JPH0250903A - 希土類−Ｆｅ−Ｂ系磁石の表面処理方法 - 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、Ｙを含む希土類元素（以下、Ｒで示す）、
Ｆｅ、およびＢを必須成分とするＲＦｅ−Ｂ系磁石の防
食を目的とした表面処理方法に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、従来のＳｍ−Ｃｏ系磁石に比較し、より高い磁気
特性を有し、かつ資源的にも高価なＳｍやＣｏを必ずし
も含まないＮｄ−Ｂ−Ｆｅ系永久磁石か発見された。こ
のＮｄ−Ｂ−Ｆｅ系永久磁石の製造方法は、次の通りで
ある。

まず一定の組成を有するＲ　−Ｂ　−Ｆｅ系合金粉末が
用意される。このＲ−Ｂ−Ｆｅ系合金粉末は、例えば、
溶解、鋳造し、インゴットを粉砕する方法、溶解してア
］・マイズする方法、または希土類酸化物を出発原料と
する還元拡散法等で作成される。

上記方法で得られたＲ−Ｆｅ−Ｂ系合金粉末は、プレス
を用いて圧粉体に成形する。この時、必要に応じて磁界
（５ＫＯｅ以上）を印加すると磁気特性は一層向上する
。上記プレス成形は、真空中、不活性ガス中あるいは還
元性ガス中にて行うとよい。

得られた圧粉体は、真空中、不活性ガス雰囲気中または
還元性雰囲気中の非酸化性雰囲気中、温度：９００〜１
２００°Ｃにて焼結され、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石が製造さ
れる。このＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石は、さらに必要に応じて
熱処理される。

このようにして製造されたＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石は、一般
にすぐれた磁気特性を有するものであるが、大気中にお
いて非常に腐食され易く、特に高温、高湿度の大気中に
おいて激しく、その腐食はＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の内部に
まで浸入し、そのため磁気特性が大幅に劣化するという
欠点も合せ持っていることも知られている。

これらの対策として、従来、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の表面
にＮｉ　、Ｃｒ、Ａｕ、ＡΩ、Ｚｎ、Ｓｎ等の腐食性金
属またはそれらの合金のメツキ層、蒸着層、またはスパ
ッタリング層を形成する方法または上記Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系
磁石の表面磁石脂、ペイント等を含浸またはコーティン
グする方法を用いてＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の表面に耐食性
被膜を形成し、防食を行っていた。

さらに、最近、特開昭６３−１．５０９０５号公報にみ
られるように、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石を熱処理したのち酸
の混合液に浸することによって、上記ＲＦｅ−Ｂ系磁石
の表面に不働態酸化膜を形成し、防錆する方法も提案さ
れている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の表面磁石成さ
れたメツキ層、蒸着層、スパッタリング層は、ある程度
の防食効果を奏するが、コストかかかり、さらに樹脂等
の含浸層またはコーティング層は、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石
表面に対する密着性が悪く、これら樹脂層は厚さが大き
く、コティング後の小型磁石製品の寸法精度が悪くなる
等の問題点があり、また、酸の混合液に浸漬する方法も
、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石表面に十分強固な不働態酸化膜を
形成することができないという問題点があった。

〔課題を解決するための手段〕

そこで、本発明者等は、上記Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の表面
磁石−層すぐれた耐食性被膜を、さらに低コストで形成
すべく研究を行った結果、焼結して得られたＲ−Ｆｅ−
Ｂ系磁石焼結体を通常の電解研摩液に浸漬し、通電し、
ついで真空中または不活性ガス雰囲気中、温度：３００
〜９００°Ｃ保持の条件で熱処理すると、上記Ｒ−Ｆｅ
−Ｂ系磁石表面にすぐれた不働態酸化膜か形成され、防
食効果を奏するという知見を得たのである。

この発明は、かかる知見にもとづいてなされたものであ
って、 Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金粉末の圧粉体を焼結して得られたＲ
−Ｆｅ−Ｂ系磁石焼結体を、通常の電解研摩液に浸漬し
、 液温ニー２０℃〜２０℃、 電流密度：　０．０１−Ｌ　Ａ　／　ｃＪ、なる条件で
１〜３０分間通電したのち、温度・３００〜９００℃保
持の条件にて熱処理を行う希土類−Ｆｅ−Ｂ系磁石の表
面処理方法に特徴を有するものである。

この発明で表面処理するＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の成分組成
は、Ｒ，ＢおよびＦｅを必須成分とし、ＲはＮｄ　　Ｐ
ｒまたはそれらの混合物か好ましく、その他にＴｂ、Ｄ
ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｈｏ、Ｅｒ。

Ｅｕ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｍ、Ｙｂ、ＬｕおよびＹなどの希
土類元素を含んでよく、その総量で８〜３０原子％とさ
れる。８原子％未満ては十分な保磁力か得られず、３０
原子％を越えると残留磁束密度か低下するためである。

