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JP4760811B2 - Rare earth magnet and manufacturing method thereof - Google Patents

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JP4760811B2
JP4760811B2 JP2007255324A JP2007255324A JP4760811B2 JP 4760811 B2 JP4760811 B2 JP 4760811B2 JP 2007255324 A JP2007255324 A JP 2007255324A JP 2007255324 A JP2007255324 A JP 2007255324A JP 4760811 B2 JP4760811 B2 JP 4760811B2
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Description

本発明は、希土類磁石及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a rare earth magnet and a method for manufacturing the same.

希土類元素を含む希土類磁石は、優れた磁力を有するものの、主成分として酸化されやすい希土類元素を含有していることから耐食性が低い傾向にある。そのため、希土類磁石は、希土類元素を含む磁石素体の表面上に樹脂やめっき等からなる保護層が設けられた構成とされることが多い。近年では、希土類磁石において、磁石素体そのものの耐食性が改善されている場合や、従来ほどの耐食性が要求されない用途に用いられる場合等のために、従来よりも簡便に且つ低コストで、ある程度以上の耐食性を発揮し得る保護層を形成できることが求められる場合も増えている。   Although a rare earth magnet containing a rare earth element has an excellent magnetic force, it contains a rare earth element that is easily oxidized as a main component, and therefore tends to have low corrosion resistance. Therefore, rare earth magnets are often configured such that a protective layer made of resin, plating, or the like is provided on the surface of a magnet body containing a rare earth element. In recent years, in rare earth magnets, when the corrosion resistance of the magnet body itself has been improved, or when it is used for applications that do not require the corrosion resistance as in the past, it is easier and less expensive than before, to a certain extent In some cases, it is required to be able to form a protective layer capable of exhibiting the above corrosion resistance.

このような保護層が形成された希土類磁石の例としては、下記特許文献1に、希土類系永久磁石表面に、アルミニウム微粒子と、クロム、モリブデン、タングステン、リンから選ばれる少なくとも一種の成分を含有する皮膜を有する永久磁石が開示されている。
特開2002−75767
As an example of a rare earth magnet having such a protective layer, Patent Document 1 listed below contains aluminum fine particles and at least one component selected from chromium, molybdenum, tungsten, and phosphorus on the surface of the rare earth permanent magnet. A permanent magnet having a coating is disclosed.
JP 2002-75767 A

ところで、希土類磁石は、様々な機器に搭載されて用いられるが、その搭載されるスペースに応じて希土類磁石の大きさも必然的に制限される。上述したような保護層を表面に有する希土類磁石においては、同じ大きさの希土類磁石を形成する場合、保護層が薄いほど、実際に磁気特性を発現する磁石素体の大きさを相対的に大きくできるため、より高い磁気特性が得られることになる。したがって、要求される耐食性が得られる限り、保護層はできるだけ薄いことが望ましい。   By the way, although the rare earth magnet is mounted and used in various devices, the size of the rare earth magnet is inevitably limited depending on the space in which the rare earth magnet is mounted. In a rare earth magnet having a protective layer as described above, when a rare earth magnet of the same size is formed, the thinner the protective layer, the larger the size of the magnet element that actually exhibits magnetic properties. Therefore, higher magnetic characteristics can be obtained. Therefore, it is desirable that the protective layer be as thin as possible as long as the required corrosion resistance is obtained.

しかしながら、上述したようなアルミニウム微粒子を含む皮膜を有する希土類磁石は、低コストで形成可能なものであったが、アルミニウム微粒子自体がある程度以上の大きさを有していることから、薄くするのに限界があった。そのため、ある程度以上の耐食性を得ようとした場合、保護層の厚さが厚くなり易く、耐食性は十分でも磁気特性が低くなってしまう場合が多かった。   However, although the rare earth magnet having a coating containing aluminum fine particles as described above can be formed at a low cost, the aluminum fine particles themselves have a size larger than a certain extent, so that they are thinned. There was a limit. For this reason, when trying to obtain a certain level of corrosion resistance, the thickness of the protective layer tends to be large, and the magnetic properties often decrease even if the corrosion resistance is sufficient.

そこで、本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、薄くても十分な耐食性が得られる保護層を有する希土類磁石及びその製造方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a rare earth magnet having a protective layer that can provide sufficient corrosion resistance even when it is thin, and a method for manufacturing the same.

