JP2012094766A - Rare earth magnet, method of producing rare earth magnet and rotary machine - Google Patents

Rare earth magnet, method of producing rare earth magnet and rotary machine Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rare earth magnet having excellent corrosion resistance.SOLUTION: A rare earth magnet 100 comprises an R-T-B based magnet element 10 containing a light rare earth element R, a transition metal element T and boron B, and a protective layer 20 covering the surface of the magnet element 10. The protective layer 20 contains R, T and Al, and the magnet element 10 and the protective layer 20 each contain Fe as T. Content of Rin the protective layer 20 is 31-40 atom% for the total amount of R, T and Al in the protective layer 20, content of T in the protective layer 20 is 35-64 atom% for the total amount of R, T and Al in the protective layer 20, and content of Al in the protective layer 20 is 5-25 atom% for the total amount of R, T and Al in the protective layer 20.

Description

本発明は、希土類磁石、希土類磁石の製造方法及び回転機に関する。   The present invention relates to a rare earth magnet, a method for producing a rare earth magnet, and a rotating machine.

希土類元素R、鉄(Fe)又はコバルト(Co)等の遷移金属元素T及びホウ素Bを含有するR−T−B系希土類磁石は優れた磁気特性を有する(例えば、特許文献1〜4参照)。しかしながら、希土類磁石は主成分として酸化され易い希土類元素を含有していることから耐食性が低い傾向にある。そのため、希土類磁石の耐食性を向上させるために、磁石素体の表面上に樹脂やめっき等からなる保護層を設けることが多い。   R-T-B rare earth magnets containing a rare earth element R, a transition metal element T such as iron (Fe) or cobalt (Co), and boron B have excellent magnetic properties (see, for example, Patent Documents 1 to 4). . However, rare earth magnets tend to have low corrosion resistance because they contain rare earth elements that are easily oxidized as the main component. Therefore, in order to improve the corrosion resistance of the rare earth magnet, a protective layer made of resin, plating or the like is often provided on the surface of the magnet body.

特開2001−196215号公報JP 2001-196215 A 特開昭62−192566号公報JP-A-62-192566 特開2002−25812号公報JP 2002-25812 A 国際公開第2006/112403号パンフレットInternational Publication No. 2006/112403 Pamphlet

しかしながら、表面に保護層を形成した希土類磁石においても、必ずしも完全な耐食性は得られていない。これは、高温多湿の環境では水蒸気が保護層を透過して磁石素体に到達することにより、磁石素体の腐食が進行することによる。   However, even a rare earth magnet having a protective layer formed on the surface does not always have complete corrosion resistance. This is because, in a high temperature and high humidity environment, the water vapor permeates the protective layer and reaches the magnet body, thereby causing corrosion of the magnet body.

本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、耐食性に優れた希土類磁石及び希土類磁石の製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、長期間に亘って優れた性能を維持することが可能な回転機を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and an object thereof is to provide a rare earth magnet excellent in corrosion resistance and a method for producing the rare earth magnet. Moreover, an object of this invention is to provide the rotary machine which can maintain the outstanding performance over a long period of time.

本発明は、軽希土類元素R、遷移金属元素T及びホウ素Bを含むR−T−B系の磁石素体と、磁石素体の表面を被覆する保護層と、を備え、保護層が、R、T及びアルミニウム(Al)を含み、磁石素体及び保護層が、それぞれTとしてFeを含み、保護層におけるRの含有量が、保護層におけるR、T及びAlの総量に対して、31〜40原子%であり、保護層におけるTの含有量が、保護層におけるR、T及びAlの総量に対して、35〜64原子%であり、保護層におけるAlの含有量が、保護層におけるR、T及びAlの総量に対して、5〜25原子%である、希土類磁石を提供する。 The present invention comprises an R L -T-B magnet body containing a light rare earth element R L , a transition metal element T and boron B, and a protective layer covering the surface of the magnet body, , R L , T and aluminum (Al), the magnet body and the protective layer each contain Fe as T, and the content of RL in the protective layer is equal to the total amount of RL , T and Al in the protective layer. On the other hand, it is 31 to 40 atomic%, and the content of T in the protective layer is 35 to 64 atomic% with respect to the total amount of R L , T and Al in the protective layer, and the content of Al in the protective layer Provides a rare earth magnet with 5 to 25 atomic% based on the total amount of R L , T and Al in the protective layer.

上記本発明によれば、希土類磁石の耐食性が向上する。   According to the present invention, the corrosion resistance of the rare earth magnet is improved.

本発明の回転機は、上記本発明の希土類磁石を備える。耐食性に優れた希土類磁石を備える回転機は、苛酷な環境下で使用しても、長期間に亘って優れた性能を維持することができる。   The rotating machine of the present invention includes the rare earth magnet of the present invention. A rotating machine including a rare earth magnet having excellent corrosion resistance can maintain excellent performance for a long period of time even when used in a harsh environment.

本発明に係る希土類磁石の製造方法は、軽希土類元素R、遷移金属元素T及びホウ素Bを含むR−T−B系の磁石素体の表面にAlを付着させる工程と、Alを付着させた磁石素体を540〜630℃で加熱する工程と、を備え、磁石素体は、TとしてFeを含む。これにより、上記のようなR、T及びAlを所定の含有量で含む保護層を備える本発明の希土類磁石を得ることが可能となる。なお、Alを付着させて加熱する前後で、磁石素体の状態は必ずしも同一ではない。加熱工程において、磁石素体に付着させたAlと磁石素体の表面部との反応により保護層が形成されるからである。 The method for producing a rare earth magnet according to the present invention includes a step of attaching Al to the surface of an R L -T-B system magnet body containing a light rare earth element R L , a transition metal element T, and boron B; Heating the magnet body made at 540 to 630 ° C., and the magnet body contains Fe as T. This makes it possible to obtain the rare earth magnet of the present invention provided with a protective layer containing R L , T and Al as described above in a predetermined content. The state of the magnet body is not necessarily the same before and after heating with Al deposited. This is because in the heating process, a protective layer is formed by a reaction between Al adhered to the magnet body and the surface portion of the magnet body.

本発明によれば、耐食性に優れた希土類磁石及び希土類磁石の製造方法を提供することが可能となる。また、本発明によれば、長期間に亘って優れた性能を維持することが可能な回転機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 rare earth magnet excellent in corrosion resistance, and the manufacturing method of a rare earth magnet. Moreover, according to this invention, it becomes possible to provide the rotary machine which can maintain the outstanding performance over a long period of time.

本発明の一実施形態に係る希土類磁石の斜視図である。It is a perspective view of the rare earth magnet concerning one embodiment of the present invention. 図1に示す希土類磁石のII−II線断面図である。It is the II-II sectional view taken on the line of the rare earth magnet shown in FIG. 本発明に係る希土類磁石が備える保護層に含まれる軽希土類元素R、遷移金属元素T及びAlの3成分の組成比を示す組成図である。It is a composition diagram which shows the composition ratio of 3 components of light rare earth elements RL , transition metal element T, and Al contained in the protective layer with which the rare earth magnet based on this invention is equipped. 実施例1の希土類磁石の切断面の走査型電子顕微鏡(SEM)写真である。2 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of a cut surface of the rare earth magnet of Example 1. FIG. 本発明の一実施形態に係る回転機の内部構造を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the internal structure of the rotary machine which concerns on one Embodiment of this invention.

以下、図面を参照しながら、本発明の好適な一実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は下記の実施形態に限定されるものではない。なお、図面において、同一の要素については同一の符号を付す。   Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments. In the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals.

