JP2001196215A - 耐食性に優れた希土類永久磁石及びその製造方法 - Google Patents

耐食性に優れた希土類永久磁石及びその製造方法

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Hideki Matsuzawa
秀樹 松沢
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Tokin Corp
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    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
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    • C23C28/021Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material including at least one metal alloy layer
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 R14B系合金からなる希土類永久磁石
の耐酸化性を向上すること。 【解決手段】 磁石表面に、Al、Zn、Ni、Cu、
Au、Ag、Snから選ばれる少なくとも1種の金属も
しくは合金の粉末とフラックスとの混合物を塗布して熱
処理を行い、前記金属もしくは合金とR14B系合
金との合金層、前記合金層の上に前記金属もしくは合金
からなる酸化防止層を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、NdFe14
系合金で代表される、R14Bで表され、RがYを
含む希土類元素のうち少なくとも1種であり、Tが遷移
金属のうち少なくとも1種である焼結型の希土類永久磁
石に係り、更に詳しくはその耐酸化性の向上に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】NdFe14B系合金磁石で代表され
るR−Fe−B系磁石は、従来の希土類永久磁石である
Sm−Co系磁石に比較して、高い磁気特性を有する。
しかし、このような合金磁石は、組織中に極めて酸化し
やすいNd−Fe合金相を含み、更にNdFe14
も酸化しやすいため、Sm−Co系磁石に比較して磁石
の酸化による磁気特性の劣化やばらつきが大きい。
【0003】更に、磁気回路などの装置に組み込んだ場
合、磁石から発生した酸化物の飛散による周辺部品への
汚染を引き起こす。この問題を解決する方法として、特
開昭60−54406号公報や特開昭60−63903
号公報が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の公報に提案されている耐酸化性被膜は、被膜形成工程
で多量の水を使用するため、処理工程中に磁石材料が酸
化したり、処理後であっても微量の水分の残留が原因と
なって酸化したりする場合が多く、耐酸化性が十分とは
言い難い。
【0005】また、金属の防錆表面処理の一般的方法で
ある塗装法では、塗料の基材が有機高分子であるため、
金属との親和性が不十分で、磁石の部品化工程や使用時
において、亀裂や剥離を生じやすいこと、特に反応硬化
型の塗料の場合は、痕跡程度の未反応官能基の経時変化
が発錆の原因となることなどの問題もある。
【0006】従って、特に前記のような合金系では、信
頼性が不十分で、用途が限定されているのが現状であ
る。そこで、本発明の技術的課題は、上記欠点に鑑み、
より耐食性に優れたR14B系永久磁石、及びその
製造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、R14
で表され、RがYを含む希土類元素から選ばれる少なく
とも1種であり、Tが遷移金属から選ばれる少なくとも
1種である焼結型の希土類永久磁石において、表面に、
Al、Zn、Ni、Cu、Au、Ag、Snから選ばれ
る少なくとも1種と前記R14B系合金からなる合
金層を有し、更に前記合金層の表面に、Al、Zn、N
i、Cu、Au、Ag、Snから選ばれる少なくとも1
種の金属もしくは合金からなる酸化防止層を有すること
を特徴とする希土類永久磁石である。
【0008】また、本発明は、Al、Zn、Ni、C
u、Au、Ag、Snから選ばれる少なくとも1種から
なる金属もしくは合金の粒子とフラックスとの混合物
を、前記希土類永久磁石表面に塗布した後、非酸化性ガ
ス雰囲気中で熱処理することにより、前記金属もしくは
合金とR14B系合金からなる合金層と、前記合金
層の表面に前記金属もしくは合金からなる酸化防止層を
形成することを特徴とする希土類永久磁石の製造方法で
ある。
【0009】
【作用】本発明における合金層及び酸化防止層の形成方
法は、前記のように従来のメッキ、浸漬、拡散、溶射な
どとはまったく異なっており、大規模な装置や設備が不
要で、しかも錆発生の原因となる水などと希土類永久磁
石との接触がまったくないことを特長とするものであ
る。
【0010】そして、本発明における被膜形成方法は、
前記のように、フラックスと金属粉末の混合物を磁石表
面に塗布した後、熱処理を施すというものである。熱処
理により金属粉末を被膜化する過程で、磁石を構成する
成分と前記金属との相互拡散が起こるが、熱処理の条件
を適切に設定することにより、前記の拡散を被膜と磁石
との界面近傍に留めることが可能である。
【0011】本発明は、これを応用したもので、前記の
塗布と熱処理を一度行うことで、磁石表面には、R
14B系合金と、表面に塗布した金属もしくは合金との
合金層が形成され、被膜の表面近傍には、表面に塗布し
た金属もしくは合金のみからなる層が形成される。
【0012】この方法で形成されるR14B系合金
と、Al、Zn、Ni、Cu、Au、Ag、Snから選
ばれる少なくとも1種との合金層は、その上に形成され
る酸化防止層と磁石表面との密着性を向上するための下
地層として機能する。この下地層の導入により、従来の
メッキなどの方法によるものよりも、格段に信頼性の向
上した被膜が得られる。
【0013】また、従来では、磁石を磁気回路に組み込
むに際し、磁石作製時に生じる表面の凹凸を除去する必
要があるため、磁石の全面あるいは表面の所要箇所に、
切削加工もしくは研磨加工を施していたが、合金層、酸
化防止層の形成により磁石表面が平滑になり、前記のよ
うな加工が不要となる。
【0014】本発明により磁石表面に形成される合金層
及び耐酸化層は、厚さを約30μmとすることが可能で
あり、磁石表面の凹凸を平滑にするのに適した厚さで、
しかも磁気回路への組み込みに何ら支障がない。更に、
切削加工、研磨加工により生じていた磁気特性の劣化も
なくすことができる。
【0015】本発明におけるフラックスの混合は、金属
粒子の酸化防止及び磁石表面への塗布を容易にするため
の処理である。フラックスの種類には、フッ素系フラッ
クスなど多数あるが、本発明に用いられるものとして
は、特に限定されるものではない。
【0016】また、本発明によれば、フラックスの残渣
処理が不要で、無洗浄でも腐食性を有しない。本発明で
使用する金属もしくは合金の平均粒径は、10μm以下
が望ましく、適宜選択すればよい。
【0017】
【発明の実施の形態】次に、表を参照して本発明の実施
の形態について説明する。
【0018】まず、純度99%以上のNd、純度99.
9%の電解鉄、フェロボロン合金を所定量秤量し、アル
ゴン雰囲気中高周波加熱により溶解して鋳込み、64.
9wt%Fe−34wt%Nd−1.1wt%Bのイン
ゴットを得た。次に、このインゴットを粗粉砕し、更に
ボールミルによる湿式粉砕を行い、平均粒径3μmの微
粉末を得た。
【0019】この粉末を20kOeの磁界中、1ton
/mの圧力で成形した。得られた成形体を1050〜
1100℃で2時間真空焼結後、炉冷して焼結体を得
た。この焼結体を500〜600℃で1時間熱処理後急
冷した。前記のようにして得られた希土類永久磁石を1
辺が10mmの立方体に切り出し、試験片を作製した。
【0020】次に、純度99.9%、平均粒径が2μm
のAl粉末をフッ素フラックスに混合し、前記試験片表
面に塗布した。その後、アルゴン雰囲気中で、680
℃、1時間の熱処理を施して、磁石表面にNdFe
14B系合金とAlからなる合金層と、Alからなる酸
化防止層を形成した。
【0021】次に、Zn、Ni、Cu、Au、Ag、S
n、80重量%のCuと20重量%のAuからなる合金
の粉末を用いて、前記試験片に対し、Al粉末を用いた
場合と同様の処理を施し、合金層及び酸化防止層を形成
した試験片を作製した。
【0022】以上のようにして得られた試験片、及び比
較のための無処理の試験片について、120時間の5%
塩水噴霧試験と碁盤目テストを行った。表1は、それら
の結果をまとめて示したものである。
【0023】
【表1】
【0024】表1から明らかなように、無処理の試験片
では、著しい腐食が見られたが、本発明による表面処理
を施した試験片では、錆の発生などはまったく見られな
かった。
【0025】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、合
金層と酸化防止層からなる耐酸化性に優れた被膜を有す
るR14B系永久磁石を得ることができる。しか
も、本発明は、従来提案されている耐酸化性の被膜に比
較して格段に高い信頼性を有し、R14B系永久磁
石の用途拡大に寄与するところが大であり、工業上、非
常に有益である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C23C 24/08 C23C 24/08 B 28/02 28/02 H01F 1/053 H01F 41/02 G 41/02 1/04 H

