JP2006019721A - Rare-earth magnet and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、希土類磁石及びその製造方法に関し、特に表面上に保護層が形成された希土類磁石に関するものである。 The present invention relates to a rare earth magnet and a method for producing the same, and more particularly to a rare earth magnet having a protective layer formed on a surface thereof.
近年、25MGOe以上の高エネルギー積を示す永久磁石として、いわゆる希土類磁石(R−Fe−B系磁石;Rはネオジム(Nd)などの希土類元素を示す。以下、同様。)が開発されている。このような希土類磁石としては、例えば、特許文献1では焼結により形成されるものが、また特許文献2では高速急冷により形成されるものが開示されている。
In recent years, so-called rare-earth magnets (R—Fe—B-based magnets; R represents a rare earth element such as neodymium (Nd); the same applies hereinafter) have been developed as permanent magnets having a high energy product of 25 MGOe or more. As such a rare earth magnet, for example,
この希土類磁石は高エネルギー積を示すものの、主成分として比較的容易に酸化される希土類元素及び鉄を含有するため耐食性が比較的低い。 Although this rare earth magnet exhibits a high energy product, it has a relatively low corrosion resistance because it contains rare earth elements and iron that are relatively easily oxidized as main components.
このような希土類磁石の耐食性を改善することを目的として、保護層を形成することが提案されている。この中でも、特許文献3では、希土類磁石を酸化性雰囲気下にて200〜500℃で加熱することで、保護層を形成することが提案されている。
しかしながら、上記特許文献3においては、酸化性雰囲気下において特定の温度で保護層を形成することが提案されているが、かかる文献では保護層を形成する際の条件をどのように調整するのか具体的には開示されていない。そのため、希土類磁石を酸化性雰囲気下で熱処理した場合には、希土類磁石の腐食を防止するために満足な保護層は形成できず、耐蝕試験において粉ふきや重量減少が生じるという問題があった。
However, in
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、十分な耐食性を有する希土類磁石及びその製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a rare earth magnet having sufficient corrosion resistance and a method for manufacturing the same.
本発明者らは、十分な耐食性を有する希土類磁石を得るために鋭意研究した結果、酸化性雰囲気下において希土類磁石を熱処理して保護層を形成する場合に、希土類磁石の表面上に形成する酸化膜の構成を指標とすることで、希土類磁石の過度の腐食を抑制できると共に上記課題が解決されることを見出し、さらに上記保護層上に樹脂層を設けることで耐食性がより向上することを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of diligent research to obtain a rare earth magnet having sufficient corrosion resistance, the present inventors have found that an oxidation formed on the surface of the rare earth magnet when the protective layer is formed by heat treating the rare earth magnet in an oxidizing atmosphere. By using the film configuration as an index, it was found that excessive corrosion of rare earth magnets can be suppressed and that the above problems can be solved, and further that corrosion resistance is further improved by providing a resin layer on the protective layer. The present invention has been completed.
すなわち、本発明は、希土類元素を含有する磁石素体を熱処理して、当該磁石素体の表面上に保護層を形成する希土類磁石の製造方法であって、磁石素体を覆い希土類元素を含有する第一の層、及び、第一の層を覆い第一の層よりも希土類元素の含有量が少ない第二の層を保護層が有するように、酸化性ガスを含有する酸化性雰囲気中で、酸化性ガス分圧、処理温度及び処理時間のうちの少なくとも1つの条件を調整して、磁石素体を熱処理し保護層を形成する保護層形成工程と、保護層形成工程後の保護層の表面上に、樹脂を堆積させて樹脂層を形成する樹脂層形成工程とを備えることを特徴とする希土類磁石の製造方法を提供することにある。 That is, the present invention is a method of manufacturing a rare earth magnet by heat-treating a magnet element containing a rare earth element to form a protective layer on the surface of the magnet element, the rare earth element containing the magnet element In an oxidizing atmosphere containing an oxidizing gas so that the protective layer has a first layer covering the first layer and a second layer having a rare earth element content less than the first layer. A protective layer forming step of adjusting the at least one of the oxidizing gas partial pressure, the processing temperature, and the processing time to heat-treat the magnet body to form a protective layer; and a protective layer after the protective layer forming step. It is another object of the present invention to provide a method for producing a rare earth magnet comprising a resin layer forming step of depositing a resin on a surface to form a resin layer.
上記本発明の希土類磁石の製造方法においては、樹脂層を、樹脂を含有する樹脂層形成用塗布液を塗布して乾燥させることが好ましい。 In the method for producing a rare earth magnet of the present invention, the resin layer is preferably coated with a resin layer forming coating solution containing a resin and dried.
また、上記本発明の希土類磁石の製造方法は、希土類元素を含有する磁石素体を熱処理して、当該磁石素体の表面上に保護層を形成する希土類磁石の製造方法であって、磁石素体を覆い希土類元素を含有する第一の層及び第一の層を覆い希土類元素を実質的に含有しない第二の層を保護層が有するように、酸化性ガスを含有する酸化性雰囲気中で、酸化性ガス分圧、処理温度及び処理時間のうちの少なくとも1つの条件を調整して、磁石素体を熱処理し保護層を形成する保護層形成工程と、保護層形成工程後の保護層の表面上に、樹脂を含有する樹脂層形成用塗布液を塗布して乾燥し、樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、を備えることを特徴としてもよい。 The method for producing a rare earth magnet of the present invention is a method for producing a rare earth magnet in which a magnet element containing a rare earth element is heat-treated to form a protective layer on the surface of the magnet element. In an oxidizing atmosphere containing an oxidizing gas so that the protective layer has a first layer covering the body and containing a rare earth element and a second layer covering the first layer and substantially free of the rare earth element A protective layer forming step of adjusting the at least one of the oxidizing gas partial pressure, the processing temperature, and the processing time to heat-treat the magnet body to form a protective layer; and a protective layer after the protective layer forming step. And a resin layer forming step of forming a resin layer by applying a resin layer-forming coating solution containing a resin on the surface and drying.
本発明によれば、希土類磁石の表面上に形成する酸化膜の構成を指標とし、磁石素体を酸化性雰囲気下で熱処理する際の酸化性ガス分圧、処理温度及び処理時間のうちの少なくとも1つの条件を調整することで、希土類磁石が腐食し易い酸化性雰囲気において過度の腐食の発生を抑制できると共に耐食性に優れる保護層が形成でき、さらに樹脂層を設けることで、十分な耐食性を有する希土類磁石を得ることができる。 According to the present invention, using the structure of the oxide film formed on the surface of the rare earth magnet as an index, at least one of the oxidizing gas partial pressure, the processing temperature, and the processing time when the magnet body is heat-treated in an oxidizing atmosphere. By adjusting one condition, it is possible to suppress the occurrence of excessive corrosion in an oxidizing atmosphere in which rare earth magnets easily corrode and to form a protective layer with excellent corrosion resistance, and by providing a resin layer, sufficient corrosion resistance is provided. A rare earth magnet can be obtained.
また、本発明の製造方法により得られる希土類磁石は、塩水噴霧試験における錆の発生が軽微であり、その試験に伴う磁気特性の劣化も十分に抑制されたものである。さらに、本発明の製造方法により得られる希土類磁石は、保護層が上述のように形成されていることから、その保護層表面は微小な結晶が析出して微小な凸凹形状が形成されていると考えられる。したがって、この凸凹形状によりアンカー効果が発現し、保護層と樹脂層との密着性が向上し、樹脂層の剥離や膨れが十分に抑制され、磁気特性の劣化も十分に抑制される。 In addition, the rare earth magnet obtained by the production method of the present invention has a slight occurrence of rust in the salt spray test, and the deterioration of the magnetic properties due to the test is sufficiently suppressed. Furthermore, since the protective layer is formed as described above in the rare earth magnet obtained by the manufacturing method of the present invention, the surface of the protective layer is formed with minute crystals and fine irregularities are formed. Conceivable. Therefore, an anchor effect is exhibited by this uneven shape, adhesion between the protective layer and the resin layer is improved, peeling and swelling of the resin layer are sufficiently suppressed, and deterioration of magnetic properties is also sufficiently suppressed.
本発明の製造方法により得られる希土類磁石が十分な耐食性を有する理由について、本発明者らは以下のように推察する。 The present inventors infer the reason why the rare earth magnet obtained by the production method of the present invention has sufficient corrosion resistance as follows.
すなわち、本発明の製造方法により得られる希土類磁石は、その構成元素として希土類元素を含有している。かかる希土類元素は、非常に酸化しやすく、酸性溶液中に溶出しやすい。本発明の希土類磁石は、保護層が磁石素体を覆い希土類元素を含有する第一の層及び当該第一の層を覆い第一の層よりも希土類元素の含有量が少ない(実質的に含有しない)第二の層を有する。したがって、希土類磁石が、希土類元素の含有量が少ない第二の層により覆われていることで、保護層の安定性が向上し、耐食性が向上したと考えられる。また、上記特定の構成の保護層は緻密な構成を有しており、その結果、保護層の安定性が向上し、耐食性が向上したことも考えられる。加えて、本発明の希土類磁石は、その表面が樹脂層により被覆されていることから、希土類磁石を構成する金属と外部に存在する水蒸気、酸素等の酸化性物質との接触を抑制することができ、耐食性がさらに向上したと考えられる。 That is, the rare earth magnet obtained by the production method of the present invention contains a rare earth element as a constituent element. Such rare earth elements are very easy to oxidize and easily elute into acidic solutions. In the rare earth magnet of the present invention, the protective layer covers the magnet body, the first layer containing the rare earth element, and the rare earth element content (substantially contained) is less than the first layer covering the first layer. No) has a second layer. Therefore, it is considered that the stability of the protective layer is improved and the corrosion resistance is improved because the rare earth magnet is covered with the second layer having a low rare earth element content. Further, the protective layer having the specific configuration has a dense configuration, and as a result, it is considered that the stability of the protective layer is improved and the corrosion resistance is improved. In addition, since the surface of the rare earth magnet of the present invention is coated with a resin layer, it is possible to suppress contact between the metal constituting the rare earth magnet and an oxidizing substance such as water vapor or oxygen existing outside. It is thought that the corrosion resistance was further improved.
