JP3142172B2 - 接着性を改善したr−tm−b系永久磁石およびその製造方法 - Google Patents

接着性を改善したr−tm−b系永久磁石およびその製造方法

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JP3142172B2 JP04140850A JP14085092A JP3142172B2 JP 3142172 B2 JP3142172 B2 JP 3142172B2 JP 04140850 A JP04140850 A JP 04140850A JP 14085092 A JP14085092 A JP 14085092A JP 3142172 B2 JP3142172 B2 JP 3142172B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、R−TM−B系永久磁
石体(RはYを含む希土類元素の1種または2種以上で
あり、TMはFeまたはFeとCoである)の表面に順
次Niめっき層とクロム酸塩層とを被覆してなり、かつ
耐食性を維持しつつ従来よりも接着性を著しく改善した
R−TM−B系永久磁石およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】電気・電子機器の高性能化・小型化に伴
って、その一部たる永久磁石にも同様の要求が強まって
きた。すなわち以前の最強の永久磁石は希土類・コバル
ト(R−Co)系であったが、近年より強力なR−TM
−B系永久磁石が台頭してきた。(特開昭59−460
08号)。ここにRはYを含む希土類元素の1種または
2種以上の組合わせであり、TMはFe,Co等の遷移
金属を中心として、一部を他の金属元素または非金属元
素で置換したもの、Bは硼素である。しかし、R−TM
−B系永久磁石は極めて錆やすいという問題点があっ
た。そこで、耐食性を改善するために、R−TM−B系
永久磁石体表面に耐酸化性の被覆層を設ける手段がとら
れてきた。被覆層の種類としては、Niめっき、耐酸化
性樹脂、Alイオンプレーティング等が提案されてお
り、とりわけNiめっきは簡易な処理でR−TM−B系
永久磁石の耐食性を向上するものとして注目されている
(特開昭60−54406号)。Niめっきは耐酸化性
樹脂と比較して表面被覆層の機械的強度に優れており、
また被覆層自体の吸湿性がほとんど無いという長所を有
している。しかしながら、耐酸化性樹脂層と異なり、N
iめっき被覆層表面にはピンホールが存在するという問
題点があった。そのため被覆層自身の吸湿性の有無にか
かわらず、経時変化に伴い水分がピンホールを通じてR
−TM−B系永久磁石体に浸透し、腐食劣化を引き起こ
すという問題があった。この問題を解決するため、Ni
めっき層の上にクロム酸塩被覆層を設ける手法を本発明
者らは提案した(特願平2−266977号)。クロム
酸塩被覆層はきわめて薄いが密着性にすぐれ、非晶質で
孔がなく水にぬれにくいので、下地金属を湿気から非常
によく保護する作用を有している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Niめ
っきを被覆した後にクロム酸塩層を被覆した状態のもの
では充分な接着性能を得られないことがその後判明し
た。すなわち、以上のような被覆を施したR−TM−B
系希土類永久磁石は他の部材と接着剤で接着して使用す
る場合が多く、当然クロム酸塩被覆層と接着剤との接着
強度が問題となる。本発明者らはR−TM−B系永久磁
石体の表面に順次Niめっき層とクロム酸塩層とを被覆
したものと他の部材とを接着した場合に充分な接着性能
が得られないことを知見した。従って、本発明の課題
は、R−TM−B系永久磁石体の表面に順次Niめっき
層とクロム酸塩層とを被覆してなり、かつ耐食性を維持
しつつ従来よりも接着性を著しく改善したR−TM−B
系永久磁石およびその製造方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
に取り組んだ末、十分な接着性能を得られない原因がク
ロム酸塩被覆層上に形成される有機皮膜によることを知
見した。この有機皮膜形成状態で接着剤を介して接着を
行った場合には、有機皮膜と相手材とを接着することに
なり接着性能が低下するのである。本発明者らはこの有
害な有機皮膜の除去について鋭意検討した結果、アルカ
リ溶液による浸漬処理が有効であることを知見した。本
発明はこの知見に基づきなされたものである。前記課題
を解決した本発明の接着性を改善したR−TM−B系永
久磁石は、R−TM−B系永久磁石体(RはYを含む希
土類元素の1種または2種以上であり、TMはFeまた
はFeとCoである)の表面に順次Niめっき層とクロ
