JPH0533077A - Ni被覆希土類合金の再利用方法 - Google Patents

Ni被覆希土類合金の再利用方法

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JPH0533077A
JPH0533077A JP3210185A JP21018591A JPH0533077A JP H0533077 A JPH0533077 A JP H0533077A JP 3210185 A JP3210185 A JP 3210185A JP 21018591 A JP21018591 A JP 21018591A JP H0533077 A JPH0533077 A JP H0533077A
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earth alloy
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magnet
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雅詔 賀屋
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/047Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
    • H01F1/055Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
    • H01F1/057Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B

Abstract

(57)【要約】 【構成】 Ni被覆膜を有し、希土類元素ならびにFe
および/またはCoを含有する希土類合金を再利用する
方法であって、Ni被覆膜を有する希土類合金(Ni被
覆膜形成後に選別された不良品など)およびNi被覆膜
を有しない希土類合金(Ni被覆形成前の研削工程にお
いて発生した削り屑など)に、前記希土類合金構成元
素、あるいは前記希土類合金構成元素のうちFeおよび
Co以外の元素を加えて溶解して原料合金とし、新たに
希土類合金を製造する。 【効果】 Ni被覆を剥離する必要がないので、安全か
つ安価に廃材の利用ができ、しかも、再利用による特性
低下を極めて小さく抑えることができる。また、Ni被
覆前の工程において発生する削り屑や不良品なども利用
するので、資源の無駄使いがない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、Niめっき膜等のNi
被覆膜を有する希土類合金の製造工程において生じる不
良品などの廃材を利用して、再び希土類合金を製造する
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】高性能を有する永久磁石としては、粉末
冶金法によるSm−Co系磁石が知られている。しか
し、このものは、Sm、Coの原料価格が高いという欠
点を有する。希土類の中では原子量の小さい希土類元
素、たとえばセリウムやプラセオジム、ネオジムは、サ
マリウムよりも豊富にあり価格が安い。また、Feは安
価である。そこで、近年Nd−Fe−B系磁石が開発さ
れ、特開昭59−46008号公報では、焼結磁石が、
また特開昭60−9852号公報では、高速急冷法によ
るものが開示されている。
【0003】Nd−Fe−B系磁石は、酸化され易い希
土類元素と鉄とを主成分とするため、耐食性が低く、性
能の劣化、バラつき等が問題となっている。このため、
各種の防食膜が提案ないし実用化されているが、これら
のうち、電気めっき法によるNiめっき膜は耐食性が良
好で量産性にも優れ、しかも機械的強度の点においても
補強効果を発揮するため有用である。
【0004】Niめっき希土類磁石の製造工程において
めっき不良が生じた場合、通常は廃棄される。また、め
っき前の工程において軽微なカケやヒビなどが生じた磁
石は、通常、選別されることなくNiめっきが施され、
めっき後に検査選別されて廃棄される。
【0005】廃棄されるNiめっき磁石には貴重な希土
類元素が含まれているため、再利用方法が検討されてい
る。例えば、めっき剥離剤により磁石表面からNiめっ
きを剥離する方法も一部で利用されているが、この方法
は化学的反応を利用するため条件の設定が困難であるの
で、一般的に容易に実施することは難しく、コスト高と
なってしまう。また、廃液処理のためにコストがかか
る。
【0006】また、通常、Niめっき前に磁石は研削等
により形状加工されるが、この際に発生する削り屑など
