JP2002220680A - 焼結体の化成被膜形成方法および化成被膜を施した希土類磁石 - Google Patents

焼結体の化成被膜形成方法および化成被膜を施した希土類磁石

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JP2002220680A
JP2002220680A JP2001019255A JP2001019255A JP2002220680A JP 2002220680 A JP2002220680 A JP 2002220680A JP 2001019255 A JP2001019255 A JP 2001019255A JP 2001019255 A JP2001019255 A JP 2001019255A JP 2002220680 A JP2002220680 A JP 2002220680A
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Hiroyuki Hoshi
裕之 星
Setsuo Ando
節夫 安藤
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Hitachi Metals Ltd
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    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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    • 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
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 第一の目的は、人体に有害なクロムを含有せ
ず、且つクロム被膜に匹敵する密着性と耐食性を有する
被膜を生成する化成被膜生成方法を提供することであ
り、第二の目的は、その化成処理液の希土類金属磁石へ
の適用方法を提供することである。 【解決手段】 R−T−B系焼結磁石体(RはYを含む
希土類元素の少なくとも1種、TはFe又はFeとC
o、である)の表面あるいは外面に化成被膜を形成する
焼結体の化成被膜形成方法であって、モリブデン酸化合
物とリン酸水溶液と硝酸ナトリウムから成る化成処理液
中に浸漬して被膜を形成すること及び化成処理液が3〜
90g/300mLの硝酸ナトリウムを含むもの。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】希土類金属を含む磁石等の焼
結体の表面への被膜形成方法に係わり、特にリン酸水溶
液を使用した化成処理により被膜を形成する方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】希土類磁石の中で特にNd−Fe−B系
希土類磁石は極めて錆び易いために、従来よりその表面
にメッキや化成処理による被膜を形成して錆びを防いで
いる。そして化成処理による被膜形成方法としては特開
昭60−63902号公報に記載されているように、製
造コストの面からクロム酸塩処理(クロメート処理)が
最も一般的に使用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記したクロメ
ート処理は、処理液中および生成した被膜中に6価クロ
ムを含有している。この6価クロムは人体に長時間接触
すると皮膚から体内へと侵入し、排出されること無く体
内に蓄積されて、クロムアレルギー、クロム潰瘍、更に
は蒸気を吸引することによって肺癌を引き起こすとさえ
言われている。従って、処理液の廃棄の問題、さらにク
ロメート処理された製品の廃棄の問題などが重要視され
つつある。
【0004】このような背景の中、欧州では2003年
からクロムの規制が行われようとしている。それに先立
ってクロムを使わない化成処理に関する研究も多々行わ
れており、既に実用化されているものさえある。ところ
が、希土類金属磁石においては、まだそのような実例が
見当たらない。高性能な磁石の需要が増大する中で、希
土類金属磁石の必要性は今後更に増してゆくであろう。
従って本発明の第一の目的は、人体に有害なクロムを含
有せず、且つクロム被膜に匹敵する密着性と耐食性を有
する被膜を生成する化成被膜生成方法を提供することで
あり、第二の目的は、その化成処理液の希土類金属磁石
への適用方法を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明では、リン酸水溶
液にモリブデン酸化合物を添加した化成処理液を用いる
ことにより、上記課題を解決した。以下に、この化成処
理液を使用した理由を述べる。モリブデン酸化合物を使
用した理由には、モリブデンは従来のクロメート処理
