，用于电机时，根据其种类、结构得不到足够的扭矩。
如以上说明，根据本实施形态的冷却辊子5，作为凹窝矫正装置，由于设有凸条，所以能够分割辊子面81上形成的凹窝9。由此，可防止巨大凹窝产生，能减小桨叶部7各部位冷却速度的差异。结果，急冷薄带8中结晶粒径的偏差很小，能稳定获得高磁特性。
因此，由上述急冷薄带8获得的粘合磁铁具有优良的磁特性。制造粘合磁铁时，即使得不到高密度化，仍能获得很高的磁特性，并能提高成形性、尺寸精度、机械强度、耐腐蚀性、耐热性。
以下对本发明冷却辊子5的第2实施形态进行说明。
图13是本发明冷却辊子第2实施形态的示意正面图，图14是图13中所示冷却辊子的断面放大图。以下对第2实施形态的冷却辊子，就和第1实施形态不同之处重点说明，相同内容省去说明。
如图13所示，将冷却辊子5的旋转轴50为中心形成螺旋状的凹窝矫正装置凸条55。当凸条55为这种形状时，能比较容易地在整个周面53上形成凸条55。例如，以一定速度使冷却辊子5旋转时，使转盘等切削工具相对于旋转轴50平行地以一定速度移动，同时通过对冷却辊子5外周部分进行切削，而形成以旋转轴50为中心的螺旋状沟槽54，在周面53上沟槽54一沟槽54之间残留的部分，就形成了凸条55。
螺旋状的沟槽54(或凸条55)可以是1条(1个)，也可以是2条(2个)。
沟槽54(或凸条55)的纵向与冷却辊子5的旋转方向形成的夹角θ(绝对值)最好在30°以下，更好在20°以下。θ在30°以下时，冷却辊子5在任何圆周速度下，侵入周面53和桨叶部7之间的气体，都能有效地排出。由此，能极易引起凹窝的分割，每1个凹窝面积，凹窝总面积会进一步减小。
周面53上各部位中，θ值可以一定，也可以不一定。具有2条以上沟槽(或凸条55)时，对于各自的沟槽54(或凹条55)，θ可以相同，也可以不同。
在周面53的边缘部56处，沟槽54在开口部分57处形成开口。这样，从周面53和桨叶部7之间排入沟槽54中的气体从该开口部分57排出到冷却辊子5的侧方，并能有效地防止排出的气体再侵入周面53和桨叶部7之间，会进一步提高矫正凹窝的效果。在图示构成中，沟槽54虽在两侧缘部形成开口，但也可仅在一侧缘部形成开口。
以下对本发明冷却辊子5的第3实施形态进行说明。
图15是本发明冷却辊子的第3实施形态示意正面图，图16是图15所示冷却辊子断面放大图。以下对第3实施形态的冷却辊子与上述第1，2实施形态不同之处为重点进行说明，相同内容省去说明。
如图15所示，在周面53上至少形成2条螺旋旋转方向相互反向的沟槽54。这些沟槽54在多处形成交叉。
和上述实施例一样，在周面53上，沟槽54一沟槽54之间残留的部分形成凸条55。
这样，通过形成螺旋旋转方向相反的沟槽54，所制造的急冷薄带8受到来自右卷沟槽的横向力和受到来自左卷沟槽的横向力相互抵消，能抑制急冷薄带8在图15中的横向移动，并使行进方向稳定。
图15中，θ1，θ2分别表示旋转方向的沟槽54纵向和冷却辊子5旋转方向形成的夹角(绝对值)，最好是与上述θ相同范围的值。
以下对本发明冷却辊子第4实施形态进行说明。
图17是本发明冷却辊子第4实施形态的示意正面图，图18是图17所示冷却辊子的断面放大图。以下对第4实施形态冷却辊子与上述第1～3实施形态不同之处为重点进行说明，相同内容省去说明。
如图17所示，从冷却辊子5的周面宽度方向大致中央处，向两边缘部分56方向上形成多条八字状的沟槽54。
通过形成这样形状的沟槽54，残留在周面53上的部分形成了连续八字状的凸条55。
使用形成这种沟槽54的冷却辊子5，通过与其旋转方向的组合，能以更高效率排出侵入周面53和桨叶部7之间的气体。由此，更容易引起凹窝的分割，进一步减小每1个凹窝的面积，及凹窝的总面积。
