JP2005210135A - Bonded structure and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁石と鉄製部材を接着剤を介して接合した接合構造物及びその製造方法と、該接合構造物が組み込まれた回転機器及び光ピックアップ装置とに、関する。 The present invention relates to a bonded structure in which a magnet and an iron member are bonded via an adhesive, a method for manufacturing the bonded structure, and a rotating device and an optical pickup device in which the bonded structure is incorporated.
Nd−Fe−B系磁石は、磁気特性が高いこと、主要材料であるFeが豊富で安価であること、希土類であるNdがSmに比べて資源的に有利で安価なこと、供給が不安定で高価なCoを使用しないこと、などの理由から、近年では、Sm−Co系磁石に代わり希土類磁石の主流となっている。 Nd-Fe-B magnets have high magnetic properties, abundant and inexpensive Fe as the main material, Nd as a rare earth is more advantageous and cheaper than Sm, and supply is unstable In recent years, rare earth magnets have become the mainstream in place of Sm—Co based magnets because they do not use expensive Co.
Nd−Fe−B系磁石は、このままで使用すると一般の鉄鋼材質と比較して非常に腐食し易いという欠点を有していることから、さまざまな表面処理が施されてきた。 Since Nd—Fe—B magnets have the disadvantage that they are very susceptible to corrosion when used as they are, they have been subjected to various surface treatments.
Nd−Fe−B系磁石の防錆処理は、安価で耐食性に優れるニッケルメッキが広く採用されている。そして、磁石表面のニッケルメッキ上に接着剤を介して他の部材を固定して使用される。この種の接着剤には、エポキシ系接着剤や嫌気性アクリル系接着剤を使用することが多く、特に嫌気性アクリル系接着剤は作業性が良く、硬化温度が低いため熱減磁が少ないことから、好んで選定されることが多い。 Nickel plating that is inexpensive and excellent in corrosion resistance is widely used for rust prevention treatment of Nd—Fe—B magnets. And it fixes and uses another member via the adhesive agent on the nickel plating of the magnet surface. Epoxy adhesives and anaerobic acrylic adhesives are often used for this type of adhesive, and especially anaerobic acrylic adhesives have good workability and low thermal demagnetization due to low curing temperature. Therefore, it is often selected.
しかしながら、嫌気性アクリル系接着剤は、鉄や銅に対しては活性が高く、その結果、迅速に反応するのに対し、被着体がニッケルである場合、反応性が乏しいという欠点がある。ニッケルを代表とする反応不活性な被着体を接着する場合、接着面に活性剤(プライマー)処理を施すが、小物形状の場合は作業性が著しく低下して嫌気性アクリル系接着剤の長所を生かせないのみならず、接着工程におけるコストアップの要因となっていた。 However, anaerobic acrylic adhesives are highly active against iron and copper, and as a result, react quickly, whereas when the adherend is nickel, there is a drawback that the reactivity is poor. When adhering reaction-inactive adherends such as nickel, the adhesive surface is treated with an activator (primer), but in the case of small shapes, the workability is significantly reduced and the advantages of anaerobic acrylic adhesives In addition to not being able to make the most of it, it has been a factor in increasing costs in the bonding process.
ところで、鉄鋼やアルミニウムの塗装下地処理として、リン酸亜鉛処理が広く採用されている。鉄鋼やアルミニウムにリン酸亜鉛処理を施した場合、その表面にリン酸塩の結晶が被膜として析出して塗装被膜の密着性が向上することが知られている。 By the way, zinc phosphate treatment has been widely adopted as a coating base treatment for steel and aluminum. It is known that when zinc phosphate treatment is applied to steel or aluminum, phosphate crystals are deposited on the surface of the steel or aluminum as a film, thereby improving the adhesion of the paint film.
しかしながら、こうした鉄鋼やアルミニウムの塗装下地処理に用いられている技術を、そのままニッケルメッキに適用した場合、ニッケルの耐食性が優れているため処理溶液中で十分に反応せず、リン酸塩の結晶が表面に析出しなかった。 However, when the technology used for the coating surface treatment of steel and aluminum is applied to nickel plating as it is, it does not react sufficiently in the treatment solution due to the excellent corrosion resistance of nickel, and phosphate crystals are not formed. It did not precipitate on the surface.
なお、特許文献1では、Nd−Fe−B系磁石本体表面に形成されたニッケルメッキ膜の表面を、フッ化物を含む酸を用いて予め活性化させた後、さらにフッ化物を含むリン酸亜鉛溶液で処理して、前記ニッケルメッキ膜表面に膜厚0.1〜10μmのリン酸亜鉛被膜を形成し、このようなリン酸亜鉛被膜の効果により、ニッケルメッキ膜表面の接着性を改善する方法が開示してある。ここでは、フッ化物がニッケルメッキ表面を強制的に溶解し、活性化させるため、ニッケルメッキ上にリン酸亜鉛の結晶が被膜として形成されており、接着強度が改善されている。
In
しかしながら、特許文献1に記載の方法によると、フッ化物を含む酸による前処理(活性化処理)の状態により接着強度が大きく変化することがあり、また、リン酸亜鉛被膜の膜厚制御が困難という欠点もあり、生産レベルで安定した接着強度を得ることが困難であった。このため、生産レベルで安定した接着強度が得られ、接着作業の効率化を実現できる技術の開発が望まれていた。
本発明の目的は、ニッケルメッキ膜に対して反応不活性な接着剤の硬化不良を効果的に解消し、接着強度のバラツキが小さく、しかも大きな接着強度を得ることができ、接着作業の効率化を実現できる磁石を用いた接合構造物及びその製造方法と、該接合構造物が組み込まれた回転機器及び光ピックアップ装置とを、提供することである。 The purpose of the present invention is to effectively eliminate the curing failure of a reaction-inactive adhesive with respect to the nickel plating film, to reduce the adhesive strength variation, and to obtain a large adhesive strength, and to improve the efficiency of the bonding operation. It is providing the joining structure using the magnet which can implement | achieve, and its manufacturing method, and the rotating apparatus and optical pick-up apparatus in which this joining structure was incorporated.
本発明者等は、磁石本体表面に形成されたニッケルメッキ膜の表面を、特定組成の処理液を用いてリン酸塩処理を行うことにより、前記ニッケルメッキ膜表面に形成されるリン酸塩被膜の厚み制御が容易となり、その結果、ニッケルメッキ膜表面の接着性改善を生産レベルで安定して行うことができ、接着作業の効率化を実現できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
本発明に係る接合構造物は、希土類元素を含む磁石本体と、前記磁石本体の表面に形成されたニッケルメッキ膜からなる保護膜と、前記保護膜の表面に形成された0.1μm未満の厚みを持つリン酸塩被膜とを有する磁石の前記リン酸塩被膜側に、接着剤を介して、鉄製部材を接合してある。
The present inventors perform a phosphate treatment on the surface of the nickel plating film formed on the surface of the magnet main body using a treatment liquid having a specific composition, thereby forming a phosphate film formed on the surface of the nickel plating film. As a result, it was found that the adhesion of the nickel plating film surface can be stably improved at the production level, and that the efficiency of the bonding operation can be realized, and the present invention has been completed.
A bonded structure according to the present invention includes a magnet body containing a rare earth element, a protective film made of a nickel plating film formed on the surface of the magnet body, and a thickness of less than 0.1 μm formed on the surface of the protective film. An iron member is bonded to the phosphate coating side of the magnet having a phosphate coating having an adhesive via an adhesive.
