JP2001297906A - 希土類永久磁石およびその表面処理方法 - Google Patents

希土類永久磁石およびその表面処理方法

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JP2001297906A JP2000114721A JP2000114721A JP2001297906A JP 2001297906 A JP2001297906 A JP 2001297906A JP 2000114721 A JP2000114721 A JP 2000114721A JP 2000114721 A JP2000114721 A JP 2000114721A JP 2001297906 A JP2001297906 A JP 2001297906A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡便でかつ良好な耐食性を付与できる希土類
永久磁石の表面処理方法(樹脂コーティング方法)およ
びその表面処理方法による耐食性に優れた希土類永久磁
石を提供する。 【解決手段】 ポリメタクリル酸イソブチルとポリメタ
クリル酸n−ブチルとが重合したポリマー溶液を溶剤で
希釈した溶液中に、希土類永久磁石体を浸積した後、乾
燥し、その後50〜300℃で加熱硬化することを特徴とす
る希土類永久磁石の表面処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばCDまたは
DVD等の光ピックアップ装置あるいは回転機等に有用
な希土類永久磁石およびその表面処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】希土類永久磁石はフェライト磁石よりも
磁気特性が高く、近年生産量が増大している。特にR−
Fe−B系焼結磁石は優れた磁気特性を有し、安価なた
め、現在希土類永久磁石の主流になっている。R−Fe
−B系焼結磁石は主に溶製合金を粉砕、成形、焼結、熱
処理および表面処理して実用に供されている。表面処理
は実用に耐える耐食性を付与するために行なわれ、ハー
ドディスクドライブあるいはCD等の耐熱性の厳しい用
途にはもっぱらNiめっきが採用されている。これはN
iめっき膜が樹脂塗装膜あるいはアルミクロメート膜と
比較して耐食性に優れるからである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】R−Fe−B系永久磁
石の耐食性を向上するために、Niめっきの量産ライン
を構築し、Niめっき浴の維持管理およびNiめっき作
業等の工程管理には多大の工数を要する。このため、R
−Fe−B系永久磁石等の希土類永久磁石の表面保護膜
として、Niめっきより簡便であり、かつ従来よりも耐
食性を向上できる樹脂コーティング方法が求められてい
た。特公平7-9846号公報には、クロメート被膜とシラン
カップリング剤およびポリパラキシリレンの被膜を積層
してなる耐食性の良好な希土類・鉄系永久磁石が開示さ
れている。しかし、さらに簡便でかつ良好な耐食性を付
与できる樹脂コーティング方法が望まれていた。したが
って、本発明の課題は、簡便でかつ良好な耐食性を付与
できる希土類永久磁石の表面処理方法(樹脂コーティン
グ方法)およびその表面処理方法による耐食性に優れた
希土類永久磁石を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明は、ポリメタクリル酸イソブチルとポリメタクリル酸
n−ブチルとが重合したポリマー溶液を溶剤で希釈した
溶液中に、希土類永久磁石体を浸積した後、乾燥し、そ
の後50〜300℃で加熱硬化する希土類永久磁石の表面処
理方法である。前記溶剤としてアルコールが有用であ
る。この重合膜の硬度は鉛筆の芯硬度:4H相当であ
り、高硬度のものである。よって、前記重合膜を被覆し
た希土類永久磁石同士あるいはこの希土類永久磁石と他
の物体とが衝突した場合に、前記重合膜に傷がつきにく
く、傷の形成による耐食性の劣化を抑える効果が得られ
る。前記重合膜の被覆方法として、メタクリル酸イソブ
チルとメタクリル酸n−ブチルが重合したポリマー溶液
を希釈した溶液中に、希土類永久磁石体を浸積後、乾燥
し、続いて加熱硬化するという簡便な表面処理工程を採
用することが実用性に富んでおり、好ましい。この重合
膜の分子構造は図1に示す通り、エステル結合が極性を
有しているので希土類永久磁石体への密着性を高める効
果が得られる。イソブチル基とn−ブチル基が適度な割
合で混在することにより、重合膜の密度が増大して耐食
性の向上に寄与するものになる。
【0005】また本発明は、希土類永久磁石体の表面に
メタクリル酸ブチルの重合膜を被覆してなる希土類永久
