JPH0247815A - Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石の製造方法 - 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、熱処理浴として金属または金属合金の溶湯を
使用することによって熱処理工程における酸化を防止す
るとともに密着性のよい金属または金属合金被覆を形成
し、耐蝕性と磁気特性の両方を改善するＲ−Ｆｅ−Ｂ系
焼結磁石の製造方法に関する６ ［従来の技術］ 近年、Ｓ　ｍ　Ｃｏ系磁石に代わって高価でかつ原料供
給に不安のあるＳｍ、Ｃｏ離れした希土類・鉄・はう素
糸（以下Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系と略記する。）永久磁石への期
待は大きく新素材として注目されている。

但し、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石は酸化性の著しいＲとＦｅを
多量に含有するため耐蝕性が劣るという問、Ｍｎ、Ｃｕ
、Ｚｎ、Ｚｒのうち少なくとも一種）の表面被覆を施す
考案（実公昭６１−１７７４０７号）、あるいはＡｌ、
Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ
、Ｍｏ、Ｓｎのうち少なくとも一種からなる表面被覆を
施す考案（実公昭６１−１７７４０８号）を提案してい
る。

しかして、その被覆方法の一例としてＰＶＤ法（物理的
気相蒸着法）を例示した。

前述の金属または金属合金の被覆方法は種々考えられて
いるが、蒸着法、イオンブレーティング法等は工業上の
利用性の観点からは問題があった。

高真空を利用するものであるため高価な設備を必要とす
るだけでなく、大型のものは処理が困難だからである。

そこで、焼結体を合金溶湯に浸漬して表面処理すると共
に時効処理も行なう製造方法が発明された（特開昭６３
−５５９０７号）、該発明は合金溶湯を４７０〜７００
℃にして浸漬し一段時効熱処理を施すものである。

［発明が解決しようとする問題点］ 前述の発明は温度範囲が４７０〜７００℃と限定される
ために使用できるのは特定の合金に限定され、その選択
の幅が制限される問題点があった。

事実、前記公報の実施例は融点を７００℃より低くする
ためにＡ１単体ではなく、Ａｌ−Ｃｕ、Ａ１　５ｉ、Ａ
Ｉ　　Ｓｎ合金に限られている。この発明による時は、
融点が６５９℃のＡ１においてさえも余り過熱できず粘
性が高く取れないために溶湯の流動性も悪く、磁石への
付着不良、磁石の凹部等への付き回りが良くないという
問題点があった。

また、前述の発明では前処理することなく一度の処理で
金属被覆を行なおうとするものであり、磁石本体との付
着強度の信頼性に問題があった。

下地処理が不十分なためである。

［問題点を解決する手段］ このような問題点を解決するために本発明は、原子百分
比で２〜２８％のＢと、８〜３０％のＲ（但しＲはＹを
含む希土類元素の少なくとも一種）と、残部Ｆｅ（一部
をＧｏで置換できる）とがら実質的になるＲ−Ｆｅ−Ｂ
系永久磁石の製造方法において、 焼結体を７５０〜１０００℃で加熱保持した後、室温〜
６００℃に冷却し、更に５５０〜７００℃で溶融状態と
なる金属又は金属合金の溶湯中に加熱保持して第二の金
属または金属合金の被覆を形成することを特徴とするＲ
−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の製造方法を提供するものである
。

本発明者は前記発明における合金溶湯とＲ−Ｆｅ−Ｂ系
磁石の表面の濡れ性１合金化反応等を詳細に検討した。

その結果、従来発明の問題点は何等前処理することなく
一回の熱処理で表面被覆も行なってしまおうとするもの
であるため、表面の漏れ性等の改質がなされないまま表
面被覆されることにあった。従って重要なのは溶湯への
浸漬処理の前に所定の熱処理を行なっておくことが必須
であることを見出したものである。

