JPH04217304A - 耐蝕性に優れたＺｎ拡散Ｐｂ含有焼結磁石とその製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、優れた磁気特性を示す
と共に、焼結磁石の耐食性を著しく向上させたＮｄ−Ｆ
ｅ−Ｂ系の焼結磁石とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現代に於ける代表的な焼結磁石としては
、アルニコ磁石、ハードフェライト磁石、並びに、希土
類磁石等が挙げられ、何れも優れた磁気特性を有してい
る。

【０００３】この中、特に、次世代を担うであろうとさ
れる希土類磁石については、各種の家庭用電化製品に利
用されている一方、大型コンピューターの端末機部品に
至るまでの、幅広い領域を対象として利用されている。

【０００４】しかしながら、希土類磁石は、極めて反応
性の高いＮｄ、Ｆｅをその金属組織中に含有している為
、空気中の水分は勿論のこと、その環境に存在する水素
や窒素とも容易に反応して、その表層部に、酸化物や、
水素化合物、さらには窒素化合物までも生成し易い。

【０００５】磁石の表層部に生成したこれらの生成物は
、製品に対して加えられる振動や衝撃によって容易に落
下し、飛散される様になる為、周辺部に組み込まれてい
る他の機器へも悪影響を示す様になると共に、発錆現象
に伴って製品の磁気特性を著しく低下させるので、何等
かの防食手段が必要とされて来た。

【０００６】磁石の耐蝕性を向上させる方法としては、
希土類元素とＦｅとＢを含有する永久磁石に対して、Ａ
ｌを０．０５重量％〜２０重量％添加する事によって、
錆難い金属間化合物相を形成させると共に、錆易い磁性
相の周りを錆難い金属間化合物相で取り囲み、磁性体の
耐蝕性を改善するという方法が特開昭６４−７２５０１
に報告されていると共に、永久磁石体の表面に耐酸化め
っき層を被覆する方法が、同じく特開昭６０−５４４０
６として報告されている。

【０００７】さらに、イオンプレーティング、スパッタ
リング等の手段を用いて、永久磁石の表面に、耐蝕性の
薄膜層を形成被覆させる方法が、特開昭６１−１６６１
１７に報告されていると共に、永久磁石体の表面に耐酸
化性の樹脂層を設ける方法が、特開昭６０−６３９０１
に報告されている。

【０００８】しかしながら、希土類元素とＦｅとＢを含
有する永久磁石に対して、Ａｌを０．０５重量％〜２０
重量％添加する方法では、この場合、Ａｌを多量に添加
する事によって、折角形成されている磁性相に対してＡ
ｌが拡散して行く事になるので、結果的に、磁石の磁気
特性を劣化させる事になり、永久磁石の飽和磁化力を著
しく低下させる事になってしまうという問題点を残して
居た。

【０００９】また、永久磁石体の表面に耐酸化めっき層
を被覆する方法では、その製造工程に於いて、磁石を水
溶液の中に浸漬させなければならず、その際に、反応性
の高い希土類元素やＦｅ等の金属は容易に酸化して、酸
化物や水酸化物を永久磁石体の表面に生成させるが、そ
の後、これらの酸化物や水酸化物の上面にＮｉやＣｒ等
の耐蝕性の被膜が形成された場合に、素材とＮｉやＣｒ
等の耐蝕性の被膜との間隙に膨れ、割れ、剥離等の欠陥
部分を発生させ易く、結果的には、今日まで、未だ、充
分な耐蝕性を提示できる希土類元素とＦｅとＢを含有す
る永久磁石の出現には至って居ない。

【００１０】一方、イオンプレーティング、スパッタリ
ング等の手段を用いて、永久磁石の表面に、耐蝕性の薄
膜層を形成被覆させる方法では、これらの加工処理方法
によって生成される加工層の厚さが、せいぜい２０〜３
０μｍでしかない為、製品を長時間に亘って利用する際
には、被膜特性の劣化現象を避けて通る訳にはいかない
のと、僅かな表面疵の発生にて素材がむき出しになる危
険性も高く、これによって、永久磁石の表面に形成され
た薄膜層と素材との間に局部電池が形成され、腐食の度
合いが著しく加速されてしまうという課題を抱えていた
。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる上記
の如き課題を解決し、耐蝕性に優れた焼結磁石を提供す
ると共に、その製造方法をも併せて提供する事を目的と
する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者等は鋭意研究の
結果、上記の課題を解決する為に、Ｎｄの２０〜４５重
量％と、Ｂの１〜５重量％と、Ｆｅの４４〜７８重量％
と、Ｐｂの１〜６重量％とを夫々必須の組成とした焼結
体であって、該焼結体の表層から１〜１００μｍの範囲
にＺｎが拡散されている永久磁石を提供すると共に、Ｎ
ｄの２０〜４５重量％と、Ｂの１〜５重量％と、Ｆｅの
４４〜７８重量％と、Ｐｂの１〜６重量％とを夫々必須
の組成とした原料粉体を成形した後、Ｚｎ粉末と、Ｚｎ
の焼結防止剤と、反応促進剤とを混合して得られた混合
体の中に、前記の成形体を埋設し、更に真空または不活
性雰囲気に於いて、６００〜１１００℃で加熱処理する
方法を提供せんとするものである。

