JP2002373822A - 希土類永久磁石の製造方法 - Google Patents
希土類永久磁石の製造方法Info
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Abstract
久磁石の製造方法であって、 R−T−M−B (RはYを含む希土類元素のうち少なくとも一種、Tは
Fe等、MはTi等から選ばれる少なくとも一種の元素
であって、これらの含有量はそれぞれ5wt%≦R≦4
0wt%、50wt%≦T≦90wt%、0wt%≦M
≦8wt%、0.2wt%≦B≦8wt%である。)で
表わされる希土類永久磁石の表面に、Ni等から選ばれ
る金属を少なくとも1種以上含む金属メッキにより、単
層又は多層のメッキ皮膜を形成した後、硝酸等から選ば
れる少なくとも一種以上の酸の水溶液で酸処理すること
を特徴とする希土類永久磁石の製造方法。 【効果】 本発明によれば、表面に金属メッキ皮膜を形
成した希土類系永久磁石を酸処理することにより、表面
清浄度が良好であり、産業上の利用価値が極めて高い希
土類磁石を安価に製造することができる。
Description
皮膜を有し、その表面清浄度が良好な希土類永久磁石の
製造方法に関する。
永久磁石は、そのすぐれた磁気特性のため各種電気製品
やコンピュータの周辺機器等、幅広い分野で多用されて
おり、重要な電気、電子材料である。特にNd−Fe−
B系永久磁石は、Sm−Co系永久磁石に比べて主要元
素であるNdがSmより豊富に存在すること、Coを多
量に使用しないことから原材料費が安価であり、磁気特
性もSm−Co系永久磁石をはるかに凌ぐ極めて優れた
永久磁石である。このため、近年ますますNd−Fe−
B系永久磁石の使用量は増大し、用途も広がりつつあ
る。
分として希土類元素および鉄を含有するため、湿度を帯
びた空気中で短時間の内に容易に酸化するという欠点を
持っている。このため、Nd−Fe−B系永久磁石を磁
気回路に組み込んだ場合、酸化により磁気回路の出力が
低下したり、錆が機器周辺を汚染するという問題があ
る。そこで多くの場合、用途に応じた耐食性被覆が施さ
れ実用に供される。特にハードディスクドライブのボイ
スコイルモータ(VCM)に使用する場合には、信頼性
の高いNiメッキを施すのが標準的である。
Fe−B系永久磁石の表面には、多少の付着物が存在し
ており、この付着物がハードディスクドライブの磁気ヘ
ッドや磁気ディスク上に落下して、記録情報を消去して
しまうことがある。このようなエラーが生じないよう、
ハードディスクドライブのボイスコイルモータに用いる
Nd−Fe−B系永久磁石には、表面の付着物が少な
い、表面清浄度の良好なものが望まれている。従来の水
中における超音波洗浄でも、付着物のある程度の除去は
可能であるが、上記付着物は主としてNd−Fe−B系
磁石の微粒子であり、強い磁気的吸引力で表面に付着し
ているため、十分な除去は難しい。
あり、希土類永久磁石上の付着物を効果的に除去するこ
とにより、表面清浄度の良好な希土類永久磁石を安価に
製造する方法を提供することを目的とする。
発明者は、上記問題を解決するため鋭意検討した結果、
表面に金属メッキ皮膜を形成した希土類系永久磁石を酸
処理することにより、表面清浄度の良好な希土類磁石が
得られることを知見し、本発明を成すに至った。
有する希土類永久磁石の製造方法であって、 R−T−M−B (RはYを含む希土類元素のうち少なくとも一種、Tは
Fe又はFe及びCo、MはTi、Nb、Al、V、M
n、Sn、Ca、Mg、Pb、Sb、Zn、Si、Z
r、Cr、Ni、Cu、Ga、Mo、W、Taから選ば
れる少なくとも一種の元素であって、これらの含有量は
それぞれ5wt%≦R≦40wt%、50wt%≦T≦
90wt%、0wt%≦M≦8wt%、0.2wt%≦
B≦8wt%である。)で表わされる希土類永久磁石の
表面に、Ni、Cu、Cr、Sn、Znから選ばれる金
属を少なくとも1種以上含む金属メッキにより、単層又
は多層のメッキ皮膜を形成した後、硝酸、塩酸、酢酸、
クエン酸、蟻酸、硫酸、フッ化水素酸、過マンガン酸、
しゅう酸、ヒドロキシ酢酸、リン酸、ポリリン酸から選
ばれる少なくとも一種以上の酸の水溶液で酸処理するこ
とを特徴とする希土類永久磁石の製造方法を提供する。
明の希土類永久磁石の製造方法は、永久磁石の表面に金
属メッキ皮膜を形成し、更にこの表面を酸水溶液で処理
するものである。
で表わされる永久磁石(焼結磁石)を製造する。ここ
で、RはYを含む希土類元素、具体的にはY、La、C
e、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、D