磁石である。前記希土類永久磁石体がR14B型金
属間化合物(RはYを含む希土類元素の1種または2種
以上であり、TはFeまたはFeとCoである)を主相
とするR−T−B系永久磁石体である場合に有用な耐食
性付与効果が得られる。また前記R−T−B永久磁石体
が、重量%で、R:24〜35%、B:0.6〜1.8%、Co:
20%以下、M(MはAl、Si、Cu、Ga、Nb、M
o、Wの1種または2種以上である):3%以下、残
部:Feである主要成分組成を有する焼結磁石体である
場合に特に有用な耐食性付与効果が得られる。前記重合
膜の平均膜厚が0.1〜30μmであり、かつ平均分子量(Mn)
がMn=5000〜100000である場合に実用に耐える磁気特性
と耐食性とが得られる。前記重合膜に適当な分子量分布
を持たせることにより、水および/または酸化性ガス等
の通過を抑え、良好な耐食性を付与することができる。
このため、Mn=5000〜100000が好ましく、Mn=10000〜4
0000がより好ましい。Mnが5000未満では耐食性の付与が
困難であり、Mnが100000超のものは工業生産上薄膜状に
被覆することが困難である。また、前記重合膜の平均膜
厚が0.1μm未満では実用に耐える耐食性の付与が困難
であり、平均膜厚が30μm超では前記重合膜(非磁性
体)が磁気回路のギャップの実質的な増大分になるの
で、磁気回路のギャップの小さい用途に適用できない場
合がある。
【0006】以下に本発明に用いる希土類永久磁石体の
組成限定理由を説明する。希土類永久磁石体がR
14B型金属間化合物(RはYを含む希土類元素の1種
または2種以上であり、TはFeまたはFeとCoであ
る)を主相とするR−T−B系焼結磁石体の場合を説明
する。以下、単に%と記した場合は重量%を意味する。
RはNd、PrまたはDyを必須に含み、R量は24〜35
%が好ましい。R量が24%未満では実用に耐える保磁力
iHcが得られず、35%超では最大エネルギー積(BH)maxが
大きく低下する。B量は0.6〜1.8%が好ましい。B量が
0.6%未満では実用に耐えるiHcが得られず、1.8%超で
は(BH)maxが大きく低下する。Co量は0.001〜20%が好
ましい。Coを前記範囲で含有するとき耐食性およびキ
ュリー点が向上するが、0.001%未満では含有効果が認
められず、20%超では(BH)max、iHcが大きく低下する。
また、保磁力を向上させる添加元素としてM元素(Mは
Al、Si、Cu、Ga、Nb、Mo、Wの1種または
2種以上である)を0.001〜3%含有することが好まし
い。M元素の含有量が0.001%未満では含有効果が認め
られず、3%超では(BH)maxが大きく低下する。また、
R−T−B系焼結磁石体の単位重量あたり、不可避に含
有される酸素量を好ましくは0.6%未満、より好ましく
は0.4%以下、特に好ましくは0.3%以下にすることが磁
気特性を高めるためによい。また、R−T−B系焼結磁
石体の単位重量あたり、不可避に含有される炭素量を好
ましくは0.15%以下、より好ましくは0.10%以下にする
ことが磁気特性を高めるためによい。また、R−T−B
系焼結磁石体の単位重量あたり、不可避に含有される窒
素量は0.15%以下が許容される。
【0007】また本発明に用いる希土類永久磁石体とし
て、R14B型金属間化合物(RはYを含む希土類
元素の1種または2種以上でありNd、Dy、Prの1
種または2種以上を必ず含み、TはFeまたはFeとC
oからなる)を主相とし、かつ主相の平均結晶粒径が0.
01〜0.5μmであるR−T−B系温間加工磁石体が有用
である。
【0008】また本発明に用いる希土類永久磁石体とし
て、R14B型金属間化合物(RはYを含む希土類
元素の1種または2種以上でありNd、Dy、Prの1
種または2種以上を必ず含み、TはFeまたはFeとC
oからなる)を主相とするとともに実質的に柱状晶から
なるR−T−B系鋳造合金を温間加工してなるR−T−
B系永久磁石体が有用である。
【0009】また本発明に用いる希土類永久磁石体とし
て、RCo系またはRCo17系焼結磁石(RはS
mを必須とし、Yを含む希土類元素の1種または2種以
上である)が有用である。RCo系焼結磁石は30〜40
%のR、残部Coおよび不可避不純物からなる。R
17系焼結磁石は重量%で20〜28%のR、5〜30%の
Fe、3〜10%のCu、1〜5%のZrおよび/または
Hf、残部Coおよび不可避不純物からなる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下に、本発明のR−T−B系焼
結磁石の好ましい製造条件を説明する。所定組成に調整
したR−Fe−B系溶製合金塊に水素を吸蔵後、脱水素
する処理を行い粗粉化する。続いて解砕後、所定粒径分
