JPH053722B2

JPH053722B2 -

Info

Publication number: JPH053722B2
Application number: JP59252678A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Hamada; Tetsuharu Hayakawa
Original assignee: Sumitomo Special Metals Co Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1984-11-28
Filing date: 1984-11-28
Publication date: 1993-01-18
Also published as: JPS61130453A

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野この発明は、Ｒ（ＲはＹを含む希土類元素のう
ち少なくとも１種）、Ｂ、Feを主成分とする永久
磁石に係り、表面に電着塗装による耐食性樹脂層
を設けて永久磁石の耐食性を改善した希土類・ボ
ロン・鉄系永久磁石及びその製造方法に関する。従来の技術現在の代表的な永久磁石材料は、アルニコ、ハ
ードフエライトおよび希土類コバルト磁石であ
る。近年のコバルトの原料事情の不安定化に伴な
い、コバルトを20〜30wt％含むアルニコ磁石の
需要は減り、鉄の酸化物を主成分とする安価なハ
ードフエライトが磁石材料の主流を占めるように
なつた。一方、希土類コバルト磁石はコバルトを50〜
60wt％も含むうえ、希土類鉱石中にあまり含ま
れていないSmを使用するため大変高価であるが、
他の磁石に比べて磁気特性が格段に高いため、主
として小型で付加価値の高い磁気回路に多用され
るようになつた。そこで、本発明者は先に、高価なSmやCoを含
有しない新しい高性能永久磁石としてFe−Ｂ−
Ｒ系（ＲはＹを含む希土類元素のうち少なくとも
１種）永久磁石を提案（特願昭57−145072号）し
た。この永久磁石は、ＲとしてNdやPrを中心とす
る資源的に豊富な軽希土類を用い、Feを主成分
として25MGOe以上の極めて高いエネルギー積
を示す、すぐれた永久磁石である。発明が解決しようとする課題しかしながら、上記のすぐれた磁気特性を有す
るFe−Ｂ−Ｒ系永久磁石は主成分として、空気
中で酸化し易い希土類元素及び鉄を含有するた
め、該Fe−Ｂ−Ｒ系永久磁石を磁気回路に組込
んだ場合に、磁石表面に生成する酸化物により、
磁気回路の出力低下及び磁気回路間のばらつきを
惹起し、また、表面酸化物の脱落による周辺機器
への汚染の問題があつた。そこで、上記のFe−Ｂ−Ｒ系永久磁石の耐食
性の改善のため、磁石体表面にスプレー法あるい
は浸漬法によつて、耐食性樹脂層を被覆した永久
磁石を提案（特願昭58−171907号）した。しかし、スプレー法による樹脂の塗装には方向
性があるため、被処理物表面全体に均一な樹脂被
膜を施すのに多大の工程、手間を要し、特に形状
が複雑な異形磁石体に均一厚みの被膜を施すこと
は困難であり、また、浸漬法では樹脂被膜厚みが
不均一になり、製品寸法精度が悪い問題があつ
た。この発明は、希土類・ボロン・鉄を主成分とす
る新規な永久磁石の耐食性を改善した希土類・ボ
ロン・鉄を主成分とする永久磁石の提供を目的と
し、また、磁石体表面に均一厚みの耐食性樹脂層
を設けることができる製造方法の提供を目的とし
ている。課題を解決するための手段この発明は、Ｒ（但しＲはＹを含む希土類元素のうち少なくと
も１種）８原子％〜30原子％、 B2原子％〜28原子％、Fe42原子％〜90原子％
を主成分とし、主相が正方晶相からなる永久磁石
体表面に電着塗装による耐食性樹脂層を有するこ
とを特徴する永久磁石である。さらに、この発明は、前記の主相が正方晶相からなる永久磁石体を、
水性塗料中に浸漬し、該永久磁石体を陽極あるい
は陰極とし、該永久磁石体と対極間に直流電流を
給電し、該永久磁石体全体に電気的に塗装を施
し、表面に耐食性樹脂層を形成することを特徴と
する耐食性にすぐれた永久磁石の製造方法であ
る。この発明における耐食性樹脂層を磁石体表面に
形成する方法は、永久磁石体を水性塗料中に浸漬
し、該永久磁石体を陽極あるいは陰極とし、該永
久磁石体と対極間に直流電流を給電し、該永久磁
石体全体に電気的に塗装を施し、表面に耐食性樹
脂層を形成する電着塗装法であり、被処理磁石体
を陽極にしたアニオン電着塗装法あるいは被処理
磁石体を陰極にしたカチオン電着塗装法を採用す
ることができる。上記のアニオン電着塗装に使用される樹脂は、
乾性油、ポリエステル、ポリブタジエン、エポキ
シエステル、ポリアクリル酸エステルなどを骨核
としたポリカルボン酸樹脂であり、通常、有機ア
ミンあるいは苛性カリ等の塩基で中和し、水溶液
化あるいは水分散化されて負に荷電する。また、カチオン電着塗装に使用される樹脂は、
主としてエポキシ系樹脂、アクリル系樹脂などを
骨核にしたポリアミノ樹脂で、通常有機酸で中和
し、水溶液化あるいは水分散化されて正に荷電す
る。この発明において、永久磁石体表面への電着塗
装によつて得られる耐食性樹脂層の厚みは、5μ
