JP2006310823A - Bond magnet and its production process - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ボンド磁石、特に表面に保護層を有するボンド磁石及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a bonded magnet, in particular, a bonded magnet having a protective layer on the surface and a method for manufacturing the bonded magnet.
従来、希土類元素を含む磁石としては、磁性粉末を焼結した焼結磁石と、磁性粉末及びバインダー樹脂を混合して成形したボンド磁石とが知られている。これらの希土類元素を含む磁石は、主成分として比較的容易に酸化される希土類元素を含有しているため錆が発生し易く、耐食性が比較的低い傾向にあった。このため、製造時及び使用時において磁石としての性能の劣化が顕著であった。 Conventionally, as a magnet containing a rare earth element, a sintered magnet obtained by sintering magnetic powder and a bonded magnet formed by mixing magnetic powder and a binder resin are known. Since these magnets containing rare earth elements contain a rare earth element that is relatively easily oxidized as a main component, rust is likely to occur, and the corrosion resistance tends to be relatively low. For this reason, deterioration of the performance as a magnet was remarkable at the time of manufacture and use.
このような問題点を解決するため、焼結磁石においては、その表面に電着塗装により耐食性を有する保護層を形成したり、ゾル液を塗布して200℃以上で熱処理することにより耐食性を有する保護層を形成したりして、磁石の耐食性を改善することが行われている。しかし、もう一方の希土類元素を含む磁石であるボンド磁石は、バインダー樹脂を含有しているため電着塗装が困難であることや、上記のような高温の熱処理ではバインダー樹脂が劣化してしまうこと等の理由によって、焼結磁石と同様の保護層を形成するのが困難であった。 In order to solve such problems, the sintered magnet has corrosion resistance by forming a protective layer having corrosion resistance on the surface thereof by electrodeposition coating, or by applying a sol solution and heat-treating at 200 ° C. or higher. For example, a protective layer is formed to improve the corrosion resistance of the magnet. However, the bond magnet, which is another magnet containing rare earth elements, contains a binder resin, so that it is difficult to perform electrodeposition coating, and the binder resin deteriorates due to the above high-temperature heat treatment. For these reasons, it is difficult to form a protective layer similar to a sintered magnet.
そこで、上記とは異なるボンド磁石の耐食性を改善する方法として、表面に化成処理を施して化成皮膜を形成する方法が知られている。例えば、下記特許文献1には、表面にリン酸塩を被覆させた樹脂結合型磁石(ボンド磁石)が開示されている。
しかしながら、上述した化成皮膜を形成する方法によっても、ボンド磁石の耐食性、特に防錆性能を十分に向上させるのは未だ困難な傾向にあった。 However, even with the above-described method for forming a chemical film, it has still been difficult to sufficiently improve the corrosion resistance, particularly rust prevention performance, of the bonded magnet.
そこで、本発明はこのような事情に基づいてなされたものであり、従来に比して優れた防錆性能を有するボンド磁石及びその製造方法を提供することを目的とする。 Then, this invention is made | formed based on such a situation, and it aims at providing the bonded magnet which has the antirust performance outstanding compared with the former, and its manufacturing method.
本発明者らは上記目的を達成するために鋭意研究を行った結果、化成処理液中に所定の添加物を加えることによって、従来に比して優れた耐食性が得られる保護層を形成し得ることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned object, the present inventors can form a protective layer that provides superior corrosion resistance as compared with the prior art by adding a predetermined additive to the chemical conversion solution. As a result, the present invention has been completed.
すなわち、本発明のボンド磁石の製造方法は、希土類元素を含むボンド磁石素体の表面上に保護層を形成するボンド磁石の製造方法であって、ボンド磁石素体を、リン酸塩及び酸イオンを含む溶液に接触させて、ボンド磁石素体の表面上にリンを含む保護層を形成する工程を有することを特徴とする。 That is, the manufacturing method of the bonded magnet of the present invention is a manufacturing method of a bonded magnet in which a protective layer is formed on the surface of a bonded magnet body containing a rare earth element. And a step of forming a protective layer containing phosphorus on the surface of the bonded magnet body by contacting with a solution containing.
