JP2000049007A - 希土類ボンド磁石 - Google Patents

希土類ボンド磁石

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JP2000049007A JP10226537A JP22653798A JP2000049007A JP 2000049007 A JP2000049007 A JP 2000049007A JP 10226537 A JP10226537 A JP 10226537A JP 22653798 A JP22653798 A JP 22653798A JP 2000049007 A JP2000049007 A JP 2000049007A
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Toshiharu Suzuki
俊治 鈴木
Shuichi Nishida
秀一 西田
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Minebea Co Ltd
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    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0253Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 均一で緻密な金属皮膜を安定して得ることを
可能にし、希土類ボンド磁石の耐食性を向上させる。 【解決手段】 希土類合金粉末と有機結合剤との混合粉
末を成形してなる成形体の表面に、無電解めっきによる
下部金属皮膜と電解めっきによる上部金属皮膜ととを積
層し、下部金属皮膜と上部金属皮膜との総膜厚が4〜2
0μmとなるように形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、希土類合金粉末と
有機結合剤とを主たる原材料とする混合物を成形してな
る希土類ボンド磁石に係り、特に成形体表面に防錆皮膜
を形成して耐食性を向上させた希土類ボンド磁石に関す
る。
【0002】
【従来の技術】希土類金属と遷移金属とからなる希土類
磁石は、フェライト磁石やアルニコ磁石と比較して格段
に優れた磁気特性を有しており、近年家電製品、電装
品、OA機器等の小型モータに多用されている。ところ
で、ボンド磁石を含めて希土類磁石は、高温多湿条件下
で酸化または発錆し易いという特性があり、酸化または
発錆が起こるとその磁気特性が低下し、モータ性能の低
下を招くことなる。
【0003】このため従来、希土類ボンド磁石について
は、成形後、成形体表面にスプレーまたは電着によりエ
ポキシ樹脂やアクリル樹脂などの樹脂皮膜を形成するこ
とが一般に行われていた。しかし、この樹脂皮膜の形成
によれば、十分な耐食性を得るには数十μm程度の膜厚
が必要となるため、磁石の単位体積当りの有効磁束が減
少してしまい、モータの性能上好ましくないという問題
があった。また、この樹脂皮膜は、強度が小さいため、
製造中の取扱いで損傷を受け易く、耐食性の安定確保が
困難になるばかりか、磁粉脱落を招いてモータ性能の低
下を招くという問題があった。
【0004】そこで、特開平3−11712号公報に
は、成形体表面に電解めっき法により金属皮膜を形成す
ることが提案されている。これによれば、膜厚を薄くし
ても十分なる耐食性を確保できるので、有効磁束の減少
を抑えることができ、しかも、皮膜自体の強度も大きい
ので、その損傷を未然に防止できるものとなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載の対策によれば、電気的に良導体とはいえない
ボンド磁石成形体に電解めっきを施すため、成形体表面
へのめっき金属の析出が不均一になり易く、均一な金属
皮膜を安定して得ることが困難である、という問題があ
った。また、ボンド磁石の場合は、結合剤としての樹脂
中に磁性粉末が不揃いに固定されているため、成形体表
面に多くの凹凸が存在しており、この凹凸も前記めっき
金属の析出を不均一にする要因となっていた。なお、導
電性の改良法として、有機スズを用いたセンシタイジン
グ処理と有機パラジウムを用いたアクチベーション処理
