JPH0752683B2 - 耐食性のすぐれた希土類磁石 - Google Patents

耐食性のすぐれた希土類磁石

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JPH0752683B2
JPH0752683B2 JP61282975A JP28297586A JPH0752683B2 JP H0752683 B2 JPH0752683 B2 JP H0752683B2 JP 61282975 A JP61282975 A JP 61282975A JP 28297586 A JP28297586 A JP 28297586A JP H0752683 B2 JPH0752683 B2 JP H0752683B2
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隆樹 浜田
浩子 中村
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Hitachi Metals Ltd
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Sumitomo Special Metals Co Ltd
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【発明の詳細な説明】 利用産業分野 この発明は、高磁石特性を有するFe−B−R系稀土類永
久磁石に係り、その特定組成及び簡単な表面処理により
永久磁石の耐食性を著しく向上させた稀土類・ボロン・
鉄系永久磁石に関する。
背景技術 本発明者は先に、NdやPrを中心とする資源的に豊富な軽
稀土類を用いてB,Feを主成分とし、高価なSmやCoを含有
せず、従来の稀土類コバルト磁石の最高特性を大幅に越
える新しい高性能永久磁石として、Fe−B−R系永久磁
石を提案した(特開昭59−46008号号公報、特開昭59−8
9401号公報)。
前記磁石合金のキュリー点は、一般に、300℃〜370℃で
あるが、Feの一部をCoにて置換することにより、より高
いキュリー点を有するFe−B−R系永久磁石を得(特開
昭59−64733号、特開昭59−132104号)、さらに、前記C
o含有のFe−B−R系稀土類永久磁石と同等以上のキュ
リー点並びにより高い(BH)maxを有し、その温度特
性、特に、iHcを向上させるため、稀土類元素(R)と
いてNdやPr等の軽稀土類を中心としたCo含有のFe−B−
R系稀土類永久磁石のRの一部にDy、Tb等の重稀土類の
うち少なくとも1種を含有することにより、25MGOe以上
の極めて高い(BH)maxを保有したままで、iHcをさらに
向上させたCo含有のFe−B−R系稀土類永久磁石を提案
した(特開昭60−34005号)。
しかしながら、上記のすぐれた磁気特性を有するFe−B
−R系磁気異方性焼結体からなる永久磁石は主成分とし
て、空気中で酸化し次第に安定な酸化物を生成し易い稀
土類元素及び鉄を含有するため、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
酸化物の脱楽による周辺機器への汚染の問題があった。
そこで、出願人は、上記のFe−B−8R系永久磁石の耐食
性の改善のため、磁石体表面に無電解めっき法あるいは
電解めっき法により耐食性金属めっき層を被覆した永久
磁石(特願昭58−162350号)を提案したが、本めっき法
では永久磁石体及が焼結体で有孔性のため、この孔内に
めっき前処理での酸性溶液またはアルカリ溶液が残留
し、経年変化とともに腐食する恐れがあり、また磁石体
の耐薬品性が劣るため、めっき時に磁石表面が腐食され
て密着性・防蝕性が劣る問題があった。そのため磁石体
表面にスプレー法あるいは浸漬法によって、厚膜の耐食
性樹脂層を被覆した永久磁石を提案(特願昭58−171907
号)したが、耐食性樹脂層が厚膜のため、製品の寸法精
度に問題があり、またその耐食性が十分でなく苛酷な環
境条件での長時間使用できない問題があった。
発明の目的 この発明は、Fe−B−R系稀土類永久磁石の耐食性の改
善を目的とし、耐食性改善のため、その組成を特定し、
且つ簡単な表面処理を施すことによりすぐれた耐食性と
寸法精度のすぐれたFe−B−R系永久磁石を目的として
いる。
発明の構成と効果 この発明は、すぐれた耐食性と寸法精度を発揮するFe−
B−R系永久磁石を目的に、Fe−B−R系永久磁石を組
成的に種々検討した結果、稀土類元素(R)として、N
d、Dyを特定し、かつB、Co、Al、C、あるいはさら
に、TiまたはNbの特定量を含有することにより、永久磁
石材料の磁石特性を劣化させることなく、従来では得ら
れない程の耐食性の改善効果が得られ、さらに、簡単な
表面処理として、焼結磁石体表面に、薄膜厚の特定の耐
食性樹脂層被着することにより、更に耐食性が向上をす
ることを知見したものである。