即ち、焼結体の表面層はＲ，Ｆｅ、Ｂの複雑に絡みあっ
た組織をしており、磁石本体とは異なった様相を呈して
いる。しかして、本発明者は、溶湯処理の前に７５０〜
１０００℃で加熱保持したのち室温〜６０ｏ℃に冷却（
第一次熱処理）することによって、溶湯との濡れ性等が
顕著に改善されることを見出したものである。その原因
については目下研究中であるが、熱処理に伴なう拡散。

あるいは表面の加工変質層の応力緩和、低融点なＲリッ
チ相成分の浸み出し等が関与しているものと考えられる
。

本発明において、第一次熱処理後の焼結体の表面は清浄
化しておく方がよい。その方法は公知の機械的、化学的
な方法が使用でき、前者の例としてはワイヤブラシ等に
よる除去、ショツトブラスト、グリッドブラスト等が使
用でき、後者の例としては硝酸、希硫酸等による酸洗が
使用できる。

第一次熱処理を７５０〜１０００℃に選んだ理由は、７
５０℃未満あるいは１０００℃を越える場合は十分な保
磁力が得られないからである。

しかる後に室温〜６００℃の温度まで冷却する。

冷却は用途、磁石の形状・大きさ等に応じて適宜選択で
き、徐冷する場合は熱処理炉のなかで放置する炉冷を選
択でき、更に冷却速度を上げたい場合はファンによる強
制冷却を、あるいは水、Ｓｉオイル、溶融金属等中への
浸漬を行なえばよい。

次いで、５５０〜７００”Ｃで溶融状態となる金属また
は金属合金の溶湯に浸漬する。この様な目的に利用でき
る金属はＡｌ　　（融点６５９℃）、Ｚｎ（融点４２０
℃）、ｐｂ（融点３２７℃）２Ｍｇ（融点６５１℃）、
Ｓｎ（融点２３２℃）等の金属単体のみならずＺｎ−Ａ
１合金、Ａｌ−Ｃｕ合金等、平衡状態図から適宜に選択
することができる。電気メツキとは違って適用し得る金
属または合金の制限は少ない。

この熱処理は５５０〜７００℃で行なう。５５０℃未満
あるいは７００℃を越える場合は保磁力が低いからであ
る。

また、溶湯に浸漬した後に被加工材を溶湯から取り出す
ときは急に取り出すと亀裂が入り易い為に加熱炉に保持
しておくとよい、あるいは溶湯に温度分布を持たせてお
いてゆっくりと引き出すとよい。

ここで更に第二の被覆を付着させることもでき。

第一の被覆の金属または金属合金と用途に応じて相違さ
せてもよい０例えば第一の被覆にＺｎを選択し、第二の
被覆にＡＩを選択してＺ　ｎ　−Ａ　Ｉの拡散層を両者
間に形成させてもよい、金属同志の場合には相互拡散が
容易に行なわれる。

本発明は前述の通り、先行する熱処理で溶湯との濡れ性
を顕著に改善し１次いで金属又は金属合金溶湯への浸漬
処理で強固な被覆を付着させるものである。直接合金溶
湯へ浸漬した場合と比較して、磁石本体との密着性は格
段に向上する。また複合皮膜の製造も容易である為に、
単に耐蝕性のみならず多機能を付与することが可能とな
る。例えば、第−層をＡＩとして耐蝕性を持たせ、第二
層をハンダ合金とすればハンダ付けの可能なＲ−Ｆｅ−
Ｂ系磁石を得ることも可能である。あるいは、第−層を
Ａｌとして陽極酸化処理により多孔久磁石複合体を得る
ことも可能である。

本発明に於けるＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の成分の限定理由は
従来公知のもの（例えば特開昭５９−１３２１０４号公
報参照）と変わりない。また、添加元素としてはＡ１、
Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｒ。

Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｂｉ２、
Ｎｉ、Ｗ等の公知の添加元素を添加することは本発明の
効果に何等悪影響を与えない。