布に篩分する。次に、微粉砕を行う。微粉砕は耐酸化性
付与効果に優れた有機溶媒および粉砕ボールを媒体とす
る湿式ボールミル、もしくは不活性ガスを粉砕媒体とす
るジェットミル等により行う。こうして作製した微粉を
用いて磁場中成形後、アルゴンガスまたは真空雰囲気中
で1050〜1100℃の温度範囲で焼結後、室温まで冷却す
る、次に、400〜900℃の温度範囲で熱処理を行う。次
に、所定形状に加工後、上記重合膜を被覆する。この被
覆に際し、所定形状に加工した前記希土類永久磁石体表
面の汚れを洗い落とすためにアルカリ洗浄する。その
後、水洗および乾燥を行う。また、前記の所定形状に加
工した希土類永久磁石体に熱処理を施す場合は、熱処理
後に硝酸または硫酸等の酸水溶液中に浸漬して熱処理に
より表面に形成された酸化物を除去する。続いて、アル
カリ洗浄する。続いて水洗および乾燥を行った後、前記
重合膜を被覆する。被覆作業は、ポリメタクリル酸イソ
ブチルおよびポリメタクリル酸n−ブチルの重合溶液を
イソプロピルアルコールおよびイソブチルアルコールの
混合アルコールで希釈した溶液中に前記乾燥後の希土類
永久磁石体を浸積する。その後浸漬浴から取り出して室
温で乾燥する。乾燥後は大気中または不活性ガス雰囲気
中で50〜300℃に加熱して加熱硬化処理を行う。加熱硬
化の温度が50℃未満では硬化が不十分になり、300℃超
では重合膜の熱劣化を招来する。
【0011】以下、実施例により本発明を説明するが、
それら実施例により本発明が限定されるものではない。 (実施例1)主要成分組成が重量%で、Nd:25%、P
r:5%、Dy:1.5%、Co:2%、Al:0.1%、G
a:0.1%、Cu:0.1%、B:1.0%、Fe:残部であ
るNd−Pr−Dy−Co−Al−Ga−Cu−Fe−
B系溶製合金塊に、室温で水素を吸蔵させた。続いて加
熱して脱水素する処理を施した後、室温まで冷却して粗
粉化した。次にランデルミルおよびバンタムミル等によ
り解砕、篩分後、アルゴンガス雰囲気のジェットミルに
より微粉砕を行なった。次に、前記微粉を用いて横磁場
成形を行った。次に、成形体を真空炉に入炉後、1100℃
の真空雰囲気中で焼結した。続いて、アルゴンガス雰囲
気中で順次900℃×1時間と600℃×1時間の熱処理を行
った後室温まで冷却した。得られた焼結磁石体の磁気特
性は室温において残留磁束密度Br=1.3T(13kG)、保磁
力iHc=1352.9kA/m(17kOe)、最大エネルギー積(BH)max
=326.4kJ/m(41MGOe)であった。この磁石体を10mm×1
0mm×2mmの正方形板状に加工後、バレル研磨して面取り
を行った。続いて超音波洗浄を行い、表面の汚れを除去
した後、乾燥した。次に、乾燥した前記磁石体に、メタ
クリル酸イソブチルとメタクリル酸n−ブチルが重合し
たベースポリマー(ポリメタクリル酸イソブチルとポリ
メタクリル酸n−ブチルの分子比は3:1であり、図1
のn:m=3:1に相当する。このベースポリマーはヘル
ツ化学製で商品名:ハ゜ーマシールト゛。)を溶剤(イソプロピル
アルコールとイソブチルアルコールの混合溶液)で希釈
した溶液に浸積後、浸漬浴から取り出して室温で乾燥さ
せて重合膜を被覆した。前記希釈率はベースポリマー:
溶剤=1:3(体積比)である。その後、大気中で150
℃×2時間の加熱硬化処理を行い、室温まで冷却し、本
発明の希土類永久磁石を得た。被覆された重合膜の平均
膜厚は7μmであった。次に、耐食試験を行った。耐食
性の評価方法は恒温恒湿試験(大気中、80℃、相対湿度
90%RH)とPCT試験(大気雰囲気、120℃、相対湿
度100%RH、圧力9.8×10Pa(1kg/cm))で行っ
た。耐食試験に供した試験片個数は各条件毎に20個ずつ
とした。恒温恒湿試験の結果を表1に、 PCT試験の
結果を表2に示す。表1、2より良好な耐食性を有する
ことがわかる。
【0012】(実施例2)実施例1で作製した焼結上が
りの焼結体を10mm×10mm×2mmの正方形板状に加工後、
バレル研磨して面取りを行った。その後超音波洗浄を行
った。次に、アルゴンガス雰囲気中で順次900℃×1時
間と600℃×1時間の熱処理を行い、室温まで冷却し
た。次に、熱処理済みの磁石体を2%硝酸水溶液中に浸
漬後、浸漬浴から取り出して水洗し、続いて乾燥した。
続いて重合膜を被覆した。前記乾燥後の磁石体を、ポリ
メタクリル酸イソブチルとポリメタクリル酸n−ブチル
とを含むベースポリマー(ポリメタクリル酸イソブチル
とポリメタクリル酸n−ブチルの分子比は2:1であ
り、図1のn:m=2:1に相当する)を溶剤(イソプ
ロピルアルコールとイソブチルアルコールの混合溶液)
で希釈した溶液に浸積した。前記希釈率はベースポリマ
ー:溶剤=1:3(体積比)で行った。次に、浸漬浴か
ら取り出し、室温で乾燥させて重合膜を被覆した。その