ｍ〜30μｍの厚みが好ましい。さらに、防錆、塗膜補強改善の目的で、上記の
樹脂中に酸化亜鉛、クロム酸亜鉛、クロム酸スト
ロンチウム、鉛丹などの防錆用顔料を含有してい
てもよく、あるいはベンゾトリアゾールを含有す
るものでもよい。この発明において、樹脂中に含有される上記の
顔料は、樹脂量に対して80％以下でよく、またベ
ンゾトリアゾール量は、樹脂量に対して５％以下
の含有でよい。また、この発明の永久磁石用合金は、体積比で
１％〜50％の非磁性相（酸化物相を除く）を含む
ことを特徴とし、焼結磁石の場合には結晶粒径が
１〜100μｍの範囲にある正方晶系の結晶構造を
有する化合物を主相とする。したがつて、この発明の永久磁石はＲとして
NdやPrを中心とする資源的に豊富な軽希土類を
主に用い、Fe、Ｂ、Ｒを主成分とすることによ
り、25MGOe以上の極めて高いエネルギー積並
びに高残留磁束密度、高保持力を有し、かつ高い
耐食性を有する、すぐれた永久磁石を安価に得る
ことができる。永久磁石の限定理由この発明の永久磁石に用いる希土類元素Ｒは、
８原子％30原子％のNd、Pr、Dy、Ho、Tbのう
ち少なくとも１種、あるいはさらに、La、Ce、
Gd、Er、Eu、Pm、Tm、Sm、Lu、Yb、Ｙの
うち少なくとも１種を含むものが好ましい。又、通例Ｒのうち１種をもつて足りるが、実用
上は２種以上の混合物（ミツシユメタル、ジジム
等）を入手上の便宜等の理由により用いることが
できる。なお、このＲは純希土類元素でなくてもよく、
工業上入手可能な範囲で製造上不可避な不純物を
含有するものでも差支えない。Ｒ（Ｙを含む希土類元素のうち少なくとも１種）
は、新規な上記系永久磁石における必須元素であ
つて、８原子％未満では結晶構造がα−鉄と同一
構造の立方晶組織となるため、高磁気特性、特に
高保磁力が得られず、30原子％を越えるとＲリツ
チな非磁性相が多くなり、残留磁束密度（Br）
が低下して、すぐれた特性の永久磁石が得られな
い。よつて、Ｒは８原子％〜30原子％の範囲とす
る。Ｂは、新規な上記系永久磁石における必須元素
であつて、２原子％未満では菱面体組織となり、
高い保持力（iHc）は得られず、28原子％を越え
るとＢリツチな非磁性相が多くなり、残留磁束密
度（Br）が低下するため、すぐれた永久磁石が
得られない。よつて、Ｂは２原子％〜28原子％の
範囲とする。 Feは、新規な上記系永久磁石において必須元
素であり、42原子％未満では残留磁束密度（Br）
が低下し、90原子％を越えると高い保磁力が得ら
れないので、Feは42原子％〜90原子％の含有と
する。また、この発明による永久磁石用合金におい
て、Feの一部をCoで置換することは、得られる
磁石の磁気特性を損うことなく、温度特性を改善
することができるが、Co置換量がFeの50％を越
えると、逆に磁気特性が劣化するため、好ましく
ない。また、この発明による永久磁石は、Fe、Ｂ、
Ｒの他、工業的生産上不可避的不純物の存在を許
容できるが、Ｂの一部を4.0原子％以下のＣ、3.5
原子％以下のＰ、2.5原子％以下のＳ、3.5原子％
以下のCuのうち少なくとも１種、合計量で4.0原
子％以下で置換することにより、永久磁石の製造
性改善、低価格化が可能である。また、下記添加元素のうち少なくとも１種は、
Fe−Ｂ−Ｒ系永久磁石に対してその保磁力等を
改善あるいは製造性の改善、低価格化に効果があ
るため添加する。しかし、保磁力改善のための添
加に伴ない残留磁束密度（Br）の低下を招来す
るので、従来のハードフエライト磁石の残留磁束
密度と同等以上となる範囲での添加が望ましい。 9.5原子％以下のAl、4.5原子％以下のTi、9.5
原子％以下のＶ、8.5原子％以下のCr、8.0原子％
以下のMn、５原子％以下のBi、12.5原子％以下
のNb、10.5原子％以下のTa、9.5原子％以下の
Mo、9.5原子％以下のＷ、2.5原子％以下のSb、
７原子％以下のGe、3.5原子％以下のSn、5.5原子
％以下のZr、5.5原子％以下のHfのうち少なくと
も１種を添加含有、但し、２種以上含有する場合
は、その最大含有量は当該添加元素のうち最大値
を有するものの原子％以下の含有させることによ
り、永久磁石の高保磁力化が可能になる。結晶相は主相が正方晶であることが不可欠であ
り、すぐれた磁気特性を有する焼結永久磁石を作
製するのに効果的である。また、この発明の永久磁石は、磁場中プレス成
型することにより磁気的異方性磁石が得られ、ま
た、無磁界中でプレス成型することにより、磁気
的等方性磁石を得ることができる。この発明による永久磁石は、保磁力iHc≧
1kOe、残留磁束密度Br＞4kG、を示し、最大エ
ネルギー積（BH）maxはハードフエライトと同
等以上となり、最も好ましい組成範囲では、
（BH）max≧10MGOeを示し、最大値は
25MGOe以上に達する。また、この発明永久磁石用合金のＲの主成分が
その50％以上を軽希土類金属が占める場合で、
R12原子％〜20原子％、B4原子％〜24原子％、
Fe65原子％％〜82原子％、を主成分とするとき、
焼結磁石の場合に最もすぐれた磁気特性を示し、
特に軽希土類金属がNdの場合には、（BH）max
はその最大値が35MGOe以上に達する。作用この発明は、Fe−Ｂ−Ｒ系永久磁石体表面に
