JPH04214604A - Ｚｎを拡散させた耐蝕性に優れる焼結磁石とその製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、優れた磁気特性を示す
Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の耐蝕性を一段と強化させた高磁
力焼結磁石とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、産業界で利用されている代表的な
磁石には、アルニコ磁石、ハードフェライト磁石及び希
土類磁石等があり、何れも優れた磁気特性を有している
。

【０００３】この中にあって、希土類磁石は、特に次世
代を担って起つ磁石として世間の注目を集め、種々なる
家庭電化製品から大型コンピューターの周辺機器に至る
まで、極めて幅の広い分野に於いて利用されている。

【０００４】しかしながら、希土類磁石は、その金属組
織中に極めて反応性の高いＮｄ、或いはＦｅ等を含有し
ている為、空気中の水分とは勿論の事、水素ガスや窒素
ガスとも容易に反応して、磁石製品の表層部に、酸化物
や水素化合物、さらには窒素化合物までも生成して表面
に錆を発生させ易く、磁石の取り付けられた製品が振動
や衝撃等によって揺動されるのに伴って、この磁石製品
の表面に発生した錆が剥離、落下、飛散等の現象を容易
に呈するようになる為、周辺部に組み込まれている他の
機器や部品にまでも悪い影響を与える様になる。

【０００５】また、発錆現象によって焼結磁石製品の磁
気特性が著しく損なわれる様になるので、磁気特性が重
視される焼結磁石にとっては、この発錆現象は致命的な
欠陥として処理されていた。

【０００６】そこで、磁気特性に優れた焼結磁石に対す
る処理として、その耐蝕性を幾らかでも向上させる方法
の発見が急務とされて居た。

【０００７】磁石の耐蝕性を向上させる方法としては、
希土類元素とＦｅとＢを含有する永久磁石に対して、Ａ
ｌを０．０５重量％〜２０重量％添加する事によって、
錆難い金属間化合物相を形成させると共に、錆易い磁性
相の周りを錆難い金属間化合物相で取り囲み、磁性体の
耐蝕性を改善するという方法が特開昭６４−７２５０１
に報告されて居り、また、永久磁石体の表面に耐酸化め
っき層を被覆する方法が、同じく特開昭６０−５４４０
６として報告されている。

【０００８】さらに、イオンプレーティング、スパッタ
リング等の手段を用いて、永久磁石の表面に、耐蝕性の
薄膜層を形成被覆させる方法が、特開昭６１−１６６１
１７に報告されていると共に、永久磁石体の表面に耐酸
化性の樹脂層を設ける方法が、特開昭６０−６３９０１
に報告されている。

【０００９】しかしながら、希土類元素とＦｅとＢを含
有する永久磁石に対して、Ａｌを０．０５重量％〜２０
重量％添加する方法では、この場合、Ａｌを多量に添加
する事によって、折角形成されている磁性相に対してＡ
ｌが拡散して行く事になるので、結果的に、磁石の磁気
特性を劣化させる事になり、永久磁石の飽和磁化力を著
しく低下させる事になってしまうという問題点を残して
居た。

【００１０】また、永久磁石体の表面に耐酸化めっき層
を被覆する方法では、その製造工程に於いて、磁石を水
溶液の中に浸漬させなければならず、その際に、反応性
の高い希土類元素やＦｅ等の金属は容易に酸化して、酸
化物や水酸化物を永久磁石体の表面に生成させるが、そ
の後、これらの酸化物や水酸化物の上面にＮｉやＣｒ等
の耐蝕性の被膜が形成された場合に、素材とＮｉやＣｒ
等の耐蝕性の被膜との間隙に膨れ、割れ、剥離等の欠陥
部分を発生させ易く、結果的には、今日まで、未だ、充
分な耐蝕性を提示できる希土類元素とＦｅとＢを含有す
る永久磁石の出現には至って居ない。

【００１１】一方、イオンプレーティング、スパッタリ
ング等の手段を用いて、永久磁石の表面に、耐蝕性の薄
膜層を形成被覆させる方法では、これらの加工処理方法
によって生成される加工層の厚さが、せいぜい２０〜３
０μｍでしかない為、製品を長時間に亘って利用する際
には、被膜特性の劣化現象を避けて通る訳にはいかない
のと、僅かな表面疵の発生にて素材がむき出しになる危
険性も高く、これによって、永久磁石の表面に形成され
た薄膜層と素材との間に局部電池が形成され、腐食の度
合いが著しく加速されてしまうという課題を抱えていた
。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる上記
の如き課題を解決し、耐蝕性に優れた焼結磁石を提供す
ると共に、その製造方法をも併せて提供する事を目的と
する。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者等は鋭意研究の
結果、上記の課題を解決する為に、Ｎｄの３〜４５重量
％と、Ｂの０．２〜８重量％とを含有し、残部がＦｅ並
びに不可避的不純物である組成の焼結体であって、該焼
結体の表層から１〜１００μｍの範囲にＺｎが拡散され
ている焼結磁石を提供すると共に、Ｎｄの３〜４５重量
％と、Ｂの０．２〜８重量％とを含有し、残部がＦｅ並
びに不可避的不純物である組成の原料粉体を成形したの
ち、Ｚｎ粉末と、Ｚｎの焼結防止剤と、反応促進剤とを
混合して得られた混合体の中に、前記の成形体を埋設し
、更に、真空または不活性雰囲気に於いて、６００〜１
１００℃で加熱処理する方法を提供するものである。