【００１３】この場合、Ｚｎの焼結防止剤としては、Ａ
ｌ２　Ｏ３　、ＴｉＯ、ＮｄＯ等の組成を有し、１００
〜３００メッシュの粉体が利用される。

【００１４】また、反応促進剤としては、弗化リチウム
や、夭化リチウム等のハロゲン化合物が用いられる。

【００１５】尚、Ｚｎの拡散処理に供されるＺｎ粉は１
０〜３００メッシュ程度である事が好ましい。

【００１６】

【作用】本発明で、永久磁石の組成として、Ｎｄの添加
量を２０〜４５重量％と規定したのは、Ｎｄが２０重量
％未満では磁石としての磁気特性、殊に、保持力を高く
保つ事が出来なくなると共に、その添加量が４５重量％
を超える場合にはＮｄ組成に富んだ非磁性相が多くなっ
て来る為、永久磁石の残留磁束密度が低下してきて、良
好な永久磁石を入手する事が困難になって来るからであ
る。

【００１７】また、Ｂの添加量を１〜５重量％と規定し
ているが、この場合、Ｂの含有量が１重量％未満では高
い保磁力が得られず、逆にＢの含有量が５重量％を超え
ると、Ｂ含有量に富んだ非磁性相が多量に析出してきて
、磁石の残留磁束密度が低下して来る為である。

【００１８】さらに、本発明では、Ｆｅの含有量を４４
〜７８重量％と規定して居るが、この場合、Ｆｅの含有
量が４４重量％未満では磁石の残留磁束密度が低下して
来る為であり、逆にＦｅの含有量が７８重量％を超える
と、高い保磁力が得にくくなる為である。

【００１９】一方、本発明では、その課題を解決する為
にＰｂを添加して居るが、本発明で対象とする焼結磁石
には、磁性相と呼ばれるＮｄ２　Ｆｅ１４Ｂ１　相と、
ボロンリッチ相と呼ばれるＮｄＦｅ４　Ｂ４　相と、さ
らに、Ｎｄリッチ相と呼ばれるＮｄＦｅＢ相とが存在す
る。

【００２０】これらの各組成相の中で、製品の発錆に最
も関係深い組成の相はＮｄリッチ相と呼ばれるＮｄＦｅ
Ｂ相であって、水分中に含有される塩素イオン等と反応
して塩化ネオジムを生成し、Ｎｄリッチ相の優先的な腐
食をまねき、これによって製品の腐食が促進されるよう
になっている。

【００２１】しかしながら、ここに、Ｐｂを添加した場
合、水分中に含有された塩素イオンとＰｂが優先的に反
応して、塩化鉛が生成され、これに伴って水分中に含有
された塩素イオンが固定される様になる為、結果的にＮ
ｄリッチ相の優先的な腐食が見られなくなって、磁石の
腐食現象は進行しない様になる。

【００２２】ここで、永久磁石の必須の組成として添加
されているＰｂの含有量を１〜６重量％と規定している
が、この場合、Ｐｂの含有量が１重量％未満では高い耐
蝕性が得にくく、また、６重量％を超えての含有は磁気
特性としての飽和磁化の低下をまねくと共に、磁石とし
て最も重要なＮｄリッチ相の析出を抑制してしまう事に
なるからである。

【００２３】本発明は、磁石の表面下にＺｎ拡散層を１
〜１００μｍに亘って構成させているが、これは、磁石
の表面下にＺｎ拡散層を生成させる事によって、磁石の
耐蝕性を一層高める為のものである。

【００２４】この場合、Ｚｎ拡散層の厚さを１〜１００
μｍと規定したのは、Ｚｎの拡散層の厚さが１μｍ未満
であると耐蝕性の向上に効果がなく、反対に、Ｚｎ拡散
層の厚さが１００μｍを超えると耐蝕性の向上という効
果が飽和して来ると共に、逆に、磁気特性の劣化現象が
見られる様になって来る為である。

【００２５】一方、本発明にては、Ｚｎの拡散処理に際
して、Ｚｎの焼結防止剤と反応促進剤を利用しているが
、これは、Ｚｎの焼結防止剤を利用しないと、Ｚｎの拡
散処理に際してＺｎの粉体が溶融して成形体の全面に固
着してしまい、全体が塊状になって製品の個別化が困難
になるためであり、さらに、反応促進剤の利用は、Ｚｎ
の拡散処理に際して、Ｚｎの蒸気を大量に発生させて、
比較的低温度での拡散処理を可能にすると共に、Ｚｎの
拡散処理時間の短縮化に貢献させる為のものである。

【００２６】

【実施例】

実施例１ 高周波溶解炉を用いて、Ａｒ雰囲気中で、Ｎｄが４０重
量％、Ｂが３重量％、Ｆｅが５６重量％、Ｐｂが１重量
％という組成の鋳塊を溶製した後、この鋳塊をディスク
ミルを用いて粗粉砕し、次いで、ボールミルを用いて微
粉砕し、平均粒径で２．５μｍの微粉末とした。