ム酸塩層とが被覆されているとともに前記クロム酸塩層
の表面の有機皮膜が除去されて接着性に富んでいるR−
TM−B系永久磁石であって、アクリル系接着剤を用い
た場合でASTM−D−1002−64に準拠したせん
断強度試験に基づく接着強度が60〜200kg/cm
であることを特徴とする。また本発明の接着性を改善
したR−TM−B系永久磁石の製造方法は、R−TM−
B系永久磁石体(RはYを含む希土類元素の1種または
2種以上であり、TMはFeまたはFeとCoである)
の表面にNiめっき層を被覆し、次いでクロム酸溶液中
に浸漬してクロム酸塩層を被覆し、次いでアルカリ溶液
中に浸漬する処理を行い、次いで水洗し、乾燥すること
を特徴とする。本発明のR−TM−B系永久磁石は、ア
ルカリ溶液の洗浄作用を用いてクロム酸塩層上に形成さ
れた有機皮膜を分解・除去することにより接着性能を向
上したものである。そして、後述の実施例に示すように
アルカリ溶液中での浸漬処理を行ったものはこの浸漬処
理を行わない場合に比べて2倍以上の接着強度を得るこ
とができる。接着強度の弱いタイプのアクリル系接着剤
であってもASTM−D−1002によるせん断強度試
験で60kg/cm以上の接着強度を得ることができ
た。本発明におけるR−TM−B系永久磁石体(RはY
を含む希土類元素の1種または2種以上であり、TMは
FeまたはFeとCoである)のFeの一部をCoで置
換することができ、さらに添加目的に応じてGa,A
l,Ti,V,Cr,Mn,Zr,Hf,Nb,Ta,
Mo,Ge,Sb,Sn,Bi,Ni他を添加できる。
本発明にはいかなるR−TM−B系永久磁石体でも用い
ることができる。またその製造方法は焼結法、溶湯急冷
法あるいはそれらの変形法等のいずれでもよい。次に、
R−TM−B系永久磁石体へのNiめっき層、クロム酸
塩層およびアルカリ溶液による表面処理層の形成方法に
ついて説明する。まず、R−TM−B系永久磁石体を有
機溶剤により脱脂した後にNiめっきを施す。電解Ni
めっきの場合電流密度は1〜2A/dmがよく、Ni
めっき層の厚さは5〜20μmが好ましい。Niめっき
の前処理には加工変質層の除去およびめっき前活性化を
図る上で酸性溶液を用いるのがよい。硫酸や塩酸等の強
酸がめっき前活性化にとって有効であるが、めっき前処
理によりR−TM−B系永久磁石体が劣化するのを極力
避けるために、2〜10vol%の硝酸による第1エッ
チング、その後過酸化水素5〜10vol%および酢酸
10〜30vol%の混酸による第2エッチングを行う
ことが最も望ましい。次いでNiめっき処理を行う。N
iめっきの種類としては例えばワット浴、スルファミン
酸浴、アンモン浴のいずれでもよいが、光沢めっきが好
ましい。無光沢めっきは柱状晶結晶を有する分好ましく
ないが、密着性がよくかつ応力も少ないことから多層め
っきの下地としては有効である。次いでクロム酸塩被覆
処理を行う。Niめっき処理後に水洗し、次いでクロム
酸溶液中に浸漬する処理を行う。クロム酸溶液温度は2
0〜80℃がよく、浸漬時間は1〜10分がよい。クロ
ム酸溶液の種類として酸性度の高い無水クロム酸あるい
は重クロム酸を用いるのがよく、浸漬処理の活性化を図
る上でCr濃度は0.01mol/l以上にするのが望
ましい。最後にアルカリ溶液中に浸漬する処理を行う。
クロム酸塩被覆処理後に水洗し、次いでアルカリ溶液中
に浸漬する処理を行う。アルカリ溶液の種類としては潮
解性を有する水酸化ナトリウム溶液または水酸化カリウ
ム溶液を用いるのがよい。アルカリ溶液の洗浄効果を十
分に得るためにアルカリ溶液濃度は3重量%以上にする
のがよい。またアルカリ溶液温度は20〜80℃が望ま
しく、浸漬時間は1〜10分が望ましい。浸漬処理終了
後水洗し、次いで乾燥する。乾燥温度は20〜120℃
がよい。過度の加熱はクロム酸塩皮膜の耐食性劣化をも
たらすため乾燥温度は120℃をこえてはならない。
【0005】
【実施例】Nd(Fe0.7Co0.20.07Ga
0.036.5なる組成の合金をアーク溶解にて作製
し、得られたインゴットをスタンプミルおよびディスク
ミルで粗粉砕した。その後、Nガスを粉砕媒体として
ジェットミルで微粉砕を行い、粉砕粒度3.5μm(F
SSS)の微粉を得た。得られた原料微粉を15kOe
の磁場中で横磁場成形した。成形圧力は2Ton/cm
であった。本成形体を真空中で1090℃×2時間焼
結した。焼結体を18×10×6mm寸法に切り出し、
次いで900℃のアルゴン雰囲気中に2時間加熱保持し
た後に急冷し、さらに600℃のアルゴン雰囲気中で1
時間保持した。こうして得られた試料について、めっき
前処理として5vol%の硝酸による第1エッチング、
その後過酸化水素10vol%、酢酸25vol%の混
酸による第2エッチングを行った。その後、下記実施