本発明に係る接合構造物に用いられる磁石の製造方法は、希土類元素を含む磁石本体の表面に、電気メッキを行い、ニッケルメッキ膜からなる保護膜を形成する工程と、
前記保護膜の表面に、フッ化物を含まない処理液を用いてリン酸塩処理を行い、リン酸塩被膜を形成する工程とを有する。
A method of manufacturing a magnet used for a bonded structure according to the present invention includes a step of performing electroplating on the surface of a magnet body containing a rare earth element to form a protective film made of a nickel plating film,
Forming a phosphate coating on the surface of the protective film by performing a phosphate treatment using a treatment liquid not containing fluoride.
好ましくは、前記処理液のpHが、4以下である。 Preferably, the pH of the treatment liquid is 4 or less.
好ましくは、前記リン酸塩処理の処理温度が、20〜50℃である。 Preferably, the treatment temperature of the phosphate treatment is 20 to 50 ° C.
好ましくは、前記処理液には、硝酸イオンが2〜30g/lの割合で含有してある。 Preferably, the treatment liquid contains nitrate ions at a rate of 2 to 30 g / l.
好ましくは、前記保護膜を形成する前に、前記磁石本体の表面に、アルカリ溶液を用いて脱脂処理を行い、酸による化学エッチングを施し、前記磁石本体の表面を清浄化する第1前処理工程を有する。 Preferably, before forming the protective film, the surface of the magnet body is degreased using an alkaline solution and subjected to chemical etching with an acid to clean the surface of the magnet body. Have
好ましくは、前記リン酸塩被膜を形成する前に、前記保護膜の表面に、アルカリ溶液を用いて脱脂処理を行い、洗浄する第2前処理工程を有する。 Preferably, the method includes a second pretreatment step in which the surface of the protective film is degreased using an alkaline solution and washed before the phosphate coating is formed.
アルカリの一例としてのNaOHは、安価で、入手しやすく、しかも脱脂効果が高いため、これを主成分とするアルカリ溶液を用いることが好ましい。 Since NaOH as an example of alkali is inexpensive, easily available, and has a high degreasing effect, it is preferable to use an alkaline solution containing this as a main component.
好ましくは、前記リン酸塩被膜を形成した後に、磁石本体をアルコール浸漬して風乾する。 Preferably, after the phosphate coating is formed, the magnet body is immersed in alcohol and air-dried.
本発明に係る接合構造物に用いられる磁石は、希土類元素を含む磁石本体と、
前記磁石本体の表面に形成されたニッケルメッキ膜からなる保護膜と、
前記保護膜の表面に形成された0.1μm未満の厚みを持つリン酸塩被膜とを有する。
The magnet used in the joint structure according to the present invention includes a magnet body containing a rare earth element,
A protective film made of a nickel plating film formed on the surface of the magnet body;
And a phosphate film having a thickness of less than 0.1 μm formed on the surface of the protective film.
好ましくは、前記リン酸塩被膜が、フッ化物を含まない処理液を用いてリン酸塩処理して形成される。 Preferably, the phosphate coating is formed by phosphating using a treatment liquid not containing fluoride.
好ましくは、前記磁石本体と保護膜との間に形成された、銅を主成分とする下地層をさらに有する。 Preferably, it further has an underlayer mainly composed of copper formed between the magnet body and the protective film.
共通事項
前記リン酸塩としては、リン酸錫、リン酸鉄、リン酸マンガン、リン酸亜鉛、リン酸亜鉛カルシウムなどが例示される。
Common Items Examples of the phosphate include tin phosphate, iron phosphate, manganese phosphate, zinc phosphate, and zinc calcium phosphate.
前記磁石本体としては、本発明では希土類元素を含んでいれば特に限定されないが、R(ただし、RはYを含む希土類元素の一種以上)、TM(ただし、TMはFeを主成分とする遷移元素)およびBを含むR−TM−B系希土類磁石である場合に、特に効果が大きい。R−TM−B系希土類磁石の代表例が、Nd−Fe−B系希土類磁石である。 The magnet body is not particularly limited as long as it contains a rare earth element in the present invention, but R (where R is one or more of rare earth elements including Y), TM (where TM is a transition mainly composed of Fe). The effect is particularly great in the case of an R-TM-B rare earth magnet containing (element) and B. A typical example of the R-TM-B rare earth magnet is an Nd-Fe-B rare earth magnet.
本発明に係る接合構造物に用いられる磁石では、ニッケルメッキ膜からなる保護膜の表面にリン酸塩被膜を0.1μm未満と極めて薄く形成することにより、前記リン酸塩被膜にかかる内部応力を小さくできる。このため、この極薄のリン酸塩被膜の上に、たとえば嫌気性アクリル系接着剤などの各種接着剤を接着しても、前記リン酸塩被膜が破壊されるおそれは極めて少ない。一方、リン酸塩被膜の厚みが0.1μm未満であっても、破壊されずに、均一に被膜が形成され、安定した接着強度を得ることが期待できる。
すなわち、本発明に係る接合構造物では、リン酸塩被膜の厚みを極めて薄く形成することにより、当該リン酸塩被膜の内部応力による破壊を防止して厚みの均一化を確保し、その結果、ニッケルメッキ膜に対して反応不活性な各種接着剤(たとえば嫌気性アクリル系接着剤)の硬化阻害を効果的に抑制でき、接着作業の効率化を実現できる。
In the magnet used for the bonded structure according to the present invention, the internal stress applied to the phosphate coating is reduced by forming the phosphate coating as very thin as less than 0.1 μm on the surface of the protective film made of a nickel plating film. Can be small. For this reason, even if various adhesives, such as an anaerobic acrylic adhesive, are adhered to the ultrathin phosphate coating, there is very little possibility that the phosphate coating is destroyed. On the other hand, even if the thickness of the phosphate coating is less than 0.1 μm, it can be expected that the coating is uniformly formed without being broken and a stable adhesive strength is obtained.
That is, in the bonded structure according to the present invention, by forming the thickness of the phosphate coating extremely thin, it prevents destruction due to internal stress of the phosphate coating and ensures uniform thickness, and as a result, Curing inhibition of various adhesives that are inactive to the nickel plating film (for example, anaerobic acrylic adhesives) can be effectively suppressed, and the efficiency of the bonding operation can be realized.
本発明に係る接合構造物に用いられる磁石の製造方法では、希土類元素を含む磁石本体の表面に形成されたニッケルメッキ膜からなる保護膜の表面にリン酸塩被膜を形成するに際し、フッ化物を含まない処理液を用いてリン酸塩処理を行う。このため、リン酸塩被膜の膜厚制御が容易となり、厚みが0.1μm未満のリン酸塩被膜を生産レベルで安定して形成することができる。 In the manufacturing method of the magnet used for the joined structure according to the present invention, when forming the phosphate coating on the surface of the protective film made of a nickel plating film formed on the surface of the magnet body containing the rare earth element, fluoride is used. Phosphate treatment is performed using a treatment solution not contained. For this reason, it becomes easy to control the thickness of the phosphate coating, and a phosphate coating having a thickness of less than 0.1 μm can be stably formed at the production level.
上記磁石を用いた本発明の接合構造物は、特に限定されないが、各種産業用回転機器、民生用回転機器、光ピックアップ装置などに組み込まれて使用される。 Although the joining structure of the present invention using the magnet is not particularly limited, it is used by being incorporated in various industrial rotating devices, consumer rotating devices, optical pickup devices and the like.