(希土類磁石)
図1及び2に示すように、本実施形態に係る希土類磁石100は、磁石素体10と、磁石素体10の表面を被覆する保護層20と、を備える。保護層20は、必ずしも磁石素体10の表面を完全に被覆している必要はないが、表面を完全に被覆していることが好ましい。表面を完全に被覆していることにより、希土類磁石100の耐食性をより一層向上させることができる。
(Rare earth magnet)
As shown in FIGS. 1 and 2, the rare earth magnet 100 according to the present embodiment includes a magnet body 10 and a protective layer 20 that covers the surface of the magnet body 10. The protective layer 20 does not necessarily have to completely cover the surface of the magnet body 10, but preferably covers the surface completely. By completely covering the surface, the corrosion resistance of the rare earth magnet 100 can be further improved.

磁石素体10は、軽希土類元素R、遷移金属元素T及びホウ素Bを含むR−T−B系希土類磁石である。磁石素体10は、Rとして、ランタン(La)、セリウム(Ce)、プラセオジウム(Pr)、ネオジム(Nd)、プロメチウム(Pm)、サマリウム(Sm)及びユウロピウム(Eu)からなる群より選ばれる少なくとも一種を含む。特に、Rとして、Nd又はPrのうち少なくとも一種を含むことが好ましい。これにより、希土類磁石100の残留磁束密度及び保磁力が顕著に向上する。 The magnet body 10 is an R L -T-B system rare earth magnet including a light rare earth element R L , a transition metal element T, and boron B. Magnet body 10 is as R L, it is selected from the group consisting of lanthanum (La), cerium (Ce), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), promethium (Pm), samarium (Sm) and europium (Eu) Including at least one. In particular, RL preferably includes at least one of Nd and Pr. Thereby, the residual magnetic flux density and the coercive force of the rare earth magnet 100 are remarkably improved.

磁石素体10は、上記R以外の希土類元素を更に含んでいてもよい。すなわち、磁石素体10は、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、ガドリニウム(Gd)、テルビウム(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)及びルテチウム(Lu)からなる群より選ばれる少なくとも一種を更に含んでいてもよい。特に、磁石素体10は、Dy又はTbを含むことが好ましい。このとき、磁石素体10が、Dy又はTbを磁石素体10全体に対して8重量%以下の割合で含むと、希土類磁石100の保磁力が更に向上するため、より好ましい。なお、本実施形態において用いる単位「重量%」は「質量%」とほぼ同義である。 The magnet body 10 may further contain a rare earth element other than the above RL . That is, the magnet body 10 includes scandium (Sc), yttrium (Y), gadolinium (Gd), terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), erbium (Er), thulium (Tm), ytterbium ( It may further contain at least one selected from the group consisting of Yb) and lutetium (Lu). In particular, the magnet body 10 preferably contains Dy or Tb. At this time, it is more preferable that the magnet body 10 contains Dy or Tb at a ratio of 8 wt% or less with respect to the entire magnet body 10 because the coercive force of the rare earth magnet 100 is further improved. The unit “wt%” used in the present embodiment is almost synonymous with “mass%”.

磁石素体10は、Tとして、少なくともFeを含む。また、磁石素体10は、TとしてCoを含むことが好ましい。これにより、希土類磁石100の残留磁束密度及び保磁力が顕著に向上する。また、磁石素体10は、希土類磁石100の保磁力の更なる向上、生産性の向上及び低コスト化の観点から、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、マンガン(Mn)、ニオブ(Nb)、ジルコニウム(Zr)、チタン(Ti)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)及びバナジウム(V)等の他の遷移金属元素を含んでもよい。なお、本明細書において、Tは、周期表の第3族元素〜第11族元素に属する元素から上述した全希土類元素(軽希土類元素R及び他の希土類元素)を除いた遷移金属元素を意味するものとする。 The magnet body 10 includes at least Fe as T. The magnet body 10 preferably contains Co as T. Thereby, the residual magnetic flux density and the coercive force of the rare earth magnet 100 are remarkably improved. The magnet body 10 is made of copper (Cu), nickel (Ni), manganese (Mn), niobium (Nb) from the viewpoints of further improving the coercive force of the rare earth magnet 100, improving productivity, and reducing costs. Other transition metal elements such as zirconium (Zr), titanium (Ti), tungsten (W), molybdenum (Mo), and vanadium (V) may be included. In this specification, T is a transition metal element obtained by removing all the rare earth elements (light rare earth elements RL and other rare earth elements) described above from elements belonging to Group 3 to Group 11 elements of the periodic table. Shall mean.

磁石素体10におけるRの含有割合は、磁石素体10全体に対して、好ましくは8〜40重量%であり、より好ましくは15〜35重量%である。Rの含有割合が8重量%未満であると、高い保磁力を有する希土類磁石100が得られ難くなる傾向にある。一方、Rの含有割合が40重量%を超えると、希土類磁石100の残留磁束密度が低下する傾向にある。 The content ratio of RL in the magnet body 10 is preferably 8 to 40% by weight and more preferably 15 to 35% by weight with respect to the entire magnet body 10. When the content ratio of RL is less than 8% by weight, it tends to be difficult to obtain the rare earth magnet 100 having a high coercive force. On the other hand, when the content ratio of RL exceeds 40% by weight, the residual magnetic flux density of the rare earth magnet 100 tends to decrease.

磁石素体10中のTの含有割合は、磁石素体10全体に対して、好ましくは42〜90重量%であり、より好ましくは60〜80重量%である。Tの含有割合が42重量%未満であると希土類磁石100の残留磁束密度が低下する傾向にあり、90重量%を超えると希土類磁石100の保磁力が低下する傾向にある。   The content ratio of T in the magnet body 10 is preferably 42 to 90% by weight and more preferably 60 to 80% by weight with respect to the entire magnet body 10. If the T content is less than 42% by weight, the residual magnetic flux density of the rare earth magnet 100 tends to decrease, and if it exceeds 90% by weight, the coercive force of the rare earth magnet 100 tends to decrease.

磁石素体10に含まれるFeの割合は、磁石素体10に含まれるT全体に対して、好ましくは80原子%以上であり、より好ましくは90原子%以上であり、さらに好ましくは95原子%以上100原子%未満である。これによって、製造コストが低く且つ磁気特性に優れる希土類磁石100とすることができる。また、所望の磁気特性を実現するためには、磁石素体10がTとしてFeと共にCoを含有することが好ましい。   The ratio of Fe contained in the magnet body 10 is preferably 80 atomic% or more, more preferably 90 atomic% or more, and still more preferably 95 atomic%, with respect to the entire T contained in the magnet body 10. It is less than 100 atomic%. As a result, the rare earth magnet 100 having low manufacturing cost and excellent magnetic characteristics can be obtained. In order to realize desired magnetic characteristics, it is preferable that the magnet body 10 contains Co as Fe and Co as T.

磁石素体10中のBの含有割合は、磁石素体10全体に対して、好ましくは0.5〜5重量%である。Bの含有割合が0.5重量%未満であると、希土類磁石100の保磁力が低下する傾向にある。一方、Bの含有割合が5重量%を超えると、希土類磁石100の残留磁束密度が低下する傾向にある。   The content ratio of B in the magnet body 10 is preferably 0.5 to 5% by weight with respect to the entire magnet body 10. If the B content is less than 0.5% by weight, the coercive force of the rare earth magnet 100 tends to decrease. On the other hand, if the B content exceeds 5% by weight, the residual magnetic flux density of the rare earth magnet 100 tends to decrease.

