JPS63255907A - 永久磁石およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、Ｒ−Ｂ−Ｆｅ系永久磁石に係り、とくに耐
食性を改善したＲ−Ｂ−Ｆｅ系永久磁石およびその製造
方法に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、従来の５ｏｂ−Ｃｏ磁石に比較し、より高磁気特
性を有しかつ資源的にも高価なＳａ＋やＣｏを、必ずし
も含まないＮｄ−Ｂ−Ｆｅ系永久磁石が発明された。

（俵用ほか、Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、５５（６）　、
　１５Ｍａｒｃｈ１９８４゜ｐ２０８３〜２０８７、お
よび特開昭５９−４６００８号公報、同５９−２０４２
０９号公報参照）しかし、Ｎｄ−Ｂ−Ｆｅ系焼結磁石の
表面は化学的に不安定で、錆を生成しやすい。従って、
防錆を目的とした表面処理方法が多（開示されている。

例えば、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎの金属メッキ法（特開昭６０
−５４４０６号公報）、リン酸塩、クロム酸塩などの化
成被膜処理方法（特開昭６０−６３９０３号公報）エポ
キシ、アクリル、メラミンなどの樹脂層を設ける方法（
特開昭６０−６３９０１号公報）およびＡｌ！薄膜層を
設ける方法（特開昭６１−２７０３０８号公報）が提案
されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、Ｒ−Ｂ−Ｆｅ系磁石に４ｘ薄膜を設けた場合、
Ａｌ薄膜の成膜条件が不適切であると、Ａｊ？薄膜に空
隙部が生じ、Ｒ−Ｂ−Ｆｅ系磁石の表面が直接、外部雰
囲気と接し、耐食性が劣る問題があった。

上記、空隙部の発見は著しく困難で、空隙部の存在した
ままで使用すると初期の目的とした防錆が、確保できな
いことになる。

そこで本発明の目的は、Ｒ−Ｂ−Ｆｅ系磁石（但しＲは
Ｙを含む希土類元素の内、少くとも１種）にＡｌ薄膜を
設けた後、ＦｅおよびＣＮイオンを含むクロム酸水溶液
ににて処理する過程で、上記問題点であるＡｌ空隙部を
見出すことにより、従来技術の問題点を解消し、優れた
耐食性能が得られる永久磁石およびその製造方法を提供
することを目的とする。

本発明者らは、赤血塩フェリシアン化カリウムに：ｌＦ
！３（ＣＮ）６を含むクロム酸水溶液中にＡｌ薄膜層を
設けたＲ−Ｂ−Ｆｅ磁石を浸漬すると、Ａｌ！部に欠陥
が有する場合、磁石部がクロム酸水溶液に接触し、磁石
中のＦｅが上記に３Ｆｅ（ＣＮ）ｉ、と反応しＡｌ欠陥
部に青色反応が生じることに着目し、本発明に至ったの
である。

すなわち、本発明は必須元素としてＲ（Ｙを含む希土類
元素の内、少くとも１種）ＢおよびＦｅからなるＲ−Ｂ
−Ｆｅ系磁石の表面にＡ１またはＡＮ−Ｍ合金の薄膜（
Ｍとして、Ｍ　ｇ　１　Ｓ　Ｉ　＋　Ｔ　Ｉ　＋　Ｖ　
＋　Ｃｒ　＋　Ｍ　ｎ　＋Ｃｕ、ＺｎおよびＺｒの内、
少くとも１種）を設け、さらに少くともＦｅおよびＣＮ
イオンを含むクロム酸水溶液にてクロメート皮膜を設け
、必要に応じさらに樹脂層を設けた永久磁石およびその
製造方法である。

以下本発明を詳述すると、本発明を適用するに先立ち、
公知の方法（例えば特開昭５９−４６００８号公報およ
び特開昭６０−１８２１０４号公報参照）にてＲ−Ｂ−
Ｆｅ系焼結磁石が準備される。この段階での磁石の表面
は、通常、酸化物層や加工歪層が含まれる。