も従来は廃棄されていた。さらに、Niめっき前の工程
において重度のワレやカケが生じた場合や成形不良品な
どは、めっき前に廃棄されていた。このような廃材も希
土類元素を含むものであり、資源の無駄使いとなってい
る。
【0007】なお、このような事情は、他のNi被覆希
土類合金についても同様である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような事
情からなされたものであり、Ni被覆希土類合金の製造
工程で発生するNi被覆付きの廃材およびNi被覆なし
の廃材などを利用して、Ni被覆を剥離することなく特
性の良好な希土類合金を製造する方法を提供することを
目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
(1)〜(4)の本発明により達成される。
【0010】(1) Ni被覆膜を有し、希土類元素な
らびにFeおよび/またはCoを含有する希土類合金を
再利用する方法であって、それぞれ製品化不可能なNi
被覆膜を有する希土類合金およびNi被覆膜を有しない
希土類合金に、前記希土類合金構成元素のうちFeおよ
びCo以外の元素を加えて溶解して原料合金とし、新た
に希土類合金を製造することを特徴とするNi被覆希土
類合金の再利用方法。
【0011】(2) Ni被覆膜を有し、希土類元素な
らびにFeおよび/またはCoを含有する希土類合金を
再利用する方法であって、それぞれ製品化不可能なNi
被覆膜を有する希土類合金およびNi被覆膜を有しない
希土類合金に、前記希土類合金構成元素を加えて溶解し
て原料合金とし、新たに希土類合金を製造することを特
徴とするNi被覆希土類合金の再利用方法。
【0012】(3) 前記原料合金の鉄族元素中のNi
の比率が10重量%以下である上記(1)または(2)
に記載のNi被覆希土類合金の再利用方法。
【0013】(4) 前記希土類合金がNd−Fe−B
系磁石である上記(1)ないし(3)のいずれかに記載
のNi被覆希土類合金の再利用方法。
【0014】
【作用】本発明では、それぞれ製品化不可能なNi被覆
膜を有する希土類合金およびNi被覆膜を有しない希土
類合金に、前記希土類合金構成元素を加えて、あるいは
前記希土類合金構成元素のうちFeおよびCo以外の元
素を加えて溶解して原料合金とし、新たに希土類合金を
製造する。具体的には、Ni被覆膜を有する希土類合金
で製品化不可能なものとは、Ni被覆膜形成後に選別さ
れた不良品などであり、Ni被覆膜を有しない希土類合
金で製品化不可能なものとは、Ni被覆形成前の研削工
程において生じた削り屑や、重度の不良のためにNi被
覆形成前に選別された廃材などである。
【0015】前記原料合金にはNiが混入して本来の組
成から外れるため、特性低下は避けられないが、本発明
ではNi被覆を有する廃材に加えNi被覆形成前の廃材
を用いるので、前記原料合金中のNi含有率を低くする
ことができる。しかも、従来廃棄されていたNi被覆形
成前の廃材を利用するので、資源を有効利用できる。ま
た、Niは希土類合金中においてFeおよびCoと同じ
サイトに入るため、Niの混入により鉄族元素が過剰に
なって組成比がずれるが、本発明では不足する元素を添
加して組成比のずれを補正するので、元の希土類合金、
すなわち前記Ni被覆膜を有する希土類合金に対し、特
性の低下の小さい希土類合金を製造することができる。
また、ずれ補正により特性を管理して、高性能材の廃材
を利用して、それより低性能な希土類合金を安価に安定
に量産することができる。
【0016】
【具体的構成】以下、本発明の具体的構成について詳細
に説明する。
【0017】本発明は、Ni被覆膜を有し、希土類元素
ならびにFeおよび/またはCoを含有する希土類合金
を再利用する方法である。本発明では、それぞれ製品化
不可能なNi被覆膜を有する希土類合金およびNi被覆
膜を有しない希土類合金に、所定の元素を加えて溶解し
て原料合金とし、新たに希土類合金を製造する。
【0018】本発明の第1の態様における前記所定の元
素とは、前記希土類合金構成元素のうちFeおよびCo
以外の元素であり、本発明の第2の態様における前記所
定の元素とは、前記希土類合金構成元素である。
【0019】Ni被覆膜を有する希土類合金とNi被覆
膜を有しない希土類合金との混合比率は特に限定されな
いが、Niの混入により組成がずれて特性が低下するの
で、第1の態様では、前記原料合金の鉄族元素中のNi
の比率が10重量%以下、特に、Nd−Fe−B系磁石
の場合、好ましくは5重量%以下となるように、混合比
率を決定することが好ましい。また、第2の態様では、
添加される前記所定の元素にはNi以外の鉄族元素が含
