JPS63453A - 耐酸化性永久磁石材料とその製造方法 - 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〕 本発明はＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ系合金で代表される希土類元
素（８）と遷移金属（力とからなるＲ２Ｔ１４Ｂ系金属
間化合物磁石に関し、特にＲ（Ｔを含む希土類元素）。

Ｆｅ　、　Ｂを主成分とする永久磁石に係り、耐酸化性
を改善したＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石に関するものである。

〔従来の技術〕

従来のＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石は、現在市販されて因るＳｍ
−Ｃｏ系永久磁石に比べ高−磁石特性を有する。

しかしながら、大気中にお−て極度に酸化し易い希土類
元素と鉄とを含有するため、磁気回路などの装置に組込
んだ場合、磁石の酸化による特性の劣化、バラツキが生
ずる。例えば、・・−ドディスクのボイスコイルモータ
などでは磁石より発生する酸化物（サビ）の飛散による
周辺部品への汚染の問題があった。

これら耐酸化性改善の文献として、特開昭６０−５４４
０６．特開昭６０−６３９０１　、特開昭６０−６３９
０２などが挙げられる。

これらの文献によれば、永久磁石の表面に耐酸化性の金
属被皮膜を形成するものである。これらの耐酸化性皮膜
は湿式による金属メッキ、化成皮膜、耐酸化性樹脂によ
り、生成され、耐食性の向上を目的としている。

ところが、　Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石におＡては、大気中で
極めて酸化し易く且つ、不安定な酸化物であるＲ−ｒｉ
ｃｈ相をその金属組成中に含有する。このため。

電解、無電解の湿式金属メッキ、化成被膜処理ではその
処理工程に多量の水、水溶液を用いるため被膜形成工程
中に磁石材料が酸化する恐れがあり充分な耐食性を得ら
れない欠点がある。

一方、耐酸化性樹脂による防食においても被膜の物理強
度などが金属被膜に比べ劣るため、被膜表面にキズ等が
入りやすく充分な耐食性を得ることができない。

そこで、上記の湿式メッキ法に代替する新しい乾式メッ
キ法としてイオンブレーティング法がある。このイオン
グレ〜ティンダ法による乾式メッキは、予め焼結させた
磁石の表面に、イオン化させた金属粒子を磁性結晶体で
ある被コーテイング材へダロー放電によりたたきつけ、
コーティングする方法であり、その成膜工程中に水、水
溶液を全く使用しないため特に酸化されやすい材料には
有効な防食方法である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながらこのイオンブレーティング法によるコーテ
ィングにおいてもであるコーティング被膜と被コーテイ
ング材との密着度は、物理的吸着によるものであるため
完全であるとは言い難い。

また、コーティングする金属は被コーテイング材表面に
柱状に成長するため、小さいピンホールなども多数存在
し、また被膜が脆いためエツジ部が欠けやすい。そのた
め厳し込環境下で使用される場合（例えば、自動車用部
品等）には、耐食性が不充分であシ対応できな込。この
対策として、イオンブレーティングした素材に、さらに
耐酸化性に優れた樹脂コーティングを施すことにより耐
食性はかなり向上するがコスト高となりさらに膜厚も大
きくなるため、工業上不都合がある。

そこで１本発明の目的はこれら諸問題点を解決し高耐酸
化性を有するＲＦｅ−Ｂ系磁石材料を提供することであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石材料にＡｔ　。

Ｃｒ　、　Ｎｉ及びこれら元素の合金を蒸着・ス・ぐン
タ。

イオンブレーティングにより被覆した後、熱処理するこ
とにより、光来よりも著しく耐酸化性に優れた永久磁石
材料が得られる。

さらに１本発明によれば°、蒸着・スフ４ンタ、イオン
ブレーテイングによりＡｔ　、　Ｃｒ　、　Ｎｉ又はこ
れら元素の合金を被覆した後４００〜１１００℃で熱処
理することにより、被膜である金属コーテイング膜の組
織を変化させ（ＥＸＸ柱状晶等等軸晶ることによシ被覆
層の延性を増し、さらに表面に存在するピンホールを除
去して、耐食性の向上が図れる。

〔発明の原理〕 本発明は例えばネオジー鉄−ゴロンを主成分とするＲ２
Ｔ１４Ｂ系磁性焼結体からなる永久磁石において、活性
な磁性焼結体の表面に金属被膜を約５μｍ以上の膜厚を
形成したのち、永久磁石とその被膜との物理的密着度を
高めるために、熱処理を施こす。金属被膜の結晶構造は
、熱処理前においては。

柱状晶であり、ボアの多い構造であったが、熱処理を施
こすと９等軸晶は再結晶し、しかもボアが消滅するため
に永久磁石への密着度が向上される。

しかもこの密着度を改善する熱処理を施した後。

焼結型磁石では磁石特性を回復させるために、さらに再
熱処理を施すことにより、磁石特性が良好で、耐酸化性
、耐食性の良い永久磁石を得るものである。

また、熱処理によシ被膜としてのコーテイング膜と、Ｒ
−Ｆｅ−Ｂ磁石に冶金反応が生じコーティング金属被膜
とＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の反応相が生ずるためコーテイン
グ膜とＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の密着度が向上し。