本発明においてＲはＹを含む一種又は二種以上のものが
使用できるが、磁気特性から特にＮｄ。

Ｐｒを主体とし、原価低減の目的でＣｅ又はミツできる
。

以上、焼結磁石について説明したが本発明に係る製造方
法は他のタイプのＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石にも適用可能であ
る。即ち、溶湯急冷法で得られたフレークを温間で圧密
（ホットプレス）した磁石。

或いは更に温間で塑性変形させて磁気異方性を付与した
温間加工磁石、又は鋳造磁石若しくはそれを温間加工し
た磁石にも適用できる。

また、本発明で被覆した金属または金属合金被覆にクロ
メート処理等の化成皮膜処理を施したり、更に樹脂被覆
すれば耐蝕性は格段に向上する。あるいは、ＡＩ、Ｍｇ
を被覆した場合には陽極酸化処理も可能であり、更に封
孔処理１着色処理することも可能となる。

以下、実施例により本発明を説明する。

［実施例コ （実施例１） 原子％でＮｄ　　１４％、Ｂ８％、Ｎｂ１．２％、残部
Ｆｅなる組成をアーク溶解により作製した。得られ九イ
ンゴットをスタンプミル及びディスクミルにて粗粉砕し
３２メツシユ以下に調整後、ジェットミルで微粉砕した
。粉砕媒体は窒素ガスであり、粉砕粒度は３．５　ｔｔ
　ｍ　（Ｆ、Ｓ、Ｓ、Ｓ）である、ここでＦ、Ｓ、Ｓ、
ＳはＦｉｓｈｅｒ　５ｕｂ−Ｓｉｅｖｅ　５ｉｚａｒの
略であり、空気透過法による粒径測定法であるＦｉｓｈ
ｅｒ社の測定器による粒度であることを示す。

次に微粉砕粉を１５ｋＯｅの磁場中で横磁場成形（加圧
方向と磁場方向が直交）した、成形圧力は２トン／　ｃ
ｍ！である。得られた成形体をアルゴン雰囲気中で１１
００℃で１時間焼結し７８５℃に１時間保持した後、５
℃／秒の冷却速度で冷却した６次いで、焼結体を２％希
硫酸で酸洗したのち７００℃のＡ１溶湯中に１時間保持
した。それを取り出した後、ファンによる強制冷却で室
温まで冷却した。試料の断面を顕微鏡で観察したところ
磁石の表面には厚さ８０μＩのＡ１層が均一に付着して
いた。

（比較例）：焼結体を熱処理せずに室温まで冷却した後
、酸洗し、７００℃のＡ１溶湯中に浸漬。

熱処理した。試料の断面を顕微鏡で観察したところ磁石
本体とＡ１層の間での付着は不均一であり、空孔の存在
が多かった。厚みは７８μ臘と本実施例の場合とほとん
ど変りがなかったが、磁石の凹部、コーナ部への付着が
不均一であった。

この様にして得られた永久磁石を所定温度の恒温恒湿槽
の中に入れて、試験前後で外観、テーピング剥離テスト
、酸化増量の測定を行なった０本発明の場合には外観の
変化は見られなかったのに比べ、比較例の場合には被覆
の下から錆が浮き上がる「フクレ」状の腐食が多く見ら
れた。テーピング剥離テストとは幅１８ｍｍの特定のセ
ロファンテープを貼り付けた後はがした時の皮膜の剥離
状態を目視観察する試験方法である０本発明の場合には
全く剥離がなかったのに比べ、比較例の場合には剥離個
所が５ケあった。被覆金属がテープに貼りついたまま剥
離し、下地の磁石本体も酸化が見られた。酸化増量は８
０℃、９０％ＲＨで６００時間保持した時の重量変化（
含水及び酸化による重量の増加）を測定する試験である
。測定には電子天秤を用い、耐湿試験後３０℃４０％Ｒ
Ｈにて２時間保持し、更に大気中に１時間放置後、重量
を測定した。