産業用回転機器としては、自動車やオートバイなどに使用される各種モータ;工作機械の駆動系などが例示される。民生用回転機器としては、VTR、CD、MD、DVD、カセットステレオなどに使用される各種モータ;OA機器(コンピュータ、プリンタ、複写機など)のモータなどが例示される。 Examples of industrial rotating equipment include various motors used in automobiles, motorcycles, etc .; drive systems for machine tools, and the like. Examples of consumer rotating devices include various motors used for VTRs, CDs, MDs, DVDs, cassette stereos, and the like; motors for OA devices (computers, printers, copiers, etc.), and the like.
光ピックアップ装置は、記録媒体である光ディスクに情報を記録再生するためのものであり、一般に、対物レンズを光ディスクのトラッキング方向やフォーカス方向に移動させる対物レンズ駆動装置と、取り付け台上に光源や受光部などが設けられ、対物レンズを介して、光ディスクにレーザ光を投射し、その反射光を検出する光学系ブロックと、から構成される。上記磁石を用いた本発明の接合構造物が光ピックアップ装置に組み込まれる場合、上記磁石を用いた本発明の接合構造物は、対物レンズ駆動装置の構成部材である磁気回路に用いられる。 An optical pickup device is for recording and reproducing information on an optical disk as a recording medium. In general, an optical pickup device moves an objective lens in a tracking direction or a focus direction of the optical disc, and a light source or a light receiving device on a mounting base. And an optical system block for projecting laser light onto the optical disc via the objective lens and detecting the reflected light. When the bonding structure of the present invention using the magnet is incorporated in an optical pickup device, the bonding structure of the present invention using the magnet is used in a magnetic circuit that is a constituent member of the objective lens driving device.
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき詳細に説明する。
図1は本発明の接合構造物に用いられる磁石の一実施形態に係る永久磁石を示す概略断面図、図2は実施例1、比較例1および比較例5のそれぞれの永久磁石サンプルについて、硬化時間と接着強度との関係を示すグラフである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a permanent magnet according to an embodiment of a magnet used in the bonded structure of the present invention, and FIG. 2 shows the hardening of each permanent magnet sample of Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 5. It is a graph which shows the relationship between time and adhesive strength.
本発明に係る接合構造物は、磁石と鉄製部材(鉄板など)を接着剤(嫌気性アクリル系接着剤など)を介して接合して構成され、各種産業用回転機器、民生用回転機器、光ピックアップ装置などに組み込まれて使用される。
本実施形態では、前記磁石として、図1に示す永久磁石2を例示して説明する。
永久磁石
図1に示すように、本実施形態に係る永久磁石2は、磁石本体4の表面に保護膜6が形成してある。保護膜6の表面には、リン酸塩被膜8が形成してある。
The joining structure according to the present invention is configured by joining a magnet and an iron member (such as an iron plate) via an adhesive (such as an anaerobic acrylic adhesive), and various industrial rotating devices, consumer rotating devices, optical Used in a pickup device or the like.
In the present embodiment, the
permanent magnet
As shown in FIG. 1, the
磁石本体
磁石本体4は、本実施形態では、R(ただし、RはYを含む希土類元素の一種以上)、TM(ただし、TMはFeを主成分とする遷移元素)およびBを含むR−TM−B系希土類磁石である。
In this embodiment, the magnet body 4 is an R-TM containing R (where R is one or more of rare earth elements including Y), TM (where TM is a transition element mainly composed of Fe), and B. -B type rare earth magnet.
R、TMおよびBの含有量は、5.5原子%≦R≦30原子%、42原子%≦TM≦90原子%、2原子%≦B≦28原子%、であることが好ましい。 The contents of R, TM and B are preferably 5.5 atomic% ≦ R ≦ 30 atomic%, 42 atomic% ≦ TM ≦ 90 atomic%, 2 atomic% ≦ B ≦ 28 atomic%.
希土類元素Rとしては、Nd,Pr,Ho,Tbのうち少なくとも1種、あるいはさらに、La,Sm,Ce,Gd,Er,Eu,Pm,Tm,Yb,Yのうち1種以上を含むものが好ましい。 The rare earth element R includes at least one of Nd, Pr, Ho, and Tb, or further includes one or more of La, Sm, Ce, Gd, Er, Eu, Pm, Tm, Yb, and Y. preferable.
なお、Rとして2種以上の元素を用いる場合、原料としてミッシュメタル等の混合物を用いることもできる。 In addition, when using 2 or more types of elements as R, mixtures, such as a misch metal, can also be used as a raw material.
Rの含有量は、5.5〜30原子%であることが好ましい。Rの含有量が少なすぎると、磁石の結晶構造がα−鉄と同一構造の立方晶組織となるため、高い保磁力(iHc)が得られず、多すぎると、Rリッチな非磁性相が多くなり、残留磁束密度(Br)が低下する。 The content of R is preferably 5.5 to 30 atomic%. If the R content is too low, the crystal structure of the magnet becomes a cubic structure having the same structure as that of α-iron, so that a high coercive force (iHc) cannot be obtained. The residual magnetic flux density (Br) is decreased.
TMの含有量は42〜90原子%であることが好ましい。TMの含有量が少なすぎると、Brが低下し、多すぎると、iHcが低下する。なお、Feの一部をCoで置換することにより、磁気特性を損うことなく温度特性を改善することができる。この場合、Co置換量がFeの50%を超えると磁気特性が劣化するため、Co置換量は50%以下とすることが好ましい。 The TM content is preferably 42 to 90 atomic%. If the TM content is too low, Br decreases, and if it is too high, iHc decreases. Note that by replacing part of Fe with Co, the temperature characteristics can be improved without deteriorating the magnetic characteristics. In this case, if the Co substitution amount exceeds 50% of Fe, the magnetic properties deteriorate, so the Co substitution amount is preferably 50% or less.
Bの含有量は、2〜28原子%であることが好ましい。Bの含有量が少なすぎると、磁石の結晶構造が菱面体組織となるためiHcが不十分であり、多すぎると、Bリッチな非磁性相が多くなるため、Brが低下する。 The content of B is preferably 2 to 28 atomic%. If the B content is too small, the crystal structure of the magnet has a rhombohedral structure, so iHc is insufficient, and if it is too large, the B-rich nonmagnetic phase increases, so Br decreases.
また、R、TMおよびBの他、不可避的不純物として、Ni,Si,Al,Cu,Ca等が全体の3原子%以下含有されていてもよい。 In addition to R, TM and B, Ni, Si, Al, Cu, Ca, etc. may be contained as unavoidable impurities in an amount of 3 atomic% or less.
さらに、Bの一部を、C,P,S,Cuのうちの1種以上で置換することにより、生産性の向上および低コスト化が実現できる。この場合、置換量は全体の4原子%以下であることが好ましい。また、保磁力の向上、生産性の向上、低コスト化のために、Al,Ti,V,Cr,Mn,Bi,Nb,Ta,Mo,W,Sb,Ge,Sn,Zr,Ni,Si,Hf等の1種以上を添加してもよい。この場合、添加量は総計で10原子%以下とすることが好ましい。 Furthermore, by replacing a part of B with one or more of C, P, S, and Cu, productivity can be improved and cost can be reduced. In this case, the amount of substitution is preferably 4 atomic% or less. In addition, Al, Ti, V, Cr, Mn, Bi, Nb, Ta, Mo, W, Sb, Ge, Sn, Zr, Ni, Si are used to improve coercive force, improve productivity, and reduce costs. , Hf or the like may be added. In this case, the total amount added is preferably 10 atomic% or less.