さらに耐食性が向上するものである。

ここで、熱処理温度を４００〜１１００℃としたのは３
００℃未満では、コーティング金属と。

Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石間の冶金反応が不充分であり密着度
の向上が図れず、また、コーティング被膜金属の組織変
化も不充分であり、ピンホールが存在し耐食性の向上が
図れないためである。

また１１００℃以下としたのは、１１００℃を越えた温
度領域ではＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ相の粒成長が著しくなり、
Ｈｃ及び減磁カーブの角型性の劣化が生じ。

磁石特性上好ましくなく、また、磁石の融解も生じ、磁
石の変形が生じ製品上好ましくないためである。

また、コーテイング膜の膜厚均一度、膜厚コントロール
の点でドーピング法、　ＣＶＤ法に比べ蒸着。

ス・ぐンタ、イオンブレーティングは優れているため本
発明ではこれら手法を採択している。

また、コーティング膜厚は耐酸化性、コスト面。

寸法精度の面より５〜３０μｍが好ましい。

さらに本発明によるコーテイング後の熱処理により磁石
特性が劣化する場合においても、適当な熱処理をさらに
加えることにより磁石特性は回復する。

以上述べたように本発明によればＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石材
料にＡｔ、　Ｃｒ　、　Ｎｉ及びこれらの合金を蒸着。

スパＩり、イオングレーティングにより被覆した後１ｃ
４００〜１１００℃で、熱処理することによシ、耐酸化
性に優れた磁石材料が得られ、また。

コーテイング後の熱処理により磁石特性が劣化する場合
においても、適当な熱処理を加えることにより、磁石特
性は回復するため実用上非常に有益である。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面を参照して説明する。

〈実施例１〉 純度９５　ｗｔ　％以上のＮ＋１Ｆｅ−Ｂを用いアルゴ
ン雰囲気中で高周波加熱により３３Ｎｄ−１，ＯＢ−Ｆ
ｅｂａｔ（ｗｔ％）の組成を有するインゴットを得た。

次にこれらインゴットを、アルゴン雰囲気中で粗粉砕し
た後約４μｍにゴールミルを用いて湿式粉砕した。この
粉末を１５　ＫＯｅの磁界中にて１．Ｏｔｏｎ／Ｃ−の
圧力で成形した。この圧粉体を１０５０〜１１００℃で
２時間Ａｒ中保持焼結し、その後水焼入れ忙よシ急冷し
た。

得られた焼結体よシ１０門Ｘ１Ｘ１０ｍｍＸ８の寸法た
試験片を複数個切り出した。次にＡｔ・Ｃｒ・Ｎｉ金属
を蒸着、スノＪ？ツタ、イオングレーティングにより第
１表のようにこれら試験片へ被覆した。

これらのコーテイング膜をハクリしてその膜厚を測定し
たところ最小で５μｍ、最大で１５μｍであった。

次に、これらコーティングした試験片をコーテイング膜
と磁石材料を反応させるための熱処理（１）を行った。

その後特性を回復させるためさらに熱処理を加えた。

第１表にこれらコーティング条件と熱処理条件及び磁気
特性の関係を示す。また、比較例として上記焼結体を６
００℃で熱処理し念コーティング処理しない試験片及び
この試験片に、　Ａｔ、　Ｎｉ　。

Ｃｒ蒸着、スパッタ、イオングレーティングしたのみの
試験片の磁石特性を第２表に示す。

また、これら試験片を１００ｈｒ塩水￥を霧試験（ＪＩ
Ｓ−Ｚ−２３７１）　Ｌ、た結果を第３表に示す。

第１表、第２表、第３表よちＡｔ、　Ｎｉ　、　Ｃｒを
蒸着、ス・ぐツタ、イオンブレーティングしたノミの試
料よりもさらに熱処理を加えた試料の方が耐食性に優れ
、しかも磁石特性に優れていることがわかる。

図−１にＡｔをイオンブレーティングした試料の破面の
金属組織及び熱処理を加えた試料の破面の金属組織を示
す。（熱処理条件６００℃Ｘ０，５ｈｒ）Ａｔヲイオン
グレーティングした試料に比べ、熱処理を加えた試料で
はコーテイング膜と磁石材料の間に反応相が認められる
。この反応相をＸ−Ｍ−Ａにより解析したところＡｔ−
Ｎｄ−Ｆｅの化合物であることがわかった。また、　Ａ
ｔの組織がイオンブレーティングのみでは柱状的に存在
して−るが、熱処理を加えることにより等軸晶になって
いるのがわかる。

