JP2015185850A - ネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石部品の複合メッキ方法 - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
Description
下記のステップに従って工程を行う。
1.表1のA1、A2、A3、A4の成分を含有する合金600kgを選択して溶解し、かつ溶解された合金を水冷式銅製回転ローラに垂らして冷却することにより合金片を形成する。次に水素粉砕を行い、水素粉砕後は材料の混合を行い、材料混合後は気体流動研磨を行う。次に、窒素保護下の材料混合装置で材料の混合を行った後、この材料を窒素保護下の配向磁場圧力装置に入れて成形を行う。保護ボックス内の酸素含量は150ppmであり、配向磁場強度は1.8Tであり、キャビティ内の温度は2℃であり、磁石塊のサイズは62×52×42mmであり、配向方向は42サイズ方向である。成形後は保護ボックス内で包装を行い、かつそれを取り出して等静圧を行う。等静圧の圧力は200MPaである。次に、焼結設備に入れることにより焼結及びエイジングを行う。
表1のA1、A2、A3、A4の成分を含有する合金600kgを選択して溶解し、かつ溶解された合金を水冷回転式冷却ローラに垂らして冷却することにより合金片を形成する。次に真空水素粉砕装置で合金片に対して水素粉砕を行い、水素粉砕後は気体流動研磨を行う。次に、窒素保護下の材料混合装置で材料の混合を行った後、この材料を窒素保護下の配向磁場圧力装置に入れて成形を行う。この場合、配向磁場強度は1.8Tであり、磁石塊のサイズは62×52×42mmであり、配向方向は42サイズ方向である。成形後は保護ボックス内で包装を行い、この後はそれを取り出して等静圧を行う。等静圧の圧力は200MPaである。次に、焼結設備に入れて焼結及びエイジングを行った後、機械加工を行うことにより、30×20×10mmの片体を形成する。所定の実験材料に面取り又は砂の噴射を行い、Ni−Cu−Niの電着を行った後、対比例の磁性性能、耐腐食性などを測定して表3に記録する。
実施例1中の成分でネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石部品を製作する。第一層としてDy−Al合金をメッキし、第二層としてAl+Alをメッキし、第三層としてAlをメッキした後、温度実験を行うことにより、この結果を表四に記録する。順序番号1であるメッキ層は加熱も行っておらず熱処理も行っていない対比例である。表四に示されるとおり、メッキ層の温度とメッキ工程後の熱処理温度は材料の磁性性能に良い影響を与え、磁石部品の保磁力も有効に向上させることができる。すなわち、磁石部品の使用温度を向上させることができるので、同じ温度下で、重希土類原料の用量を低減し、貴重な資源の用量を節約することができる。
実験条件:10×10×10mmのサンプル、標準気圧の2倍、120℃、100%の湿度、48時間、無重力<5mg/cm2。
注意事項2、塩水噴霧実験
実験条件:5%NaClの溶液、25℃≧48、表面の変化はない。
16 陽極層線型イオン源
17 マルチアークイオン
18 真空ポンプ
19平面磁性制御ターゲット
20 加熱装置
21 第I級駆動歯車
22 第I級連動歯車
23 第II級駆動歯車
24 第II級連動歯車
25 大型回転台
26 原料収納部
27 永久磁石部品
28 円柱形磁性制御ターゲット
29 第III級駆動歯車
30 第III級連動歯車
31 真空パイプ
32 小型回転台
33 回転軸I
34 回転軸II
Claims (19)
- ネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石部品の複合メッキ方法であって、
合金を溶解した後、溶解された合金を水冷式銅製回転ローラに垂らして冷却することにより、合金片を形成するステップと、
合金片に対して水素粉砕を行うステップと、
水素粉砕を行った後、材料の混合と粉末形成のための気体流動研磨を行うステップと、
窒素保護下の材料混合装置で材料の混合を行った後、この材料を窒素保護下の配向磁場圧力装置に入れて成形を行い、成形後は保護ボックス内で包装を行い、包装後はそれを取り出して等静圧を行うステップと、
焼結及びエイジングを行うことによりネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石半製品を形成するステップと、
半製品に対して機械加工を行うことによりネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石体を形成するステップと、
ネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石体に対して複合メッキ工程を行うことにより、ネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石部品を形成するステップとを含み、