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 R14Bで表され、RがYを含む希
    土類元素から選ばれる少なくとも1種であり、Tが遷移
    金属から選ばれる少なくとも1種である焼結型の希土類
    永久磁石において、表面に、Al、Zn、Ni、Cu、
    Au、Ag、Snから選ばれる少なくとも1種と前記R
    14B系合金からなる合金層を有し、更に前記合金
    層の表面に、Al、Zn、Ni、Cu、Au、Ag、S
    nから選ばれる少なくとも1種の金属もしくは合金から
    なる酸化防止層を有することを特徴とする希土類永久磁
    石。
  2. 【請求項2】 R14Bで表され、RがYを含む希
    土類元素から選ばれる少なくとも1種であり、Tが遷移
    金属から選ばれる少なくとも1種である焼結型の希土類
    永久磁石の表面に、Al、Zn、Ni、Cu、Au、A
    g、Snから選ばれる少なくとも1種からなる金属もし
    くは合金の粒子とフラックスとの混合物を塗布した後、
    非酸化性ガス雰囲気中で熱処理することにより、Al、
    Zn、Ni、Cu、Au、Ag、Snから選ばれる少な
    くとも1種と前記R14B系合金からなる合金層
    と、前記合金層の表面に、Al、Zn、Ni、Cu、A
    u、Ag、Snから選ばれる少なくとも1種の金属もし
    くは合金からなる酸化防止層とを形成することを特徴と
    する希土類永久磁石の製造方法。
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