６００時間保持後の酸化増量も比較例の場合が０．９４
ｇ／ｃｍ２にも達したのに比べ、０．０７ｍｇ／ｃｍ”
という顕著な耐蝕効果があった。

（実施例２） 実施例１において溶湯の種類を変化させてＺｎ、Ａｌ、
Ｍｇ、Ｓｎ、Ｐｂ、およびＡｌ−Ｃｕ合金とした場合の
耐蝕性の評価を行なった。比較例としては実施例１の（
比較例）で示した方法で各金属の被覆を施した。ここで
耐蝕性の評価は短時ｆ； 間で評価の容易＃１２０℃、２気圧のＰＣＴ（Ｐｒｅｓ
ｓｕｒｅ　Ｃｏｏｋｅｒ　Ｔｅ５ｔ）試験で評価した。

評価基準はＰＣＴ試験をした後、目視で腐食が発生する
までの耐久時間とした。結果を磁気特性と併せて第１表
に示す通り、本発明によれば従来の一段処理に比べて、
磁気特性と耐蝕性の両方を十分満足する結果が得られる
ことがわかる。

なお、第１表で試料Ｎｏ、の＄印は比較例を示す。Ｎ０
０７のＡ　ｌ　／　ＣｕはＡ１７０ｗｔ％、Ｃｕ３０ｗ
ｔ％の合金を示す。

第１表 （実施例３） 実施例１と同様な組成の磁石焼結体を合金溶湯への浸漬
工程までは同じ処理をした後１重量百分率でＣｕ　　３
％、Ｓｉ８％、Ｍｇ　　０．２％、Ｆｅｏ、７％、Ｍｎ
０．３％、Ｚｎ　　０．６％。

残部Ａ１の７４０℃の合金溶湯中に浸漬した。試験片の
形状は８０ｍｍ角で９ｍｍ厚さの板状とした。浸漬時間
は４５秒とした。溶湯から引き上げる際は付着した合金
溶湯の吹き飛ばしく付着量を均一にするため）を兼ねて
６００℃の熱風を吹き付け、熱風の温度を徐々に下げて
行った。また比較例として実施例１に示したのと同様に
処理した。

得られた試験片の外観はクラックの発生もなく、また断
面を研磨後、光学顕微鏡でｗｔ察しても磁石本体と被覆
層は７０μｍ程度の合金層を形成していた。更にＳＥＭ
／ＥＤＸ　（走査型電子顕微鏡）で分析したところ、表
面層はＮｄ、Ｆｅ、Ａｌが複雑に分布した組織を呈して
いた。比較例の場合には表面層におけるＮｄの含有量が
本発明の場合に比べて１ケタ高く、このことが耐食性劣
化と結びついているように思われる。

［発明の効果］ 本発明によればＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石の耐蝕性が、良
好な磁気特性を保持したまま、著しく改善できるばかり
でなく、複合被覆をも簡単かつ工業性のある方法で大量
に処理でき、例えばハンダ付けのできる磁石、表面に静
電容量層を有する複合磁石等、耐蝕性に他の機能を付加
することも容易である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）希土類元素（Ｒ），ほう素（Ｂ），鉄（Ｆｅ）を
   主成分とするＲ＿２Ｔ＿１＿４Ｂ金属間化合物（ここで
   、ＲはＹを含む希土類元素の少なくとも１種，ＴはＣｏ
   を含む金属元素の少なくとも１種）からなるＲ−Ｆｅ−
   Ｂ系永久磁石の製造方法において、焼結体を７５０〜１
   ０００℃で加熱保持した後、室温〜６００℃に冷却し、
   更に５５０〜７００℃で溶融状態となる金属又は金属合
   金の溶湯中に加熱保持して金属又は金属合金の被覆を形
   成することを特徴とするＲ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の製造
   方法。
2. （２）原子百分比で２〜２８％のＢと、８〜３０％のＲ
   （但しＲはＹを含む希土類元素の少なくとも一種）と、
   残部Ｆｅ（一部をＣｏを含む金属元素で置換できる。）
   とから実質的になる請求項１に記載のＲ−Ｆｅ−Ｂ系永
   久磁石の製造方法