に使用されているクロムと同じ6A族元素であり電磁気
的特性が類似していると考えられること、モリブデン
はクロムに比べて毒性が低いこと、モリブデンは耐食
性を向上させるためにステンレスへの添加剤としても使
用されており、単体としてもきわめて良好な耐食性が期
待できることが挙げられる。リン酸水溶液は、古来から
鉄鋼材の化成処理液として知られている。本発明では希
土類金属磁石を用いたが、鉄を含有しているという点で
鉄鋼材と類似している。従って、処理液中にリン酸を含
む化成処理液とした。また、他のリン酸塩を用いた化成
処理で見られるように、リン酸を用いることによって被
膜の密着性は向上すると考えられる。
【0006】以上の理由から発明者らは本発明のモリブ
デン酸化成処理液を開発するに至った。次にその詳細を
述べる。発明者らは先にモリブデン酸化合物とリン酸と
による化成処理に関する発明を行い、これの出願を行な
った。その後更に試行を重ねて、先の発明のものに硝酸
ナトリウムを添加すると、更に形成された化成皮膜の耐
食性が向上することを見出した。即ち、リン酸水溶液に
モリブデン酸ナトリウムと硝酸ナトリウムを添加したも
のである。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の化成処理プロセスについ
て、その一例を以下に述べる。まず、希土類金属磁石の
被処理物をアルカリ脱脂処理(以下前処理と称す)し、
被処理物表面を清浄化した後、充分に水洗した。アルカ
リ脱脂処理には、水酸化ナトリウム50gと炭酸ナトリ
ウム50gを1000mlの水に溶解させた水溶液を使
用した。前処理後充分に水洗を行なった後、化成処理液
に浸漬した。処理後、充分な水洗を行い室温で乾燥し
た。
【0008】表1は本発明の化成処理液を使用して、主
要成分組成がNd:26.2、Pr:5.0、Dy:
0.8、B:0.97、Co:3.0、Al:0.1、
Ga:0.1、Cu:0.1、Fe:bal(いずれも
wt%)であるR−T−B系焼結磁石体に被膜を形成し
たものの化成処理液の組成、性状、処理条件、及びそれ
による被膜の耐久性の試験を示したものである。
【0009】
【表1】
【0010】表1中試験No1〜10のものは、発明者
らが先に発明したモリブデン酸化合物とリン酸とによる
化成処理の中で、生成された皮膜の耐食性が最も良好で
あると判断された、リン酸が5mg/300mL、モリ
ブデン酸ナトリウムが10g/300mLの水溶液に硝
酸ナトリウムを添加して、その添加量を変化させた時の
皮膜の耐食性を示す。この試験No1〜10のものにお
いては、皮膜の耐食性はいずれも良好であったが、硝酸
ナトリウムの添加量が増えるほど目視による表面状態が
良好になると判断されたが、添加量が30g/300m
Lを越えると皮膜の表面に微小な粉体が付着しているの
が確認された。これは耐食性とは特に関係はないと考え
られるが、好ましいものではない。上記した結果を考慮
すれば、最も良好な耐食性を示す硝酸ナトリウムの添加
量は9g/300mLと考えられる。
【0011】表1中の試験No11〜15のものは、硝
酸ナトリウムの添加量を9g/300mLに固定して、
モリブデン酸ナトリウムの添加量とリン酸の濃度を変化
させたものである。これによれば、モリブデン酸ナトリ
ウムの添加量及びリン酸の濃度の如何にかかわらず、皮
膜の耐食性には差はなく良好であった。
【0012】表2は表1に示した化成処理液の中で、最
も好ましいといえる組成のものを用いて、Nd−Fe−
B系希土類磁石の表面を被膜した試料の熱減磁率を試験
したものを示したものである。
【0013】
【表2】
【0014】本試験に使用した希土類金属磁石がR−T
−B系焼結磁石体(RはYを含む希土類元素の少なくと
も1種であり、TはFe又はFeとCoである)である
場合の組成限定理由を以下に説明する。以下、単に%と
記してあるのは重量%を意味する。R−T−B系焼結磁
石体は主要成分のRとBとTとの総計を100%として、
R:27〜34%、B:0.5〜2%、残部Tからなり、R
14B型金属間化合物を主相とするものである。又、前
記R−T−B系焼結磁石体の総重量を100%としたと
き、不可避不純物成分として0.6%以下、より好ましく
は0.3%以下、特に好ましくは0.2%未満の酸素の含有が
許容され、0.2%以下、より好ましくは0.1%以下の炭素
の含有が許容され、0.08%以下の窒素の含有が許容さ
れ、0.02%以下の水素の含有が許容され、0.2%以下、
より好ましくは0.05%以下、特に好ましくは0.02%以下
のCaの含有が許容される。Rとして(Nd,Dy)又
はDy又はPr又は(Dy,Pr)又は(Nd,Dy,
Pr)が実用上選択される。R量は27〜34%が好まし
い。Rが27%未満では固有保磁力iHcが大きく低下し、3
4%を超えると残留磁束密度Brが大きく低下する。B量
は0.5〜2%が好ましい。B量が0.5%未満では実用に耐
えるiHcが得られず、2%超ではBrが大きく低下する。