本実施形態における磁石本体4は、実質的に正方晶系の結晶構造の主相を有する。この主相の粒径は、1〜100μm程度であることが好ましい。そして、通常、体積比で1〜50%の非磁性相を含むものである。 The magnet body 4 in this embodiment has a main phase with a substantially tetragonal crystal structure. The particle size of the main phase is preferably about 1 to 100 μm. And it usually contains 1-50% nonmagnetic phase by volume ratio.
保護膜
保護膜6は、電気メッキ法により形成されたメッキ膜で構成される。メッキ膜はニッケルを主成分として含有することが好ましい。ニッケルを主成分とすることにより、保護膜6の強度を高め、優れた防錆効果を発揮できる。
The protective film protective film 6 is composed of a plating film formed by electroplating. The plating film preferably contains nickel as a main component. By using nickel as a main component, the strength of the protective film 6 can be increased and an excellent antirust effect can be exhibited.
保護膜6としては、磁石本体4の寸法・形状に応じてラックメッキ、またはバレルメッキが適宜選択される。電気メッキ法により形成されたニッケルメッキ膜からなる保護膜6は、優れた耐食性を得るために無欠陥である必要があることから、保護膜6の厚みT1は、好ましくは10〜30μm、より好ましくは10〜20μm程度である。 As the protective film 6, rack plating or barrel plating is appropriately selected according to the size and shape of the magnet body 4. Since the protective film 6 made of a nickel plating film formed by electroplating needs to be defect-free in order to obtain excellent corrosion resistance, the thickness T1 of the protective film 6 is preferably 10 to 30 μm, more preferably Is about 10 to 20 μm.
なお、保護膜6を構成するニッケルメッキ膜の種類により、接着性が大幅に変化することはない。しかしながら、磁石本体4と保護膜6との界面にかかる応力の集中を低減させて、接着強度をより高めるためには、磁石本体4と保護膜6との間に下地層(図示省略)をさらに有することが好ましい。下地層は、Cuを主成分として含有することが好ましい。このような下地層を設けた場合に、接着後の磁石体に荷重がかかったときに、Cuが柔らかいために磁石体との界面の一カ所に応力が集中することを抑制する働きがあり、接着強度が向上する。下地層の厚みは、特に限定されないが、好ましくは5〜10μm程度である。 Note that the adhesiveness does not change significantly depending on the type of nickel plating film constituting the protective film 6. However, in order to reduce the concentration of stress applied to the interface between the magnet body 4 and the protective film 6 and increase the adhesive strength, an underlayer (not shown) is further provided between the magnet body 4 and the protective film 6. It is preferable to have. The underlayer preferably contains Cu as a main component. When such a base layer is provided, when a load is applied to the magnet body after bonding, there is a function of suppressing stress concentration at one place on the interface with the magnet body because Cu is soft, Adhesive strength is improved. The thickness of the underlayer is not particularly limited, but is preferably about 5 to 10 μm.
リン酸塩被膜
リン酸塩被膜8は、リン酸塩処理により形成される。リン酸塩被膜8の厚みT2は、本実施形態では、0.1μm未満、好ましくは0.01μm以下である。リン酸塩が厚く積層すると、リン酸塩被膜8にかかる内部応力が大きくなり、接着試験を行うと、リン酸塩被膜8が簡単に破壊される。また、接着剤の硬化条件によってはリン酸塩の結晶水が蒸発し、リン酸塩被膜8にクラックが生じることがある。被膜8の厚みT2を0.1μm未満とすることにより、リン酸塩被膜8が結晶構造として顕微鏡で観察できないレベルとなり、厚膜で生じていた不具合が払拭される。
Phosphate coating The
なお、リン酸塩被膜8が及ぼす接着強度向上効果、特に嫌気性アクリル系接着剤に対する硬化性の向上は、保護膜6の表面にリン酸塩被膜8が存在すれば発現するため、リン酸塩被膜8の厚みT2の下限は、0.001μm程度、好ましくは0.005μm程度である。
The effect of improving the adhesive strength exerted by the
永久磁石の製造方法
次に、本実施形態に係る永久磁石2の製造方法の一例を説明する。
Method for Manufacturing Permanent Magnet Next, an example of a method for manufacturing the
(1)まず、磁石本体を製造する。磁石本体4の製造には、粉末冶金法を用いることが好ましい。粉末冶金法による磁石本体4の製造は、以下のようにして行われる。 (1) First, a magnet body is manufactured. For the production of the magnet body 4, it is preferable to use a powder metallurgy method. Manufacture of the magnet body 4 by the powder metallurgy method is performed as follows.
まず、所望の組成の合金を、鋳造法やストリップキャスト法などの各種合金製造プロセスを用いて作製する。次いで、得られた合金を、ジョークラッシャー、ブラウンミル、スタンプミルなどの粗粉砕機を用いて10〜100μm程度の粒径に粗粉砕した後、ジェットミル、アトライターなどの微粉砕機により0.5〜5μm程度の粒径に微粉砕する。次いで、得られた粉末を、好ましくは磁場中にて成型する。成型時の磁場強度は、好ましくは600kA/m以上である。成型圧力は、好ましくは0.5〜5ton/cm2 程度である。次いで、得られた成型体を、1000〜1200℃で0.5〜10時間、焼結し、急冷する。焼結時の雰囲気は、Arガス等の不活性ガスであることが好ましい。この後、好ましくは不活性ガス雰囲気中で500〜900℃にて1〜5時間、熱処理(時効処理)を行う。 First, an alloy having a desired composition is produced using various alloy manufacturing processes such as a casting method and a strip casting method. Next, the obtained alloy is coarsely pulverized to a particle size of about 10 to 100 μm using a coarse pulverizer such as a jaw crusher, brown mill, stamp mill, etc. Finely pulverize to a particle size of about 5-5 μm. The resulting powder is then preferably molded in a magnetic field. The magnetic field strength at the time of molding is preferably 600 kA / m or more. The molding pressure is preferably about 0.5 to 5 ton / cm 2 . Next, the obtained molded body is sintered at 1000 to 1200 ° C. for 0.5 to 10 hours and rapidly cooled. The atmosphere during sintering is preferably an inert gas such as Ar gas. Thereafter, heat treatment (aging treatment) is preferably performed in an inert gas atmosphere at 500 to 900 ° C. for 1 to 5 hours.
製造された磁石本体4は、たとえばRがNdである場合に、特に磁気特性に優れるが、C軸と垂直な方向に負の膨張係数を有することが知られている。 It is known that the manufactured magnet body 4 is excellent in magnetic characteristics particularly when R is Nd, but has a negative expansion coefficient in a direction perpendicular to the C axis.
(2)次に、得られた磁石本体4の表面を脱脂処理した後、酸による化学エッチングを施し、前記磁石本体4の表面を清浄化する(第1前処理)。この第1前処理は、本発明では任意の処理であるが、脱脂処理を行うことにより磁石本体4の表面の汚れを除去でき、確実に保護膜6を形成できるメリットがある。なお、脱脂処理前に、磁石本体4の表面のバリなどを取り除くため、バレル研磨を行ってもよい。 (2) Next, after degreasing the surface of the obtained magnet body 4, chemical etching with an acid is performed to clean the surface of the magnet body 4 (first pretreatment). Although this first pretreatment is an arbitrary treatment in the present invention, there is an advantage that the surface of the magnet body 4 can be removed by performing the degreasing treatment, and the protective film 6 can be reliably formed. In addition, in order to remove the burr | flash etc. of the surface of the magnet main body 4 before a degreasing process, you may perform barrel grinding | polishing.
