JPH03280402A - 耐蝕性に優れた永久磁石 - 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、耐蝕性に優れた永久磁石に関し、とくに希
土類系磁石なとそのままでは腐食され易い永久磁石の耐
蝕性の向上を図ったものである。

（従来の技術） 永久磁石材料は、核融合用の大型プラズマ装置やコンピ
ュータ周辺機器から家庭電気製品に至るまで幅広く使用
される、最も重要な電子機器材料の−っである。永久磁
石材料の選択に当たって、最も重要な評価項目の一つに
エネルギ積か挙げられるか、近年の電子機器の高性能化
、小型化に伴い永久磁石材料にも一層の高性能化が求め
られている。

かかる高性能永久磁石として、希土類金属と遷移金属を
主成分とする金属間化合物または合金よりなる永久磁石
材料が高エネルギ積をもつ点で注目されており、中でも
希土類−鉄−ボロン系永久磁石材料か特に高いエネルギ
積と低原料費の両面から期待されている。

しかしなから希土類−鉄一ボロン系永久磁石材料は、高
エネルギ積という利点を持つ反面、主成分として酸化、
腐食し易い希土類元素や鉄を多量に含有することから、
表面の酸化、腐食による磁石性能の劣化、さらには剥か
れた表面の酸化・腐食物による機器の汚染、故障などを
引き起こすおそれかあるため、広汎に使用されるまでに
は至っていない。

そこでかかる希土類−鉄−ポロン系永久磁石材料の欠点
を改良するために、第４元素の添加による耐酸化性の付
与（特開昭６３−２１７５４９号公報）、耐酸化性金属
のめっき（特開昭６０−５４４０６号公報）、金属、無
機化合物の蒸着（特開昭６１−１６３２６６号公報）、
卑金属の拡散被覆（特開昭６２−１８５９１Ｃ１号公報
）、シリカガラスの被覆（特開昭６３−９１０３号公報
）、樹脂被覆（特開昭６０−６３９０２号公報）および
表面の強制酸化（特開平１−８４７０１号公報等）など
種々の方法か提案されている。

また永久磁石の成型方法としては、従来、鋳造法や焼結
法か主に用いられてきたが、最近、成型かより容易で複
雑形状の成型か可能なたけてなく、異方化も容易という
特長を持つ樹脂結合型の応用か広がっている。この成型
法は、永久磁石原料磁粉を樹脂と混合し、射出成形、押
し出し成形および圧縮成形なとの加圧成形法で所望の形
状に加工成型するものである。

ところで希土類−鉄一ボロン系永久磁石材料をこの樹脂
結合型ボス磁石に応用した場合、磁粉の酸化、腐食によ
り、磁石成型体から酸化、腐食粒か脱落するため、耐酸
化性ならびに耐蝕性の問題は一層深刻となる。

（発明か解決しようとする課題） 上述したように、希土類−鉄−ボロン系永久磁石の耐酸
化性、耐蝕性の改善は急務である。しかしなから従来の
方法では、被覆や表面処理か不完全なため、 （１）充分な耐酸化性・耐蝕性か得られない、（２）被
覆や表面処理による微細組織の変化により磁気特性か劣
化する、 （３）被覆や表面処理によって磁石の体積率か低下して
エネルギ積が低下する、 （４）被覆や表面処理の工程か複雑で効率か悪い、（５
）被覆や表面処理の耐久性か不十分である、などの問題
か残されていた。とくに金属被覆は最も生産性か高く、
実用的な被覆方法ではあるか、被覆層自身の化学的安定
性か充分てなく、必要な耐酸化性、耐蝕性か得難いとい
う欠点かあった。

この発明は、上記の諸問題を有利に解決するもので、特
性の劣化を招く二となしに、耐蝕性を効果的に向上させ
た永久磁石を提案することを目的とする。

（課題を解決するための手段） すなわちこの発明は、表面に、無機質微粒子が分散した
金属被覆をそなえる耐蝕性に優れた永久磁石（第１発明
）である。

またこの発明は、表面に、無機質微粒子か分散した金属
被覆をそなえる永久磁石であって、該金属被覆表面かカ
ップリング剤処理を経たものである耐蝕性に優れた永久
磁石（第２発明）である。

この発明において、被覆金属素材としては、クロム、ニ
ッケルなとの耐蝕性金属はもとよりのこと、亜鉛なとの
犠牲防錆金属なとも被覆の容易性および耐蝕性の観点か
ら好適である。

また被覆法としては、電気めっきまたは無電解めっきな
との湿式法か、めっき液に無機質微粒子を懸濁させてお
くたけて、めっき処理と同時に被膜中に無機質微粒子を
分散させ得ることがら、とりわけ有利に適合する。ここ
に金属被覆層の厚みは、　０．５μｍ〜５００　ｌ１ｍ
とするのが好ましい。というのは被覆厚みか０．５μｍ
に満たないと充分な耐蝕性か望み難く、一方５００μｍ
を超えると磁気特性の劣化を招くおそれかあるからであ
る。