すなわち、この発明は、 Nd11at%〜15at%、Dy0.2at%〜3.0at%、 かつNdとDyの総量が12at%〜17at%であり、 B5at%〜8at%、Co0.5at%〜13at%、 Al0.5at%〜4at%、C1000ppm以下を含有し、 残部Fe及び不可避的不純物からなり、 主相が正方晶構造からなる焼結磁石体表面にスプレー
法、ハケ塗り法あるいは浸漬法により、薄膜15μm以下
のポリシロキサン樹脂層を有することを特徴とする耐食
性のすぐれたFe−B−R系稀土類磁石である。
この稀土類永久磁石材料は、 (BH)max25MGOe以上、かつiHc10kOe以上を有し、60
℃、相対的湿度90%雰囲気中での1000時間放置後に発錆
がなく、従来の耐酸化性樹脂層を有するFe−B−R系永
久磁石より格段にすぐれた耐食性を有する。
また、この発明は、前記組成にさらに、TiまたはNbの1
種を0.1at%〜1.0at%含有させることにより、前記のす
ぐれた耐食性を劣化させることなく、永久磁石の磁石特
性、特に、減磁曲線の角形性を改善し、(BH)maxを向
上させることができる。
Fe−B−R系永久磁石合金における粒界相は、該合金内
に、Co及びAlを含有しない場合は、Bをほとんど含ま
ず、Feを数%含有し、そのほとんどが稀土類元素からな
るRリッチ相及びBの含有が多いR1+εFe4B4相から
構成されているため、Fe−B−R系永久磁石の耐食性が
劣化する理由は、化学的に活性な稀土類元素を主体とす
る前記Rリッチ相の存在によるものと考えられる。
この発明によるFe−B−R系永久磁石合金の場合のは、
その粒界相において、含有されるCo及びAlが前記Rリッ
チ相に入って、多相となり、かつCo及びAl量の調整によ
り、磁石特性を低下させることなく、粒界相の耐食性に
大きく寄与するものと考えられる。
この発明におけるポリシロキサ樹脂は、撥水性であり、
永久磁石体表面に薄膜を形成させるだけで防錆効果が大
きい。
また、この発明において、永久磁石体表面にポリシロキ
サン樹脂層の被膜方法としては、スプレー法、ハケ塗り
法、浸漬法等により塗布したのち、焼き付けるものであ
るが、この樹脂層は2μm以上あればよく、すぐれた寸
法精度を得るためには、15μm以下の厚みとすることが
好ましい。
また、樹脂層を披着する前に永久磁石体の表面を有機溶
剤で洗浄することが好ましい。
成分の限定理由 この発明において、Ndは、11at%未満では、高保磁力を
得るために必要なNdリッチ相が不足し、また、保磁力の
小さなα−鉄が出現して磁石特性が急激に低下し、ま
た、15at%を越えると、保磁力は僅かに増加するが、Br
の減少、並びにBrの減少に伴ない(BH)maxが低下する
ため、 11at%〜15at%とし、好ましいNd量は 12at%〜14at%の範囲とする。
本発明において、Ndの一部を磁気特性及び耐食性を阻害
しない範囲でprにて置換することができ、また市販品の
Nd材料として、Nb、Pr、Ceを含むジジム(didymium)を
一部用いることができる。
Dyは、0.2at%未満では、iHc及び(BH)maxの増大効果
がなく、また、3.0at%を越えると、iHcの向上には有効
であるが、Dyは資源的に少なく高価であり、永久磁石コ
ストの上昇を招来し好ましくないため、0.2at%〜3.0at
%に限定する。また、好ましい範囲は0.2at%〜2.0at%
である。
また、NdとDyの総量、すなわち、稀土類元素の総量が、
12at%未満では、主相の金属化合物中に、Feが析出し、
iHcが急激に低下し、また、17at%を越えるとiHcは10KO
e以上と大きくなるが、残留磁束密度Brが低下し(BH)m
ax25MGOe以上に必要なBrが得られず好ましくないため、
NdとDyの総量は、12at%〜17at%に限定する。また、好
ましい前記総量は、12.5at%〜15at%である。
Bは、5at%未満では、iHcが10kOe以下となるため好ま
しく、また、8at%を越えると、iHcは増大するが、Brが
低下して、 (BH)max25MGOe以上が得られないため、 5at%〜8at%に限定する。
Coは、キュリー点の上昇、製品の耐候性及び原料粉末の
耐酸化性、Isの上昇に有効であるが、0.5at%未満で
は、キュリー点の上昇、及び耐候性改善の効果が少な
く、13at%を越えると、粒界にはCoが高濃度な凝縮集さ
れ、Coが30at%以上含有する強磁性のR(Nd・Dy)−Co
化合物が析出して、本系磁石の磁化反転を容易に行わせ
てiHcを低下させるため、0.5at%〜13at%の含有とす
る。また、好ましいCoの範囲は、1at%〜10at%であ
る。
AlはiHcの増加及び耐候性の改善に有効であり、特に、C
oの添加量の増大に伴ない低下するiHcの改善効果を有す
るが、0.5at%未満では、iHcの増加及び耐候性の改善の
効果が少なく、また、4at%を越えると、iHcの向上には
有効であるが、Br、(BH)maxが急激に低下するため、 0.5at%〜4at%に限定する。Alの好ましい含有量は、0.
