JPH0232511A - 希土類−Ｆｅ−Ｂ系磁石の表面処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、Ｙを含む希土類元素（以下、Ｒで示す）、
Ｆｅ、およびＢを必須成分とするＲ‐Ｆｅ‐Ｂ系磁石の
防食を目的とした表面処理方法に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、従来の５ｎ−Ｃｏ系磁石に比較し、より高い磁気
特性を有し、かつ資源的にも高価なＳＩｌやＣｏを必ず
しも含まないＮｄ−Ｂ−Ｆｅ系永久磁石が発見された。

このＮｄ−Ｂ−Ｆｅ系永久磁石の製造方法は、次の通り
である。

まず一定の組成を有するＲ　−Ｂ　−Ｆｅ系合金粉末が
用意される。このＲ−Ｂ　−Ｆｅ系合金粉末は、例えば
、溶解、鋳造し、インゴットを粉砕する方法、溶解して
アトマイズする方法、または希土類酸化物を出発原料と
する還元拡散法等で作成される。

上記方法で得られたＲ‐Ｆｅ‐Ｂ系合金粉末は、プレス
を用いて圧粉体に成形する。この時、必要に応じて磁界
（５ＫＯｃ以上）を印加すると磁気特性は一層向上する
。上記プレス成形は、真空中、不活性ガス中あるいは還
元性ガス中にて行うとよい。

得られた圧粉体は、真空中、不活性ガス雰囲気中または
還元性雰囲気中の非酸化性雰囲気中、温度：　９００〜
１２００℃にて焼結され、Ｒ‐Ｆｅ‐Ｂ系磁石が製造さ
れる。このＲ‐Ｆｅ‐Ｂ系磁石は、さらに必要に応じて
熱処理される。

このようにして製造されたＲ‐Ｆｅ‐Ｂ系磁石は、一般
にすぐれた磁気特性を有するものであるが、大気中にお
いて非常に腐食され易く、特に高温、高湿度の大気中に
おいて激しく、その腐食はＲ−Ｆｃ−Ｂ系磁石の内部に
まで浸入し、そのため磁気特性が大幅に劣化するという
欠点も合せ持っていることも知られている。

これらの対策として、従来、Ｒ‐Ｆｅ‐Ｂ系磁石の表面
にＮｉ　、Ｃｒ、Ａｕ、Ａｉｌ、Ｚｎ、Ｓｎ等の耐食性
金属またはそれらの合金のメツキ層、蒸着層、またはス
パッタリング層を形成する方法または上記Ｒ‐Ｆｅ‐Ｂ
系磁石の表面磁石脂、ペイント等を含浸またはコーティ
ングする方法を用いてＲ‐Ｆｅ‐Ｂ系磁石の表面に耐食
性被膜を形成し、防食を行っていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記Ｒ‐Ｆｅ‐Ｂ系磁石の表面磁石成さ
れたメツキ層、蒸着層、スパッタリング層は、ある程度
の防食効果を奏するが、コストがかかり、さらに樹脂等
の含浸層またはコーティング層は、Ｒ‐Ｆｅ‐Ｂ系磁石
表面に対する密着性が悪く、これら樹ｙｌｔＩＩＷは厚
さが大きく、コーテイング後の小型磁石製品の寸法精度
が悪くなる等の問題点があった。

〔課題を解決するための手段〕

そこで、本発明者等は、上記Ｒ−Ｆｃ−Ｂ系磁石の表面
磁石−層すぐれた耐食性被膜を、さらに低コストで形成
すべく研究を行った結果、焼結して得られたＲ‐Ｆｅ‐
Ｂ系磁石を、酸性水溶液に浸漬したのち、真空中または
不活性ガス雰囲気中、温度二３００〜９００℃で熱処理
することにより、上記Ｒ‐Ｆｅ‐Ｂ系磁石の表面磁石食
に著しく効果のある不働態化酸化膜が形成されるという
知見を得たのである。