脱脂処理で用いる脱脂液は、通常の鉄鋼用に使用されているものであれば特に限定されない。一般にNaOHを主成分として、その他添加剤は特定するものでない。 The degreasing liquid used in the degreasing treatment is not particularly limited as long as it is used for ordinary steel. Generally, NaOH is the main component and other additives are not specified.
化学エッチングで使用する酸としては、硝酸を用いることが好ましい。一般の鋼材にメッキ処理を施す場合、塩酸、硫酸等の非酸化性の酸が用いられることが多い。しかし、本実施形態での磁石本体4のように、磁石本体が希土類元素を含む場合には、これらの酸を用いて処理を行うと、酸により発生する水素が磁石本体の表面に吸蔵され、吸蔵部位が脆化して多量の粉状未溶解物が発生する。この粉状未溶解物は、表面処理後の面粗れ、欠陥および密着不良を引き起こすため、上述した非酸化性の酸を化学エッチング処理液に含有させないことが好ましい。したがって、水素の発生が少ない酸化性の酸である硝酸を用いることが好ましく、さらにアルドン酸またはその塩が同時に含有されているのが表面に目視で確認不可なレベルの凹凸が形成され、塗膜の密着力が向上するのでより一層好ましい。なお、このような密着性の向上は、アルドン酸またはその塩によって選択的に実現し、他の有機酸、例えばクエン酸、酒石酸等では実現しない。 Nitric acid is preferably used as the acid used in the chemical etching. When plating a general steel material, non-oxidizing acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid are often used. However, as in the case of the magnet body 4 in the present embodiment, when the magnet body contains a rare earth element, when the treatment is performed using these acids, hydrogen generated by the acid is occluded on the surface of the magnet body, The occlusion site becomes brittle and a large amount of powdery undissolved material is generated. Since this powdery undissolved material causes surface roughness, defects and poor adhesion after the surface treatment, it is preferable not to include the above-described non-oxidizing acid in the chemical etching treatment solution. Therefore, it is preferable to use nitric acid, which is an oxidizing acid with little generation of hydrogen, and further, aldonic acid or a salt thereof is contained at the same time, and irregularities at a level that cannot be visually confirmed are formed on the surface. This is even more preferable since the adhesive strength of the is improved. Such an improvement in adhesion is selectively realized by aldonic acid or a salt thereof, but not by other organic acids such as citric acid or tartaric acid.
このような前処理による磁石本体4の表面の溶解量は、表面から平均厚みで5μm以上、好ましくは10〜15μmとするのが好適である。溶解量が少なすぎると、磁石本体の表面の加工による変質層や酸化層を完全に除去できないために、後述する保護膜6が正常に磁石本体4の表面に形成されず、耐食性を悪化させてしまう。 The amount of dissolution of the surface of the magnet body 4 by such pretreatment is preferably 5 μm or more, preferably 10 to 15 μm in average thickness from the surface. If the dissolved amount is too small, the deteriorated layer and the oxidized layer due to the processing of the surface of the magnet main body cannot be completely removed, so that the protective film 6 described later is not normally formed on the surface of the magnet main body 4 and deteriorates the corrosion resistance. End up.
前処理に用いられる処理液の硝酸濃度は、好ましくは1規定以下、特に好ましくは0.5規定以下である。硝酸濃度が高すぎると、磁石本体4の溶解速度が極めて速く、溶解量の制御が困難となり、特にバレル処理のような大量処理ではバラツキが大きくなり、製品の寸法精度が維持できない。また、硝酸濃度が低すぎると、溶解量の不足となる。このため、硝酸濃度は1規定以下、特に0.5〜0.05規定以下とするのが望ましい。また、処理終了時のFeの溶解量は、1〜10g/l程度とする。 The concentration of nitric acid in the treatment liquid used for the pretreatment is preferably 1 N or less, particularly preferably 0.5 N or less. If the nitric acid concentration is too high, the dissolution rate of the magnet body 4 is extremely fast, and it becomes difficult to control the amount of dissolution. In particular, the dispersion becomes large in large-scale processing such as barrel processing, and the dimensional accuracy of the product cannot be maintained. If the nitric acid concentration is too low, the amount of dissolution becomes insufficient. For this reason, the nitric acid concentration is desirably 1 N or less, particularly 0.5 to 0.05 N or less. The amount of Fe dissolved at the end of the treatment is about 1 to 10 g / l.
前処理を行った磁石本体4の表面から少量の未溶解物、残留酸成分を完全に除去するため、超音波を使用した洗浄を実施することが好ましい。この超音波洗浄は、磁石本体4の表面に錆を発生させる塩素イオンが極めて少ないイオン交換水の中で行うのが好ましい。また、前記超音波洗浄の前後、および前記前処理の各過程で必要に応じて同様な水洗を行ってもよい。 In order to completely remove a small amount of undissolved substances and residual acid components from the surface of the magnet body 4 that has been subjected to pretreatment, it is preferable to perform cleaning using ultrasonic waves. This ultrasonic cleaning is preferably performed in ion-exchanged water with very few chlorine ions that generate rust on the surface of the magnet body 4. Moreover, you may perform the same water washing before and behind the ultrasonic cleaning, and in each process of the said pre-processing as needed.
(3)次に、前処理が施された磁石本体4の表面に、電気メッキ法により保護膜6を形成する。電気メッキ法を用いて保護膜6を形成することで、高性能耐食膜である保護膜6を低コストで形成できる。Niの電気メッキに用いるメッキ浴としては、塩化ニッケルを含有しないワット浴(すなわち、硫酸ニッケルおよびほう酸を主成分とする)、スルファミン酸浴、ほうフッ化浴、臭化ニッケル浴などが挙げられる。ただし、この場合、陽極の溶解が少なくなるため、ニッケルイオンを浴に補充することが好ましい。ニッケルイオンは、硫酸ニッケルあるいは臭化ニッケルの溶液として補充するのが好ましい。 (3) Next, a protective film 6 is formed by electroplating on the surface of the magnet body 4 that has been pretreated. By forming the protective film 6 using an electroplating method, the protective film 6 that is a high-performance corrosion-resistant film can be formed at a low cost. Examples of plating baths used for Ni electroplating include Watts baths that do not contain nickel chloride (that is, nickel sulfate and boric acid as main components), sulfamic acid baths, borofluoride baths, nickel bromide baths, and the like. However, in this case, since dissolution of the anode is reduced, it is preferable to replenish the bath with nickel ions. The nickel ions are preferably replenished as a solution of nickel sulfate or nickel bromide.
なお、前処理後の磁石本体4の表面に保護膜6を形成する前に、たとえばCuを主成分として含有する下地層(図示省略)を形成する場合には、磁石本体4の表面に対してCuの置換析出を防止するため、pH7〜10の弱アルカリ浴中で処理することが好ましい。Cuを主成分として含有する下地層を形成する場合において、上述したニッケルメッキ浴は、上述した例示に限定されるものでなく、塩化ニッケルを含有した浴でニッケルメッキ膜からなる保護膜6を形成しても耐食性を損なうものではない。すなわちこの場合、塩化ニッケルを含有する浴を用いて保護膜6を形成してもよい。 In addition, before forming the protective film 6 on the surface of the magnet body 4 after the pretreatment, for example, when forming an underlayer (not shown) containing Cu as a main component, the surface of the magnet body 4 In order to prevent substitutional precipitation of Cu, it is preferable to perform the treatment in a weak alkaline bath having a pH of 7 to 10. In the case of forming a base layer containing Cu as a main component, the nickel plating bath described above is not limited to the above-described examples, and the protective film 6 made of a nickel plating film is formed in a bath containing nickel chloride. However, it does not impair the corrosion resistance. That is, in this case, the protective film 6 may be formed using a bath containing nickel chloride.