後、大気中、150℃×2時間の加熱硬化処理を行い、室
温まで冷却して本発明の永久磁石を得た。被覆された重
合膜の平均膜厚は6μmであった。次に、実施例1と同
様にして耐食試験を行った。結果を表1、2に示す。表
1、2より、実施例1よりもさらに耐食性が向上してい
ることがわかる。これは、前記磁石体の表面に形成され
た酸化物を酸洗して除去した後、前記重合膜を被覆した
効果と判断される。
【0013】(比較例1)実施例1で作製した磁石体を
用いて、パリレン重合膜を被覆した。パリレン重合膜の
原料として、米国ユニオン・カーバイド社製パリレンC
を用いた。パリレン重合膜はモノクロルパラキシレン2
量体を25℃、6.7Pa(0.05Torr)の条件下で熱分解し、
蒸着しつつ重合させた。前記磁石体表面に被覆した蒸着
膜の平均膜厚は5μmであった。以降は実施例1と同様
にして恒温恒湿試験およびPCT試験を行った。結果を
表1、2に示す。表1、2より、恒温恒湿試験では200
時間経過時点、PCT試験では48時間経過時点で錆が発
生しており、実施例1、2に比べて耐食性が大きく劣る
ことがわかった。
【0014】(比較例2)実施例1で作製した磁石体を
用いて、エポキシ樹脂電着塗装を施した。この電着塗装
には日本ペイント(株)製の電着塗装液を用いた。前記
電着塗装の平均膜厚は6μmであった。以降は実施例1
と同様にして恒温恒湿試験およびPCT試験を行った。
結果を表1、2に示す。表1、2より、恒温恒湿試験結
果は実施例1より悪く、PCT試験は実施例1と略同等
の結果であった。
【0015】(比較例3)実施例2で作製した磁石体を
3%硝酸水溶液中に浸漬する前処理を行った後、水洗し
た。続いて電解Niめっきを行った。電解めっき条件
は、ワット浴組成が硫酸Ni:270g/リットル、塩化Ni:5
0g/リットル、ほう酸:40g/リットルであり、浴温:50℃、電流
密度:0.3A/dm×3時間で行った。この電解Niめっ
き品の耐食性の評価結果を表1、2に示す。表1、2よ
り、実施例2は比較例3(電解Niめっき品)とほぼ同
等の良好な耐食性を有することがわかる。
【0016】
【表1】
【0017】
【表2】
【0018】
【発明の効果】以上記述の通り、本発明によれば、簡便
でかつ良好な耐食性を付与できる希土類永久磁石の表面
処理方法(樹脂コーティング方法)およびその表面処理
方法による耐食性に優れた希土類永久磁石を提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に用いる重合膜の分子構造を説明する図
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) H01F 41/02 H01F 1/04 H

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリメタクリル酸イソブチルとポリメタ
    クリル酸n−ブチルとが重合したポリマー溶液を溶剤で
    希釈した溶液中に、希土類永久磁石体を浸積した後、乾
    燥し、その後50〜300℃で加熱硬化することを特徴とす
    る希土類永久磁石の表面処理方法。
  2. 【請求項2】 溶剤がアルコールである請求項1に記載
    の希土類永久磁石の表面処理方法。
  3. 【請求項3】 希土類永久磁石体の表面にメタクリル酸
    ブチルの重合膜を被覆したことを特徴とする希土類永久
    磁石。
  4. 【請求項4】 希土類永久磁石体がR14B型金属
    間化合物(RはYを含む希土類元素の1種または2種以
    上であり、TはFeまたはFeとCoである)を主相と
    するR−T−B系永久磁石体である請求項3に記載の希
    土類永久磁石。
  5. 【請求項5】 前記R−T−B永久磁石体が重量%で、
    R:24〜35%、B:0.6〜1.8%、Co:20%以下、M
    (MはAl、Si、Cu、Ga、Nb、Mo、Wの1種
    または2種以上である):3%以下、残部:Feである
    主要成分組成を有する焼結磁石体である請求項4に記載
    の希土類永久磁石。
  6. 【請求項6】 前記重合膜の平均膜厚が0.1〜30μmであ
    り、かつ平均分子量(Mn)がMn=5000〜100000である請求
    項3乃至5のいずれかに記載の希土類永久磁石。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008251648A (ja) * 2007-03-29 2008-10-16 Hitachi Metals Ltd R−Fe−B系永久磁石の製造方法

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