JPH097867A - 高耐食性永久磁石およびその製造方法 - Google Patents

高耐食性永久磁石およびその製造方法

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JPH097867A
JPH097867A JP7156197A JP15619795A JPH097867A JP H097867 A JPH097867 A JP H097867A JP 7156197 A JP7156197 A JP 7156197A JP 15619795 A JP15619795 A JP 15619795A JP H097867 A JPH097867 A JP H097867A
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JP
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permanent magnet
protective layer
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magnet
glass
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JP7156197A
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English (en)
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Kenichi Katsumi
健一 勝見
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0253Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】酸化により磁気特性が劣化し易いR−Fe −B
系永久磁石表面にガラス状保護層を被覆して高耐食性を
付与することを目的とする。 【構成】アルカリけい酸塩水溶液からなる処理液に、R
−Fe −B系永久磁石(ここにRはYを含む希土類元素
の少なくとも1種)を浸漬、あるいは該処理液を塗布し
た後加熱処理を行うことにより、該磁石表面に厚み5nm
〜10μm のガラス状保護層を被覆することからなる高耐
食性永久磁石の製造方法、および超音波水洗による前処
理をR−Fe −B系永久磁石表面に施した後、前記同様
に該磁石をアルカリけい酸塩水溶液からなる処理液で処
理することからなる高耐食性永久磁石の製造方法、並び
に前記の製造方法により製造された厚み5nm〜10μmの
ガラス状保護層を有する高耐食性永久磁石。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高耐食性を有する希土
類永久磁石およびその製造方法に関し、特に焼結磁石表
面にアルカリけい酸塩水溶液による保護層を均一に被覆
したR−Fe−B系永久磁石およびその製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】希土類永久磁石はすぐれた磁気特性と経
済性のため電気・電子機器の分野で多用されており、近
年益々その高性能化が要求されている。これらのうちR
−Fe−B系永久磁石は、希土類コバルト磁石に比べて
主要元素であるNd がSm より豊富に存在すること、C
o を多量に使用しないことから原材料費が安価であり、
磁気特性も希土類コバルト磁石をはるかにしのぐ極めて
優れた永久磁石材料であるため、これまで希土類コバル
ト磁石が使用されてきた小型磁気回路がこれによって代
替されるだけでなく、ハードフェライトあるいは電磁石
が使われていた分野にも広く応用されようとしている。
しかし、R−Fe −B系永久磁石は主成分として希土類
元素および鉄を含有するため、湿気をおびた空気中で短
時間の内に容易に酸化するという欠点を有しており、磁
気回路に組み込んだ場合にこれらの酸化被膜により磁気
回路の出力が低下したり、機器周辺を汚染するという問
題があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような、R−Fe
−B系永久磁石の耐食性改善のために、樹脂塗装、イオ
ンプレーティング等の気相めっき、Ni めっき等の湿式
めっき等の各種表面処理法が提案されている。しかし、
上記の表面処理法は複雑な工程を必要とするため、R−
Fe −B系永久磁石に対する表面処理コストが高価であ
るという問題があった。また、より簡易な表面処理法と
