制造合金的装置 【技术领域】
本发明涉及一种用于制造合金的装置，特别地，本发明涉及一种用于制造R-T-B系含稀土元素的合金(R是包含Y的稀土元素中的至少一种元素，T是含主要成分为Fe的金属，B是硼)的装置。
本申请要求在日本提出的申请日为2007年9月25日的特愿2007-247851号专利申请的优先权，其涉及到的全部内容通过引用结合于此。
背景技术
在永磁体中具有最大磁能积的R-T-B系磁体，由于其具有的高特性而被用于HD(硬盘)，MRI(磁共振成像方法)，各种发动机等。近年来，除R-T-B系磁体耐热性的改进之外，对节能的要求也在提高，使R-T-B系磁体在包括汽车电动机在内的电动机中的使用率提高。
由于R-T-B系磁体的主要成分为Nd，Fe和B，所述R-T-B系磁体也统称为Nd-Fe-B磁体。
在R-T-B系磁体中，R代表Nd，其部分被至少一种稀土元素诸如Pr，Dy和Tb置换，特别地，通常Nd其部分被包括Y的稀土元素的至少一种元素置换。T代表以Fe为必需成分(主要成分)，和Co，Ni等的合金。B是硼，并可部分地被C或N置换。
其它的元素例如Cu，Al，Ti，V，Cr，Ga，Mn，Nb，Ta，Mo，W，Ca，Sn，Zr以及Hf可以单独地或两种或多种混合地添加到R-T-B系磁体中。
作为R-T-B系磁体的R-T-B系合金，含有作为有助于磁化的铁磁相(强磁性相)的R2T14B晶体作为主相，和非磁性的具有低熔点以及含高浓度的非磁性稀土元素的富R相。
由于这种R-T-B系合金是活性金属材料，该合金通常在真空或在惰性气体中熔融和铸造。当通过粉末冶金法由R-T-B系合金坯铸造获得烧结磁体时，通常，合金坯(锭料，ingot)破碎到粒度为大约3μm(通过FSSS法(菲舍尔筛下粒度分析仪)测量)，该粉末在磁场中受到压力，该得到的压坯在烧结炉中以大约1000到1100℃烧结，该烧结产品进行热处理和机械处理，并电镀以提高耐腐蚀性，获得烧结磁体。
富R相在所述R-T-B系烧结磁体中起到下列重要作用：
(1)由于所述富R相熔点低，在烧结过程中成为液相，因此可以有助于获得高剩余磁通密度(高密度化)，导致磁化的改善；
(2)该富R相使晶界平滑，由此减少反向磁畴(reversed magneticdomain)成核位置的数量，提高矫顽力(coercive force)。
(3)富R相磁性地绝缘于主相，由此提高矫顽力。
当已成型的磁体中富R相的分散恶化时，就会导致烧结的局部缺陷，以及磁性的降低。因此，在已成型磁体中富R相均匀的分散十分重要。富R相的分布极大地受原材料R-T-B系合金微观结构的影响。
R-T-B系合金铸造中有关的另一问题是在铸造合金中产生α-Fe。α-Fe具有可变形性，并且残留在破碎机中不被破碎。因此，α-Fe不仅降低合金破碎时的破碎效率，还改变破碎前后的组成，以及极大地影响粒度分布。另外，如果α-Fe在烧结后仍然残存，烧结品的磁特性就会恶化。
为了解决上述因在R-T-B系合金中形成α-Fe而引起的问题，开发并在在实际生产步骤中使用了以较高冷却速度铸造合金坯的薄带铸造法(简称为SC法)(strip casting method)。
在SC法中，通过在内部水冷的旋转铜辊上流入熔融合金以迅速凝固合金来铸造具有大约0.1到大约1mm厚度的(薄)带。在铸造中，熔融合金过冷至主相R2T14B的生成温度或更低。因此，能从熔融合金直接形成R2T14B。由此，可以抑制α-Fe的形成(析出)。
另外，因为合金的晶体结构精细地分散，可以形成在在其中具有富R相精细地分散的结构的合金。富R相在氢气氛中与氢气反应而膨胀，并且形成脆的氢化物(氢化爆裂过程)(hydrogen decrepitation step)，(氢化工序，氢化过程)。可利用富R相产生细微裂缝。当合金在氢化爆裂过程后细微地破碎，由于合金因大量形成于氢化过程中的细微裂纹而破裂，合金的破碎性非常好。
如上所述，由于通过SC法生产的合金坯中富R相细微地分散，通过破碎和烧结合金获得的产品中的富R相的分散也变得令人满意。因此，可以提高获得的磁体的磁性(例如，专利文献1)。
另外，以SC法铸造的合金薄片(alloy flake)具有较均匀的微观结构。微观结构均匀性可基于晶粒尺寸以及富R相的分散状态而评估。以SC法制成的合金薄片中，急冷晶体有时会产生在与铸造滚筒接触的侧面(下文简称为“铸型面侧”)。因此，通过迅速凝固可以获得一种适度细微且均匀的微观结构(microstructure，显微组织)。
如上文所述，以SC法制成的R-T-B系合金具有一种细微分散的富R相，而且也抑制了α-Fe的生成。所以，当制得一个烧结磁体，最终磁体产品中富R相地均匀性也得以改进，因α-Fe产生的破碎效果和不利效果可以被防止。这样，以SC法制成的R-T-B系合金坯具有用于生产烧结磁铁的优异微观结构。
专利文献1：日本未审专利申请，特开平No.H5-222488
【发明内容】
本发明要解决的技术问题
需要更进一步的改进通过SC法制造的R-T-B系合金。