このように、本発明のボンド磁石の製造方法においては、リン酸塩を含む水溶液(化成処理液)中に、添加物として酸イオンを含有させている。このようにして形成されたリンを含む保護層は、従来の化成皮膜に比して優れた耐食性を発揮し得るものとなる。 Thus, in the manufacturing method of the bonded magnet of this invention, the acid ion is contained as an additive in the aqueous solution (chemical conversion liquid) containing a phosphate. The protective layer containing phosphorus thus formed can exhibit excellent corrosion resistance as compared with a conventional chemical conversion film.
この要因については、必ずしも明らかでないものの、本発明者らは次のように考察している。すなわち、磁石素体表面上への化成皮膜の形成は、磁石素体中に含まれる金属が、イオンとなって化成処理液に溶解し、磁石素体におけるこの溶出した部分においてリン酸イオンが反応し、これにより保護層が形成されるものと考えられる。そして、かかるメカニズムによって保護層が形成される場合、本発明のように化成処理液中に酸イオンが含まれていると、この酸イオンが、化成処理液中に溶出した金属イオンを酸化して系外に除去することや、化成処理液中への金属の溶出を促進すること等の作用によって、保護層の形成反応が有利となり、その結果、良好な保護層が形成されるものと考えられる。 Although this factor is not necessarily clear, the present inventors consider as follows. That is, the formation of the chemical conversion film on the surface of the magnet body is such that the metal contained in the magnet body becomes ions and dissolves in the chemical conversion treatment solution, and phosphate ions react in this eluted portion of the magnet body. Thus, it is considered that a protective layer is formed. And when a protective layer is formed by this mechanism, if acid ions are contained in the chemical conversion treatment liquid as in the present invention, the acid ions oxidize metal ions eluted in the chemical conversion treatment liquid. It is considered that the protective layer formation reaction is advantageous due to the action such as removal outside the system and promoting the elution of the metal into the chemical conversion treatment solution, and as a result, a good protective layer is formed. .
上記本発明のボンド磁石の製造方法においては、溶液中の酸イオンの濃度が0.75mmol/L以上であることが好ましい。こうすれば、保護層の形成が一層有利となる傾向にある。 In the method for producing a bonded magnet of the present invention, the concentration of acid ions in the solution is preferably 0.75 mmol / L or more. If it carries out like this, there exists a tendency for formation of a protective layer to become still more advantageous.
より具体的には、酸イオンとしては、亜硝酸イオン、亜硫酸イオン及び酢酸イオンからなる群より選ばれる少なくとも一種のイオンが好ましい。これらの酸イオンは、上記特性に優れるほか、化成処理液への添加が簡便である。したがって、化成処理液中にこれらの酸イオンを含有させることによって、高耐食性を有する保護層を容易に形成することが可能となる。 More specifically, the acid ion is preferably at least one ion selected from the group consisting of nitrite ion, sulfite ion and acetate ion. These acid ions are excellent in the above properties and can be easily added to the chemical conversion solution. Therefore, a protective layer having high corrosion resistance can be easily formed by including these acid ions in the chemical conversion treatment liquid.
また、本発明によるボンド磁石は、希土類元素を含むボンド磁石素体と、この磁石素体の表面上に形成されたZn及びPを含む保護層とを備え、保護層に含まれるZnの重量MZn及びPの重量MPの比MZn/MPは、下記式(1)に示す条件を満たすことを特徴とする。
2.4≦MZn/MP≦7.8 (1)
The bonded magnet according to the present invention includes a bonded magnet element containing a rare earth element and a protective layer containing Zn and P formed on the surface of the magnet element, and the weight M of Zn contained in the protective layer. the ratio M Zn / M P of the weight M P of Zn and P is characterized satisfying the condition represented by the following formula (1).
2.4 ≦ M Zn / M P ≦ 7.8 (1)
かかる条件を満たす保護層は、上記本発明のボンド磁石の製造方法によって良好に形成される。そして、このような保護層を備えるボンド磁石は、従来に比して優れた耐食性を有するものとなる。 The protective layer satisfying such a condition is satisfactorily formed by the method for manufacturing a bonded magnet of the present invention. And the bonded magnet provided with such a protective layer has the corrosion resistance excellent compared with the past.
