JPH07249509A - 耐食性永久磁石およびその製造方法 - Google Patents
耐食性永久磁石およびその製造方法Info
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- JPH07249509A JPH07249509A JP6065542A JP6554294A JPH07249509A JP H07249509 A JPH07249509 A JP H07249509A JP 6065542 A JP6065542 A JP 6065542A JP 6554294 A JP6554294 A JP 6554294A JP H07249509 A JPH07249509 A JP H07249509A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 温度８０℃、相対湿度９０％の雰囲気条件下
で長時間放置した場合の初期磁石特性からの劣化を極力
少なくし、安定した高磁石特性を有するＦｅ−Ｂ−Ｒ系
永久磁石の提供。 【構成】 Ｆｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁石体表面をイオンスパ
ッター法等により清浄化した後、前記磁石体表面にイオ
ンプレーティング法等の気相成膜法によりＡｌ被膜を形
成後、特定条件のＮ2ガスを導入しながらイオンプレー
ティング等の気相成膜法を行って、前記Ａｌ被膜表面に
ＴｉＮ被膜を形成。 【効果】 温度８０℃、相対湿度９０％の条件下で、１
０００時間放置した後、その磁石特性の劣化は初期磁石
特性の２％以下である。
で長時間放置した場合の初期磁石特性からの劣化を極力
少なくし、安定した高磁石特性を有するＦｅ−Ｂ−Ｒ系
永久磁石の提供。 【構成】 Ｆｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁石体表面をイオンスパ
ッター法等により清浄化した後、前記磁石体表面にイオ
ンプレーティング法等の気相成膜法によりＡｌ被膜を形
成後、特定条件のＮ2ガスを導入しながらイオンプレー
ティング等の気相成膜法を行って、前記Ａｌ被膜表面に
ＴｉＮ被膜を形成。 【効果】 温度８０℃、相対湿度９０％の条件下で、１
０００時間放置した後、その磁石特性の劣化は初期磁石
特性の２％以下である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、高磁気特性を有しか
つ密着性がすぐれ、耐食性、耐酸、耐アルカリ性、耐摩
耗性にすぐれた耐食性被膜を設けたＦｅ−Ｂ−Ｒ系永久
磁石に係り、Ａｌ被膜を介してＴｉＮ被膜層を特定膜厚
みで設けた耐食性、特に８０℃、相対湿度９０％の雰囲
気に長時間放置した場合の初期磁石特性からの劣化が少
なく、きわめて安定した磁石特性を有する耐食性永久磁
石およびその製造方法に関する。
つ密着性がすぐれ、耐食性、耐酸、耐アルカリ性、耐摩
耗性にすぐれた耐食性被膜を設けたＦｅ−Ｂ−Ｒ系永久
磁石に係り、Ａｌ被膜を介してＴｉＮ被膜層を特定膜厚
みで設けた耐食性、特に８０℃、相対湿度９０％の雰囲
気に長時間放置した場合の初期磁石特性からの劣化が少
なく、きわめて安定した磁石特性を有する耐食性永久磁
石およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】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
高特性を大幅に超える新しい高性能永久磁石として、Ｆ
ｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁石が提案されている（特開昭５９−
４６００８号公報、特開昭５９−８９４０１号公報）。
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
高特性を大幅に超える新しい高性能永久磁石として、Ｆ
ｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁石が提案されている（特開昭５９−
４６００８号公報、特開昭５９−８９４０１号公報）。
【０００３】前記磁石合金のキュリー点は、一般に３０
０℃〜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（特開昭５９−６４７３３号、特開昭５９
−１３２１０４号）を得ており、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ｉＨｃ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Ｆ
ｅ−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（ＢＨ）ｍａｘを保
有したままで、ｉＨｃをさらに向上させたＣｏ含有のＦ
ｅ−Ｂ−Ｒ系希土類永久磁石が提案（特開昭６０−３４
００５号公報）されている。
０℃〜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（特開昭５９−６４７３３号、特開昭５９