なお、樹脂層に含有される樹脂としては、高温環境(例えば、150℃以上)においても所望の特性を発揮できることから、熱硬化性樹脂が好ましい。なかでも、樹脂としては、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリパラキシリレン樹脂、ポリ尿素樹脂及びエポキシシリコーン樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種の樹脂が好ましい。 In addition, as resin contained in a resin layer, since a desired characteristic can be exhibited also in a high temperature environment (for example, 150 degreeC or more), a thermosetting resin is preferable. Among these, as the resin, at least one resin selected from the group consisting of a phenol resin, a melamine resin, a polyamideimide resin, a polyparaxylylene resin, a polyurea resin, and an epoxy silicone resin is preferable.
このように本発明の製造方法により得られる希土類磁石は、十分な耐食性を有することから、自動車や産業機械等の部品としての用途に好適であり、特にハイブリッド自動車用のモーターとしての用途に好適である。 Thus, since the rare earth magnet obtained by the production method of the present invention has sufficient corrosion resistance, it is suitable for use as a part for automobiles, industrial machines, etc., and particularly suitable for use as a motor for hybrid cars. is there.
このようにして本発明の製造方法により得られた希土類磁石は、希土類元素を含有する磁石素体と、当該磁石素体の表面上に形成された保護層と、当該保護層の表面上に形成され、樹脂を含有する樹脂層とを備え、保護層が、磁石素体を覆い希土類元素を含有する第一の層及び当該第一の層を覆い希土類元素を実質的に含有しない第二の層を有するように、酸化性ガスを含有する酸化性雰囲気中で、酸化性ガス分圧、処理温度及び処理時間のうちの少なくとも1つの条件を調整して、上記磁石素体を熱処理することで形成されたものである。 Thus, the rare earth magnet obtained by the production method of the present invention is formed on the surface of the magnet body, the protective layer formed on the surface of the magnet body, the magnet body containing the rare earth element. And a resin layer containing a resin, the protective layer covering the magnet body and containing a rare earth element, and the second layer covering the first layer and substantially free of rare earth elements Formed by heat-treating the magnet body in an oxidizing atmosphere containing an oxidizing gas by adjusting at least one of the oxidizing gas partial pressure, the processing temperature and the processing time. It has been done.
また、本発明の希土類磁石は、希土類元素を含有する磁石素体と、磁石素体を覆い希土類元素を含有する第一の層、及び、第一の層を覆い第一の層よりも希土類元素の含有量が少ない第二の層を有する保護層と、保護層の表面上に形成され、樹脂を含有する樹脂層とを備えることを特徴としてもよい。特に、第二の層における希土類元素の含有量は、第一の層における希土類元素の含有量の半分以下であると好ましい。 The rare earth magnet of the present invention includes a magnet element containing a rare earth element, a first layer covering the magnet element and containing a rare earth element, and a rare earth element covering the first layer than the first layer. It is good also as providing the protective layer which has a 2nd layer with little content of, and the resin layer which is formed on the surface of a protective layer and contains resin. In particular, the rare earth element content in the second layer is preferably less than or equal to half the rare earth element content in the first layer.
本発明の希土類磁石は十分な耐食性を有するものであり、かかる希土類磁石における保護層の膜厚は均一であり、寸法精度に優れている。また、本発明の希土類磁石は、上記特定の保護層及び樹脂層が形成されていることから、製造時及び使用時における性能の劣化が抑制され、製造された磁石の信頼性を向上させることが可能となる。 The rare earth magnet of the present invention has sufficient corrosion resistance, and the protective layer in such rare earth magnet has a uniform film thickness and excellent dimensional accuracy. In addition, since the specific protective layer and the resin layer are formed in the rare earth magnet of the present invention, deterioration in performance during production and use can be suppressed, and the reliability of the produced magnet can be improved. It becomes possible.
また、上記本発明の希土類磁石は、希土類元素を含有する磁石素体と、当該磁石素体の表面上に形成され、酸素及び磁石素体由来の元素を含有し、磁石素体を覆い希土類元素を含有する第一の層及び当該第一の層を覆い希土類元素を実質的に含有しない第二の層を有する保護層と、当該保護層の表面上に形成され、樹脂を含有する樹脂層とを備えることを特徴としてもよい。 The rare earth magnet of the present invention includes a magnet element containing a rare earth element and a rare earth element formed on the surface of the magnet element, containing oxygen and an element derived from the magnet element, covering the magnet element And a protective layer having a second layer that covers the first layer and substantially does not contain a rare earth element, and a resin layer that is formed on the surface of the protective layer and contains a resin, It is good also as providing.
さらに、上記本発明の希土類磁石における第二の層は、遷移元素及び酸素を含有することが好ましい。より具体的には、磁石素体が、希土類元素及び希土類元素以外の遷移元素を含有し、第一の層が、酸素、希土類元素及び希土類元素以外の遷移元素を含有し、第二の層が、酸素及び希土類元素以外の遷移元素を含有することが好ましい。特に、磁石素体は、希土類元素及び希土類元素以外の遷移元素を含むものであり、第一の層が、希土類元素、遷移元素及び酸素を主成分とし、第二の層は、遷移元素及び酸素を主成分とすると好ましい。ここで、「主成分」とは、これを構成している各成分の合計質量が90質量%以上を占める場合をいうものとする。 Furthermore, the second layer in the rare earth magnet of the present invention preferably contains a transition element and oxygen. More specifically, the magnet body contains a rare earth element and a transition element other than the rare earth element, the first layer contains oxygen, a rare earth element and a transition element other than the rare earth element, and the second layer It is preferable to contain transition elements other than oxygen and rare earth elements. In particular, the magnet body includes a rare earth element and a transition element other than the rare earth element, the first layer is mainly composed of the rare earth element, the transition element, and oxygen, and the second layer is composed of the transition element and oxygen. Is preferably the main component. Here, the “main component” means a case where the total mass of each component constituting the component occupies 90% by mass or more.
このような希土類磁石において、第一の層における希土類元素、第一の層における遷移元素、及び、第二の層における遷移元素のうちの少なくとも1つの元素、より好ましくは全ての元素が、磁石素体の主相を構成する元素であるとより好ましい。このような本発明の希土類磁石においては、希土類元素がネオジムであると好ましく、第二の層がネオジムを実質的に含有しないことがより好ましい。さらに、かかる希土類元素以外の遷移元素としては、鉄及び/又はコバルトが好ましい。 In such a rare earth magnet, at least one of the rare earth element in the first layer, the transition element in the first layer, and the transition element in the second layer, more preferably all the elements are magnet elements. The element constituting the main phase of the body is more preferable. In such a rare earth magnet of the present invention, the rare earth element is preferably neodymium, and the second layer is more preferably substantially free of neodymium. Furthermore, iron and / or cobalt is preferable as the transition element other than the rare earth element.
またさらに、樹脂層を構成する樹脂は、熱硬化性樹脂が好ましく、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリパラキシリレン樹脂、ポリ尿素樹脂及びエポキシシリコーン樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種の樹脂であるとより好ましい。 Furthermore, the resin constituting the resin layer is preferably a thermosetting resin, and is at least one selected from the group consisting of a phenol resin, a melamine resin, a polyamideimide resin, a polyparaxylylene resin, a polyurea resin, and an epoxy silicone resin. A resin is more preferable.
さらにまた、本発明の希土類磁石においては、第一の層と第二の層との総膜厚(第一の層の膜厚と第二の層の膜厚との合計)が、0.1〜20μmであることが好ましく、0.1〜5μmであることがより好ましい。 Furthermore, in the rare earth magnet of the present invention, the total film thickness of the first layer and the second layer (the sum of the film thickness of the first layer and the film thickness of the second layer) is 0.1. It is preferably ˜20 μm, more preferably 0.1 to 5 μm.
上述したように、本発明の製造方法により得られる希土類磁石における保護層は、上記特定の構成となるように、酸化性雰囲気中で、酸化性ガス分圧、処理温度及び処理時間のうちの少なくとも1つの条件を調整して、磁石素体を熱処理して形成される。 As described above, the protective layer in the rare earth magnet obtained by the manufacturing method of the present invention has at least one of the oxidizing gas partial pressure, the processing temperature, and the processing time in the oxidizing atmosphere so as to have the specific configuration. It is formed by heat-treating the magnet body by adjusting one condition.
上記本発明の希土類磁石の製造方法によれば、非常に簡易に且つ低コストで保護層を形成することができ、さらに均一な膜厚の保護層を形成でき、寸法精度に優れる希土類磁石を製造することができる。 According to the method for producing a rare earth magnet of the present invention, a protective layer can be formed very easily and at low cost, and a protective layer having a uniform film thickness can be formed, producing a rare earth magnet having excellent dimensional accuracy. can do.
また、上記本発明の希土類磁石の製造方法においては、熱処理の際に、酸化性ガス分圧、処理温度及び処理時間を調整して磁石素体を熱処理することが好ましい。上記3つの条件を調整することで、より容易で、確実に十分な耐食性を有する希土類磁石を得ることができる。 In the method for producing a rare earth magnet of the present invention, it is preferable to heat-treat the magnet body by adjusting the oxidizing gas partial pressure, the treatment temperature and the treatment time during the heat treatment. By adjusting the above three conditions, it is possible to obtain a rare earth magnet that is easier and surely has sufficient corrosion resistance.
また、上記本発明の希土類磁石の製造方法においては、磁石素体を、熱処理の前段において酸洗浄することが好ましい。上述した熱処理の前段において、磁石素体を酸洗浄しておくことで、磁石素体の製造時又は製造後に磁石素体表面上に形成する加工による変質層や酸化層を除去できることから、所望の酸化膜をより精度よく形成することができる。 In the method for producing a rare earth magnet of the present invention, it is preferable that the magnet body is acid-washed before the heat treatment. In the pre-stage of the heat treatment described above, by washing the magnet body with an acid, it is possible to remove a deteriorated layer and an oxide layer by processing formed on the surface of the magnet body during or after the manufacture of the magnet body. The oxide film can be formed with higher accuracy.
