JP2011216674A - Method of manufacturing rare-earth-based permanent magnet having vapor-deposited film of aluminum or alloy thereof on surface - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a rare-earth-based permanent magnet with a vapor-deposited film of aluminum or its alloy formed on a surface thereof with excellent adhesiveness.SOLUTION: When the vapor-deposited film of aluminum or its alloy is formed on the surface of the rare-earth-based permanent magnet by effecting evaporation while continuously supplying a wired vapor-deposition material of aluminum or its alloy to a melt evaporating part heated by a resistance heating system in a vapor deposition vessel, a vapor-depositing process is performed by controlling a temperature rise slope of a magnet from start to end of the vapor-depositing process to not more than 10 °C/min.

Description

本発明は、表面にアルミニウムまたはその合金(例えばアルミニウム以外の金属としてマグネシウムを1質量%〜10質量%含有する合金)の蒸着被膜を有する希土類系永久磁石の製造方法に関する。より詳細には、アルミニウムまたはその合金の蒸着被膜が優れた密着性をもって表面に形成されてなる希土類系永久磁石の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a rare earth permanent magnet having a deposited film of aluminum or an alloy thereof (for example, an alloy containing 1 to 10% by mass of magnesium as a metal other than aluminum) on the surface. More specifically, the present invention relates to a method for producing a rare earth-based permanent magnet in which a deposited film of aluminum or an alloy thereof is formed on the surface with excellent adhesion.

Nd−Fe−B系永久磁石に代表されるR−Fe−B系永久磁石などの希土類系永久磁石は、資源的に豊富で安価な材料が用いられ、かつ、高い磁気特性を有していることから、特にR−Fe−B系永久磁石は今日様々な分野で使用されている。しかしながら、希土類系永久磁石は反応性の高い希土類元素:Rを含むため、大気中で酸化腐食されやすく、何の表面処理をも行わずに使用した場合には、わずかな酸やアルカリや水分などの存在によって表面から腐食が進行して錆が発生し、それに伴って、磁気特性の劣化やばらつきを招く。さらに、錆が発生した磁石を磁気回路などの装置に組み込んだ場合、錆が飛散して周辺部品を汚染する恐れがある。
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、その表面に例えばアルミニウム被膜などの金属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。アルミニウム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、表面にアルミニウム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。
Rare-earth permanent magnets such as R-Fe-B permanent magnets typified by Nd-Fe-B permanent magnets are made of resource-rich and inexpensive materials and have high magnetic properties. Therefore, in particular, R—Fe—B permanent magnets are used in various fields today. However, since rare earth permanent magnets contain a highly reactive rare earth element: R, they are easily oxidatively corroded in the atmosphere. When used without any surface treatment, a slight amount of acid, alkali, moisture, etc. Corrosion proceeds from the surface due to the presence of rust, and rust is generated, resulting in deterioration and variation in magnetic properties. Furthermore, when a magnet in which rust is generated is incorporated in an apparatus such as a magnetic circuit, the rust may be scattered to contaminate peripheral components.
In view of the above points, for the purpose of imparting excellent corrosion resistance to a rare earth-based permanent magnet, a metal film such as an aluminum film is formed on the surface thereof by a vapor deposition method such as an evaporation method. Yes. In addition to being excellent in corrosion resistance, the aluminum coating has excellent adhesion reliability with the adhesive required when assembling the parts (the coating and adhesive are required to reach the breaking strength inherent in the adhesive). Is widely applied to rare earth permanent magnets that require strong adhesive strength, and rare earth permanent magnets having an aluminum coating on the surface are used in various motors. Yes.

大量生産された希土類系永久磁石の全てが組み込まれる部品との間で強い接着強度を発揮するためには、アルミニウムの蒸着被膜を表面に有する希土類系永久磁石を想定した場合、磁石の表面にアルミニウム被膜を蒸着形成する際に、磁石が組み込まれる部品との間での接着不良の原因となる突起物を生成させないことや、磁石とアルミニウム被膜との間で優れた密着性を確保することといった技術課題に対処する必要がある。磁石の表面にアルミニウム被膜を蒸着形成する際に突起物を生成させないという技術課題に対しては、例えば特許文献1において、磁石の表面に形成されたアルミニウム被膜のビッカース硬度を25以上に維持して蒸着処理を行うことで、被膜の軟化を抑制する方法が提案されている。この方法は、被膜の軟化によって被膜が損傷しやすくなることを防ぐことで、被膜から被膜片が剥がれ落ちることを防ぎ、被膜から剥がれ落ちた被膜片が磁石の表面に形成された被膜に付着して突起物が生成する原因となることを防ぐものであり、アルミニウムの融点である660℃の2/3以下の温度、即ち、440℃以下に磁石の温度を保持してアルミニウム被膜の蒸着形成を行うことで目的を達成することができる。しかしながら、磁石とアルミニウム被膜との間で優れた密着性を確保するという技術課題は、当業者によく認識されているにもかかわらず、効果的な解決方法は未だ確立されていないのが現状である。   In order to exhibit strong adhesive strength with parts that incorporate all of the mass-produced rare earth-based permanent magnets, assuming a rare earth-based permanent magnet with an aluminum vapor-deposited coating on the surface, aluminum is applied to the magnet surface. Techniques such as preventing the formation of protrusions that cause poor adhesion with components incorporating magnets and ensuring excellent adhesion between the magnet and the aluminum coating when the coating is deposited. There is a need to address the challenges. For example, in Patent Document 1, the Vickers hardness of the aluminum coating formed on the surface of the magnet is maintained at 25 or more with respect to the technical problem that no protrusion is generated when the aluminum coating is deposited on the surface of the magnet. There has been proposed a method for suppressing softening of a film by performing a vapor deposition process. This method prevents the coating piece from being easily damaged by the softening of the coating, thereby preventing the coating piece from peeling off from the coating, and the coating piece that has been peeled off from the coating is formed on the surface of the magnet. In order to prevent the formation of protrusions due to adhesion, the temperature of the magnet is kept below 2/3 of 660 ° C., which is the melting point of aluminum, that is, 440 ° C. or less, and the aluminum film is deposited. The purpose can be achieved by forming. However, although the technical problem of ensuring excellent adhesion between the magnet and the aluminum coating is well recognized by those skilled in the art, an effective solution has not yet been established. is there.

特許2002−88468号公報Japanese Patent No. 2002-88468

そこで本発明は、アルミニウムまたはその合金の蒸着被膜が優れた密着性をもって表面に形成されてなる希土類系永久磁石の製造方法を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing a rare earth permanent magnet in which a vapor deposited film of aluminum or an alloy thereof is formed on the surface with excellent adhesion.

本発明者らは上記の点に鑑みて鋭意検討を重ねた結果、希土類系永久磁石の表面にアルミニウム被膜を蒸着形成する際の磁石の温度上昇勾配の程度が、磁石とその表面に蒸着形成されるアルミニウム被膜との間の密着性の良し悪しに関係すること、磁石の温度上昇勾配を適切に制御することで、アルミニウム被膜を磁石の表面に優れた密着性をもって蒸着形成することができること見出した。   As a result of intensive studies in view of the above points, the present inventors have found that the degree of the temperature rise gradient of the magnet when the aluminum film is deposited on the surface of the rare earth permanent magnet is deposited on the surface of the magnet. It has been found that the aluminum coating can be deposited on the surface of the magnet with excellent adhesion by appropriately controlling the temperature rise gradient of the magnet. .

