JPH046806A

JPH046806A - 耐食性のすぐれた希土類磁石及びその製造方法

Info

Publication number: JPH046806A
Application number: JP2108313A
Authority: JP
Inventors: Noriaki Meguro; 目黒　訓昭; Masaaki Tokunaga; 徳永　雅亮
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1990-04-24
Filing date: 1990-04-24
Publication date: 1992-01-10

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〕本発明は、高い磁石特性を有するＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類
磁石に係り、その特定された組成および表面処理により
、耐食性を著しく向上させた希土類・鉄・ボロン系永久
磁石に関する。

〔従来の技術〕

近年工業化されたＮｄ　−Ｆｅ　−８３元系磁石をはじ
めとする希土類鉄系磁石は、従来のＳＮ　−Ｃ。

系希土！！磁石に比べ、コストおよび磁気特性の点で有
利であることから各種電機、１１子機器材料として広く
用いられつつある。

しかしながら、希土類鉄系磁石は主成分として空気中で
酸化して次第に安定な酸化物を生成し易い希土類元素、
特にＮｄおよび鉄を含有するため、Ｓ■−Ｃｏ系磁石に
比べ、変色、錆などが生じ耐食性に劣っていることから
何らかの表面処理を施す必要性があった。

そこで、この耐食性を改善する表面処理方法として磁石
体表面にＮｉ、Ｃｕ、Ｚｎ等の電解、無電解の耐酸化メ
ッキ層を被覆する方法（特開昭−６０５４４０６）また
は、化成処理を施し、燐酸塩被膜またはクロム酸塩被膜
を被着した永久磁石および前記化成被膜上にスプレー法
、浸漬法または電着塗装法にて耐酸化樹脂層を被膜した
永久磁石が提案されている。（特開昭６０−６３９０３
号、特開昭６０−６３９０２号、特開昭６Ｏ−６３９ｏ
１号）〔発明が解決しようとする問題点〕しかし、前記耐酸化メッキ層を被覆した永久磁石または
前記化成被膜を被覆した永久磁石および前記化成被膜表
面に耐酸化樹脂層を形成したいずれの場合も、十分なる
耐食性の改善は得られなかった。

従来技術では磁石本体と耐酸化メッキ層または化成被膜
との被着性が主相とＲリツチとでは不均一であり、特に
Ｒリツチへの被着が不十分であり、ここから発錆したた
めである。

本発明の目的は、本系永久磁石表面に生成する酸化物を
抑制するため、該表面に強固かつ安定な耐酸化メッキ層
または耐酸化性化成被膜および耐酸化樹脂層を形成し、
すぐれた耐食性を有する希土類鉄系永久磁石を提供する
ことである。

Ｃ問題点を解決するための手段〕本発明によれば、Ｒ（ＲはＹおよび希土類元素の少なく
とも一種）２８〜３６重量％Ｂ　　　０．８〜１．３重量％Ｃｏ　　２〜１５重量％Ｍ　　＜Ａ１．Ｇａ　、ＣｕおよびＮｉの少なくとも一
種）０．１〜３．０重量％Ｆｅ　　残部からなる組成を有し、ＲリツチのＣｏｔ１度が５〜１２
重量％である磁石体の表面に耐酸化メッキ層またはクロ
ム酸塩被膜と、その上に耐酸化樹脂層を形成した希土類
磁石が提供される。本発明における前記磁石体は、製造
の前段において溶解インゴットを５００〜１１００℃の
範囲で５分〜２０時間の均質化熱処理を施したことを特
徴とする。

本発明を詳述すると、前記希土類磁石は大きく分けて、
ｐｌＦＯ＋Ｊで表される主相とＢをほとんど含ますＦｅ
を数％含有し、そのほとんどが希土類元素からなるＲリ
ツチおよびＢの含有の多いＢリツチの３相から構成され
ていることが知られている０本発明は、この３相の中の
ＲリツチにＣｏを５〜１２重量％含有せしめ、Ｒリツチ
の改質を図ったものである。