次に、金属被覆中に分散させる無機質微粒子としては、
シリカ、アルミナおよびチタニアなとの酸化物粒子、さ
らには鉛丹、亜酸化鉛、シアナミド鉛、亜鉛華および酸
化鉄なとの顔料微粒子か有利に適合する。ここにかかる
無機質微粒子の粒径は、被覆層の厚み以下とすることが
望ましい。なお粒径か１０μｍを超えるとめっき処理液
中に懸濁させることも被覆と同時に析出させることも困
難となるので、粒径の上限は１０μｍ程度とするのが好
ましい。また金属被覆中における分散量は１〜２０ｖｏ
１％程度とするのか好ましい。というのは分散量力用〜
□ｏ１％に満たないと、化学的安定性が無機質微粒子よ
り低い金属被覆の露出面積の低減か十分とはいえずて、
またカップリング剤の処理効果も不十分である。一方、
２０　ｖｏｌ　９６を超えると、被覆層の金属マトリッ
クスの結合か弱まり、かえって強度の低下をきたすおそ
れが大きいからである。

上述したとおり、これらの粒子の一種またはニ種以上を
めっき液中に添加し、懸濁させてめっき処理により被覆
層中に分散させるのか好適であるか、めっき液中におけ
る無機質微粒子の添加量が１ｗｔ％に満たないと、必要
量の無機質微粒子を被覆層内に分散させることができず
、一方無機質微粒子の添加量が４０ｗｔ％を超えると被
覆そのものが困難となるので、４０ｗｔ％以下か好適で
ある。

さらに金属被覆表面を、シランカップリング剤、チタネ
ート系カップリング剤およびアルミニウム系カップリン
グ剤などのいずれか一種または二種以上のカップリング
剤で処理することにより、さらに耐蝕性の向上を図るこ
とができる。このときカップリング剤として、金属被覆
中に分散させた無機質微粒子の構成金属元素と同じ金属
元素をもつものを使用すれば、最も強い耐水性を与える
ことかできる。またカップリング剤処理は、一般的な方
法て行うことかてきる。すなわちカップリング剤と加水
分解のための水とをアルコールなとの溶剤に加えた処理
液に磁石を浸漬し、乾燥後、加熱することにより、表面
に疎水性基を持つ被膜を形成することができる。

なおこの発明において被覆対象とする磁石は、そのまま
では耐蝕性に劣るものであればいずれもが適合するか、
希土類金属と遷移金属を主成分とする金属間化合物また
は合金よりなる磁粉を用いた焼結磁石または樹脂結合型
磁石などに適用してとりわけ好適である。

（作　用） この発明によれば、磁石表面に被覆した金属被覆中に無
機質微粒子か分散しているので、化学的安定性かかかる
無機質微粒子より低い金属被覆か外気に露出する面積が
低減され、もって耐酸化性、耐蝕性か向上する。

またたとえ金属被覆表面に酸化、腐食か生じたとしても
、酸化、腐食の原因となるガスや水、酸、アルカリなど
の液体の被覆層内−・の侵入を被覆内部に分散した無機
質微粒子か阻止し、酸化、腐食の進行を被覆層表面でく
い止め、被覆内部の磁石に酸化、腐食の原因物質を到達
させないので、それ以上の耐酸化性、耐蝕性の劣化はな
い。

加えて金属被覆表面に酸化、腐食が生じた場合、被覆の
効果を失わせる原因となる、酸化、腐食による膨張に伴
う亀裂の発生・成長を被覆内部に分散した高強度の無機
質微粒子か阻止するので、耐酸化性、耐蝕性の劣化は最
小限で済む。

この発明において、金属被覆中に分散させる無機質微粒
子として、化学的に安定な酸化物であるシリカ、アルミ
ナおよびチタニアのいずれか一種または二種以上を使用
すれば、上記の作用をより効果的に発現させることがで
きる。

またこの発明の無機質微粒子を分散した金属被覆表面を
、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤
およびアルミニウム系カップリング剤のいずれか一種ま
たは二種以上のカップリング剤で処理することにより、
被覆表面に露出した無機質微粒子と上記カップリング剤
とが強固に結合するので、強い耐水性を発揮し、より一
層の耐酸化性、耐蝕性の向上を図ることか可能である。

シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤お
よびアルミニウム系カップリング剤はそれぞれ、Ｓｉ、
　ＴｉおよびＡＩに疎水性基と親水性基が結合したもの
で、その親水性基か加水分解して被覆表面に露出した無
機質微粒子表面の金属原子と結合し、他方疎水性基は外
側に配向する二とて、上記耐水性を発揮するものである
。