本発明によれば、十分な耐食性を有する希土類磁石及びその製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the rare earth magnet which has sufficient corrosion resistance, and its manufacturing method can be provided.
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as necessary. In the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Further, the positional relationship such as up, down, left and right is based on the positional relationship shown in the drawings unless otherwise specified. Further, the dimensional ratios in the drawings are not limited to the illustrated ratios.
図1は、本発明の希土類磁石の一実施形態を示す模式斜視図であり、図2は図1の希土類磁石をI−I線により切断した際に現れる断面を模式的に表した図である。図1、2から明らかなとおり、本実施形態の希土類磁石1は磁石素体3と、その磁石素体3の表面の全体を被覆して形成される保護層5と、その保護層5の表面全体を被覆して形成される樹脂層7とから構成されるものである。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an embodiment of the rare earth magnet of the present invention, and FIG. 2 is a diagram schematically showing a cross section that appears when the rare earth magnet of FIG. 1 is cut along line II. . As is apparent from FIGS. 1 and 2, the
(磁石素体)
磁石素体3は、希土類元素を含有する永久磁石である。この場合、希土類元素とは、長周期型周期表の第3族に属するスカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)及びランタノイド元素のことをいう。なお、ランタノイド元素には、例えば、ランタン(La)、セリウム(Ce)、プラセオジウム(Pr)、ネオジム(Nd)、サマリウム(Sm)、ユーロピウム(Eu)、ガドリニウム(Gd)、テルビニウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホルミウム(Ho)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)、ルテチウム(Lu)等が含まれる。
(Magnet body)
The
磁石素体3の構成材料としては、上記希土類元素と、希土類元素以外の遷移元素とを組み合わせて含有させたものが例示できる。この場合、希土類元素としては、Nd、Sm、Dy、Pr、Ho及びTbからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素が好ましく、これらの元素にLa、Ce、Gd、Er、Eu、Tm、Yb及びYからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素を更に含有したものであるとより好適である。
Examples of the constituent material of the
また、希土類元素以外の遷移元素としては、鉄(Fe)、コバルト(Co)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、ジルコニウム(Zr)、ニオブ(Nb)、モリブデン(Mo)、ハフニウム(Hf)、タンタル(Ta)及びタングステン(W)からなる群より選ばれる少なくとも一種の元素が好ましく、Fe及び/又はCoがより好ましい。 As transition elements other than rare earth elements, iron (Fe), cobalt (Co), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), manganese (Mn), nickel (Ni), copper (Cu) At least one element selected from the group consisting of zirconium (Zr), niobium (Nb), molybdenum (Mo), hafnium (Hf), tantalum (Ta) and tungsten (W) is preferable, and Fe and / or Co are more preferable. preferable.
より具体的には、磁石素体3の構成材料としては、R−Fe−B系やR−Co系のものが例示できる。前者の構成材料においては、RとしてはNdを主成分とした希土類元素が好ましく、また後者の構成材料においては、RとしてはSmを主成分とした希土類元素が好ましい。
More specifically, examples of the constituent material of the
磁石素体3の構成材料としては、特に、R−Fe−B系の構成材料が好ましい。このような材料は実質的に正方晶系の結晶構造の主相を有しており、また、この主相の粒界部分に希土類元素の配合割合が高い希土類リッチ相、及びホウ素原子の配合割合が高いホウ素リッチ相を有している。これらの希土類リッチ相及びホウ素リッチ相は磁性を有していない非磁性相であり、このような非磁性相は通常、磁石構成材料中に0.5〜50体積%含有されている。また、主相の粒径は、通常1〜100μm程度である。
As the constituent material of the
このようなR−Fe−B系の構成材料においては、希土類元素の含有量が8〜40原子%であると好ましい。希土類元素の含有量が8原子%未満である場合、主相の結晶構造がα鉄とほぼ同じ結晶構造となり、保持力(iHc)が小さくなる傾向にある。一方、40原子%を超えると希土類リッチ相が過度に形成されてしまい、残留磁束密度(Br)が小さくなる傾向にある。 In such R—Fe—B-based constituent materials, the rare earth element content is preferably 8 to 40 atomic%. When the rare earth element content is less than 8 atomic%, the crystal structure of the main phase becomes almost the same as that of α-iron, and the coercive force (iHc) tends to decrease. On the other hand, if it exceeds 40 atomic%, a rare earth-rich phase is excessively formed, and the residual magnetic flux density (Br) tends to be small.
また、Feの含有量は42〜90原子%であると好ましい。Feの含有量が42原子%未満であると残留磁束密度が小さくなり、また、90原子%を超えると保持力が小さくなる傾向にある。さらに、Bの含有量は2〜28原子%であると好ましい。Bの含有量が2原子%未満であると菱面体構造が形成されやすく、これにより保持力が小さくなる傾向にあり、また28原子%を超えると、ホウ素リッチ相が過度に形成されて、これにより残留磁束密度が小さくなる傾向にある。 The Fe content is preferably 42 to 90 atomic%. When the Fe content is less than 42 atomic%, the residual magnetic flux density decreases, and when it exceeds 90 atomic%, the coercive force tends to decrease. Furthermore, the B content is preferably 2 to 28 atomic%. If the B content is less than 2 atomic%, a rhombohedral structure is likely to be formed, and this tends to reduce the holding force. If it exceeds 28 atomic%, a boron-rich phase is excessively formed. Therefore, the residual magnetic flux density tends to be small.
上述した構成材料においては、R−Fe−B系におけるFeの一部が、Coで置換されていてもよい。このようにFeの一部をCoで置換すると、磁気特性を低下させることなく温度特性を向上させることができる。この場合、Coの置換量は、Feの含有量よりも大きくならない程度とすることが望ましい。Co含有量がFe含有量を超えると、磁石素体3の磁気特性が低下する傾向にある。
In the constituent materials described above, a part of Fe in the R—Fe—B system may be substituted with Co. Thus, if a part of Fe is replaced by Co, the temperature characteristics can be improved without deteriorating the magnetic characteristics. In this case, it is desirable that the amount of substitution of Co not be larger than the content of Fe. When the Co content exceeds the Fe content, the magnetic properties of the
また上記構成材料におけるBの一部は、炭素(C)、リン(P)、硫黄(S)又は銅(Cu)等の元素により置換されていてもよい。このようにBの一部を置換することによって、磁石素体の製造が容易となるほか、製造コストの低減も図れるようになる。このとき、これらの元素の置換量は、磁気特性に実質的に影響しない量とすることが望ましく、構成原子総量に対して4原子%以下とすることが好ましい。 A part of B in the constituent material may be substituted with an element such as carbon (C), phosphorus (P), sulfur (S) or copper (Cu). By replacing a part of B in this way, the magnet body can be easily manufactured and the manufacturing cost can be reduced. At this time, the substitution amount of these elements is desirably an amount that does not substantially affect the magnetic properties, and is preferably 4 atomic% or less with respect to the total amount of constituent atoms.
さらに、保持力の向上や製造コストの低減等を図る観点から、上記構成に加え、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、ビスマス(Bi)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、アンチモン(Sb)、ゲルマニウム(Ge)、スズ(Sn)、ジルコニウム(Zr)、ニッケル(Ni)、ケイ素(Si)、ガリウム(Ga)、銅(Cu)、ハフニウム(Hf)等の元素を添加してもよい。これらの添加量も磁気特性に影響を及ぼさない範囲とすることが好ましく、構成原子総量に対して10原子%以下とすることが好ましい。また、その他、不可避的に混入する成分としては、酸素(O)、窒素(N)、炭素(C)、カルシウム(Ca)等が考えられ、これらは構成原子総量に対して3原子%程度以下の量で含有されていても構わない。 Further, from the viewpoint of improving the holding power and reducing the manufacturing cost, in addition to the above-described structure, aluminum (Al), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), manganese (Mn), bismuth (Bi ), Niobium (Nb), tantalum (Ta), molybdenum (Mo), tungsten (W), antimony (Sb), germanium (Ge), tin (Sn), zirconium (Zr), nickel (Ni), silicon (Si) ), Gallium (Ga), copper (Cu), hafnium (Hf), or other elements may be added. These addition amounts are also preferably in a range that does not affect the magnetic properties, and are preferably 10 atomic% or less with respect to the total amount of constituent atoms. In addition, oxygen (O), nitrogen (N), carbon (C), calcium (Ca), and the like are conceivable as other components that are inevitably mixed. It may be contained in an amount of.