生成する酸化物を抑制するため、電着塗装による
耐食性樹脂層を施すことによつて、該表面に膜圧
が均一で強固かつ安定な耐食性樹脂層を形成する
ことができ、本系磁石体表面の酸化が抑制され、
磁気特性が劣化することなくかつ長期にわたつて
安定する利点がある。実施例実施例１出発原料として、純度99.9％の電解鉄、B19.4
％を含有し残部はFe及びAl、Si、Ｃ等の不純物
からなるフエロボロン合金、純度99.7％以上の
Ndを使用し、これらを高周波溶解し、その後水
冷銅鋳型に鋳造し、15Nd8B77Fe（原子％）なる
組成の鋳塊を得た。その後インゴツトを、スタンプミルにより粗粉
砕し、次にボールミルにより粉砕し、粒度3μｍ
の微粉末を得た。この微粉末を金型に挿入し、12kOeの磁界中で
配向し、1.5t／cm²の圧力で成形した。得られた成形体を、1100℃、１時間、Ar中の
条件で焼結し、その後放冷し、さらにAr中で600
℃、２時間の時効処理を施して、永久磁石を作製
した。得られた永久磁石から外径20mm×内径10mm×厚
み1.5mm寸法に試験片を切り出した。カチオン電着塗料として、エポキシ系のエスビ
アCED、Ｓ−20（神東塗料株式会社製）を使用
し、予めトリクレンにて脱脂した上記試験片を陰
極とし、SUS316材板を陽極とし、温度28℃、電
圧150V、３分の条件で電着塗装を施した。ついで、水洗し、風乾したのち、180℃で30分
間保持して、表面に樹脂層を被着したこの発明に
よる永久磁石試料片を作製した。この試験片に耐蝕性試験と耐食性試験後の樹脂
層の密度強度試験を行なつた。また、樹脂層厚み
と耐食性試験前後の磁気特性を測定した。試験結
果及び測定結果は第１表に示す。耐食性試験は、上記試験片を60℃の温度、90％
の湿度の雰囲気に200時間放置した場合の試験片
の外観状況でもつて評価した。また、密着強度試験は、耐食性試験後の上記試
験片を、粘着テープで１mm間隔の桝目部分を引張
り、樹脂層が剥離するか否か（無剥離桝目数／全
桝目数）で評価した。比較例また、比較のため、上記実施例１の試験片に、
エポキシ系塗料をスプレー法にて、表裏面に２回
に分けて塗装し、さらに、80℃、１時間の乾燥処
理を行ない、表面にスプレー法による塗膜を有す
る比較試験片を得た。この比較試験片に上記の実
施例１と同一の試験及び測定を行ない、その結果
を同様に第１表に示す。実施例２出発原料として、純度99.9％の電解鉄、電解コ
バルト、B19.4％を含有し残部はFe及びAl、Si、
Ｃ等の不純物からなるフエロボロン合金、純度
99.7％以上のNdを使用し、これらを高周波溶解
し、その後水冷銅鋳型に鋳造し、
16Nd7B10Co67Fe（原子％）なる組成の鋳塊を得
た。その後インゴツトを、スタンプミルにより粗粉
砕し、次にボールミルにより粉砕し、粒度3μｍ
の微粉末を得た。この微粉末を金型に挿入し、12kOeの磁界中で
配向し、1.5t／cm²の圧力で成形した。得られた成形体を、1100℃、１時間、Ar中の
条件で焼結し、その後放冷し、さらにAr中で600
℃、２時間の時効処理を施して、永久磁石を作製
した。得られた永久磁石から外径20mm×内径10mm×厚
み1.5mm寸法に試験片を切り出した。アニオン電着塗料として、アクリル系のエスビ
アED、108−Ｕ（神東塗料株式会社製）を使用し、
予めトリクレンにて脱脂した上記試験片を陽極と
し、SUS316材板を陰極とし、温度28℃、電圧
230V、２分の条件で電着塗装を施した。ついで、水洗し、風乾したのち、180℃で30分
間保持して、表面に樹脂層を被着したこの発明に
よる永久磁石試料片を作製した。この試験片に実施例１の同方法の耐食性試験と
耐食性試験後の樹脂層の密着強度試験を行なつ
た。また、樹脂層厚みと耐食性試験前後の磁気特
性を測定した。試験結果及び測定結果は第１表に
示す。実施例３出発原料として、純度99.9％の電解鉄、B19.4
％を含有し残部はFe及びAl、Si、Ｃ等の不純物
からなるフエロボロン合金、純度99.7％以上の
Nd及びDy金属を使用し、これらを高周波溶解
し、その後水冷銅鋳型に鋳造し、
15Nd1.5Dy8B75.5Fe（原子％）なる組成の鋳塊を
得た。その後インゴツトを、スタンプミルにより粗粉
砕し、次にボールミルにより粉砕し、粒度3μｍ
の微粉末を得た。この微粉末を金型に挿入し、12kOeの磁界中で
配向し、1.5t／cm²の圧力で成形した。得られた成形体を、1100℃、１時間Ar中の条
件で焼結し、その後放冷し、さらにAr中で600
℃、２時間の時効処理を施して、永久磁石を作製
した。得られた永久磁石から外径20mm×内径10mm×厚
み1.5mm寸法に試験片を切り出した。カチオン電着塗料として、エポキシ系のエスビ
アCED、Ｓ−20（神東塗料株式会社製）を使用
し、上記試験片を陰極とし、SUS316材板を陽極
とし、温度28℃、電圧150V、３分の条件で電着
塗装を施した。ついで、水洗し、風乾したのち、180℃で30分
間保持して、表面に樹脂層を被着したこの発明に
よる永久磁石試料片を作製した。この試験片に耐食性試験と耐食性試験後の樹脂
層の密着強度試験を行なつた。また、被膜層厚み
と耐食性試験前後の磁気特性を測定した。試験結
果及び測定結果は第１表に示す。

