JPH05129148A - 耐食性に優れた表面被覆希土類系磁石の製法 - Google Patents

耐食性に優れた表面被覆希土類系磁石の製法

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JPH05129148A
JPH05129148A JP3319978A JP31997891A JPH05129148A JP H05129148 A JPH05129148 A JP H05129148A JP 3319978 A JP3319978 A JP 3319978A JP 31997891 A JP31997891 A JP 31997891A JP H05129148 A JPH05129148 A JP H05129148A
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rust preventive
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electrolytic
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JP3319978A
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Hiroshi Sato
廣士 佐藤
Takenori Nakayama
武典 中山
Fumihiro Sato
文博 佐藤
Atsushi Hanaki
敦司 花木
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0253Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 希土類系磁石を、有機質もしくは無機質の防
食皮膜で被覆して耐食性を高めるに当たり、特に磁石の
隅・角部における防食皮膜の密着性及び均一性を高める
と共に、該隅・角部の防食皮膜が応力集中によって割れ
等を起こすのを防止し、耐食性の優れた表面被覆希土類
系磁石を得ることを目的とする。 【構成】 希土類系磁石の表面に、電解研磨処理もしく
は電解複合研磨処理を施した後、有機質もしくは無機質
の防食皮膜を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、耐食性に優れた希土類
系磁石を簡単な工程で生産性良く製造することのできる
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】磁石は、一般家庭用の各種電気・電子製
品から産業用大型コンピューター及びその周辺機器に至
るまで広く実用化されている重要な電気・磁気材料の一
つである。中でも希土類系(以下、RE系と記す)の永
久磁石は優れた磁気特性を有しているところから、近年
における電気・電子機器の小型化、高性能化の要望に沿
うものとしてその需要は急増してきている。
【0003】ところが、この材料の主成分である希土類
元素(RE)は活性が非常に高く、湿気を帯びた空気中
で容易に酸化劣化したり発錆するという欠点がある。そ
こでこの様な欠点の改善法として、RE系磁石基材の表
面にNiやZn等の金属めっきを施す方法、クロメート
や燐酸塩等による化成処理を施す方法、あるいはエポキ
シ樹脂やアクリル樹脂等の有機皮膜で被覆する方法等が
提案され、一部では実用化が進められているが、これら
の方法でも満足のいく耐食性は得られていない。
【0004】他方、上記の様な耐食性皮膜で被覆するに
当たっては、予備処理として磁石表面を研磨処理するの
が普通である。この研磨処理は、磁石表面の仕上げ加工
及びエッジ部やコーナー部の平滑化(尖鋭な突起をなく
しアールを大きくする)を目的として行なわれるもので
あるが、従来の機械的研削・研磨法(シェーパー、鋸、
研磨布・紙加工、バレル研磨等)には、RE系永久磁
石は非常に脆弱であるため、機械的作用によって磁石に
ひび割れを生じることがある、磁石自体が消磁状態で
あっても、研磨工程で生じる多量の研磨粉は磁性を有し
ているので、該研磨粉が磁石母材に付着し、その除去に
多大の労力を要する、といった問題が生じてくる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の様な事
情に着目してなされたものであって、その目的は、予備
処理工程で研磨粉の生成といった問題を生じることな
く、RE系永久磁石に対して通常の防錆処理で十分な耐
食性を付与することのできる方法を提供しようとするも
のである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできた本発明の構成は、RE系磁石の表面に、電解研
磨処理もしくは電解複合研磨処理を施した後、有機質皮
膜もしくは無機質皮膜で被覆するところに要旨を有する
ものである。
【0007】
【作用】本発明者らは、従来の防錆処理法に指摘される