上記の知見に基づいてなされた本発明の表面にアルミニウムまたはその合金の蒸着被膜を有する希土類系永久磁石の製造方法は、請求項1記載の通り、蒸着槽内において抵抗加熱方式によって加熱された溶融蒸発部にワイヤー状のアルミニウムまたはその合金の蒸着材料を連続供給しながら蒸発させることで、希土類系永久磁石の表面にアルミニウムまたはその合金の蒸着被膜を形成する際、蒸着処理を開始してから終了するまでの間の磁石の温度上昇勾配を10℃/分以下に制御して蒸着処理を行うことを特徴とする。
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、温度上昇勾配の制御を溶融蒸発部からの輻射熱を制御することで行うことを特徴とする。
また、請求項3記載の製造方法は、請求項2記載の製造方法において、溶融蒸発部からの輻射熱の制御を、溶融蒸発部として上面の赤熱発光部分に溶融したアルミニウムまたはその合金が濡れ広がって蒸発するボートを用い、ボートの赤熱発光面積に対する溶融したアルミニウムまたはその合金の濡れ広がり面積の割合を制御することで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3記載の製造方法において、溶融したアルミニウムまたはその合金の濡れ広がり面積をボートの赤熱発光面積の60%以上とすることを特徴とする。
また、請求項5記載の製造方法は、請求項3または4記載の製造方法において、溶融したアルミニウムまたはその合金の濡れ広がり面積をボートの赤熱発光面積の90%以下とすることを特徴とする。
また、請求項6記載の製造方法は、請求項1乃至5のいずれかに記載の製造方法において、希土類系永久磁石の最高到達温度を250℃以下に抑制することを特徴とする。
また、請求項7記載の製造方法は、請求項1乃至6のいずれかに記載の製造方法において、蒸着処理時間を10分間〜30分間とすることを特徴とする。
The method for producing a rare earth permanent magnet having a vapor deposition film of aluminum or an alloy thereof on the surface of the present invention based on the above knowledge is as follows. When vapor deposition of aluminum or its alloy is formed on the surface of rare earth permanent magnet by evaporating while continuously supplying wire-like aluminum or its alloy vapor deposition material to the evaporation section, the vapor deposition treatment starts and ends The deposition process is performed by controlling the temperature rise gradient of the magnet until 10 ° C./min.
The manufacturing method according to claim 2 is characterized in that, in the manufacturing method according to claim 1, the temperature rise gradient is controlled by controlling the radiant heat from the melt evaporation section.
Further, in the manufacturing method according to claim 3, in the manufacturing method according to claim 2, the radiant heat from the melting and evaporating part is controlled so that the molten aluminum or the alloy thereof melts in the red light emitting part on the upper surface as a melting evaporating part. It is characterized by using a boat that evaporates and controlling the ratio of the wet-spread area of molten aluminum or its alloy to the red-light emission area of the boat.
The manufacturing method according to claim 4 is characterized in that, in the manufacturing method according to claim 3, the wet spread area of the molten aluminum or its alloy is set to 60% or more of the red heat emission area of the boat.
The manufacturing method according to claim 5 is characterized in that, in the manufacturing method according to claim 3 or 4, the wet spread area of the molten aluminum or its alloy is 90% or less of the red heat emission area of the boat.
The manufacturing method according to claim 6 is characterized in that, in the manufacturing method according to any one of claims 1 to 5, the maximum reached temperature of the rare earth-based permanent magnet is suppressed to 250 ° C. or lower.
The manufacturing method according to claim 7 is characterized in that in the manufacturing method according to any one of claims 1 to 6, the vapor deposition treatment time is set to 10 minutes to 30 minutes.

本発明によれば、アルミニウムまたはその合金の蒸着被膜が優れた密着性をもって表面に形成されてなる希土類系永久磁石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 manufacturing method of the rare earth-type permanent magnet in which the vapor deposition film of aluminum or its alloy is formed in the surface with the outstanding adhesiveness can be provided.

本発明の表面にアルミニウムまたはその合金の蒸着被膜を有する希土類系永久磁石の製造方法を実施するのに好適な蒸着被膜形成装置の一実施形態の蒸着槽内の模式的正面図(一部透視図)である。1 is a schematic front view (partially perspective view) in a vapor deposition tank of an embodiment of a vapor deposition film forming apparatus suitable for carrying out a method of manufacturing a rare earth permanent magnet having a vapor deposition film of aluminum or an alloy thereof on the surface of the present invention. ). 実施例の実験Aにおける、磁石体試験片とその表面に蒸着形成されたアルミニウム被膜との間の密着性の評価結果である。It is the evaluation result of the adhesiveness between the magnet body test piece and the aluminum film vapor-deposited and formed on the surface in Experiment A of an Example. 同、磁石体試験片の表面に蒸着形成されたアルミニウム蒸着被膜の算術平均粗さの測定結果である。It is a measurement result of the arithmetic mean roughness of the aluminum vapor deposition coating formed by vapor deposition on the surface of the magnet body test piece. 同、磁石体試験片の表面に蒸着形成されたアルミニウム蒸着被膜の最大高さ粗さの測定結果である。It is a measurement result of the maximum height roughness of the aluminum vapor deposition coating formed by vapor deposition on the surface of the magnet body test piece.

本発明の表面にアルミニウムまたはその合金の蒸着被膜を有する希土類系永久磁石の製造方法は、蒸着槽内において抵抗加熱方式によって加熱された溶融蒸発部にワイヤー状のアルミニウムまたはその合金の蒸着材料を連続供給しながら蒸発させることで、希土類系永久磁石の表面にアルミニウムまたはその合金の蒸着被膜を形成する際、蒸着処理を開始してから終了するまでの間の磁石の温度上昇勾配を10℃/分以下に制御して蒸着処理を行うことを特徴とするものである。本発明によれば、アルミニウムまたはその合金の蒸着被膜を希土類系永久磁石の表面に優れた密着性をもって形成することができる。   The method for producing a rare earth-based permanent magnet having a vapor deposition film of aluminum or an alloy thereof on the surface of the present invention is a method in which wire-like aluminum or an alloy vapor deposition material is continuously applied to a molten evaporation portion heated by a resistance heating method in a vapor deposition tank. When forming a vapor deposition film of aluminum or an alloy thereof on the surface of the rare earth-based permanent magnet by evaporating while supplying, the temperature rise gradient of the magnet from the start to the end of the vapor deposition process is 10 ° C./min. The vapor deposition process is performed under the following control. According to the present invention, a vapor deposition film of aluminum or an alloy thereof can be formed on the surface of a rare earth permanent magnet with excellent adhesion.

本発明において、蒸着処理を開始してから終了するまでの間の磁石の温度上昇勾配とは、蒸着槽内に収容された被処理物である磁石の表面にアルミニウムまたはその合金の蒸着被膜を形成するために、抵抗加熱方式によって加熱された溶融蒸発部へのワイヤー状のアルミニウムまたはその合金の蒸着材料の連続供給を開始してから終了するまでの時間(蒸着処理時間)に対する磁石の温度上昇割合を意味する。   In the present invention, the temperature rise gradient of the magnet from the start to the end of the vapor deposition process means that a vapor deposition film of aluminum or an alloy thereof is formed on the surface of the magnet that is the object to be processed contained in the vapor deposition tank. To increase the temperature of the magnet with respect to the time (deposition processing time) from the start to the end of continuous supply of the vapor-deposited material of wire-like aluminum or its alloy to the melt evaporation part heated by the resistance heating method Means.