如上所述，R-T-B系合金主要含R，T，以及B(硼)，其中R代表Nd，其部分被包括Y的稀土元素中的至少一种元素代替。T代表一种包含主要成分为Fe、与Co，Ni等的合金
通常，R-T-B系合金的耐热性由顽磁力所决定。随着R-T-B系合金中Dy和Tb的组成比增高，顽磁力也随之增加。但是，当合金中的Dy或Tb增加时，矫顽磁力增加，但是剩余磁通密度(remanence)趋向于减少。所以，仅通过增加Dy和Tb的组成比很难满足消费者的需求。
考虑上述问题，本发明的目的是提供一种用于生产含有稀土元素的合金的装置，这种装置用于生产具有高顽磁力的稀土磁体，并且由于添加Dy和Tb而造成的Br的剩余磁通密度的降低量最小化。
解决的问题
为了达到以上目的，本发明提供了以下发明。
[1]一种用于生产合金的装置，该装置包括至少：用于通过SC法铸造熔融合金的铸造装置，用于破碎铸造后的铸造合金的破碎装置，用于保持由破碎装置供给的铸造合金薄片的温度的保温装置，和用于储存保持温度后的所述铸造合金薄片的贮藏容器，所述保温装置包括：用于储存由破碎装置供给的所述铸造合金薄片的保温容器，用于保持在所述保温容器中的所述铸造合金薄片的温度的加热器，和用于倾斜所述保温容器并且将所述保温容器中的所述铸造合金薄片送到所述贮藏容器的倾斜装置。
[2]一种根据[1]所述的用于制造合金的装置，其中所述倾斜装置在从所述铸造合金薄片储存在保温容器之后的预定保温时间之后将所述铸造合金薄片送到所述贮藏容器。
[3]一种根据[1]或[2]所述的用于制造合金的装置，其中所述加热器布置在所述保温容器的壁部(壁面)和/或底部(底面)。
[4]根据[1]到[3]其中任一项所述的用于制造合金的装置，其中所述加热器布置在所述保温容器的上部。
[5]根据[1]到[4]其中任一项所述的用于制造合金的装置，其中所述加热器布置在所述保温容器的下部。
[6]根据[1]到[5]其中任一项所述的用于制造合金的装置，其中所述倾斜装置包括至少一对输送辊，在所述一对输送辊之间驱动旋转的无接头输送带(无端输送带)，以及用于可摇动地将所述保温容器固定到无接头输送带的输送表面的固定元件；并且当所述无接头输送带的移动方向被所述一对输送辊中的任一个输送辊反向时所述保温容器被倾斜。
[7]根据[6]所述的用于制造合金的装置，其中多个所述保温容器固定到所述无接头输送带上。
[8]根据[1]到[5]其中任一项所述的用于制造合金的装置，其中所述倾斜装置包括配置到所述保温容器的旋转轴，以及用于通过倾斜所述旋转轴来倾斜所述保温容器的可动装置。
[9]根据[8]所述的用于制造合金的装置，其中所述保温容器在所述上部具有用于所述铸造合金薄片的进口孔，以及在所述侧部具有用于所述铸造合金薄片的可开启的出口部。
[10]根据[1]到[9]其中任一项所述的用于制造合金的装置，其中所述铸造装置，所述破碎装置以及所述保温装置布置在处于惰性气体气氛中的室的内部。
[11]根据[10]所述的用于制造合金的装置，其中在所述室中配置有冷却室，并且所述贮藏容器以可移动到所述冷却室的方式储存设置。
[12]根据[1]到[11]其中任一项所述的用于制造合金的装置，其中所述合金为含稀土元素的合金。
[13]根据[12]所述的用于制造合金的装置，其中所述含稀土元素的合金为R-T-B系(基)合金(其中R为至少一种选自包括Y的稀土元素的元素，T是以Fe为必需成分的合金，并且B为硼)。
[14]根据[1]到[11]其中任一项所述的用于制造合金的装置，其中所述合金是储氢合金。
[15]根据[1]到[11]其中任一项所述的用于制造合金的装置，其中所述合金是热电半导体合金。
[16]根据[1]到[11]其中任一项所述的用于制造合金的装置所制造的合金。
[17]一种根据[1]到[11]其中任一项所述的用于制造合金的装置制造的含稀土元素的合金。
[18]一种根据[1]到[11]其中任一项所述的用于制造合金的装置制造的储氢合金。
[19]一种根据[1]到[11]其中任一项所述的用于制造合金的装置制造的热电半导体合金。
[20]一种根据[17]所述的含稀土元素合金制造的稀土磁体(磁铁)。
本发明的效果
根据本发明的用于生产合金的装置，包括用于储存由破碎装置供给的铸造合金薄片的保温容器，用于维持在保温容器中的铸造合金薄片的温度的温度保持加热器，用于通过倾斜保温容器将保温容器中的铸造合金薄片输送到贮藏容器的倾斜装置。因此，可以通过保持破碎后铸造合金薄片的温度改善所获得的合金的多种特性。
特别地，当合金是R-T-B系合金，可以通过保持温度改善矫顽磁力。因此，可以在不提高R-T-B系合金中Dy和Tb的组成比的前提下制造一种具有高矫顽磁力的稀土磁体。
【附图说明】
[图1]图1是显示本发明的一个实施例的用于制造合金的装置的的正面示意图。
[图2]图2是显示在本发明的用于制造合金的装置中的铸造装置和破碎装置的正面示意图。
[图3]图3是显示本发明的另一实施例的用于制造合金的装置的正面示意图。