上記目的を達成するため、本発明の希土類磁石は、希土類元素を含む磁石素体と、この磁石素体の表面上に形成された保護層とを有する希土類磁石であって、保護層が、xAl ・yP ・zH Oで表される組成を有するリン酸アルミニウム縮合皮膜から形成され、保護層が、磁石素体に含まれる金属元素のうちの少なくとも1種と同じ金属元素を更に含み、且つ、保護層に含まれる金属元素のうちの少なくとも一種の濃度は、当該保護層の表面側から磁石素体側に向かって大きくなっていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a rare earth magnet of the present invention is a rare earth magnet having a magnet body containing a rare earth element and a protective layer formed on the surface of the magnet body, wherein the protective layer is xAl. 2 O 3 · yP 2 O 5 · zH 2 O formed from an aluminum phosphate condensation film having a composition represented by 2 O 3 · yP 2 O 5 · zH 2 O , the protective layer being the same metal as at least one of the metal elements contained in the magnet The concentration of at least one of the metal elements further including an element and contained in the protective layer is increased from the surface side of the protective layer toward the magnet body side .

本発明の希土類磁石の保護層であるリン酸アルミニウム縮合皮膜は、リン酸アルミニウムが縮合して形成される皮膜であるため、均一で緻密な構造を有しており、水分との接触等に対して安定であり、しかも、薄型化しても十分に膜形状を維持することができる。そのため、本発明の希土類磁石は、薄い保護層を形成した場合であっても、大気中の湿気等の侵入や保護層自体の劣化を生じ難く、十分な耐食性を維持することができる。   The aluminum phosphate condensation film, which is a protective layer for the rare earth magnet of the present invention, is a film formed by condensation of aluminum phosphate, so it has a uniform and dense structure, and against contact with moisture, etc. The film shape can be sufficiently maintained even if the thickness is reduced. For this reason, the rare earth magnet of the present invention can maintain sufficient corrosion resistance, even when a thin protective layer is formed, which hardly causes intrusion of moisture or the like in the atmosphere and deterioration of the protective layer itself.

また、希土類磁石は、接着剤等を用いて所定の部材に接着されることによって種々の機器に搭載されることが一般的であるが、本発明において保護層を形成しているリン酸アルミニウム縮合皮膜は、上述の如く均一で緻密な構造を有することから、このような接着を行った場合に優れた接着性を発揮し得る。また、吸湿等による接着性の低下も少ないものである。したがって、本発明の希土類磁石は、他の部材に対する接着を極めて良好に行うこともできる。   Further, the rare earth magnet is generally mounted on various devices by being bonded to a predetermined member using an adhesive or the like, but the aluminum phosphate condensation forming the protective layer in the present invention. Since the film has a uniform and dense structure as described above, it can exhibit excellent adhesion when such adhesion is performed. Moreover, there is little decrease in adhesion due to moisture absorption or the like. Therefore, the rare earth magnet of the present invention can be very well bonded to other members.

上記本発明の希土類磁石は、保護層が、磁石素体に含まれる金属元素のうちの少なくとも1種と同じ金属元素を更に含むものであると好ましい。こうすれば、磁石素体と保護層とが同じ金属元素を含むこととなり、これらの密着性が良好となる。その結果、保護層が磁石素体から剥離することが極めて少なくなり、保護層が薄くても十分な耐食性を有する希土類磁石が一層得られ易くなる。   In the rare earth magnet of the present invention, it is preferable that the protective layer further includes the same metal element as at least one of the metal elements contained in the magnet body. If it carries out like this, a magnet element | base_body and a protective layer will contain the same metal element, and these adhesiveness will become favorable. As a result, the protective layer is very rarely peeled off from the magnet body, and it becomes easier to obtain a rare earth magnet having sufficient corrosion resistance even if the protective layer is thin.

さらに、保護層が磁石素体と同じ金属元素を含む場合、保護層に含まれる金属元素のうちの少なくとも一種の濃度は、当該保護層の表面側から磁石素体側に向かって大きくなっているとさらに好ましい。こうなると、保護層と磁石素体との界面部分での金属元素の含有割合が最も高くなり、これにより両者の密着性が更に高くなるほか、保護層に応力が発生し難くなって、保護層におけるクラックの発生も大幅に抑制されるようになる。その結果、薄い保護層でも更に良好な耐食性が得られるようになる。   Furthermore, when the protective layer contains the same metal element as the magnet body, the concentration of at least one of the metal elements contained in the protective layer increases from the surface side of the protective layer toward the magnet body side. Further preferred. In this case, the content ratio of the metal element at the interface portion between the protective layer and the magnet body becomes the highest, thereby further increasing the adhesion between the two, and it becomes difficult for stress to occur in the protective layer, and the protective layer Occurrence of cracks is greatly suppressed. As a result, even a thin protective layer can provide better corrosion resistance.