蒸着処理時間内における希土類系永久磁石の温度上昇勾配の制御はどのような方法で行ってもよいが、例えば、抵抗加熱方式によって加熱される溶融蒸発部からの輻射熱を制御することで行うことが簡便である点において望ましい。溶融蒸発部からの輻射熱の制御は、その上面の赤熱発光部分にワイヤー状のアルミニウムまたはその合金の蒸着材料が連続供給され、蒸着材料がそこで溶融されて濡れ広がって蒸発するボート(金属蒸発発熱体)を溶融蒸発部として用い、ボートの赤熱発光面積に対する溶融したアルミニウムまたはその合金の濡れ広がり面積の割合を制御することで行うことができる。このようにして溶融蒸発部からの輻射熱の制御を行う場合、溶融したアルミニウムまたはその合金の濡れ広がり面積は、ボートの赤熱発光面積の60%以上とすることが望ましい。60%未満であると溶融した蒸着材料が濡れ広がっていない赤熱発光部分から大量の輻射熱が放出されることで、磁石の温度上昇勾配を10℃/分以下に制御することが困難になり、アルミニウムまたはその合金の蒸着被膜を希土類系永久磁石の表面に優れた密着性をもって形成することができなくなる恐れがある。なお、溶融蒸発部からの輻射熱の制御を、ボートの赤熱発光面積に対する溶融したアルミニウムまたはその合金の濡れ広がり面積の割合を制御することで行う場合、濡れ広がり面積の上限はボートの赤熱発光面積の90%以下とすることが望ましい。90%を超えると溶融したアルミニウムまたはその合金がボートの周縁部に配置された電極に接触し、溶融したアルミニウムまたはその合金のスプラッシュ現象が発生したり、電極の早期の劣化や不良を招いたりする恐れがある。   The method for controlling the temperature rise gradient of the rare earth-based permanent magnet within the vapor deposition processing time may be performed by any method. For example, it may be performed by controlling the radiant heat from the melt evaporation part heated by the resistance heating method. It is desirable in terms of simplicity. Control of radiant heat from the melt evaporation part is a boat (metal evaporation heating element) in which wire-like aluminum or its alloy vapor deposition material is continuously supplied to the red-light emitting part on the upper surface, and the vapor deposition material is melted there, spreads and evaporates. ) As a melting and evaporating part, and the ratio of the wet spread area of the molten aluminum or its alloy to the red-light emission area of the boat can be controlled. Thus, when controlling the radiant heat from a fusion | melting evaporation part, it is desirable for the wet spreading area of the molten aluminum or its alloy to be 60% or more of the red-light emission area of a boat. If it is less than 60%, a large amount of radiant heat is released from the red-light-emitting portion where the melted vapor deposition material is not spread, so that it becomes difficult to control the temperature rise gradient of the magnet to 10 ° C./min or less. Alternatively, the deposited film of the alloy may not be formed on the surface of the rare earth permanent magnet with excellent adhesion. In addition, when controlling the radiant heat from the melt evaporation part by controlling the ratio of the wet spread area of molten aluminum or its alloy to the red light emission area of the boat, the upper limit of the wet spread area is the red heat emission area of the boat. 90% or less is desirable. If it exceeds 90%, the molten aluminum or its alloy comes into contact with the electrode disposed on the peripheral edge of the boat, and a splash phenomenon of the molten aluminum or its alloy may occur, or the electrode may be deteriorated or defective at an early stage. There is a fear.

ボートの赤熱発光面積に対する溶融したアルミニウムまたはその合金の濡れ広がり面積の割合の制御は、例えば、蒸着材料として使用するアルミニウムワイヤーまたはアルミニウム合金ワイヤーの太さ(例えば直径が1mm〜2mmのものが望ましい)、ワイヤーの供給速度(例えば1g/分〜10g/分が望ましい)、ボートの形状や材質、その加熱温度(印加電流による調整)などによって制御することができる。溶融したアルミニウムまたはその合金を上面の赤熱発光部分に濡れ広がらせて蒸発させるためのボートは公知のものであってよく(例えば国際公開第2005/049881号を参照のこと)、例えば二硼化チタンや二硼化ジルコニウムと窒化硼素を含有するセラミックス焼結体からなるものが挙げられる(窒化チタンや炭化珪素などを導電物質として含んでいてもよく窒化アルミニウムや窒化珪素などを絶縁物質として含んでいてもよい)。その形状は特段限定されるものではなく、例えば長さ:100mm〜200mm×幅:20mm〜40mm×厚み:7mm〜12mmの直方体であり、上面にキャビティが設けられていてもよく、また、溶融したアルミニウムまたはその合金の濡れ広がり性の向上を目的とした表面加工が施されていてもよい。その支持と通電の方式としては、自体公知のエンドクランプ方式(ボートの長手方向端面と下面で支持し通電する態様)やサイドクランプ方式(ボートの横手方向端面と下面で支持し通電する態様)が挙げられ、ボートの赤熱発光面積は、通常、前者の場合には上面面積の75%〜90%となり、後者の場合には65%〜80%となる。なお、蒸着槽内に設置するボートの個数は特段限定されるものではない。蒸着槽内におけるボートの赤熱発光面積は、例えば蒸着槽内容積1mあたり0.50×10−2〜0.95×10−2となるようにすればよい。 Control of the ratio of the wet spread area of the molten aluminum or its alloy to the red heat emission area of the boat is, for example, the thickness of the aluminum wire or aluminum alloy wire used as the vapor deposition material (for example, a diameter of 1 to 2 mm is desirable) The wire supply rate (for example, 1 g / min to 10 g / min is desirable), the shape and material of the boat, the heating temperature (adjustment by applied current), and the like can be controlled. Boats for wetting and evaporating molten aluminum or its alloys onto the red-light emitting part of the upper surface may be known (see eg WO 2005/049881), for example titanium diboride. And ceramic sintered bodies containing zirconium diboride and boron nitride (titanium nitride and silicon carbide may be included as a conductive material, and aluminum nitride and silicon nitride are included as an insulating material). Also good). The shape is not particularly limited. For example, it is a rectangular parallelepiped of length: 100 mm to 200 mm × width: 20 mm to 40 mm × thickness: 7 mm to 12 mm, and a cavity may be provided on the upper surface, or it has melted Surface treatment for the purpose of improving the wet spreading property of aluminum or an alloy thereof may be performed. As a method of supporting and energizing, an end clamp method known per se (a mode in which the boat is supported and energized by the longitudinal end surface and the lower surface of the boat) and a side clamp method (a mode in which the current is supported and energized by the lateral end surface and the lower surface of the boat) For example, the red light emission area of a boat is usually 75% to 90% of the upper surface area in the former case, and 65% to 80% in the latter case. The number of boats installed in the vapor deposition tank is not particularly limited. The red heat emission area of the boat in the vapor deposition tank may be set to 0.50 × 10 −2 m 2 to 0.95 × 10 −2 m 2 per 1 m 3 of the vapor deposition tank internal volume, for example.