[图4]图4是显示在实施例1和2以及对比例1中的R-T-B系合金中的矫顽磁力的图表。
附图标记说明
1和10：用于制造合金的装置 2：铸造装置
3和30：保温装置 5：容器(贮藏容器)
6：室 6a：铸造室
6b：保温及储存室 6e：门
21：破碎装置
31a：上部温度保持加热器
31b：下部温度保持加热器 31c：薄片注入孔
32和52：保温容器 32a和52a：开口部
33：带输送机(倾斜装置) 33a：端部
35：无接头(环形)输送带 51：带输送机(可动装置)
53：门板 53a：出口部
55：转动轴 L：熔融合金
N：铸造合金薄片
【具体实施方式】
以下，参照附图详细说明本发明的用于制造合金的装置。此外，在下列的说明中参照的附图用于说明用于制造合金的装置的结构，并且图示的用于制造合金的装置中的每一部分的尺寸，厚度等与真实的尺寸，厚度等可以是不同的。
[用于合金的制造装置的全部结构]
图1是显示本发明的一个实施例的用于制造合金的装置的正面示意图。
如图1所示的用于合金的制造装置1(以下简称为“制造装置”)主要包括用于铸造熔融合金的铸造装置2，用于破碎铸造后的铸造合金的破碎装置21，用于维持破碎之后的铸造合金薄片的温度的保温装置3，以及用于储存维持温度后的铸造合金薄片的贮藏容器5。
如图1所示的制造装置1储存在室6中。室6的内部处于减压的惰性气体气氛中。例如惰性气体使用氩。在室6中，有铸造室6a，和布置在铸造室6a之下并与铸造室6连接的保温及储存室6b。在铸造室6a中，储存有铸造装置2和破碎装置21。在保温及储存室6b中，储存有保温装置3。这样，保温装置3布置在破碎装置21之下。
在保温及储存室6b中，容器5布置在保温装置3之下。容器5由可以在高温下使用的多种金属制成，例如不锈钢，铁，哈司特镍合金(哈斯特洛伊镍基耐蚀耐热合金)，和因康镍合金(因科内尔镍铬铁耐热耐蚀合金)。制造装置1配置有移动容器5的带输送机51(可动装置)。通过布置在带输送机51上容器5可以在图1的水平方向上移动。
另外，保温及储存室6b有门6e。除了当容器5传输到保温及储存室6b时以外保温及储存室6b由门6e密封关闭。
此外，冷却室可以配置在保温及储存室6b中与门6e相对的一侧。此外，可以在冷却室中配置有使容器5传输到室6外的另一门。
[铸造装置的结构]
图2是显示在制造装置1中的铸造装置2和破碎装置21的正面示意图。如图2所示的铸造装置2通过SC法铸造熔融合金。破碎装置21破碎铸造后的合金以制造铸造合金薄片。在如图2所示的破碎装置21中，附图标记22表示用于迅速地冷却熔融合金L以及铸造以获得铸造合金M的具有直径为从大约60到80mm范围的冷却辊。附图标记23表示用于将熔融合金L供给到冷却辊22上的中间包。在如图2所示的破碎装置21中，通过冷却辊22得到的铸造合金M被破碎装置21破碎以制造铸造合金薄片N。
熔融合金L在室6之外的高频感应熔化炉(高频感应加热熔化炉)(图中未示出)中制造。在高频感应熔化炉中，通过在真空或惰性气体气氛下将原材料放入耐火材料坩埚24、并且通过高频感应熔化法进行熔化以制备熔融金属。尽管由合金的成分决定熔融金属L的温度变化，可以调整在1300℃到1500℃的范围内。制备的熔融金属L与耐火材料坩埚24一起输送到铸造装置2。然后，熔融合金L由耐火材料坩埚24供给到中间包23中。
如果有必要，中间包23可以配置有整流机构或溶渣去除机构。
冷却辊22内部具有图中未示出的水冷装置。冷却辊22的圆周面22a通过水冷装置冷却。冷却辊22的构成材料优选为铜或铜合金，因为其具有高的热传导性并且容易获得。熔融合金L的供给速度和冷却辊22的旋转速度根据铸造合金M的厚度控制。冷却辊的表面速度优选为旋转速度从0.5到3m/s的范围内，由于合金容易附着到冷却辊22的外表面22a的决定因素为冷却辊22的构成材质或周面22a的表面状态。因此，当因有必要而安装清洁装置时，铸造的R-T-B系合金的品质是稳定的。凝固在冷却辊22上的铸造合金M从与中间包23相对侧的冷却辊22上脱离。
如图1和2所示，举例来说，破碎装置21具有一对破碎辊21a。当铸造合金M被供给到在两个破碎辊21a和21a之间时，铸造合金M被破碎(粉碎)以形成铸造合金薄片N。铸造合金薄片N落下，并且被送到如图1所示的保温装置3。
如图1所示，保温装置3具有多个保温容器32，维持保温容器32和在保温容器32中的铸造合金薄片N的温度的温度保持加热器以及带输送机(倾斜装置)33。
保温容器32储存由破碎装置21落下的铸造合金薄片N。保温容器32由具有高隔热特性的材料制成，例如，陶瓷块，诸如氧化铝块和氧化锆块，纤维板，或在其中有间隙地放置多块金属薄板的复合材料。
在从铸造合金N储存在保温容器32开始维持了预定时间段的温度之后，带输送机33使保温容器32倾斜以将在保温容器32中的铸造合金薄片N送到容器5。
带输送机33具有在大致水平方向上延伸的多个输送辊34，安装在多个输送辊34的外周的环状的无接头输送带35，和用于将保温容器32可摆动(摇动)地固定到无接头输送带35的输送面上的固定件36。