上記、酸化物層や加工歪層は、磁気特性の点から好まし
くないことは当然で、さらに後工程で被着されるへ１薄
膜層と磁気間での密着性の点からも好ましくない。

従って、Ａ　ｌ　ｔａ３粉を、磁石表面に噴射し、上記
酸化物や加工歪み層を除去する。Ａ　ｌ　ｚ０３粉は、
平均粒径２０〜３５０μＩが好ましく、圧力１〜６ｋｇ
／ｃｉの加圧気体とともに、０．５〜６０分間噴射され
る。

上記ブラスト処理は硫酸などによる処理にても代替可能
である。清浄化された磁石は、その後真空中にてイオン
ブレーティングされ、表面にＡｌ薄膜を付与される。本
イオンブレーティングは、真空度１０−　’Ｔｏｒｒの
容器に試料を入れ、Ａｒ封入後１０−”ＴｏｒｒのＡｒ
ガス中にてグロー放電を発生するとともに、陰極である
試料にＡｒイオンを衝突せしめ試料表面を浄化した後、
引き続きコーティング材料である純度９９．９９ｗｔ％
のＡｌ線を加熱し、蒸発Ａｌをイオン化し、イオン化し
たＡ１粒子を前記試験片に付着し、Ａｌ薄膜層を形成す
る方法である。

Ａｊ２薄膜層は上記イオンブレーティング方法以外に、
湿式メッキ法、溶融Ａｌ法にても可能である。

イオンブレーティングすなわちＰｖＤ法におけるＡ６ｉ
膜層は磁石に対し柱状晶を形成し成膜されるが、Ａｌ欠
陥部では、柱状晶同志の境界が、緻密でなく、空隙部を
形成することもある。

上記欠陥部を含むＡ１層から成るＲ−Ｂ−Ｆｅ系磁石を
フェリシアン化カリウムおよびクロム酸などで構成され
るクロム酸水溶液に浸漬すると、欠陥部では青色反応が
生じる。従って、青色反応を有するＲ−Ｂ−Ｆｅ磁石は
、欠陥部有りとして不合格品とし、一方、欠陥部を発生
せしめないようにＡ１成膜方法に対策を講じねばならな
い。青色反応を発生しないものについては、欠陥部なし
として適切なりロメート皮膜が、形成されたものと考え
る。

上記、述べたＡ　ｌ　２０３粉末または酸による前処理
に引き続いてＰＶＤ法、湿式メッキ法、または溶融ＡＪ
法によりＡｆ薄膜を形成しさらにクロメート処理にて、
磁石表面に耐食性の大なるＡｊ２クロメート層が被着さ
れるが、さらに樹脂層を積層することにより、＾ｌ・ク
ロメート層の一部が磁石から剥離し難くなり、耐食性が
一層改善される。

クロメート層は、＾ｊ２薄膜層と樹脂層の密着性の改善
にも有効である。用いる樹脂は、エポキシ。

アクリル、アルキド、メラミン、シリコン樹脂などある
いはこれらの樹脂の複合で良く、塗膜方法もスプレー塗
装または電着塗装（特開昭６１−１３０４５３号公報参
照）で良い。

次に本発明を適用する希土類・ボロン・鉄系磁石の成分
限定理由について説明すると、本発明の磁石は希土類元
素Ｒ（但しＲはＹを含む希土類元素の少な（とも１種）
、ボロンおよび鉄を必須元素とする。さらに詳述すると
、Ｒとしてはネオジム（Ｎｄ）　、プラセオジム（Ｐｒ
）またはそれらの混合物（ジジム）が好ましく、他にラ
ンタン（Ｌａ）　、セリウム（Ｃｅ）、テルビウム（Ｔ
ｂ）　、ジスプロシウム（Ｄｙ）。