本発明によれば、従来に比して優れた防錆性能を有するボンド磁石及びその製造方法を提供することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the bonded magnet which has the antirust performance outstanding compared with the past, and its manufacturing method.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。なお、全図を通じ、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same element through all figures, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
まず、本実施形態のボンド磁石の構造について図1及び2を参照して説明する。 First, the structure of the bonded magnet of this embodiment will be described with reference to FIGS.
図1は、本実施形態のボンド磁石を示す斜視図である。また、図2は、図1に示すボンド磁石のII−II方向に沿う断面構造を模式的に示す図である。図示されるように、ボンド磁石1は、磁石素体3(ボンド磁石素体)と、その表面を覆うように形成された保護層5とを備えた構成を有している。
FIG. 1 is a perspective view showing a bonded magnet according to the present embodiment. 2 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure along the II-II direction of the bonded magnet shown in FIG. As shown in the figure, the
磁石素体3は、希土類元素を含む磁性粉末とバインダー樹脂とを含むものであり、磁性粉末がバインダー樹脂によって結合された状態となっている。希土類元素を含む磁性粉末としては、希土類磁石の原料として通常用いられるものであれば特に制限はなく、希土類元素としてSmやNd等を含むものが挙げられる。より具体的には、Sm−Co系の磁性粉末、Nd−Fe−B系の磁性粉末、Sm−Fe−N系の磁性粉末等が挙げられる。
The
上述したなかでも、磁性粉末としては、SmCo5やSm2Co17で表されるSm−Co系の磁性粉末、又は、Nd2Fe14Bで表されるNd−Fe−B系の磁性粉末が好ましい。これらの磁性粉末は、ボンド磁石1を形成した場合に優れた磁気特性を発現し得る。また、磁性粉末は、その平均粒径(長径)が、100〜200μmであり、最大粒径が500μm以下であると、良好な磁気特性が得られるため特に好ましい。
Among the magnetic powders described above, as the magnetic powder, Sm—Co based magnetic powder represented by SmCo 5 or Sm 2 Co 17 or Nd—Fe—B based magnetic powder represented by Nd 2 Fe 14 B is used. preferable. These magnetic powders can exhibit excellent magnetic properties when the
バインダー樹脂としては、磁性粉末同士を結着させることができる熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を適用することができる。このようなバインダー樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂や、スチレン系、オレフィン系、ウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系のエラストマー、アイオノマー、エチレンプロピレン共重合体(EPM)、エチレン−エチルアクリレート共重合体等の熱可塑性樹脂が挙げられる。なかでも、熱硬化性樹脂が好ましく、エポキシ樹脂又はフェノール樹脂がより好ましい。 As the binder resin, a thermosetting resin or a thermoplastic resin capable of binding magnetic powders can be used. Examples of such binder resins include thermosetting resins such as epoxy resins and phenol resins, styrene-based, olefin-based, urethane-based, polyester-based, and polyamide-based elastomers, ionomers, ethylene-propylene copolymers (EPM), and ethylene. -Thermoplastic resins such as ethyl acrylate copolymer. Especially, a thermosetting resin is preferable and an epoxy resin or a phenol resin is more preferable.