【００１４】この場合、Ｚｎの焼結防止剤としては、Ａ
ｌ２　Ｏ３、ＴｉＯ、ＮｄＯ等の組成を有し、１００〜
３００メッシュの粉体が利用される。

【００１５】また、反応促進剤としては、弗化リチウム
や、夭化リチウム等のハロゲン化合物が用いられる。

【００１６】尚、Ｚｎの拡散処理に供されるＺｎ粉末は
１０〜３００メッシュ程度である事が望ましい。

【００１７】

【作用】本発明で、永久磁石の組成として、Ｎｄの含有
量を３〜４５重量％と規定したのは、Ｎｄが３重量％未
満では磁石としての磁気特性、殊に、保持力を高く保つ
事が出来なくなると共に、その添加量が４５重量％を超
える場合にはＮｄ組成に富んだ非磁性相が多くなって来
る為、永久磁石の残留磁束密度が低下してきて、良好な
永久磁石を入手する事が困難になって来るからである。

【００１８】また、Ｂの添加量を０．２〜８重量％と規
定しているが、この場合、Ｂの含有量が０．２重量％未
満では高い保磁力が得られず、逆にＢの含有量が８重量
％を超えると、Ｂ含有量に富んだ非磁性相が多量に析出
してきて、磁石の残留磁束密度が低下して来る為である
。

【００１９】本発明は、磁石の表面下にＺｎの拡散層を
１〜１００μｍに亘って構成させているが、これは、磁
石の表面下にＺｎの拡散層を生成させる事によって、磁
石の耐蝕性を一層高める為のものである。

【００２０】この場合、Ｚｎの拡散層を１〜１００μｍ
と規定したのは、Ｚｎの拡散層の厚さが１μｍ未満であ
ると耐蝕性の向上に効果がなく、反対に、Ｚｎの拡散層
の厚さが１００μｍを超えると耐蝕性の向上という効果
が飽和して来ると共に、逆に、磁気特性の劣化現象が見
られる様になって来る為である。

【００２１】一方、本発明に於いては、Ｚｎの拡散処理
に際して、Ｚｎの焼結防止剤と反応促進剤を利用してい
るが、これは、Ｚｎの焼結防止剤の利用がないと、Ｚｎ
の拡散処理に際してＺｎの蒸気を大量に発生させて、比
較的低温度での拡散処理を可能にすると共に、Ｚｎの拡
散処理時間の短縮化に貢献させる為のものである。

【００２２】

【実施例】実施例１ 高周波溶解炉を用いて、Ａｒ雰囲気中で、Ｎｄが１５重
量％、Ｂが８重量％、Ｆｅが７７重量％という組成の鋳
塊を溶製した後、この鋳塊をディスクミルを用いて粗粉
砕し、次いで、ボールミルを用いて微粉砕し、平均粒径
で２．５μｍの微粉末とした。

【００２３】この微粉末を金型に充填し、１５ＫＯｅの
磁界中で配向処理すると共に、磁界と平行方向に２０ｔ
／ｃｍ２　の圧力で成形処理する事によって、圧粉体を
製作した。

【００２４】この圧粉体を、Ｚｎ粉末３０部、Ａｌ２　
Ｏ３　粉末６９．５部、ＬｉＦ０．５部からなる混合粉
体中に埋設した後、圧粉体に１１００℃のＡｒ雰囲気中
で１時間に亘って加熱する焼結処理を施し、さらに、７
００℃のＡｒ雰囲気中で３０分間に亘る加熱処理を施す
事によって、焼結磁石を製造した。

【００２５】この焼結磁石をエポキシ樹脂にて埋め込み
、硝酸アルコールにてエッチングした後、光学顕微鏡に
て、焼結磁石の表面より拡散しているＺｎ拡散層の厚さ
を測定すると共に、別途、Ｘ線マイクロアナライザーを
用いて、加速電圧１０ＫＶ、試料電流１×１０−７Ａで
分析した結果、Ｚｎの拡散濃度と表面からの距離の関係
は表１に示す様な状態であって、試料表面から１０μｍ
のところで６７重量％、試料表面から９０μｍのところ
で５重量％であると共に、試料表面から１００μｍのと
ころまでＺｎが拡散しているのが認められた。