5at%〜2at%である。
TiまたはNbは、Al添加によるBr、(BH)maxの減少を補
う効果を有するが、TiまたNbが0.1at%未満ではBrの上
昇効果がなく、1.0at%を越えると、磁石合金中のBと
化合してTiまたはNb硼化物を生成し、磁石合金として必
要なBの減少を招来してiHcが低下するため、0.1at%〜
1.0at%に限定する。さらに好ましい範囲は、0.2at%〜
0.7at%である。
Cは、永久磁石の耐食性に大きな影響を及ぼし、含有が
1000ppmを越えると、耐食性が急激に低下して実用的な
永久磁石が得られないため、1000ppm以下の含有が望ま
しく、好ましくは800ppm以下であり、さらに好ましくは
500ppm以下の含有である。
この発明による稀土類永久磁石合金において、前記元素
を含有したのちの残部は、Feと不可避的不純物であり、
不純物は工業生産上、不可避的に混入するP、S、Cu、
Mn、Ni等のものが許容される。
また、O2は、800ppm以下の含有が好ましく、さらには、
6000ppm以下が好ましい。
この発明において、 Nd12at%〜14at%、Dy0.2at%〜2.0at%、 かつNdとDyの総量が12.5at%〜15at%であり、 B5at%〜8at%、Co1at%〜10at%、 Al0.5at%〜2at%、C500ppm以下を含有し、 残部Fe及び不可避的不純物からなり、主相が正方晶構造
からなる永久磁石は、プレス時、プレス方向と直角に磁
場を印加する場合に、 (BH)max30MGOe以上、IHc13kOe以上のすぐれた磁石特
性を有し、かつ極めて高い耐食性を有する。
また、この発明による永久磁石材料は、結晶粒径が1μ
m〜100μmの範囲にある正方晶系結晶構造を有する化
合物R2(Fe・Co)14B型を主相とし、Alを含まずCoを含
有するRリッチ相と、AlとCoを含有するRリッチ相から
なる多相のRリッチ相に含まれるCo量が5〜30at%、Al
が5at%以下を含有する粒界相構造のとき、耐食性が最
もすぐれている。
この発明は特定量のNd、Dy量及びNd、Dy総量と特定量の
B、Co、Al、及びC量を含有することにより高磁石特性
と供に極めてすぐれた耐食性を有するものである。
実 施 例 実施例1 出発原料として、純度99.9%の電解鉄、フェロボロン合
金、純度99.7%以上のND、Dy、Co、Alを使用し、これら
を配合後高周波溶解し、その後水冷銅鋳型に鋳造し、第
1表に示す鋳塊を得た。
その後この鋳塊を、スタンプミルにて粗粉砕し、さら
に、ボールミルにて微粉砕し、平均粒度3μmの微粉砕
粉を得た。
この微粉砕粉をプレス装置の金型に装入し、12kOeの磁
界中で配向し、磁界に直角方向に、1.5t/cm2の圧力で成
形して、得られた成形体を、1060℃〜1120℃,2時間,Ar
雰囲気中、の条件で焼結し、さらに、放冷したのち、Ar
雰囲気中で、800℃,1時間、ついで580℃,2時間の2段時
効処理して、20mm×10mm×8mm寸法に試験片を切り出
し、試験片に溶剤脱脂後乾燥した後、コリコーン1700CP
樹脂(コリコンコーポレーション社製)をスプレー法に
て4回重ね塗布した後、150℃、15分の焼付処理を施し
て、表面に2〜5μmの樹脂層を被着して、本発明の永
久磁石の試験片を得た。
この試験片を、60℃の温度、相対湿度90%の雰囲気に10
00時間放置して、発錆状況及び永久磁石材料の耐食性試
験前後の磁石特性を測定した。その結果を第2表に示
す。
実施例2 出発原料として、純度99.9%の電解鉄、フェロボロン合
金、純度99.7%以上のND、Dy、Co、Al、Ti、Nbを使用