まれるので、前記所定の元素を加えたときのNiの比率
が前記値以下となるように決定し、それを一定値に管理
すればよい。
【0020】本発明では混合する合金や元素の割合を調
整することにより、前記原料合金の鉄族元素中のNi比
率を前記値以下の一定の値とすることができるので、元
の希土類合金に比べ特性はわずかに低下はするが、安定
した特性の再生合金が得られる。例えば、Nd−Fe−
B系磁石の場合、鉄族元素中のNiの比率を前記値以下
に抑えることにより、元の磁石に比べ少なくとも50%
程度以上の保磁力を安定して得ることができ、耐食性は
元の磁石よりも向上する。
【0021】なお、第1の態様を適用するか第2の態様
を適用するかは、Ni被覆膜を有する希土類合金の廃材
およびNi被覆膜を有しない希土類合金の廃材それぞれ
の発生量に基づいて適宜決定すればよい。
【0022】第1の態様において、Ni被覆希土類合金
の構成元素のうちのFeおよびCo以外の元素とは、N
d−Fe−B系磁石の場合、NdやB、さらにDy等の
他の添加元素である。Ni被覆に由来するNiは、溶解
して原料合金とする際にFeやCoと同じサイトに入る
ので、FeおよびCo以外の元素を添加することにより
鉄族元素過剰の状態を補正する。これらの元素の具体的
な添加量は、Ni混入量に応じて決定すればよい。
【0023】また、第2の態様においては、少なくとも
希土類合金を構成する主要な元素全てが加えられるが、
上記した第1の態様と同様に鉄族元素過剰の状態を補正
するために、元の希土類合金の組成比に対し、Feおよ
びCo以外の元素が過剰となるように添加する元素の比
率を決定することが好ましい。具体的な比率は、上記同
様、Ni混入量に応じて決定すればよい。
【0024】なお、蒸気圧の比較的高いNd等の希土類
元素は溶解の際に蒸発するので、通常の原料合金製造の
際に用いる出発原料と同様に希土類リッチ組成とするた
めに、他の元素に比べ希土類元素を過剰に添加すること
が好ましい。具体的には、Nd−Fe−B系磁石の場
合、過剰に添加する希土類元素は全体の1〜5重量%程
度とすることが好ましい。
【0025】なお、前記各元素は、金属単体で加えられ
てもよく、合金の状態で加えられてもよい。
【0026】本発明は、電気めっき法により形成された
Ni被覆膜を有する希土類合金にも、無電解めっき法に
より形成されたNi被覆膜を有する希土類合金にも適用
可能である。また、蒸着法等の気相法により形成された
Ni被覆膜を有する希土類合金にも適用することができ
る。本発明を適用する場合、Ni被覆膜の厚さは特に限
定されないが、防食膜として用いられるNi被覆膜の厚
さは、通常、5〜100μm 程度である。
【0027】本発明が適用される希土類合金に特に制限
はなく、本発明は、例えば、希土類磁石、磁歪材などの
各種希土類合金の再利用に好適である。
【0028】希土類磁石としては、Nd−Fe−B系永
久磁石や、Sm−Co系永久磁石などが挙げられる。S
m−Co系永久磁石としては、Sm2 (Co,Cu,F
e,M)17(M=Ti,Zr,Hf)などのSm2 Co
17系や、SmCo5 等が挙げられる。
【0029】磁歪材としては、Tb−FeやSm−Fe
等の希土類−遷移金属系超磁歪材料などが挙げられる。
【0030】本発明が適用される希土類合金の形状およ
び製造方法にも特に制限はない。例えば、製造方法が、
焼結法、急冷法、鋳造法等のいずれであった場合でも、
本発明の効果は実現する。
【0031】以下、本発明が特に好ましく適用されるN
d−Fe−B系永久磁石について説明する。
【0032】Nd−Fe−B系永久磁石は、Nd2 Fe
14B金属間化合物を主相とし、この主相は実質的に正方
晶系の結晶構造を有する。
【0033】本発明が適用される場合、磁石全体の組成
は特に限定されない。すなわち、焼結法や急冷法等の製
造方法に応じてあるいは要求される磁気特性等に応じて
適宜選択されたいずれの組成であっても本発明は効果を
発揮するが、通常、Nd−Fe−B系永久磁石の組成
は、 5.5原子%≦Nd≦30原子%、 42原子%≦Fe≦90原子%および 2原子%≦B≦28原子% 程度とされる。
【0034】そして、Ndの一部を、他の希土類元素、
例えば、Pr、Ho、Tb、La、Sm、Ce、Gd、
Dy、Er、Eu、Pm、Tm、Yb、Y等の1種以上
で置換してもよい。Ndに対するこれらの元素の置換率
は、20%以下であることが好ましい。
【0035】また、温度特性の改善のために、Feの一
部をCoで置換してもよい。Feに対するCoの置換率
は、50%以下とすることが好ましい。
【0036】また、これらの元素の他、Ca、C、P、
S、Cu、Al、Ti、V、Cr、Mn、Bi、Nb、