なお、蒸着処理を開始してから終了するまでの間の磁石の温度上昇勾配は、磁石の表面にアルミニウムまたはその合金の蒸着被膜を効率よくかつ均一に形成するためには、8℃/分以上であることが望ましい。   The temperature rise gradient of the magnet from the start to the end of the vapor deposition process is 8 ° C./min or more in order to efficiently and uniformly form a vapor deposited film of aluminum or its alloy on the surface of the magnet. It is desirable that

蒸着処理時における希土類系永久磁石の最高到達温度は250℃以下に抑制することが望ましい。蒸着処理時に磁石が250℃を超える高温まで達してしまうと、その後に常温まで冷却された際、磁石とその表面に形成されたアルミニウムまたはその合金の蒸着被膜の熱膨張率の違いに基づく熱歪に起因して両者の間の密着性の低下が発生する恐れがある。蒸着処理時に磁石が250℃を超える高温に達しないようにするためには、蒸着処理時間は短い方が望ましく、具体的には30分間以内とすることが望ましい。なお、蒸着処理時間の短縮化は蒸着被膜形成装置の性能などにも依存するので、現在のところ、蒸着処理時間は少なくとも10分間は必要である。   It is desirable to suppress the maximum temperature of the rare earth permanent magnet during the vapor deposition process to 250 ° C. or lower. When the magnet reaches a high temperature exceeding 250 ° C. during the vapor deposition process, when it is cooled to room temperature after that, the thermal strain based on the difference in thermal expansion coefficient between the magnet and the vapor deposited film of aluminum or its alloy formed on the surface of the magnet. Due to this, there is a risk that the adhesion between the two may be reduced. In order to prevent the magnet from reaching a high temperature exceeding 250 ° C. during the vapor deposition process, it is desirable that the vapor deposition process time is short, and specifically, it is desirable to be within 30 minutes. In addition, since the shortening of the vapor deposition processing time depends on the performance of the vapor deposition film forming apparatus, etc., the vapor deposition processing time is currently required for at least 10 minutes.

ワイヤー状のアルミニウムまたはその合金の蒸着材料は、酸素との反応性を有する還元性ガスである一酸化炭素や水素などを蒸着制御ガスとして含有することが望ましい。例えば、蒸着制御ガスとして水素を0.5ppm〜11ppm含有するワイヤー状のアルミニウムまたはその合金の蒸着材料を用い、蒸着槽内の少なくとも溶融蒸発部と被処理物である希土類系永久磁石の近傍に水素を供給した状態で磁石の表面にアルミニウムまたはその合金の蒸着被膜を形成することで、溶融した蒸着材料や蒸発した蒸着材料、磁石の表面に形成された蒸着被膜の酸化を防ぐことができる。   The vapor deposition material of wire-like aluminum or an alloy thereof preferably contains carbon monoxide, hydrogen, or the like, which is a reducing gas having reactivity with oxygen, as a deposition control gas. For example, a wire-like aluminum or hydrogen alloy vapor containing 0.5 ppm to 11 ppm of hydrogen is used as the vapor deposition control gas, and at least in the vicinity of the melt evaporation portion in the vapor deposition tank and the rare earth permanent magnet that is the object to be treated. By forming a vapor deposition film of aluminum or an alloy thereof on the surface of the magnet in a state where is supplied, oxidation of the molten vapor deposition material, the evaporated vapor deposition material, or the vapor deposition film formed on the surface of the magnet can be prevented.

本発明の表面にアルミニウムまたはその合金の蒸着被膜を有する希土類系永久磁石の製造方法は、例えば特開2001−335921号公報に記載されている、蒸着槽内に、蒸着材料の溶融蒸発部と、その表面に蒸着材料が蒸着される被処理物を収容するためのメッシュで形成された筒型バレルを備えた蒸着被膜形成装置であって、水平方向の回転軸線を中心に回転自在とした支持部材の回転軸線の周方向の外方に筒型バレルが公転自在に支持されており、支持部材を回転させることによって、支持部材の回転軸線を中心に公転運動する筒型バレルと蒸発部の間の距離を可変自在としつつ、ワイヤー状蒸着材料を抵抗加熱方式によって加熱された溶融蒸発部に連続供給しながら蒸発させることで被処理物の表面に蒸着被膜を形成することができる蒸着被膜形成装置を用いることにより容易に実施することができる。   A method for producing a rare earth-based permanent magnet having a vapor deposition film of aluminum or an alloy thereof on the surface of the present invention is described in, for example, JP-A-2001-335921. A vapor deposition film forming apparatus having a cylindrical barrel formed of a mesh for accommodating an object to be vapor-deposited on its surface, and a support member that is rotatable about a horizontal rotation axis The cylindrical barrel is supported so as to revolve outwardly in the circumferential direction of the rotation axis, and by rotating the support member, between the cylindrical barrel that revolves around the rotation axis of the support member and the evaporation portion While making the distance variable, it is possible to form a vapor deposition film on the surface of the workpiece by evaporating the wire vapor deposition material while continuously supplying it to the melt evaporation section heated by the resistance heating method. It can be easily implemented by using a vapor deposited film forming apparatus that.

図1は、特開2001−335921号公報に記載されている上記の蒸着被膜形成装置の一実施形態の蒸着槽内の模式的正面図(一部透視図)である。図略の真空排気系に連なる蒸着槽1の内部の上方には、水平方向の回転軸線上の回転シャフト6を中心に回転自在とした支持部材7が2個併設されており、この支持部材7の回転シャフト6の周方向の外方に6個のステンレス製のメッシュ金網で形成された円筒形バレル5が支持軸8によって公転自在に環状に支持されている。また、蒸着槽1の内部の下方には、蒸着材料を蒸発させる溶融蒸発部であるボート2が、支持テーブル3上に立設されたボート支持台4上に複数個配置されている。支持テーブル3の下方内部には、蒸着材料のワイヤー9が繰り出しリール10に巻回保持されている。蒸着材料のワイヤー9の先端はボート2の内面に向かって臨ませた耐熱性の保護チューブ11によってボート2の上方に案内されている。保護チューブ11の一部には切り欠き窓12が設けられており、この切り欠き窓12に対応して設けられた繰り出しギア13が蒸着材料のワイヤー9に直接接触し、蒸着材料のワイヤー9を繰り出すことによってボート2内に蒸着材料が絶えず供給されるように構成され、蒸着材料のワイヤー9の繰り出し速度を調節することで蒸着被膜の成膜速度を自在に制御することができる。また、回転シャフト6を中心に支持部材7を回転させると(図1矢印参照)、支持部材7の回転シャフト6の周方向の外方に支持軸8によって支持されている円筒形バレル5は、これに対応して、回転シャフト6を中心に公転運動する。その結果、個々の円筒形バレルと支持部材の下方に配置された蒸発部との間の距離が変動することになり、以下の効果が発揮される。即ち、支持部材7の下部に位置した円筒形バレルは蒸発部に接近している。従って、この円筒形バレルに収容された被処理物30に対しては、その表面に蒸着被膜が効率よく形成される。一方、蒸発部から遠ざかった円筒形バレルに収容された被処理物は、蒸発部から遠ざかった分だけ加熱状態から開放されて冷却される。従って、この間、その表面に形成された蒸着被膜の軟化が抑制される。このように、この蒸着被膜形成装置を用いれば、蒸着被膜の効率的形成と形成された蒸着被膜の軟化抑制を同時に達成することが可能となる。   FIG. 1 is a schematic front view (partially perspective view) inside a vapor deposition tank of one embodiment of the vapor deposition film forming apparatus described in JP-A-2001-335921. Two support members 7 that are rotatable around a rotation shaft 6 on a horizontal rotation axis are provided above the inside of the vapor deposition tank 1 connected to a vacuum exhaust system (not shown). A cylindrical barrel 5 formed of six stainless steel mesh wire nets is supported in an annular manner by a support shaft 8 so as to revolve on the outer side in the circumferential direction of the rotary shaft 6. A plurality of boats 2, which are melting and evaporating portions for evaporating the vapor deposition material, are arranged on a boat support base 4 standing on a support table 3 below the inside of the vapor deposition tank 1. Inside the support table 3, a wire 9 made of vapor deposition material is wound and held on a supply reel 10. The tip of the wire 9 of vapor deposition material is guided above the boat 2 by a heat-resistant protective tube 11 facing the inner surface of the boat 2. A cutout window 12 is provided in a part of the protective tube 11, and a feeding gear 13 provided corresponding to the cutout window 12 is in direct contact with the vapor deposition material wire 9, so that the vapor deposition material wire 9 is connected. By being drawn out, the vapor deposition material is constantly supplied into the boat 2, and the film formation rate of the vapor deposition film can be freely controlled by adjusting the feed rate of the wire 9 of the vapor deposition material. When the support member 7 is rotated around the rotation shaft 6 (see the arrow in FIG. 1), the cylindrical barrel 5 supported by the support shaft 8 on the outer side of the rotation shaft 6 of the support member 7 in the circumferential direction is In response to this, a revolving motion is performed around the rotating shaft 6. As a result, the distance between the individual cylindrical barrels and the evaporating part disposed below the support member varies, and the following effects are exhibited. That is, the cylindrical barrel located at the lower part of the support member 7 is close to the evaporation part. Therefore, a vapor deposition film is efficiently formed on the surface of the workpiece 30 accommodated in the cylindrical barrel. On the other hand, the object to be processed accommodated in the cylindrical barrel away from the evaporator is released from the heating state and cooled by the distance away from the evaporator. Therefore, softening of the vapor deposition film formed on the surface is suppressed during this time. Thus, if this vapor deposition film forming apparatus is used, it becomes possible to achieve efficient formation of a vapor deposition film and suppression of softening of the formed vapor deposition film simultaneously.