【００２６】上記の焼結磁石に対して、温度６００℃で
湿度９０％の条件が設定されていた恒温恒湿試験槽を利
用した、１０００時間の耐久耐蝕試験を実施した結果は
表２に示された如くであって、本発明の実施によって、
Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の耐蝕性が十分に改善されると共
に、Ｚｎ拡散層の存在によっても、その磁気特性は損な
われない事が確認された。

【００２７】実施例２ Ｎｄが４１重量％、Ｂが５重量％、Ｆｅが５４重量％と
いう組成の鋳塊を溶製した他は、すべて実施例１と同様
に処理した場合、その耐蝕性は十分に改善され、また、
その磁気特性も損なわれない事が確認された。

【００２８】実施例３ Ｎｄが３９重量％、Ｂが２重量％、Ｆｅが５９重量％と
いう組成の鋳塊を溶製した他は、すべて実施例１と同様
に処理した場合、その耐蝕性は十分に改善され、また、
その磁気特性も損なわれない事が確認された。

【００２９】実施例４ Ｎｄが３５重量％、Ｂが５重量％、Ｆｅが６０重量％と
いう組成の鋳塊を溶製した他は、すべて実施例１と同様
に処理した場合、その耐蝕性は十分に改善され、また、
その磁気特性も損なわれない事が確認された。

【００３０】実施例５ Ｎｄが３３重量％、Ｂが４重量％、Ｆｅが６３重量％と
いう組成の鋳塊を溶製した他は、すべて実施例１と同様
に処理した場合、その耐蝕性は十分に改善され、また、
その磁気特性も損なわれない事が確認された。

【００３１】実施例６ Ｎｄが４０重量％、Ｂが３重量％、Ｆｅが５７重量％と
いう組成の鋳塊を溶製した他は、すべて実施例１と同様
に処理した場合、その耐蝕性は十分に改善され、また、
その磁気特性も損なわれない事が確認された。

【００３２】実施例７ Ｎｄが４０重量％、Ｂが３重量％、Ｆｅが５７重量％と
いう組成の鋳塊を溶製した他は、すべて実施例１と同様
に処理した成形体を、実施例１と同様な方法にて複数製
作した後、何れの成形体についても、Ｚｎの拡散処理時
間を３時間とし、焼結磁石の表面を研削し、夫々のＺｎ
拡散領域厚さを表３の如くに調整した後、実施例１と同
様な耐蝕試験を実施したところ、表３の如き結果が得ら
れ、焼結磁石については、Ｚｎ拡散領域の厚さが１μｍ
ある事によって、ほぼ良好な耐蝕性を示す事が認められ
た。

【００３３】比較例１ Ｎｄが３５重量％、Ｂが５重量％、Ｆｅが６０重量％と
いう組成の鋳塊を溶製した後、実施例１と同様な方法に
て製作した成形体を、Ａｌ２　Ｏ３粉末中（実施例１と
の比較に於いてＺｎ粉末を含んでいない事が差異）に埋
設し、実施例１と同様な方法にて焼結磁石とし、その特
性を実施例１と同様な方法にて計測したところ、実施例
１と比較して、その磁気特性に変化がなかったものの、
試料の表面には全面に亘って錆の発生が確認された。

【００３４】比較例２ Ｎｄが１５重量％、Ｂが８重量％、Ｆｅが７７重量％と
いう組成の鋳塊を溶製２た他は、すべて比較例１と同様
に処理した場合、実施例に比較してその耐蝕性は著しく
損なわれ、製品の全面に亘って錆の発生が確認された。

【００３５】以上の如く、本発明による場合には、Ｎｄ
−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の磁気特性を損なう事なく、しか
も、その耐蝕性が十分に高められた焼結磁石を容易に入
手する事が可能になった。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【表２】

【００３８】

【表３】

【００３９】

【発明の効果】本発明による時は、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼
結磁石の優れた磁気特性を何等損なう事なく、その耐蝕
性を十分に向上させる事が可能になり、斯る焼結磁石を
大量に利用している業界に貢献するところ大なるものが
ある。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　Ｎｄの３〜４５重量％と、Ｂの０．２
   〜８重量％とを含有し残部がＦｅ並びに不可避的不純物
   である組成の焼結体であって、該焼結体の表層から１〜
   １００μｍの範囲にＺｎが拡散されている事を特徴とす
   るＺｎを拡散させた耐蝕性に優れる焼結磁石。
2. 【請求項２】　　Ｎｄの３〜４５重量％と、Ｂの０．２
   〜８重量％とを含有し残部がＦｅ並びに不可避的不純物
   である組成の原料粉体を成形したのち、Ｚｎ粉末と、Ｚ
   ｎの焼結防止剤と、反応促進剤とを混合して得られた混
   合体の中に、前記の成形体を埋設し、更に、真空または
   不活性雰囲気に於いて、６００〜１１００℃で加熱処理
   する事を特徴とするＺｎを拡散させた耐蝕性に優れる焼
   結磁石の製造方法。