なお、磁石素体10は、希土類磁石100の保磁力の向上、生産性の向上及び低コスト化の観点から、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、亜鉛(Zn)、ケイ素(Si)及びビスマス(Bi)等の他の元素を更に含んでもよい。   The magnet body 10 is made of aluminum (Al), gallium (Ga), zinc (Zn), silicon (Si), and bismuth from the viewpoint of improving the coercive force of the rare earth magnet 100, improving productivity, and reducing the cost. Other elements such as (Bi) may be further included.

磁石素体10は、不可避的不純物として、酸素(O)、窒素(N)、炭素(C)及びカルシウム(Ca)等から選ばれる少なくとも1種の元素を含んでいてもよい。   The magnet body 10 may include at least one element selected from oxygen (O), nitrogen (N), carbon (C), calcium (Ca), and the like as an unavoidable impurity.

磁石素体10の表面を被覆する保護層20は、軽希土類元素R、遷移金属元素T及びAlを主成分として含む。保護層20は、RとしてLa,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm及びEuからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素を含む。特に、軽希土類元素Rとして、Nd又はPrのうち少なくとも一種を含むことが好ましい。なお、保護層20に含まれるRは、磁石素体10に含まれるRと少なくとも一種以上が一致している。特に、保護層20と磁石素体10とに含まれるRの種類が全て一致していることが好ましい。 The protective layer 20 that covers the surface of the magnet body 10 contains light rare earth elements R L , transition metal elements T, and Al as main components. The protective layer 20 includes at least one element selected from the group consisting of La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, and Eu as RL . In particular, the light rare earth element RL preferably includes at least one of Nd and Pr. Incidentally, R L contained in the protective layer 20, or at least one or a R L contained in the magnet body 10 is coincident. In particular, it is preferable that all types of RL contained in the protective layer 20 and the magnet body 10 are the same.

保護層20は、Tとして、少なくともFeを含む。また、保護層20は、Tとして、Coを含むことが好ましい。Coを含むことで希土類磁石100の耐食性がより向上する傾向がある。さらに、保護層20は、R、T及びAl以外の元素を含んでいてもよい。そのような元素として、例えば、O、B及びCが挙げられる。 The protective layer 20 contains at least Fe as T. The protective layer 20 preferably contains Co as T. By including Co, the corrosion resistance of the rare earth magnet 100 tends to be further improved. Furthermore, the protective layer 20 may contain elements other than R L , T, and Al. Examples of such elements include O, B, and C.

保護層20におけるR、T及びAlの3成分の組成比は、図3の組成図における領域Eに含まれる。すなわち、保護層20におけるR、T及びAlの含有量は、保護層20におけるR、T及びAlの総量に対して、Rが31〜40原子%であり、Tが35〜64原子%であり、Alが5〜25原子%である。好ましくは、Rが35〜38原子%である。好ましくは、Tが40〜50原子%である。好ましくは、Alが8〜22原子%である。保護層20に、R、T及びAlの3成分がこのような組成で含まれることにより、希土類磁石100の耐食性(特に、高温、高湿、高圧条件下における耐食性)が顕著に向上する。保護層20におけるRの含有量が多過ぎる場合、保護層20が腐食反応で発生した水素を吸蔵しやすくなる傾向がある。保護層20におけるRの含有量が少な過ぎる場合、保護層20の密着強度が低くなる傾向がある。保護層20におけるTの含有量が多過ぎる場合、保護層20の被覆性が悪くなる傾向がある。保護層20におけるTの含有量が少な過ぎる場合、保護層20自体が酸化されやすくなる傾向がある。保護層20におけるAlの含有量が多過ぎる場合、保護層20の表面粗さが粗くなる傾向がある。保護層20におけるAlの含有量が少な過ぎる場合、保護層20の犠牲防食効果が不十分となる傾向がある。 The composition ratio of the three components R L , T, and Al in the protective layer 20 is included in the region E in the composition diagram of FIG. That is, the content of R L , T and Al in the protective layer 20 is such that RL is 31 to 40 atom% and T is 35 to 64 atoms with respect to the total amount of R L , T and Al in the protective layer 20. %, And Al is 5 to 25 atomic%. Preferably, R L is 35 to 38 atomic%. Preferably, T is 40 to 50 atomic%. Preferably, Al is 8 to 22 atomic%. When the protective layer 20 includes the three components R L , T, and Al in such a composition, the corrosion resistance (particularly, corrosion resistance under high temperature, high humidity, and high pressure conditions) of the rare earth magnet 100 is significantly improved. When the content of RL in the protective layer 20 is too large, the protective layer 20 tends to occlude hydrogen generated by the corrosion reaction. When the content of RL in the protective layer 20 is too small, the adhesion strength of the protective layer 20 tends to be low. When there is too much content of T in the protective layer 20, the coating property of the protective layer 20 tends to deteriorate. If the T content in the protective layer 20 is too small, the protective layer 20 itself tends to be oxidized. When there is too much content of Al in the protective layer 20, the surface roughness of the protective layer 20 tends to become rough. When the Al content in the protective layer 20 is too small, the sacrificial anticorrosive effect of the protective layer 20 tends to be insufficient.

保護層20におけるR、T及びAlの3成分の合計含有量は、保護層20全体に対して、50〜100原子%であることが好ましい。これにより、希土類磁石100の耐食性を十分に向上させることができる。また、80〜100原子%であることがより好ましい。これにより、希土類磁石100の耐食性をより一層十分に向上させることができる。 The total content of the three components R L , T and Al in the protective layer 20 is preferably 50 to 100 atomic% with respect to the entire protective layer 20. Thereby, the corrosion resistance of the rare earth magnet 100 can be sufficiently improved. Moreover, it is more preferable that it is 80-100 atomic%. Thereby, the corrosion resistance of the rare earth magnet 100 can be further improved sufficiently.

保護層20の厚みDは、0.01〜30μmであればよく、0.1〜15μmであることが好ましい。厚みDが上記範囲内にあることで、希土類磁石100の耐食性と磁石特性が良好なものとなり易い。   The thickness D of the protective layer 20 should just be 0.01-30 micrometers, and it is preferable that it is 0.1-15 micrometers. When the thickness D is within the above range, the corrosion resistance and magnet characteristics of the rare earth magnet 100 are likely to be good.

図4は、希土類磁石100の断面を拡大して示す電子顕微鏡写真である。磁石素体10と保護層20の界面は、磁石素体10と保護層20とで組成に差があるため、例えば、電子顕微鏡写真から目視によって判定することができる。また、磁石素体10と保護層20の界面は、磁石素体10(主相)と保護層20におけるR又はAlの含有量の差により決定することができる。すなわち、R又はAlの含有量は、保護層20の方が磁石素体10(主相)より高くなっているため、これに基づいて判定することができる。さらに、磁石素体10と保護層20の界面は、Tの含有量の差により決定することもできる。すなわち、Tの含有量は、磁石素体10(主相)の方が保護層20より高くなっているため、これに基づいて判定することもできる。 FIG. 4 is an electron micrograph showing an enlarged cross section of the rare earth magnet 100. The interface between the magnet body 10 and the protective layer 20 has a difference in composition between the magnet body 10 and the protective layer 20, and can be determined visually from, for example, an electron micrograph. The interface between the magnet body 10 and the protective layer 20 can be determined by the difference in the content of RL or Al in the magnet body 10 (main phase) and the protective layer 20. That is, the content of RL or Al can be determined based on this because the protective layer 20 is higher than the magnet body 10 (main phase). Furthermore, the interface between the magnet body 10 and the protective layer 20 can be determined by the difference in the T content. That is, the content of T can be determined based on this because the magnet body 10 (main phase) is higher than the protective layer 20.