前述の様な問題点をすべて解消し、耐食性の優れた表面
被覆RE系永久磁石を生産性良く製造することのできる
方法の開発を期して研究を進めた。その結果、永久磁石
表面に金属めっき等の無機質防錆皮膜やポリマー等の有
機質防錆皮膜を形成するに先立って、該磁石表面に電解
研磨処理または電解複合研磨処理を施しておけば、上記
無機質もしくは有機質防錆皮膜による防食効果が極めて
効果的に発揮され、高耐食性の表面被覆RE系永久磁石
が得られることをつきとめた。
【0008】本発明方法によってこの様に優れた耐食性
が発揮される理由は次の様に考えることができる。即ち
無機質もしくは有機質の防錆被覆が施された従来の被覆
永久磁石に見られる腐食状況を観察すると、腐食は磁石
のコーナー部やエッジ部(隅・角部)を起点として発生
し、徐々にその周辺に伝播して行く傾向がある。これ
は、隅・角部では平坦部に比べて被覆層に残留応力が進
中し易く、しかも外部から衝撃力等が加わったときに
も、それらの外力が隅・角部に集中し易く、その結果、
この部分の被覆層が亀裂、割れ、剥離等を起こし易くな
るためと考えられる。
【0009】これに対し本発明で予備処理として実施さ
れる電解研磨処理もしくは電解複合研磨処理工程では、
電解電流が平坦部よりも隅・角部に集中する傾向があ
り、その結果、応力集中の起こり易い該隅・角部が優先
的に溶解して丸みを帯びてアールが大きくなる。従って
こうした予備処理後に通常の防錆皮膜を形成すれば、該
隅・角部に応力集中を起こす恐れがなくなり、この部位
で防錆被覆が早期に破壊されるといったことが防止され
る。しかも隅・角部は、平坦部に比べて防錆皮膜が薄く
なったり密着性不良になり易いが、本発明によれば該隅
・角部の優先的溶解によるアール拡大効果によって、防
錆皮膜の局部的薄厚化や密着性不良といったことも起こ
らず、平坦部と同等の防錆皮膜が形成されることにな
り、これらの効果が相まって、防錆皮膜による防食効果
が最大限有効に発揮されることになる。
【0010】この様に本発明では、防錆皮膜を形成する
に先立って電解研磨処理もしくは電解複合研磨処理を行
なって隅・角部を優先的に溶解させるところに特徴を有
するものであり、電解研磨もしくは電解複合研磨の具体
的条件は特に限定されず、RE系磁石基材の種類や形状
等に応じて電解液の種類や温度、電解電流・電圧等を適
正に選定すればよいが、一般的な条件として示すなら
ば、アルコール等の水溶性有機溶剤を含む硝酸等の酸性
水溶液を電解液とし、例えば電流密度1〜100A/dm2
で数十秒〜数十分などの条件で通電する方法である。ま
た電解複合研磨法とは、上記の電解研磨とブラスト,ウ
ォータジェット,動力工具(パワーブラシ、ディスクサ
ンダー、ジェットたがね、ベルトサンダー、バフな
ど),手工具(サンドペーパー、ワイヤブラシ、ウール
など)等による機械研磨を組合わせたものであり、これ
らによっても基本的には電解研磨による隅・角部の優先
的溶解によって前記と同様の効果が発揮される。
【0011】また防錆皮膜の種類も一切制限されず、N
i,Cr,…等の金属もしくはそれらの各種合金よりな
る金属めっき(電解めっき、無電解めっき、蒸着めっき
等の電気めっき、気相めっき、化学めっき等の如何を問
わない)などの無機質皮膜、あるいはエポキシ系、アク
リル系、ふっ素樹脂系,ポリオレフィン系,セルロース
系,タール系等の有機質皮膜もしくはそれらの複合皮膜
等を使用できる。
【0012】本発明においてRE系永久磁石とは、希土
類を主たる構成元素として含有するすべての永久磁石を
包含するが、これらの中でも特に好ましいのはRE−B
−Fe系焼結希土類磁石またはRE−TM−B系熱間加
工希土類磁石(これらにおいて、REは希土類元素の1
種以上、TMは遷移元素の1種以上を表わす)であるの
で、これらについて説明する。
【0013】まずRE−B−Fe系焼結希土類磁石は、
希土類元素の少なくとも1種とBおよびFeを必須元素
として含むものであり、REで示される希土類元素とし
ては、Pr,Nd,La,Ce,Td,Dy,Ho,E
r,Eu,Sm,Gd,Pm,Tm,Yb,Lu,Yな
どを挙げることができ、これらは単独で使用してもよく
或は必要により2種以上を併用することもできる。上記
希土類元素の中でも特に好ましいのはPrとNdであ
る。
【0014】これらRE−B−Fe系焼結希土類磁石中
に占めるREの好ましい含有量(以下、特記しない限り
原子%を意味する)は8〜30%であり、8%未満では十
分な保磁力が得られにくく、30%を超えると残留磁束密
度が不足気味となる。またBの好ましい含有率は2〜28
%であり、2%未満では十分保磁力が得られ難く、一方
28%を超えると残留磁束密度が不十分となる。Feは40
〜90%の範囲が好ましく、40%未満では残留磁束密度が
不十分となり、一方90%を超えると高レベルの保磁力が
得られ難くなる。
【0015】尚上記RE−B−Fe系焼結希土磁石にお