形成这种图形的沟槽时，可平衡伴随冷却辊子5旋转产生的、来自图17中左右沟槽54的力，急冷薄带8处于冷却辊子5宽度方向的大致中央处，使急冷薄带8的进行方向稳定。
本发明并不仅限于上述第1～第4实施形态。
例如，在上述实施形态中，虽然对凹窝矫正装置的凸条是在冷却辊子周面上形成沟槽，由残留在周面上的部分所形成进行了说明，但是，凸条可以任何方法进行设置，例如，也可以通过将用和表面层一样材料构成的构件粘合在冷却辊子周面上设置凸条。
凹窝矫正装置的形状，并不限定于上述凸条状，只要是对凹窝具有矫正功能的形状，任何一种都可以。
如图19所示，也可以间断地形成沟槽54。对于沟槽54的断面形状没有特殊限定，例如，也可以是图20、图21所示的断面形状。
使用这样的冷却辊子5仍能获得和上述第1～第4实施形态冷却辊子相同的效果。
以下对本发明的具体实施例进行说明。
实施例1制造图1～图3所示周面上具有凹窝矫正装置的冷却辊子，准备具有这种冷却辊子的图1所示构成的急冷薄带制造装置。
冷却辊子按以下方式制造。
首先，准备铜(20℃下的热传导率395W·m-1·K-1，20℃下的热膨胀率16.5×10-6K-1)制的辊子基体材料(直径200mm、宽30mm)，对其周面实施切削加工，大致形成镜面(表面粗糙度Ra为0.07μm)。
随后，进一步实施切削加工，相对于辊子基体材料的旋转方向，形成多条大致平行的沟槽。
这样形成沟槽后，在并行设置的沟槽与沟槽之间形成残留的部分，作为凸条。
利用离子镀法，在该辊子基体材料的外周面上形成ZrC陶瓷(20℃下热传导率20.6W·m-1·K-1、20℃下的热膨胀率7.0×10-6K-1)的表面层，得到图1～图3所示的冷却辊子。
使用具有这样得到的冷却辊子5的急冷薄带制造装置1，按下述方法，制造合金组成用(Nd0.75Pr0.2Dy0.06)9.0FebalCo8.2B5.6表示的急冷薄带。
首先，称量Nd、Pr、Dy、Fe、Co、B各种原料，铸造成母合金锭。
将上述母合金锭装入急冷薄带制造装置1中的底部设有喷咀(圆形喷孔)3的石英管内，再将盛装急冷薄带制造装置1的容器内进行脱气后，充入隋性气体(氦气)，形成规定温度和压力的环境。
随后，利用高频感应加热熔融石英管内的母合金锭，进一步，将冷却辊子5的圆周速度取为28m/秒，将熔融金属6的喷射压(石英管的内压和筒体2内与液面高度成比例的压力之和，与环境气压的压差)取为40KPa，将环境气的压力取为60KPa，将将熔融金属6从冷却辊子5的旋转轴50的大致正上方，向冷却辊子5的顶部周面53进行喷射，连续制作急冷薄带8。
实施例2～7除了使沟槽和凸条的形状取为图13、图14所示的形状外，其他和实施例1一样制造冷却辊子。这时，将沟槽的平均宽度、凸条的平均宽度、沟槽的平均深度(凸条的平均高度)、和并行设置沟槽(凸条)的平均间距进行各种变化，制造出6种冷却辊子。都使用等间隔设置3个切削工具的转盘，在周面上的各个部位形成并行设置沟的间距大致一定的3条沟槽。沟槽的纵向与冷却辊子的旋转方向形成的夹角θ，任何一个都为5°。将实施例1中使用急冷薄带装置的冷却辊子依次更换成这些冷却辊子，和实施例1一样制造急冷薄带。
实施例8除了将沟槽和凸条的形状取为图15、图16所示的形状外，其他和实施例2一样制造冷却辊子，将急冷薄带制造装置的冷却辊子更换成该冷却辊子，和实施例1一样制造急冷薄带。沟槽的纵向和冷却辊子的旋转方向形成的夹角θ1、θ2，任何一个都为15°。
实施例9除了将沟槽和凸条的形状取为图17、图18所示的形状外，其他和实施例1一样制造冷却辊子，将急冷薄带制造装置的冷却辊子更换成该冷却辊子，和实施例1一样制造急冷薄带，沟槽的纵向和冷却辊子的旋转方向形成的夹角θ1、θ2，都为20°。