多个输送辊34包括一对配置在两端的端部辊34a和34a，以及配置在端部辊34a和34a之间的中间辊34b。
当无接头输送带35的输送方向被一端部辊34a反向时，输送机33使保温容器32倾斜。
保温容器32固定到无接头输送带35的外表面使得开口部32朝向外部。通过旋转输送辊34，保温容器32以开口部32朝外的状态在无接头输送带35的外侧环绕。
具体地，铸造合金薄片N由破碎装置21供给到在移动时开口部32朝外的保温容器32。然后，当在输送方向上保温容器32被带输送机33的端部33a倾斜时，在保温容器32内的铸造合金薄片N送到容器5。
另外，可以通过调整保温容器32的移动速度控制铸造合金薄片N在储存在保温容器32之后送到容器5之前的时间。
如图1所示的保温装置3的温度保持加热器具有上部加热器31a以及下部加热器31b。上部加热器31a配置在保温容器32的上部。上部加热器31a从上方加热开口部32a朝上地移动的保温容器32。下部加热器31b配置在保温容器32的下部。下部加热器31b从底部加热开口部32a朝下地移动的保温容器32。
此外，在上部加热器31a的一部分形成有用于从破碎装置21供给铸造合金薄片N到保温容器32的薄片注入孔31c。如图1所示，薄片注入孔31c布置在破碎装置21之下。
上部和下部加热器31a和31b的加热方式不特别限定。例如，可以使用电阻加热，红外线加热以及感应加热。
此外，上部和下部加热器31a和31b的加热元件可以使用金属线，碳化硅，石墨等。
[制造装置的运行]
下面，将说明制造装置1的运行。
如图1所示，上部加热器31a配置为上部加热器31a的薄片注入孔31c位于破碎装置21之下。容器5配置为使得储存来自移动到带输送机33的输送方向的端部33a上的保温容器32的铸造合金薄片N。
此外，保温容器通过带输送机33的运行而旋转。保温容器的温度通过接通上部和下部加热器31a和31b提升到设定的温度。
然后，通过破碎装置21的运行制造铸造合金薄片N。为了制备铸造合金薄片N，使用图中未示出的溶化装置制备熔融合金L。然后，如图2所示，耐火材料坩锅24中的熔融合金供给到中间包23(tundish)。随后，熔融合金L从中间包23供给到冷却辊22上，并且熔融合金凝固以制造铸造合金M。然后，通过从冷却辊22上脱离铸造合金M并且在破碎辊21a之间破碎获得铸造合金薄片N。
例如，熔融金属L的成分用通式表示为R-T-B。在通式中，R表示包括Y的稀土元素中的至少一种元素。T代表Fe，其部分被诸如Co和Ni替换。B为硼，或其部分被C或N替换的硼。此外，可以将其它元素诸如Cu，Al，Ti，V，Cr，Ga，Mn，Nb，Ta，Mo，W，Ca，Sn，Zr和Hf以单独地或以两种或多种混合地方式添加到R-T-B系合金中。
R的成分比(composition ratio)为28％到33％质量，B为0.9％到1.3％质量，T为残余物。R的一部分可以被15％质量的Dy和/或15％质量的Tb替换。
用于制造装置1的熔融金属L的成分不限定于上述范围，可以使用只要其为R-T-B系合金的任何成分。
优选地在冷却辊上的熔融合金的平均冷却速度调整为每秒300到3000℃。当为300℃或更高时，冷却速度是充分的，并且α-Fe的沉淀以及R2T17相的粗化可以更可靠地被抑制。相反，当小于每秒3000℃时，过冷不是过量的，并且能维持适当的温度向保温装置3中供给铸造合金薄片N。另外，铸造合金薄片的冷却不超过需要。因此，也不必再加热铸造合金薄片。
另外，平均冷却速度通过将熔融合金与冷却辊22刚刚接触之前的温度与从冷却辊22脱离时的温度的差值除以与冷却辊22接触的时间来计算。
另外，当从冷却辊22移开时铸造合金M的平均温度依赖于铸造合金M与冷却辊22之间接触程度的细微变化，或铸造合金M的厚度而变化。铸造合金M脱离冷却辊22时的平均温度，通过将使用辐射温度计贯穿铸造期间沿宽度方向测量合金表面得到的测量值平均来获得。
优选地铸造合金M脱离冷却辊22时的平均温度为小于R2T14B相处于平衡时熔融合金的凝固温度100℃到500℃的温度。更优选地是小于凝固温度100℃到400℃的温度。当R2T14B相由Nd-Fe-B构成时，熔点为1150℃。熔点根据Nd置换为另一稀土元素，Fe置换为另一过渡元素或另一添加元素的种类和数量来改变。
当从冷却辊22脱离时铸造合金M的平均温度与当R2T14B相在平衡状态时铸造合金M的凝固温度的差值小于100℃时，冷却速度不足。相反，当差值是500℃或更大时，冷却速度太快。当熔融合金过冷时，合金内的情况是一样的，根据熔融合金L与冷却辊22的接触程度，或与冷却辊22上的接触部的距离变化。
其次，如图1所示，被破碎装置21破碎的铸造合金薄片N落下并且穿过薄片注入孔31c，然后储存在破碎装置21之下的保温容器32中。此时，保温容器32的温度通过上部加热器31a和下部加热器31b调整到设定的温度。