磁石素体3において、磁性粉末とバインダー樹脂とは、以下に示すような混合比で配合されていることが好ましい。すなわち、磁石素体3においては、磁性粉末とバインダー樹脂との合計100質量部に対して、95質量部以上の磁性粉末が含まれていることが好ましい。磁性粉末の配合量が95質量部未満であると、ボンド磁石1の磁気特性が低下する傾向にある。ただし、磁性粉末を十分に結合させる観点からは、少なくとも1.5質量部のバインダー樹脂が含まれていることが好ましい。
In the
磁石素体3中には、上述した磁性粉末及びバインダー樹脂以外に、ステアリン酸亜鉛等の各種金属石鹸やチタネート系、シラン系等のカップリング剤等が含まれていてもよい。
The
保護層5は、希土類元素を含む磁石素体3の表面上に形成されたリンを含む層であり、磁石素体3への外気の影響(酸素や湿気等)を低減する機能を有している。このような保護層5は、磁石素体3に対して後述するような化成処理を施すことにより形成された化成皮膜である。保護層5としては、リン酸金属塩を含む層が好ましく、リン酸金属塩を主成分とする層であるとより好ましい。このようなリン酸金属塩としては、例えば、リン酸亜鉛、リン酸マンガン、リン酸鉄、リン酸亜鉛カルシウム等が挙げられる。
The
なかでも、保護層5は、リン(P)及び亜鉛(Zn)を含む層であると好ましく、具体的には、リン酸亜鉛を含む層であるとより好ましい。このような保護層5は、ボンド磁石1に対して優れた耐食性を付与し得る。リン酸亜鉛としては、Zn3(PO4)2・4H2Oで表される化合物が挙げられるが、保護層5中には、この化学組成とは異なるリンや亜鉛を含む組成物が含まれていてもよい。
Of these, the
このように保護層5がリン酸亜鉛を含む層である場合、当該層5に含まれるZnの質量MZnとPの質量MPとは下記式(1)に示す関係を有していると好ましい。なお、保護層5におけるリン及び亜鉛の定量は、レーザーアブレーション−ICP質量分析装置(LA−ICP−MS)を用いて行うことができる。
2.4≦MZn/MP≦7.8 (1)
In this case the
2.4 ≦ M Zn / M P ≦ 7.8 (1)
保護層5におけるMZn/MPの値が上記範囲外であると、上記範囲内である場合に比べて保護層5による耐食性の向上効果が低下する傾向にある。かかる耐食性向上効果をより良好に得る観点からは、MZn/MPの値は、4.5以上6.0以下であるとより好ましい。
When the value of M Zn / M P in the
次に、上述した構成を有するボンド磁石1の製造方法について説明する。
Next, a method for manufacturing the bonded
まず、希土類元素を含む磁性材料を形成するために所望の組成を有する合金を、鋳造法、ストリップキャスト法等のプロセスにより製造する。得られた合金を、ジョークラッシャー、ブラウンミル、スタンプミル等の粗粉砕機を用いて粗粉砕した後、更にジェットミル、アトライター等の微粉砕機により上述した磁性粉末の好適な粒径となるように微粉砕して磁性粉末を得る。 First, an alloy having a desired composition for forming a magnetic material containing a rare earth element is manufactured by a process such as a casting method or a strip casting method. The obtained alloy is coarsely pulverized using a coarse pulverizer such as a jaw crusher, brown mill, stamp mill, etc., and then the magnetic powder has a suitable particle size described above by a fine pulverizer such as a jet mill or an attritor. Thus, the powder is pulverized to obtain a magnetic powder.
得られた磁性粉末をバインダー樹脂及び硬化剤等と混合した後、加圧ニーダー等の混練機に投入して混練する。次いで、この混錬物を、圧縮成形機等により圧縮成形する。この際、磁場中で圧縮成形を行うことにより着磁を同時に行ってもよい。なお、着磁は、圧縮成形後に別途行ってもよい。優れた磁気特性を有する磁石素体3を得る観点からは、784〜980MPa、8〜10t/cm2程度の高圧力で圧縮成形を行うことが好ましい。
The obtained magnetic powder is mixed with a binder resin, a curing agent and the like, and then charged into a kneader such as a pressure kneader and kneaded. Next, the kneaded product is compression-molded by a compression molding machine or the like. At this time, magnetization may be performed simultaneously by performing compression molding in a magnetic field. Magnetization may be performed separately after compression molding. From the viewpoint of obtaining the
