JP2011077285A - 耐食性R−Fe−B系焼結磁石の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 R−Fe−B系焼結磁石の表面に、水素含有量が50ppm以上のAlまたはその合金からなる被膜を蒸着形成した後、蒸着形成されたAlまたはその合金からなる被膜に対してピーニング処理を行うことを特徴とする。
【選択図】 図2
Description
上記の点に鑑み、R−Fe−B系焼結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R−Fe−B系焼結磁石に対して広く適用されおり、表面にAl被膜を有するR−Fe−B系焼結磁石は、各種モータなどに組み込まれて使用されている。
しかしながら、このような方法を採用しても、R−Fe−B系焼結磁石の腐食を完全に防止することは困難であると言わざるを得ない。その理由の1つとして、蒸着形成されたAl被膜を構成する結晶組織が柱状組織である(例えば特許文献2)ことが挙げられる。この結晶組織は被膜の厚み方向に成長した柱状組織であり、結晶間には微細な空隙が存在することから、この空隙を通じて水分などが被膜表面から磁石体表面に到達し、その結果、磁石の腐食を招く。このような現象を防止するためには、特許文献1にも記載されているように、Al被膜に対してピーニング処理を行うことにより、被膜表面の平滑化と空隙の封隙を行うことが有効であるが、それでもなお、苛酷な使用環境下においては磁石の腐食が生じる。
また、請求項2記載の製造方法は、請求項1記載の製造方法において、Alまたはその合金からなる被膜の成膜速度を0.10μm/分〜10μm/分とすることを特徴とする。
また、請求項3記載の製造方法は、請求項1または2記載の製造方法において、50℃以上のAlまたはその合金からなる被膜に対してピーニング処理を行うことを特徴とする。
また、請求項4記載の製造方法は、請求項1乃至3のいずれかに記載の製造方法において、ピーニング処理を行うことにより、被膜の少なくとも一部の結晶組織を結晶間に空隙を持たない組織に改質することを特徴とする。
また、本発明の耐食性R−Fe−B系焼結磁石は、請求項5記載の通り、請求項1乃至4のいずれかに記載の製造方法によって製造されてなることを特徴とする。
また、本発明の耐食性R−Fe−B系焼結磁石は、請求項6記載の通り、少なくとも一部の結晶組織が結晶間に空隙を持たない組織である、Alまたはその合金からなる被膜を表面に有することを特徴とする。
2 ボート(蒸発部)
3 支持テーブル
4 ボート支持台
5 円筒形バレル
6 回転シャフト
7 支持部材
8 支持軸
9 蒸着材料のワイヤー
10 繰り出しリール
11 耐熱性の保護チューブ
12 切り欠き窓
13 繰り出しギア
30 被処理物
(工程1)磁石体試験片の表面へのAl被膜の蒸着形成
図1に示した蒸着被膜形成装置を用いて以下のようにして行った。なお、真空処理室内に配置した12個の円筒形バレルは、直径110mm×長さ600mmで、ステンレス製メッシュ金網(開口率:約80%、目開きの形状:一辺が10mmの正方形、線幅:2mm)で作製されたものを用いた。
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それぞれの円筒形バレル内に45個ずつ収容し、さらに攪拌用メディアとして平均粒径が10mmのセラミックスボール(新東工業社製)を収容し、真空処理室内を全圧が4×10−2Paになるまで真空排気した後、Arガスを全圧が5Paになるように導入し、その後、バレルの回転シャフトを4.5rpmで回転させながら、バイアス電圧−1.0kV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1.3Pa、バイアス電圧−0.5kVの条件下、バレルの回転シャフトを4.5rpmで回転させながら、水素含有量が5ppmのAlワイヤー(JIS A1070に準拠したもの)の繰り出し速度を調節してAlワイヤーを蒸発部に連続供給し、これを加熱して蒸発させてイオン化し、イオンプレーティングを行い、磁石体試験片の表面にAl被膜を蒸着形成した。成膜条件の詳細と成膜結果を表1に示す。なお、被膜の膜厚は磁石体試験片10個の平均値として求めた。成膜速度は被膜の膜厚を蒸着時間で除して求めた。被膜の水素含有量は円筒形バレルの外側に固定した3枚のガラスプレートに蒸着形成された被膜から溶解法にて測定し、その平均値として求めた。
モース硬度が6で平均粒度が120μmのガラスビーズ(共栄研磨材社製)を用いたショットピーニングを表2の条件で行った。
実施例5において磁石体試験片の表面に形成されたAl被膜の内部(被膜の厚み方向における中央部付近)の結晶組織と、比較例1において磁石体試験片の表面に形成されたAl被膜の内部(被膜の厚み方向における中央部付近)の結晶組織を、透過型電子顕微鏡による被膜の断面写真と結晶回折像によって解析を行った。結果をそれぞれ図2と図3に示す。図3から明らかなように、後者の結晶組織は、ショットピーニングを行う前の被膜の厚み方向に成長した柱状組織のままであり、結晶間には微細な空隙が存在するものであった。これに対し、前者の結晶組織は、図2から明らかなように、ショットピーニングを行う前の柱状組織がランダムに破壊された結晶間に空隙を持たない緻密な組織に変化したものであり、等軸的に微細化された組織の存在を確認することができた(図2において枠で囲った部分。aとbはいずれも約0.5μmでb/aは約1)。なお、実施例5において認められた結晶組織の改質は、他の実施例においても同様に認められた。また、ショットピーニングを行うことによるAl被膜の膜厚の変化は、実施例においても比較例においてもほとんどなかった。
水素含有量が5ppmのAlワイヤーのかわりに、水素含有量が7ppmであってMgを4.8wt%含有するAl合金ワイヤー(JIS A5356−WYに準拠したもの)を用いること以外は実施例Aと同様の実験を行ったところ、程度の違いはあるものの実施例Aと同様の結果を得た。
Claims (6)
- R−Fe−B系焼結磁石の表面に、水素含有量が50ppm以上のAlまたはその合金からなる被膜を蒸着形成した後、蒸着形成されたAlまたはその合金からなる被膜に対してピーニング処理を行うことを特徴とする耐食性R−Fe−B系焼結磁石の製造方法。
- Alまたはその合金からなる被膜の成膜速度を0.10μm/分〜10μm/分とすることを特徴とする請求項1記載の製造方法。
- 50℃以上のAlまたはその合金からなる被膜に対してピーニング処理を行うことを特徴とする請求項1または2記載の製造方法。
- ピーニング処理を行うことにより、被膜の少なくとも一部の結晶組織を結晶間に空隙を持たない組織に改質することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の製造方法。
- 請求項1乃至4のいずれかに記載の製造方法によって製造されてなることを特徴とする耐食性R−Fe−B系焼結磁石。
- 少なくとも一部の結晶組織が結晶間に空隙を持たない組織である、Alまたはその合金からなる被膜を表面に有することを特徴とする耐食性R−Fe−B系焼結磁石。
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US10208376B2 (en) | 2014-11-05 | 2019-02-19 | Yantai Shougang Magnetic Materials Inc. | Apparatus and method for coating of small Nd-Fe-B magnets |
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2009
- 2009-09-30 JP JP2009227051A patent/JP5381577B2/ja active Active
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