本発明の表面にアルミニウムまたはその合金の蒸着被膜を有する希土類系永久磁石の製造方法によって磁石の表面に形成されるアルミニウムまたはその合金の蒸着被膜の膜厚は3μm〜30μmが望ましい。3μm未満であると磁石に対する優れた耐食性付与効果が得られない恐れがある一方、30μmを超えても磁石に対する耐食性付与効果は変わらず生産コストの上昇だけを招く結果となる恐れがある。   The film thickness of the vapor-deposited film of aluminum or its alloy formed on the surface of the magnet by the method for producing a rare earth-based permanent magnet having the vapor-deposited film of aluminum or its alloy on the surface of the present invention is desirably 3 μm to 30 μm. If it is less than 3 μm, there is a possibility that an excellent effect of imparting corrosion resistance to the magnet may not be obtained. On the other hand, if it exceeds 30 μm, the effect of imparting corrosion resistance to the magnet does not change and may result in only an increase in production cost.

本発明の表面にアルミニウムまたはその合金の蒸着被膜を有する希土類系永久磁石の製造方法によって磁石の表面に形成されたアルミニウムまたはその合金の蒸着被膜に対してピーニング処理を行って被膜表面の平滑化と空隙の封隙を行うことで、その特性の向上を図ってもよい。ピーニング処理は、例えば、投射材として平均粒径が80μm〜200μm(望ましくは100μm〜150μm)でモース硬度が3〜8のガラスビーズやスチールボールなどを使用し、0.01MPa〜0.5MPaの投射圧で被膜に対して1分間〜1時間程度行えばよい。ピーニング処理が不十分であると被膜表面の平滑化と空隙の封隙が十分に行われない恐れがある一方、過剰であると被膜が磁石表面から剥れてしまったりする恐れがあるので注意を要する。ピーニング処理に使用する装置は、投射ノズルから投射材を磁石に対して投射することができるものであれば特段制限されるものではなく、例えば特開2001−341075号公報に記載のブラスト加工装置などを好適に使用することができる。投射ノズルと磁石の距離は80mm〜150mmとすることが望ましい。   Smoothing the coating surface by peening the vapor deposition coating of aluminum or its alloy formed on the surface of the magnet by the method of manufacturing a rare earth permanent magnet having the deposition coating of aluminum or its alloy on the surface of the present invention. The characteristics may be improved by sealing the gap. In the peening treatment, for example, glass beads or steel balls having an average particle diameter of 80 μm to 200 μm (preferably 100 μm to 150 μm) and a Mohs hardness of 3 to 8 are used as the projection material, and a projection of 0.01 MPa to 0.5 MPa. What is necessary is just to perform about 1 minute-1 hour with respect to a film with a pressure. If the peening treatment is insufficient, the coating surface may not be smoothed and the gaps may not be sufficiently sealed, whereas if the coating is excessive, the coating may be peeled off from the magnet surface. Cost. The apparatus used for the peening process is not particularly limited as long as it can project the projection material from the projection nozzle onto the magnet. For example, a blasting apparatus described in JP-A-2001-34175 Can be preferably used. The distance between the projection nozzle and the magnet is desirably 80 mm to 150 mm.

本発明の表面にアルミニウムまたはその合金の蒸着被膜を有する希土類系永久磁石の製造方法によって磁石の表面に形成されたアルミニウムまたはその合金の蒸着被膜の表面に、更に別の耐食性被膜を積層形成してもよい。このような構成を採用することにより、アルミニウムまたはその合金の蒸着被膜の特性を増強・補完したり、さらなる機能性を付与したりすることができる。   Another corrosion-resistant film is laminated on the surface of the vapor-deposited film of aluminum or its alloy formed on the surface of the magnet by the method of manufacturing a rare earth permanent magnet having the vapor-deposited film of aluminum or its alloy on the surface of the present invention. Also good. By adopting such a configuration, it is possible to enhance or supplement the characteristics of the deposited film of aluminum or an alloy thereof, or to impart further functionality.

本発明において、希土類系永久磁石がR−Fe−B系永久磁石の場合、希土類元素(R)は、Nd、Pr、Dy、Ho、Tb、Smのうち少なくとも1種を含んでいてもよく、さらに、La、Ce、Gd、Er、Eu、Tm、Yb、Lu、Yのうち少なくとも1種を含んでいてもよい。また、通常はRのうち1種をもって足りるが、実用上は2種以上の混合物(ミッシュメタルやジジムなど)を入手上の便宜などの理由によって用いることもできる。Rの含量は、10原子%未満であるとα−Fe相が析出するため、高磁気特性、特に高い保磁力(Hcj)が得られず、一方、30原子%を越えるとRリッチな非磁性相が多くなり、残留磁束密度(B)が低下して優れた特性の永久磁石が得られないので、Rの含量は組成の10原子%〜30原子%であることが望ましい。 In the present invention, when the rare earth based permanent magnet is an R—Fe—B based permanent magnet, the rare earth element (R) may include at least one of Nd, Pr, Dy, Ho, Tb, and Sm. Furthermore, at least one of La, Ce, Gd, Er, Eu, Tm, Yb, Lu, and Y may be included. Usually, one type of R is sufficient, but in practice, a mixture of two or more types (such as misch metal and didymium) can also be used for reasons of convenience. If the content of R is less than 10 atomic%, the α-Fe phase precipitates, so that high magnetic properties, particularly high coercive force (H cj ) cannot be obtained. Since the magnetic phase increases and the residual magnetic flux density (B r ) decreases and a permanent magnet having excellent characteristics cannot be obtained, the R content is desirably 10 atomic% to 30 atomic% of the composition.