それから、バインダー樹脂として熱硬化性樹脂を用いた場合には、圧縮成形後、得られた成形体を100〜250℃程度で加熱することによりバインダー樹脂を硬化させて、磁石素体3を得る。バインダー樹脂として熱可塑性樹脂を用いた場合には、このような熱硬化は行わなくてよい。
Then, when a thermosetting resin is used as the binder resin, the
続いて、磁石素体3にエタノール等の溶媒を吹き付けることにより磁石素体3を洗浄して、磁石素体3の表面に付着した余分な磁性粉末や油分を除去する。なお、溶媒としては、十分な洗浄機能を有しており、磁石素体3中のバインダー樹脂等に影響のないものであれば特に制限はなく、エタノール以外の溶媒を用いてもよい。また、溶媒吹き付けによる洗浄に代えて、超音波洗浄を行ってもよく、これらを併用してもよい。洗浄後、磁石素体3表面に付着した溶媒等は、自然乾燥又は加熱乾燥により除去する。
Subsequently, the
それから、洗浄後の磁石素体3に対して、後述の化成処理を良好に行うための表面調整工程を行う。具体的には、例えば、リン酸チタン等のチタン塩のコロイド粒子を含む溶液に磁石素体3を浸漬することにより、磁石素体3の表面に当該コロイド粒子を付着させる。これにより、このコロイド粒子が付着した部分が活性点となり、その後の化成処理が良好に行われるようになる。コロイド粒子を磁石素体3の内部まで付着させることを目的として、減圧下で上述した浸漬を行ってもよい。
And the surface adjustment process for performing the below-mentioned chemical conversion treatment favorably with respect to the
次いで、磁石素体3をリン酸及び酸イオンを含む溶液(化成処理液)に浸漬することにより化成処理を施し、磁石素体3の表面にリンを含む化成皮膜からなる保護層5を形成させてボンド磁石1を得る。その後、得られたボンド磁石1をイオン交換水により洗浄して表面に付着した化成処理液を除去した後、85℃、30分程度の乾燥を行い、処理を終了する。こうして図1及び2に示す構造のボンド磁石1を得ることができる。
Next, chemical conversion treatment is performed by immersing the
化成処理に用いる化成処理液は、例えば、リン酸金属塩を含む溶液に酸イオンの金属塩を添加してこれらを溶解させることにより調製することができる。こうして得られた化成処理液には、PO4 3ー、Zn2+、酸イオン等のイオンが含まれることになる。この化成処理液に浸漬された磁石素体3においては、当該素体3の構成材料中の金属(例えば、Fe等)がリン酸と反応することによって化成処理液に溶解する。そして、この溶解が生じた表面上において、亜鉛イオンとリン酸イオンが反応して、リン酸亜鉛が生成する。なお、このような反応は、磁石素体3表面において、磁性粉末がバインダー樹脂に覆われていない領域で生じることとなる。
The chemical conversion treatment solution used for the chemical conversion treatment can be prepared, for example, by adding a metal salt of an acid ion to a solution containing a metal phosphate and dissolving them. The chemical conversion treatment solution thus obtained contains ions such as PO 4 3− , Zn 2+ , and acid ions. In the
化成処理液に含まれる酸イオンとしては、亜硝酸イオン、亜硫酸イオン、酢酸イオン、アジピン酸イオン等が好ましい。なかでも、亜硝酸イオンが、使用後の化成処理液の処理等を簡便化し得ることから好ましい。また、これらの酸イオンを金属塩として添加する場合、かかる金属塩のカチオン成分としては、Ni2+、Mn2+、Na+、Ca2+、Fe2+又はCe2+が好ましい。より具体的には、化成処理液に添加する酸イオンの金属塩としては、亜硝酸ナトリウム、アジピン酸アンモニウム、酢酸ナトリウム、酢酸ニッケル、硫酸マンガン、硫酸セリウム等が好適である。 As acid ions contained in the chemical conversion treatment liquid, nitrite ions, sulfite ions, acetate ions, adipate ions and the like are preferable. Of these, nitrite ions are preferred because they can simplify the treatment of the chemical conversion treatment solution after use. Also, when adding these acid ions as the metal salt, the cation component of such metal salts, Ni 2+, Mn 2+, Na +, Ca 2+, Fe 2+ or Ce 2+ are preferred. More specifically, sodium nitrite, ammonium adipate, sodium acetate, nickel acetate, manganese sulfate, cerium sulfate, and the like are suitable as the metal salt of the acid ion added to the chemical conversion solution.