してR−Fe −B系永久磁石にクロム酸処理のみを施す
技術(特開平6-302420号参照)が提案されているが、ク
ロム酸処理前に硝酸等による酸洗処理が必要であり、ま
た、クロム酸処理液は廃液を容易に処理することが難し
いため、必ずしも表面処理コストが安価であるとは言え
ない。本発明は、かかる課題を解決するために為された
もので、従来の表面処理法より安価にかつ簡便な方法で
高耐食性を有するR−Fe −B系永久磁石を提供するこ
とを目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者はR−Fe −B
系永久磁石に対する耐食性被膜およびその形成法につい
て鋭意検討した結果、アルカリけい酸塩水溶液からなる
処理液にR−Fe −B系永久磁石を浸漬するか、該処理
液を磁石表面に塗布した後、加熱処理を行い該永久磁石
表面にガラス状保護層を形成することにより、長時間に
わたって外観の美観性が保持され、従来の表面処理法よ
り安価に処理可能であり、かつ廃液処理が容易であるこ
とを知見し、諸条件を確立して本発明を完成したもの
で、その要旨は、アルカリけい酸塩水溶液からなる処理
液に、R−Fe −B系永久磁石(ここにRはYを含む希
土類元素の少なくとも1種)を浸漬あるいは該処理液を
塗布した後加熱処理を行うことにより、該磁石表面に厚
み5nm〜10μmのガラス状保護層を被覆することを特徴
とする高耐食性永久磁石の製造方法、または、超音波洗
浄による前処理をR−Fe −B系永久磁石表面に施した
後、該磁石をアルカリけい酸塩水溶液からなる処理液に
浸漬、あるいは該処理液を磁石表面に塗布し、加熱処理
を行うことにより、該磁石表面に厚み5nm〜10μmのガ
ラス状保護層を被覆することを特徴とする高耐食性永久
磁石の製造方法、および前記2種類の方法により製造さ
れた厚み5nm〜10μmのガラス状保護層を有することを
特徴とする高耐食性永久磁石にある。
【0005】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
最大の特徴であるガラス状保護層の形成方法において、
表面処理法の処理液としては、アルカリけい酸塩水溶液
にイオン交換水を加えて濃度の調整を行うが、下記ガラ
ス状保護層の膜厚(5nm〜10μm)を得るためにはSiO2
として3〜200g/Lとなるように調整する。3g/L 未満で
は十分な耐食性が得られず、 200g/L を越えるとアルカ
リけい酸塩水溶液の粘度が高くなり、加熱処理後膜厚に
ムラが出来てしまい外観上好ましくない。アルカリけい
酸塩としては具体的には水ガラス(Na2OとSiO2が主成
分)、けい酸カリウム、けい酸リチウムなどが挙げられ
る。
【0006】本発明においてアルカリけい酸水溶液より
形成されるガラス状保護層の膜厚は5nm〜10μmが適当
である。5nm未満では磁石表面の凹凸に対して十分な被
覆が出来ずに十分な耐食性は得られない。また、10μm
を越えると耐食性については実用上問題はないが、均一
な膜厚を得ることが難しくなり外観上も好ましくない。
さらに、ガラス状保護層を厚くすると外観形状が同一で
あっても、使用できるR−Fe −B系永久磁石の体積が
小さくなるため、磁石使用上も好ましくない。さらに、
ガラス状保護層の膜厚が 100nm〜3μmの範囲にあれば
本発明の効果が顕著に現われ好ましい。本発明の表面処
理法において、アルカリけい酸塩水溶液に浸漬、あるい
は磁石表面に塗布後の加熱処理は、水分の蒸発、シラノ
ール基の脱水縮合を十分に行なわさせるために、温度50
〜450 ℃、より好ましくは 120〜450 ℃であることが望
ましい。処理時間としては1〜120 分が好ましい。50℃
未満では水分の蒸発およびシラノール基の脱水縮合が十
分ではなく、また、処理時間が長時間になるためコスト
的にも好ましくない。なお、 120℃以上では水分の蒸発
およびシラノール基の脱水縮合がより十分になる。ま
た、 450℃を越えるとR−Fe −B系磁石組織に影響が
生じて磁気特性が劣化し好ましくない。また、処理時間
が1分未満では水分の蒸発およびシラノール基の脱水縮
合が十分に進行せず、 120分を越えると実用上問題はな
いが生産性が低下しコスト的に好ましくない。また、上
記の工程を2回以上繰り返すことも可能である。
【0007】本発明の表面処理方法において、前処理と
してはR−Fe −B系永久磁石のアルカリけい酸水溶液
への浸漬の直前、あるいは磁石表面へのアルカリけい酸
水溶液の塗布の直前に超音波洗浄を行うことが望まし
い。ガラス状保護層の密着力および耐食性を低下させる
原因である物理的に吸着あるいは磁気的に吸引されて磁