（実施例） 以下に述へる各実施例および比較例に使用した磁石は、
Ｎｄ２Ｆｅ＋Ｊ２（ネオジム−鉄−ボロン系）で表され
る組成の金属を溶解し、急冷凝固させてから粉砕した磁
粉を原料として、以下の方法で製造したものである。

焼結磁石は、上記の磁粉を４ｔｂ 圧て乾式プレス成型後、真空中て１１００°Ｃ１２時間
の焼結を施して得たものである。

また樹脂結合型磁石は、上記の磁粉・４９重量部（以下
単に部という）とエポキシ樹脂粉末・１部とを混合した
原料を、６　ｔｏｎ／’ｃｍ　２のプレス圧て乾式プレ
ス成型した後、窒素雰囲気中で１７０°Ｃ，１時間キュ
アしてエポキシ樹脂を硬化させて得たものである。

実施例１ 外径：１０ｍｍ、内径：８ｍｍ、高さ：　１０ｍｍの樹
脂結合型磁石を、エタノールで脱脂した後、塩化ニッケ
ル：３部、次亜りん酸ナトリウム：１部、塩化アンモニ
ウム：５部を水：　　１００部に溶解し、かつ平均粒径
：　２０部ｍのシリカ：５部を懸濁させた無電解めっき
浴（９０°Ｃ）中に浸漬し、この無電解めっき浴を撹拌
しながら５０分間保持して、ニッケル被覆中にシリカ微
粒子が分散した厚み＝１０μｍの被覆を被成した。この
とき被覆中におけるシリカ微粒子の分散量は３％であっ
た。

実施例２ 直径：８−１高さ：］Ｏｍｍの焼結磁石を、トリクレン
で脱脂した後、無水クロム酸：５０部、硫酸１部を水＝
２５０部に溶解しためっき浴に平均粒径：　１５部ｍの
アルミナ　５部を懸濁させて攪拌しなから４５°Ｃに保
った中に浸漬し、電流密度：　２０Ａ／ｄｍ２て５分間
のめっき処理を施して、クロム被覆中にアルミナ微粒子
が分散した厚み、１μｍの被覆を被成した。このとき被
覆中におけるアルミナ微粒子の分散量は４％であった。

実施例３ 直径：８ｍｍ、高さ１吐化の焼結磁石を、トリクレンで
脱脂した後、酸化亜鉛：３部、シアン化ナトリウム、８
部、水酸化ナトリウム：５部を水：６７部に溶解しため
つき浴に平均粒径：　２５部ｍのチタニア：１０部を懸
濁させて攪拌しなから５０’Ｃに保った中に浸漬し、電
流密度：　８Ａ／ｄｍ２て４０分間のめっき処理して亜
鉛被覆中にチタニア微粒子か分散した厚み＝１０μｍの
被覆を被成した。このとき被覆中におけるチタニア微粒
子の分散量は６％であった。

実施例４ 外径、１０皿、内径：８世、高さ：１０■の樹脂結合型
磁石を、エタノールで脱脂した後、塩化二・ンケル：３
部、次亜りん酸ナトリウム、１部、塩化アンモニウム、
５部を水・１００部に溶解した無電解めっき浴に平均粒
径・２０部ｍのシリカ：５部を懸濁させて攪拌し・なか
ら９０°Ｃに保持した中に５０分間浸漬して、ニッケル
被覆中にシリカ微粒子か分散した厚み：１０μｍの被覆
を被成した。このとき被覆中におけるシリカ微粒子の分
散量は３％であった。

その後さらにガンマプロピルトリエトキシシラン＝１部
、水　１部、メタノール、３０部の配合割合になる溶液
中に１５分間浸漬したのち、　１１０°Ｃて１時間乾燥
するカップリング剤処理を施した。

実施例５ 直径：８ｍｍ、高さ：　１０ｍｍの焼結磁石を、トリク
レンで脱脂した後、無水クロム酸・５０部、硫酸１部を
水、２５０部に溶解しためっき浴に平均粒径１５ｎｍの
アルミナ・５部を懸濁させて攪拌しなから４５°Ｃに保
った中に浸漬し、電流密度・２ＯＡ／ｄｍ２て５分間の
めっき処理をしてクロム被覆中にアルミナ微粒子か分散
した厚み　１μｍの被覆を被成した。このとき被覆中に
おけるアルミナ微粒子の分散量は４９６であった。

その後さらにアセトアルコキシアルミニウムジイソプロ
ピレート：１部、水：１部、メタノール＝３０部の配合
割合になる溶液中に１５分間浸漬したのち、１２０°Ｃ
て１時間乾燥するカップリング剤処理を施した。