−１３２１０４号）を得ており、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ｉＨｃ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Ｆ
ｅ−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（ＢＨ）ｍａｘを保
有したままで、ｉＨｃをさらに向上させたＣｏ含有のＦ
ｅ−Ｂ−Ｒ系希土類永久磁石が提案（特開昭６０−３４
００５号公報）されている。
【０００４】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。
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。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで、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（特公平３−７４０１２号
公報）が提案されているが、このめっき法では永久磁石
体が焼結体で有孔性のため、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。また、耐食性めっきを設けても、
温度６０℃、相対湿度９０％の条件下の耐食性試験で１
００時間放置にて、磁石特性は初期磁石特性の１０％以
上劣化し、非常に不安定であった。
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（特公平３−７４０１２号
公報）が提案されているが、このめっき法では永久磁石
体が焼結体で有孔性のため、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。また、耐食性めっきを設けても、
温度６０℃、相対湿度９０％の条件下の耐食性試験で１
００時間放置にて、磁石特性は初期磁石特性の１０％以
上劣化し、非常に不安定であった。
【０００６】そのため、Ｆｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁石の耐食
性の改善向上のため、前記磁石表面にイオンプレーティ
ング法、イオンスパッタリング法等により、ＴｉＮ、Ｔ
ｉ被膜を被着して耐食性の改善向上することが提案（特
公平５−１５０４３号公報）されている。しかし、Ｔｉ
Ｎ被膜はＦｅ−Ｂ−Ｒ系磁石体と結晶構造の他熱膨張係
数、延性等が相違するため密着性が悪く、またＴｉ被膜
は密着性、耐食性は良好であるが、耐摩耗性が低い等の
欠点があり、そのためＦｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁石体表面に
ＴｉとＴｉＮの積層被膜を被着することが提案（特開昭
６３−９９１９号公報）されている。ところが、Ｔｉ被
膜とＴｉＮ被膜は結晶構造、熱膨張係数及び延性等が異
なるため、その密着性が悪く、剥離等を生じて、耐食性
の低下を招来する問題があった。
性の改善向上のため、前記磁石表面にイオンプレーティ
ング法、イオンスパッタリング法等により、ＴｉＮ、Ｔ
ｉ被膜を被着して耐食性の改善向上することが提案（特
公平５−１５０４３号公報）されている。しかし、Ｔｉ
Ｎ被膜はＦｅ−Ｂ−Ｒ系磁石体と結晶構造の他熱膨張係
数、延性等が相違するため密着性が悪く、またＴｉ被膜
は密着性、耐食性は良好であるが、耐摩耗性が低い等の
欠点があり、そのためＦｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁石体表面に
ＴｉとＴｉＮの積層被膜を被着することが提案（特開昭
６３−９９１９号公報）されている。ところが、Ｔｉ被
膜とＴｉＮ被膜は結晶構造、熱膨張係数及び延性等が異
なるため、その密着性が悪く、剥離等を生じて、耐食性
の低下を招来する問題があった。
【０００７】この発明は、Ｆｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁石下地
との密着性にすぐれ、耐摩耗性、耐食性の改善向上を目
的に、特に温度８０℃、相対湿度９０％の雰囲気条件下
で長時間放置した場合の初期磁石特性からの劣化を極力
少なくし、安定した高磁石特性、耐摩耗性、耐食性を有
するＦｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁石を安価に提供することを目
的とする。
との密着性にすぐれ、耐摩耗性、耐食性の改善向上を目
的に、特に温度８０℃、相対湿度９０％の雰囲気条件下
で長時間放置した場合の初期磁石特性からの劣化を極力
少なくし、安定した高磁石特性、耐摩耗性、耐食性を有
するＦｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁石を安価に提供することを目
的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】発明者らは、すぐれた耐