すなわち、本発明者等は従来技術の耐酸化メッキ層また
は、クロム酸塩による化成被膜および耐酸化性の樹脂層
を形成することによっても不十分であった耐食性を改善
するため鋭意、研究、検討を行なった。その結果、クロ
ム酸塩による化成被膜および耐酸化メッキ層は、前記し
た３相、全面に均一には被着されず、特にＲリツチへの
被着が主相に比較して少ないこと、および主相とはその
被着形態が異なることを見い出した。Ｒリツチは、Ｆｅ
を数％含有するもののほとんどが希土類元素であること
から、他の２相に比較して耐酸化性は著しく悪い。その
結果として、従来技術においては耐酸化メッキ層または
クロム酸塩の化成被膜およびその上に耐酸化性の樹脂層
を被覆することによっても被着状態が不十分なＲリツチ
から酸化が進行し、そのため十分な耐食性が得られない
ことが明らかとなった。

本発明者は、前記の希土類鉄系永久磁石の耐食性を向上
させる１つの要点は、Ｒリツチの改質であると考えた。

この観点から鋭意、検討した結果、Ｃｏを５〜１２重量
％Ｒリフチ相へ含有させることによりＲリツチの改質が
可能であることを見い出した。

従来技術においてＣｏの添加は、耐食性の向上に対し効
果的であることが明らかとなっている。

この原因は、前記したＲリツチの改質に起因するもので
ある。しかし、従来技術の場合、作製された磁石体のＲ
リツチへのＣＯの固溶は部分的であり、必ずＣＯをほと
んど含有しないＲリツチが存在する。このＲリツチにお
ける現象つまりＣｏ含有相とほとんど含有しない相との
共存状態はＣｏの添加量を多くすることによっても変化
しない。

添加量の増大によって変化するのは、主相への固溶量で
ある。

この結果として、従来技術のＣｏ添加において十分な耐
食性を得ることには限界があった。すなわち、Ｒリツチ
の改質が部分的であることが十分に耐食性を向上できな
い要因であった。

本発明者等は、この点を改善するため、さらに鋭意、検
討した結果、Ｒリツチにおける２相共存現象は、溶解イ
ンゴット中におけるＲリツチ内の組成の不均一に起因す
るものであり、このＲリツチの均質固溶化を図ることが
磁石体中のすべてのＲリツチへＣｏ含有せしめることが
可能であることを見い出し本発明を完成するに至ったも
のである。

第１図に従来技術のインゴット内のＲリツチおよび、そ
れを９００℃で４１′の均質化熱処理を施した場合のＲ
リツチのＥＰＭＡによる線分析結果を示す。

第１図より明らかな如く、従来技術の場合、インゴット
内のＲリツチは場所により著しい組成差を示すことがわ
かる。それに対し、本発明の均質化熱処理を施した場合
のインゴット内のＲリツチは、はぼ一定の組成に変化す
ることがわかるつまり、Ｒリツチの均質固溶化が図られ
る。

第１表に、その結果得られた磁石体中のＲリッチ４相の
組成分析結果を示す。この場合、比較のためＣｏを添加
しない組成系のＲリツチの分析結果も記した。

１表第１表より、従来技術のＣｏ添加の場合、はとんどＣｏ
を含有しないＲす、チ相と、Ｃｏを約１０−ｔ％金含有
たＲす・ノチ相の２相の存在が確認できる。このＣｏを
含有しないＲリツチは、第１表に示すＣｏ無添加の場合
に得られるＲｆＪンチ相と組成的には同様である。これ
に対し、本発明による磁石体のＲリツチは、すべてＣｏ
を含有することがわかる。

前記した如く、Ｃｏを添加しない場合の耐食性の低下は
Ｒリツチに大きく起因したものであり、また従来技術に
おけるＣｏ添加による耐食性の改善は、この一部のＲリ
ツチを改質したことによる。すなわち、耐酸化性メッキ
または化成処理被膜であっても、この状態において被覆
されることから部分的であっても、未改質のＲリツチの
存在は耐食性に対し不利である。

それゆえに、本発明の如くすべてのＲリツチの改質は、
主相およびＲリツチの別なく、いずれもほぼ同様な耐酸
化メッキ膜または化成処理被膜の被着が可能となり、全
面にほぼ均一な耐酸化性が達成される。

なお、本発明によりすべてのＲリツチへＣ。

を含有せしめることが可能となったが、Ｒリツチへの含
有量は添加量によりほとんど変化しない。

すなわち、ＲリツチへのＣＯは固溶限を有すると考えら
れる。この量は、第１表より明らかなように９〜１２ｗ
ｔ％程度と考えられる。ただし、Ｒリツチの改質は５％
以上のＣＯの含有によって十分な効果を有する。