実施例６ 直径　８ｍｍ、高さ：１０ｍｕ＋の焼結磁石を、トリク
レンで脱脂した後、酸化亜鉛、３部、シアン化ナトリウ
ム＝６部、水酸化ナトリウム：５部を水・６７部に溶解
しためっき浴に平均粒径：　２５部ｍのチタニア＝１０
部を懸濁させて攪拌しながら５０°Ｃに保った中に浸漬
し、電流密度８　Ａ／ｄｍ２て１０分間のめっき処理し
て亜鉛被覆中にチタニア微粒子か分散した厚み　１０μ
ｍの被覆を被成した。このとき被覆中におけるアルミナ
微粒子の分散量は６％であった。

その後さらにイソプロピルトリイソステアロイルチタネ
ート−１部、水　１部、メタノール　３０部の配合割合
になる溶液中に１５分間浸漬し、１２０°Ｃて１時間乾
燥するカップリング剤処理を施した。

比較例１ 外径：　１０ｍｍ、内径：８ｍｍ、高さ　１０闘の樹脂
結合型磁石を、エタノールで脱脂した後、塩化ニッケル
：３部、次亜りん酸ナトリウム：１部、塩化アンモニウ
ム：５部を水：１００部に溶解した無電解めっき浴（９
０°Ｃ）中に５分間浸漬して、ニッケルの無電解めっき
（厚み：１３μｍ）を施した。

比較例２ 直径二８順、高さ：　１０ｍｍの焼結磁石を、トリクレ
ンで脱脂した後、無水クロム酸＝５０部、硫酸：１部を
水＝２５０部に溶解しためっき浴（４５℃）中に浸漬し
、電流密度：　２０Ａ／ｄｍ”で５分間のクロムめっき
（厚み：１μｍ）を施した。

比較例３ 直径：８ｍｍ、高さ：１０ｍｍの焼結磁石を、トリクレ
ンで脱脂した後、酸化亜鉛＝３部、シアン化ナトリウム
：６部、水酸化ナトリウム：５部を水：６７部に溶解し
ためっき浴（５０°Ｃ）中に浸漬し、電流密度８　Ａ／
ｄｍ２で１０分間の亜鉛めっき（厚み：１２μｍ）を施
した。

以上の実施例１〜６と比較例１〜３の磁石それぞれ１０
０個を、８０°Ｃ１９５％ＲＨの恒温恒湿槽中に１００
０時間曝露して、その耐蝕性について調査したところ、
実施例の磁石にはいずれも、１０倍の拡大鏡で確認でき
る錆の発生はなかったのに対し、比較例１ては８個、比
較例２ては１０個、比較例３ては７個にそれぞれ発錆か
認められた。また同じ〈実施例１〜６と比較例１〜３の
磁石それぞれ１００個について、３５°Ｃ，５％の塩水
噴霧試験を行ったところ、比較例の磁石は３０時間で全
てについて目視て発錆か確認されたのに対し、実施例の
磁石はいずれも１０倍の拡大鏡で確認できる錆の発生は
なかった。さらに１００時間後には、比較例の磁石はほ
ぼ全面に発錆が認められた。これに対し、実施例の磁石
では、実施例１て２個、実施例２て５個、実施例３で３
個、合計１０個につき、拡大鏡で点状の錆か確認された
ものの、実施例４〜６の磁石には発錆は全く確認されな
かった。

なお上述した実施例では、シラン系カップリング剤とし
てガンマプロピルトリエトキシシラン、チタネート系カ
ップリング剤としてイソプロピルトリイソステアロイル
チタネート、アルミニウム系カップリング剤としてアセ
トアルコキシアルミニウムジイソプロピレートを用い、
金属被覆処理としてニッケルの無電解めっきおよびクロ
ム、亜鉛の電気めっきと、無機質微粒子としてシリカ、
チタニア、アルミナとを組合せた例について主に示した
が、この発明は上記の場合に限定されるものではなく、
上記の組合せの他、種々のカップリング剤、金属被覆方
法、無機質微粒子の組合せも当然この発明の範囲に含ま
れるものである。

（発明の効果） かくしてこの発明によれば、耐酸化性、耐蝕性の付与を
目的とした磁石表面の金属被覆において、被覆層内部に
無機質微粒子を分散させ、さらには被覆層表面をカップ
リング剤処理することにより、従来に比し耐酸化性およ
び耐蝕性を格段に向上させることかできる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．表面に、無機質微粒子が分散した金属被覆をそなえ
   る耐蝕性に優れた永久磁石。
2. ２．表面に、無機質微粒子が分散した金属被覆をそなえ
   る永久磁石であって、該金属被覆表面がカップリング剤
   処理を経たものである耐蝕性に優れた永久磁石。