JPH0770383B2 - 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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JPH0770383B2
JPH0770383B2 JP61223210A JP22321086A JPH0770383B2 JP H0770383 B2 JPH0770383 B2 JP H0770383B2 JP 61223210 A JP61223210 A JP 61223210A JP 22321086 A JP22321086 A JP 22321086A JP H0770383 B2 JPH0770383 B2 JP H0770383B2
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Description

【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系希土類永久磁
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希土類・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
希土類を用いてB,Feを主成分とし、高価なSmやCoを含有
せず、従来の希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号公報、特開昭59−89401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Co含
有のFe-B-R系希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、i
Hcを向上させるため、希土類元素(R)としてNdやPr等
の軽希土類を中心としたCo含有のFe-B-R系希土類永久磁
石のRの一部にDy、Tb等の重希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(B
H)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系希土類永久磁石を提案した(特開昭60−34
005号)した。
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希土類
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
化物の脱落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-R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、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がで
きない問題があった。
発明の目的 この発明は、Fe-B-R系永久磁石材料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を発揮す
る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、希土類元素(R)として、Nd、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
効果が得られ且つ簡単な表面処理として焼結磁石体表面
に耐食性樹脂層被着することにより、更に耐食性知の向
上を計ることを特徴とするものである。
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
あるいは浸漬法により耐食性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系希土類磁石である。
この希土類永久磁石材料は、(BH)max25MGOe以上、か
つiHc10kOe以上を有し、80℃、相対的湿度90%雰囲気中
での長時間保持試験において、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、そのほとんどが希土類元素からなる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、化学的に活性な希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。
この発明における耐酸化成樹脂層には、エポキシ樹脂、
熱硬化型アクリル樹脂、アルキド樹脂、メラミン樹脂、
シリコン樹脂等の塗装用合成樹脂あるいはこれら樹脂の
複合樹脂であればよく、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、鉛丹
などの防錆用顔料を有していてもよく、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、
樹脂量に大して、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1%以下の含有でよい。
また、この発明において、永久磁石体表面に耐酸化性樹
脂層の被膜方法としては、スプレー法、浸漬法等により
添付したのち、焼き付けるものであるが、この樹脂層は
5μm以上あればよく、25μmを越えると製品の寸法精
度を得ることが困難となるため、25μm以下の厚みとす
ることが好ましい。
また、樹脂層を被着する前に永久磁石体の表面に下地処
理するも良く、下地処理被膜には燐酸亜鉛、燐酸マンガ
ン等の燐酸塩被膜、あるいはクローム酸塩被膜が好まし
く、下地処理の化成被膜厚みは耐食性及び強度、コスト
の点より5μm以下が好ましい。
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%〜14
at%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、希土類元素の総量が、
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
しくなく、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が高濃度に凝縮集さ
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または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。
この発明による希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、8000ppm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5a
t%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、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1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
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、溶剤30%含有のエ
ポキシ樹脂をスプレー法にて4回重ね添付した後、80
℃、30分の焼付処理を施して、表面に15〜24μmの樹脂
層を被着して、本発明の永久磁石の試験片を得た。
この試験片に耐食性試験と耐食性試験後の樹脂層の密着
性試験を行った。
耐食性試験としては、本発明品及び比較品共に60℃の温
度、相対湿度90%の雰囲気に600時間放置して行い、密
着強度試験は粘着テープで1mm間隔の升目部分を引っ張
り、樹脂層が剥離状況(無剥離升目数/全升目数)にて
評価した。
また、永久磁石材料の耐食性試験前後の磁石特性を測定
した結果を第2表に示す。
比較のため第1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、実施例1と同
一条件のエポキシ樹脂塗装を施し、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2表に示す。
第2表より明らかなように、この発明による永久磁石材
料は、従来のFe-B-R系永久磁石材料からは想像し得ない
程、頗るすぐれた耐食性を有することが分る。

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耐酸化性樹脂層を有すること
    を特徴とする耐食性のすぐれた希土類磁石。
  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耐酸化性樹脂層を有すること
    を特徴とする耐食性のすぐれた希土類磁石。
JP61223210A 1986-09-19 1986-09-19 耐食性のすぐれた希土類磁石 Expired - Lifetime JPH0770383B2 (ja)

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