比较例利用切削加工将辊子基体材料大致形成镜面后不设置沟槽、凸条，就那样形成表面层，除此之外，其他和实施例1一样制造冷却辊子，将急冷薄带制造装置的冷却辊子更换成该冷却辊子，和实施例1一样制造急冷薄带。
上述实施例1—9和比较例的各冷却辊子表面层的厚度，都为7μm。表面层形成后，对该表面层不实施机械加工。对各冷却辊子，沟槽宽度L1(平均值)、凸条的宽度；L2(平均值)、沟槽的深度(凸条的高度)L3(平均值)、并行设置沟槽(凸条)的间距；L4(平均值)、冷却辊子周面上沟槽占投影面积的比率测定值示于表1。表1冷却辊子的周面、槽和凸条的条件
对上述实施例1～9和比较例的急冷薄带，用扫描型电子显微镜(SEM)观察辊子面的表面形状。结果，在实施例1～9的各个急冷薄带上都复印有冷却辊子周面的表面形状(沟槽或凸条)，形成对应的凸条或沟槽，这样确认凹窝被分割的样态。与其相反，确认在比较例的急冷薄带上存在大量的巨大凹窝，对实施例3急冷薄带的电子显微镜照片示于图22。
对上述实施例1—9和比较例的急冷薄带分别进行下述①和②的评价。
①急冷薄带的磁特性。
对各个急冷薄带取出约5cm长的急冷薄带，再连续制作5个约7mm长的样品，对各个样品测定平均厚度t，辊子面上巨大凹窝(2000μm2以上)所占投影面积的比率，辊子面上凹窝所占投影面积(总面积)的比率及磁特性。
平均厚度t是利用测微计对每1个样品测定20个测点，取其平均值。辊子面上巨大凹窝(2000μm2以上)所占投影面积的比率和辊子面中凹窝所投影面积(总面积)的比率，由扫描型电子显微镜(SEM)的观察结果求出。磁特性，利用振动试料型磁力计(VSM)测定矫顽力HcJ(KA/m)和最大磁能积(BH)max(KJ/m3)。测定时，将急冷薄带的纵向作为施加磁场的方向，不进行反磁场补正。
②粘合磁铁的磁特性对于各急冷薄带，在氩气环境中，实施675℃×300秒的热处理。
将实施热处理的这些急冷薄带进行粉碎，得到平均粒径75μm的磁铁粉末。
对于这样获得的磁铁粉末，分析其相构成，使用Cu-Kα的折射角(2θ)为20°～60°范围，进行X射线折射。从折射曲线可以确认硬磁性相的R2(Fe·Co)14B型相和软磁性相的α-(Fe，Co)型相的折射峰，由透射型电子显微镜(TEM)观察结果，可以确认任何一个都形成了复合组织(纳米复合组织)。对各磁铁粉末测定各相的平均结晶粒径。
接着，将各磁铁粉末和环氧树脂进行混合，制作成粘合磁铁用组合物(混合物)。这时，磁铁粉末和环氧树脂的配合比率(重量比)，对各个样品取为大致相等的值。即，各样品中磁铁粉末的含量(含有率)约为97.5wt％。
接着，将这种组合物粉碎，形成粒状、称量该粒状物，装入挤压装置的模具内，在120℃600MPa下压缩成形(无磁场中)后冷却，离型后，在175℃下加热硬化，得到直径10mm×高8mm圆柱状的粘合磁铁。
对于这些粘合磁铁实施磁场强度3.2MA/m脉冲磁化后，用直流自记磁通计(东英工业(株)制TRF—5BH)。在最大施加磁场2.0MA/m下测定磁特性(残留磁通密度Br，矫顽力HcJ、和最大磁能积(BH)max)。测定时的温度为23℃(室温)。
这些结果示于表2～表4。表2急冷薄带的特性(实施例1～5)
表3急冷薄带的特性(实施例1～9、比较例)
表4磁铁粉末的平均结晶粒径和粘合磁铁的磁气特性
从表2和表3所明确的那样，在实施例1～9的急冷薄带中巨大凹窝占面积的比率小到0.1～3.8％，凹窝占面积(总面积)的比率也减小。磁特性的偏差很小，作为整体磁特性很高。推测这是因为以下理由。
实施例1—9的冷却辊子，在其周面上具有凹窝矫正装置，因此，能防止或抑制急冷薄带的辊子面上产生巨大凹窝，使每1个凹窝面积变小，凹窝占面积(总面积)的比率也变小。由此，桨叶部各部位的冷却速度差异变小，结果认为获得了结晶粒径、磁特性偏差小的急冷薄带。