食性、特に温度８０℃、相対湿度９０％の雰囲気条件下
で長時間放置した場合においても、下地との密着性がす
ぐれ、被着した耐食性金属被膜の耐食性、耐摩耗性によ
り、その磁石特性の安定したＦｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁石を
目的に永久磁石体表面へのＴｉＮ被膜形成法について種
々検討した結果、磁石体表面をイオンスパッター法等に
より清浄化した後、前記磁石体表面にイオンプレーティ
ング法、イオンスパッタリング法等の気相成膜法により
特定膜厚のＡｌ被膜を形成後、特定条件のＮ2ガスを導
入しながら、イオンプレーティング、イオンスパッタリ
ング法等の気相成膜法により、特定層厚のＴｉＮ被膜を
形成することにより、磁石表面に付着の酸化物はＡｌ被
膜にて脱酸作用により、磁石表面の酸化物は一部もしく
は大部分が還元され、磁石とＡｌ被膜の密着性は著しく
改善され、また機構などは不明であるが、Ａｌ被膜とＴ
ｉＮ被膜との密着性も著くし改善できることを知見し、
この発明を完成した。
食性、特に温度８０℃、相対湿度９０％の雰囲気条件下
で長時間放置した場合においても、下地との密着性がす
ぐれ、被着した耐食性金属被膜の耐食性、耐摩耗性によ
り、その磁石特性の安定したＦｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁石を
目的に永久磁石体表面へのＴｉＮ被膜形成法について種
々検討した結果、磁石体表面をイオンスパッター法等に
より清浄化した後、前記磁石体表面にイオンプレーティ
ング法、イオンスパッタリング法等の気相成膜法により
特定膜厚のＡｌ被膜を形成後、特定条件のＮ2ガスを導
入しながら、イオンプレーティング、イオンスパッタリ
ング法等の気相成膜法により、特定層厚のＴｉＮ被膜を
形成することにより、磁石表面に付着の酸化物はＡｌ被
膜にて脱酸作用により、磁石表面の酸化物は一部もしく
は大部分が還元され、磁石とＡｌ被膜の密着性は著しく
改善され、また機構などは不明であるが、Ａｌ被膜とＴ
ｉＮ被膜との密着性も著くし改善できることを知見し、
この発明を完成した。
【０００９】すなわち、この発明は主相が正方晶相から
なるＦｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁石体表面に、膜厚０．０６μ
ｍ〜５．０μｍのＡｌ被膜を介して膜厚０．５μｍ〜１
０μｍのＴｉＮ被膜層を有することを特徴とする耐食性
永久磁石である。
なるＦｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁石体表面に、膜厚０．０６μ
ｍ〜５．０μｍのＡｌ被膜を介して膜厚０．５μｍ〜１
０μｍのＴｉＮ被膜層を有することを特徴とする耐食性
永久磁石である。
【００１０】また、この発明は主相が正方晶相からなる
Ｆｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁石体表面を清浄化した後、前記磁
石体面に膜厚０．０６μｍ〜５．０μｍのＡｌ被膜を気
相成膜法により形成後、Ｎ2ガス雰囲気中で気相成膜法
により膜厚０．５μｍ〜１０μｍのＴｉＮ被膜層を形成
することを特徴とする耐食性永久磁石の製造方法であ
る。
Ｆｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁石体表面を清浄化した後、前記磁
石体面に膜厚０．０６μｍ〜５．０μｍのＡｌ被膜を気
相成膜法により形成後、Ｎ2ガス雰囲気中で気相成膜法
により膜厚０．５μｍ〜１０μｍのＴｉＮ被膜層を形成
することを特徴とする耐食性永久磁石の製造方法であ
る。
【００１１】この発明において、Ｆｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁
石体表面に被着するＡｌ被膜、ＴｉＮ被膜の形成方法と
してはイオンプレーティング法、イオンスパッタリング
法、蒸着等のいわゆる気相成膜法が適宜利用できるの
が、被膜緻密性、均一性、被膜形成速度などの理由から
イオンプレーテング、反応イオンプレーテングが好まし
い。また、反応被膜生成時の基板となる永久磁石の温度
は２００℃〜５００℃に設定するのが好ましく、２００
℃未満では基板磁石との反応密着が十分でなく、また５
００℃を超えると常温（２５℃）との温度差が大きくな
り、処理後の冷却過程で被膜に亀裂が入り、一部基板よ
り剥離を発生するため、基板磁石の温度を２００℃〜５
００℃に設定するとよい。
石体表面に被着するＡｌ被膜、ＴｉＮ被膜の形成方法と
してはイオンプレーティング法、イオンスパッタリング
法、蒸着等のいわゆる気相成膜法が適宜利用できるの
が、被膜緻密性、均一性、被膜形成速度などの理由から
イオンプレーテング、反応イオンプレーテングが好まし
い。また、反応被膜生成時の基板となる永久磁石の温度
は２００℃〜５００℃に設定するのが好ましく、２００
℃未満では基板磁石との反応密着が十分でなく、また５
００℃を超えると常温（２５℃）との温度差が大きくな
り、処理後の冷却過程で被膜に亀裂が入り、一部基板よ