メッキ層は三層構造であり、第一層はマグネトロンスパッタリングメッキ層であり、このメッキ層の厚さは0.05〜1μmであり、第二層はマグネトロンスパッタリングメッキ層とマルチアークイオンメッキ層とを含む複合メッキ層であり、このメッキ層の厚さは10〜25μmであり、第三層はマグネトロンスパッタリングメッキ層であり、このメッキ層の厚さは0.5〜5μmである、ことを特徴とするネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石部品の複合メッキ方法。 - 前記複合メッキ層は物理気相成長層であり、前記マグネトロンスパッタリングメッキ層の材料はAl、Dy−Al、Tb−Al、Dy−Fe、Tb−Fe、Ti、Mo、Si、ステンレス、Al2O3、ZrO、AZOのうちいずれか一種であり、マグネトロンスパッタリングメッキ層とマルチアークイオンメッキ層とを含む前記複合メッキ層における、メッキ層の材料はAl、Ti、Mo、Si、ステンレス、Al2O3、ZrO2、ITO、AZOのうちいずれか一種以上である、ことを特徴とする請求項1に記載のネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石部品の複合メッキ方法。
- 前記複合メッキ工程によるメッキ層は三層構造を有し、第一層はマグネトロンスパッタリングメッキ層であり、メッキ層はAl、Dy−Al、Tb−Al、Dy−Fe、Tb−Feのうちいずれか一種であり、第二層はマグネトロンスパッタリングメッキ層とマルチアークイオンメッキ層とを含む複合メッキ層であり、メッキ層はAl、Ni−Cr、Ti、Mo、Si、Al2O3、ZrO2、AZOのうちいずれか一種以上であり、第三層はマグネトロンスパッタリングメッキ層であり、メッキ層はAl、Ni−Cr、Ti、Mo、Si、Al2O3、ZrO2、AZOのうちいずれか一種以上である、ことを特徴とする請求項1に記載のネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石部品の複合メッキ方法。
- 前記複合メッキ工程によるメッキ層は三層構造を有し、第一層はマグネトロンスパッタリングメッキ層であり、メッキ層はDy−Al、Tb−Alのうちいずれか一種であり、第二層はマグネトロンスパッタリングメッキ層とマルチアークイオンメッキ層とを含む複合メッキ層であり、メッキ層はAl、Ni−Cr、Ti、Mo、Si、Al2O3、ZrO2、AZOのうちいずれか一種以上であり、第三層はマグネトロンスパッタリングメッキ層であり、メッキ層はAlである、ことを特徴とする請求項1に記載のネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石部品の複合メッキ方法。
- 前記複合メッキ工程によるメッキ層は三層構造を有し、第一層はマグネトロンスパッタリングメッキ層であり、メッキ層はDy−Fe、Tb−Feのうちいずれか一種であり、第二層はマグネトロンスパッタリングメッキ層とマルチアークイオンメッキ層とを含む複合メッキ層であり、メッキ層はAl、Ni−Cr、Ti、Mo、Si、Al2O3、ZrO2、AZOのうちいずれか一種以上であり、第三層はマグネトロンスパッタリングメッキ層であり、メッキ層はAl、Ni−Crのうちいずれか一種以上である、ことを特徴とする請求項1に記載のネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石部品の複合メッキ方法。
- 前記複合メッキ工程によるメッキ層は三層構造を有し、第一層はマグネトロンスパッタリングメッキ層であり、メッキ層はAlのうちいずれか一種であり、第二層はマグネトロンスパッタリングメッキ層とマルチアークイオンメッキ層とを含む複合メッキ層であり、メッキ層はAl2O3、AZOのうちいずれか一種以上であり、第三層はマグネトロンスパッタリングメッキ層であり、メッキ層はAlである、ことを特徴とする請求項1に記載のネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石部品の複合メッキ方法。
- 前記マグネトロンスパッタリングメッキ層を形成する条件において、温度は30〜600℃であり、アルゴンガス下の堆積圧力は0.1〜1Paであり、パワー密度は1〜20w/cm2であり、陽極層線型イオン源の作動条件において、放電電圧は100〜3000Vであり、イオンエネルギーは100〜2000eVであり、アルゴンガス下の堆積圧力は0.01〜1Paであり、前記複合メッキ工程において、マグネトロンスパッタリングメッキ工程とアーク放電蒸着メッキ工程は、一つずつ作動するか、交代に作動する或いは同時に作動する、ことを特徴とする請求項1に記載のネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石部品の複合メッキ方法。
- 前記複合メッキ工程を行う過程に酸素とアルゴンガスを注入し、酸素の体積%は0.1〜5%の間に入る、ことを特徴とする請求項1に記載のネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石部品の複合メッキ方法。
- 前記複合メッキ工程を始める前に砂噴射工程を行い、砂噴射工程で採用する材料は、石英、ガラスミニ球体、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化ランタン、酸化セリウムと酸化ランタンの混合物、酸化ジルコニウムのうちの一種以上であり、真空メッキ工程を行う前には噴着工程を行い、噴着材料はアルミニウム、酸化アルミニウム、電気泳動ペンキのうちいずれか一種である、ことを特徴とする請求項1に記載のネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石部品の複合メッキ方法。