在如图1所示的制造装置1中，铸造合金薄片N从破碎装置21连续地以预定供给量供给到保温容器32。由于保温容器32在保温装置3中通过带输送机33而旋转移动，从破碎装置21供给的铸造合金薄片N连续地送入被上部和下部加热器31a和31b加热的各保温容器32中。在其内维持预定时间的温度之后，铸造合金薄片N被送到容器5。
以下，说明每个保温容器32
开口部32a朝上的空的保温容器32的温度在图1中通过带输送机33从左手侧向右手侧移动的同时通过上部加热器31a维持预定的温度。当具有预定温度的保温容器32到达位于上部加热器31a的薄片注入孔31下方的位置时，铸造合金薄片N从破碎装置21供给到保温容器32。然后，开始保持铸造合金薄片N的温度。
在那之后，储存铸造合金薄片N的保温容器32一边被上部加热器31加热并且保持铸造合金薄片N的温度，一边更进一步地在图1中从左手侧向右手侧移动。到达带输送机33的端部33a的保温容器32翻转。因此，保温容器32的开口部32a的方向从朝上变为朝下。在保温容器32中的铸造合金薄片N通过保温容器32的倾斜和翻转送入容器5。然后，结束铸造合金薄片N的保温。
而且，在铸造合金薄片N储存在保温容器32之后、送到容器5之前的时间，通过在图1所示的保温装置3中由带输送机33控制保温容器32的移动速度来控制(调整)。
然后，开口32a朝下的空保温容器32的温度一边在图1中通过带输送机33从右手侧向左手侧移动一边用下部加热器31b加热而维持在预定的温度。到达带输送机33的输送方向的相对的一端的保温容器32倾斜并且翻转。从而，保温容器32的开口32a的方向由朝下改为朝上。然后，保温容器32再次由上部加热器31a加热，并且开始通过带输送机33从图1中的左手侧向右手侧移动。
在本实施例中，优选地保温容器32的温度，即，铸造合金薄片的维持温度，小于当铸造合金薄片N脱离冷却辊22时的温度(以下简称为“冷却辊脱离温度”)。特别地，优选地该温度在从(冷却辊脱离温度-100℃)到冷却辊脱离温度的范围内，并且更优选地是从(冷却辊脱离温度-50℃)到冷却辊脱离温度的范围内。更特别地，优选为从600℃到900℃的范围。
当铸造合金薄片N的温度维持在该范围内时，可以改善R-T-B系合金的矫顽力。当维持温度为600℃或更高时，矫顽力可以进一步得到改善。相反，当其低于900℃时，可以更可靠地防止α-Fe的生成以及R2T17相的粗化。
而且，当铸造合金薄片N的温度维持在1000℃或更高时，矫顽力也可以得到改善。但是，当铸造合金薄片维持在1000℃时，微观结构变得粗糙。因此，破碎后的粒度分布，流动性和烧结温度变化。因此，有必要考虑如果铸造合金薄片的维持温度在1000℃时在维持该温度之后的影响。
当冷却辊脱离温度由于任何原因下降时，可以通过控制上部加热器31a和/或下部加热器31b升高和保持铸造合金薄片N的温度，并且使维持温度高于冷却辊脱离温度。因此，铸造合金薄片N的温度可以升高并且得以维持。在此，升高温度的范围优选地为100℃或更低，并且更优选地为50℃或更低。当升高的温度范围大于100℃时，生产率会降低。
铸造合金薄片N的保温时间优选为30秒或更长，更优选地范围为从30秒到几个小时，并且最优选地范围为从30秒到2分钟。当保温时间为30秒或更长时，矫顽力可以进一步地得到改善。可以保持几个小时。但是，考虑到生产率的关系，优选地为2分钟或更少。
在最初供给的铸造合金薄片N和最后供给的铸造合金薄片N之间有一个保温时间的滞后(时间差)。在本实施例中，优选地最初供给的铸造合金薄片N和最后供给的铸造合金薄片N的保温时间也调整到上述范围内。
在由保温装置3维持其温度之后送到容器5的铸造合金薄片N在容器5中在水平方向上被均匀地收集，因为容器5在图1中通过带输送机51在水平方向上移动。
收集在容器5中的铸造合金薄片N因与容器5的内壁接触而被冷却。在容器5中的铸造合金薄片N通过开启保温及储存室6b的门6e输送到室6的外部，并且将容器5输送到室6的外部。
当在室6中形成冷却室时，容器5中的铸造合金薄片N通过开启保温及储存室6b的门6e而冷却，并且将容器5输送到冷却室中。然后，在冷却铸造合金薄片N之后，冷却室的门打开，将容器5输送到室6外部。
如上所述，如图1所示的制造装置具有保温装置3，其包括用于储存由破碎装置供给的铸造合金薄片N的保温容器32，用于维持在保温容器32中的铸造合金薄片N的温度的保温加热器，以及用于通过倾斜保温容器32将保温容器32内的铸造合金薄片N送到容器5的带输送机33。因此，可以在破碎后保持含R-T-B系合金的铸造合金薄片N的温度。因此，也可以获得铸造合金薄片N，不增加R-T-B系合金中Dy和Tb的组成比，就可以作为具有高矫顽力以及高耐热性的稀土磁体的原材料。
另外，根据图1所示的制造装置1，在铸造合金薄片N储存到保温容器32预定的时间段之后，带输送机33将铸造合金薄片N送入容器5。因此，可以更进一步地改善铸造合金薄片N的矫顽力。
