液体急冷法、メルトスパン法(Meltspun Method)、メルトスピニング法(Meltspining Method)
「ネオジムボンド磁石の材料粉体を製造する代表的な方法で、高温で溶かした合金を冷却したロールの上に噴射して高速冷却する製法のこと。」
ネオジムボンド磁石の代表的な磁性粉製造方法。Nd-Fe-B合金の溶湯を、冷却されて回転しているロール上に注いで急冷し、リボン状の薄体とする。急冷薄体とすることで、微細なNd-Fe-B結晶が生成する。その後薄体を粉砕して粉末状にすることで、大きな残留磁束密度と永久磁石に必要な保磁力を有するボンド磁石用磁性粉ができる。
Nd-Fe-B系磁石では,主相のNd2Fe14B化合物の異方性磁場HAや逆磁区の発生磁場HnがSmCo5化合物などと比べると小さいため,ボールミルなどの機械的粉砕では粉末表面に欠陥から逆磁区が発生しやすくなり,保磁力が低くなって磁石として機能しない。従ってNd-Fe-B系磁石では,図-1に示したように,1つの粉末中に多数のNd2Fe14B微細結晶粒が存在し,粉末表面に欠陥が導入されても内部には欠陥の無いNd2Fe14B結晶粒が存在するような粉末が用いられる。
このためNd-Fe-B系ボンド磁石用粉末の作製方法には,図-2に示したような原料合金の溶湯を回転する金属ロール上ヘノズルから噴射し,急冷して薄帯を作製するメルトスパン法が用いられる。すなわちメルトスパン法では,急冷によってアモルファス相が形成されるが,熱処理によってNd-Fe-B系磁石の主相であるNd2Fe14B相を0〜500 nm程度の単磁区粒子サイズで析出させることができ,これを粉砕すれば高保磁力の永久磁石粉末となるため,Nd-Fe-B系ボンド磁石用粉末の作製法として確立するようになった。
ただ得られる粉末には多くのNd2Fe14B結晶粒が存在し,各結晶粒の磁化容易軸方向か一方向に揃っていないため,結果的に得られる粉末も磁気的に等方性となってしまう。Nd-Fe-B系磁石で異方性粉末を作製するには,メルトスパン法で作製した粉末に対してホットプレスと熱間加工(ホットフォームまたはダイアップセット)を組み合わせた処理が必要となる。ホットプレスは粉末を高密度に充填し高い磁化,残留磁束密度を得るために用いられる。一方,ホットフォームなどの熱間加工では,結晶粒が加圧方向に対して垂直方向に伸びた扁平状の形状となり, Nd2Fe14B相の磁化容易軸方向であるとc軸方向が加圧方向と平行になるように結晶が配列する。これによって得られたものを再度粉砕して異方性粉末としている。