このような構成を有する磁石素体3は、粉末冶金法によって製造することができる。この方法においては、まず鋳造法やストリップキャスト法等の公知の合金製造プロセスにより所望の組成を有する合金を作製する。次に、この合金をジョークラッシャー、ブラウンミル、スタンプミル等の粗粉砕機を用いて10〜100μmの粒径となるように粉砕した後、更にジェットミル、アトライター等の微粉砕機により0.5〜5μmの粒径となるようにする。こうして得られた粉末を、好ましくは600kA/m以上の磁場強度を有する磁場のなかで、0.5〜5t/cm2の圧力で成形する。
The
その後、得られた成形体を、好ましくは不活性ガス雰囲気又は真空下中、1000〜1200℃で0.5〜10時間焼結させた後に急冷する。さらに、この焼結体に、不活性ガス雰囲気又は真空中、500〜900℃で1〜5時間の熱処理を施し、必要に応じて焼結体を所望の形状(実用形状)に加工して、磁石素体3を得る。
Thereafter, the obtained compact is preferably sintered in an inert gas atmosphere or under vacuum at 1000 to 1200 ° C. for 0.5 to 10 hours and then rapidly cooled. Furthermore, this sintered body is subjected to heat treatment at 500 to 900 ° C. for 1 to 5 hours in an inert gas atmosphere or vacuum, and if necessary, the sintered body is processed into a desired shape (practical shape). A
このようにして得られた磁石素体3には、さらに酸洗浄が施されることが好ましい。すなわち、後述する熱処理の前段において磁石素体3の表面に対して酸洗浄が施されることが好ましい。
The thus obtained
酸洗浄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素体3のように、磁石素体3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素体3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酸洗浄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い。
Nitric acid is preferably used as the acid used in the acid cleaning. When plating a general steel material, non-oxidizing acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid are often used. However, when the
このような酸洗浄による磁石素体3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。磁石素体3の表面の加工による変質層や酸化層を完全に除去することで、後述する熱処理により、所望の酸化膜をより精度よく形成することができる。
The amount of dissolution of the surface of the
酸洗浄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、磁石素体3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、製品の寸法精度の維持が困難となる傾向がある。また、硝酸濃度が低すぎると、溶解量が不足する傾向がある。このため、硝酸濃度は1規定以下とすることが好ましく、特に0.5〜0.05規定とすることが好ましい。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 solution used for the acid cleaning 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
酸洗浄を行った磁石素体3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、磁石素体3の表面に錆を発生させる塩素イオンが極めて少ない純水中で行うのが好ましい。また、上記超音波洗浄の前後、及び酸洗浄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
(保護層)
保護層5は、磁石素体3由来の元素及び酸素を含有し、磁石素体3を覆い希土類元素を含有する第一の層5aと、当該第一の層5aを覆い、この第一の層5aよりも希土類元素の含有量が少ない第二の層5bとを有する。ここで、「第一の層5aよりも希土類元素の含有量が少ない」とは、第一の層5a中の希土類元素の含有率よりも第二の層5b中の希土類元素の含有率が小さいことを意味するものとする。ここでいう「希土類元素の含有量」とは、各層の総質量に対する当該各層に含まれる希土類元素の質量の割合(質量%)である。第二の層5bは、希土類元素の含有量(含有率)が、第一の層5aにおける希土類元素の含有量(含有率)の半分以下であると好ましく、希土類元素を実質的に含有しないことが特に好ましい。また、磁石素体3由来の元素とは、磁石素体3の構成材料であり、少なくとも希土類元素及び希土類元素以外の遷移元素が含まれ、さらにB、Bi、Si、Alなどが含まれる場合がある。保護層5は、磁石素体3上に塗ったり貼ったりなどしたものではなく、磁石素体3自体が酸化するなどして変化することで、磁石素体3上に現れる元素からなる。そのため、保護層5には磁石素体を構成しない新たな金属元素は含まれないが、酸素、窒素などの非金属元素が含まれる場合がある。
(Protective layer)
The
第一の層5aは、希土類元素を始めとする磁石素体3由来の元素及び酸素を含有し、より具体的には、酸素、希土類元素及び希土類元素以外の遷移元素を含有する。磁石素体3の構成材料がR−Fe−B系のものである場合には、遷移元素はFeを主成分とするものであり、その構成材料の組成によりCoなどを含んでいてもよい。
The
また、第二の層5bは、磁石素体3由来の元素及び酸素を含有するが、希土類元素を実質的に含有しない。より具体的には、第二の層5bは、酸素及び希土類元素以外の遷移元素を含有する。磁石素体3の構成材料がR−Fe−B系のものである場合には、遷移元素はFeを主成分とするものであり、その構成材料の組成によりCoなどを含んでいてもよい。
The
第一の層5a及び第二の層5bの各構成材料の含有量は、EPMA(X線マイクロアナライザー法)、XPS(X線光電子分光法)、AES(オージェ電子分光法)又はEDS(エネルギー分散型蛍光X線分光法)等の公知の組成分析法を用いて確認することができる。
The content of each constituent material of the
ここで、希土類元素を実質的に含有しない態様としては、上述したEDSにより希土類元素が検出されない態様が考えられる。 Here, as an aspect which does not contain a rare earth element substantially, the aspect in which a rare earth element is not detected by EDS mentioned above can be considered.
保護層5は、酸化性ガスを含有する酸化性雰囲気中で、保護層5が上述した構成となるように、酸化性ガス分圧、処理温度及び処理時間のうちの少なくとも1つの条件を調整して、磁石素体3を熱処理(加熱)することで形成される(保護層形成工程)。なお、かかる熱処理の際には、酸化性ガス分圧、処理温度及び処理時間の3つの条件を調整することが好ましい。
The
ここで、酸化性雰囲気とは、酸化性ガスを含有する雰囲気であれば特に限定されないが、例えば、大気、酸素雰囲気(好ましくは酸素分圧調整雰囲気)、水蒸気雰囲気(好ましくは水蒸気分圧調整雰囲気)等の酸化が促進される雰囲気である。また、酸化性ガスとしては、特に限定されないが、酸素、水蒸気等が挙げられる。例えば、酸素雰囲気とは、酸素濃度が0.1%以上の雰囲気であり、その雰囲気には、酸素と共に不活性ガスが共存している。かかる不活性ガスとしては窒素が挙げられる。つまり、酸素雰囲気の態様としては酸素と不活性ガスとからなる雰囲気がある。また、例えば、水蒸気雰囲気とは水蒸気分圧が10hPa以上の雰囲気であり、その雰囲気には、水蒸気と共に不活性ガスが共存している。かかる不活性ガスとしては窒素が挙げられ、水蒸気雰囲気の態様としては水蒸気と不活性ガスとからなる雰囲気がある。酸化性雰囲気を水蒸気雰囲気とすることで、より簡易に保護層を形成することができることから好ましい。さらに、酸化性雰囲気としては、酸素、水蒸気及び不活性ガスを含む雰囲気も挙げられる。 Here, the oxidizing atmosphere is not particularly limited as long as it contains an oxidizing gas. For example, the atmosphere, oxygen atmosphere (preferably oxygen partial pressure adjustment atmosphere), water vapor atmosphere (preferably water vapor partial pressure adjustment atmosphere) ) And the like. The oxidizing gas is not particularly limited, and examples thereof include oxygen and water vapor. For example, the oxygen atmosphere is an atmosphere having an oxygen concentration of 0.1% or more, and an inert gas coexists with oxygen in the atmosphere. Such inert gas includes nitrogen. That is, as an aspect of the oxygen atmosphere, there is an atmosphere composed of oxygen and an inert gas. For example, the water vapor atmosphere is an atmosphere having a water vapor partial pressure of 10 hPa or more, and an inert gas coexists with the water vapor in the atmosphere. An example of such an inert gas is nitrogen, and an embodiment of a water vapor atmosphere is an atmosphere composed of water vapor and an inert gas. It is preferable that the oxidizing atmosphere is a water vapor atmosphere because the protective layer can be more easily formed. Furthermore, examples of the oxidizing atmosphere include an atmosphere containing oxygen, water vapor, and an inert gas.
上記条件を調整する際には、先ず、保護層5の構成と、酸化性ガス分圧、処理温度及び処理時間のうちの少なくとも1つの条件との相関を求める。次に、その相関に基づき、保護層5が、上記特定の構成となるように、熱処理の際に、酸化性ガス分圧、処理温度及び処理時間のうちの少なくとも1つの条件を調整する。
When adjusting the above conditions, first, a correlation between the configuration of the
このとき、処理温度は、200〜550℃の範囲から調整されることが好ましく、250〜500℃の範囲から調整されることがより好ましい。処理温度が上記上限値を超えると磁気特性が劣化する傾向にあり、上記下限値未満であると所望の酸化膜を形成することが困難となる傾向がある。 At this time, it is preferable to adjust processing temperature from the range of 200-550 degreeC, and it is more preferable to adjust from the range of 250-500 degreeC. If the processing temperature exceeds the upper limit, the magnetic properties tend to deteriorate, and if it is lower than the lower limit, it tends to be difficult to form a desired oxide film.
また、処理時間は、1分〜24時間の範囲から調整されることが好ましく、5分〜10時間の範囲から調整されることがより好ましい。処理時間が上記上限値を超えると、磁気特性が劣化する傾向があり、他方、上記下限値未満であると、所望の酸化膜を形成することが困難となる傾向がある。 The treatment time is preferably adjusted from the range of 1 minute to 24 hours, and more preferably adjusted from the range of 5 minutes to 10 hours. When the processing time exceeds the above upper limit value, the magnetic properties tend to deteriorate, and when the processing time is less than the lower limit value, it tends to be difficult to form a desired oxide film.