(4)次に、保護膜6の表面を脱脂処理した後、純水で十分に表面を清浄化する(第2前処理)。この第2前処理も本発明では任意の処理であるが、脱脂処理を行うことにより保護膜6の表面に付着した汚れ(光沢剤などの有機物)を除去でき、確実にリン酸塩被膜8を形成できるメリットがある。
(4) Next, after degreasing the surface of the protective film 6, the surface is sufficiently cleaned with pure water (second pretreatment). This second pretreatment is also an optional treatment in the present invention, but by performing a degreasing treatment, dirt (organic matter such as a brightener) attached to the surface of the protective film 6 can be removed, and the
脱脂処理で用いる脱脂液は、有機物を除去できるものであれば特に限定されないが、アルカリ溶液を使用することが最も効果が高く好ましい。アルカリ溶液は、NaOHを主成分とした、通常の鉄鋼用に使用されているものであればよく、その他添加剤は特定するものでない。 The degreasing solution used in the degreasing treatment is not particularly limited as long as it can remove organic substances, but the use of an alkaline solution is most effective and preferable. The alkaline solution is not particularly limited as long as it contains NaOH as a main component and is used for ordinary steel.
(5)次に、保護膜6の表面にリン酸塩処理を行い、リン酸塩被膜8を形成する。具体的には、所定の濃度および温度に調整されたリン酸塩浴に、保護膜6が形成された磁石本体4を浸漬し、保護膜6の表面にリン酸塩被膜8を形成する。
(5) Next, a phosphate treatment is performed on the surface of the protective film 6 to form a
リン酸塩処理に用いる処理液としては、リン酸錫処理液、リン酸鉄処理液、リン酸マンガン処理液、リン酸亜鉛処理液、リン酸亜鉛カルシウム処理液などが例示される。これらの処理溶液のいずれかを使用すれば、ニッケルメッキ膜からなる保護膜6に接着効果が付与される。これらの中の一例としてのリン酸亜鉛処理液の成分としては、特に限定されないが、亜鉛イオン、リン酸イオン、硝酸イオンなどが例示される。これら各イオンの好ましい濃度は、亜鉛イオン:0.4〜3.0g/l、特に0.5〜2.0g/l、リン酸イオン:5〜40g/l、特に7〜30g/l、硝酸イオン:2〜30g/l、特に2〜10g/l、である。 Examples of the treatment liquid used for the phosphate treatment include a tin phosphate treatment liquid, an iron phosphate treatment liquid, a manganese phosphate treatment liquid, a zinc phosphate treatment liquid, and a zinc calcium phosphate treatment liquid. If any of these treatment solutions is used, an adhesion effect is imparted to the protective film 6 made of a nickel plating film. Although it does not specifically limit as a component of the zinc phosphate process liquid as an example in these, A zinc ion, a phosphate ion, nitrate ion etc. are illustrated. Preferred concentrations of each of these ions are zinc ion: 0.4 to 3.0 g / l, particularly 0.5 to 2.0 g / l, phosphate ion: 5 to 40 g / l, particularly 7 to 30 g / l, nitric acid Ions: 2-30 g / l, especially 2-10 g / l.
亜鉛イオン濃度が低すぎると、保護膜6の表面に均一なリン酸塩被膜8を形成できない傾向がある。一方、亜鉛イオン濃度が高すぎると、リン酸塩被膜8の厚みT2が厚くなりすぎ、接着強度が不十分となる傾向がある。
If the zinc ion concentration is too low, there is a tendency that a
リン酸イオン濃度が低すぎると、均一なリン酸塩被膜8を形成できない傾向がある。一方、リン酸イオン濃度が高すぎると、リン酸塩被膜8の形成効果の向上が期待できない。
If the phosphate ion concentration is too low, there is a tendency that a
硝酸イオンは、ニッケルメッキ膜からなる保護膜6上へのリン酸塩被膜8の形成促進剤として添加される。硝酸イオン濃度が低すぎると、ほとんどニッケルメッキ膜からなる保護膜6の溶解が起こらないため、保護膜6の表面にリン酸塩被膜8を形成できない傾向がある。一方、硝酸イオン濃度が高すぎると、それ以上の被膜形成効果が期待できないのみならず、ニッケルの不動態化を促進し、リン酸塩被膜8の形成を阻害する傾向がある。
The nitrate ions are added as an accelerator for forming the
その他のリン酸塩処理溶液、即ちリン酸マンガン、リン酸鉄、リン酸亜鉛カルシウム等においても、リン酸亜鉛と同じ要領で処理を行うことが可能である。 Other phosphate treatment solutions, that is, manganese phosphate, iron phosphate, calcium calcium phosphate, and the like can be treated in the same manner as zinc phosphate.
また、アルミニウムのリン酸亜鉛処理の場合、被膜形成促進剤としてペルオキシドおよびフッ化物が使用されているが、Ni表面を粗し過ぎて接着強度を低下させることがある。このため、反応が比較的緩やかに進行する硝酸イオンを用いるのが好ましい。 In the case of treating aluminum with zinc phosphate, peroxides and fluorides are used as film formation accelerators, but the Ni surface may be too rough and the adhesive strength may be lowered. For this reason, it is preferable to use nitrate ions whose reaction proceeds relatively slowly.
処理液のpHは、4以下であることが好ましい。処理液のpHが高すぎると、処理液中にリン酸亜鉛が溶解できず、リン酸塩の形態が変化し、スラッジ化して溶液中に沈殿するため、ニッケルメッキ膜からなる保護膜6の表面にリン酸塩被膜が形成されない傾向があるからである。なお、処理液のpHが低すぎると、リン酸塩被膜8の形成を妨げ、ニッケルメッキ膜からなる保護膜6を侵し耐湿性を損なうおそれがあるので、その下限は好ましくは2である。
The pH of the treatment liquid is preferably 4 or less. If the pH of the treatment liquid is too high, zinc phosphate cannot be dissolved in the treatment liquid, the form of phosphate changes, sludges and precipitates in the solution, so the surface of the protective film 6 made of a nickel plating film This is because there is a tendency that a phosphate film is not formed. If the pH of the treatment solution is too low, the formation of the
上記範囲の浴組成における処理温度は、通常の鉄鋼で行われる条件でも得られる接着性に何ら問題を生じないので特に限定されない。しかしながら、処理温度が低すぎると、処理液中での反応が乏しく処理性が低下する傾向がある。一方、処理温度が高すぎると、シミなどが発生して美観を損なうおそれがあるので、処理温度は、好ましくは20〜50℃、より好ましくは30〜50℃である。 The treatment temperature in the bath composition in the above range is not particularly limited because it does not cause any problem in the adhesiveness obtained even under conditions performed with ordinary steel. However, when the treatment temperature is too low, the reaction in the treatment liquid is poor and the processability tends to decrease. On the other hand, if the treatment temperature is too high, spots or the like may occur and the aesthetic appearance may be impaired. Therefore, the treatment temperature is preferably 20 to 50 ° C, more preferably 30 to 50 ° C.