なお、磁石素体10及び保護層20の各元素の組成の測定は、例えば、電子線マイクロアナライザー(Electron Probe Micro Analyzer:EPMA)、レーザーアブレーション誘導結合プラズマ質量分析(Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry:LA−ICP−MS)、X線光電子分光(X−ray Photoelectron Spectroscopy:XPS)、オージェ電子分光(Auger Electron Spectroscopy:AES)又はエネルギー分散型蛍光X線分光(Energy Dispersive x−ray Spectroscopy:EDS)等の公知の組成分析法を用いて行うことができる。   The composition of each element of the magnet body 10 and the protective layer 20 is measured by, for example, an electron probe microanalyzer (EPMA), laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (Laser Absorption Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry). LA-ICP-MS), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), Auger Electron Spectroscopy (AES), or Energy Dispersive X-ray Spectroscopy Using a known composition analysis method Door can be.

さらに、希土類磁石100は、上述した保護層20の表面上に、希土類磁石100を保護するための他の層を更に備えていてもよい。このような層としては、例えば、樹脂層やめっき層等が挙げられる。   Furthermore, the rare earth magnet 100 may further include another layer for protecting the rare earth magnet 100 on the surface of the protective layer 20 described above. Examples of such a layer include a resin layer and a plating layer.

希土類磁石100の寸法は、特に限定されないが、縦の長さが1〜200mm、横の長さが1〜200mm、高さが1〜30mm程度である。なお、希土類磁石100の形状は、図1及び2に示す直方体に限定されず、リング状や円板状であってもよい。   The dimensions of the rare earth magnet 100 are not particularly limited, but the vertical length is 1 to 200 mm, the horizontal length is 1 to 200 mm, and the height is about 1 to 30 mm. In addition, the shape of the rare earth magnet 100 is not limited to the rectangular parallelepiped shown in FIGS. 1 and 2, and may be a ring shape or a disk shape.

(希土類磁石の製造方法)
本実施形態に係る希土類磁石の製造方法は、軽希土類元素R、遷移金属元素T及びホウ素Bを含むR−T−B系の磁石素体の表面にAlを付着させる付着工程と、Alを付着させた磁石素体を540〜630℃で加熱する加熱工程と、を少なくとも備える。
(Rare earth magnet manufacturing method)
The method of manufacturing a rare earth magnet according to the present embodiment includes an adhesion step of attaching Al to the surface of an R L -T-B magnet body including a light rare earth element R L , a transition metal element T, and boron B; And a heating step of heating the magnet body to which sapphire is attached at 540 to 630 ° C.

付着工程では、まず、R−T−B系の磁石素体を準備する。なお、この磁石素体はTとしてFeを含む。この磁石素体は、例えば、以下のようにして製造することができる。 In the attaching step, first, an R L -T-B system magnet body is prepared. This magnet body contains Fe as T. This magnet body can be manufactured as follows, for example.

原料合金を鋳造し、インゴット(鋳塊)を得る。原料合金としては、R、Fe及びBを含むものを用いればよい。原料合金は、必要に応じてFe以外のT、例えば、Co,Cu,Ni,Mn,Nb,Zr,Ti,W,Mo及びV等の元素を更に含んでもよい。更に、原料合金は、必要に応じてR以外の希土類元素、例えば、Sc,Y,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb及びLu等の元素を含んでもよい。さらに、必要に応じて、Al,Ga,Zn,Si及びBi等の元素を含んでも良い。インゴットの化学組成は、最終的に得たい磁石素体の主相の化学組成に応じて調整すればよい。 A raw material alloy is cast to obtain an ingot. As the raw material alloy, an alloy containing R L , Fe and B may be used. The raw material alloy may further contain an element such as T other than Fe, for example, Co, Cu, Ni, Mn, Nb, Zr, Ti, W, Mo, and V, if necessary. Furthermore, the raw material alloy may contain rare earth elements other than RL , for example, elements such as Sc, Y, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu, if necessary. Furthermore, elements such as Al, Ga, Zn, Si and Bi may be included as necessary. What is necessary is just to adjust the chemical composition of an ingot according to the chemical composition of the main phase of the magnet body to obtain finally.

インゴットを、ディスクミル等により粗粉砕して10〜100μm程度の粒径の合金粉末を得る。当該合金粉末を、ジェットミル等により微粉砕して0.5〜5μm程度の粒径の合金粉末を得る。当該合金粉末を、磁場中で加圧成形する。成形時に合金粉末に印加する磁場の強度は800kA/m以上であることが好ましい。成形時に合金粉末に加える圧力は10〜500MPa程度であることが好ましい。成形方法としては、一軸加圧法又はCIPなどの等方加圧法のいずれを用いてもよい。得られた成形体を焼成して焼結体を形成する。焼成温度は1000〜1200℃程度であればよい。焼成時間は0.1〜100時間程度であればよい。焼成は、複数回行ってもよい。焼成は、真空中又はArガス等の不活性ガス雰囲気中で行うことが好ましい。   The ingot is roughly pulverized by a disk mill or the like to obtain an alloy powder having a particle size of about 10 to 100 μm. The alloy powder is pulverized by a jet mill or the like to obtain an alloy powder having a particle size of about 0.5 to 5 μm. The alloy powder is pressure-molded in a magnetic field. The strength of the magnetic field applied to the alloy powder during molding is preferably 800 kA / m or more. The pressure applied to the alloy powder during molding is preferably about 10 to 500 MPa. As the molding method, either a uniaxial pressing method or an isotropic pressing method such as CIP may be used. The obtained molded body is fired to form a sintered body. The baking temperature should just be about 1000-1200 degreeC. The firing time may be about 0.1 to 100 hours. Firing may be performed a plurality of times. Firing is preferably performed in a vacuum or in an inert gas atmosphere such as Ar gas.

焼結体に対して時効処理を施すことが好ましい。時効処理では、焼結体を450〜950℃程度で加熱すればよい。時効処理では、焼結体を0.1〜100時間程度加熱すればよい。時効処理は不活性ガス雰囲気中で行えばよい。このような時効処理により希土類磁石の保磁力が更に向上する。なお、時効処理は、多段階の加熱によって施してもよい。例えば、2段階の加熱からなる時効処理では、1段階目で焼結体を700℃以上焼成温度未満の温度で0.1〜50時間加熱すればよい。2段階目で焼結体を450〜700℃で0.1〜100時間加熱すればよい。   It is preferable to apply an aging treatment to the sintered body. In the aging treatment, the sintered body may be heated at about 450 to 950 ° C. In the aging treatment, the sintered body may be heated for about 0.1 to 100 hours. The aging treatment may be performed in an inert gas atmosphere. Such an aging treatment further improves the coercivity of the rare earth magnet. The aging treatment may be performed by multi-stage heating. For example, in an aging treatment comprising two stages of heating, the sintered body may be heated at a temperature of 700 ° C. or higher and lower than the firing temperature for 0.1 to 50 hours in the first stage. What is necessary is just to heat a sintered compact at 450-700 degreeC for 0.1 to 100 hours at the 2nd step.