另外，如图1所示的制造装置中的带输送机33具有：在输送辊34的外周安装并旋转的无接头输送带35，和将保温容器32可摆动地固定到无接头输送带35的表面的固定件36。当无接头输送带35的输送方向被一端的端部辊34a翻转时，带输送机33使保温容器32倾斜。在铸造合金薄片N储存在保温容器32之后与铸造合金薄片N送到容器5之前的时间即保温时间，可以通过调整带输送机33移动保温容器32的移动速度来控制。因此，可以保持环形输送带N的保温时间为预定时间。因此，可以使铸造合金薄片N的品质均一。
此外，保温容器在如图1所示的保温装置3中通过带输送机33旋转。从而，从破碎装置21供给的铸造合金薄片N连续地储存在保温容器32中。因此，在保温容器32中铸造合金薄片N不在同一位置。因此，在保温容器32中可以均匀地储存铸造合金薄片N。从而，可以均一地保持在保温容器32中的铸造合金薄片N的温度，并且可以获得具有均一品质的铸造合金薄片N。
另外，保温装置3具有用于加热移动时开口部32a朝上的保温容器32的上部加热器31a。薄片注入孔31c形成在上部加热器31a的一部分中。薄片注入孔31c位于破碎装置21下。因此，铸造合金薄片N可以从破碎装置21供给到移动时开口部32a朝上的保温容器32中。同时，具有朝上的开口部32a的保温容器32可以从上部被加热。
另外，由于保温装置3配置在破碎装置21之下，铸造合金薄片N可以仅通过使铸造合金薄片N落下就可以从破碎装置供给到保温装置3。因此，不必使用输送机构将铸造合金薄片N从破碎装置21输送到保温装置3。制造装置1的尺寸可以减小，并且用于制造装置1的空间也可以减小。
另外，保温装置3具有从下部加热有朝下开口部32a的保温容器32的下部加热器32b。具有朝下的开口部32a的保温容器32可以被加热到设定温度。因此，当铸造合金薄片N供给到保温容器32时的保温容器32的温度可以容易地调整到设定温度范围。
由于带输送机51使容器5移动，维持温度之后的铸造合金薄片N可以通过带输送机51移动容器5而被均匀地收集到容器5中。因此，可以获得品质均一的铸造合金薄片N。另外，带输送机51使容器5自由移动，维持温度之后的铸造合金薄片N可以容易地输送到制造装置1之外。
另外，由于铸造装置2具有破碎装置21，可以迅速地破碎合金坯以制造铸造合金薄片N。因此，铸造合金可以在容器5和保温装置3内容易地处理。
另外，由于铸造装置2和保温装置3配置在室6中的惰性气体气氛中，可以避免R-T-B系合金的劣化。
当冷却室位于室6中时，由于容器5可以移动到冷却室内，可以将维持温度后的铸造合金薄片N与容器5一起移动以从保温及储存室6b搬出并冷却。因此，可以改善生产率。
另外，当含稀土元素合金是R-T-B系合金时，可以使用制造装置1制造具有高矫顽力和耐热性的磁体。当Dy组成比增多时，含有该含稀土元素的合金的R-T-B系合金的矫顽力增加。但是，剩余磁通密度趋向于减小。
由于制造装置1具有保温装置3，可以维持R-T-B系合金的温度。因此，含有R-T-B系合金的磁体的矫顽力也得以改善。因此，可以减少Dy和Tb的组成比。另外，通过减少Dy和Tb的组成比，剩余磁通密度也可以得到改善。
此外，保温装置3不局限于本实施例。例如，当保温装置3具有如图1所示的上部和下部加热器31a和31b时，也可以容易地正确控制维持温度。因此，优选为这样的结构。但是，当保温容器32的绝热性能充分高，并且在保温容器32内的铸造合金薄片N可以在足够的时间内保持足够高的温度时，也可以仅使用上部和下部加热器31a和31b之中的任一方。
另外，例如，取代上部和下部加热器31a和31b或除上部和下部加热器31a和31b以外，加热器也可以固定在保温容器32的侧壁和/或底部。这样，可以正确控制铸造合金薄片N的维持温度。
保温装置3可以具有如图3所示的结构。
与图1所示的保温装置3类似，如图3所示的保温装置30具有：用于储存从破碎装置21供给的铸造合金薄片N的保温容器52，可以维持保温容器52和保温容器52内的铸造合金薄片N的温度的保温加热器(图3中未示出)，以及用于倾斜保温容器52以将保温容器52中的铸造合金薄片N送到容器5的倾斜装置13。
倾斜装置13具有与保温容器52设置在一起的旋转轴55，以及用于转动旋转轴55以倾斜和旋转保温容器52的可动装置(图3中未示出)。
保温容器52由沿大致水平方向延伸的旋转轴55支撑以开口端52a朝外而能够旋转。保温容器52的倾斜和旋转由可动装置控制。
保温容器52在上部具有开口部52a。铸造合金薄片N经由开口部52a供给到保温容器52中。另外，保温容器52在一侧壁(侧部)具有出口部53a，以及可以在垂直方向移动以开启或关闭出口部53a的门板53。门板53在垂直方向(上下方向)上的移动由移动装置(图3中未示出)控制。
也就是说，从破碎装置21供给的铸造合金薄片N经由开口部52a进入到保温容器52中。然后，保温容器52具有的门板53朝上移动，并且因此已被门板53关闭的出口部53a开启。当保温容器52被可动装置倾斜和旋转时，铸造合金薄片N经由出口部53a送入容器5。