上記範囲の浴組成における処理時間は、好ましくは3〜30分、より好ましくは5〜15分である。処理時間が短すぎると、保護膜6の表面に処理液が十分に接触せず、反応不十分となり均一なリン酸塩被膜8を形成できない傾向がある。一方、処理時間が長すぎると、リン酸塩被膜8の厚みT2が0.1μm以上となり、接着強度が低下する傾向がある。すなわち処理時間を特定範囲にすることで、0.1μm未満の厚みを持つリン酸塩被膜8を生産レベルで安定的に成膜できる。
The treatment time in the above range of the bath composition is preferably 3 to 30 minutes, more preferably 5 to 15 minutes. If the treatment time is too short, the treatment liquid does not sufficiently contact the surface of the protective film 6, and the reaction becomes insufficient, and there is a tendency that the
(6)次に、純水で洗浄を行い、乾燥する。このとき、通常は80〜150℃で乾燥を行い表面の水分を除去するが、工程簡略化のためアルコール浸漬して風乾することも好ましい。保護膜6の表面に形成されたリン酸塩被膜8は、顕微鏡で観察できないレベルの被膜であるため、水分がある程度除去されていれば、厚膜のような乾燥時の水分蒸発(結晶水含む)による被膜クラック等がほとんど生じない。
(6) Next, it is washed with pure water and dried. At this time, drying is usually carried out at 80 to 150 ° C. to remove moisture on the surface, but it is also preferable to immerse in alcohol and air dry for simplification of the process. Since the
(7)以上の工程を経ることにより、図1に示す本実施形態に係る永久磁石2が製造される。
(7) By passing through the above process, the
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しな範囲内において種々なる態様で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to such embodiment at all, Of course, it can implement in a various aspect in the range which does not deviate from the summary of this invention. is there.
以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。 Hereinafter, the present invention will be described based on further detailed examples, but the present invention is not limited to these examples.
実施例1
粉末冶金法によって作成した、14.7Nd―79.2Fe―6.1B(数字は原子比)の組成からなる鋳塊を、粗粉砕し、さらに不活性ガスによるジェットミル粉砕で平均粒径が約3.5μmの微粉末を得た。得られた微粉末を、磁場成型し、焼結、熱処理を経て焼結体を得た。得られた焼結体を、10mm×20mm×厚さ5mmの大きさに切り出し加工し、さらにバレル研磨処理により面取りを行って、永久磁石本体を得た。
Example 1
An ingot made of powder metallurgy and having a composition of 14.7Nd-79.2Fe-6.1B (numbers are in atomic ratio) is coarsely pulverized, and further subjected to jet mill pulverization with an inert gas to obtain an average particle size of about A fine powder of 3.5 μm was obtained. The obtained fine powder was magnetically molded, sintered, and heat-treated to obtain a sintered body. The obtained sintered body was cut out to a size of 10 mm × 20 mm ×
次いで、この永久磁石本体のサンプルを、アルカリ性脱脂液で洗浄後、エッチングの工程を経て、電気ニッケルメッキを行い、永久磁石本体の表面に、電気ニッケルメッキ膜からなる保護膜を形成した。電気ニッケルメッキ膜からなる保護膜の膜厚は15μmであった。 Next, after washing the sample of the permanent magnet body with an alkaline degreasing solution, an electrolytic nickel plating was performed through an etching process, and a protective film made of an electrical nickel plating film was formed on the surface of the permanent magnet body. The thickness of the protective film made of an electric nickel plating film was 15 μm.
次いで、保護膜が形成された永久磁石本体を、アルカリ溶液(メルテックス(株)製、エンドックスQ−576S)で脱脂した後、純水洗浄を行った。 Next, the permanent magnet body on which the protective film was formed was degreased with an alkaline solution (Endox Q-576S manufactured by Meltex Co., Ltd.), and then washed with pure water.
次いで、下記に示す組成のフッ化物を含まない処理液を用いてリン酸塩(リン酸亜鉛)処理を行った。
亜鉛イオン : 1.0g/l、
リン酸イオン :15.0g/l、
硝酸イオン : 3.2g/l、
処理温度 :50℃、
浸漬時間 :5分。
Subsequently, the phosphate (zinc phosphate) process was performed using the processing liquid which does not contain the fluoride of the composition shown below.
Zinc ion: 1.0 g / l,
Phosphate ion: 15.0 g / l,
Nitrate ion: 3.2 g / l,
Processing temperature: 50 ° C.
Immersion time: 5 minutes.
浸漬後、純水で洗浄を行い100℃、10分の条件で乾燥を行い、永久磁石サンプルを得た。リン酸亜鉛被膜の膜厚を、SEM(Scanning Electron Microscope)で観察したところ、0.1μm未満であった。 After soaking, it was washed with pure water and dried at 100 ° C. for 10 minutes to obtain a permanent magnet sample. When the film thickness of the zinc phosphate coating was observed with an SEM (Scanning Electron Microscope), it was less than 0.1 μm.
実施例2
リン酸塩処理における処理液への浸漬時間を30分とした以外は、実施例1と同様にして、永久磁石サンプルを得た。リン酸亜鉛被膜の膜厚を、SEMで観察したところ、実施例1と同様に0.1μm未満であった。
Example 2
A permanent magnet sample was obtained in the same manner as in Example 1 except that the immersion time in the treatment solution in the phosphate treatment was 30 minutes. When the film thickness of the zinc phosphate coating was observed by SEM, it was less than 0.1 μm as in Example 1.
実施例3
下記に示す処理液を用いてリン酸塩(リン酸マンガン)処理を行った以外は、実施例1と同様にして、永久磁石サンプルを得た。リン酸マンガン被膜の膜厚を、SEMで観察したところ、実施例1と同様に0.1μm未満であった。
Example 3
A permanent magnet sample was obtained in the same manner as in Example 1 except that a phosphate (manganese phosphate) treatment was performed using the treatment liquid shown below. When the film thickness of the manganese phosphate coating was observed by SEM, it was less than 0.1 μm as in Example 1.
マンガンイオン: 1.2g/l、
鉄イオン : 0.3g/l、
リン酸イオン :16.0g/l、
硝酸イオン : 4.0g/l。
Manganese ion: 1.2 g / l,
Iron ion: 0.3 g / l,
Phosphate ion: 16.0 g / l,
Nitrate ion: 4.0 g / l.
実施例4
下記に示す処理液を用いてリン酸塩(リン酸亜鉛カルシウム)処理を行った以外は、実施例1と同様にして、永久磁石サンプルを得た。リン酸亜鉛カルシウム被膜の膜厚を、SEMで観察したところ、実施例1と同様に0.1μm未満であった。
Example 4
A permanent magnet sample was obtained in the same manner as in Example 1 except that a phosphate (zinc calcium phosphate) treatment was performed using the treatment liquid shown below. When the film thickness of the zinc calcium phosphate coating was observed by SEM, it was less than 0.1 μm as in Example 1.
亜鉛イオン : 1.0g/l、
カルシウムイオン: 0.3g/l、
リン酸イオン :14.0g/l、
硝酸イオン : 3.0g/l。
Zinc ion: 1.0 g / l,
Calcium ion: 0.3 g / l,
Phosphate ion: 14.0 g / l
Nitrate ion: 3.0 g / l.
比較例1
リン酸亜鉛処理を行わなかった以外は、実施例1と同様にして、永久磁石サンプルを得た。
Comparative Example 1
A permanent magnet sample was obtained in the same manner as in Example 1 except that the zinc phosphate treatment was not performed.
比較例2
フッ化物を含む酸(日本マグダーミッド(株)製、メテックスアシッドソルトM−629、120g/l)からなる処理液を用いてリン酸亜鉛処理を行った以外は、実施例1と同様にして、永久磁石サンプルを得た。リン酸亜鉛被膜の膜厚を、電子顕微鏡を用いて断面観察を行って算出したところ、3μmであった。
Comparative Example 2
Permanent in the same manner as in Example 1 except that the zinc phosphate treatment was performed using a treatment solution comprising an acid containing fluoride (Nippon Magdermid Co., Ltd., Metex Acid Salt M-629, 120 g / l). A magnet sample was obtained. It was 3 micrometers when the film thickness of the zinc phosphate coating was computed by observing a cross section using an electron microscope.