Feの含量は、65原子%未満であるとBが低下し、80原子%を越えると高いHcjが得られないので、65原子%〜80原子%の含有が望ましい。また、Feの一部をCoで置換することによって、得られる磁石の磁気特性を損なうことなしに温度特性を改善することができるが、Co置換量がFeの20原子%を越えると、磁気特性が劣化するので望ましくない。Co置換量が5原子%〜15原子%の場合、Bは置換しない場合に比較して増加するため、高磁束密度を得るのに望ましい。 The content of Fe is to decrease B r is less than 65 atomic%, since exceeding the high H cj 80 atomic% can not be obtained, is preferable content of 65 atomic% to 80 atomic%. Further, by substituting a part of Fe with Co, the temperature characteristics can be improved without impairing the magnetic characteristics of the obtained magnet. However, if the Co substitution amount exceeds 20 atomic%, the magnetic characteristics will be improved. Is undesirable as it degrades. If Co substitution amount of 5 atomic% to 15 atomic%, B r is to increase as compared with the case where no replacement, desirable to obtain a high magnetic flux density.

Bの含量は、2原子%未満であると菱面体構造が主相となり、高いHcjは得られず、28原子%を越えるとBリッチな非磁性相が多くなり、Bが低下して優れた特性の永久磁石が得られないので、2原子%〜28原子%の含有が望ましい。また、磁石の製造性の改善や低価格化のために、2.0質量%以下のP、2.0質量%以下のSのうち、少なくとも1種、合計量で2.0質量%以下を含有していてもよい。さらに、Bの一部を30質量%以下のCで置換することによって、磁石の耐食性を改善することができる。 If the B content is less than 2 atomic%, the rhombohedral structure becomes the main phase, and high H cj cannot be obtained. If it exceeds 28 atomic%, the B-rich non-magnetic phase increases and Br decreases. Since a permanent magnet having excellent characteristics cannot be obtained, the content is preferably 2 atomic% to 28 atomic%. Moreover, in order to improve the manufacturability and reduce the price of the magnet, at least one of P of 2.0 mass% or less and S of 2.0 mass% or less, and 2.0 mass% or less in total amount. You may contain. Furthermore, the corrosion resistance of the magnet can be improved by substituting a part of B with 30% by mass or less of C.

さらに、Al、Ti、V、Cr、Mn、Bi、Nb、Ta、Mo、W、Sb、Ge、Sn、Zr、Ni、Si、Zn、Hf、Gaのうち少なくとも1種の添加は、保磁力や減磁曲線の角型性の改善、製造性の改善、低価格化に効果がある。なお、希土類系永久磁石には、R、Fe、B以外に工業的生産上混入不可避な不純物を含有するものでも差し支えない。   Furthermore, at least one of Al, Ti, V, Cr, Mn, Bi, Nb, Ta, Mo, W, Sb, Ge, Sn, Zr, Ni, Si, Zn, Hf, and Ga is added. It is effective in improving the squareness of the demagnetization curve, improving manufacturability, and reducing the price. The rare earth-based permanent magnet may contain impurities inevitable for industrial production in addition to R, Fe, and B.

以下、本発明を実施例によって詳細に説明するが、本発明は以下の記載に限定して解釈されるものではない。なお、以下の実施例は、例えば、米国特許4770723号公報、米国特許4792368号公報、米国特許5383978号公報に記載されているようにして、ストリップキャスト法により作製した急冷凝固合金を粗粉砕し、微粉砕後に成形、焼結、熱処理、表面加工を行うことによって得られたNd14Fe79Co組成(原子%)の縦60mm×横30mm×厚み3mm寸法の焼結磁石(以下、磁石体試験片と称する)を用いて行った。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is limited to the following description and is not interpreted. In the following examples, for example, as described in US Pat. No. 4,770,723, US Pat. No. 4,792,368, US Pat. No. 5,383,978, a rapidly solidified alloy produced by strip casting is roughly pulverized. Sintered magnet (hereinafter referred to as a magnet) having dimensions of 60 mm in length, 30 mm in width, and 3 mm in thickness of Nd 14 Fe 79 B 6 Co 1 composition (atomic%) obtained by forming, sintering, heat treatment, and surface processing after pulverization This was performed using a test piece.

(実験A)
図1に示した蒸着被膜形成装置(蒸着槽内容積:約2.37m)を用いて磁石体試験片の表面にアルミニウム被膜を蒸着形成した。なお、蒸着槽内に配置した24個の円筒形バレル(図面の後方に12個の円筒形バレルがさらに配置されている)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1.5Kg分ずつ収容し、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、蒸着槽内全圧0.6Pa、アルゴン導入流量600mL/分にて、バイアス電圧−1.0kV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、直径が1.6mmで水素含有量が約5ppmのアルミニウムワイヤー(JIS A1070に準拠したもの)を繰り出し速度6.6g/分にて抵抗加熱方式によって加熱した市販のボート(蒸着槽内設置個数:6、支持と通電はエンドクランプ方式による)の上面の赤熱発光部分に連続供給し、これを溶融させて濡れ広がらせ、蒸発させてイオン化することでイオンプレーティングを行い、蒸着処理時間(アルミニウムワイヤーの連続供給を開始してから終了するまでの時間)を15分間として磁石体試験片の表面にアルミニウム被膜を蒸着形成した。この際、ボートに対する印加電流を調整することでその加熱温度を調整し、ボートの赤熱発光面積に対する溶融したアルミニウムの濡れ広がり面積の割合を6種類の状態に調整した。溶融蒸発部として用いたボートの形状と赤熱発光部分の詳細を表1に示す(ボートはいずれも二硼化チタン45質量%、窒化硼素40質量%および窒化アルミニウム15質量%のセラミックス焼結体。6個のボートの赤熱発光面積の総和は蒸着槽内容積1mあたり0.61×10−2〜0.82×10−2)。また、ボートの赤熱発光面積に対する溶融したアルミニウムの濡れ広がり面積の割合の違いに基づく6種類の条件で行った蒸着処理の結果を表2に示す。なお、ボートの赤熱発光面積に対する溶融したアルミニウムの濡れ広がり面積の割合は、蒸着槽内の覗き窓から撮影したボートの上面の写真に基づいて確認した。蒸着処理時における磁石体試験片の温度は、温度データロガー(THERMOMETER SE−309:CENTER TECHNOLOGY社製)を用い、熱電対と磁石体試験片をクリップ止めしたものを小径バレルの1つに固定し、小径バレルに固定した磁石体試験片の温度履歴から求めた。磁石体試験片の表面に蒸着形成されたアルミニウム被膜の膜厚は、断面観察によって計測した。10個のサンプルの膜厚の平均値を表2に示す。また、10個のサンプルのアルミニウム被膜の表面を目視観察し、溶融したアルミニウムのスプラッシュ現象に起因する被着物の有無を調べた。10個のサンプルのうち被膜の表面に被着物が認められたサンプルの個数を表2に示す。
(Experiment A)
An aluminum film was deposited on the surface of the magnet test piece using the deposited film forming apparatus (volume in the deposition tank: about 2.37 m 3 ) shown in FIG. In addition, 24 cylindrical barrels (12 cylindrical barrels are further arranged at the rear of the drawing) arranged in the vapor deposition tank have a diameter of 110 mm × length of 600 mm, and a stainless steel mesh wire mesh (opening ratio: About 80%, the shape of the opening: a square having a side of 10 mm and a line width of 2 mm was used.
The magnetic specimen was subjected to sand blasting to remove the oxidized layer on the surface generated by the surface processing in the previous step. The magnet specimen from which the oxide layer has been removed is accommodated in each cylindrical barrel for 1.5 kg, and further, ceramic balls having an average particle diameter of 10 mm (manufactured by Shinto Kogyo Co., Ltd.) are accommodated as stirring media. After evacuating the vacuum processing chamber until the total pressure becomes 4 × 10 −2 Pa, Ar gas is introduced so that the total pressure becomes 5 Pa, and then the rotating shaft of the barrel is rotated at 4.5 rpm. The surface of the magnet test piece was cleaned by glow discharge for 15 minutes under the condition of a bias voltage of −1.0 kV.
Subsequently, with a total pressure of 0.6 Pa in the vapor deposition tank and an argon introduction flow rate of 600 mL / min, the diameter was 1.6 mm while rotating the rotating shaft of the barrel at 4.5 rpm under the condition of a bias voltage of −1.0 kV. Commercially available boats heated by resistance heating method with aluminum wire (conforming to JIS A1070) with a hydrogen content of about 5 ppm at a feeding speed of 6.6 g / min (6 installed in the vapor deposition tank, support and energization is the end) Continuously supplied to the red-light emitting part on the upper surface of the clamp system), this is melted, spread and wetted, ionized by evaporating and ionizing, deposition time (starting continuous supply of aluminum wire The time from the start to the end) was set to 15 minutes, and an aluminum film was deposited on the surface of the magnet specimen. At this time, the heating temperature was adjusted by adjusting the current applied to the boat, and the ratio of the wetted and spread area of the molten aluminum to the red heat emission area of the boat was adjusted to six states. Table 1 shows details of the shape of the boat used as the melt evaporation portion and the red-light emitting portion (both are ceramic sintered bodies of 45% by mass of titanium diboride, 40% by mass of boron nitride, and 15% by mass of aluminum nitride). six boat red heat emission area total evaporation tank volume 1 m 3 per 0.61 × 10 of -2 m 2 ~0.82 × 10 -2 m 2). Table 2 shows the results of vapor deposition performed under six conditions based on the difference in the ratio of the wetted and spread area of the molten aluminum to the red heat emission area of the boat. The ratio of the wetted and spread area of molten aluminum to the red heat emission area of the boat was confirmed based on a photograph of the upper surface of the boat taken from the observation window in the vapor deposition tank. The temperature of the magnet specimen at the time of vapor deposition is fixed to one of the small-diameter barrels using a temperature data logger (THERMOMETER SE-309: manufactured by CENTER TECHNOLOGY) with a thermocouple clipped to the magnet specimen. It was determined from the temperature history of the magnet specimen fixed to the small diameter barrel. The film thickness of the aluminum coating deposited on the surface of the magnet specimen was measured by cross-sectional observation. Table 2 shows the average film thickness of 10 samples. Further, the surface of the aluminum coating of 10 samples was visually observed to examine the presence or absence of an adherend due to the splash phenomenon of molten aluminum. Table 2 shows the number of samples in which the adherend was observed on the surface of the coating among the 10 samples.