当保温容器52的倾斜和旋转被可动装置控制并且门板53的移动由移动装置控制时，可以控制铸造合金薄片N储存在保温容器52之后以及铸造合金薄片N送入到容器5之前的保温时间。
与如图1所示的保温装置3类似，如图3所示的保温装置3由具有高隔热特性的材料制成，例如，陶瓷块，诸如氧化铝块和氧化锆块，纤维板，或其中多个金属薄板之间有间隙地摆放的复合材料。特别地，保温装置30优选地由在其中将含纤维陶瓷(fibrous ceramics)的耐热板插入到诸如铁板的金属板之间的复合材料制成。
在如图3所示的保温装置30中，加热器(图3中未示出)设置在保温容器52的侧壁和/或底部。该加热器的加热方式不特别限定。例如，诸如金属线，金刚砂(碳化硅)，石墨等的热发生器可以通过热阻加热，红外线加热以及感应加热的任一种方式加热。
当使用如图3所示的制造装置10制造铸造合金薄片N时，从破碎装置21落下的铸造合金薄片N储存在破碎装置21之下的保温容器52中。因此，铸造合金薄片N的温度开始保持。此时，保温容器52的温度通过加热器调整到预定温度。出口部53a由门板53关闭。当开口部52a朝向上方时，储存铸造合金薄片N的保温容器52通过可动装置以铸造合金薄片N不会溢出的角度范围摆动。因此铸造合金薄片N在保温容器52中移动并且均匀地储存。铸造合金薄片N可以均匀地被加热。当固定时间范围过去后，通过移动装置移动门板52而在侧壁形成出口部53a。此时，保温容器52通过可动装置倾斜以及旋转。因此，在保温容器52内的铸造合金薄片N经由出口部53送入容器5，并且铸造合金薄片N的保温过程结束。保温之后的铸造合金薄片N收集在容器5中，与如图1所示的制造装置1类似。
用于铸造合金薄片N的保温时间优选为30秒或更长，更优选地为从2分钟到几个小时的范围内，并且最优选地为在从2分钟到30分钟的范围内。当保温时间为2分钟或更长时，矫顽力可以进一步地改善。也可以保温几个小时，但是，考虑到生产率，优选为30分钟或更短。
在首先供给的铸造合金薄片N和最后供给的铸造合金薄片N之间有保温时间的滞后。优选地首先供给的铸造合金薄片N的保温时间和最后供给的铸造合金薄片N的保温时间都调整在上述范围内。
如图3所示的生产装置10具有保温装置30，其包括用于储存由破碎装置21供给的铸造合金薄片N的保温容器52，用于保持在保温容器52中的铸造合金薄片N的温度的加热器，用于使保温容器52倾斜以将在保温容器52中的铸造合金薄片N送入容器5的倾斜装置13。因此，与如图1所示的制造装置类似，可以保持铸造和破碎之后的由R-T-B系合金制成的铸造合金薄片N的温度。因此，可以在不提高R-T-B系合金中Dy和Tb的成分比的前提下制造铸造合金薄片N，其为具有高矫顽力和高耐热性的稀土磁体的原材料。
另外，如图3所示的制造装置10具有用于将储存在保温容器52中的铸造合金薄片N的固定保温时间过后将铸造合金薄片N送入容器5倾斜装置13。因此，可以更进一步地改善铸造合金薄片N的矫顽力。
由于倾斜装置13具有设置在保温容器52上的旋转轴55，以及用于转动旋转轴55以倾斜和旋转保温容器52的可动装置。因此，由破碎装置21供给的铸造合金薄片N储存在保温容器52中，并且保温容器52中的铸造合金薄片N可以通过倾斜和旋转保温容器52送入容器5。此时，可以通过控制保温容器52的倾斜和旋转来控制铸造合金薄片N的保温时间。因此，也可以使铸造合金薄片N的保温时间保持恒定同时使铸造合金薄片的品质均一。
此外，在保温容器52中的铸造合金薄片N可以通过控制门板53的移动和保温容器52的旋转送入容器5中。因此，当铸造合金薄片N被输送时，可以使保温容器52与在侧壁上没有可开启的出口部53并且铸造合金薄片N从形成在保温容器52的上部的开口部52a送出的的保温容器52相比的旋转角度更小。因此，制造装置10的尺寸可以减小，并且用于制造装置10的空间也可以减小。
另外，保温容器52被沿大致水平方向延伸的旋转轴55可旋转地支撑为开口部52a朝外。因此，当在保持保温容器52内的铸造合金薄片N的温度时，使开口部52a朝上的保温容器52可以在铸造合金薄片N不溢出的角度范围内摆动。因此，铸造合金薄片N可以均匀地储存在保温容器52中，并且也可以均匀地保持保温容器52内的铸造合金薄片N的温度。因此，可以制造具有均一品质的铸造合金薄片N。
而且，举例来说，作为保温容器32的侧壁和/或底部的加热器的替代或除了保温容器32的侧壁和/或底部的加热器以外，也可以使用如图1所示在制造装置1中的上部及下部加热器31a和31b。这样，可以准确地控制铸造合金薄片N的保温温度。
用于本发明的一种合金的制造装置不局限于上述实施例。根据本发明的制造装置的结构可以在不脱离本发明范围的结构内进行改动。
例如，尽管带输送机51用作用于自由地移动储存容器的可动装置，但也可以使用具有轮胎(车轮)的运输车的自走式储存容器。当然，也可以设置轨道并且使运输车沿轨道移动。