以下余白 第２表　く比較例〉　焼結後６００℃×１ｈ「の熱処理
を加えた試験片の無コーテイング、及びＡｔ。

Ｃｒ　、Ｎｉを蒸着、スノにツタ、イオンブレーティン
グした試験片の磁気特性 〈実施例−２〉 実施例−１で得られた焼結体試験片にＮｉを。

イオンシレーティングによシコーティングした。

これらの試験片の膜厚を測定したところ１０〜１５μｍ
であった。これら試験片を３００〜１２００℃で０．５
ｈｒ熱処理した。さらにこれら試験片のうち磁気特性の
劣化が著しいものには特性を回復させるため５００〜６
００℃の熱処理を加えた。ここで、コーティングしたＮ
ｉと磁石材料を反応させるために行った熱処理のうち、
６００℃と７００℃の試料は特性劣化を生じていないた
め追加熱処理は行なわなかった。また１２００℃で熱処
理した試験片は、著しい変形を生じていた。

これら熱処理による磁石特性の変化を第２図に示す。

磁石に被膜を施こした後、金属膜の改質を図るために横
軸の温度とする熱処理温度で熱処理（１）を施こしたの
が一〇−曲線である。これによれば、熱処理（１）によ
る磁石特性の良好なところは５５０℃〜７５０℃の温度
範囲とすべきことが分る。また。

−・−曲線は、上記のように一度膜を改質するために横
軸に示す温度で熱処理を施こしたものを、さらに５００
〜６００℃で熱処理（Ｉｆ）を施こすことにより磁石特
性が改善していることを明らかにしたデータである。

また比較例として、実施例−１で示した比較例のＮｉ−
イオングレーティングした試料の磁気特性も列挙した。

またこれら試料を１００　ｈｒ塩水噴霧試験した結果を
第４表に示す。

また、耐食性という面でこれらの試料を評価した結果が
第４表で、耐食性という面でば４００℃〜１１００℃で
熱処理されることが良い。熱処理により膜が柱状晶に形
成さｎ、ポーラス（多孔質）な状態から、熱処理により
膜が同軸品に改質され。

それはといもなおさず孔がなくなるために、磁石との空
気中の酸との接触が断たれるために耐食性が改善される
ものである。

第２図、第４表よシわかるように、４００〜１１００℃
の熱処理を加えることによシ、磁石特性を低下させず、
しかも耐食性の優れた磁石材料が得られることがわかる
。

第４表　Ｎｉをイオンブレーティングした試料及び熱処
理を追加した試料の１００ｈｒ塩水噴霧試験結果 〔発明の効果〕 以上実施例で述べた如く２本発明によればＡｔ・Ｎｉ−
Ｃｒ又はこれら元素の合金を蒸着、ス・ぐフタ。

イオングレーティングにより磁石材料表面にコーティン
グした後４００〜１１００℃で熱処理することにより耐
酸化性に著しく優れた磁石材料が得られる。また熱処理
によシ磁石特性が劣化した場合においても適当な温度で
熱処理をさらに加えてやることにより磁石特性は回復す
るため磁石特性上でも問題ない。

以上、Ａｔ−Ｎｉ−Ｃｒ及びこ扛らの合金についてのみ
述べたが耐酸化性に優れた金属及び合金であれば同様な
効果が期待できることは容易に推察できるものである。

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、磁性焼結体と、該磁性焼結体の表面を被膜する金属
   又は合金被膜とを有する耐酸化性永久磁石材料において
   、前記金属又は合金被膜は、再結晶構造であることを特
   徴とする耐酸化性永久磁石材料。 ２、磁性焼結体の表面に金属又は合金を被膜する被膜工
   程と、該被膜工程を経た後、前記被膜された磁性焼結体
   に熱処理を施し、前記金属又は合金被膜を再結晶させる
   再結晶処理工程とを有することを特徴とする耐酸化性永
   久磁石材料の製造方法。 ３、特許請求の範囲第２項記載の耐酸化性永久磁石材料
   の製造方法において、前記再結晶処理工程における熱処
   理温度は、実質的に５００〜７００℃であることを特徴
   とする耐酸化性永久磁石材料の製造方法。 ４、特許請求の範囲第２項記載の耐酸化性永久磁石材料
   の製造方法において、前記再結晶処理工程における熱処
   理温度は、実質的に４００〜１１００℃（５００〜７０
   ０℃を除く）であることを特徴とする耐酸化性永久磁石
   材料の製造方法。 ５、特許請求の範囲第３項又は第４項記載の耐酸化性永
   久磁石材料の製造方法において、前記再結晶処理工程に
   おける熱処理後、再熱処理を施すことを特徴とする耐酸
   化性永久磁石材料の製造方法。 ６、特許請求の範囲第５項記載の耐酸化性永久磁石材料
   の製造方法において、前記再結晶処理工程における再熱
   処理温度は、実質的に５００〜７００℃であることを特
   徴とする耐酸化性永久磁石材料の製造方法。