より好ましいB量は0.8〜1.5%である。
【0015】磁気特性を改善するために、Nb,Al,
Co,Ga及びCuの少なくとも1種を適量含有するこ
とが好ましい。Nbの含有量は0.1〜2%とされる。N
bの添加により焼結過程でNbのホウ化物が生成し、結
晶粒の異常粒成長が抑制される。Nb含有量が0.1%未
満では添加効果を得られず、2%超ではNbのホウ化物
の生成量が多くなりBrが大きく低下する。Alの含有量
は0.02〜2%とされる。Al含有量が0.02%未満では添
加効果を得られず、2%超ではBrが急激に低下する。C
o含有量は0.3〜5%とされる。Co含有量が0.3%未満
ではキュリー点及び耐食性を向上する効果を得られず、
5%超ではBr及びiHcが大きく低下する。Ga含有量は
0.01〜0.5%とされる。Ga含有量が0.01%未満ではiHc
の向上効果を得られず、0.5%超ではBrの低下が顕著に
なる。Cu含有量は0.01〜1%とされる。Cuの微量添
加はiHcの向上をもたらすが、Cu含有量が1%を超え
ると添加効果は飽和し、Cu含有量が0.01%未満では添
加効果を得られない。また本試験の試料として縦5mm
×横5mm×厚み1mm(磁化方向)の直方体形状のR
−T−B系焼結磁石体を使用した。
【0016】表2において、試験No1或いは試験No
3のものはいずれも熱減磁率が3.5〜3.7の間の値
であって、この熱減磁率は従来行われてきたクロメート
処理にも匹敵するものである。
【0017】
【発明の効果】本発明は上記した構成としたから、人体
や環境に有害なクロムを使わずに、耐食性がクロメート
処理被膜と同等である焼結体の化成処理被膜の形成方法
を提供することができ、またクロメート処理と同等の耐
食性被膜を有する希土類金属磁石を提供することができ
る。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 焼結体の表面あるいは外面に化成被膜を
    形成する焼結体の化成被膜形成方法であって、モリブデ
    ン酸化合物とリン酸水溶液と硝酸ナトリウムから成る化
    成処理液中に浸漬して被膜を形成することを特徴とする
    焼結体の化成被膜形成方法。
  2. 【請求項2】 化成処理液が0.71〜2.83体積%
    のリン酸を含有し、且つ酸性であることを特徴とする請
    求項1記載の焼結体の化成被膜形成方法。
  3. 【請求項3】 モリブデンとリンのモル比が0.38〜
    0.84であることを特徴とする請求項1または2に記
    載の焼結体の化成被膜形成方法。
  4. 【請求項4】 化成処理液が3〜90g/300mLの
    硝酸ナトリウムを含むことを特徴とする請求項1乃至3
    のいずれかに記載の焼結体の化成被膜形成方法。
  5. 【請求項5】 焼結体はR−T−B系焼結磁石体(Rは
    Yを含む希土類元素の少なくとも1種であり、TはFe
    又はFeとCoである)であることを特徴とする請求項
    1に記載の焼結体の化成被膜形成方法。
  6. 【請求項6】 化成処理液に浸漬して化成皮膜を形成し
    た希土類磁石であって、化成処理液はモリブデン酸化合
    物とリン酸水溶液と硝酸ナトリウムから成ることを特徴
    とする化成皮膜を施した希土類磁石。
  7. 【請求項7】 化成処理液が0.71〜2.83体積%
    のリン酸を含有し、且つ酸性であることを特徴とする請
    求項6に記載の化成被膜を施した希土類磁石。
  8. 【請求項8】 モリブデンとリンのモル比が0.38〜
    0.84であることを特徴とする請求項6または7に記
    載の化成被膜を施した希土類磁石。
  9. 【請求項9】 化成処理液が3〜90g/300mLの
    硝酸ナトリウムを含むことを特徴とする請求項6乃至8
    のいずれかに記載の化成被膜を施した希土類磁石。
  10. 【請求項10】 希土類磁石はR−T−B系焼結磁石体
    (RはYを含む希土類元素の少なくとも1種であり、T
    はFe又はFeとCoである)であることを特徴とする
    請求項6乃至9のいずれかに記載の化成被膜を施した希
    土類磁石。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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GB2430682A (en) * 2005-09-30 2007-04-04 Univ Loughborough Insulated magnetic particulate material
CN115161627A (zh) * 2022-06-13 2022-10-11 东莞理工学院 一种镁合金表面转化液及镁合金表面转化膜的制备方法

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