Ｂは２〜２８原子％とされる。２原子％未満ては十分な
保磁力は得られず、２８原子％を越えると残留磁束密度
か低下し、優れた磁気特性が得られないためである。

ＦＢの一部を他の元素で置換することや不純物を含んで
もこの発明の効果は失なわれない。

すなわち、Ｆｅの代りに５０原子％以下のＣｏで代替し
てもよい。Ｃｏが５０原子％を越えると高いｉＨｃが得
られないためである。上記以外の元素として下記の所定
の原子％以下の元素の１種以上（但し、２種以上含む場
合の元素の総量はこれらの元素のうち最大値を有するも
のの値以下）をＦｅ元索と置換してもこの発明の効果は
失なわれない。これら元素を下記する（単位は原子％）
０Ｔｉ：４．７　　Ｎｉ：　８．０．　　Ｂｉ：５．Ｏ
、Ｗ・８．８Ｚｒ：５．５　、　Ｔａ：１０．５．　Ｍ
ｏ：８．７　、　　Ｃａ：８．ＯＨｆ’：５．５　、　
Ｇｅ：６．０　、　Ｎｂ：Ｉ２．５．　Ｍｇ：８．ＯＣ
ｒ：８．５　　Ｓｎ：３．５　、　Ａｌｌ：９．５．　
　Ｓｒニア、５Ｍｎ：８．Ｏ、Ｓｂ：２．５　、　　Ｖ
　　：Ｉｏ、５．　　Ｂｅ：３．５　。

Ｂａ：２．５　、　　Ｃｕ：３．５　、　　Ｓ　　：２
．５　、　　Ｐ　：　３Ｊ　。

Ｃ：　４．０　　０　：　１．０　、　　Ｇａ：６．０
この発明で使用する電解研摩液は、通常の電解研摩で使
用される電解研摩液であり、以下に示される混合組成を
有する電解研摩液の例かある。

容量％で （１）過塩素酸・５％、酢酸：９５％ （２）過塩素酸：２０％、メタノール：８０％。

（３）クロム酸：１７％、水・３％、酢酸二８０％（４
）硝酸：５５％、フッ酸：１０％、シュウ酸。

１％水：３４％。

この発明は、上記電解研摩液を用いて電解研摩を行うの
ではなく、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石焼結体の表面に不働態酸
化膜を形成するものである。

したかって、電解研摩液の液温は低い方がよく、さらに
通電のための電流密度は低い方が好ましい。

つぎに、この発明のＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の表面処理方法
における限定理由について述べる。

（１）電解研摩液温度 電解研摩液の液温については、室温から電解研摩液が凍
らない程度の低温度までの広範囲にわたって電解研摩液
による不働態酸化膜の形成は可能であるが、−２０℃未
満ては、電解研摩液に上記Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石焼結体を
浸漬して通電しても、液温か低すぎて十分な不働態酸化
膜を形成するのに長時間を要し、その結果磁石焼結体内
部に水分や酸分が浸透、残存し、磁気特性が低下する。

方、　２０℃を越えた液温で通電すると、本来の電解研
摩作用が優先して十分な不働態酸化膜が形成されない。

上記電解研摩液にＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石焼結体を浸漬し通
電し、不働態酸化膜を形成するためには、液温は低温の
方が一層均一で優れた不働態酸化膜を効率よく形成する
ことができる。

（２）電流密度 電解研摩液中に浸漬し通電するための電流密度は、０、
Ｏｊ〜Ｉ　Ａ　／　ｃ−が好ましい。通電のための電流
密度が０．０１Ａ／ｃＪ未満では不働態酸化膜を形成さ
せるのに長時間を要し、その結果、磁石焼結体内部に水
分や酸分か浸透、残存し、磁気特性が低下する。一方、
電流密度がＬＡ／ｃＪを越えると電解研摩が進み、不働
態酸化膜が形成されない。したがって、通電のための電
流密度は００１〜ＩＡ／Ｃ♂と定めた。

（３）通電時間 上記Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石焼結体を電解研摩液に浸漬して
通電するための時間は、電解研摩液の批類、温度、濃度
、電流密度等と密接な関係があるか、１−分未満では短
すぎ、３０分を越えると磁石内部に水分および酸分が浸
透し、磁気特性を低下せしめる。

したがって、通電時間は１〜３０分と定めた。

（４）熱処理温度 熱処理は、上記Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石焼結体の表面に形成
された上記不働態酸化膜を一層強固なものにするための
処理であると同時に、焼結して得られたＲ−Ｆｅ−Ｂ系
磁石自体の熱処理を行うために実施されるもので、その
雰囲気は、磁石の酸化を防止するために真空中あるいは
不活性雰囲気中で実施され、その温度は３００〜９００
°Ｃて行うことが望ましい。３００℃未満では上記の効
果が望めず、９００°Ｃを越えると酸素か磁石内部に拡
散し、さらに結晶粒か粗大化するために磁気特性か低下
する。

したがって、熱処理温度は３００〜９００°Ｃと定めた
。

なお、上記不働態酸化膜は、焼結して得られたＲ−Ｆｅ
−Ｂ系磁石焼結体をそのまま電解研摩液に浸漬して通電
してもよいが、上記磁石焼結体の表面を研削加工したの
ち電解研摩液に浸漬して通電した方が均一で強固な不働
態酸化膜を形成することができる。