以上の処理により得られた焼結体(磁石素体)は、必要に応じて、所望の形状に加工してもよい。加工方法は、例えば、切断、研削などの形状加工や、バレル研磨などの面取り加工などが挙げられる。   The sintered body (magnet body) obtained by the above treatment may be processed into a desired shape as necessary. Examples of the processing method include shape processing such as cutting and grinding, and chamfering processing such as barrel polishing.

このようにして得られた磁石素体に対しては、表面の凹凸や表面に付着した不純物等を除去するため、適宜、前処理を施してもよい。前処理は、焼結体(磁石素体)に施してもよいし、加工後の磁石素体に施してもよい。前処理としては、例えば、酸溶液を用いた酸洗浄(エッチング)、アルカリ溶液を用いた洗浄、ショットブラスト等が挙げられ、中でも酸洗浄が好ましい。酸洗浄によれば、磁石素体の表面の凹凸や不純物を溶解除去して平滑な表面を有する磁石素体が得られ易くなり、後述する保護層の形成を効率よく行える。   The magnet body thus obtained may be appropriately subjected to pretreatment in order to remove surface irregularities and impurities attached to the surface. The pretreatment may be performed on the sintered body (magnet body) or may be performed on the processed magnet body. Examples of the pretreatment include acid cleaning (etching) using an acid solution, cleaning using an alkaline solution, and shot blasting. Among these, acid cleaning is preferable. According to the acid cleaning, it becomes easy to obtain a magnet body having a smooth surface by dissolving and removing irregularities and impurities on the surface of the magnet body, and the protective layer described later can be efficiently formed.

酸洗浄において使用する酸としては、水素の発生が少ない酸化性の酸である硝酸が好ましい。処理液中の硝酸濃度は、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。このような酸洗浄による磁石素体の表面の溶解量は、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。こうすれば、磁石素体の表面の加工による変質層や酸化層をほぼ完全に除去することができ、後述する保護層の形成を効率よく行える。   The acid used in the acid cleaning is preferably nitric acid, which is an oxidizing acid that generates little hydrogen. The concentration of nitric acid in the treatment liquid is preferably 1 N or less, particularly preferably 0.5 N or less. The amount of dissolution of the surface of the magnet body by such acid cleaning is preferably 5 μm or more, preferably 10 to 15 μm in average thickness from the surface. By doing so, the altered layer and the oxide layer due to the processing of the surface of the magnet body can be almost completely removed, and the formation of a protective layer described later can be performed efficiently.

また、磁石素体には、上記酸洗浄後、水洗により酸洗浄に用いた処理液を除去した後、表面に残存した少量の未溶解物や残留酸成分を完全に除去するために、超音波を使用した超音波洗浄を実施することが好ましい。この超音波洗浄は、例えば、磁石素体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や、アルカリ性溶液中等で行うことができる。この超音波洗浄後には、必要に応じて水洗を行ってもよい。   In addition, after removing the treatment liquid used for the acid cleaning by washing with water after the above acid cleaning, the magnet body is subjected to ultrasonic waves in order to completely remove a small amount of undissolved substances and residual acid components remaining on the surface. It is preferable to carry out ultrasonic cleaning using This ultrasonic cleaning can be performed, for example, in pure water or an alkaline solution with very little chlorine ions that generate rust on the surface of the magnet body. After the ultrasonic cleaning, water cleaning may be performed as necessary.

次に、磁石素体の表面にAl単体、Al合金又はAl化合物を付着させる。Alの付着方法としては、例えば、Alからなる粒子(Al粉など)を分散させた塗布液を、磁石素体の表面全体に均一に塗布する方法が挙げられる。Al粒子の粒径は、50μm以下であることが好ましい。Al粒子の粒径が大き過ぎる場合、磁石素体との反応による保護層の形成が起こりにくくなることが問題となる。また、塗布液に樹脂バインダーを含有させることが好ましい。樹脂バインダーを含有させることで、粒子の付着強度が増し、表面から脱落しにくくなる。なお、めっき法や気相法などの手法により、磁石素体の表面にAlを付着させてもよい。表面に付着させるAlの量は、例えば、磁石素体全体に対して0.001〜5重量%とすることができ、0.01〜1重量%とすることが好ましい。   Next, Al alone, an Al alloy, or an Al compound is adhered to the surface of the magnet body. Examples of the Al adhesion method include a method in which a coating liquid in which particles (Al powder or the like) made of Al are dispersed is uniformly applied to the entire surface of the magnet body. The particle size of the Al particles is preferably 50 μm or less. When the particle size of the Al particles is too large, there is a problem that it is difficult to form a protective layer due to a reaction with the magnet body. Moreover, it is preferable to make the coating liquid contain a resin binder. By containing the resin binder, the adhesion strength of the particles increases and it becomes difficult to drop off from the surface. Note that Al may be attached to the surface of the magnet body by a technique such as plating or vapor phase. The amount of Al deposited on the surface can be, for example, 0.001 to 5% by weight, preferably 0.01 to 1% by weight, based on the entire magnet body.

加熱工程では、表面にAlを付着させた磁石素体を540〜630℃で加熱する。これにより、磁石素体の表面に保護層20が形成される。保護層20は、加熱により液相化して磁石素体表面近傍に染み出してきた粒界相成分(Rリッチ相)中にAlが拡散し、さらにAlが拡散したRリッチ相が磁石素体表面と反応することにより形成される、と本発明者らは考える。加熱温度が高過ぎる場合、Alの融点は約660℃であるため、溶融したAl中に磁石素体の成分が過度に拡散することがある。その結果、目的とする組成の保護層が形成されにくくなり、希土類磁石の耐食性及び磁気特性が劣化する。加熱温度が低過ぎる場合、磁石素体表面への粒界相成分の染み出しとAlの拡散が十分でなくなり、保護層が形成されにくくなり、希土類磁石の耐食性が劣化する。なお、Rリッチ相とは、相を構成する元素の中で最も濃度(原子数の比率)が高い元素がRである相である。   In the heating step, the magnet body with Al attached to the surface is heated at 540-630 ° C. Thereby, the protective layer 20 is formed on the surface of the magnet body. The protective layer 20 is a liquid phase formed by heating, and Al diffuses into the grain boundary phase component (R-rich phase) that has oozed out in the vicinity of the surface of the magnet body. We believe that it is formed by reacting with. When the heating temperature is too high, since the melting point of Al is about 660 ° C., the components of the magnet body may diffuse excessively in the molten Al. As a result, it becomes difficult to form a protective layer having the desired composition, and the corrosion resistance and magnetic properties of the rare earth magnet are deteriorated. If the heating temperature is too low, the grain boundary phase component oozes out to the surface of the magnet body and the diffusion of Al becomes insufficient, and it becomes difficult to form a protective layer, thereby deteriorating the corrosion resistance of the rare earth magnet. Note that the R-rich phase is a phase in which the element having the highest concentration (ratio of the number of atoms) among the elements constituting the phase is R.

表面にAlを付着させた磁石素体の加熱時間は、10〜600分であることが好ましい。加熱時間が短すぎる場合、加熱時間が上記の数値範囲内である場合に比べて、十分な保護層が形成されにくい傾向がある。加熱時間が長すぎる場合、加熱時間が上記の数値範囲内である場合に比べて、Alが磁石素体の表面のみならず磁石素体の深部に熱拡散する傾向がある。ただし、加熱時間が上記の数値範囲外であっても本実施形態の希土類磁石を得ることは可能である。   The heating time of the magnet body with Al deposited on the surface is preferably 10 to 600 minutes. When the heating time is too short, there is a tendency that a sufficient protective layer is hardly formed as compared with the case where the heating time is within the above numerical range. When the heating time is too long, Al tends to thermally diffuse not only to the surface of the magnet element body but also to the deep part of the magnet element body as compared with the case where the heating time is within the above numerical range. However, it is possible to obtain the rare earth magnet of the present embodiment even when the heating time is outside the above numerical range.