とを併用した後に電気めっきを行う方法もあるが、この
場合は、前記センシタイジング処理によって成形体表面
の凹凸がより一層拡大し、均一な金属皮膜の形成をより
困難にする。
【0006】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みて
なされたもので、その目的とするところは、めっき法に
よる金属皮膜の形成に工夫をなすことにより、均一で緻
密な金属皮膜を安定して得ることを可能にし、もって、
耐食性に優れた希土類ボンド磁石を提供することにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、成形体表面に、無電解めっき法による下
部金属皮膜と電解めっき法による上部金属皮膜とを積層
形成する構成としたことを特徴とする。このように構成
した希土類ボンド磁石においては、無電解めっき法によ
り下部金属皮膜を形成するので、電気的な導電性に左右
されずにボンド磁石成形体表面に均一にかつ平滑に金属
皮膜を形成することができる。しかも、この金属皮膜上
に電気めっきによる上部金属皮膜を形成することで、緻
密な金属皮膜を安定して得ることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】希土類ボンド磁石の製造は、始め
に希土類合金粉末と有機結合剤とを混合して混合物とな
し、次に、この混合物を成形機内の金型に充填して成形
を行って所定形状の成形体を得、その後、この成形体の
表面に無電解めっき法によって下部金属皮膜を形成し、
引続き、電解めっき法によって前記下部金属皮膜上に上
部金属皮膜を積層形成し、最終的に着磁処理を行って磁
石を完成させる。
【0009】本発明で用いる希土類合金の種類は任意で
あり、例えば、Nd −Fe −B系、Sm −Fe −N系、
Sm −Co 系などの合金を用いることができる。また、
それらの合金粉末を得る方法も任意であり、例えば、N
d −Fe −B系合金の場合は超急冷法または水素の吸脱
着を利用する方法(HDDR法)を、Sm −Fe −N系やS
m −Co 系合金の場合は鋳造法や還元拡散法をそれぞれ
採用することができる。これら粉末は、粒径が1μm未
満の微粉状態では酸化が激しく、取扱いが困難となり、
逆にあまり大きいと成形性が低下しかつ外観品質も低下
するので、数μm〜数百μmの範囲とするのが望まし
い。
【0010】また、上記有機結合剤の種類も任意であ
り、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラニン
樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリアミド(ナイロン)、ポリ
フェニレンサルファイド、液晶ポリマー等の熱可塑性樹
脂、あるいは天然ゴム、ブチルゴム、アクリロニトリル
ブタジエンゴム、アクリルゴム、ニトリルゴム等のゴム
を用いることができる。
【0011】本発明において、上記成形法としては圧粉
成形、射出成形、押出し成形、圧延成形等を利用するこ
とができる。この場合、磁界中で成形を行うことで、異
方性の磁石を得ることができる。成形後は、必要に応じ
て樹脂硬化のための加熱処理や平滑表面を得るための機
械加工を実施することもある。
【0012】本発明は、下部金属皮膜と上部金属皮膜と
の合計皮膜厚さを4〜20μmとするのが望ましい。こ
の合計皮膜厚さが4μm未満では、金属の種類を問わず
多数のピンホールが存在するため所望の耐食性を確保で
きず、また、これが20μmを超えると耐食性は十分と
なるが、磁石表面の磁力が減少して磁石特性が低下す
る。本発明はまた、電解めっき法により形成した上部金
属皮膜を、例えば、ニッケルめっき層上にクロムめっき
層を積層するというように、異種金属または合金の少な
くとも2層構造としてもよいものである。
【0013】本発明は、上記下部金属皮膜が、Ni ,C
u ,Zn ,Sn のうちの何れかの金属またはそれらの何
れかを主要成分とする合金からなり、上部金属皮膜が、
Cr,Co ,Ni のうちの何れかの金属またはそれらの
何れかを主要成分とする合金からなる構成とすることが
できる。この場合、それらの何れかを主要成分とする合
金としては、例えば、Ni −P,Ni −B,Ni −P−