例、比較例に示す作業条件で各種表面処理を施した。
【0006】(実施例1) 光沢ワット浴によるNiめっき処理後に水洗した。次
に、CrO濃度が10g/lの50℃の溶液中で5分
間浸漬後、水洗した。次いでNaOH濃度が50g/l
の20℃の溶液中で1分間浸漬後、水洗した。その後1
00℃で5分間乾燥した。 (実施例2) 光沢ワット浴によるNiめっき処理後に水洗した。次
に、CrO濃度が10g/lの50℃の溶液中で5分
間浸漬後、水洗した。次いで、KOH濃度が50g/l
の20℃の溶液中で1分間浸漬後、水洗した。その後1
00℃で5分間乾燥した。 (実施例3) 光沢ワット浴によるNiめっき処理後に水洗した。次
に、 NaCr・2HO濃度が15g/lの
50℃の溶液中で5分間浸漬後、水洗した。次いでNa
OH濃度が50g/lの20℃の溶液中で1分間浸漬
後、水洗した。その後100℃で5分間乾燥した。 (比較例1) 光沢ワット浴によるNiめっき処理後に水洗した。次
に、CrO濃度が10g/lの50℃の溶液中で5分
間浸漬後、水洗した。その後100℃で5分間乾燥し
た。 (比較例2) 光沢ワット浴によるNiめっき処理後に水洗した。次
に、 NaCr・2HO濃度が15g/lの
50℃の溶液中で5分間浸漬後、水洗した。その後10
0℃で5分間乾燥した。
【0007】実施例1〜3、比較例1、2で得られた各
試料のNiめっき層の膜厚は10μmであった。実施例
1〜3、比較例1、2で得られた各試料に対し、80
℃、90%RHでの500時間の耐食性試験およびAS
TM−D−1002−64に準拠したせん断強度試験方
法に基づく接着性試験を行った。接着性試験に際して、
接着剤としてアクリル系嫌気性接着剤である日本ロック
タイト(株)製の326UV(以下接着剤Aという)お
よび電気化学(株)のハードロック(以下接着剤Bとい
う)を使用し、硬化条件は常温での24時間放置とし
た。また、相手材はASTM−D−1002(鋼板)を
用い、貼合せ長さは12.5mmとした。さらに、測定
時における引張速度は5mm/分とした。結果を表1に
示す。表1で、試料番号1〜3は各々実施例1〜3の処
理のものと相手材とを接着剤Aで接着した場合、試料番
号4〜5は各々比較例1、2の処理のものと相手材とを
接着剤Aで接着した場合、試料番号6〜8は各々実施例
1〜3の処理のものと相手材とを接着剤Bで接着した場
合、試料番号9、10は各々比較例1、2の処理のもの
と相手材とを接着剤Bで接着した場合に対応する。耐食
性は80℃、90%RHの恒温恒湿槽に入れて500時
間経過後の試料の外観変化を目視で観察した。実施例1
〜3、比較例1、2のいずれも変化はなかった。次に、
表1の接着性試験結果は前記破壊せん断強度の測定値を
示したものである。表1より、試料番号1〜3の接着強
度(破壊せん断強度)が試料番号4、5に比べて大幅に
改善されていることがわかる。また、試料番号6〜8の
接着強度(破壊せん断強度)が試料番号9、10に比べ
て大幅に改善されていることがわかる。したがって、本
発明のR−TM−B系永久磁石は良好な耐食性を維持し
つつ従来に比べて接着性を著しく向上したものであるこ
とがわかる。
【0008】
【表1】
【0009】
【発明の効果】以上記述の通り、本発明によれば、R−
TM−B系永久磁石体の表面に順次Niめっき層とクロ
ム酸塩層とを被覆しているとともにそのクロム酸塩被覆
層の表面が接着性に富んでいるR−TM−B系永久磁石
およびその製造方法を提供することができる。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 R−TM−B系永久磁石体(RはYを含
    む希土類元素の1種または2種以上であり、TMはFe
    またはFeとCoである)の表面に順次Niめっき層と
    クロム酸塩層とが被覆されているとともに前記クロム酸
    塩層の表面の有機皮膜が除去されて接着性に富んでいる
    R−TM−B系永久磁石であって、アクリル系接着剤を
    用いた場合でASTM−D−1002−64に準拠した
    せん断強度試験に基づく接着強度が60〜200kg/
    cmであることを特徴とする接着性を改善したR−T
    M−B系永久磁石。
  2. 【請求項2】 R−TM−B系永久磁石体(RはYを含
    む希土類元素の1種または2種以上であり、TMはFe
    またはFeとCoである)の表面にNiめっき層を被覆
    し、次いでクロム酸溶液中に浸漬してクロム酸塩層を被
    覆し、次いでアルカリ溶液中に浸漬する処理を行い、
    いで水洗、乾燥することを特徴とする接着性を改善し
    たR−TM−B系永久磁石の製造方法。
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