いては、Feの一部をCoやNiで置換することもあ
る。しかしCoの置換量が多くなり過ぎると高保磁力が
得られにくくなるので、Feに対する置換量は50%以下
に抑えるべきであり、またNi置換量が多くなり過ぎる
と残留磁束密度が低下する傾向があるので、Feに対す
る置換量は8%以下とすべきである。更にこの磁石に
は、他の元素として以下に示す様な元素の1種以上をF
eに置換して含有させることによって保磁力を更に高め
ることが可能である。但し、2種以上を併用する場合の
許容含有量は、各添加元素のうち最大値を示すものの含
有量を上限とする。
【0016】 Al:9.5 %以下、 Ti:4.5 %以下、 V :9.5
%以下、 Cr:8.5 %以下、 Mn:8.0 %以下、 Bi:5.0
%以下、 Nb:9.5 %以下、 Ta:9.5 %以下、 Mo:9.5
%以下、 W :9.5 %以下、 Sb:2.5 %以下、 Ge:7.0
%以下、 Sn:3.5 %以下、 Zr:5.5 %以下、 Ni:9.0
%以下、 Si:9.0 %以下、 Zn:1.1 %以下、 Hf:5.5
%以下、
【0017】次にRE−TM−B系熱間加工希土類磁石
は、Yを含む希土類元素(RE)の少なくとも1種と遷
移元素(TM)およびBを必須元素として含むものであ
り、REとしては前記RE−B−Fe系焼結希土類磁石
の構成元素として挙げたものが再び例示されるが、これ
らのうち最も高い磁気的性質はPrを用いたときに得ら
れ易いので、実質的にはPrのみ、もしくはREのうち
50%以上がPrであるものが好ましい。またDyやTd
等の重希土類元素を少量併用することは、保磁力の向上
に有効である。
【0018】該RE−TM−B系熱間加工希土類磁石全
量中に占めるREの好ましい含有量は、8〜25%、より
好ましくは10〜20%、更に好ましくは12〜18%の範囲で
ある。REとTMおよびBを基本成分とする磁石の主相
はRE2 TM14B(たとえばPr2 Fe14B)である
が、REが不足するとこの化合物が形成されず、α−鉄
と同一構造の立方晶組織となるため良好な磁気的特性
(特に保磁率)が得られ難く、他方、REが多過ぎると
非磁性のREリッチ相が多くなって残留磁束密度が低下
傾向を示す様になる。
【0019】次にBの含有量は、2〜8%、より好まし
くは4〜6%が適当である。B量が不足する場合は、R
E−Fe系の菱面体となるため満足な保磁力が得られ難
く、逆に多過ぎるとたとえば非磁性のRE2 Fe4 B相
が析出して残留磁束密度が低くなる。
【0020】TMは40〜90%、より好ましくは65〜90%
が適当であり、TM量が不足すると残留磁束密度が低く
なり、また多過ぎると保磁力が不十分となる。尚、TM
のうち最も代表的なものはFeであるが、その一部をC
oおよび/またはNiで代替することができる。Coは
磁石のキュリー点を上げるのに有効であり、基本的には
主相のFeサイトを置換してRE2 Co14Bを形成する
が、この化合物は結晶異方性磁界が小さく、Coの代替
量が多くなるにつれて磁石全体としての保磁力が低下す
るので、Feの50%以下、より好ましくは20%以下に抑
えるのがよい。またNiの代替量が多くなると残留磁束
密度が低下する傾向があるので、Feの8%程度以下に
抑えることが望まれる。
【0021】RE−TM−B系熱間加工希土類磁石の基
本的構成元素は上記の通りであるが、必要により更に他
の元素としてAg,Au,Al,Cu,Ga,Sn,P
t,Zn等の1種以上を含有させることにより保磁力を
更に高めることができ、その効果は0.2 %以上の添加で
有効に発揮される。しかし多過ぎると非磁性の粒界相が
増加して磁気特性の低下を招くので2%以下に抑えるべ
きである。
【0022】上記元素の中でも特にAg,Au,Al,
Cu,Pt,Sn,Znは結晶組織を微細化し、後述す
るような異方性付与のための熱間加工に伴う表面劣化層
の生成を抑制する作用があり、例えば3mm程度の薄肉形
状のものであっても優れた磁気特性を持った磁石を与え
るという効果が発揮する。
【0023】かくして得られるRE−TM−B系合金
を、好ましくは800 ℃以上の温度で熱間加工して配向さ
せると、異方性の永久磁石が得られる。尚このRE−T
M−B系熱間加工希土類磁石は、耐食性や磁気特性にお
いて前述のRE−B−Fe系燒結希土類磁石よりも優れ
た効果を有しているので特にこのましい。
【0024】
【実施例】次に実施例を挙げて本発明をより具体的に説
明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を
受けるものではない。99.9%純度の電解鉄、フェロボロ
ン合金及び純度99.7%のNdを原料として配合し、高周
波加熱溶解後水冷銅鋳型に鋳込んで、14%Nd−7.0 %
B−79%Feよりなる組成の鋳塊を得た。これをさらに
スランプミル及びボールミルにて粉砕して粒度2.8 〜8
μm の微粉末とし、10KOe の磁界中で配向させながら1.