W,Ni −Co −P等がある。
【0014】めっきに際しては、市販または独自に調合
しためっき浴を用いることができる。この場合、無電界
めっき浴としては、塩化物や硫酸塩などの金属塩、ヒド
ラジンやリン酸水素ナトリウムなどの還元剤、アミモニ
アやクエン酸などの醋化剤等を始め、PH調整剤並びに
緩衝剤、触媒性金属イオン、界面活性剤等を含むものを
用いることができる。また、電解めっき浴としては、塩
化物や硫酸塩などの金属塩、PH緩衝剤、レベリング
剤、光沢剤、ピット防止剤、アノード溶解剤等を含むも
のを用いることができる。さらに、めっき工程では溶剤
脱脂や電解脱脂、酸・アルカリ処理等の前処理、あるい
は中和処理、防錆処理、水洗等の後処理を行うことがで
きる。
【0015】
【実施例】実施例1 MQI社製のNd −Fe −B系急冷薄片を180μm以
下に粉砕し、これに液状エポキシ樹脂を2.5質量%添
加混合し、この混合物を成形金型に充填して、圧粉成形
法によって外径24mm、内径22mm、長さ3mmの円筒形
状の成形体(ボンド磁石成形体)を得た。次に、この成
形体をアルコール脱脂すると共に純水洗浄した後、表1
に示す条件で無電解銅めっきを行って、成形体表面に2
μm厚さの銅皮膜(下部金属皮膜)を形成し、続いて、
表2に示す条件で電解ニッケルめっきを行って、前記銅
皮膜上に種々の厚さ(1〜24μm)のニッケル皮膜
(上部金属皮膜)を形成し、さらに、純水洗浄と乾燥と
を行って試料A〜Fを製作した。また、比較のため、前
記同様に形成した成形体の表面にエポキシアクリル系塗
料をスプレー塗装して、23μm厚さの樹脂皮膜を形成
し、試料Gを作製した。
【0016】
【表1】
【0017】
【表2】
【0018】そして、上記のように製作した試料A〜F
および試料Gについて、温度80℃、相対湿度90%の
雰囲気に500時間曝す高温高湿試験を行って発錆状況
を調査し、また、JIS Z2507 に則って圧環強度を測定
し、さらに、磁石外周に24極着磁を施して表面磁束密度
を測定した。各測定結果を表3に一括して示す。
【0019】
【表3】
【0020】表3に示す結果より、試料A〜Fには全く
発錆は認められなかったが、樹脂皮膜を形成した試料G
には発錆が認められた。ただし、総膜厚が3μmと薄い
試料Aの金属皮膜表面に錆の前兆となる突起が見られた
ので、好ましくは金属皮膜の総膜厚は3μmより大きく
することが望ましく、好ましくは4μm以上とするのが
良い。一方、表面磁束密度は、金属皮膜、樹脂皮膜に関
わらず膜厚が厚くなるに従って小さくなる傾向にある
が、磁石としてモータに組み込まれた場合、モータの特
性上から磁石の表面磁束密度は310mT以上が要求さ
れることが多く、このため、表面磁束密度を310mT
以上とするためには、金属皮膜の総膜厚は20μm程度
に抑えることが望ましい。さらに、圧環強度を見ると、
試料A〜Fは試料Gに対して2〜3倍の圧環強度を有し
ており、製造中の取扱いで損傷を受けにくく、磁粉脱落
の危険性もないことが明らかとなった。
【0021】実施例2 上記実施例1で製作したボンド磁石成形体をアルコール
脱脂および純水洗浄した後、その磁石成形体のうちの一
つには、日本カニゼン社製の無電解ニッケル・リンめっ
き(シューマー S680)を施して、成形体表面に3
μm厚さのニッケル・リン皮膜(下部金属皮膜)を形成
し、続いて、実施例1と同じ条件で電解ニッケルめっき
を施して、前記ニッケル・リン皮膜上に8μm厚さのニ
ッケル皮膜(上部金属皮膜)を形成し、さらに、純水洗
浄と乾燥とを行って試料Hを製作した。また、比較のた
め、前記ボンド磁石成形体のうちの他の一つには、セン
シタイジング処理(塩化スズ20g/l 、36%塩酸20
ml/lに浸漬)と、水洗と、アクチベーション処理(塩化
パラジウム0.2g/l 、36%塩酸3ml/lに浸漬)とを
順次施した後、電解ニッケルめっきを施して12μm厚
さのニッケル皮膜を形成し、試料Iを作製した。
【0022】そして、上記のように製作した試料Hおよ
び試料Iについて、表面粗さを測定し、併せて温度70
℃、相対湿度90%の雰囲気に500時間曝す高温高湿
試験を行って発錆状況を調査した。
【0023】図1は、表面粗さの測定結果を示したもの
である。これより、試料Hの中心線平均粗さRa が0.