化成処理液においては、上記酸イオンの濃度が0.75mmol/L以上であると好ましく、1.5mmol/L以上であるとより好ましく、2.25mmol/L以上であると更に好ましい。化成処理液中の酸イオンの濃度が0.75mmol/L未満であると、かかる酸イオンを添加することによる耐食性向上効果が十分に得られない場合がある。なお、酸イオン濃度が高すぎると、スラッジの生成量が増加して、処理後の廃水処理の負担が増大する場合があるため、化成処理液中の酸イオン濃度は、4.5mmol/L以下とすることがより好ましい。 In the chemical conversion treatment solution, the acid ion concentration is preferably 0.75 mmol / L or more, more preferably 1.5 mmol / L or more, and further preferably 2.25 mmol / L or more. If the concentration of acid ions in the chemical conversion solution is less than 0.75 mmol / L, the effect of improving corrosion resistance by adding such acid ions may not be sufficiently obtained. If the acid ion concentration is too high, the amount of sludge generated increases and the burden of wastewater treatment after treatment may increase, so the acid ion concentration in the chemical conversion liquid is 4.5 mmol / L or less. More preferably.
化成処理の際の化成処理液の温度は、40〜90℃とすることが好ましく、50〜80℃とすることがより好ましい。化成処理の温度条件が50℃未満であると、化成処理液中の各成分の溶解性が低下して、十分な特性を有する保護層5が得られ難くなる傾向にある。
The temperature of the chemical conversion treatment solution during the chemical conversion treatment is preferably 40 to 90 ° C, and more preferably 50 to 80 ° C. When the temperature condition of the chemical conversion treatment is less than 50 ° C., the solubility of each component in the chemical conversion treatment liquid is lowered, and the
また、化成処理の処理時間は、5〜30分程度とすることが好ましい。化成処理時間が5分未満であると、十分な厚さの保護層5が形成されない傾向にある。一方、30分を超えると、化成処理の工程に要する時間が長時間となり、製造にかかるコストが増大するほか、化成処理液が蒸発し易くなって当該溶液の濃度変化が不都合に大きくなる場合がある。
Moreover, it is preferable that the processing time of a chemical conversion treatment shall be about 5 to 30 minutes. When the chemical conversion treatment time is less than 5 minutes, the
なお、上述した化成処理液の酸イオン濃度及び温度並びに化成処理時間の条件は、相互に影響される傾向にある。すなわち、例えば、酸イオン濃度が大きい場合は、化成処理液温度は低く、化成処理時間は短くてもよい傾向にあり、また、化成処理液温度が高い場合は、酸イオン濃度が低く、化成処理時間は短くてもよい傾向にある。したがって、化成処理における上記3つの条件は、所望の保護層5が形成されるように、互いの条件を考慮に入れつつ適宜調整することが好ましい。
In addition, the acid ion concentration and temperature of the chemical conversion treatment liquid and the conditions of the chemical conversion treatment time tend to be influenced by each other. That is, for example, when the acid ion concentration is high, the chemical conversion solution temperature tends to be low and the chemical conversion treatment time may be short, and when the chemical conversion solution temperature is high, the acid ion concentration is low and the chemical conversion treatment is performed. Time tends to be short. Therefore, it is preferable to appropriately adjust the above three conditions in the chemical conversion treatment while considering each other's conditions so that the desired
例えば、化成処理における処理温度及び酸イオン濃度は、50〜80℃の温度においては、酸イオン濃度を0.75〜3.75mmol/Lとすることが好ましく、50〜70℃の温度においては、酸イオン濃度を1.5〜2.25mmol/Lとすることがより好ましい。 For example, the treatment temperature and the acid ion concentration in the chemical conversion treatment are preferably set to 0.75 to 3.75 mmol / L at a temperature of 50 to 80 ° C, and at a temperature of 50 to 70 ° C, The acid ion concentration is more preferably 1.5-2.25 mmol / L.
このようなボンド磁石1の製造方法においては、上述したように化成処理液中に酸イオンが含まれていることから、磁石素体3の表面上に保護層5が良好に形成され得る。したがって、こうして保護層5が形成されたボンド磁石1は、酸イオンを含まない化成処理液を用いて得られたものに比して、優れた耐食性を有するものとなる。
In such a manufacturing method of the bonded
なお、本発明のボンド磁石及びその製造方法は、必ずしも上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、磁石素体3への化成処理液の接触を、磁石素体3を化成処理液に浸漬するようにして行ったが、必ずしもこれに限定されず、例えば、化成処理液を塗布したり、或いは噴霧したりして磁石素体3に接触させることもできる。
In addition, the bonded magnet of this invention and its manufacturing method are not necessarily limited to said embodiment. For example, in the above embodiment, the chemical conversion treatment liquid is brought into contact with the
また、化成処理は、必ずしもリン酸塩と酸イオンとの両方が予め含まれている化成処理液中に磁石素体3に浸漬させるようにして行う必要はなく、例えば、リン酸塩を含む化成処理液中に磁石素体3を浸漬した後、この磁石素体3が浸漬された化成処理液中に酸イオンを添加することにより行ってもよい。
Further, the chemical conversion treatment does not necessarily have to be performed so as to be immersed in 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。
[ボンド磁石の製造]
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention still in detail, this invention is not limited to these Examples.