り剥離を発生するため、基板磁石の温度を２００℃〜５
００℃に設定するとよい。
【００１２】Ｆｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁石体表面にＡｌ被膜
層を介してＴｉＮ被膜層を設けたことを特徴とするこの
発明の耐食性永久磁石の製造方法の一例を以下に詳述す
る。 １）アークイオンプレーティング装置を用いて、真空容
器を到達真空度が１×１０-3ｐａ以下まで真空排気した
後、Ａｒガス圧１０ｐａ、−５００ＶでＡｒイオンによ
る表面スパッターにてＦｅ−Ｂ−Ｒ系磁石体表面を清浄
化する。 ２）次に、Ａｒガス圧０．１ｐａ、バイアス電圧−５０
Ｖにより、ターゲットのＡｌを蒸発させて、アークイオ
ンプレーティング法にて、磁石体表面に０．０６μｍ〜
５．０μｍ膜厚のＡｌ被膜層を形成する。 ３）続いて、ターゲットとしてＴｉを用い、基板の磁石
温度を２５０℃に保持し、Ｎ2ガス圧１ｐａ、バイアス
電圧−１００Ｖ、アーク電流１００Ａの条件にて、Ａｌ
被膜層上に特定厚のＴｉＮ被膜層を形成する。
層を介してＴｉＮ被膜層を設けたことを特徴とするこの
発明の耐食性永久磁石の製造方法の一例を以下に詳述す
る。 １）アークイオンプレーティング装置を用いて、真空容
器を到達真空度が１×１０-3ｐａ以下まで真空排気した
後、Ａｒガス圧１０ｐａ、−５００ＶでＡｒイオンによ
る表面スパッターにてＦｅ−Ｂ−Ｒ系磁石体表面を清浄
化する。 ２）次に、Ａｒガス圧０．１ｐａ、バイアス電圧−５０
Ｖにより、ターゲットのＡｌを蒸発させて、アークイオ
ンプレーティング法にて、磁石体表面に０．０６μｍ〜
５．０μｍ膜厚のＡｌ被膜層を形成する。 ３）続いて、ターゲットとしてＴｉを用い、基板の磁石
温度を２５０℃に保持し、Ｎ2ガス圧１ｐａ、バイアス
電圧−１００Ｖ、アーク電流１００Ａの条件にて、Ａｌ
被膜層上に特定厚のＴｉＮ被膜層を形成する。
【００１３】この発明において、Ｆｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁
石体表面のＡｌ被膜厚を０．０６μｍ〜５．０μｍに限
定した理由は、０．０６μｍ未満では磁石体表面にＡｌ
が均一に被着し難く、下地膜としての効果が十分でな
く、５．０μｍを超えると効果的には問題ないが、下地
膜としてはコスト上昇を招来して、実用的でなく好まし
くないので、Ａｌ被膜厚は０．０６μｍ〜５．０μｍと
する。特に、Ａｌ被膜厚は磁石体の表面粗度によって選
定され、表面粗度が０．１μｍ以下の場合、Ａｌ被膜厚
は０．０６μｍ〜５．０μｍが好ましく、また表面粗度
が０．１μｍ〜１．２μｍの場合、望ましい膜厚は０．
１μｍ〜５．０μｍである。
石体表面のＡｌ被膜厚を０．０６μｍ〜５．０μｍに限
定した理由は、０．０６μｍ未満では磁石体表面にＡｌ
が均一に被着し難く、下地膜としての効果が十分でな
く、５．０μｍを超えると効果的には問題ないが、下地
膜としてはコスト上昇を招来して、実用的でなく好まし
くないので、Ａｌ被膜厚は０．０６μｍ〜５．０μｍと
する。特に、Ａｌ被膜厚は磁石体の表面粗度によって選
定され、表面粗度が０．１μｍ以下の場合、Ａｌ被膜厚
は０．０６μｍ〜５．０μｍが好ましく、また表面粗度
が０．１μｍ〜１．２μｍの場合、望ましい膜厚は０．
１μｍ〜５．０μｍである。
【００１４】また、ＴｉＮ被膜厚を０．５μｍ〜１０μ
ｍに限定した理由は、０．５μｍ未満ではＴｉＮとして
の耐食性、耐摩耗性が十分でなく、１０μｍを超えると
効果的には問題ないが、製造コスト上昇を招来するので
好ましくない。
ｍに限定した理由は、０．５μｍ未満ではＴｉＮとして
の耐食性、耐摩耗性が十分でなく、１０μｍを超えると
効果的には問題ないが、製造コスト上昇を招来するので
好ましくない。
【００１５】この発明において、永久磁石に用いる希土
類元素Ｒは、組成の１０原子％〜３０原子％を占める
が、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｔｂのうち少なくとも１
種、あるいはさらに、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｅｒ、
Ｅｕ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｙのうち少なくとも１種を含
むものが好ましい。また、通常Ｒのうち１種をもって足
りるが、実用上は２種以上の混合物（ミッシュメタル、
ジジム等）を入手上の便宜等の理由により用いることが
できる。なお、このＲは純希土類元素でなくてもよく、
工業上入手可能な範囲で製造上不可避な不純物を含有す
るものでも差支えない。Ｒは、上記系永久磁石における
必須元素であって、１０原子％未満では結晶構造がα−
鉄と同一構造の立方晶組織となるため、高磁気特性、特
に高保磁力が得られず、３０原子％を超えるとＲリッチ
な非磁性相が多くなり、残留磁束密度（Ｂｒ）が低下し
てすぐれた特性の永久磁石が得られない。よって、Ｒ１
０原子％〜３０原子％の範囲が望ましい。
類元素Ｒは、組成の１０原子％〜３０原子％を占める
