JPH0533077A

JPH0533077A - Ｎｉ被覆希土類合金の再利用方法

Info

Publication number: JPH0533077A
Application number: JP3210185A
Authority: JP
Inventors: Masanori Kaya; 雅詔賀屋
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1991-07-26
Filing date: 1991-07-26
Publication date: 1993-02-09

Abstract

(57)【要約】【構成】Ｎｉ被覆膜を有し、希土類元素ならびにＦｅ
および／またはＣｏを含有する希土類合金を再利用する
方法であって、Ｎｉ被覆膜を有する希土類合金（Ｎｉ被
覆膜形成後に選別された不良品など）およびＮｉ被覆膜
を有しない希土類合金（Ｎｉ被覆形成前の研削工程にお
いて発生した削り屑など）に、前記希土類合金構成元
素、あるいは前記希土類合金構成元素のうちＦｅおよび
Ｃｏ以外の元素を加えて溶解して原料合金とし、新たに
希土類合金を製造する。【効果】Ｎｉ被覆を剥離する必要がないので、安全か
つ安価に廃材の利用ができ、しかも、再利用による特性
低下を極めて小さく抑えることができる。また、Ｎｉ被
覆前の工程において発生する削り屑や不良品なども利用
するので、資源の無駄使いがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｎｉめっき膜等のＮｉ
被覆膜を有する希土類合金の製造工程において生じる不
良品などの廃材を利用して、再び希土類合金を製造する
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】高性能を有する永久磁石としては、粉末
冶金法によるＳｍ−Ｃｏ系磁石が知られている。しか
し、このものは、Ｓｍ、Ｃｏの原料価格が高いという欠
点を有する。希土類の中では原子量の小さい希土類元
素、たとえばセリウムやプラセオジム、ネオジムは、サ
マリウムよりも豊富にあり価格が安い。また、Ｆｅは安
価である。そこで、近年Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石が開発さ
れ、特開昭５９−４６００８号公報では、焼結磁石が、
また特開昭６０−９８５２号公報では、高速急冷法によ
るものが開示されている。

【０００３】Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石は、酸化され易い希
土類元素と鉄とを主成分とするため、耐食性が低く、性
能の劣化、バラつき等が問題となっている。このため、
各種の防食膜が提案ないし実用化されているが、これら
のうち、電気めっき法によるＮｉめっき膜は耐食性が良
好で量産性にも優れ、しかも機械的強度の点においても
補強効果を発揮するため有用である。

【０００４】Ｎｉめっき希土類磁石の製造工程において
めっき不良が生じた場合、通常は廃棄される。また、め
っき前の工程において軽微なカケやヒビなどが生じた磁
石は、通常、選別されることなくＮｉめっきが施され、
めっき後に検査選別されて廃棄される。

【０００５】廃棄されるＮｉめっき磁石には貴重な希土
類元素が含まれているため、再利用方法が検討されてい
る。例えば、めっき剥離剤により磁石表面からＮｉめっ
きを剥離する方法も一部で利用されているが、この方法
は化学的反応を利用するため条件の設定が困難であるの
で、一般的に容易に実施することは難しく、コスト高と
なってしまう。また、廃液処理のためにコストがかか
る。

【０００６】また、通常、Ｎｉめっき前に磁石は研削等
により形状加工されるが、この際に発生する削り屑など
も従来は廃棄されていた。さらに、Ｎｉめっき前の工程
において重度のワレやカケが生じた場合や成形不良品な
どは、めっき前に廃棄されていた。このような廃材も希
土類元素を含むものであり、資源の無駄使いとなってい
る。

【０００７】なお、このような事情は、他のＮｉ被覆希
土類合金についても同様である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような事
情からなされたものであり、Ｎｉ被覆希土類合金の製造
工程で発生するＮｉ被覆付きの廃材およびＮｉ被覆なし
の廃材などを利用して、Ｎｉ被覆を剥離することなく特
性の良好な希土類合金を製造する方法を提供することを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（４）の本発明により達成される。

【００１０】（１）Ｎｉ被覆膜を有し、希土類元素な
らびにＦｅおよび／またはＣｏを含有する希土類合金を
再利用する方法であって、それぞれ製品化不可能なＮｉ
被覆膜を有する希土類合金およびＮｉ被覆膜を有しない
希土類合金に、前記希土類合金構成元素のうちＦｅおよ
びＣｏ以外の元素を加えて溶解して原料合金とし、新た
に希土類合金を製造することを特徴とするＮｉ被覆希土
類合金の再利用方法。