し、これらを配合後高周波溶解し、その後水冷銅鋳型に
鋳造し、第3表に示す種々の組成の鋳塊を得た。
その後この鋳塊を、スタンプミルにて粗粉砕し、さら
に、ボールミルにて微粉砕し、平均粒度3μmの微粉砕
を得た。
この微粉砕粉をプレス装置の金型に装入し、12kOeの磁
界中で配向し、磁界に直角方向に、1.5t/cm2の圧力で成
形して、得られた成形体を、1060℃〜1120℃,2時間,Ar
雰囲気中の、条件で焼結し、さらに、放冷したのち、Ar
雰囲気中で、800℃,1時間、ついに580℃,2時間の2段時
効処理して、20mm×10mm×8mm寸法に試験片を切り出
し、試験片に溶剤脱脂後乾燥した後、コリコーン1700MS
液中に浸漬した。
その後、室温で3時間乾燥した後、150℃、15分の焼付
処理を施して、表面に2〜5μmの樹脂層を被着して、
本発明の永久磁石の試験片を得た。
この試験片を60℃の温度、相対湿度90%の雰囲気に1000
時間放置して、発錆状況及び永久磁石材料の耐食性試験
前後の磁石特性を測定した。その結果を第4表に示す。
比較のため、第3表に組成を示した比較組成からなるFe
−B−R系永久磁石材料から得られた試験片に、エポキ
シ樹脂をスプレー法にて塗布し、80℃、30分の焼付処理
を施して、表面に20〜30μmの樹脂層を被着した比較試
験片を作製した。得られた比較試験片を前記耐食性試験
に供した。その結果を第4表に示す。
第2表,第4表より明らかなように、この発明による薄
膜樹脂層を被着した永久磁石材料は、従来のFe−B−R
系永久磁石材料に比べ、頗るすぐれた耐食性を有するこ
とが分る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01F 1/053

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Nd11at%〜15at%、Dy0.2at%〜3.0at%、 かつNdとDyの総量が12at%〜17at%であり、 B5at%〜8at%、Co0.5at%〜13at%、 Al0.5at%〜4at%、C1000ppm以下を含有し、 残部Fe及び不可避的不純物からなり、主相が正方晶構造
    からなる焼結磁石体表面にポリシロキサン樹脂層を有
    し、(BH)max25MGOe以上、かつiHc10kOe以上の特性を
    有し、温度60℃、相対的湿度90%の雰囲気に1000時間放
    置後に発錆がないことを特徴とする耐食性のすぐれた稀
    土類磁石。
  2. 【請求項2】Nd11at%〜15at%、Dy0.2at%〜3.0at%、 かつNdとDyの総量が12at%〜17at%であり、 B5at%〜8at%、Co0.5at%〜13at%、 Al0.5at%〜4at%、C1000ppm以下、 TiまたはNbの1種0.1at%〜1.0at%を含有し、 残部Fe及び不可避的不純物からなり、主相が正方晶構造
    からなる焼結磁石体表面にポリシロキサン樹脂層を有
    し、(BH)max25MGOe以上、かつiHc10kOe以上の特性を
    有し、温度60℃、相対的湿度90%の雰囲気に1000時間放
    置後に発錆がないことを特徴とする耐食性のすぐれた稀
    土類磁石。
JP61282975A 1986-11-26 1986-11-26 耐食性のすぐれた希土類磁石 Expired - Lifetime JPH0752683B2 (ja)

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