また、本発明の希土類磁石の製造方法は、上記本発明の希土類磁石を好適に製造する方法であって、希土類元素を含む磁石素体と、この磁石素体の表面上に形成された保護層とを有する希土類磁石の製造方法であり、磁石素体は、焼結体であり、磁石素体に、リン酸アルミニウムが水に溶解した水溶液からなる処理液を付着させる工程と、磁石素体に付着した処理液中のリン酸アルミニウムを縮合させて、磁石素体の表面上に、xAl ・yP ・zH Oで表される組成を有するリン酸アルミニウム縮合皮膜から形成される保護層であって、磁石素体に含まれる金属元素のうちの少なくとも1種と同じ金属元素を更に含み、且つ、当該保護層に含まれる金属元素のうちの少なくとも一種の濃度が、当該保護層の表面側から磁石素体側に向かって大きくなっている保護層を形成する工程とを有することを特徴とする。 The method for producing a rare earth magnet of the present invention is a method for suitably producing the rare earth magnet of the present invention, comprising a magnet element containing a rare earth element and a protective layer formed on the surface of the magnet element. A magnet body is a sintered body, a process of attaching a treatment solution made of an aqueous solution in which aluminum phosphate is dissolved in water, and a magnet body to the magnet body. deposited by condensing aluminum phosphate in the treating solution on the surface of the magnet body is formed from aluminum phosphate condensation film having a composition represented by xAl 2 O 3 · yP 2 O 5 · zH 2 O A protective layer further comprising the same metal element as at least one of the metal elements contained in the magnet body, and the concentration of at least one of the metal elements contained in the protective layer is Magnetism from the surface side of the layer Characterized by a step of forming a protective layer that is larger towards the prime side.

このような製造方法によれば、磁石素体にリン酸アルミニウムを付着させた後、磁石素体の表面で縮合させてリン酸アルミニウム皮膜を形成していることから、薄くても緻密な構造を有するリン酸アルミニウム縮合皮膜を簡便に形成することができる。   According to such a manufacturing method, since aluminum phosphate is adhered to the magnet body and then condensed on the surface of the magnet body to form an aluminum phosphate film, a thin but dense structure can be obtained. The aluminum phosphate condensed film can be easily formed.

本発明によれば、薄くても十分な耐食性が得られる保護層を有し、しかも他の部材への接着も良好に行うことができる希土類磁石及びその製造方法を提供することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to provide a rare earth magnet that has a protective layer that can provide sufficient corrosion resistance even when it is thin, and that can be satisfactorily adhered to other members, and a method for manufacturing the same.

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明する。なお、図面の説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略することとする。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.

図1は、本発明の好適な実施形態に係る希土類磁石を示す斜視図である。また、図2は、図1に示す希土類磁石のII−II線に沿う断面構成を模式的に示す図である。図示されるように、希土類磁石1は、磁石素体2と、その表面を覆うように形成された保護層4とから構成され、全体として略直方体の形状を有している。   FIG. 1 is a perspective view showing a rare earth magnet according to a preferred embodiment of the present invention. Moreover, FIG. 2 is a figure which shows typically the cross-sectional structure which follows the II-II line | wire of the rare earth magnet shown in FIG. As shown in the figure, the rare earth magnet 1 includes a magnet body 2 and a protective layer 4 formed so as to cover the surface thereof, and has a substantially rectangular parallelepiped shape as a whole.