石表面に残存する微小な加工屑や磁粉を超音波洗浄によ
り磁石表面から脱離させてガラス状保護層の密着力およ
び耐食性を向上させることができる。通常、Ni めっき
等の湿式めっき法、りん酸亜鉛処理等の化成処理法にお
いては前処理として、油分の除去を行う脱脂工程、保護
層を被覆しにくい希土類元素酸化物等の相を除去するた
めの酸洗工程、保護層の形成を確実に行うための活性化
工程等の複雑な前処理を行うことにより、密着力および
耐食性の高い保護層を磁石表面に被覆している。しか
し、本発明により得られるガラス状保護層は湿式めっ
き、化成処理等により得られる保護層とは異なり、希土
類元素酸化物等の上にも容易に被膜を形成することが可
能であり、また、磁石表面と処理液が反応して保護層を
形成する方式ではないので、上記のような酸洗工程、活
性化工程等の前処理は必ずしも必要でなく、磁石表面の
微細な磁粉や加工屑を除去するだけの前処理でも十分な
密着力および耐食性を有するガラス状保護層を形成する
ことができる。従って、本発明の前処理としては脱脂工
程、酸洗工程、活性化工程等を行った後超音波洗浄を行
ってもよいが、超音波洗浄のみの前処理が工程の簡素化
およびコストの点からより好ましいと言える。
【0008】本発明において、R−Fe −B系永久磁石
の希土類元素Rは、組成の5〜40重量%を占めるが、R
としてはYまたはLa、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Gd、Tb、D
y、Ho、Er、Lu、Yb の内から選択される1種もしくは2
種以上が使用されるが、中でもCe、La、Nd、Pr、Dy、T
b の内少なくとも1種を含むのが好ましい。Bは 0.2〜
8重量%の範囲とする。Fe は50〜90重量%の範囲であ
るが、Fe の一部をCo で置換することにより温度特性
を改善することができる。ただし、Co の添加量が 0.1
重量%以下では十分な効果が得られず、一方、15重量%
を越えると保磁力が低下するのでその量は 0.1〜15重量
%が好ましい。また、磁気特性の改善、あるいは、コス
ト低減のためにNi、Nb、Al、Ti、Zr、Cr、V、Mn、Mo、
Si、Sn、Cu、Ca、Mg、Pb、Sb、Ga およびZn から選ば
れる少なくとも1種を添加することができる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施態様を実施例を挙げて具
体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるもので
はない。 (実施例1〜7、比較例1〜3)Ar 雰囲気の高周波溶
解により重量比で、32Nd- 1.2B−59.8Fe-7Co なる
組成の鋳塊を作製した。このインゴットをジョウクラッ
シャーで粗粉砕し、さらに窒素ガスによるジェットミル
で微粉砕を行なって平均粒径が 3.5μmの微粉末を得
た。次にこの微粉末を 10kOe磁界が印加された金型内に
充填し1.0t/cm2の圧力で成形した。ついで真空中1100℃
で2時間焼結し、さらに 550℃で1時間時効処理を施し
て永久磁石とした。得られた永久磁石から径21mm×厚み
5mm寸法の磁石体試験片を切り出し、さらにバレル研磨
処理を行なった。得られた試験片を前処理として純水中
で超音波洗浄を行った後、水ガラスを表1に示す濃度に
調整した処理液に浸漬後、熱風型オーブン中にて 150
℃、20分の加熱処理を行なった。試験片に形成されたガ
ラス状保護層の膜厚はXPS( X線光電子分光法)を用
いて測定した。耐食性の評価はプレッシャークッカー試
験(120℃、 100%RH)にて100時間後の試料の重量減少
により行なった。ただし、試験終了後、試験片に生成し
た錆等を十分に除去して重量測定を行ない、単位表面積
当りの重量減少を求めた。試験条件とその結果を表1に
示した。また、80℃、90%RH、 100時間後の外観を観察
して表1に併記した。比較例1〜3として適応範囲外の
処理液に浸漬したもの、および未処理の試験片について
の耐食性評価の結果を示した。表1から解かるように、
未処理品に比べて、ガラス状保護層を有する試験片は耐
食性がかなり向上している。
【0010】
【表1】
【0011】(実施例8〜13、比較例4)実施例1と同
様に作製した試験片を前処理としてアセトン中で超音波
洗浄を行った後、試験片を水ガラスをSiO2として40g/L
含む処理液に浸漬後、熱風型オーブン中にて表2に示す
温度にて20分の加熱処理を行なった。試験片に形成され
たガラス状保護層の膜厚はXPSを用いて測定を行ない