y、Ho、Er、Tm、Yb、Luのうちから選ばれる
少なくとも1種の希土類元素であり、特にNdを含むも
のが好適に用いられ、その含有量は5wt%≦R≦40
wt%、好ましくは10wt%≦R≦35wt%であ
る。
その含有量は50wt%≦T≦90wt%、好ましくは
55wt%≦T≦80wt%である。
Sn、Ca、Mg、Pb、Sb、Zn、Si、Zr、C
r、Ni、Cu、Ga、Mo、W、Taから選ばれる少
なくとも一種の元素であり、その含有量は0wt%≦M
≦8wt%、好ましくは0wt%≦M≦5wt%であ
る。
≦B≦8wt%、好ましくは0.5wt%≦B≦5wt
%含有する他、工業生産において不可避な不純物元素、
代表的なものとしてはC、N、O、H、P、S等を含ん
でいる。
ば、以下の方法が挙げられる。まず原料金属を真空又は
不活性ガス、好ましくはAr雰囲気中で溶解して原料合
金を作製する。原料金属としては純希土類元素、希土類
合金、純鉄、フェロボロン、更にはこれらの合金等が使
用可能であり、これら原料金属は、工業生産において不
可避な各種不純物、代表的なものとしてはC、N、O、
H、P、S等を含むものでよい。
は前述の元素を意味する。以下同じ。)の他にαFe、
Rリッチ相、Bリッチ相などが残る場合があり、必要に
応じて溶体化処理を行う。この処理は、真空又は不活性
ガス(Ar等)雰囲気下、700〜1200℃の温度で
1時間以上熱処理すればよい。また、原料合金の作製方
法として、金型鋳造法の他にいわゆるストリップキャス
ト法で作製された薄帯合金も使用することが出来る。
砕と段階的に粉砕される。粉砕の方法としては、従来公
知の方法を用いることができ、例えば、機械的粉砕や、
合金に水素を吸収させて粉砕するいわゆる水素化粉砕で
行なって良い。粉砕された原料合金微粉の平均粒径は
0.5〜20μmの範囲が好ましい。平均粒径0.5μ
m未満では酸化されやすく、磁気特性が低下する恐れが
ある。また、平均粒径20μmを超えると焼結性が悪く
なる場合がある。
レスによって所定の形状に成形され、続いて焼結を行う
ことにより焼結磁石とする。焼結は900〜1200℃
の温度範囲で、真空又は不活性ガス(Ar等)雰囲気下
にて30分以上行う。焼結後、さらに焼結温度以下の低
温(400〜800℃程度)で、真空又は不活性ガス
(Ar等)雰囲気下で30分以上時効熱処理することに
より焼結磁石を得ることができる。
方法だけでなく、その他従来公知の方法を用いることも
できる。例えば2種類の組成の異なる合金粉末を混合、
焼結して高性能希土類永久磁石を製造する、いわゆる2
合金法(例えば、特許第2853838号公報、特許第
2853839号公報、特開平5−21218号公報、
特開平5−21219号公報、特開平5−74618号
公報、特開平5−182814号公報に記載の方法)を
用いてもよい。この方法によれば、磁性体構成相の種
類、特性等を考慮して2種類の合金の組成を決定し、こ
れらを組み合わせることにより、高残留磁束密度と高保
磁力、さらに高エネルギー積を有するバランスのとれた
高性能希土類永久磁石を製造することができる。
避な不純物元素、代表的なものとしてはC、N、O、
H、P、S等が含まれるが、その含有率の総和は2wt
%以下であることが望ましい。2wt%を超えると永久
磁石中の非磁性成分が多くなって残留磁束密度が小さく
なる場合がある。また、焼結中に希土類元素がこれら不
純物と反応してしまうため、焼結不良となり、保磁力が
低くなる場合がある。不純物含有率の総和は低ければ低
いほど残留磁束密度、保磁力ともに高くなり好ましい。
加工された後、その表面にNi、Cu、Cr、Sn、Z
nの中から選ばれる少なくとも1種以上の金属メッキに
より単層又は多層のメッキ皮膜が形成される。メッキの
方法としては、電解メッキ、無電解メッキのいずれを用
いても良く、公知の組成のメッキ液を使用することがで
きる。多層メッキの場合には、電解メッキ、無電解メッ
キを併用することも可能である。また、光沢メッキ、無
光沢メッキのいずれも使用可能である。上記電気メッキ
及び無電解メッキの方法としては、形成する金属種毎に
条件を整えた従来公知の方法が利用できる。
膜厚は、1μm以上、40μm以下、特に2μm以上、
35μm以下が望ましく、更に好ましくは5μm以上、
30μm以下である。厚さが1μm未満では磁石の耐食
性が不十分となったり、メッキ膜にピンホールが出来る
可能性が高くなり、後述する酸水溶液への浸漬でメッキ
膜下の磁石が腐食する恐れがある。厚さが40μmを超
えると、外観形状が同一であっても、使用できる希土類
永久磁石の体積が小さくなるため、磁石使用上問題があ