【００２７】この微粉末を金型に充填し、１５ＫＯｅの
磁界中で配向処理すると共に、磁界と平行方向に２０ｔ
／ｃｍ２　の圧力で成形処理する事によって、圧粉体を
製作した。

【００２８】この圧粉体を、Ｚｎ粉末３０部、Ａｌ２　
Ｏ３　粉末６９．５部、ＬｉＦ０．５部からなる混合粉
体中に埋設した後、圧粉体に、１１００℃のＡｒ雰囲気
中で１時間に亘って加熱する焼結処理を施し、さらに、
７００℃のＡｒ雰囲気中で３０分間に亘る加熱処理を施
す事によって、焼結磁石を製造した。

【００２９】この焼結磁石をエポキシ樹脂にて埋め込み
、硝酸アルコールにてエッチングした後、光学顕微鏡に
て、焼結磁石の表面より拡散しているＺｎ拡散層の厚さ
を測定すると共に、別途、Ｘ線マイクロアナライザーを
用い、加速電圧１０ＫＶ、試料電流１×１０−７Ａで分
析した結果、Ｚｎの拡散濃度と表面からの距離の関係は
表１に示す様な状態であって、試料表面から１０μｍの
ところで６６重量％、試料表面から９０μｍのところで
３重量％であると共に、試料表面から１００μｍのとこ
ろまでＺｎが拡散しているのが認められた。

【００３０】上記の焼結磁石に対して、温度６０℃で湿
度９０％の条件が設定されてた恒温恒湿試験槽を利用し
た、１０００時間の耐久耐蝕試験を実施した結果は表２
に示された如くであって、本発明の実施によって、Ｎｄ
−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の耐蝕性が十分に改善されると共
に、Ｚｎ拡散層の存在によっても、その磁気特性は損な
われない事が確認された。

【００３１】 実施例２ Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ−Ｐｂ系焼結磁石の組成を表２の如くに
変化させた他は、何れも実施例１と同様に処理した場合
、その耐蝕性は十分に改善され、また、その磁気特性も
損なわれない事が確認された。

【００３２】 実施例３ Ｎｄが３５重量％、Ｂが１重量％、Ｆｅが６０重量％、
Ｐｂが４重量％という組成の成形体を、実施例１と同様
な方法にて複数製作した後、何れの成形体についても、
Ｚｎの拡散処理時間を３時間とし、焼結磁石のＺｎ拡散
領域が表面から２５０μｍまでである事を確認した後、
焼結磁石の表面を研削し、夫々のＺｎ拡散領域厚さを表
３の如くに調整した後、実施例１と同様な耐蝕性試験を
実施したところ、表３の如き結果が得られ、焼結磁石に
ついては、Ｚｎ拡散領域の厚さが１μｍある事によって
、ほぼ良好な耐蝕性を示す事が認められた。

【００３３】 比較例１ Ｎｄが４０重量％、Ｂが３重量％、Ｆｅが５６重量％、
Ｐｂが１重量％という組成の成形体を、実施例１と同様
な方法にて製作した後、この成形体を、Ａｌ２Ｏ３　粉
末中（実施例１との比較に於いて、Ｚｎ粉末を含んでい
ない事が差異）に埋設し、実施例１と同様な方法にて焼
結磁石とし、その特性を実施例１と同様な方法にて計測
したところ、実施例１と比較した場合、その磁気特性に
は変化がなかったものの、試料の表面は一面に亘った発
錆が認められた。

【００３４】以上の如く、本発明の実施によれば、その
磁気特性に変化を生じる事なく、耐蝕性が十分に高めら
れた焼結磁石を容易に入手する事が可能になった。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【表２】

【００３７】

【表３】

【００３８】

【発明の効果】本発明による時は、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼
結磁石の優れた磁気特性を何等損なう事なく、その耐蝕
性を十分に向上させる事が可能になり、斯る焼結磁石を
大量に利用している業界に貢献するところ大なるものが
ある。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　Ｎｄの２０〜４５重量％と、Ｂの１〜
   ５重量％と、Ｆｅの４４〜７８重量％と、Ｐｂの１〜６
   重量％とを夫々必須の組成とした焼結体であって、該焼
   結体の表層から１〜１００μｍの範囲にＺｎが拡散され
   ている事を特徴とする耐食性に優れたＺｎ拡散Ｐｂ含有
   焼結磁石。
2. 【請求項２】　　Ｎｄの２０〜４５重量％と、Ｂの１〜
   ５重量％と、Ｆｅの４４〜７８重量％と、Ｐｂの１〜６
   重量％とを夫々必須の組成とした原料粉体を成形した後
   、Ｚｎ粉末と、Ｚｎの焼結防止剤と、反応促進剤とを混
   合して得られた混合体の中に、前記の成形体を埋設し、
   更に真空または不活性雰囲気に於いて、６００〜１１０
   ００　Ｃで加熱処理する事を特徴とする耐食性に優れた
   Ｚｎ拡散Ｐｂ含有焼結磁石の製造方法。