200nmであった。耐食性の評価は、プレッシャークッカ
ー試験(120℃、 100%RH)にて 100時間後の試料の重量
減少により行なった。ただし、試験終了後、試験片に生
成した錆等を十分に除去し、重量測定を行ない、単位表
面積当りの重量減少を求めた。また、80℃、90%RH、 1
00時間後の外観およびフラックスメーターを用いてコイ
ル引き抜き法でガラス状保護層を被覆前後の磁気特性を
測定し劣化率を求めて表2に併記した。表2からわかる
ように、加熱処理温度が 120℃未満でも耐食性はかなり
向上しているが、 120℃以上ではより耐食性の良いガラ
ス状保護層が形成されていることが分かる。また、 450
℃を越える高温では磁気特性の劣化が大きく使用に耐え
ないことがわかる。
【0012】
【表2】
【0013】(実施例14〜16、比較例5〜6)実施例1
と同様に作製した試験片を表3に示す前処理を行った
後、水ガラスをSiO2として40g/L 含む処理液に浸漬後、
熱風型オーブン中にて 150℃、20分の加熱処理を行なっ
た。試験片に形成されたガラス状保護層の膜厚はXPS
を用いて測定を行ない 200nmであった。耐食性の評価
は、プレッシャークッカー試験(120℃、 100%RH)に
て、 100時間後の試料の重量減少により行なった。ただ
し、試験終了後、試験片に生成した錆等を十分に除去し
て重量測定を行ない、単位表面積当りの重量減少を求め
た。また、ガラス状保護層の密着力の評価は、試験片を
エポキシ樹脂系接着剤を用いて鉄片に接着した後、剪断
力の測定を行い評価した。比較として超音波水洗を行い
ガラス状保護層を被覆しない試験片を比較例5に、脱脂
処理、酸洗処理(3vol %硝酸30秒浸漬)、超音波水洗
を行いガラス状保護膜を被覆しない試験片を比較例6に
示す。表3から、アルカリけい酸塩水溶液への浸漬、あ
るいは塗布前にR−Fe −B系永久磁石表面の磁粉およ
び加工屑を除去することでガラス状保護層の密着力、お
よび耐食性が向上していることが分かる。また酸洗処理
の有無に関わらずガラス状保護層の密着力および耐食性
に関しては問題ないことが分かる。
【0014】
【表3】
【0015】
【発明の効果】本発明によれば、R−Fe −B系永久磁
石表面にガラス状保護層を被覆することにより、単純な
工程でかつ低コストで磁気特性の劣化のない高耐食性焼
結永久磁石を提供することができ、産業上その利用価値
は極めて高い。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アルカリけい酸塩水溶液からなる処理液
    に、R−Fe −B系永久磁石(ここにRはYを含む希土
    類元素の少なくとも1種)を浸漬、あるいは該処理液を
    塗布した後、加熱処理を行うことにより、該磁石表面に
    厚み5nm〜10μmのガラス状保護層を被覆することを特
    徴とする高耐食性永久磁石の製造方法。
  2. 【請求項2】超音波洗浄による前処理をR−Fe −B系
    永久磁石表面に施した後、該磁石をアルカリけい酸塩水
    溶液からなる処理液に浸漬、あるいは該処理液を磁石表
    面に塗布し、加熱処理を行うことにより、該磁石表面に
    厚み5nm〜10μmのガラス状保護層を被覆することを特
    徴とする高耐食性永久磁石の製造方法。
  3. 【請求項3】請求項1または2に記載の方法により製造
    された厚み5nm〜10μmのガラス状保護層を有すること
    を特徴とする高耐食性永久磁石。
JP7156197A 1995-06-22 1995-06-22 高耐食性永久磁石およびその製造方法 Pending JPH097867A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6800967B2 (en) 2000-06-09 2004-10-05 Neomax Co., Ltd. Integrated magnet body and motor incorporating it
CN104124016A (zh) * 2013-04-26 2014-10-29 大同特殊钢株式会社 稀土类磁体及其制造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6800967B2 (en) 2000-06-09 2004-10-05 Neomax Co., Ltd. Integrated magnet body and motor incorporating it
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