る場合がある。
磁石に酸処理を施す。酸処理は、硝酸、塩酸、酢酸、ク
エン酸、蟻酸、硫酸、フッ化水素酸、過マンガン酸、し
ゅう酸、ヒドロキシ酢酸、リン酸、ポリリン酸の中から
選ばれる少なくとも一種以上の酸の水溶液に浸漬するこ
とにより実施される。酸として特に硝酸、酢酸、クエン
酸、蟻酸を用いることが好ましい。用いる酸水溶液の濃
度は0.05モル/リットル以上、2モル/リットル以
下、特に0.06モル/リットル以上、1.5モル/リ
ットル以下が望ましく、更に好ましくは0.08モル/
リットル以上、1モル/リットル以下が好ましい。濃度
が0.05モル/リットル未満では付着物の除去が不十
分となることがある。また、濃度が2モル/リットルを
超えると、酸がメッキ膜の一部を腐食して外観が変化し
たり、場合によっては耐食性が悪くなる恐れがあるい。
後述の浸漬時間にもよるが、10℃以上、70℃以下、
特に15℃以上、60℃以下が好ましい。10℃未満の
酸水溶液では付着物の除去が不十分となる場合がある。
また、70℃を超えると以上では、酸がメッキ膜の一部
を腐食して外観が変化したり、場合によっては耐食性が
悪くなる恐れがある。
濃度や温度にもよるが、10秒以上、30分以下、特に
15秒以上、20分以下が好ましい。10秒未満では付
着物の溶解が不十分で効果が少ない場合がある。また、
30分を超えると浸漬はメッキ膜にダメージを与える恐
れがある。
方法で洗浄してもよい。
着物が少ない希土類磁石を得ることができる。
具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるもの
ではない。
より重量比で、32Nd−1.2B−59.8Fe−7
Coなる組成の鋳塊を作製した。この鋳塊をジョウクラ
ッシャーで粗粉砕し、更に窒素ガスによるジェットミル
で微粉砕を行なって平均粒径が3.5μmの微粉末を得
た。
された金型内に充填し1.0t/cm2の圧力で成形し
た。次いで真空中1100℃、2時間で焼結し、さらに
550℃で1時間時効処理を施した。得られた永久磁石
を扁平形状に加工後、電気メッキによりNiメッキ皮膜
(平均膜厚20μm)で表面を被覆して試験用磁石とし
た。
ル、40℃の硝酸水溶液に1分間浸漬した後、水洗、超
音波洗浄を施した。この磁石を温風にて乾燥した後、導
電性粘着テープを貼り付け、はがすことにより磁石表面
の付着物をテープ上に採取した。このテープ上の付着物
をSEMで観察し、粒径が1μm以上の付着物の数をカ
ウントしたところ、平均で0.1個/cm2であった。
外観については変化がなかった。
を行わなかった以外は実施例1と同様の方法により試験
用磁石を得た。この磁石を実施例1と同様の方法により
付着物の数をカウントしたところ、平均で3個/cm2
であった。外観については変化がなかった。
より得た試験用磁石を、表1に示した濃度の硝酸水溶液
(40℃)に1分間浸漬した後、水洗、超音波洗浄し、
実施例1と同様の方法により付着物の数をカウントし
た。また、外観を目視にて観察した。
を形成した希土類系永久磁石を酸処理することにより、
表面清浄度が良好であり、産業上の利用価値が極めて高
い希土類磁石を安価に製造することができる。
Claims (3)
- 【請求項1】 表面に金属メッキ皮膜を有する希土類永
久磁石の製造方法であって、 R−T−M−B (RはYを含む希土類元素のうち少なくとも一種、Tは
Fe又はFe及びCo、MはTi、Nb、Al、V、M
n、Sn、Ca、Mg、Pb、Sb、Zn、Si、Z
r、Cr、Ni、Cu、Ga、Mo、W、Taから選ば
れる少なくとも一種の元素であって、これらの含有量は
それぞれ5wt%≦R≦40wt%、50wt%≦T≦
90wt%、0wt%≦M≦8wt%、0.2wt%≦
B≦8wt%である。)で表わされる希土類永久磁石の
表面に、Ni、Cu、Cr、Sn、Znから選ばれる金
属を少なくとも1種以上含む金属メッキにより、単層又
は多層のメッキ皮膜を形成した後、硝酸、塩酸、酢酸、
クエン酸、蟻酸、硫酸、フッ化水素酸、過マンガン酸、
しゅう酸、ヒドロキシ酢酸、リン酸、ポリリン酸から選
ばれる少なくとも一種以上の酸の水溶液で酸処理するこ
とを特徴とする希土類永久磁石の製造方法。 - 【請求項2】 酸水溶液の濃度が、0.05モル/リッ
トル以上、2モル/リットル以下であることを特徴とす
る請求項1記載の希土類永久磁石の製造方法。 - 【請求項3】 メッキ皮膜の平均膜厚が1〜40μmで
あることを特徴とする請求項1又は2記載の希土類永久
磁石の製造方法。
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