また、酸化性雰囲気が水蒸気雰囲気である場合には、先ず、保護層5の構成と、水蒸気分圧、処理温度及び処理時間との相関を求める。次に、その相関に基づき、保護層5が、上記特定の構成となるように、熱処理の際に、水蒸気分圧、処理温度及び処理時間のうちの少なくとも1つの条件を調整する。
When the oxidizing atmosphere is a water vapor atmosphere, first, the correlation between the configuration of the
この場合、処理温度及び処理時間は、上述した範囲内から調整されることが好ましい。また、水蒸気分圧は、10〜2000hPaの範囲から調整されることが好ましい。水蒸気分圧が10hPa未満であると、保護層5が上述したような2層構造になり難い傾向にある。一方、2000hPaを超える場合は、高圧であるため装置構成が複雑となるほか、結露等が生じ易くなる等、作業性が悪くなる傾向にある。
In this case, it is preferable that the processing temperature and the processing time are adjusted from the above-described ranges. Moreover, it is preferable that water vapor partial pressure is adjusted from the range of 10-2000 hPa. When the water vapor partial pressure is less than 10 hPa, the
また、第一の層5aと第二の層5bとの総膜厚は、0.1μmよりも大きいことが好ましく、1μm以上であることがより好ましい。この総膜厚が0.1μm以下であると2層構造を有する保護層の形成が困難となる傾向にある。一方、第一の層5aと第二の層5bとの総膜厚は、20μm未満であることが好ましく、5μm以下であることがより好ましい。この総膜厚が20μm以上であると、酸化膜の形成が困難となったり、磁気特性が低下したりする傾向にある。
The total film thickness of the
また、第二の層5bの膜厚は、5nm以上であることが好ましい。この膜厚が5nm未満であると、膜厚が薄くなり過ぎるため、腐食の抑制効果が不十分となる傾向がある。
The film thickness of the
(樹脂層)
樹脂層7は、樹脂を含有して構成される。かかる樹脂(resin)としては合成樹脂でも天然樹脂でもよいが、合成樹脂が好ましく、熱硬化性樹脂がより好ましい。このような熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、エポキシメラミン樹脂、熱硬化性アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリパラキシリレン樹脂、ポリ尿素樹脂、エポキシシリコーン樹脂、アクリルシリコーン樹脂等が挙げられる。また、熱可塑性樹脂としては、アクリル酸、エチレン、スチレン、塩化ビニル、酢酸ビニル等のビニル化合物を原料とするビニル樹脂が挙げられる。また、樹脂層7は、金属粒子、酸化物粒子、炭素粒子等を含有していてもよい。
(Resin layer)
The
なかでも、樹脂層7は、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、エポキシシリコーン樹脂又はメラミン樹脂を含む層であると好ましい。特に、フェノール樹脂、エポキシシリコーン樹脂又はエポキシ樹脂と、メラミン樹脂とを組み合わせて含む層であると好ましい。エポキシシリコーン樹脂のようなエポキシ変性されたシリコーン樹脂は、変性されないシリコーン樹脂に比して耐食性に優れているため、フェノール樹脂等と同様に好適に用いることができる。
Especially, the
樹脂層7を形成し得るフェノール樹脂としては、アルキルフェノール樹脂やアルキル多価フェノール樹脂が挙げられ、例えば、アルキルフェノール、アルキル多価フェノールのモノマー、オリゴマーやこれらの混合物を硬化して得られたものが例示できる。硬化は、例えば、上述したモノマー等とホルムアルデヒドとを反応させてレゾールを形成した後、得られたレゾールを重合する方法や、ウルシオールと水とを重合する方法により行うことができる。
Examples of the phenol resin that can form the
アルキルフェノール又はアルキル多価フェノールとしては、下記一般式(1)で表される化合物が挙げられる。
式中、R11及びR12はヒドロキシル基又はアルキル基を示し、R11及びR12のうち少なくとも一方はアルキル基である。なかでも、式中のヒドロキシ基のオルト位にヒドロキシ基を有するとともに、メタ位又はパラ位にアルキル基を有するアルキル多価フェノールが好ましい。このようなアルキル多価フェノールとしては、一般にうるし塗料に含まれる成分が好適であり、具体的には、メタ位に−C17H25基を有するウルシオール、パラ位に−C17H33基を有するチチオール又はメタ位に−C17H31基を有するラッコール等が挙げられる。 In the formula, R 11 and R 12 represent a hydroxyl group or an alkyl group, and at least one of R 11 and R 12 is an alkyl group. Among these, an alkyl polyhydric phenol having a hydroxy group at the ortho position of the hydroxy group in the formula and having an alkyl group at the meta position or para position is preferable. As such an alkyl polyhydric phenol, a component generally contained in a lacquer coating is suitable. Specifically, urushiol having a —C 17 H 25 group at the meta position, and a —C 17 H 33 group at the para position. And thiol having a —C 17 H 31 group at the meta position.
上記のアルキルフェノール又はアルキル多価フェノールは、還元剤として作用することができるため、硬化の際に高温に晒されたとしても、磁石素体3は強い還元雰囲気で覆われることとなり、酸化の進行による磁石素体3の劣化を大幅に低減することができる。
Since the above alkylphenol or alkylpolyphenol can act as a reducing agent, even if it is exposed to a high temperature during curing, the
また、エポキシ樹脂としては、特に制限されないが、例えば、ビスフェノール型、ポリオールのグリシジルエーテル型、ポリアシッドのグリシジルエステル型、ポリアミンのグリシジルアミン型、脂環式エポキシ型等のエポキシ化合物が適用できる。また、エポキシ樹脂は、上述したエポキシ化合物に加え、当該化合物を硬化させ得る硬化剤を更に含むことが好ましい。硬化剤としては、例えば、ポリアミン類、ポリアミンのエポキシ樹脂付加物、ポリアミドアミン類、ポリアミド樹脂等が挙げられ、具体的には、メタキシレンジアミン、イソホロンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ジアミノジフェニルメタン等が例示できる。 The epoxy resin is not particularly limited, and for example, epoxy compounds such as bisphenol type, polyol glycidyl ether type, polyacid glycidyl ester type, polyamine glycidyl amine type, and alicyclic epoxy type can be applied. Moreover, it is preferable that an epoxy resin further contains the hardening | curing agent which can harden the said compound in addition to the epoxy compound mentioned above. Examples of the curing agent include polyamines, polyamine epoxy resin adducts, polyamidoamines, polyamide resins, and the like. Specific examples include metaxylenediamine, isophoronediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, diaminodiphenylmethane, and the like. It can be illustrated.
さらに、メラミン樹脂は、メラミン(2,4,6−トリアミノ−1,3,5−トリアジン)とホルムアルデヒドを反応させてメチロールメラミンを得た後、これを硬化して得られる樹脂である。このようなメラミン樹脂は、単独で樹脂層7を形成してもよいが、例えば、上述したフェノール樹脂やエポキシ樹脂と組み合わせて用いることがより好ましい。メラミン樹脂は、フェノール樹脂やエポキシ樹脂中に多くの架橋構造を形成することができることから、これらを組み合わせて含む樹脂層7は、耐熱性及び強度に極めて優れたものとなる。その結果、希土類磁石1の耐食性、耐熱性が一層向上する。
Further, the melamine resin is a resin obtained by reacting melamine (2,4,6-triamino-1,3,5-triazine) with formaldehyde to obtain methylolmelamine and then curing it. Although such a melamine resin may form the
樹脂層7は、上述した各樹脂を用いて形成される。例えば、上述した各樹脂を有機溶剤に溶解させて樹脂層形成用塗布液を調製し、かかる塗布液を保護層5の表面上に塗布して乾燥させることで樹脂層7を形成することができる(樹脂層形成工程)。
The
ここで、樹脂層7を形成する際の塗布方法は特に限定されないが、ディップコート法、ディップスピンコート法、スプレーコート法等が挙げられる。また、樹脂層7は、樹脂層形成用塗布液を1回塗布することで形成してもよく、複数回塗布して形成してもよい。なお、樹脂層7を塗布液を複数回塗布して形成した場合には、未塗布部分が生じにくい。
Here, the coating method for forming the
また、樹脂層7の形成方法としては、上述した塗布以外に、化学的気相堆積法(CVD法)を適用することもできる。なかでも、気化させた単量体を保護層5の表面上に蒸着させると同時に重合させて樹脂層7を形成する蒸着重合法が好ましい。このような蒸着重合法によれば、保護層5の表面形状に対する追従性の良い樹脂層7が形成され、保護層5と樹脂層7との密着性が向上する傾向にある。その結果、樹脂層7による耐食性の向上効果が更に良好となる。
As a method for forming the
具体的には、例えば、ポリパラキシリレンからなる樹脂層7を形成する場合は、まず、p−キシリレンの二量体を準備し、これを蒸発炉中に導入して200℃以下、1Torr以下で蒸発させ、得られたガス状のp−キシリレンを分解炉に導入して700℃以下、0.5Torr以下で熱分解させる。次いで、この分解されたガスを、保護層5が形成された磁石素体3を配置した蒸着室に導いて、常温、0.01〜0.2Torrの条件下で保護層5の表面に蒸着させると同時にp−キシリレンの重合を生じさせ、ポリパラキシリレンからなる樹脂層7を形成する。
Specifically, for example, when the
さらに、樹脂層7の膜厚は、0.1〜100μmが好ましく、1〜50μmがより好ましい。
Furthermore, the film thickness of the
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
[希土類磁石の製造]
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention still in detail, this invention is not limited to these Examples.
[Manufacture of rare earth magnets]
(実施例1)
粉末冶金法により、組成が13.2Nd−1.5Dy−77.6Fe−1.6Co−6.1B(数字は原子百分率を表す。)である鋳塊を作製し、これを粗粉砕した。その後、不活性ガスによるジェットミル粉砕を行って、平均粒径約3.5μmの微粉末を得た。得られた微粉末を金型内に充填し、磁場中で成形した。次いで、真空中で焼結後、熱処理を施して焼結体を得た。得られた焼結体を35mm×19mm×6.5mmの寸法に切り出し加工し、実用形状に加工した磁石素体を得た。
Example 1
An ingot having a composition of 13.2Nd-1.5Dy-77.6Fe-1.6Co-6.1B (the number represents an atomic percentage) was prepared by powder metallurgy, and this was coarsely pulverized. Thereafter, jet milling with an inert gas was performed to obtain a fine powder having an average particle size of about 3.5 μm. The obtained fine powder was filled in a mold and molded in a magnetic field. Next, after sintering in vacuum, heat treatment was performed to obtain a sintered body. The obtained sintered body was cut into a size of 35 mm × 19 mm × 6.5 mm and processed to obtain a magnet body processed into a practical shape.
次に、得られた磁石素体を2%HNO3水溶液中に2分間浸漬し、その後超音波水洗を施した。 Next, the obtained magnet body was immersed in a 2% HNO 3 aqueous solution for 2 minutes and then subjected to ultrasonic water washing.