另外，用于向保温容器引入铸造合金薄片N的料斗可以设置在破碎装置与保温及储存装置之间。这样，当铸造合金薄片从破碎装置送入保温装置时，可以避免铸造合金薄片N散落入保温及储存装置。
另外，根据本发明的制造装置不仅可以用于R-T-B系合金，而且也可以用于热电半导体合金或储氢合金。
热电半导体合金的例子可包括如通式A3-xBxC所示的合金(在通式中，A和B表示至少一种选自过渡金属的元素，诸如Fe，Co，Ni，Ti，V，Cr，Zr，Hf，Nb，Mo，Ta和W，C表示至少一种选自第13族和第14族的元素，诸如Al，Ga，In，Si和Ge)。
另外，可以使用如通式ABC所示的合金(在通式中，A和B表示至少一种选自过渡金属的元素，诸如Fe，Co，Ni，Ti，V，Cr，Zr，Hf，Nb，Mo，Ta和W，C表示至少一种选自第13族和第14族的元素，诸如Al，Ga，In，Si和Ge)。
另外，也可以使用如通式REx(Fe1-yMy)4Sb12所示的含稀土元素的合金(在通式中，RE表示La和Ce中的至少一种，M表示至少一种选自Ti，Zr，Sn和Pb的元素，并且x和y满足0＜x≤1以及0＜y＜1的条件)。
进一步地，也可以使用如通式REx(Co1-yMy)4Sb12所示的含稀土元素的合金(在通式中，RE表示La和Ce中的至少一种，M表示至少一种选自Ti，Zr，Sn，Cu，Zn，Mn，和Pb的元素，并且x和y满足0＜x≤1以及0＜y＜1的条件)。
作为储氢合金，也可以使用AB2型合金(含诸如钛，锰，锆，和镍的过渡元素的合金作为基础)，或AB5型合金(含稀土元素、铌和锆与至少一种具有催化功能的诸如镍，钴和铝等的过渡元素的、比例为1∶5的合金作为基础)。
[稀土元素永磁体的制造]
为了制造本发明的稀土元素永磁体，举例来说，含R-T-B系合金的铸造合金薄片被细微地研磨成粉到平均粒径为3到5μm(通过激光衍射计测量)，得到的粉末在横向磁场中使用成形机成形，并且随后在真空环境中烧结。
本实施例中的稀土磁体含有通过本发明的制造装置制造的R-T-B系合金，矫顽力高并且磁预定也是优异的。
实施例
实施例1
为了获得原材料，金属钕，金属镝，硼铁，钴，铝，铜以及铁被添加到铝坩锅中，使得按质量比原材料包括28％的Nd，4.5％的Dy，0.96％的B，1％的Co，0.15％的Al，0.10％的Cu，并且Fe作为残余物，并且它们在1个气压的氩气气氛下在高频感应熔化炉中融化以制备熔融合金。
其次，熔融合金供给到如图1所示的制造装置，并且通过SC法铸造，然后铸造合金薄片被制造出来。
此外，冷却辊的直径为600mm，并且冷却辊的构成材料为含有少量Cr和Zr，并且残余物为Cu的合金。冷却辊内部被(水)冷却。
在铸造时冷却辊的旋转速度为1.3m/s。铸造合金从冷却辊脱离时的平均温度使用辐射温度计进行测量，平均温度为890℃。最高温度与最低温度之间的差值为35℃。
获得的合金中R2T14B相的熔点为大约1170℃。因此，平均脱离温度与熔点之间的差值为大约280℃。
另外，在冷却辊上的铸造合金的平均冷却速度为980℃/s，并且铸造合金的平均厚度为0.29mm。
获得的铸造合金薄片储存在如图1所示的保温装置3的保温容器32中，并且以800℃的温度平均保持30秒。这样，在实施例1中含有稀土元素的铸造合金薄片被制造出来了。
实施例2
除了铸造合金薄片是储存在如图3所示的保温装置30的保温容器52中、并且以800℃的温度维持平均2分30秒之外，实施例2的铸造合金薄片的制造方式与实施例1中的制造方式是一样的。
比较实施例1
比较实施例1的铸造合金薄片的制造方式与实施例1中的制造方式除了不进行保温处理之外是一样的。
然后，实施例1、2和比较实施例1中的铸造合金薄片被细微地研磨成粉使平均粒径为5μm(通过激光衍射计测量)，并且在100％氮气气氛中在横向磁场中使用成形机压制成形。成形压力为0.8t/cm2，并且模腔中的磁场设置为15kOe。
获得的成形体在1.33x10-5hPa的真空环境下保持500℃1个小时，并且随后在1.33x10-5hPa的真空环境下保持800℃2个小时。随后在1.33x10-5hPa的真空环境下进一步保持1030℃的温度2小时。由此，获得的铸型被烧结。烧结密度为7.67-7.69g/cm3或更高，其为充分大的密度。
另外，烧结体在氩气气氛中在530℃加热1个小时，然后可以获得实施例1、2和比较实施例1中的R-T-B系磁体。
获得R-T-B系磁体的磁性能通过脉冲型BH曲线描绘仪测量。结果显示在图4中。
图4是显示在实施例1和2以及对比例1中的R-T-B系磁体中的矫顽力(Hcj)的图表。
从图4中可以清楚地显示出，实施例1和2中进行保温处理的R-T-B系磁体中具有较比较实施例1中不进行保温处理的R-T-B系磁体中大的矫顽力。
根据本发明的用于一种合金的制造装置可以改善合金的多种特性。特别地，当该合金为R-T-B系合金时，可以通过保持温度来改善矫顽力。因此，可以在不提高R-T-B系合金中的Dy和Tb的成分比的前提下制造一种具有高矫顽力的稀土磁体。