ホルミウム（）Ｉｏ）　、エルビウム（Ｅｒ）　、ユウ
ロピウム（Ｅｕ）、サマリウム（Ｓｍ）、ガドリニウム
（Ｇｄ）、プロメチウム（Ｐ＋ｏ）　、ツリウム（Ｔｏ
＋）　、イッテルビウム（Ｙｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）
及びイツトリウム（Ｙ）などの希土類元素を含んで良く
、総量で８〜３０原子％とされる。８原子％未満では十
分な保磁力が得られず、３０原子％を越えると、残留磁
束密度が低下するためである。ボロンＢは２〜２８原子
％とされる。２原子％未満では十分な保磁力が得られず
、２８原子％を越えると残留磁束密度が低下し優れた磁
気特性が得られないためである。上記ＲおよびＢ以外の
元素としてＦｅは必須であり４０〜９ｏ原子％含有され
る。

４０原子％未満では残留磁束密度（Ｂｒ）が低下し、９
０原子％を越えると高い保磁力（ｉｌｌｃ）が得られな
いためである。

上記Ｒ−ＢおよびＦｅを必須元素とし、希土類・ボロン
・鉄系磁石は作成されるが下記の如く、鉄の一部を他の
元素で置換することや、不純物を含んでも本発明の効果
は失われない。

すなわち、Ｆｅの代りに、５０原子％以下のＣｏ、　　
８原子％以下のＮｉで代替しても良い。Ｃｏは５ｏ原子
％を越えると高いｉＨｃが得られずＮｉは８％を越える
と高いＢｒが得られないためである。また上記以外の元
素として下記所定原子％以外のＡ元素の１種以上（ただ
し、２種以上含む場合のＡ元素の総量は当該含有へ元素
の内最大値を有するものの値以下）をＦｅ元素と置換し
ても本発明の効果は失われない。Ａ元素を下記する。

〔実施例〕

実施例１ 特開昭５９−４６００８号公報、および特開昭６０−１
８２１０４号公報記載の公知の方法にて、Ｎｄ−Ｂ−Ｆ
ｅ系焼結磁石を作製した。すなわち、３３χＮｄ−１，
１χＢ−残Ｆｅの組成（重量％）および磁気特性Ｂｒ＝
１１．８ｋＧ。

１１ｃ＝１０．９ＫＯｅ　（ＢＨ）ＷＡＸ　＝３３．５
ＭＧＯｅを有する磁石である。上記磁石を２０Ｘ２０Ｘ
８ｗＩに加工し溶剤脱脂後、平均粒径５０μｍのＡ　１
２０２粉にて２分間（圧力２Ｋｇ／−のドライエアー）
のプラスト処理後、イオンブレーティング法による＾ｌ
蒸着を行った。

Ａｌ蒸着法としては、試料を真空度１０−’Ｔｏｒｒの
容器内に入れた後、Ａｒガス送入し、１０−”Ｔｏｒｒ
のＡｒガス中４００ｖの電圧で、１５分間のグロー放電
を行った後、引き続き純度（重量％）　９９．９９χの
Ａｌｌ板を加熱溶融し、蒸発Ａｌをイオン化し、これら
イオン化したＡＪ粗粒子陰極を構成する前記試料に付着
し、Ａｌ薄膜層を形成する方法である。

なお、成膜時の印加電圧は１．５ＫＶであり、磁石の加
熱温度は２００℃であり、Ａｌ膜厚は１０μｍであった
。

得られた試料をクロム酸水溶液（液温３０℃。

ＩＰ　　７ｇ／　ｆ　、ＣｒＯ：＋４ｇン１　、ＫｚＦ
ｅ（ＣＮ）ｈ　　７ｇ／　ｌ　）　　に３０〜４５秒間
浸漬し、観察したが、青色の呈色反応を見出せなかった
。

実施例２ 成膜時の印加電圧を０．５ＫＶとした以外は、実施例１
と同様に作成した試料を実施例１と同しく、クロム酸水
溶液にて評価した。浸漬後、数秒後に、青色反応を呈し
た。青色を呈した部分を局部的に顕微鏡観察した結果、
磁石部表面が、ＡＪで完全に被覆されておらず、外部と
通じていることが分かった。