インゴット内のＲリツチを均質化するためには、５００
℃以上の加熱温度がが必要である。５００℃未満の温度
域ではＲリツチ内の均質化が不十分であり、また処理時
間も長（なり生産性の面で適当でない、加熱温度が１１
００℃を越えるとインゴットの溶出が生じ所定の磁気特
性が得られなくなる。

保持時間は、加熱温度および組成との相関で決定される
が５００〜１１００℃の温度範囲では１０分〜２０時間
が最適である。

次に、本発明による永久磁石の組成限定理由を説明する
。

Ｒが２８重量％未満では、保磁力の発現に必要なＲリツ
チが減少し、高磁気特性、特に高い保磁力が得られない
、Ｒが３６重量％を超えると、逆に非磁性相のＲリツチ
が多くなり、そのため残留磁束密度（Ｂｒ）の低下が著
しい。

Ｂが０．８重量％未満の場合は、木系磁石の基本組成で
あるＲＪｅ＋Ｊ相の生成度合が減少し、そのため著しい
磁気特性の低下が生しる。Ｂが１．３重量％を超える場
合は残留磁束密度が低下する。

Ｃｏが２重量％未満では、ＲリツチへのＣ。

含有量が少なく、そのため十分な耐食性が得られない。

ＣＯが１５重量％を超えるとＮｄ（Ｆｅ、Ｃ０）ｚで表
わされるラーベス相が生成し、そのため著しい磁気特性
の低下が生じる。

Ｍが０．１重量％未満では、Ｃｏとの複合による耐食性
の改善効果および磁気特性、特に保磁力の改善効果がほ
とんどみられない。Ｍが３．０重量％を鰯えた場合、磁
気特性、特に残留磁束回度の低下が著しい。

なお、前記の基本成分以外にも製造上、不可避な不純物
が含まれてもよい。

Ｃ実施例）以下、本発明を実施例によって説明する。

〔実施例１〕第１図および第１表に示す組成すなわち、Ｎｄ：３２．
５ｗｔ％、　　Ｆ　ｅ：６２．６ｗｔ％、　　Ｂ　１．
１ｗｔ％Ｃｏ　　３．０ｗｔ％、　Ａｌ０．８ｗｔ％か
らなる組成の合金を高周波溶解にて作製した。得られた
インゴットを、Ａｒ気流中で９００℃×４１″の条件で
均質化処理を施した。均質化処理を施したインゴ・２ト
は、スタンプミルおよびディスクミルで粗粉砕し、３２
メンツ２以下に調整後、シェドミルで微粉砕した。

粉砕媒体はＮ！ガスを用い、粉砕粘度３．５μｍ（Ｆ、
Ｓ、５ＳＳ）の微粉末を得た。得られた微粉末を１５Ｘ
Ｏｅの磁場中で横磁場成形した。成形圧力は２ｔｏｒ／
ｃｌｌ”であった０本成形体を真空中で１１００℃で１
時間の条件で焼結した後さらにＡｒ中で２時間の時効処
理を施した。

その後、得られた磁石は全面を平面研削盤で加工した後
、（Ｃｒ０３２０　ｇ　、イオン交換水１１）のクロム
酸溶液中で化成被膜処理を施した。この時の処理条件は
、８０℃×３０分であった。

その後、化成被膜表面にカチオン電着塗装法を用いてエ
ポキシ系樹脂を被覆した。このようにして得られた磁石
を耐食性試験に供した。

耐食性試験は、プレソッークソカーテスト（ＰＣＴ）を
用い、飽和水だ気中、１２０℃、２気圧の条件に１５０
時間放置した場合の試験片の外観状況および密￥Ｉ強度
をもって評価した。密着強度試験は耐食試験後の試験片
の破面を観察することにより行なった。

耐食性試験の結果を第２表に比較例１との対比で示す。

この場合、耐食試験前の磁気特性も合わせて示す。

〔比較例１〕実施例１と同一組成の合金を高周波溶解により作製した
。得られたインゴットは、スタンプミルおよびディスク
ミルで粗粉砕し、３２メノツ以下に調整後、シェドミル
で微粉砕した。それ以降は、実施例１と同様の手法を用
い耐食試験用の磁石を作製し、耐食状Ｍおよび磁気特性
の測定に供した。