が、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｔｂのうち少なくとも１
種、あるいはさらに、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｅｒ、
Ｅｕ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｙのうち少なくとも１種を含
むものが好ましい。また、通常Ｒのうち１種をもって足
りるが、実用上は２種以上の混合物（ミッシュメタル、
ジジム等）を入手上の便宜等の理由により用いることが
できる。なお、このＲは純希土類元素でなくてもよく、
工業上入手可能な範囲で製造上不可避な不純物を含有す
るものでも差支えない。Ｒは、上記系永久磁石における
必須元素であって、１０原子％未満では結晶構造がα−
鉄と同一構造の立方晶組織となるため、高磁気特性、特
に高保磁力が得られず、３０原子％を超えるとＲリッチ
な非磁性相が多くなり、残留磁束密度（Ｂｒ）が低下し
てすぐれた特性の永久磁石が得られない。よって、Ｒ１
０原子％〜３０原子％の範囲が望ましい。
【００１６】Ｂは、上記系永久磁石における必須元素で
あって、２原子％未満では菱面体構造が主相となり、高
い保磁力（ｉＨｃ）は得られず、２８原子％を超えると
Ｂリッチな非磁性相が多くなり、残留磁束密度（Ｂｒ）
が低下するため、すぐれた永久磁石が得られない。よっ
て、Ｂは２原子％〜２８原子％の範囲が望ましい。
あって、２原子％未満では菱面体構造が主相となり、高
い保磁力（ｉＨｃ）は得られず、２８原子％を超えると
Ｂリッチな非磁性相が多くなり、残留磁束密度（Ｂｒ）
が低下するため、すぐれた永久磁石が得られない。よっ
て、Ｂは２原子％〜２８原子％の範囲が望ましい。
【００１７】Ｆｅは、上記系永久磁石において必須元素
であり、６５原子％未満では残留磁束密度（Ｂｒ）が低
下し、８０原子％を超えると高い保磁力が得られないの
で、Ｆｅは６５原子％〜８０原子％の含有が望ましい。
また、Ｆｅの一部をＣｏで置換することは、得られる磁
石の磁気特性を損うことなく、温度特性を改善すること
ができるが、Ｃｏ置換量がＦｅの２０％を超えると、逆
に磁気特性が劣化するため、好ましくない。Ｃｏの置換
量がＦｅとＣｏの合計量で５原子％〜１５原子％の場合
は、Ｂｒは置換しない場合に比較して増加するため、高
磁束密度を得るために好ましい。
であり、６５原子％未満では残留磁束密度（Ｂｒ）が低
下し、８０原子％を超えると高い保磁力が得られないの
で、Ｆｅは６５原子％〜８０原子％の含有が望ましい。
また、Ｆｅの一部をＣｏで置換することは、得られる磁
石の磁気特性を損うことなく、温度特性を改善すること
ができるが、Ｃｏ置換量がＦｅの２０％を超えると、逆
に磁気特性が劣化するため、好ましくない。Ｃｏの置換
量がＦｅとＣｏの合計量で５原子％〜１５原子％の場合
は、Ｂｒは置換しない場合に比較して増加するため、高
磁束密度を得るために好ましい。
【００１８】また、Ｒ、Ｂ、Ｆｅの他、工業的生産上不
可避的不純物の存在を許容でき、例えば、Ｂの一部を
４．０ｗｔ％以下のＣ、２．０ｗｔ％以下のＰ、２．０
ｗｔ％以下のＳ、２．０ｗｔ％以下のＣｕのうち少なく
とも１種、合計量で２．０ｗｔ％以下で置換することに
より、永久磁石の製造性改善、低価格化が可能である。
さらに、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｂｉ、Ｎｂ、Ｔ
ａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｂ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｓｉ、
Ｚｎ、Ｈｆ、のうち少なくとも１種は、Ｆｅ−Ｂ−Ｒ系
永久磁石材料に対してその保磁力、減磁曲線の角型性を
改善あるいは製造性の改善、低価格化に効果があるため
添加することができる。なお、添加量の上限は、磁石材
料の（ＢＨ）ｍａｘを２０ＭＧＯｅ以上とするには、Ｂ
ｒが少なくとも９ｋＧ以上必要となるため、該条件を満
す範囲が望ましい。
可避的不純物の存在を許容でき、例えば、Ｂの一部を
４．０ｗｔ％以下のＣ、２．０ｗｔ％以下のＰ、２．０
ｗｔ％以下のＳ、２．０ｗｔ％以下のＣｕのうち少なく
とも１種、合計量で２．０ｗｔ％以下で置換することに
より、永久磁石の製造性改善、低価格化が可能である。
さらに、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｂｉ、Ｎｂ、Ｔ
ａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｂ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｓｉ、
Ｚｎ、Ｈｆ、のうち少なくとも１種は、Ｆｅ−Ｂ−Ｒ系
永久磁石材料に対してその保磁力、減磁曲線の角型性を
改善あるいは製造性の改善、低価格化に効果があるため
添加することができる。なお、添加量の上限は、磁石材
料の（ＢＨ）ｍａｘを２０ＭＧＯｅ以上とするには、Ｂ
ｒが少なくとも９ｋＧ以上必要となるため、該条件を満