なお、上記の加熱工程において昇温させた磁石素体を、30℃/分以上の冷却速度で急冷することが好ましい。これにより、保護層が形成され易くなる。なお、冷却速度は50℃/分以上とすることがより好ましい。   In addition, it is preferable to quench rapidly the magnet body heated up in said heating process with the cooling rate of 30 degree-C / min or more. Thereby, it becomes easy to form a protective layer. The cooling rate is more preferably 50 ° C./min or more.

また、希土類磁石に対して、上述した焼結体の場合と同様の時効処理を施すことが好ましい。時効処理により希土類磁石の保磁力が更に向上する。時効処理温度は、Alの熱拡散に要する加熱温度以下であることが好ましい。時効処理において昇温させた希土類磁石を、30℃/分以上の冷却速度で急冷することが好ましい。これにより、希土類磁石の磁気特性が向上し易くなる。なお、冷却速度は50℃/分以上とすることがより好ましい。   Moreover, it is preferable to perform the aging treatment similar to the case of the sintered body described above on the rare earth magnet. The coercive force of the rare earth magnet is further improved by the aging treatment. The aging treatment temperature is preferably not higher than the heating temperature required for thermal diffusion of Al. It is preferable to rapidly cool the rare earth magnet heated in the aging treatment at a cooling rate of 30 ° C./min or more. Thereby, the magnetic characteristics of the rare earth magnet are easily improved. The cooling rate is more preferably 50 ° C./min or more.

表面にAlを付着させた磁石素体を熱処理した後、希土類磁石の表面に残存する未反応のAl等を洗浄やブラストにより除去してもよい。   After heat-treating the magnet body with Al attached to the surface, unreacted Al or the like remaining on the surface of the rare earth magnet may be removed by washing or blasting.

上述の製造方法によって、磁石素体10と磁石素体10を被覆する保護層20とを備える希土類磁石100を得ることができる。希土類磁石100は、保護層20を備えていることから、耐食性に優れる。このような希土類磁石100は、腐食性物質が存在する環境下で使用しても、優れた磁気特性を長期間に亘って維持することができる。このような特性を有する本実施形態の希土類磁石100は、例えば、優れた耐食性を有することが求められる回転機用の永久磁石として好適に用いられる。   The rare earth magnet 100 including the magnet body 10 and the protective layer 20 covering the magnet body 10 can be obtained by the manufacturing method described above. Since the rare earth magnet 100 includes the protective layer 20, it has excellent corrosion resistance. Such a rare earth magnet 100 can maintain excellent magnetic properties over a long period of time even when used in an environment where a corrosive substance exists. The rare earth magnet 100 of this embodiment having such characteristics is suitably used as a permanent magnet for a rotating machine that is required to have excellent corrosion resistance, for example.

(回転機)
図5は、本実施形態の回転機(永久磁石回転機)の内部構造を示す説明図である。本実施形態の回転機200は、永久磁石同期回転機(SPM回転機)であり、円筒状のロータ50と該ロータ50の内側に配置されるステータ30とを備えている。ロータ50は、円筒状のコア52と円筒状のコア52の内周面に沿ってN極とS極が交互になるように複数の希土類磁石100が設けられている。ステータ30は、内周面に沿って設けられた複数のコイル32を有している。このコイル32と希土類磁石100とは互いに対向するように配置されている。
(Rotating machine)
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the internal structure of the rotating machine (permanent magnet rotating machine) of the present embodiment. The rotating machine 200 of this embodiment is a permanent magnet synchronous rotating machine (SPM rotating machine), and includes a cylindrical rotor 50 and a stator 30 disposed inside the rotor 50. The rotor 50 is provided with a plurality of rare earth magnets 100 so that N poles and S poles are alternated along the inner circumferential surface of the cylindrical core 52 and the cylindrical core 52. The stator 30 has a plurality of coils 32 provided along the inner peripheral surface. The coil 32 and the rare earth magnet 100 are arranged to face each other.

回転機200は、ロータ50に、上記実施形態に係る希土類磁石100を備える。希土類磁石100は耐食性に優れるため、経時的な磁気特性の低下を十分に抑制することができる。したがって、回転機200は優れた性能を長時間に亘って維持することができる。回転機200は、希土類磁石100以外の部分について、通常の回転機部品を用いて通常の方法によって製造することができる。   The rotating machine 200 includes the rare earth magnet 100 according to the above embodiment in the rotor 50. Since the rare earth magnet 100 is excellent in corrosion resistance, it is possible to sufficiently suppress a decrease in magnetic characteristics over time. Therefore, the rotating machine 200 can maintain excellent performance for a long time. The rotating machine 200 can be manufactured by a normal method using normal rotating machine parts for parts other than the rare earth magnet 100.

回転機200は、コイル32に通電することによって生成する電磁石による界磁と希土類磁石100による界磁との相互作用により、電気エネルギーを機械的エネルギーに変換する電動機(モータ)であってもよい。また、回転機200は、希土類磁石100による界磁とコイル32との電磁誘導相互作用により、機械的エネルギーから電気的エネルギーに変換する発電機(ジェネレータ)であってもよい。   The rotating machine 200 may be an electric motor (motor) that converts electric energy into mechanical energy by the interaction between the field by the electromagnet generated by energizing the coil 32 and the field by the rare earth magnet 100. The rotating machine 200 may be a generator that converts mechanical energy into electrical energy by electromagnetic induction interaction between the field by the rare earth magnet 100 and the coil 32.

電動機(モータ)として機能する回転機200としては、例えば、永久磁石直流モータ、リニア同期モータ、永久磁石同期モータ(SPMモータ、IPMモータ)、往復動モータなどが挙げられる。往復動モータとして機能するモータとしては、例えば、ボイスコイルモータ、振動モータなどが挙げられる。発電機(ジェネレータ)として機能する回転機200としては、例えば、永久磁石同期発電機、永久磁石整流子発電機、永久磁石交流発電機などが挙げられる。以上に記載した回転機は、自動車、産業機械、家庭用電化製品等に用いられる。   Examples of the rotating machine 200 that functions as an electric motor (motor) include a permanent magnet DC motor, a linear synchronous motor, a permanent magnet synchronous motor (SPM motor, IPM motor), and a reciprocating motor. Examples of the motor that functions as a reciprocating motor include a voice coil motor and a vibration motor. Examples of the rotating machine 200 that functions as a generator include a permanent magnet synchronous generator, a permanent magnet commutator generator, and a permanent magnet AC generator. The rotating machine described above is used in automobiles, industrial machines, household appliances, and the like.

以下、本発明を実施例及び比較例を参照して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。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail with reference to an Example and a comparative example, this invention is not limited to these Examples.