上記のように酸洗浄(酸処理)を施した磁石素体を、酸素分圧70hPa(酸素濃度7%)の酸素−窒素混合雰囲気中、400℃で8分間の熱処理を行い、保護層を形成した。
The magnet body that has been subjected to acid cleaning (acid treatment) as described above is heat-treated at 400 ° C. for 8 minutes in an oxygen-nitrogen mixed atmosphere with an oxygen partial pressure of 70 hPa (
上記のようにして磁石素体の表面上に保護層が形成した希土類磁石を、集束イオンビーム加工装置を用いて薄片化し、表面近傍の膜構造を透過型電子顕微鏡で観察した。なお、透過型電子顕微鏡には、日本電子社製のJEM−3010を使用した。得られた電子顕微鏡写真を図3に、図3の電子顕微鏡写真の一部を拡大した写真を図4に示す。 The rare earth magnet having the protective layer formed on the surface of the magnet body as described above was sliced using a focused ion beam processing apparatus, and the film structure near the surface was observed with a transmission electron microscope. Note that JEM-3010 manufactured by JEOL Ltd. was used for the transmission electron microscope. FIG. 3 shows the obtained electron micrograph, and FIG. 4 shows an enlarged view of a part of the electron micrograph of FIG.
図3及び4において一番右側の黒色の層は白金−パラジウム膜であり、その黒色の層に隣接する白色の層は、希土類磁石の保護層のうちネオジムを含有しない第二の層であり、その平均膜厚は50nmであることが確認された。また、第二の層に隣接する灰色の層(白色の境界から磁石素体側に向かって徐々に色が濃くなっている層)はネオジムを含有する第一の層であり、その平均膜厚は1μmであることが確認された。なお、図3及び4からもわかるように、第一の層は磁石素体上に形成しており、第二の層は第一の層上に形成していることが確認された。 3 and 4, the rightmost black layer is a platinum-palladium film, and the white layer adjacent to the black layer is a second layer that does not contain neodymium in the protective layer of the rare earth magnet, The average film thickness was confirmed to be 50 nm. In addition, the gray layer adjacent to the second layer (the layer whose color gradually increases from the white boundary toward the magnet body side) is the first layer containing neodymium, and its average film thickness is It was confirmed to be 1 μm. As can be seen from FIGS. 3 and 4, it was confirmed that the first layer was formed on the magnet body and the second layer was formed on the first layer.
さらに、上記希土類磁石を集束イオンビーム加工装置を用い薄片化し、表面近傍の膜構造を透過型電子顕微鏡(日本電子製のJEM-3010)で観察し、第一の層及び第二の層に含まれる元素を、EDS(NoraanInstruments社製のVoyagerIII)を用いて分析した。その結果、第一の層からは主な成分としてNd,Fe,Oが検出され、第二の層からはFe,Oが検出され、Ndは検出されなかった。 Furthermore, the rare earth magnet was thinned using a focused ion beam processing apparatus, and the film structure near the surface was observed with a transmission electron microscope (JEM-3010, manufactured by JEOL) and included in the first layer and the second layer. These elements were analyzed using EDS (Voyager III manufactured by Noraan Instruments). As a result, Nd, Fe, and O were detected as main components from the first layer, Fe and O were detected from the second layer, and Nd was not detected.
このように保護層が形成された希土類磁石に、さらにフェノール樹脂の塗料をディップスピンコートにより塗布し、150℃で20分加熱した。この工程を2回繰り返し、約3μmの樹脂層を形成し、実施例1の希土類磁石を得た。 A phenol resin coating was further applied by dip spin coating to the rare earth magnet thus formed with the protective layer, and heated at 150 ° C. for 20 minutes. This process was repeated twice to form a resin layer of about 3 μm, and the rare earth magnet of Example 1 was obtained.
(実施例2)
実施例1と同様にして焼結体を作製し、得られた焼結体を30mm×19mm×6.5mmの寸法に切り出し加工し、実用形状に加工した磁石素体を得た。次いで、実施例1と同様に酸洗浄を施し、熱処理を行い、保護層を形成した。なお、得られた希土類磁石は、第一の層は磁石素体上に形成しており、第二の層は第一の層上に形成していることが確認された。
(Example 2)
A sintered body was produced in the same manner as in Example 1, and the obtained sintered body was cut into a size of 30 mm × 19 mm × 6.5 mm to obtain a magnet body processed into a practical shape. Next, acid cleaning was performed in the same manner as in Example 1, heat treatment was performed, and a protective layer was formed. In the obtained rare earth magnet, it was confirmed that the first layer was formed on the magnet body and the second layer was formed on the first layer.
このように保護層が形成された希土類磁石に、さらにフェノール樹脂の塗料をスプレーコートにより塗布し、150℃で20分加熱した。このようにして約5μmの樹脂層を形成し、実施例2の希土類磁石を得た。 The rare earth magnet thus formed with the protective layer was further coated with a phenol resin paint by spray coating and heated at 150 ° C. for 20 minutes. In this way, a resin layer of about 5 μm was formed, and the rare earth magnet of Example 2 was obtained.
(実施例3)
実施例1と同様にして焼結体を作製し、得られた焼結体を20mm×10mm×2mmの寸法に切り出し加工し、実用形状に加工した磁石素体を得た。次いで、実施例1と同様に酸洗浄を施し、熱処理を行い、保護層を形成した。なお、得られた希土類磁石は、第一の層は磁石素体上に形成しており、第二の層は第一の層上に形成していることが確認された。
Example 3
A sintered body was produced in the same manner as in Example 1, and the obtained sintered body was cut into a size of 20 mm × 10 mm × 2 mm to obtain a magnet body processed into a practical shape. Next, acid cleaning was performed in the same manner as in Example 1, heat treatment was performed, and a protective layer was formed. In the obtained rare earth magnet, it was confirmed that the first layer was formed on the magnet body and the second layer was formed on the first layer.
このように保護層が形成された希土類磁石に、さらにエポキシ樹脂の塗料をスプレーコートにより塗布し、150℃、20分の加熱条件で加熱した。このようにして約5μmの樹脂層を形成し、実施例3の希土類磁石を得た。 Thus, the epoxy resin paint was further applied by spray coating to the rare earth magnet on which the protective layer was formed, and heated at 150 ° C. for 20 minutes. In this way, a resin layer of about 5 μm was formed, and the rare earth magnet of Example 3 was obtained.
(実施例4)
エポキシ樹脂の塗料に代えてシリコーン樹脂の塗料を用いたこと以外は、実施例3と同様にして実施例4の希土類磁石を得た。
Example 4
A rare earth magnet of Example 4 was obtained in the same manner as in Example 3 except that a silicone resin paint was used instead of the epoxy resin paint.
(実施例5)
エポキシ樹脂の塗料に代えてポリイミド樹脂の塗料を用いるとともに、加熱条件を250℃、20分としたこと以外は、実施例3と同様にして実施例5の希土類磁石を得た。
(Example 5)
A rare earth magnet of Example 5 was obtained in the same manner as Example 3 except that a polyimide resin paint was used instead of the epoxy resin paint and the heating conditions were 250 ° C. and 20 minutes.
(実施例6)
実施例3と同様にして保護層が形成された希土類磁石を得た後、これに、モノクロルパラキシリレン二量体を熱分解・重合させる蒸着重合を行い、ポリパラキシリレン膜からなる約5μmの樹脂層を形成して、実施例6の希土類磁石を得た。
(Example 6)
After obtaining a rare earth magnet on which a protective layer was formed in the same manner as in Example 3, this was subjected to vapor deposition polymerization in which monochloroparaxylylene dimer was thermally decomposed and polymerized, and about 5 μm comprising a polyparaxylylene film. Thus, a rare earth magnet of Example 6 was obtained.
(実施例7)
まず、実施例1と同様にして、磁石素体を形成し、これに酸洗浄を施した。得られた酸洗浄後の磁石素体を、水蒸気分圧475hPaの窒素雰囲気中、450℃で10分間の条件で熱処理を行い、保護層を形成した。この保護層を形成させた磁石素体の表面近傍の膜構造を実施例1と同様にして観察した結果、第一の層の厚さは3μmであり、第二の層の厚さは100nmであった。
(Example 7)
First, in the same manner as in Example 1, a magnet body was formed and subjected to acid cleaning. The obtained magnet body after acid cleaning was heat-treated at 450 ° C. for 10 minutes in a nitrogen atmosphere having a water vapor partial pressure of 475 hPa to form a protective layer. As a result of observing the film structure near the surface of the magnet body on which the protective layer was formed in the same manner as in Example 1, the thickness of the first layer was 3 μm, and the thickness of the second layer was 100 nm. there were.
次いで、この保護層を有する磁石素体に対し、フェノール樹脂の塗料をスプレーコートにより塗布した後、150℃で20分加熱し約5μmの樹脂層を形成させて、実施例7の希土類磁石を得た。 Next, a phenol resin paint was applied to the magnet body having this protective layer by spray coating, and then heated at 150 ° C. for 20 minutes to form a resin layer of about 5 μm. Thus, the rare earth magnet of Example 7 was obtained. It was.
(実施例8)
熱処理を、酸素濃度7%、350℃で13分の条件で行い、保護層として、厚さ0.9μmの第一の層、及び、厚さ50nmの第二の層を有するものを形成したこと以外は、実施例7と同様にして実施例8の希土類磁石を得た。
(Example 8)
Heat treatment was performed under conditions of
(実施例9)
熱処理を、酸素濃度0.5%、410℃で10分の条件で行い、保護層として、厚さ1.5μmの第一の層、及び、厚さ50nmの第二の層を有するものを形成したこと以外は、実施例7と同様にして実施例9の希土類磁石を得た。
Example 9
Heat treatment is performed at an oxygen concentration of 0.5% and 410 ° C. for 10 minutes, and a protective layer having a first layer having a thickness of 1.5 μm and a second layer having a thickness of 50 nm is formed. Except that, a rare earth magnet of Example 9 was obtained in the same manner as Example 7.
(実施例10)
熱処理を、酸素濃度21%、410℃で10分の条件で行い、保護層として、厚さ2.1μmの第一の層、及び、厚さ100nmの第二の層を有するものを形成したこと以外は、実施例7と同様にして実施例10の希土類磁石を得た。
(Example 10)
Heat treatment was performed at an oxygen concentration of 21% and 410 ° C. for 10 minutes, and a protective layer having a first layer having a thickness of 2.1 μm and a second layer having a thickness of 100 nm was formed. A rare earth magnet of Example 10 was obtained in the same manner as Example 7 except for the above.