〔実　施　例〕

つぎに、この発明を実施例にもとついて具体的に説明す
る。

電子ビーム溶解装置を用いて、１５％Ｎｄ−８％Ｂ−残
Ｆｅ（原子％）の組成を有する合金インゴットを溶解作
製した。

この合金インゴットをアルゴンガス中、温度；１０５０
℃、２０時間保持の均質化熱処理を行ったのち、ショー
クラッシャー、ブラウンミル、ボールミルにて粉砕し、
平均粒径・約３μｍの合金粉末を得た。

得られた合金粉末を１４ＫＯｅの磁場中にてプレス成形
し、圧粉体を作製したのち、Ｉ　Ｘ　１０　”Ｔｏｒｒ
の真空中にて、温度＋１．０９０°Ｃ，２時間保持の条
件で焼結し、■５％Ｎｄ−８％Ｂ−残Ｆｅ（原子％）の
組成を有するＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石焼結体を作製した。

これらＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石焼結体の表面を研削加工した
のち、第１表の実施例および比較例に示される混合組成
の電解研摩液に浸漬し、第１表の実施例および比較例に
示される電解研摩液温度および電流密度にて上記Ｒ−Ｆ
ｅ−Ｂ系磁石焼結体表面に不働態酸化膜を形成した。

上記表面に不働態酸化膜を形成したＲ−ＦｅＢ系磁石を
熱処理炉に装入し、第１表の実施例および比較例に示さ
れる条件にて熱処理し、−層強固な不働態酸化膜を形成
した。

上記熱処理したＲ−Ｆｃ−Ｂ系磁石焼結体の磁１　］ 気持性を７１′Ｉｌｊ定し、その結果を第１表の「耐食
試験前」の欄に示した。

上記熱処理したＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石焼結体を、さらに、
温度：６０℃、湿度：９０％の大気中に１０００時間放
置の条件で耐食試験を行い、上記耐食試験を行ったのち
、再び磁気特性を測定し、その結果を第１表の「耐食試
験後」の欄に示した。

上記耐食試験後の磁気特性を測定したＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁
石焼結体は、切断され、不働態酸化膜下地の磁石焼結体
内部の腐食状況を目視により観察した。なお、比較例５
には熱処理を施さない例も示した。

上記腐食が不働態酸化膜下地内部まで浸透していた場合
を腐食「あり」とし、腐食の浸透かみられなかった場合
を腐食「なし」として第１表に示した。

第１表の結果から、上記Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石焼結体を、
低温の電解研摩液に浸漬し、低電流密度の電流を通電し
て不働態酸化膜を形成したのち、熱処理を行うことによ
りすくれた不働態酸化膜か形成されることかわかる。さ
らに第１表の結果から通常の電解研摩液に浸漬して通電
することにより形成された不働態酸化膜たけでは十分な
防食効果か得られないこともわかる。これは形成された
不働態酸化膜に水酸基か残存しているためであり、この
水酸基は熱処理により効果的に除去されるためであると
考えられる。

なお、この実施例では、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石焼結体の表
面処理について述べたか、これに限定されることなく、
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石鋳造体の表面処理に対しても適用で
きることは勿論である。

〔発明の効果〕

この発明は、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金粉末を焼結して得られ
たＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石焼結体の表面に、通電により形成
された不働態酸化膜を熱処理により一層すぐれた不働態
酸化膜に変化せしめると同時に上記熱処理によりＲ−Ｆ
ｃ−Ｂ系磁石焼結体自身の磁気特性を向上せしめること
ができ、上記熱処理後の不働態酸化膜を有するＲ−Ｆｅ
−Ｂ系磁石の表面にペイント等のコーティングを施すと
、コーティングとの密着性かよいためにコーティングの
剥離もみられず、優れた効果を奏するものである。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｙを含む希土類元素（以下、Ｒで示す）、鉄およ
   びボロンを必須成分とするＲ−Ｆｅ−Ｂ系合金粉末の圧
   粉体を焼結して得られたＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石焼結体を、 通常の電解研摩液に浸漬して通電したのち、真空中また
   は不活性ガス雰囲気中にて熱処理することを特徴とする
   希土類−Ｆｅ−Ｂ系磁石の表面処理方法。
2. （２）上記通常の電解研摩液の液温は、−２０℃〜２０
   ℃の範囲内であることを特徴とする請求項１記載の希土
   類−Ｆｅ−Ｂ系磁石の表面処理方法。
3. （３）上記通電のための電流密度は、０．０１〜１Ａ／
   ｃｍ＾２であることを特徴とする請求項１または２記載
   の希土類−Ｆｅ−Ｂ系磁石の表面処理方法。
4. （４）上記焼結して得られたＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石焼結体
   の表面を研削加工したのち、通常の電解研摩液に浸漬す
   ることを特徴とする請求項１，２または３記載の希土類
   −Ｆｅ−Ｂ系磁石の表面処理方法。
5. （５）上記真空中または不活性ガス雰囲気中の熱処理温
   度は、３００〜９００℃の範囲内であることを特徴とす
   る請求項１，２，３または４記載の希土類−Ｆｅ−Ｂ系
   磁石の表面処理方法。