実施例３ 実施例１でのサンプルをクロム酸水溶液（３０°Ｃ）に
３０〜４５秒間浸積後、浸漬（１０℃）を３回行い、最
後に、４５℃のイオン交換水で湯洗し、５５°Ｃで３０
分間の乾燥を行い、表面観察および分析を行った。

結果を第１表に示す。

第１表　　　　　　　　　　　　（単位ｗｔ、χ）第１
表から、範囲および平均値で示すと第２表である。

第２表　　　　　　　　　　　　（ｉｖｔχ）第１表お
よび第２表から、クロメート表面層が、Ａ　ｌ　、　Ｃ
ｒ、Ｆｅ、になどで構成されていることが分がる。分析
技術上、Ｎａ未満の元素については分析不能のため、表
示されてない。

なお、サンプルをＡＮ板（Ａ　ｌ　０５０Ｐ、ＪＩＳ−
ト４０００）に変更し脱脂後、実施例３と同様に行い、
表面を分析した結果を第３表に示す。

第３表の結果から、クロメート層のＦｅおよびＫは、Ｋ
３Ｆｅ（ＣＮ）ｉから析出するものと、考えられる。

実施例４ 実施例１および実施例２で得たサンプルを前記クロム酸
水溶液（３０℃）に３０〜４５秒間浸漬し、水洗（１０
℃）を３回行うか、最後に、４５℃のイオン交換水で湯
洗し５５℃で３０分間の乾燥を行うクロメート処理後、
樹脂コートに供した。

塗膜条件は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１２０℃×３０分の焼付を行うものである
。塗膜厚みは、３０μｍであった。

上記、実施例１および実施例２のサンプルについて、８
０℃、　９０％相対湿度にて、２００時間の耐食試験を
行った。結果を第４表に示す。

第４表 第４表に見る如＜、ＦｅおよびＣＮイオンを含むクロム
酸水溶液にて青色反応を呈したサンプルは、耐食試験に
耐えられないことが分かる。また、青色反応を示さない
サンプルは、良好な耐食性を有することが分かる。以上
の結果から、ＦｅおよびＣＮイオンを含むクロム酸水溶
液を用いることにより、青色反応を呈するか否かにより
、製品の良否の識別判定が可能となる。

〔発明の効果〕

以上述べた如（本発明は、ｉｌ膜層を設けたＲ−Ｂ−Ｆ
ｅ系永久磁石に、ＦｅおよびＣＮイオンを含むクロム酸
水溶液にて、処理を行うことにより、製品の良否を識別
するとともに、クロメート処理および樹脂コート処理を
行うことにより、耐食性能を著しく、改善するもので、
その工業的価値は大きい。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、必須元素としてＲ（Ｙを含む希土類元素の内少くと
   も１種）ＢおよびＦｅからなるＲ−Ｂ−Ｆｅ系磁石の表
   面にＡｌまたはＡｌ−Ｍ合金の薄膜（Ｍとして、Ｍｇ、
   Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、ＺｎおよびＺｒの
   内、少くとも１種）を設け、さらに少くともＦｅおよび
   （ＣＮ）イオンを含むクロム酸水溶液にてクロメート皮
   膜を設けることを特徴とする永久磁石の製造方法。 ２、前記クロメート皮膜の上部に、さらに樹脂層を設け
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の製造方
   法。 ３、Ｒ−Ｂ−Ｆｅ系磁石の表面に、ＡｌまたはＡｌ−Ｍ
   合金の皮膜（Ｍとして、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、
   Ｍｎ、Ｃｕ、ＺｎおよびＺｒの内少くとも１種）を設け
   、その上部に、少くともＦｅおよびＣＮを含むクロメー
   ト皮膜を設けたことを特徴とする永久磁石。 ４、さらに樹脂層を設けたことを特徴とする特許請求の
   範囲第３項記載の永久磁石。