(実施例1)
粉末冶金法により、組成が22.5重量%Nd−5.2重量%Pr−2.7重量%Dy−0.5重量%Co−0.3重量%Al−0.07重量%Cu−1.0重量%B−残部Feである鋳塊を作製した。鋳塊を粗粉砕して得た粗粉末を不活性ガス中でジェットミルにより粉砕して、平均粒径が約3.5μmの微粉末を得た。微粉末を金型内に充填し、磁場中で加圧成形して成形体を得た。成形体を真空中で焼成した後、時効処理を施して焼結体を得た。焼結体を切り出し加工し、13mm×8mm×2mmの寸法を有する磁石素体を作製した。
Example 1
According to the powder metallurgy method, the composition is 22.5 wt% Nd-5.2 wt% Pr-2.7 wt% Dy-0.5 wt% Co-0.3 wt% Al-0.07 wt% Cu-1 An ingot with 0.0 wt% B-balance Fe was prepared. The coarse powder obtained by coarsely pulverizing the ingot was pulverized by a jet mill in an inert gas to obtain a fine powder having an average particle diameter of about 3.5 μm. The fine powder was filled into a mold and pressure molded in a magnetic field to obtain a molded body. After the molded body was fired in vacuum, an aging treatment was performed to obtain a sintered body. The sintered body was cut out and processed to produce a magnet body having dimensions of 13 mm × 8 mm × 2 mm.

磁石素体の表面に対して脱脂処理を施し、次に、2%HNO水溶液中に2分間浸漬し、その後、超音波水洗を施すことで、エッチングを行った。平均粒径17μmのAl粉を分散させた塗布液を調製した。エッチング後の磁石素体の表面に塗布液をディップコーティングにより塗布し、塗膜を磁石素体の表面全体に形成した。この塗膜を120℃で20分乾燥させた。なお、磁石素体表面に形成した塗膜中に含まれるAlの総量を、磁石素体全体に対して0.12重量%に調整した。 Etching was performed by degreasing the surface of the magnet body and then immersing it in a 2% HNO 3 aqueous solution for 2 minutes, followed by ultrasonic water washing. A coating solution in which Al powder having an average particle size of 17 μm was dispersed was prepared. The coating solution was applied to the surface of the magnet body after etching by dip coating to form a coating film on the entire surface of the magnet body. This coating film was dried at 120 ° C. for 20 minutes. The total amount of Al contained in the coating film formed on the surface of the magnet body was adjusted to 0.12% by weight with respect to the entire magnet body.

塗膜を有する磁石素体をAr雰囲気において600℃で60分加熱した後、50℃/分で急冷し、塗膜中のAlを磁石素体内へ拡散させた。加熱後の磁石素体をAr雰囲気において550℃で1時間時効処理した後、50℃/分で急冷した。時効処理後の磁石素体の表面に残存した未反応Al粉を超音波洗浄で除去することで、実施例1の希土類磁石を作製した。   The magnet body having a coating film was heated at 600 ° C. for 60 minutes in an Ar atmosphere, and then rapidly cooled at 50 ° C./minute to diffuse Al in the coating film into the magnet body. The magnet body after heating was aged at 550 ° C. for 1 hour in an Ar atmosphere, and then rapidly cooled at 50 ° C./min. The rare-earth magnet of Example 1 was produced by removing unreacted Al powder remaining on the surface of the magnet body after the aging treatment by ultrasonic cleaning.

(実施例2〜12)
実施例2〜12では、磁石素体表面に形成した塗膜中に含まれるAlの総量を、磁石素体全体に対して、表1に示す値(塗布量)に調整した。実施例2〜12では、塗膜を有する磁石素体を、Ar雰囲気において、表1に示す温度(拡散温度)で加熱した。また実施例2〜12では、塗膜を有する磁石素体を加熱する時間(拡散時間)を、表1に示す時間に調整した。実施例6では、塗膜を有する磁石素体を加熱した後、時効処理を行わなかった。以上の事項以外は実施例1と同様の方法で、実施例2〜12の各希土類磁石を作製した。
(Examples 2 to 12)
In Examples 2 to 12, the total amount of Al contained in the coating film formed on the surface of the magnet body was adjusted to the value (application amount) shown in Table 1 with respect to the entire magnet body. In Examples 2 to 12, a magnet body having a coating film was heated at a temperature (diffusion temperature) shown in Table 1 in an Ar atmosphere. Moreover, in Examples 2-12, the time (diffusion time) which heats the magnet body which has a coating film was adjusted to the time shown in Table 1. In Example 6, after heating the magnet body having a coating film, no aging treatment was performed. Except for the above, the rare earth magnets of Examples 2 to 12 were produced in the same manner as in Example 1.

(比較例1)
磁石素体の表面のエッチング以降の工程を実施しなかったこと以外は実施例1と同様の方法で比較例1の希土類磁石を作製した。つまり、Al粉を用いることなく比較例1の希土類磁石を作製した。
(Comparative Example 1)
A rare earth magnet of Comparative Example 1 was produced in the same manner as in Example 1 except that the steps after the etching of the surface of the magnet body were not performed. That is, the rare earth magnet of Comparative Example 1 was produced without using Al powder.

(比較例2)
比較例2では拡散温度を510℃とした。また比較例2では、塗膜を有する磁石素体を加熱した後、時効処理を行わなかった。これらの事項以外は実施例1と同様の方法で、比較例2の希土類磁石を作製した。
(Comparative Example 2)
In Comparative Example 2, the diffusion temperature was 510 ° C. In Comparative Example 2, the aging treatment was not performed after heating the magnet body having the coating film. Except for these matters, a rare earth magnet of Comparative Example 2 was produced in the same manner as in Example 1.

(比較例3)
拡散温度を680℃に変えたこと以外は実施例1と同様の方法で、比較例3の希土類磁石を作製した。
(Comparative Example 3)
A rare earth magnet of Comparative Example 3 was produced in the same manner as in Example 1 except that the diffusion temperature was changed to 680 ° C.

(比較例4)
実施例1と同様の方法で作製した磁石素体の表面全体に、スパッタリング法を用いて、Nd50原子%−Al50原子%の組成を有する被膜(保護層)を形成することにより、比較例4の希土類磁石を作製した。比較例4では、被膜の厚みを5μmとした。被膜の組成はEPMAで確認した。
(Comparative Example 4)
By forming a film (protective layer) having a composition of Nd50 atomic% -Al50 atomic% on the entire surface of the magnet body produced by the same method as in Example 1 by using the sputtering method, A rare earth magnet was produced. In Comparative Example 4, the thickness of the coating was 5 μm. The composition of the coating was confirmed by EPMA.

(比較例5)
実施例1と同様の方法で作製した磁石素体の表面全体に、スパッタリング法を用いて、Nd30原子%−Fe70原子%の組成を有する被膜(保護層)を形成することにより、比較例5の希土類磁石を作製した。比較例5では、被膜の厚みを5μmとした。被膜の組成はEPMAで確認した。
(Comparative Example 5)
By forming a film (protective layer) having a composition of Nd 30 atomic% -Fe 70 atomic% on the entire surface of the magnet body manufactured by the same method as in Example 1 by using the sputtering method, A rare earth magnet was produced. In Comparative Example 5, the thickness of the coating was 5 μm. The composition of the coating was confirmed by EPMA.

(比較例6)
実施例1と同様の方法で作製した磁石素体の表面全体に、スパッタリング法を用いて、Nd30原子%−Fe35原子%−Al35原子%の組成を有する被膜(保護層)を形成することにより、比較例6の希土類磁石を作製した。比較例6では、被膜の厚みを5μmとした。被膜の組成はEPMAで確認した。
(Comparative Example 6)
By forming a coating (protective layer) having a composition of Nd30 atomic% -Fe35 atomic% -Al35 atomic% on the entire surface of the magnet body produced by the same method as in Example 1, using the sputtering method, A rare earth magnet of Comparative Example 6 was produced. In Comparative Example 6, the thickness of the coating was 5 μm. The composition of the coating was confirmed by EPMA.