この発明は、かかる知見にもとづいてなされたものであ
って、 塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、弗酸、および有機カルボン
酸のうち１種または２種以上を合計で１〜２０体積％含
有する温度二〇〜５０℃の水溶液に１〜３０分間浸漬し
たのち、真空中または不活性ガス雰囲気中にて、温度：
３００〜９００℃保持の熱処理を行う希土類‐Ｆｅ‐Ｂ
系磁石の表面処理方法に特徴を有するものである。

この発明で表面処理するＲ‐Ｆｅ‐Ｂ系磁石の成分組成
は、Ｒ，ＢおよびＦｅを必須成分とし、ＲはＮｄ、Ｐｒ
またはそれらの混合物が好ましく、その他にＴｂ、Ｄｙ
、Ｌ−ａ、Ｃｅ、Ｈｏ、Ｅｒ。

Ｅｕ、Ｓ’ｓ、Ｇｄ、Ｔｍ、Ｙｂ、ＬｕおよびＹなどの
希土類元素を含んでよく、その総量は８〜３０原子％と
される。８原子％未満では十分な保磁力（以下ＩＨｃと
記す）が得られず、３０原子％を越えると残留磁束密度
（以下、Ｂｒと記す）が低下するためである。

Ｂは２〜２８原子％とされる。２原子％未満では十分な
ｉＨｃは得られず、２８原子％を越えるとＢｒが低下し
、優れた磁気特性が得られないためである。

Ｆｅの一部を他の元素で置換することや不純物を含んで
もこの発明の効果は失なわれない。

すなわち、Ｆｃの代りに５０原子％以下のＣＯで代替し
てもよい。ＣＯが５０原子％を越えると高いｉＨｃが得
られないためである。上記以外の元素として下記の所定
の原子％以下の元素の１種以上（但し、２種以上含む場
合の元素の総量はこれらの元素のうち最大値を有するも
のの値以下）をＦｅ元累と置換してもこの発明の効果は
失なわれない。これら元素を下記する（単位は原子％）
。

Ｔｉ　　：　　４．７．　　ＮＩ　　：　　８．０．　
　　Ｂｉ　　：　　５．０゜Ｗ　　：　　８．８．　　
　Ｚｒ　：　　５．５．　　Ｔａ　：ｌＯ，５゜Ｍｏ　
：　　８．７．　　Ｃａ　：　　８．０．　　Ｈｆ’　
：　　５．５゜Ｇｅ　：　　８．０．　　Ｎｂ　：１２
．５．　　Ｍｇ　：　　８．０゜Ｃｒ　：　　８．５．
　　　Ｓｎ　：　　３．５．　　Ａｉ）　：　　９．５
゜Ｓｒ　：　　７．５．　　Ｍｎ　：　　８．０．　　
　Ｓｂ　：　　２．５゜Ｖ　　：ｌＯ，５，Ｂｅ　：　
　３．５．　　　Ｂａ　：　　２．５゜Ｃｕ　：　　３
．５．　　　Ｓ　　：　　２．５．　　　Ｐ　　：　　
３．３゜Ｃ：　　４．０．　０　　：　　１．０．　　
Ｇａ　：　　６．０上記Ｒ‐Ｆｅ‐Ｂ系合金粉末をプレ
ス成形して圧粉体とし、この圧粉体を焼結して得られた
Ｒ‐Ｆｅ‐Ｂ系磁石は、そのまま上記酸性水溶液に浸漬
してもよいが、表面を研削加工したのち浸漬する方が好
ましい。

つぎに、この発明の表面処理方法の条件である酸性水溶
液濃度および温度、浸漬時間、並びに熱処理温度の限定
理由について述べる。

（１）酸性水溶液は、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸。

弗酸、有機カルボン酸のうち１種、または２種以上の場
合は合計で、１〜２０体積％含有の水溶液を用いる。酸
の含有量が１体積％未満では、不働態化酸化膜を形成さ
せるのに長時間を要し、その結果、磁石内部に水分およ
び酸分が浸透することによって磁気特性が低下する。一
方、酸の含有量が２０体積％を越えると腐食の速度が速
すぎて均一な不働態化酸化膜を得ることが困難になる。