次に、以上の方法によって表面にアルミニウム被膜が蒸着形成された磁石体試験片に対し、モース硬度が6で平均粒径が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処理を、投射圧0.2MPa、投射時間10分間、投射ノズルと磁石体試験片の距離150mmの条件にて行った。こうしてショットピーニング処理を行ったアルミニウム被膜を表面に有する磁石体試験片について、薄膜密着強度測定装置(セバスチャンV型:QUAD GROUP社製)を用いて磁石体試験片とその表面に蒸着形成されたアルミニウム被膜との間の密着性を垂直引張強度で評価した(条件6については溶融したアルミニウムのスプラッシュ現象に起因する被着物が存在しないサンプルで評価)。結果を図2に示す(測定サンプル数:3)。   Next, a shot peening treatment using a glass bead (manufactured by Kyoei Abrasive Co., Ltd.) having a Mohs hardness of 6 and an average particle size of 120 μm is performed on the magnet test piece having an aluminum film deposited on the surface by the above method. The projection pressure was 0.2 MPa, the projection time was 10 minutes, and the distance between the projection nozzle and the magnet test piece was 150 mm. With respect to the magnet body test piece having the aluminum film on which the shot peening treatment has been performed on the surface, the magnet body test piece and aluminum deposited on the surface thereof using a thin film adhesion strength measuring device (Sebastian V type: manufactured by QUAD GROUP). The adhesion between the film and the film was evaluated by the vertical tensile strength (Condition 6 was evaluated using a sample in which no adherend due to the splash phenomenon of molten aluminum was present). The results are shown in FIG. 2 (number of measurement samples: 3).

表2と図2から明らかなように、ボートの赤熱発光面積に対する溶融したアルミニウムの濡れ広がり面積の割合を次第に高めることで、蒸着処理時間内における磁石体試験片の温度上昇勾配が次第に低くなり、磁石体試験片とアルミニウム被膜との間の密着性が次第に高まった。条件3〜条件6において、濡れ広がり面積をボートの赤熱発光面積の60%以上とすることで、磁石体試験片の温度上昇勾配が10℃/分以下(蒸着形成される被膜膜厚あたりの温度上昇割合では20℃/μm以下)となり、垂直引張強度の平均値が合格基準として設定した70MPaを超えた(図2の◆)。また、これらの条件では、3個のサンプルの垂直引張強度のばらつきは小さいものであった(図2の縦棒の上端が3つのサンプルのうち最大値を示したサンプルの数値であり下端が最小値を示したサンプルの数値である)。但し、条件6では、溶融したアルミニウムのスプラッシュ現象に起因する被着物がアルミニウム被膜の表面に認められるサンプルが発生したことから、実用上の問題があった。一方、条件1と条件2では、垂直引張強度の平均値は70MPa未満であり、3個のサンプルの垂直引張強度のばらつきは非常に大きいものであった。これは、ボートの赤熱発光部分における溶融したアルミニウムが濡れ広がっていない部分から大量の輻射熱が放出されたことで、磁石体試験片の温度上昇勾配が10℃/分を超え、蒸着処理時に磁石体試験片が250℃をはるかに超える高温まで達してしまったため、その後に常温まで冷却された際、磁石体試験片とアルミニウム被膜の熱膨張率の違いに基づく熱歪に起因して両者の間の密着性の低下が発生したことによるものと推察された。   As is apparent from Table 2 and FIG. 2, by gradually increasing the ratio of the wetted and spread area of the molten aluminum to the red light emission area of the boat, the temperature rise gradient of the magnet specimen within the vapor deposition processing time gradually decreases, The adhesion between the magnet body test piece and the aluminum coating gradually increased. In condition 3 to condition 6, by setting the wet spreading area to 60% or more of the red-light emission area of the boat, the temperature increase gradient of the magnet specimen is 10 ° C./min or less (the temperature per film thickness of the deposited film formed). The increase rate was 20 ° C./μm or less), and the average value of the vertical tensile strength exceeded 70 MPa set as the acceptance criterion (♦ in FIG. 2). Also, under these conditions, the variation in the vertical tensile strength of the three samples was small (the upper end of the vertical bar in FIG. 2 is the numerical value of the sample showing the maximum value among the three samples, and the lower end is the minimum) Sample number showing the value). However, in condition 6, there was a problem in practical use because a sample in which an adherend due to a splash phenomenon of molten aluminum was observed on the surface of the aluminum coating was generated. On the other hand, in conditions 1 and 2, the average value of the vertical tensile strength was less than 70 MPa, and the variation in the vertical tensile strength of the three samples was very large. This is because a large amount of radiant heat is released from the portion where the molten aluminum in the red-light emitting portion of the boat is not wet and spread, and the temperature rise gradient of the magnet specimen exceeds 10 ° C./min. Since the specimen has reached a temperature exceeding 250 ° C, when cooled to room temperature after that, due to thermal strain based on the difference in thermal expansion coefficient between the magnet specimen and the aluminum coating, It was assumed that this was due to a decrease in adhesion.