【００１１】（２）Ｎｉ被覆膜を有し、希土類元素な
らびにＦｅおよび／またはＣｏを含有する希土類合金を
再利用する方法であって、それぞれ製品化不可能なＮｉ
被覆膜を有する希土類合金およびＮｉ被覆膜を有しない
希土類合金に、前記希土類合金構成元素を加えて溶解し
て原料合金とし、新たに希土類合金を製造することを特
徴とするＮｉ被覆希土類合金の再利用方法。

【００１２】（３）前記原料合金の鉄族元素中のＮｉ
の比率が１０重量％以下である上記（１）または（２）
に記載のＮｉ被覆希土類合金の再利用方法。

【００１３】（４）前記希土類合金がＮｄ−Ｆｅ−Ｂ
系磁石である上記（１）ないし（３）のいずれかに記載
のＮｉ被覆希土類合金の再利用方法。

【００１４】

【作用】本発明では、それぞれ製品化不可能なＮｉ被覆
膜を有する希土類合金およびＮｉ被覆膜を有しない希土
類合金に、前記希土類合金構成元素を加えて、あるいは
前記希土類合金構成元素のうちＦｅおよびＣｏ以外の元
素を加えて溶解して原料合金とし、新たに希土類合金を
製造する。具体的には、Ｎｉ被覆膜を有する希土類合金
で製品化不可能なものとは、Ｎｉ被覆膜形成後に選別さ
れた不良品などであり、Ｎｉ被覆膜を有しない希土類合
金で製品化不可能なものとは、Ｎｉ被覆形成前の研削工
程において生じた削り屑や、重度の不良のためにＮｉ被
覆形成前に選別された廃材などである。

【００１５】前記原料合金にはＮｉが混入して本来の組
成から外れるため、特性低下は避けられないが、本発明
ではＮｉ被覆を有する廃材に加えＮｉ被覆形成前の廃材
を用いるので、前記原料合金中のＮｉ含有率を低くする
ことができる。しかも、従来廃棄されていたＮｉ被覆形
成前の廃材を利用するので、資源を有効利用できる。ま
た、Ｎｉは希土類合金中においてＦｅおよびＣｏと同じ
サイトに入るため、Ｎｉの混入により鉄族元素が過剰に
なって組成比がずれるが、本発明では不足する元素を添
加して組成比のずれを補正するので、元の希土類合金、
すなわち前記Ｎｉ被覆膜を有する希土類合金に対し、特
性の低下の小さい希土類合金を製造することができる。
また、ずれ補正により特性を管理して、高性能材の廃材
を利用して、それより低性能な希土類合金を安価に安定
に量産することができる。

【００１６】

【具体的構成】以下、本発明の具体的構成について詳細
に説明する。

【００１７】本発明は、Ｎｉ被覆膜を有し、希土類元素
ならびにＦｅおよび／またはＣｏを含有する希土類合金
を再利用する方法である。本発明では、それぞれ製品化
不可能なＮｉ被覆膜を有する希土類合金およびＮｉ被覆
膜を有しない希土類合金に、所定の元素を加えて溶解し
て原料合金とし、新たに希土類合金を製造する。

【００１８】本発明の第１の態様における前記所定の元
素とは、前記希土類合金構成元素のうちＦｅおよびＣｏ
以外の元素であり、本発明の第２の態様における前記所
定の元素とは、前記希土類合金構成元素である。

【００１９】Ｎｉ被覆膜を有する希土類合金とＮｉ被覆
膜を有しない希土類合金との混合比率は特に限定されな
いが、Ｎｉの混入により組成がずれて特性が低下するの
で、第１の態様では、前記原料合金の鉄族元素中のＮｉ
の比率が１０重量％以下、特に、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石
の場合、好ましくは５重量％以下となるように、混合比
率を決定することが好ましい。また、第２の態様では、
添加される前記所定の元素にはＮｉ以外の鉄族元素が含
まれるので、前記所定の元素を加えたときのＮｉの比率
が前記値以下となるように決定し、それを一定値に管理
すればよい。

【００２０】本発明では混合する合金や元素の割合を調
整することにより、前記原料合金の鉄族元素中のＮｉ比
率を前記値以下の一定の値とすることができるので、元
の希土類合金に比べ特性はわずかに低下はするが、安定
した特性の再生合金が得られる。例えば、Ｎｄ−Ｆｅ−
Ｂ系磁石の場合、鉄族元素中のＮｉの比率を前記値以下
に抑えることにより、元の磁石に比べ少なくとも５０％
程度以上の保磁力を安定して得ることができ、耐食性は
元の磁石よりも向上する。

【００２１】なお、第１の態様を適用するか第２の態様
を適用するかは、Ｎｉ被覆膜を有する希土類合金の廃材
およびＮｉ被覆膜を有しない希土類合金の廃材それぞれ
の発生量に基づいて適宜決定すればよい。