したがって、Ｒ‐Ｆｅ‐Ｂ系磁石を浸漬するための酸性
水溶液の酸の含有量は１〜２０体積％と定めた。

（２）浸漬時間については、水溶液中の酸の濃度と密接
な関係にあるが、１〜３０分程度が望ましい。

浸漬時間が３０分を越えると磁石内部に水分および酸分
が浸透し磁気特性が低下する原因となる。

（３）水溶液の温度が、０℃未満では酸の濃度の高い水
溶液中でも浸漬時間が長くなり、その結果、磁石体内部
に水分や酸分が残存しやすくなり、磁気特性の低下を起
す。一方、５０℃を越えると酸の濃度の低い水溶液中で
も反応が活発になり、均一な不働態化酸化膜を得ること
が困難になる。

したがって、水溶液の温度は、０〜５０℃に定めた。

（４）熱処理は、上記Ｒ‐Ｆｅ‐Ｂ系磁石を酸性水溶液
に浸漬して形成させた不働態化酸化膜をより安定した不
働態化酸化膜にするために行うと同時に、Ｒ‐Ｆｅ‐Ｂ
系磁石自体の熱処理を行うために実施されるもので、そ
の雰囲気は、磁石の酸化を防止するために真空中あるい
は不活性雰囲気中で実施され、その温度は３００〜９０
０℃で行うことが望ましい。３００℃未満では上記の効
果が望めず、９００℃を越えると酸素が磁石内部に拡散
し、さらに結晶粒が粗大化するために磁気特性が低下す
る。

したがって、熱処理温度は３００〜９００℃と定めた。

〔実　施　例〕

つぎに、この発明を実施例にもとづいて具体的に説明す
る。

電子ビーム溶解装置を用いて、１５％Ｎｄ−８％Ｂ−残
Ｆｅ（原子％）の組成を有する合金インゴットを溶解作
製した。

この合金インゴットをアルゴンガス中、温度：１０５０
℃、２０時間保持の均質化熱処理を行ったのち、ショー
クラッシャー、ブラウンミル、ボールミルにて粉砕し、
平均粒径：約３ｔｌＩ＠の合金粉末を得た。

得られた合金粉末を２０　ＫＯｅの磁場中にてプレス成
形し、圧粉体を作製したのち、Ｉ　Ｘ　１Ｏ−５Ｔｏｒ
ｒの真空中にて、温度：　１０９０℃、２時間保持の条
件で焼結し、■５％Ｎｄ−８％Ｂ−残Ｆｅ（原子％）の
組成を有するＲ−Ｆａ−Ｂ系焼結磁石を作製した。

これらＲ‐Ｆｅ‐Ｂ系焼結磁石の表面を研削加工したの
ち、第１表に示される成分組成の酸性水溶液中に、第１
表に示される浸漬条件で浸漬し、ついで第１表に示され
る熱処理条件にて熱処理を施した。上記熱処理を施した
Ｒ‐Ｆｅ‐Ｂ系焼結磁石の表面には、不働態化酸化膜の
形成がみられ、上記不働態化酸化膜の形成されたＲ‐Ｆ
ｅ‐Ｂ系焼結磁石の磁気特性を測定し、その結果を第２
表の磁気特性の「耐食試験前」の欄に示した。

その後、上記不働態化酸化膜の形成されたＲ‐Ｆｅ‐Ｂ
系焼結磁石を、温度二６０℃、湿度：９０９ｇの大気中
に１０００時間放置して腐食試験を行い、上記耐食試験
を行ったのち、再び磁気特性を測定し、その結果も第２
表の「耐食試験後」の欄に示した。