[Manufacture of bonded magnets]
(実施例1〜14、比較例1〜4)
72質量%のFe、19質量%のNd及び7質量%のBを含む合金を準備し、これを粉砕して磁性粉末を得た。次に、得られた磁性粉末をバインダー樹脂であるエポキシ樹脂と混合した後、980MPaの圧力で圧縮成形し、さらに150℃の熱処理を施しバインダー樹脂を硬化させて、磁石素体を得た。次いで、得られた磁石素体をエタノールで洗浄して乾燥した後、減圧下でリン酸チタンのコロイド溶液に浸漬して表面調整処理を行った。
(Examples 1-14, Comparative Examples 1-4)
An alloy containing 72% by mass of Fe, 19% by mass of Nd and 7% by mass of B was prepared and pulverized to obtain a magnetic powder. Next, the obtained magnetic powder was mixed with an epoxy resin as a binder resin, and then compression molded at a pressure of 980 MPa, and further heat-treated at 150 ° C. to cure the binder resin to obtain a magnet body. Next, the obtained magnet body was washed with ethanol and dried, and then immersed in a colloidal solution of titanium phosphate under reduced pressure to perform surface conditioning treatment.
それから、磁石素体を、リン酸亜鉛及び表1に示す種類の添加物を含む溶液からなる化成処理液に浸漬し、表1に示す化成処理液温度及び処理時間にしたがって化成処理を行い、磁石素体表面に化成皮膜からなる保護層を形成させて、ボンド磁石を得た。なお、化成処理液への添加物の添加量は、化成処理液中の酸イオン濃度が表1の値となるように調整した。 Then, the magnet body is immersed in a chemical conversion treatment solution consisting of zinc phosphate and a solution containing the types of additives shown in Table 1, and subjected to chemical conversion treatment according to the chemical treatment solution temperature and treatment time shown in Table 1. A protective layer made of a chemical conversion film was formed on the surface of the element body to obtain a bonded magnet. In addition, the addition amount of the additive to the chemical conversion treatment liquid was adjusted so that the acid ion concentration in the chemical conversion treatment liquid became the value shown in Table 1.
その後、得られたボンド磁石をイオン交換水で洗浄した後、85℃で30分乾燥して、実施例1〜14及び比較例1〜4のボンド磁石を完成させた。
[防錆性能の評価]
Then, after wash | cleaning the obtained bonded magnet with ion-exchange water, it dried at 85 degreeC for 30 minutes, and completed the bonded magnet of Examples 1-14 and Comparative Examples 1-4.
[Evaluation of rust prevention performance]
実施例1〜14及び比較例1〜4のボンド磁石を、それぞれ10個ずつ作製し、これらを60℃、95%RHの高温高湿環境下に500時間放置した。その後、全てのボンド磁石の表面を顕微鏡(20倍)で観察して、錆の発生の有無を確認した。そして、各実施例又は比較例の10個のサンプル中、錆の発生が見られなかったもの(以下、「良品」とする)の数を数えた。この結果に基づいて、各実施例及び比較例のボンド磁石で良品が得られた割合(良品率(%))を算出した。得られた結果を表1に示す。 Ten bonded magnets of Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 4 were produced, and these were left in a high temperature and high humidity environment of 60 ° C. and 95% RH for 500 hours. Then, the surface of all the bonded magnets was observed with a microscope (20 times) to confirm whether or not rust was generated. Then, the number of samples (hereinafter referred to as “non-defective products”) in which generation of rust was not observed among the ten samples of each example or comparative example was counted. Based on this result, the ratio (non-defective product rate (%)) at which good products were obtained with the bonded magnets of the examples and comparative examples was calculated. The obtained results are shown in Table 1.