得られた耐食性試験結果および耐食試験前の磁気特性を
第２表に実施例１との比較で示す。

実施例１および比較例１のＲリツチは、第１表に示す通
りである。この両者のＲリツチの差異は、第２表より明
らかな如く耐食性に対し著しい相違を示すことがわかる
。

〔実施例２〕Ｎｄ　２９．Ｆｈｒｔ％、Ｄｙ　３．８　ｗｔ％、　　
Ｂ　１．１ｗｔ％。

Ｆｅ　６０．９ｗｔ％＋　　Ｃｏ　３．８ｗｔ％、　　
Ｇａ　０．６ｗｔ％からなる組成の合金を高周波溶解で
作製した。得られたインゴットは、８００℃の温度で１
０時間の均質化処理を施した。その後、実施例１と同様
の手法を用いた焼結体とした。焼結体は、熱処理を施し
た後、全面を平面研削盤で加工した。

その後、トリクレンで脱脂後、２％Ｈｃ／にて、３０℃
×１０秒の酸処理を施した。酸処理後、ワット浴にて電
流密度４＾／ｄｎ”　、浴温度５０℃、３０分間の条件
で電気Ｎｉメッキを行ない、表面に２０μｍの厚みを有
する耐食試験用の試験片を得た。その後、実施例１と同
様の手法を用い耐食性試験に供した。

第３表に耐食試験の結果を比較例２との対比で示す。こ
の場合、耐食試験前の磁気特性も合わせて示す。

〔比較例２〕実施例２と同一の組成および手法で、耐食試験用および
磁気特性測定用の磁石を作製した。ただし、この場合、
溶解後のインゴットは熱処理を施していない。

第３表に耐食試験の結果を実施例２との対比で示す。こ
の場合、耐食試験前の磁気特性も合わせて示す。

〔実施例３〕Ｎｄ　２９．５ｗｔ％、Ｄｙ２．５軛ｔ％、　　Ｂ　１
．１ｗｔ％Ｆｅ　６１．３ｉｉｔ％、　　Ｃｏ　４．５
ｗｔ％、　　Ａｊ！　　１．１ｗｔ％なる組成の合金を
高周波溶解で作製した。得られたインゴットは、１００
０℃の温度で１時間の均質化処理を施した。その後、実
施例２と同様の手法を用い耐食試験用の磁石を得た。

第４表に耐食試験の結果を比較例３との対比で示す。こ
の場合、耐食試験前の磁気特性も合わせて示す。

〔比較例３〕実施例３と同一の組成および手法で、耐食試験用および
磁気特性測定用の磁石を作製した。ただし、この場合、
熔解後のインゴットは熱処理を施していない。

第４表に耐食試験結果を実施例３との対比で示す。この
場合、耐食試験前の磁気特性も合わせて示す。

第３表および第４表より、本発明による磁石の耐食性は
従来技術に比較し十分に改善されていることが明確に確
認できる。

〔発明の効果〕

本発明による永久磁石は、比較例の従来技術の磁石に比
べ、前記ＰＣＴ試験においてずくれた耐食性を示すこと
がわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る合金インゴット中のＲリツチを
ＥＰＭＡにより線分析を行なった図である。

Claims

【特許請求の範囲】

１．Ｒ（ＲはＹおよび希土類元素の少なくとも一種）２
８〜３６重量％Ｂ　　０．８〜１．３重量％Ｃｏ　　２〜１５重量％Ｍ　　（Ａｌ，Ｇａ，ＣｕおよびＮｉの少なくとも一種
）０．１〜３．０重量％Ｆｅ　残部からなる組成を有し、ＲリツチのＣｏ濃度が５〜１２ｗｔ％であることを特徴とする耐食性のすぐ
れた希土類磁石。
２．Ｒ（ＲはＹおよび希土類元素の少なくとも一種）２
８〜３６重量％Ｂ　　０．８〜１．３重量％Ｃｏ　　２〜１５重量％Ｍ　（Ａｌ，Ｇａ，ＣｕおよびＮｉの少なくとも一種）
０．１〜３．０重量％Ｆｅ　残部、からなる組成の合金を溶解して鋳造レインゴットにした
後、該インゴットを５００〜１１００℃の温度範囲で５
分〜２０時間の均質化熱処理を施したことを特徴とする
耐食性のすぐれた希土類磁石の製造方法
３．請求項１に記載の磁石体表面に耐酸化メッキ層を被
覆したことを特徴とする耐食性のすぐれた希土類磁石の
製造方法
４．請求項１に記載の磁石体表面にクロム酸塩被膜と、
その上に耐酸化樹脂層を形成したことを特徴とする耐食
性のすぐれた希土類磁石の製造方法