6μmであるのに対し、試料Iの中心線平均粗さRa は
1.3μmとなっており、試料Hの表面粗さが試料Iの
それに比べて著しく細かいことが確認できた。このよう
な表面粗さの差は、最終的な電解めっきを行う前の下地
の差によってもたらされたものである。すなわち、試料
Hの場合は、始めに無電解めっきを行うことで、磁石成
形体表面に均一にかつ平滑に金属皮膜が形成されるのに
対し、試料Iの場合は、始めのセンシタイジング処理に
よってむしろ表面粗さが粗くなり、これらの差が最終の
表面粗さに影響を与えたものである。
【0024】一方、高温高湿試験の結果を見ると、試料
Hには全く発錆が認められなかったのに対し、試料Iに
は一部に赤錆の発生が認められた。この差は、上記表面
粗さにも関係するもので、試料Hの場合は、均一でかつ
平滑な下地(金属皮膜)上に電気めっきによる金属皮膜
(上部金属皮膜)を形成しているので、その上部金属皮
膜はピンホールなどの欠陥のない緻密な組織となり、結
果として耐食性に優れたものとなる。これに対して、試
料Iの場合は、粗い下地(センシタイジング処理層)の
上に電気めっきによる金属皮膜を形成しているので、そ
の金属皮膜は組織的に不均一となり、ピンホールなどの
欠陥を内在する状態となり、これた耐食性の低下を招い
たものと推量される。
【0025】実施例3 上記実施例1で製作したボンド磁石成形体に無電解Cu
めっきと電解ニッケルめっきとを連続に施して、成形体
表面に2μm厚さの銅皮膜(下部金属皮膜)と6μm厚
さのニッケル皮膜(上部金属皮膜)とを積層形成し、さ
らに、表4に示す条件で電解クロムめっきを施して、前
記ニッケル皮膜上に2μmのクロム皮膜(上部金属皮
膜)を形成し、試料Jを製作した。そして、この試料J
について、実施例1と同様に、温度80℃、相対湿度9
0%の雰囲気に500時間曝す高温高湿試験を行って発
錆状況を調査し、併せて圧環強度を測定した。
【0026】その結果、試料Jの圧環強度は、金属皮膜
の総膜厚が10μmと比較的薄いにもかかわらず、2
0.4kg/mm2の大きな値となっており、実施例1の試料
D(総膜厚13μm)の圧環強度19.7kg/mm2と比べ
ても、十分に大きな圧環強度が得られることが明らかと
なった。また、高温高湿試験の結果を見ても全く発錆は
認められず、耐食性も十分であることが明らかとなり、
電解めっきによる上部金属皮膜を2層とすることが、強
度および耐食性の面で好ましいことが分かった。
【0027】実施例4 Nd −Fe −Co −B系異方性粉末を105μm以下に
粉砕し、これにフェノール樹脂を2.2質量%添加混合
し、この混合物を成形金型に充填して、800kA/mの磁
界中で600MPa の圧力を加えて圧粉成形し、円弧角 1
50度で、厚さ2mmの瓦状成形体(ボンド磁石成形体)を
得た。次に、この成形体に、窒素雰囲気中、180℃で
1時間の樹脂硬化処理を施してボンド磁石成形体を完成
させ、次に、この成形体に無電解ニッケルめっきと電解
クロムめっきとを連続に施して、成形体表面に8μm厚
さのニッケル皮膜(下部金属皮膜)と2μm厚さのクロ
ム皮膜(上部金属皮膜)とを積層形成し、試料Kを製作
した。そして、この試料Kについて、実施例1と同様
に、温度80℃、相対湿度90%の雰囲気に500時間
曝す高温高湿試験を行って発錆状況を調査し、併せて圧
環強度を測定した。その結果、試料Kの圧環強度は、1
8kg/mm2で、錆の発錆も全く認められなかった。
【0028】
【発明の効果】本発明に係る希土類ボンド磁石によれ
ば、無電解めっき法により形成した下部金属皮膜上に電
解めっき法により上部金属皮膜を形成するので、均一で
緻密な金属皮膜を安定して得ることができ、耐食性の安
定向上に大きく寄与するものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る希土類ボンド磁石の表面粗さを、
センシタイジング処理をした比較例と対比して示すグラ
フである。
【表4】

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 成形体表面に、無電解めっき法による下
    部金属皮膜と電解めっき法による上部金属皮膜とを積層
    形成したことを特徴とする希土類ボンド磁石。
  2. 【請求項2】 下部金属皮膜と上部金属皮膜との合計皮
    膜厚さが、4〜20μmであることを特徴とする請求項
    1に記載の希土類ボンド磁石。
  3. 【請求項3】 電解めっき法により形成した上部金属皮
    膜が、異種金属または合金の少なくとも2層構造となっ
    ていることを特徴とする請求項1または2に記載の希土
    類ボンド磁石。
  4. 【請求項4】 下部金属皮膜が、Ni ,Cu ,Zn ,S
    n のうちの何れかの金属またはそれらの何れかを主要成
    分とする合金からなり、上部金属皮膜が、Cr ,Co ,
    Ni のうちの何れかの金属またはそれらの何れかを主要
    成分とする合金からなることを特徴とする請求項1乃至
    3の何れか1項に記載の希土類ボンド磁石。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002289443A (ja) * 2001-03-23 2002-10-04 Nec Tokin Corp インダクタ部品
WO2006085581A1 (ja) * 2005-02-10 2006-08-17 Neomax Co., Ltd. 超小型希土類磁石およびその製造方法
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