[SEM観察]
各実施例及び比較例の希土類磁石を切断し、切断面をクロスセクションポリッシャーで研磨した。研磨面をSEMで観察したところ、各実施例及び比較例3〜6の希土類磁石では、R−T−B系の磁石素体の表面全体に保護層が形成されていることが確認された。比較例1及び2では保護層が形成されていなかった。図4に、実施例1の希土類磁石の切断面のSEM写真を示す。なお、図4に記載された実線は、磁石素体と保護層との界面を示すものである。各実施例及び比較例3の希土類磁石が備える保護層の平均厚みDをSEMを用いて測定した。各保護層の平均厚みDを表2に示す。
[SEM observation]
The rare earth magnets of each Example and Comparative Example were cut and the cut surface was polished with a cross section polisher. When the polished surface was observed with an SEM, it was confirmed that a protective layer was formed on the entire surface of the R L -T-B magnet body in each of the rare earth magnets of Examples and Comparative Examples 3 to 6. . In Comparative Examples 1 and 2, no protective layer was formed. In FIG. 4, the SEM photograph of the cut surface of the rare earth magnet of Example 1 is shown. In addition, the continuous line described in FIG. 4 shows the interface of a magnet body and a protective layer. The average thickness D of the protective layer provided in the rare earth magnets of each Example and Comparative Example 3 was measured using SEM. Table 2 shows the average thickness D of each protective layer.

[組成分析]
各実施例及び比較例の希土類磁石を切断し、磁石素体及び保護層における元素組成をEPMAで確認した。EPMAの装置としては、JEOL社製のJXA−8800を用いた。全実施例及び比較例の磁石素体はいずれも、鋳塊と同様に、Nd,Pr,Dy,Co,Al,Cu,B及びFeを含有することが確認された。各実施例及び比較例3の保護層の元素組成を表2に示す。表2中の「R−T−Al比率」欄に記載された数値は、保護層に含まれるR,T及びAlそれぞれの含有量であり、保護層に含まれるR、T及びAlの総量(100原子%)に対する比率である。Rとは、Nd及びPrの含有量の合計値である。Tとは、Co及びFeの含有量の合計値である。図3に、全実施例及び比較例3〜6の各保護層の組成をプロットした組成図を示す。組成図の各辺の数値は、保護層に含まれるR,T及びAlそれぞれの含有量であり、保護層に含まれるR、T及びAlの総量に対する比率(単位:原子%)である。なお、図3中、実施例1〜12に対応する組成を「○」でプロットし、比較例3〜6に対応する組成を「△」でプロットした。
[Composition analysis]
The rare earth magnets of each Example and Comparative Example were cut, and the elemental composition in the magnet body and the protective layer was confirmed by EPMA. As an EPMA apparatus, JXA-8800 manufactured by JEOL was used. It was confirmed that the magnet bodies of all Examples and Comparative Examples contained Nd, Pr, Dy, Co, Al, Cu, B, and Fe as in the ingot. Table 2 shows the elemental composition of the protective layer of each Example and Comparative Example 3. The numerical values set forth in the "R L -T-Al ratio" column in Table 2, R L contained in the protective layer, a content of each T and Al, R L, T and Al contained in the protective layer Is the ratio to the total amount (100 atomic%). RL is the total value of the contents of Nd and Pr. T is the total content of Co and Fe. In FIG. 3, the composition diagram which plotted the composition of each protective layer of all the Examples and Comparative Examples 3-6 is shown. Value of each side of the composition diagram is, R L contained in the protective layer, a content of each T and Al, the ratio to the total amount of R L, T and Al contained in the protective layer: is (a unit atomic%) . In FIG. 3, the compositions corresponding to Examples 1 to 12 were plotted with “◯”, and the compositions corresponding to Comparative Examples 3 to 6 were plotted with “Δ”.

[耐食性の評価]
実施例1〜12及び比較例1〜6の各希土類磁石の耐食性をプレッシャークッカーテスト(Pressure Cooker Test:PCT)により評価した。PCTでは、2気圧、温度120℃、湿度100%RHである環境下に各希土類磁石を設置してから300時間後の各希土類磁石の重量の減少量を測定した。各希土類磁石の単位表面積あたりの重量減少量(単位:mg/cm)を表3にまとめて示す。
[Evaluation of corrosion resistance]
The corrosion resistance of each of the rare earth magnets of Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 6 was evaluated by a pressure cooker test (PCT). In PCT, the amount of decrease in the weight of each rare earth magnet was measured after 300 hours from the installation of each rare earth magnet in an environment of 2 atm, temperature of 120 ° C., and humidity of 100% RH. Table 3 summarizes the weight loss (unit: mg / cm 2 ) per unit surface area of each rare earth magnet.

各実施例の希土類磁石の重量減少量は、各比較例よりも著しく小さいことが確認された。すなわち、各実施例の希土類磁石は、各比較例に比べて、耐食性に著しく優れていることが確認された。   It was confirmed that the amount of weight reduction of the rare earth magnets in each example was significantly smaller than in each comparative example. That is, it was confirmed that the rare earth magnets of each example were remarkably superior in corrosion resistance compared to the comparative examples.

10・・・磁石素体、20・・・保護層、30・・・ステータ、32・・・コイル、50・・・ロータ、52・・・コア、100・・・希土類磁石、200・・・回転機、D・・・保護層の厚み。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Magnet body, 20 ... Protective layer, 30 ... Stator, 32 ... Coil, 50 ... Rotor, 52 ... Core, 100 ... Rare earth magnet, 200 ... Rotating machine, D: thickness of the protective layer.

Claims (3)

軽希土類元素R、遷移金属元素T及びホウ素Bを含むR−T−B系の磁石素体と、該磁石素体の表面を被覆する保護層と、を備え、
前記保護層が、R、T及びAlを含み、
前記磁石素体及び保護層が、それぞれTとしてFeを含み、
前記保護層におけるRの含有量が、前記保護層におけるR、T及びAlの総量に対して、31〜40原子%であり、
前記保護層におけるTの含有量が、前記保護層におけるR、T及びAlの総量に対して、35〜64原子%であり、
前記保護層におけるAlの含有量が、前記保護層におけるR、T及びAlの総量に対して、5〜25原子%である、
希土類磁石。
An R L -T-B based magnet element containing a light rare earth element R L , a transition metal element T and boron B, and a protective layer covering the surface of the magnet element,
The protective layer includes R L , T and Al;
The magnet body and the protective layer each include Fe as T,
The content of R L in the protective layer is 31 to 40 atomic% with respect to the total amount of R L , T and Al in the protective layer,
The content of T in the protective layer is 35 to 64 atomic% with respect to the total amount of R L , T and Al in the protective layer,
The content of Al in the protective layer is 5 to 25 atomic% with respect to the total amount of R L , T and Al in the protective layer.
Rare earth magnet.
請求項1に記載の希土類磁石を備える回転機。   A rotating machine comprising the rare earth magnet according to claim 1. 軽希土類元素R、遷移金属元素T及びホウ素Bを含むR−T−B系の磁石素体の表面にAlを付着させる工程と、
Alを付着させた前記磁石素体を540〜630℃で加熱する工程と、を備え、
前記磁石素体は、TとしてFeを含む、
希土類磁石の製造方法。
A step of attaching Al to the surface of an R L -T-B system magnet body containing a light rare earth element R L , a transition metal element T and boron B;
Heating the magnet body to which Al is adhered at 540 to 630 ° C., and
The magnet body includes Fe as T;
A method for producing a rare earth magnet.
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