与其相反，在比较例的急冷薄带中巨大凹窝占面积的比率大到15.5～25.5％，凹窝占面积(总面积)的比率也比本发明的急冷薄带大。尽管是从连续急冷薄带上切取的样品，磁特性的偏差仍很大。推测这是因为以下理由。
由于气体侵入周面和桨叶部之间，在急冷薄带的辊子面上形成巨大的凹窝。因此，与周面接触部分的冷却速度很大，与此相反，与周面没有接触部分(特别是巨大凹窝的中央附近)的冷却速度降低，引起结晶粒径的粗大化。结果认为所得急冷薄带磁特性的偏差增大。
如表4所明确的那样，实施例1—9的粘合磁铁，获得了优良的磁特性，与其相反，比较例的粘合磁铁，必然具有很低的磁特性。
认为这是在实施例1—9中，使用的是从磁特性高、磁特性偏差小的急冷薄带获得的磁铁粉末，与其相反，比较例中，使用的是从磁特性偏差大的急冷薄带获得的磁铁粉末，作为整体的磁特性降低。
如以上所述，根据本发明可获得如下效果。
·由于在冷却辊子的周面上设置了凹窝矫正装置，所以能防止或抑制在制造的急冷薄带上产生巨大的凹窝，使每1个凹窝面积变小。辊子面上凹窝总面积也变小。由此，桨叶部各部位的冷却速度差异变小，在制得的急冷薄带中获得了很高的稳定磁特性。
·特别是通过适当选择表面层的形成材料、厚度、沟槽和凸条(凹窝矫正装置)的尺寸、间距等条件，可控制制得的急冷薄带辊子面上每1个凹窝的面积和总面积等，并能获得优良磁特性的磁铁材料。
·磁铁粉末，通过由具有软磁性相和硬磁性相的复合组织构成，所以提高了磁化，发挥了优良的磁特性，特别是改善了固有矫顽力和四方型性。
·由于获得了很高的磁通密度，即使是等方向性，仍能获得具有高磁特性的粘合磁铁。特别是与以前的等方向性粘合磁铁相比，可以以更小体积的粘合磁铁发挥同等以上的磁性能，所以可获得更小型，高性能的电机。
·由于获得了高磁通密度，所以制造粘合磁铁时，即使不寻求高密度化也仍能获得很高的磁特性，结果是提高了成形性，同时也提高了尺寸精度、机械强度、耐腐蚀性、耐热性(热稳定性)等，从而能很容易地制造出信赖性很高的粘合磁铁。
·由于磁化性良好，所以在较低的磁化磁场下也能进行磁化，并能很容易地进行多极磁化，而且得到很高的磁通密度。
·由于不要求高密度化，所以与压缩成形法比较，适于利用难以进行高密度成形的挤出成形法和喷射成形法粘合磁铁的制造，使用这种成形方法成形的粘合磁铁，也能获得如上述的效果。因此，粘合磁铁成形方法的选择宽，进而由此产生的形状选择自由度更宽了。
最后，提醒注意，本发明并不限定于上述实施例，可进行种种变动和转变，都不会超出权利要求的范围。
权利要求
1.一种冷却辊子，是使磁铁材料熔融金属撞击其周面，冷却固化，制造薄带状磁铁材料的冷却辊子，其特征在于，在冷却辊子的周面上设置凹窝矫正装置，来分割上述薄带状磁铁材料与冷却辊子的接触面上产生的凹窝。
2.根据权利要求1记载的冷却辊子，其特征是冷却辊子具有辊子基体材料，和设在辊子基体材料外周上的表面层，并在该表面层上设有上述凹窝矫正装置。
3.根据权利要求2记载的冷却辊子，其特征是上述表面层是由热传导率比上述辊子基体材料的构成材料在室温附近热传导率低的材料构成。
4.根据权利要求2记载的冷却辊子，其特征是上述表面层由陶瓷构成。
5.根据权利要求2记载的冷却辊子，其特征是上述表面层是由室温附近热传导率在80W·m-1·K-1以下的材料构成。
6.根据权利要求2记载的冷却辊子，其特征是上述表面层是由室温附近热膨胀率为3.5～18[×10-6K-1]的材料构成。
7.根据权利要求2记载的冷却辊子，其特征是上述表面层的平均厚度为0.5～50μm。
8.根据权利要求2记载的冷却辊子，其特征是上述表面层是对其表面不进行机械加工形成的。