す範囲が望ましい。
【００１９】また、Ｆｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁石は平均結晶
粒径が１〜８０μｍの範囲にある正方晶系の結晶構造を
有する化合物を主相とし、体積比で１％〜５０％の非磁
性相（酸化物相を除く）を含むことを特徴とする。Ｆｅ
−Ｂ−Ｒ系永久磁石は、保磁力ｉＨｃ≧１ｋＯｅ、残留
磁束密度Ｂｒ＞４ｋＧ、を示し、最大エネルギー積（Ｂ
Ｈ）ｍａｘは、（ＢＨ）ｍａｘ≧１０ＭＧＯｅを示し、
最大値は２５ＭＧＯｅ以上に達する。
粒径が１〜８０μｍの範囲にある正方晶系の結晶構造を
有する化合物を主相とし、体積比で１％〜５０％の非磁
性相（酸化物相を除く）を含むことを特徴とする。Ｆｅ
−Ｂ−Ｒ系永久磁石は、保磁力ｉＨｃ≧１ｋＯｅ、残留
磁束密度Ｂｒ＞４ｋＧ、を示し、最大エネルギー積（Ｂ
Ｈ）ｍａｘは、（ＢＨ）ｍａｘ≧１０ＭＧＯｅを示し、
最大値は２５ＭＧＯｅ以上に達する。
【００２０】
【作用】この発明は、Ｆｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁石体表面を
イオンスパッター法等により清浄化した後、前記磁石体
表面にイオンプレーティング法等の気相成膜法によりＡ
ｌ被膜を形成後、特定条件のＮ2ガスを導入しながらイ
オンプレーティング等の気相成膜法により、ＴｉＮ被膜
を形成したことを特徴とし、磁石体表面にＡｌ被膜を形
成することにより磁石体表面の酸化物は一部もしくは大
部分が還元され、磁石体表面とＡｌ被膜との密着性は改
善され、さらにＡｌ被膜上にＴｉＮ被膜を積層すること
により、同被膜の密着性が著しく改善され、すぐれた耐
食性、特に温度８０℃、相対湿度９０％の雰囲気条件下
で長時間放置した場合においても、下地との密着性がす
ぐれ、被着した耐食性金属被膜の耐食性、耐摩耗性によ
り、その磁石特性の安定したＦｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁石が
得られる。
イオンスパッター法等により清浄化した後、前記磁石体
表面にイオンプレーティング法等の気相成膜法によりＡ
ｌ被膜を形成後、特定条件のＮ2ガスを導入しながらイ
オンプレーティング等の気相成膜法により、ＴｉＮ被膜
を形成したことを特徴とし、磁石体表面にＡｌ被膜を形
成することにより磁石体表面の酸化物は一部もしくは大
部分が還元され、磁石体表面とＡｌ被膜との密着性は改
善され、さらにＡｌ被膜上にＴｉＮ被膜を積層すること
により、同被膜の密着性が著しく改善され、すぐれた耐
食性、特に温度８０℃、相対湿度９０％の雰囲気条件下
で長時間放置した場合においても、下地との密着性がす
ぐれ、被着した耐食性金属被膜の耐食性、耐摩耗性によ
り、その磁石特性の安定したＦｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁石が
得られる。
【００２１】
実施例１ 公知の鋳造インゴットを粉砕し、微粉砕後に成形、焼
結、熱処理、表面加工後に、１６Ｎｄ−７７Ｆｅ−７Ｂ
組成の径１２ｍｍ×厚み２ｍｍ寸法の磁石体試験片を得
た。得られた試験片の表面粗度を表２に、磁石特性を表
１に示す。真空容器内を１×１０-3ｐａ以下に真空排気
し、Ａｒガス圧１０ｐａ、−５００Ｖで２０分間、表面
スパッターを行って、磁石体表面を清浄化した後、表２
に示すイオンプレーティング条件にて基板磁石温度を２
５０℃にして、ターゲットとして金属Ａｌを用いてアー
クイオンプレーティング法にて、磁石体表面に０．１μ
ｍ厚および１．８μｍ厚のＡｌ被膜層を形成した。次に
基板磁石温度３５０℃、バイアス電圧−１００Ｖ、アー
ク電流１００Ａで、Ｎ2ガス１ｐａにて、ターゲットと
して金属Ｔｉをアークイオンプレーティング法にて３時
間でＡｌ被膜表面に膜厚３μｍのＴｉＮ被膜層を形成し
た。その後、放冷後、得られたＴｉＮ被膜を表面に有す
る永久磁石を温度８０℃、相対湿度９０％の条件下で１
０００時間放置した後の磁石特性及びその劣化状況を測
定し、その結果を第３表に示す。
結、熱処理、表面加工後に、１６Ｎｄ−７７Ｆｅ−７Ｂ
組成の径１２ｍｍ×厚み２ｍｍ寸法の磁石体試験片を得
た。得られた試験片の表面粗度を表２に、磁石特性を表
１に示す。真空容器内を１×１０-3ｐａ以下に真空排気
し、Ａｒガス圧１０ｐａ、−５００Ｖで２０分間、表面
スパッターを行って、磁石体表面を清浄化した後、表２
に示すイオンプレーティング条件にて基板磁石温度を２
５０℃にして、ターゲットとして金属Ａｌを用いてアー
クイオンプレーティング法にて、磁石体表面に０．１μ
ｍ厚および１．８μｍ厚のＡｌ被膜層を形成した。次に
基板磁石温度３５０℃、バイアス電圧−１００Ｖ、アー
ク電流１００Ａで、Ｎ2ガス１ｐａにて、ターゲットと
して金属Ｔｉをアークイオンプレーティング法にて３時
間でＡｌ被膜表面に膜厚３μｍのＴｉＮ被膜層を形成し
た。その後、放冷後、得られたＴｉＮ被膜を表面に有す
る永久磁石を温度８０℃、相対湿度９０％の条件下で１
０００時間放置した後の磁石特性及びその劣化状況を測
定し、その結果を第３表に示す。