【００２２】第１の態様において、Ｎｉ被覆希土類合金
の構成元素のうちのＦｅおよびＣｏ以外の元素とは、Ｎ
ｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の場合、ＮｄやＢ、さらにＤｙ等の
他の添加元素である。Ｎｉ被覆に由来するＮｉは、溶解
して原料合金とする際にＦｅやＣｏと同じサイトに入る
ので、ＦｅおよびＣｏ以外の元素を添加することにより
鉄族元素過剰の状態を補正する。これらの元素の具体的
な添加量は、Ｎｉ混入量に応じて決定すればよい。

【００２３】また、第２の態様においては、少なくとも
希土類合金を構成する主要な元素全てが加えられるが、
上記した第１の態様と同様に鉄族元素過剰の状態を補正
するために、元の希土類合金の組成比に対し、Ｆｅおよ
びＣｏ以外の元素が過剰となるように添加する元素の比
率を決定することが好ましい。具体的な比率は、上記同
様、Ｎｉ混入量に応じて決定すればよい。

【００２４】なお、蒸気圧の比較的高いＮｄ等の希土類
元素は溶解の際に蒸発するので、通常の原料合金製造の
際に用いる出発原料と同様に希土類リッチ組成とするた
めに、他の元素に比べ希土類元素を過剰に添加すること
が好ましい。具体的には、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の場
合、過剰に添加する希土類元素は全体の１〜５重量％程
度とすることが好ましい。

【００２５】なお、前記各元素は、金属単体で加えられ
てもよく、合金の状態で加えられてもよい。

【００２６】本発明は、電気めっき法により形成された
Ｎｉ被覆膜を有する希土類合金にも、無電解めっき法に
より形成されたＮｉ被覆膜を有する希土類合金にも適用
可能である。また、蒸着法等の気相法により形成された
Ｎｉ被覆膜を有する希土類合金にも適用することができ
る。本発明を適用する場合、Ｎｉ被覆膜の厚さは特に限
定されないが、防食膜として用いられるＮｉ被覆膜の厚
さは、通常、５〜１００μm 程度である。

【００２７】本発明が適用される希土類合金に特に制限
はなく、本発明は、例えば、希土類磁石、磁歪材などの
各種希土類合金の再利用に好適である。

【００２８】希土類磁石としては、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系永
久磁石や、Ｓｍ−Ｃｏ系永久磁石などが挙げられる。Ｓ
ｍ−Ｃｏ系永久磁石としては、Ｓｍ₂ （Ｃｏ，Ｃｕ，Ｆ
ｅ，Ｍ）₁₇（Ｍ＝Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ）などのＳｍ₂ Ｃｏ
₁₇系や、ＳｍＣｏ₅ 等が挙げられる。

【００２９】磁歪材としては、Ｔｂ−ＦｅやＳｍ−Ｆｅ
等の希土類−遷移金属系超磁歪材料などが挙げられる。

【００３０】本発明が適用される希土類合金の形状およ
び製造方法にも特に制限はない。例えば、製造方法が、
焼結法、急冷法、鋳造法等のいずれであった場合でも、
本発明の効果は実現する。

【００３１】以下、本発明が特に好ましく適用されるＮ
ｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石について説明する。

【００３２】Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石は、Ｎｄ₂ Ｆｅ
₁₄Ｂ金属間化合物を主相とし、この主相は実質的に正方
晶系の結晶構造を有する。

【００３３】本発明が適用される場合、磁石全体の組成
は特に限定されない。すなわち、焼結法や急冷法等の製
造方法に応じてあるいは要求される磁気特性等に応じて
適宜選択されたいずれの組成であっても本発明は効果を
発揮するが、通常、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石の組成
は、５．５原子％≦Ｎｄ≦３０原子％、４２原子％≦Ｆｅ≦９０原子％および２原子％≦Ｂ≦２８原子％程度とされる。

【００３４】そして、Ｎｄの一部を、他の希土類元素、
例えば、Ｐｒ、Ｈｏ、Ｔｂ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｃｅ、Ｇｄ、
Ｄｙ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｐｍ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｙ等の１種以上
で置換してもよい。Ｎｄに対するこれらの元素の置換率
は、２０％以下であることが好ましい。

【００３５】また、温度特性の改善のために、Ｆｅの一
部をＣｏで置換してもよい。Ｆｅに対するＣｏの置換率
は、５０％以下とすることが好ましい。

【００３６】また、これらの元素の他、Ｃａ、Ｃ、Ｐ、
Ｓ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｂｉ、Ｎｂ、
Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｂ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｓ
ｉ、Ｈｆ等の１種以上が含有されていてもよい。これら
の元素の含有率は、通常、総計で１０原子％以下とする
ことが好ましい。