(実施例11)
熱処理を、酸素濃度7%、500℃で10分の条件で行い、保護層として、厚さ5μmの第一の層、及び、厚さ300nmの第二の層を有するものを形成したこと以外は、実施例7と同様にして実施例11の希土類磁石を得た。
(Example 11)
Heat treatment was performed under conditions of oxygen concentration of 7% and 500 ° C. for 10 minutes, except that a protective layer having a first layer having a thickness of 5 μm and a second layer having a thickness of 300 nm was formed. In the same manner as in Example 7, a rare earth magnet of Example 11 was obtained.
(実施例12)
熱処理を、酸素濃度0.5%、水蒸気分圧74hPa、390℃で10分の条件で行い、保護層として、厚さ1.7μmの第一の層、及び、厚さ100nmの第二の層を有するものを形成したこと以外は、実施例7と同様にして実施例12の希土類磁石を得た。
(Example 12)
The heat treatment is performed under conditions of oxygen concentration of 0.5%, water vapor partial pressure of 74 hPa, and 390 ° C. for 10 minutes, and the protective layer includes a first layer having a thickness of 1.7 μm and a second layer having a thickness of 100 nm. A rare earth magnet of Example 12 was obtained in the same manner as in Example 7 except that a material having the following was formed.
(実施例13)
熱処理を、酸素濃度0.5%、水蒸気分圧12hPa、390℃で10分の条件で行い、保護層として、厚さ1.4μmの第一の層、及び、厚さ80nmの第二の層を有するものを形成したこと以外は、実施例7と同様にして実施例13の希土類磁石を得た。
(Example 13)
Heat treatment is performed under the conditions of oxygen concentration of 0.5%, water vapor partial pressure of 12 hPa, and 390 ° C. for 10 minutes, and the protective layer includes a first layer having a thickness of 1.4 μm and a second layer having a thickness of 80 nm. A rare earth magnet of Example 13 was obtained in the same manner as in Example 7 except that a material having a slag was formed.
(実施例14)
熱処理を、水蒸気分圧2000hPa、400℃で10分の条件で行い、保護層として、厚さ1.8μmの第一の層、及び、厚さ120nmの第二の層を有するものを形成したこと以外は、実施例7と同様にして実施例14の希土類磁石を得た。
(Example 14)
The heat treatment was performed under conditions of a water vapor partial pressure of 2000 hPa and 400 ° C. for 10 minutes, and a protective layer having a first layer having a thickness of 1.8 μm and a second layer having a thickness of 120 nm was formed. A rare earth magnet of Example 14 was obtained in the same manner as Example 7 except for the above.
(実施例15)
まず、実施例1と同様にして、磁石素体を形成し、これに酸洗浄を施した。得られた酸洗浄後の磁石素体を、酸素濃度7%、330℃で10分間の条件で熱処理を行い、保護層を形成した。この保護層を形成させた磁石素体の表面近傍の膜構造をオージェ電子分光法(AES)による深さ方向分析により解析した。なお、オージェ電子分光には、アルバック・ファイ社製SAM680を使用した。その結果、表面から16nmの深さまでは第二の層が形成されており、この第二の層の下側0.4μmには第一の層が形成されていることが確認された。
(Example 15)
First, in the same manner as in Example 1, a magnet body was formed and subjected to acid cleaning. The obtained magnet body after the acid cleaning was heat-treated at an oxygen concentration of 7% and at 330 ° C. for 10 minutes to form a protective layer. The film structure near the surface of the magnet body on which this protective layer was formed was analyzed by depth direction analysis by Auger electron spectroscopy (AES). For Auger electron spectroscopy, SAM680 manufactured by ULVAC-PHI was used. As a result, it was confirmed that the second layer was formed at a depth of 16 nm from the surface, and the first layer was formed on the lower 0.4 μm of the second layer.
次いで、この保護層を有する磁石素体に対し、フェノール樹脂の塗料をスプレーコートにより塗布した後、150℃で20分加熱し約5μmの樹脂層を形成させて、実施例15の希土類磁石を得た。 Next, a phenol resin paint was applied by spray coating to the magnet body having this protective layer, and then heated at 150 ° C. for 20 minutes to form a resin layer of about 5 μm, whereby the rare earth magnet of Example 15 was obtained. It was.
(実施例16)
熱処理を、酸素濃度21%、290℃で10分の条件で行い、保護層として、厚さ1.1μmの第一の層、及び、厚さ10nmの第二の層を有するものを形成したこと以外は、実施例15と同様にして実施例16の希土類磁石を得た。
(Example 16)
Heat treatment was performed at an oxygen concentration of 21% and 290 ° C. for 10 minutes, and a protective layer having a first layer having a thickness of 1.1 μm and a second layer having a thickness of 10 nm was formed. A rare earth magnet of Example 16 was obtained in the same manner as Example 15 except for the above.
(実施例17)
エポキシ樹脂の塗料に代えて、エポキシシリコーン樹脂の塗料を用いたこと以外は、実施例3と同様にして実施例17の希土類磁石を得た。
(Example 17)
A rare earth magnet of Example 17 was obtained in the same manner as Example 3 except that an epoxy silicone resin paint was used instead of the epoxy resin paint.
(比較例1)
実施例1と同様にして磁石素体を作製し、2%HNO3水溶液による酸洗浄を施し、比較例1の希土類磁石を得た。かかる磁石素体に対して、集束イオンビーム加工装置を用いて加工断面を作製し、走査型電子顕微鏡(日立製作所社製、S−4700)で観察した。得られた電子顕微鏡写真を図5に、図5の電子顕微鏡写真の一部を拡大した写真を図6に示す。図5及び6において白色の層は分析用の白金−パラジウム膜であり、その白色の層の下側には磁石素体が確認された。
(Comparative Example 1)
A magnet body was prepared in the same manner as in Example 1, and acid cleaning with a 2% HNO 3 aqueous solution was performed to obtain a rare earth magnet of Comparative Example 1. With respect to such a magnet body, a processed cross section was prepared using a focused ion beam processing apparatus, and observed with a scanning electron microscope (S-4700, manufactured by Hitachi, Ltd.). FIG. 5 shows the obtained electron micrograph, and FIG. 6 shows an enlarged view of a part of the electron micrograph of FIG. 5 and 6, the white layer is a platinum-palladium film for analysis, and a magnet body was confirmed below the white layer.
(比較例2)
実施例1と同様にして磁石素体を作製し、2%HNO3水溶液による酸洗浄を施した。次に、実施例1と同様にして熱処理を行い、保護層を形成し、比較例2の希土類磁石を得た。なお、比較例2の希土類磁石は、樹脂層を形成していないものである。また、比較例2の希土類磁石を、実施例1と同様にして透過型電子顕微鏡で観察した。その結果、比較例2の希土類磁石でも、保護層は、希土類磁石の最表面に平均膜厚50nmの第二の層、及び第二の層の下側には平均膜厚1μmの第一の層から構成されていることが確認された。
(Comparative Example 2)
A magnet body was prepared in the same manner as in Example 1, and acid cleaning with a 2% HNO 3 aqueous solution was performed. Next, heat treatment was performed in the same manner as in Example 1 to form a protective layer, and a rare earth magnet of Comparative Example 2 was obtained. In addition, the rare earth magnet of the comparative example 2 is a thing in which the resin layer is not formed. Further, the rare earth magnet of Comparative Example 2 was observed with a transmission electron microscope in the same manner as in Example 1. As a result, even in the rare earth magnet of Comparative Example 2, the protective layer is a second layer having an average film thickness of 50 nm on the outermost surface of the rare earth magnet, and a first layer having an average film thickness of 1 μm below the second layer. It was confirmed that it was composed of
(比較例3)
実施例1と同様にして磁石素体を作製し、2%HNO3水溶液による酸洗浄を施した。次に、熱処理による保護層形成は行わずに、フェノール樹脂の塗料をスプレーコートにより塗布し、150℃で20分加熱した。このようにして約5μmの樹脂層を形成し、比較例3の希土類磁石を得た。
(Comparative Example 3)
A magnet body was prepared in the same manner as in Example 1, and acid cleaning with a 2
(塩水噴霧試験)
実施例1〜17及び比較例1〜3の希土類磁石に対して、JIS K5600−7−1に準拠し、5%の塩水を用いて35℃で、96時間塩水噴霧試験を行った。
(Salt spray test)
The rare earth magnets of Examples 1 to 17 and Comparative Examples 1 to 3 were subjected to a salt spray test for 96 hours at 35 ° C. using 5% salt water in accordance with JIS K5600-7-1.
まず、塩水噴霧試験後における実施例1〜17及び比較例1〜3の希土類磁石磁束を測定したところ、試験前と比較した磁束低下は、実施例1では0.4%であり、比較例1では2.7%であり、比較例2では2.0%であった。なお、実施例2〜17及び比較例3では、磁束の低下は見られなかった。 First, when the rare earth magnet magnetic fluxes of Examples 1 to 17 and Comparative Examples 1 to 3 after the salt spray test were measured, the magnetic flux decrease compared to that before the test was 0.4% in Example 1, and Comparative Example 1 Was 2.7% and Comparative Example 2 was 2.0%. In Examples 2 to 17 and Comparative Example 3, no decrease in magnetic flux was observed.
また、塩水噴霧試験による実施例1〜17及び比較例1〜3の希土類磁石の錆の発生状況を比較した。 Moreover, the rust generation | occurrence | production situation of Examples 1-17 by the salt spray test and the rare earth magnets of Comparative Examples 1-3 was compared.