【００２２】比較例１ 実施例１と同一組成の磁石体試験片を実施例１と同一条
件にて表面清浄化した後、磁石体上に実施例１と同一条
件にてＴｉＮ被膜を３μｍ厚に形成した。その後、実施
例１と同一の温度８０℃、相対湿度９０％の条件下で１
０００時間放置後の磁石特性及びその劣化状況を測定
し、その結果を第３表に示す。
件にて表面清浄化した後、磁石体上に実施例１と同一条
件にてＴｉＮ被膜を３μｍ厚に形成した。その後、実施
例１と同一の温度８０℃、相対湿度９０％の条件下で１
０００時間放置後の磁石特性及びその劣化状況を測定
し、その結果を第３表に示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【表２】
【００２５】
【表３】
【００２６】表３に示すように、同一磁石特性を有する
Ｆｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁石体表面にＴｉＮ被膜層を設けた
比較例磁石は、温度８０℃、相対湿度９０％の条件下で
１０００時間放置した耐食試験前後の磁石特性の劣化が
大きくかつ発錆しているのに対し、Ａｌ被膜層を介して
ＴｉＮ被膜層を設けたこの発明のＦｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁
石は、錆は発生せず、磁石特性もほとんど変わらないこ
とが明らかである。
Ｆｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁石体表面にＴｉＮ被膜層を設けた
比較例磁石は、温度８０℃、相対湿度９０％の条件下で
１０００時間放置した耐食試験前後の磁石特性の劣化が
大きくかつ発錆しているのに対し、Ａｌ被膜層を介して
ＴｉＮ被膜層を設けたこの発明のＦｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁
石は、錆は発生せず、磁石特性もほとんど変わらないこ
とが明らかである。
【００２７】
【発明の効果】この発明による磁石表面にＡｌ被膜を介
してＴｉＮ被膜層を設けたＦｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁石体
は、実施例の如く、苛酷な耐食試験条件、特に、温度８
０℃、相対湿度９０％の条件下で、１０００時間放置し
た後、その磁石特性の劣化はほとんどなく、現在、最も
要求されている高性能かつ安価な永久磁石として極めて
適している。
してＴｉＮ被膜層を設けたＦｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁石体
は、実施例の如く、苛酷な耐食試験条件、特に、温度８
０℃、相対湿度９０％の条件下で、１０００時間放置し
た後、その磁石特性の劣化はほとんどなく、現在、最も
要求されている高性能かつ安価な永久磁石として極めて
適している。
Claims (2)
- 【請求項１】 主相が正方晶相からなるＦｅ−Ｂ−Ｒ系
永久磁石体表面に、膜厚０．０６μｍ〜５．０μｍのＡ
ｌ被膜を介して膜厚０．５μｍ〜１０μｍのＴｉＮ被膜
層を有することを特徴とする耐食性永久磁石。 - 【請求項２】 主相が正方晶相からなるＦｅ−Ｂ−Ｒ系
永久磁石体表面を清浄化した後、前記磁石体面に膜厚
０．０６μｍ〜５．０μｍのＡｌ被膜を気相成膜法によ
り形成後、Ｎ2ガス雰囲気中で気相成膜法により膜厚
０．５μｍ〜１０μｍのＴｉＮ被膜層を形成することを
特徴とする耐食性永久磁石の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6065542A JPH07249509A (ja) | 1994-03-08 | 1994-03-08 | 耐食性永久磁石およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6065542A JPH07249509A (ja) | 1994-03-08 | 1994-03-08 | 耐食性永久磁石およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07249509A true JPH07249509A (ja) | 1995-09-26 |
Family
ID=13290015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6065542A Pending JPH07249509A (ja) | 1994-03-08 | 1994-03-08 | 耐食性永久磁石およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07249509A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0811994A1 (en) * | 1995-12-25 | 1997-12-10 | Sumitomo Special Metals Company Limited | Permanent magnet for ultrahigh vacuum application and method for manufacturing the same |