- 前記複合メッキ工程は、メッキ工程を制御するための部品加熱工程を更に含み、この温度範囲は100〜600℃である、ことを特徴とする請求項1に記載のネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石部品の複合メッキ方法。
- 前記複合メッキ工程の後は熱処理工程を更に行い、熱処理温度は60〜900℃である、ことを特徴とする請求項1に記載のネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石部品の複合メッキ方法。
- 前記ネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石部品は部品の表面から内部に向かって0.3mm以下延伸し、素地金属相結晶粒中の重希土類材料の含量は部品内部の素地金属相結晶粒中の重希土類材料の含量より多く、含量が高い重希土類材料が素地金属相R2T14Bの周囲に分布することにより、RH2T14BがR2T14Bを包囲する新型素地金属相構造が形成され、RH2T14B金相とR2T14B金相との間には結晶粒界金相がない、ことを特徴とする請求項1に記載のネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石部品の複合メッキ方法。
- 複合メッキ装置は、真空メッキ室、円柱形磁性制御ターゲット、平面磁性制御ターゲット、陰極マルチアークイオンターゲット、回転台及び原料収納部を含み、回転台上には3個の小型回転台が設けられており、小型回転台の軸線と回転台の軸線とは平行であり、複数個の網形原料収納部の両端の回転軸は小型回転台上に取り付けられ、回転軸の軸線と小型回転台の軸線とは平行であり、回転台は真空メッキ室の軸線を中心に公転し、小型回転台は回転台の軸線を中心に公転及び自転をし、網形原料収納部は回転台と共に公転するとともに小型回転台と共に公転及び自転をし、前記円柱形磁性制御ターゲットは真空メッキ室内に取付けられ、円柱形磁性制御ターゲットは回転台の内部に位置し、この軸線と回転台の軸線とは平行であり、前記円柱形磁性制御ターゲットの一個以上であり、前記平面磁性制御ターゲットは、真空メッキ室内に取付けられ、回転台の周囲に分布している、ことを特徴とするネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石体の複合メッキ装置。
- 前記円柱形磁性制御ターゲット内には軸方向の磁性を発生させる複数個の磁性環状体が設けられており、磁性環状体との間には磁性ガイド部が取り付けられており、磁性環状体は円柱形磁性制御ターゲットに相対して軸方向の往復移動をし、該磁性環状体はネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石で製作される、ことを特徴とする請求項13に記載のネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石体の複合メッキ装置。
- 前記円柱形磁性制御ターゲット内には径方向の磁性を発生させる複数個の磁性帯が設けられており、磁性帯は円柱形磁性制御ターゲット内の円周に沿って分布し、磁性帯の間には間隔が形成されており、磁性帯の数量は3個又は3個以上であり、磁性帯は円柱形磁性制御ターゲットのカバーと同軸に回転し、前記磁性帯はネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石で製作される、ことを特徴とする請求項13に記載のネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石体の複合メッキ装置。
- 前記平面磁性制御ターゲット内には運動場形の環状磁性帯が設けられており、該磁性帯は、ネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石で製作され、水冷却方法によって冷却され、数量は一個以上である、ことを特徴とする請求項13に記載のネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石体の複合メッキ装置。
- 前記陰極マルチアークイオンターゲットは回転台の周囲に分布し、該陰極マルチアークイオンターゲットは矩形又は円形であり、この内部には磁性帯が設けられており、該磁性帯は、ネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石で製作され、水冷却方法によって冷却され、数量は一個以上である、ことを特徴とする請求項13に記載のネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石体の複合メッキ装置。
- 前記真空メッキ室には陽極層線型イオン源が更に設けられており、該陽極層線型イオン源は回転台の周囲に分布する、ことを特徴とする請求項13に記載のネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石体の複合メッキ装置。
- 前記真空メッキ室には加熱装置が更に設けられており、加熱温度の範囲は100〜600℃である、ことを特徴とする請求項13に記載のネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石体の複合メッキ装置。
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