比較例3
下記に示す処理液を用いてリン酸亜鉛処理を行った以外は、実施例1と同様にして、永久磁石サンプルを得た。リン酸亜鉛被膜の膜厚を、比較例2と同様にして算出したところ、8μmであった。
Comparative Example 3
A permanent magnet sample was obtained in the same manner as in Example 1 except that the zinc phosphate treatment was performed using the treatment liquid shown below. When the film thickness of the zinc phosphate coating was calculated in the same manner as in Comparative Example 2, it was 8 μm.
亜鉛イオン : 1.0g/l、
リン酸イオン :15.0g/l、
硝酸イオン : 3.2g/l、
珪フッ化水素酸: 2.0g/l。
Zinc ion: 1.0 g / l,
Phosphate ion: 15.0 g / l,
Nitrate ion: 3.2 g / l,
Silicohydrofluoric acid: 2.0 g / l.
比較例4
下記に示す処理液を用いてリン酸亜鉛処理を行った以外は、実施例1と同様にして、永久磁石サンプルを得た。リン酸亜鉛被膜の膜厚を、比較例2と同様にして算出したところ、12μmであった。
Comparative Example 4
A permanent magnet sample was obtained in the same manner as in Example 1 except that the zinc phosphate treatment was performed using the treatment liquid shown below. When the film thickness of the zinc phosphate coating was calculated in the same manner as in Comparative Example 2, it was 12 μm.
亜鉛イオン : 1.0g/l、
リン酸イオン :15.0g/l、
硝酸イオン : 3.2g/l、
珪フッ化水素酸: 5.0g/l。
Zinc ion: 1.0 g / l,
Phosphate ion: 15.0 g / l,
Nitrate ion: 3.2 g / l,
Hydrosilicofluoric acid: 5.0 g / l.
比較例5
ニッケルメッキ膜からなる保護膜をアルカリ脱脂した後、20g/lの無水クロム酸溶液に40℃、10分浸漬することにより、保護膜の表面にクロメート被膜を形成した以外は、実施例1と同様にして、永久磁石サンプルを得た。クロメート被膜の膜厚を、比較例2と同様にして算出したところ、0.8μmであった。
Comparative Example 5
A protective film made of a nickel plating film was alkali degreased and then immersed in a 20 g / l chromic anhydride solution at 40 ° C. for 10 minutes to form a chromate film on the surface of the protective film, as in Example 1. Thus, a permanent magnet sample was obtained. When the film thickness of the chromate film was calculated in the same manner as in Comparative Example 2, it was 0.8 μm.
評価方法
リン酸亜鉛被膜と接着強度との比較を行うために、以下の試験を行った。実施例1〜4および比較例1〜5により得られた、それぞれの永久磁石サンプルのリン酸亜鉛被膜の表面に、嫌気性アクリル系接着剤(ロックタイト638UV)を0.008〜0.010g程度塗布し、表面が洗浄された鉄板に圧着した後、100℃に昇温した乾燥機に30分投入後、圧縮せん断試験を行った。サンプル数を各10個とし、その平均値を接着強度とした。圧縮せん断試験は室温で5mm/分の速度で行った。結果を表1に示す。
Evaluation method In order to compare the zinc phosphate coating and the adhesive strength, the following tests were conducted. About 0.008-0.010g of anaerobic acrylic adhesive (Loctite 638UV) was applied to the surface of the zinc phosphate coating of each permanent magnet sample obtained in Examples 1-4 and Comparative Examples 1-5. Then, after pressure-bonding to the iron plate whose surface was washed, it was put into a dryer heated to 100 ° C. for 30 minutes and then subjected to a compression shear test. The number of samples was 10 each, and the average value was taken as the adhesive strength. The compression shear test was performed at a rate of 5 mm / min at room temperature. The results are shown in Table 1.
硬化時間と接着強度との比較を行うために、以下のような試験を行った。実施例1および比較例1、5により得られた、それぞれの永久磁石サンプルのリン酸亜鉛被膜の表面に、嫌気性アクリル系接着剤(ロックタイト638UV)を0.002〜0.003g程度塗布し、表面が洗浄された鉄板に圧着した後、予め100℃に昇温した乾燥機に、3分、5分、10分、15分投入し、取り出し後1分以内に、圧縮せん断試験を行った。なお、この試験では、サンプル形状を10mm×5mm×厚さ5mmとし、ハンドプレスで強度測定を行った。結果を表2および図2に示す。
In order to compare the curing time and the adhesive strength, the following tests were performed. About 0.002-0.003g of anaerobic acrylic adhesive (Loctite 638UV) was applied to the surface of the zinc phosphate coating of each permanent magnet sample obtained in Example 1 and Comparative Examples 1 and 5. After pressure bonding to the iron plate whose surface was cleaned, it was put into a dryer preheated to 100 ° C. for 3 minutes, 5 minutes, 10 minutes, and 15 minutes, and a compression shear test was conducted within 1 minute after removal. In this test, the sample shape was 10 mm × 5 mm ×
考察
表1に示すように、リン酸亜鉛被膜の膜厚が0.1μm未満である実施例1〜4の磁石サンプルでは、比較例1〜5の磁石サンプルと比較して、接着強度が格段に優れてており、しかもそのバラツキが少ないことも確認できた。
As shown in Table 1, in the magnet samples of Examples 1 to 4 in which the zinc phosphate coating film thickness is less than 0.1 μm, the adhesive strength is remarkably higher than that of the magnet samples of Comparative Examples 1 to 5. It was confirmed that it was excellent and the variation was small.
表2および図2に示すように、実施例1の磁石サンプルでは、比較例1および5の磁石サンプルと比較して、極めて短時間で所定の接着強度が得られることが確認できた。 As shown in Table 2 and FIG. 2, it was confirmed that the magnet sample of Example 1 can obtain a predetermined adhesive strength in a very short time as compared with the magnet samples of Comparative Examples 1 and 5.
2… 永久磁石
4… 磁石本体
6… ニッケルメッキ膜からなる保護膜
8… リン酸塩被膜
2 ... Permanent magnet 4 ... Magnet body 6 ... Protective film made of
Claims (15)
希土類元素を含む磁石本体の表面に、電気メッキを行い、ニッケルメッキ膜からなる保護膜を形成する工程と、
前記保護膜の表面に、フッ化物を含まない処理液を用いてリン酸塩処理を行い、リン酸塩被膜を形成する工程とを有することにより、前記磁石を製造することを特徴とする接合構造物の製造方法。 The phosphate coating side of a magnet in which a protective film made of a nickel plating film is formed on the surface of a magnet body containing a rare earth element, and a phosphate coating having a thickness of less than 0.1 μm is formed on the surface of the protective film In addition, a method for manufacturing a bonded structure in which an iron member is bonded via an adhesive,
Forming a protective film made of a nickel plating film by electroplating the surface of the magnet main body containing the rare earth element;
The surface of the protective film is subjected to a phosphate treatment using a treatment liquid not containing fluoride to form a phosphate coating, thereby manufacturing the magnet. Manufacturing method.
The manufacturing method of the joining structure of Claim 10 which has a 2nd pre-processing process which degreases and cleans the surface of the said protective film using an alkaline solution before forming the said phosphate film.
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