【００３７】本発明が適用される希土類磁石を製造する
方法は、前述したように特に限定されず、通常の焼結
法、急冷法、鋳造法等を用いればよい。

【００３８】

【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明
をさらに詳細に説明する。

【００３９】粉末冶金法によって作製した１４Ｎｄ−１
Ｄｙ−７Ｂ−７８Ｆｅ（数字は原子比）の組成をもつ焼
結体をＡｒ雰囲気中で６００℃にて２時間時効処理を施
し、２５mm×２５mm×１．５mmの板状に加工し、さらに
バレル研磨処理により面取りを行なって、永久磁石を得
た。

【００４０】この永久磁石を、ジャパンメタルフィニッ
シングカンパニー社製エンドックス１１４溶液（１２０
g/1 、６０℃）に１０分間浸漬した。

【００４１】次いで、イオン交換水（塩素含有量０．５
ppm ）を用いて１Ｎ HNO₃溶液を調製した。この溶液
に、上記永久磁石を室温で５分間浸漬した後、前記イオ
ン交換水中で超音波洗浄した。

【００４２】洗浄後、下記組成のめっき浴を用い、浴温
５５℃、電流密度３A/dm² にてバレル法により電気めっ
きを行なった。浴pHは、４．５とした。

【００４３】めっき浴組成硫酸ニッケル（Ｎｉ₄ ＳＯ₄ ・７Ｈ₂ Ｏ）３００g/l ホウ酸（Ｈ₃ ＢＯ₃ ）４０g/l ２−ブチン−１，４−ジオール（Ｓ不含有光沢剤）０．３g/l ラウリル硫酸ナトリウム０．０５g/l

【００４４】このようにして、膜厚１５μm の半光沢Ｎ
ｉめっき膜を形成した。なお、膜厚はセイコー電子の蛍
光Ｘ線膜厚計により測定した。

【００４５】Ｎｉめっき膜を形成した磁石と、めっき前
の研削工程において得られた削り屑と、Ｎｄ、Ｄｙおよ
びＢとを混合し、高周波誘導加熱により溶解し、冷却し
て原料合金とした。なお、混合比率は、Ｎｉめっきを形
成した磁石（磁石１００重量部とＮｉ２．５重量部）に
対し、削り屑を１００重量部、ＮｄとＤｙを合計で３重
量部、Ｂを０．０３重量部とした。また、添加したＮｄ
とＤｙの比率は、元の磁石組成における比率と同じとし
た。

【００４６】この原料合金を用いて粉末冶金法により磁
石を作製したところ、ＦｅとＮｉの合計に対するＮｉの
比率は約１．７重量％であった。

【００４７】なお、Ｎｉめっき磁石の再利用により製造
された磁石中の希土類元素含有量は、元の磁石の希土類
元素含有量とほぼ同じであった。

【００４８】以上の実施例の結果から、本発明の効果が
明らかである。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、Ｎｉ被覆希土類合金の
廃材を利用して新たに希土類合金を製造するに際し、Ｎ
ｉ被覆を剥離する必要がないので、安全かつ安価に廃材
の利用ができ、しかも、再利用による特性低下を極めて
小さく抑えることができる。また、Ｎｉ被覆前の工程に
おいて発生する削り屑や不良品なども利用するので、資
源の無駄使いがない。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｎｉ被覆膜を有し、希土類元素ならびに
Ｆｅおよび／またはＣｏを含有する希土類合金を再利用
する方法であって、それぞれ製品化不可能なＮｉ被覆膜を有する希土類合金
およびＮｉ被覆膜を有しない希土類合金に、前記希土類
合金構成元素のうちＦｅおよびＣｏ以外の元素を加えて
溶解して原料合金とし、新たに希土類合金を製造するこ
とを特徴とするＮｉ被覆希土類合金の再利用方法。
【請求項２】Ｎｉ被覆膜を有し、希土類元素ならびに
Ｆｅおよび／またはＣｏを含有する希土類合金を再利用
する方法であって、それぞれ製品化不可能なＮｉ被覆膜を有する希土類合金
およびＮｉ被覆膜を有しない希土類合金に、前記希土類
合金構成元素を加えて溶解して原料合金とし、新たに希
土類合金を製造することを特徴とするＮｉ被覆希土類合
金の再利用方法。
【請求項３】前記原料合金の鉄族元素中のＮｉの比率
が１０重量％以下である請求項１または２に記載のＮｉ
被覆希土類合金の再利用方法。
【請求項４】前記希土類合金がＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石
である請求項１ないし３のいずれかに記載のＮｉ被覆希
土類合金の再利用方法。