| WO1998009300A1 (fr) * | 1996-08-30 | 1998-03-05 | Sumitomo Special Metals Co., Ltd. | Aimant permanent resistant a la corrosion et procede de fabrication dudit aimant |
| WO2000016347A1 (fr) * | 1998-09-10 | 2000-03-23 | Sumitomo Special Metals Co., Ltd. | Aimant permanent resistant a la corrosion et son procede de fabrication |
| US6281774B1 (en) * | 1999-09-10 | 2001-08-28 | Sumitomo Special Metals Co., Ltd. | Corrosion-resistant permanent magnet and method for producing the same |
| WO2011125900A1 (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-13 | Tdk株式会社 | 焼結磁石及び焼結磁石の製造方法 |
-
1994
- 1994-03-08 JP JP6065542A patent/JPH07249509A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0811994A1 (en) * | 1995-12-25 | 1997-12-10 | Sumitomo Special Metals Company Limited | Permanent magnet for ultrahigh vacuum application and method for manufacturing the same |
| EP0811994A4 (en) * | 1995-12-25 | 1999-03-31 | Sumitomo Spec Metals | PERMANENT MAGNET FOR ULTRA-HIGH-VACUUM APPLICATION AND PRODUCTION OF THE SAME |
| US6080498A (en) * | 1995-12-25 | 2000-06-27 | Sumitomo Special Metals Co., Ltd. | Permanent magnet for ultra-high vacuum and production process thereof |
| WO1998009300A1 (fr) * | 1996-08-30 | 1998-03-05 | Sumitomo Special Metals Co., Ltd. | Aimant permanent resistant a la corrosion et procede de fabrication dudit aimant |
| WO2000016347A1 (fr) * | 1998-09-10 | 2000-03-23 | Sumitomo Special Metals Co., Ltd. | Aimant permanent resistant a la corrosion et son procede de fabrication |
| EP1032000A1 (en) * | 1998-09-10 | 2000-08-30 | Sumitomo Special Metals Company Limited | Corrosion-resistant permanent magnet and method for producing the same |
| EP1032000A4 (en) * | 1998-09-10 | 2003-05-02 | Sumitomo Spec Metals | CORROSION RESISTANT PERMANENT MAGNET AND MANUFACTURING METHOD THEREOF |
| US6281774B1 (en) * | 1999-09-10 | 2001-08-28 | Sumitomo Special Metals Co., Ltd. | Corrosion-resistant permanent magnet and method for producing the same |
| WO2011125900A1 (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-13 | Tdk株式会社 | 焼結磁石及び焼結磁石の製造方法 |
| JP5382206B2 (ja) * | 2010-03-31 | 2014-01-08 | Ｔｄｋ株式会社 | 焼結磁石及び焼結磁石の製造方法 |
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