上記耐食試験後の磁気特性を測定したＲ−Ｆｃ−Ｂ系焼
結磁石は、切断され、不働態化酸化膜ド地の焼結磁石内
部の腐食状況を目視で調べた。

上記腐食が不働態化酸化膜の下地内部にまで浸透してい
た場合を腐食「あり」とし、腐食の浸透がみられなかっ
た場合を腐食「なし」として第２表に示した。

第１表および第２表の結果から、 （１）Ｒ‐Ｆｅ‐Ｂ系焼結磁石を浸漬するための酸性水
溶液の酸の含有量が２５体積％を越えるか１体積％未満
であると、十分な不働態化酸化膜は得られない。

（２）Ｒ−ＦＢ−Ｂ系焼結磁石を浸漬処理せずに、また
はこの発明の浸漬条件を満足しない浸漬処理したのち、
熱処理しても十分な不働態化酸化膜を形成することがで
きない。

（３）　　この発明の浸漬条件を満足する浸漬処理を行
っても、この発明の条件をみたす熱処理をしないと十分
な不働態化酸化膜は得られない。

ことがわかる。

なお、この実施例ではＲ−Ｆｃ−Ｂ系焼結磁石について
述べたが、これに限定されるものでなく、この発明の表
面処理方法はＲ‐Ｆｅ‐Ｂ系鋳造磁石に対しても適用で
きる。

〔発明の効果〕

Ｒ‐Ｆｅ‐Ｂ系焼結磁石を、この発明の条件をみたす酸
性水溶液に浸漬し、ついで熱処理を行うとすぐれた耐食
性を有する不働態化酸化膜が形成され、高温多湿の大気
中環境下に放置されても磁石内部に腐食は浸透せず、し
たがって磁気特性の劣化もみられない。

また、一般に、Ｒ‐Ｆｅ‐Ｂ系焼結磁石は、焼結後真空
または不活性ガス中で熱処理し、磁気特性を向上させる
が、この発明の表面処理方法をＲ‐Ｆｅ‐Ｂ系焼結磁石
に施すと、熱処理による磁石の磁気特性の向上と同時に
浸漬により形成された不働態化酸化膜を一層強固なもの
に変化させ、すぐれた耐食性および磁気特性を有するＲ
Ｆｃ−Ｂ系磁石を得ることができる。

さらに、この発明で形成された不働態化酸化膜の上に、
ペイント等をコーティングすると、上記不働態化酸化膜
はコーティング層との密着性にすぐれているために一層
すぐれた防食効果をもたらすものである。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｙを含む希土類元素（以下、Ｒで示す）、鉄，お
   よびボロンを必須成分とするＲ‐Ｆｅ‐Ｂ系合金粉末の
   圧粉体を焼結して得られたＲ‐Ｆｅ‐Ｂ系磁石を、 酸性水溶液に浸漬したのち、真空中または不活性ガス雰
   囲気巾にて熱処理を行うことを特徴とする希土類‐Ｆｅ
   ‐Ｂ系磁石の表面処理方法。
2. （２）上記酸性水溶液は、塩酸，硫酸，硝酸，リン酸，
   弗酸，および有機カルボン酸のうち１種または２種以上
   を合計で１〜２０体積％含有する水溶液であることを特
   徴とする請求項１記載の希土類‐Ｆｅ‐Ｂ系磁石の表面
   処理方法。
3. （３）上記酸性水溶液の温度は０〜５０℃の範囲内であ
   ることを特徴とする請求項１または２記載の希土類‐Ｆ
   ｅ‐Ｂ系磁石の表面処理方法。
4. （４）上記真空中または不活性ガス雰囲気中の熱処理温
   度は、３００〜９００℃の範囲内であることを特徴とす
   る請求項１，２または３記載の希土類‐Ｆｅ‐Ｂ系磁石
   の表面処理方法。
5. （５）上記Ｒ‐Ｆｅ‐Ｂ系合金粉末の圧粉体を焼結して
   得られたＲ‐Ｆｅ‐Ｂ系磁石の表面を研削加工したのち
   、酸性水溶液に浸漬することを特徴とする請求項１記載
   の希土類‐Ｆｅ‐Ｂ系磁石の表面処理方法。