JP2010245394A - 表面にMgを含むAl被膜を蒸着形成した希土類系永久磁石の耐塩水性向上方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明の表面にMgを含むAl被膜を蒸着形成した希土類系永久磁石の耐塩水性向上方法は、Mgを含むAl被膜の表面を結露させることにより、被膜中のMgを被膜表面に染み出させることを特徴とする。Mgを含むAl被膜の表面を結露させる方法としては、例えば、少なくとも被膜表面の温度が10℃〜80℃である、表面にMgを含むAl被膜を蒸着形成した希土類系永久磁石を、露点温度が15℃〜85℃の環境(但し露点温度は被膜表面の温度よりも高いことを条件とする)に曝露することにより、被膜表面を結露させる方法が挙げられる。
【選択図】 図3
Description
上記の点に鑑み、希土類系永久磁石に優れた耐食性を付与することを目的として、その表面にAl被膜を蒸着法などの気相めっき法によって成膜することが行われている。Al被膜は耐食性に優れていることに加え、部品組み込み時に必要とされる接着剤との接着信頼性に優れている(接着剤が本質的に有する破壊強度に達するまでに被膜と接着剤との間で剥離が生じにくい)ので、強い接着強度が要求される希土類系永久磁石に対して広く適用されおり、表面にAl被膜を有する希土類系永久磁石は、各種モータなどに組み込まれて使用されている。
また、請求項2記載の方法は、請求項1記載の方法において、結露粒径が10μm以上となるように被膜表面を結露させることを特徴とする。
また、請求項3記載の方法は、請求項1または2記載の方法において、少なくとも被膜表面の温度が10℃〜80℃である、表面にMgを含むAl被膜を蒸着形成した希土類系永久磁石を、露点温度が15℃〜85℃の環境(但し露点温度は被膜表面の温度よりも高いことを条件とする)に曝露することにより、被膜表面を結露させることを特徴とする。
磁石体試験片に対し、サンドブラスト加工を行い、前工程の表面加工で生じた試験片の表面の酸化層を除去した。この酸化層が除去された磁石体試験片を各円筒形バレル内に1.5kgずつ収容し、真空槽内を1×10−1Paになるまで真空排気した後、Arガスを真空槽内の全圧が1.0Paになるように供給した。その後、バレルの回転軸を6.0rpmで回転させながら、バイアス電圧0.5kVの条件下、15分間グロー放電を行って磁石体試験片の表面を清浄化した。
続いて、Arガス圧1.0Pa、バイアス電圧1.0kVの条件下、蒸着材料として水素含有量が5ppmのMgを5質量%含むAlワイヤー(JIS A5356に準拠するもの)をワイヤー送り速度3.9g/分で連続供給しながら、これを加熱して蒸発させ(ハース温度:1400℃)、30分間蒸着を行い、磁石体試験片の表面にMgを含むAl被膜を蒸着形成した。
以上のようにして得られた、Mgを含むAl被膜を表面に有する磁石体試験片をブラスト加工装置に投入し、窒素ガスからなる加圧気体とともに、投射材として平均粒径が120μmでモース硬度が6の球状ガラスビーズ粉末を、投射圧0.15MPaにて5分間投射して、Mgを含むAl被膜に対してショットピーニングを行った。蛍光X線膜厚計(SFT−7000:セイコー電子社製)を使用して測定したショットピーニングを行ったMgを含むAl被膜の膜厚は7.3μmであった。なお、磁石体試験片とともに円筒形バレル内に収容したガラス板(35mm×10mm×1mm)の表面に蒸着形成されたAl被膜の組成を原子発光分析装置(ICPS−7500:島津製作所社製)を用いて測定したところ、Al被膜に含まれるMg量は6.2質量%であった。こうして得られたMgを含むAl被膜を表面に有する磁石体試験片に対し、35℃−5%NaCl−pH7.0条件(JIS Z 2371に準拠)の塩水噴霧試験(以下同じ)を行い、発錆の有無を観察した。その結果、試験開始から240時間経過後も発錆は観察されず、優れた耐塩水性を発揮した。この磁石体試験片のMgを含むAl被膜の表面の元素マッピングを電界放出形走査電子線顕微鏡(S−4300:日立ハイテクノロジーズ社製)とエネルギー分散型X線分析装置(Genesis2000:EDAX社製)を使用して行った結果を図2に示す(左は二次電子線像であり、中央はAlの分布であり、右はMgの分布である。以下同じ)。
次に、室温環境にあるMgを含むAl被膜を表面に有する磁石体試験片を、恒温恒湿試験機(LH−112:タバイエスペック社製)によって形成した露点温度が76℃の環境(温度が80℃で相対湿度が90%の湿潤雰囲気)に曝露し、被膜表面を24時間結露させた。その結果、曝露開始から5分後には被膜の全面が結露し、結露粒径は測定すると10μm以上であった。被膜表面を24時間結露させた磁石体試験片を装置から取り出し、大気中で自然乾燥させた後、塩水噴霧試験を行い、発錆の有無を観察した。その結果、試験開始から300時間経過後も発錆は観察されず、耐塩水性の向上が認められた。この磁石体試験片のMgを含むAl被膜の表面の元素マッピングの結果を図3に示す。図3から明らかなように、被膜表面を結露させたことで被膜中のMgが溶出して被膜表面に染み出し、Mgの表面分布量が多くなることがわかった。このことから、被膜表面を結露させたことによって耐塩水性が向上したのは、被膜表面に染み出したMgが、蒸着被膜特有の柱状晶組織に由来する微細な結晶間空隙や被膜欠陥が存在する場合における当該欠陥に作用し、これらに入り込んだりこれらを被覆したりすることで、被膜全体の耐塩水性を補強したことによるものと推察された。なお、被膜表面を結露させたことによる磁石の磁気特性の劣化は実用上、問題にならない程度であった(結露による残留磁束密度の低下:0.5%未満)。
2 ハース(溶融蒸発部)
3 支持テーブル
4 ハース支持台
5 被処理物保持部
6 回転軸
10 Mgを含むAl(溶融した蒸着材料)
11 Mgを含むAlワイヤー
20 繰り出しリール
21 保護チューブ
22 切り欠き窓
23 繰り出しギヤー
30 希土類系永久磁石
Claims (3)
- 表面にMgを含むAl被膜を蒸着形成した希土類系永久磁石の耐塩水性向上方法であって、Mgを含むAl被膜の表面を結露させることにより、被膜中のMgを被膜表面に染み出させることを特徴とする方法。
- 結露粒径が10μm以上となるように被膜表面を結露させることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 少なくとも被膜表面の温度が10℃〜80℃である、表面にMgを含むAl被膜を蒸着形成した希土類系永久磁石を、露点温度が15℃〜85℃の環境(但し露点温度は被膜表面の温度よりも高いことを条件とする)に曝露することにより、被膜表面を結露させることを特徴とする請求項1または2記載の方法。
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