【表】発明の効果第１表の試験及び測定結果に明らかなように、
この発明の電着塗装による樹脂層を有する永久磁
石は、比較例に対して膜厚が所要厚みで、かつ格
段にすぐれた均一度が得られているため、永久磁
石表面の酸化が確実に防止されており、磁気特性
の劣化がなく、比較例に対して磁気特性が著しく
向上する。

Claims

【特許請求の範囲】１Ｒ（但しＲはＹを含む希土類元素のうち少な
くとも１種）８原子％〜30原子％、B2原子％〜
28原子％、Fe42原子％〜90原子％を主成分とし、
主相が正方晶相からなる永久磁石体表面に電着塗
装による耐食性樹脂層を有することを特徴する耐
食性のすぐれた永久磁石。２Ｒ（但しＲはＹを含む希土類元素のうち少な
くとも１種）８原子％〜30原子％、B2原子％〜
28原子％、Fe42原子％〜90原子％を主成分とし、
主相が正方晶相からなる永久磁石体を、水性塗料
中に浸漬し、該永久磁石体を陽極あるいは陰極と
し、該永久磁石体と対極間に直流電流を給電し、
該永久磁石体全体に電気的に塗装を施し、表面に
耐食性樹脂層を形成することを特徴とする耐食性
にすぐれた永久磁石の製造方法。