5 トン/cm2 の圧力で成形した。更にこの成形体をアル
ゴンガス中、1100℃×1時間の条件で焼結し放冷後、更
にアルゴンガス中、600 ℃×2時間の条件で時効処理し
て得た永久磁石を基材として使用した。
【0025】この磁石基材を20mm×30mm×3mm サイズに
切り出したものについて、表1に示す5種類の前処理を
施したサンプルを準備した。ここで、 No.2は手研磨法
を採用し、乾式にて#150 番まで仕上げた。 No.3はバ
レルめっき槽内に遊離研磨石、コンパウンド及び水を加
えて調整した研磨液中にサンプルを入れ、10分間回転式
研磨を施した。 No.4は0℃、33%硝酸、67%メチルア
ルコールの混液中に20Vの直流電圧を1分間負荷し電解
研磨を施した。 No.5は No.4で使用した溶液をバレル
めっき槽内に入れて15Vの直流電圧と回転バレルを30秒
間付加して電解複合研磨処理を行った。
【0026】
【表1】
【0027】研磨処理を終えた各サンプル No.1〜 No.
5をすばやく水洗し、アセトン脱脂後ワット浴を用いて
電流密度8A/dm2で電気めっきを行ない、厚さ約10μm
のNiめっきを施した。得られた各Niめっき材につい
て、下記の方法で耐食性及びめっき密着性を調べ、表2
に示す結果を得た。 <耐食性>各めっき材を90℃×95%RHの恒温恒湿雰囲
気下に500 時間放置した後の外観変化を目視観察し、下
記の基準で評価した。 ○:変化なし △:変色が見られる ×:赤錆の発生が見られる <めっき密着性>JIS K 5400に準拠した碁盤目テ
ープ剥離法によるめっき残存量で評価した。
【0028】尚、表2において「歩留り」とは、前記 N
o.1〜 No.5の研磨処理工程で磁石基材に割れ等を生じ
ることなく健全な状態で得られたものの割合を表わして
おり、また表2の耐食性及びめっき密着性は、健全な状
態で得られた磁石基材にNiめっき処理を施したものの
平均値を示している。
【0029】
【表2】
【0030】表2からも明らかである様に、研磨処理な
しのブランク材( No.1)では耐食性及びめっき密着性
が極端に悪く、また前処理法として従来の機械研磨法を
採用したもの( No.2,3)では、前処理工程での歩留
りが低く40〜60%のロスが生じているばかりでなく、耐
食性及びめっき密着性も不十分である。これに対し本発
明法を採用したもの( No.4,5)では、前処理工程で
の歩留りロスは全くなく、またNiめっき処理後の耐食
性及びめっき密着性も極めて良好であることが分かる。
【0031】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、希
土類系永久磁石の表面に有機質もしくは無機質の防錆皮
膜を形成するに先立って、電解研磨処理もしくは電解複
合研磨処理を施しておくことにより、隅・角部の優先溶
解によって該隅・角部のアールを拡大して防錆皮膜の密
着性及び均一性を高めると共に局部的応力集中による皮
膜割れ等を阻止することができ、めっき磁石の歩留り及
び耐食性を著しく改善し得ることになった。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 希土類系磁石の表面に、電解研磨処理も
    しくは電解複合研磨処理を施した後、有機質皮膜もしく
    は無機質皮膜で被覆することを特徴とする耐食性に優れ
    た表面被覆希土類系磁石の製法。
JP3319978A 1991-11-06 1991-11-06 耐食性に優れた表面被覆希土類系磁石の製法 Withdrawn JPH05129148A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2768551A1 (fr) * 1997-09-12 1999-03-19 Rhodia Chimie Sa Aimant plat comportant une couche de revetement et son procede de preparation
JP2005086103A (ja) * 2003-09-10 2005-03-31 Ricoh Co Ltd 希土類マグネットブロックの製造方法及び装置

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