表1より、化成処理温度が同じであれば、化成処理液に添加物を添加して得られた実施例のボンド磁石により、添加物を添加せずに得られた比較例のボンド磁石に比して高い良品率が得られることが確認された。また、実施した範囲では、処理温度が高い方が高い良品率が得られることが確認された。 From Table 1, if the chemical conversion treatment temperature is the same, the bonded magnet of the example obtained by adding the additive to the chemical conversion liquid is compared with the bonded magnet of the comparative example obtained without adding the additive. It was confirmed that a high yield rate was obtained. Moreover, in the implemented range, it was confirmed that a higher non-defective rate is obtained when the processing temperature is higher.
さらに、化成処理液温度が高い場合(70℃以上)、添加物未添加でもある程度の良品率が得られたが、化成処理液温度が低い場合(50℃)は、添加物未添加では十分な良品率が得られていなかった。このことから、添加物を添加することにより、化成処理液温度が低い場合でも優れた良品率でボンド磁石を製造し得ることが判明した。
[保護層の分析]
Furthermore, when the chemical conversion liquid temperature is high (70 ° C. or higher), a certain percentage of non-defective products was obtained even when no additive was added. However, when the chemical conversion liquid temperature was low (50 ° C.), the addition of no additive was sufficient. The yield rate was not obtained. From this, it has been found that by adding an additive, a bonded magnet can be produced at an excellent yield rate even when the chemical conversion solution temperature is low.
[Protective layer analysis]
実施例1〜3、5〜8及び比較例1〜4のボンド磁石の表面を顕微鏡により観察した結果、保護層の表面には、銀色の磁性粉が存在する領域と黄色の磁性粉が存在する領域とが混在することが確認された。そこで、各ボンド磁石における銀色の磁性粉の領域、黄色の磁性粉の領域、及び、ボンド磁石の角部を、レーザーアブレーション−ICP質量分析装置(LA−ICP−MS;レーザー部:New Wave Research社製LUV266X、ICP−MS部:横河アナリティカルシステムズ製Agilent7500S、レーザー条件:波長20μm、周波数10Hz)により分析して、各領域に含まれるZnの質量(MZn)及びPの質量(MP)を定量した。そして、得られた結果から、各領域におけるMZn/MPの値を算出した。得られた結果を表2に示す。
表2より、化成処理液中に添加物を添加して得られた実施例のボンド磁石では、MZn/MPの値がいずれも2.4〜7.8の範囲であることが確認された。したがって、かかるMZn/MPの値を有する保護層によれば、優れた耐食性が得られるようになることが判明した。 From Table 2, the bonded magnets of Examples obtained by adding the additives in the chemical treatment solution, it is confirmed that the value of M Zn / M P is in the range of 2.4 to 7.8 both It was. Therefore, according to the protective layer having a value of such M Zn / M P, it was found to be as excellent corrosion resistance is obtained.
1…ボンド磁石、3…磁石素体、5…保護層。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ボンド磁石素体を、リン酸塩及び酸イオンを含む溶液に接触させて、前記ボンド磁石素体の表面上にリンを含む保護層を形成する工程を有することを特徴とするボンド磁石の製造方法。 A method of manufacturing a bonded magnet that forms a protective layer on the surface of a bonded magnet body containing a rare earth element,
A process for producing a bonded magnet, comprising the step of bringing the bonded magnet body into contact with a solution containing phosphate and acid ions to form a protective layer containing phosphorus on the surface of the bonded magnet body. Method.
前記保護層に含まれるZnの質量MZn及びPの質量MPの比MZn/MPは、下記式(1)に示す条件を満たすことを特徴とするボンド磁石。
2.4≦MZn/MP≦7.8 (1) A bonded magnet body containing a rare earth element, and a protective layer containing Zn and P formed on the surface of the magnet body,
The ratio M Zn / M P of the mass M P of the mass M Zn and P of Zn contained in the protective layer, bonded magnets, wherein the condition is satisfied of the following formula (1).
2.4 ≦ M Zn / M P ≦ 7.8 (1)
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