まず、塩水噴霧試験前では、いずれの希土類磁石にも錆は発生していなかった。一例として、塩水噴霧試験前の、実施例2の希土類磁石の写真を図7に、比較例1の希土類磁石の写真を図9に、比較例2の希土類磁石の写真を図11にそれぞれ示す。 First, rust did not occur in any rare earth magnet before the salt spray test. As an example, a photograph of the rare earth magnet of Example 2 before the salt spray test is shown in FIG. 7, a photograph of the rare earth magnet of Comparative Example 1 is shown in FIG. 9, and a photograph of the rare earth magnet of Comparative Example 2 is shown in FIG.
塩水噴霧試験開始から24時間の時点では、実施例1では錆の発生は部分的であり軽微であり、また実施例2では錆の発生は見られなかった。これに対し、比較例1及び2では磁石全体を錆が覆っており、特に比較例1では錆の発生が顕著であった。塩水噴霧試験開始から24時間の時点での、実施例2の希土類磁石の写真を図8に、比較例1の希土類磁石の写真を図10に、比較例2の希土類磁石の写真を図12にそれぞれ示す。 At 24 hours from the start of the salt spray test, the occurrence of rust was partial and slight in Example 1, and no rust was found in Example 2. In contrast, in Comparative Examples 1 and 2, the entire magnet was covered with rust, and particularly in Comparative Example 1, the occurrence of rust was significant. FIG. 8 shows a photograph of the rare earth magnet of Example 2 at 24 hours from the start of the salt spray test, FIG. 10 shows a photograph of the rare earth magnet of Comparative Example 1, and FIG. 12 shows a photograph of the rare earth magnet of Comparative Example 2. Each is shown.
また、塩水噴霧試験開始から96時間経過後においても各希土類磁石の錆の発生状況を比較した。その結果、比較例1及び2では磁石表面から錆が剥がれ落ちるほどに錆が厚く発生しており、錆を拭き取っても拭き取りきれずに、表面に錆の層が残った。一方、実施例1では、磁石の角部などの樹脂層が不完全な部分から発生して流れた錆が、磁石表面の半分ほどを覆ったものの、錆を拭き取ると錆の層は除去され、錆の発生が軽微であることが確認された。また、断面を確認したところ、比較例2では、磁石表面から50μm程度の厚さで錆が発生していた。一方、実施例1では断面に錆が観察されなかった。また、実施例2では、錆の発生は見られなかった。 Moreover, even after 96 hours from the start of the salt spray test, the occurrence of rust in each rare earth magnet was compared. As a result, in Comparative Examples 1 and 2, the rust was so thick that the rust was peeled off from the magnet surface, and the rust layer remained on the surface without being wiped off even when the rust was wiped off. On the other hand, in Example 1, the resin layer such as the corner of the magnet generated from an incomplete part of the rust covered about half of the magnet surface, but when the rust was wiped off, the rust layer was removed, It was confirmed that the generation of rust was slight. Moreover, when the cross section was confirmed, in Comparative Example 2, rust was generated at a thickness of about 50 μm from the magnet surface. On the other hand, in Example 1, rust was not observed in the cross section. Moreover, in Example 2, generation | occurrence | production of rust was not seen.
さらに、実施例3〜17及び比較例3の希土類磁石についても同様に錆の発生状況を観察したところ、いずれも錆の発生は見られなかった。 Furthermore, the occurrence of rust was similarly observed for the rare-earth magnets of Examples 3 to 17 and Comparative Example 3, and no rust was observed.
(プレッシャー・クッカー・テスト)
実施例1〜17及び比較例3の希土類磁石に対して、プレッシャー・クッカー・テストを行った。試験条件は、120℃、0.2MPa、100%RHの環境下に100時間放置とした。その結果、実施例1〜17では共に試験による樹脂層の剥離、膨れ、錆の発生といった外観上の変化は認められなかった。一方、比較例3の希土類磁石では、試験後に端部で樹脂層の剥がれが見られた。
(Pressure cooker test)
A pressure cooker test was performed on the rare earth magnets of Examples 1 to 17 and Comparative Example 3. The test conditions were left at 100 ° C., 0.2 MPa, 100% RH for 100 hours. As a result, in Examples 1 to 17, no change in appearance such as exfoliation of the resin layer, swelling, and generation of rust was observed. On the other hand, in the rare earth magnet of Comparative Example 3, peeling of the resin layer was observed at the end after the test.
また、これらの希土類磁石の試験前後における磁束の変化を測定したところ、実施例1〜17の希土類磁石はいずれも磁束変化が極めて小さく、試験後の希土類磁石も十分に実用に足るものであることが確認されたのに対し、比較例3の希土類磁石は磁束劣化が大きかった。実施例1〜17及び比較例3の希土類磁石による磁束変化をまとめて表1に示す。 Moreover, when the change of the magnetic flux before and after the test of these rare earth magnets was measured, all of the rare earth magnets of Examples 1 to 17 had a very small change in magnetic flux, and the rare earth magnet after the test was sufficiently practical. On the other hand, the rare earth magnet of Comparative Example 3 was greatly deteriorated in magnetic flux. Table 1 summarizes changes in magnetic flux caused by the rare earth magnets of Examples 1 to 17 and Comparative Example 3.
1…希土類磁石、3…磁石素体、5…保護層、5a…第一の層、5b…第二の層、7…樹脂層。
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記磁石素体を覆い希土類元素を含有する第一の層、及び、前記第一の層を覆い前記第一の層よりも希土類元素の含有量が少ない第二の層を前記保護層が有するように、酸化性ガスを含有する酸化性雰囲気中で、酸化性ガス分圧、処理温度及び処理時間のうちの少なくとも1つの条件を調整して、前記磁石素体を熱処理し保護層を形成する保護層形成工程と、
前記保護層形成工程後の前記保護層の表面上に、樹脂を堆積させて樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
を備えることを特徴とする希土類磁石の製造方法。 A method for producing a rare earth magnet by heat treating a magnet body containing a rare earth element to form a protective layer on the surface of the magnet body,
The protective layer has a first layer covering the magnet body and containing a rare earth element, and a second layer covering the first layer and having a rare earth element content less than the first layer. In addition, in the oxidizing atmosphere containing the oxidizing gas, at least one of the oxidizing gas partial pressure, the processing temperature, and the processing time is adjusted to heat-treat the magnet body to form a protective layer A layer forming step;
A resin layer forming step of forming a resin layer by depositing a resin on the surface of the protective layer after the protective layer forming step;
A method for producing a rare earth magnet, comprising:
前記磁石素体を覆い希土類元素を含有する第一の層及び当該第一の層を覆い希土類元素を実質的に含有しない第二の層を前記保護層が有するように、酸化性ガスを含有する酸化性雰囲気中で、酸化性ガス分圧、処理温度及び処理時間のうちの少なくとも1つの条件を調整して、前記磁石素体を熱処理し保護層を形成する保護層形成工程と、
前記保護層形成工程後の前記保護層の表面上に、樹脂を含有する樹脂層形成用塗布液を塗布して乾燥し、樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
を備えることを特徴とする希土類磁石の製造方法。 A method for producing a rare earth magnet by heat treating a magnet body containing a rare earth element to form a protective layer on the surface of the magnet body,
Contains an oxidizing gas so that the protective layer has a first layer covering the magnet body and containing a rare earth element and a second layer covering the first layer and substantially free of the rare earth element. A protective layer forming step in which at least one of an oxidizing gas partial pressure, a processing temperature, and a processing time is adjusted in an oxidizing atmosphere to heat-treat the magnet body to form a protective layer;
On the surface of the protective layer after the protective layer forming step, a resin layer forming step of applying a resin layer-forming coating solution containing a resin and drying to form a resin layer;
A method for producing a rare earth magnet, comprising:
前記磁石素体を覆い希土類元素を含有する第一の層、及び、前記第一の層を覆い前記第一の層よりも希土類元素の含有量が少ない第二の層を有する保護層と、
前記保護層の表面上に形成され、樹脂を含有する樹脂層と、
を備えることを特徴とする希土類磁石。 A magnet body containing a rare earth element;
A first layer that covers the magnet body and contains a rare earth element; and a protective layer that covers the first layer and has a second layer that contains less rare earth element than the first layer;
A resin layer formed on the surface of the protective layer and containing a resin;
A rare earth magnet comprising:
当該磁石素体の表面上に形成され、酸素及び磁石素体由来の元素を含有し、前記磁石素体を覆い希土類元素を含有する第一の層及び当該第一の層を覆い希土類元素を実質的に含有しない第二の層を有する保護層と、
当該保護層の表面上に形成され、樹脂を含有する樹脂層と、
を備えることを特徴とする希土類磁石。 A magnet body containing a rare earth element;
A first layer formed on the surface of the magnet body, containing oxygen and an element derived from the magnet body, covering the magnet body, containing a rare earth element, and covering the first layer, A protective layer having a second layer not contained
A resin layer formed on the surface of the protective layer and containing a resin;
A rare earth magnet comprising:
前記第一の層は、前記希土類元素、前記遷移元素及び酸素を含有し、
前記第二の層は、前記遷移元素及び酸素を含有することを特徴とする請求項4〜7のいずれか一項に記載の希土類磁石。 The magnet body includes a rare earth element and a transition element other than the rare earth element,
The first layer contains the rare earth element, the transition element and oxygen,
The rare earth magnet according to any one of claims 4 to 7, wherein the second layer contains the transition element and oxygen.
前記第一の層は、前記希土類元素、前記遷移元素及び酸素を主成分とし、
前記第二の層は、前記遷移元素及び酸素を主成分とすることを特徴とする請求項4〜8のいずれか一項に記載の希土類磁石。 The magnet body includes a rare earth element and a transition element other than the rare earth element,
The first layer is mainly composed of the rare earth element, the transition element and oxygen,
The rare earth magnet according to any one of claims 4 to 8, wherein the second layer contains the transition element and oxygen as main components.
14. The resin according to claim 4, wherein the resin is at least one resin selected from the group consisting of a phenol resin, a melamine resin, a polyamideimide resin, a polyparaxylylene resin, a polyurea resin, and an epoxy silicone resin. The rare earth magnet according to any one of the above.
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