Ta、Mo、W、Sb、Ge、Sn、Zr、Ni、S
i、Hf等の1種以上が含有されていてもよい。これら
の元素の含有率は、通常、総計で10原子%以下とする
ことが好ましい。
【0037】本発明が適用される希土類磁石を製造する
方法は、前述したように特に限定されず、通常の焼結
法、急冷法、鋳造法等を用いればよい。
【0038】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明
をさらに詳細に説明する。
【0039】粉末冶金法によって作製した14Nd−1
Dy−7B−78Fe(数字は原子比)の組成をもつ焼
結体をAr雰囲気中で600℃にて2時間時効処理を施
し、25mm×25mm×1.5mmの板状に加工し、さらに
バレル研磨処理により面取りを行なって、永久磁石を得
た。
【0040】この永久磁石を、ジャパンメタルフィニッ
シングカンパニー社製エンドックス114溶液(120
g/1 、60℃)に10分間浸漬した。
【0041】次いで、イオン交換水(塩素含有量0.5
ppm )を用いて1N HNO3溶液を調製した。この溶液
に、上記永久磁石を室温で5分間浸漬した後、前記イオ
ン交換水中で超音波洗浄した。
【0042】洗浄後、下記組成のめっき浴を用い、浴温
55℃、電流密度3A/dm2 にてバレル法により電気めっ
きを行なった。浴pHは、4.5とした。
【0043】めっき浴組成 硫酸ニッケル(Ni4 SO4 ・7H2 O) 300g/l ホウ酸(H3 BO3 ) 40g/l 2−ブチン−1,4−ジオール(S不含有光沢剤) 0.3g/l ラウリル硫酸ナトリウム 0.05g/l
【0044】このようにして、膜厚15μm の半光沢N
iめっき膜を形成した。なお、膜厚はセイコー電子の蛍
光X線膜厚計により測定した。
【0045】Niめっき膜を形成した磁石と、めっき前
の研削工程において得られた削り屑と、Nd、Dyおよ
びBとを混合し、高周波誘導加熱により溶解し、冷却し
て原料合金とした。なお、混合比率は、Niめっきを形
成した磁石(磁石100重量部とNi2.5重量部)に
対し、削り屑を100重量部、NdとDyを合計で3重
量部、Bを0.03重量部とした。また、添加したNd
とDyの比率は、元の磁石組成における比率と同じとし
た。
【0046】この原料合金を用いて粉末冶金法により磁
石を作製したところ、FeとNiの合計に対するNiの
比率は約1.7重量%であった。
【0047】なお、Niめっき磁石の再利用により製造
された磁石中の希土類元素含有量は、元の磁石の希土類
元素含有量とほぼ同じであった。
【0048】以上の実施例の結果から、本発明の効果が
明らかである。
【0049】
【発明の効果】本発明によれば、Ni被覆希土類合金の
廃材を利用して新たに希土類合金を製造するに際し、N
i被覆を剥離する必要がないので、安全かつ安価に廃材
の利用ができ、しかも、再利用による特性低下を極めて
小さく抑えることができる。また、Ni被覆前の工程に
おいて発生する削り屑や不良品なども利用するので、資
源の無駄使いがない。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Ni被覆膜を有し、希土類元素ならびに
    Feおよび/またはCoを含有する希土類合金を再利用
    する方法であって、 それぞれ製品化不可能なNi被覆膜を有する希土類合金
    およびNi被覆膜を有しない希土類合金に、前記希土類
    合金構成元素のうちFeおよびCo以外の元素を加えて
    溶解して原料合金とし、新たに希土類合金を製造するこ
    とを特徴とするNi被覆希土類合金の再利用方法。
  2. 【請求項2】 Ni被覆膜を有し、希土類元素ならびに
    Feおよび/またはCoを含有する希土類合金を再利用
    する方法であって、 それぞれ製品化不可能なNi被覆膜を有する希土類合金
    およびNi被覆膜を有しない希土類合金に、前記希土類
    合金構成元素を加えて溶解して原料合金とし、新たに希
    土類合金を製造することを特徴とするNi被覆希土類合
    金の再利用方法。
  3. 【請求項3】 前記原料合金の鉄族元素中のNiの比率
    が10重量%以下である請求項1または2に記載のNi
    被覆希土類合金の再利用方法。
  4. 【請求項4】 前記希土類合金がNd−Fe−B系磁石
    である請求項1ないし3のいずれかに記載のNi被覆希
    土類合金の再利用方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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