9.根据权利要求1记载的冷却辊子，其特征是上述凹窝矫正装置是至少1条的凸条。
10.根据权利要求9记载的冷却辊子，其特征是上述凸条的平均宽度为0.5～95μm。
11.根据权利要求9记载的冷却辊子，其特征是上述凸条是通过在上述冷却辊子周面上形成沟槽而设置的。
12.根据权利要求11记载的冷却辊子，其特征是上述沟槽的平均宽度为0.5～90μm。
13.根据权利要求11记载的冷却辊子，其特征是上述凸条的平均高度或沟槽的平均深度为0.5～20μm。
14.根据权利要求11记载的冷却辊子，其特征是上述凸条或沟槽以上述冷却辊子的旋转轴为中心形成螺旋状。
15.根据权利要求11记载的冷却辊子，其特征是上述凸条或上述沟槽并行设置，其平均间距为0.5～100μm。
16.根据权利要求11记载的冷却辊子，其特征是上述周面上的凸条或沟槽占投影面积的比率在10％以上。
17.一种薄带状磁铁材料，是使磁铁材料的熔融金属撞击冷却辊子的周面，冷却固化得到的薄带状磁铁材料，其特征是，上述冷却辊子，在其周面上具有窝矫正装置，来分割薄带状磁铁材料的接触面上产生的凹窝。
18.根据权利要求17记载的薄带状磁铁材料，其特征是在与上述冷却辊子的接触面上形成沟槽或凸条，由该沟槽或凸条分割凹窝。
19.根据权利要求17记载的薄带状磁铁材料，其特征是在与上述冷却辊子的接触面上，凝固时形成2000μm2以上的巨大凹窝占面积的比率以10％以下。
20.根据权利要求17记载的薄带状磁铁材料，其特征是与上述冷却辊子的接触面上，复印上冷却辊子表面形状的至少一部分。
21.根据权利要求17记载的薄带状磁铁材料，其特征是平均厚度为8～50μm。
22.一种磁铁粉末，是将磁铁材料的熔融金属撞击冷却辊子周面，对冷却固化得到的薄带状磁铁材料进行粉碎，得到的磁铁粉末，其特征是，上述冷却辊子，在其周面上具有凹窝矫正装置，来分割与薄带状磁铁材料的接触面上产生的凹窝。
23.根据权利要求22记载的磁铁粉末，其特征是磁铁粉末是在其制造过程中或制造后至少实施1次热处理。
24.根据权利要求22记载的磁铁粉末，其特征是平均粒径为1～300μm。
25.根据权利要求22记载的磁铁粉末，其特征是磁铁粉末是由具有软磁性相和硬磁性相的复合组织所构成。
26.根据权利要求25记载的磁铁粉末，其特征是上述硬磁性相和软磁性相的平均结晶粒径都为1～100nm。
27.一种粘合磁铁，是将磁铁材料熔融金属撞击冷却辊子周面、对冷却固化得到的薄带状磁铁材料进行粉碎得到的磁铁粉末用粘合树脂粘合形成的粘合磁铁，其特征是，上述冷却辊子，其周面上具有凹窝矫正装置，来分割与薄带状磁铁材料的接触面上产生的凹窝。
28.根据权利要求27记载的粘合磁铁，其特征是室温下的固有矫顽力HcJ为320～1200KA/m。
29.根据权利要求27记载的粘合磁铁，其特征是最大磁能积(BH)ma在40KJ/m3以上。
全文摘要
本发明提供能制造磁特性优良、可靠性优良磁铁的冷却辊子、薄带状磁铁材料、磁铁粉末及粘合磁铁。为此,急冷薄带制造装置1具有筒体2、加热用线圈4、和冷却辊子5。在筒体2的下端上形成喷射磁铁材料熔融金属6的喷嘴3。在冷却辊子5的周面53上设有凹窝矫正装置。制造急冷薄带8是在如氦气一类的惰性气体(环境气)中,使熔融金属6从喷嘴3喷射出,撞击冷却辊子5的周面53,冷却固化而形成。这时,通过在冷却辊子5的周面53上设置的凹窝矫正装置,分割与周面53的接触面上产生的凹窝,从而防止产生巨大的凹窝。
文档编号B22F1/00GK1327889SQ0112480
公开日2001年12月26日 申请日期2001年5月30日 优先权日2000年5月30日
发明者新井圣, 加藤洋 申请人:精工爱普生株式会社