ショットピーニング処理を行う前の磁石体試験片の表面に蒸着形成されたアルミニウム被膜の算術平均粗さ(Ra)と最大高さ粗さ(Rz)を、表面粗さ測定器(サーフコム1400A:東京精密社製)を用い、被膜の中央部と端部のそれぞれで測定した(JIS B0601:2001に準拠し、条件6については溶融したアルミニウムのスプラッシュ現象に起因する被着物が存在しないサンプルを使用)。結果を図3と図4に示す(測定サンプル数:3)。図3と図4から明らかなように、ボートの赤熱発光面積に対する溶融したアルミニウムの濡れ広がり面積の割合を次第に高めることで、蒸着処理時間内における磁石体試験片の温度上昇勾配が次第に低くなり、表面粗さの平均値(図3と図4の◇◆)もばらつき(図3と図4の縦棒の上端が3つのサンプルのうち最大値を示したサンプルの数値であり下端が最小値を示したサンプルの数値である)も次第に小さくなった。条件1と条件2では特に端部において表面粗さのばらつきが大きいのは、磁石体試験片の温度上昇勾配が10℃/分を超えたことで、磁石体試験片の表面に蒸着形成されたアルミニウム被膜の柱状結晶組織が急速に粗大成長した部分が発生し、被膜構造の乱れを引き起こしたことによるものと推察された。   The arithmetic average roughness (Ra) and the maximum height roughness (Rz) of the aluminum coating deposited on the surface of the magnet specimen before the shot peening treatment were measured using a surface roughness measuring instrument (Surfcom 1400A: Tokyo Seimitsu). (In accordance with JIS B0601: 2001, a sample having no deposit due to a splash phenomenon of molten aluminum is used for condition 6). The results are shown in FIGS. 3 and 4 (number of measurement samples: 3). As apparent from FIG. 3 and FIG. 4, by gradually increasing the ratio of the molten aluminum wetting and spreading area to the boat's red-light emitting area, the temperature rise gradient of the magnet specimen within the deposition process time gradually decreases, The average value of surface roughness (◇ ◆ in Fig. 3 and Fig. 4) also varies (the upper end of the vertical bar in Figs. 3 and 4 is the numerical value of the sample showing the maximum value among the three samples, and the lower end is the minimum value) The numerical value of the sample shown was also gradually reduced. In condition 1 and condition 2, the variation in the surface roughness is particularly large at the edge. The temperature rise gradient of the magnet body test piece exceeded 10 ° C./min, and it was deposited on the surface of the magnet body test piece. It was speculated that the columnar crystal structure of the aluminum coating rapidly grew coarsely, resulting in disturbance of the coating structure.

(実験B)
マグネシウムを6質量%含有し、水素含有量が1ppmのアルミニウム合金ワイヤーを用いたこと以外は実験Aと同様の実験を行ったところ、程度の違いはあるが、実験Aと同様の結果が得られた。
(Experiment B)
An experiment similar to Experiment A was carried out except that an aluminum alloy wire containing 6% by mass of magnesium and having a hydrogen content of 1 ppm was used. It was.

本発明は、アルミニウムまたはその合金の蒸着被膜が優れた密着性をもって表面に形成されてなる希土類系永久磁石の製造方法を提供することができる点において産業上の利用可能性を有する。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention has industrial applicability in that it can provide a method for producing a rare earth permanent magnet in which a deposited film of aluminum or an alloy thereof is formed on the surface with excellent adhesion.

1 蒸着槽
2 ボート(溶融蒸発部)
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(希土類系永久磁石)


1 Deposition tank 2 Boat (melting evaporation part)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Support table 4 Boat support stand 5 Cylindrical barrel 6 Rotating shaft 7 Support member 8 Support shaft 9 Wire of vapor deposition material 10 Feeding reel 11 Heat-resistant protective tube 12 Notch window 13 Feeding gear 30 Workpiece (rare earth permanent magnet) )


Claims (7)

蒸着槽内において抵抗加熱方式によって加熱された溶融蒸発部にワイヤー状のアルミニウムまたはその合金の蒸着材料を連続供給しながら蒸発させることで、希土類系永久磁石の表面にアルミニウムまたはその合金の蒸着被膜を形成する際、蒸着処理を開始してから終了するまでの間の磁石の温度上昇勾配を10℃/分以下に制御して蒸着処理を行うことを特徴とする表面にアルミニウムまたはその合金の蒸着被膜を有する希土類系永久磁石の製造方法。   By evaporating while evaporating the wire evaporation material of wire-like aluminum or its alloy continuously into the melt evaporation part heated by the resistance heating method in the vapor deposition tank, the vapor deposition film of aluminum or its alloy is formed on the surface of the rare earth-based permanent magnet. A vapor deposition film of aluminum or an alloy thereof is formed on the surface, wherein the vapor deposition process is performed by controlling the temperature rise gradient of the magnet between the start and the end of the vapor deposition process to 10 ° C./min or less. A method for producing a rare earth permanent magnet having 温度上昇勾配の制御を溶融蒸発部からの輻射熱を制御することで行うことを特徴とする請求項1記載の製造方法。   2. The method according to claim 1, wherein the temperature rise gradient is controlled by controlling the radiant heat from the melt evaporation section. 溶融蒸発部からの輻射熱の制御を、溶融蒸発部として上面の赤熱発光部分に溶融したアルミニウムまたはその合金が濡れ広がって蒸発するボートを用い、ボートの赤熱発光面積に対する溶融したアルミニウムまたはその合金の濡れ広がり面積の割合を制御することで行うことを特徴とする請求項2記載の製造方法。   Controlling the radiant heat from the melting and evaporating part, using a boat that melts and evaporates the molten aluminum or its alloy on the red-light emitting part on the upper surface as the melting and evaporating part, and wets the molten aluminum or its alloy to the red-light emitting area of the boat The manufacturing method according to claim 2, wherein the method is performed by controlling a ratio of the spread area. 溶融したアルミニウムまたはその合金の濡れ広がり面積をボートの赤熱発光面積の60%以上とすることを特徴とする請求項3記載の製造方法。   4. The method according to claim 3, wherein the wetted and spread area of the molten aluminum or its alloy is 60% or more of the red heat emission area of the boat. 溶融したアルミニウムまたはその合金の濡れ広がり面積をボートの赤熱発光面積の90%以下とすることを特徴とする請求項3または4記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 3 or 4, wherein the wetted and spread area of the molten aluminum or its alloy is 90% or less of the red heat emission area of the boat. 希土類系永久磁石の最高到達温度を250℃以下に抑制することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 1, wherein the maximum temperature of the rare earth permanent magnet is suppressed to 250 ° C. or less. 蒸着処理時間を10分間〜30分間とすることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の製造方法。


The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the vapor deposition time is 10 minutes to 30 minutes.


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