まず、磁石素体2は、希土類元素を含有する永久磁石であり、希土類磁石として知られる組成のものを特に制限無く適用できる。磁石素体2に含まれる希土類元素とは、長周期型周期表の第3族に属するスカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)及びランタノイド元素のことをいう。なお、ランタノイド元素には、例えば、ランタン(La)、セリウム(Ce)、プラセオジウム(Pr)、ネオジム(Nd)、サマリウム(Sm)、ユーロピウム(Eu)、ガドリニウム(Gd)、テルビニウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホルミウム(Ho)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)、ルテチウム(Lu)等が含まれる。   First, the magnet body 2 is a permanent magnet containing a rare earth element, and a composition known as a rare earth magnet can be applied without particular limitation. The rare earth elements contained in the magnet body 2 refer to scandium (Sc), yttrium (Y), and lanthanoid elements belonging to Group 3 of the long-period periodic table. Examples of lanthanoid elements include lanthanum (La), cerium (Ce), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), samarium (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd), terbium (Tb), and dysprosium. (Dy), holmium (Ho), erbium (Er), thulium (Tm), ytterbium (Yb), lutetium (Lu) and the like are included.

磁石素体2の構成材料としては、上記希土類元素と、希土類元素以外の遷移元素とを組み合わせて含有させたものが例示できる。この場合、希土類元素としては、Nd、Sm、Dy、Pr、Ho及びTbからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素が好ましく、これらの元素にLa、Ce、Gd、Er、Eu、Tm、Yb及びYからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素を更に含有したものであるとより好適である。   Examples of the constituent material of the magnet body 2 include a material containing the rare earth element and a transition element other than the rare earth element in combination. In this case, the rare earth element is preferably at least one element selected from the group consisting of Nd, Sm, Dy, Pr, Ho, and Tb. These elements include La, Ce, Gd, Er, Eu, Tm, Yb, and More preferably, it further contains at least one element selected from the group consisting of Y.

また、希土類元素以外の遷移元素としては、鉄(Fe)、コバルト(Co)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、ジルコニウム(Zr)、ニオブ(Nb)、モリブデン(Mo)、ハフニウム(Hf)、タンタル(Ta)及びタングステン(W)からなる群より選ばれる少なくとも一種の元素が好ましく、Fe及び/又はCoがより好ましい。   As transition elements other than rare earth elements, iron (Fe), cobalt (Co), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), manganese (Mn), nickel (Ni), copper (Cu) At least one element selected from the group consisting of zirconium (Zr), niobium (Nb), molybdenum (Mo), hafnium (Hf), tantalum (Ta) and tungsten (W) is preferable, and Fe and / or Co are more preferable. preferable.

より具体的には、磁石素体2の構成材料としては、R−Fe−B系やR−Co系のものが例示できる。前者の構成材料においては、RとしてNdを主成分とした希土類元素が好ましい。また、後者の構成材料においては、RとしてSmを主成分とした希土類元素が好ましい。   More specifically, examples of the constituent material of the magnet body 2 include R—Fe—B and R—Co materials. In the former constituent material, R is preferably a rare earth element mainly composed of Nd. In the latter constituent material, R is preferably a rare earth element mainly composed of Sm.

磁石素体2の構成材料としては、特に、R−Fe−B系の構成材料が好ましい。磁石素体2がR−Fe−B系のものであると、優れた磁石特性が得られるほか、保護層4の形成による耐食性向上効果がより良好に得られるようになる。   As a constituent material of the magnet body 2, an R—Fe—B constituent material is particularly preferable. When the magnet body 2 is of the R—Fe—B type, excellent magnet characteristics can be obtained, and the effect of improving the corrosion resistance due to the formation of the protective layer 4 can be obtained more favorably.

R−Fe−B系の磁石素体2は、実質的に正方晶系の結晶構造の主相を有し、この主相の粒界部分に希土類元素の配合割合が高い希土類リッチ相、及びホウ素原子の配合割合が高いホウ素リッチ相を有する構造となっている。これらの希土類リッチ相及びホウ素リッチ相は磁性を有していない非磁性相である。このような非磁性相は通常、磁石構成材料中に0.5〜50体積%含有されている。また、主相の粒径は、通常1〜100μm程度である。   The R-Fe-B-based magnet element body 2 has a main phase with a substantially tetragonal crystal structure, and a rare earth-rich phase having a high rare earth element content in the grain boundary portion of the main phase, and boron It has a structure having a boron-rich phase with a high proportion of atoms. These rare earth-rich phase and boron-rich phase are nonmagnetic phases that do not have magnetism. Such a nonmagnetic phase is usually contained in an amount of 0.5 to 50% by volume in the magnet constituting material. Moreover, the particle size of the main phase is usually about 1 to 100 μm.

このようなR−Fe−B系の構成材料においては、希土類元素の含有量が8〜40原子%であると好ましい。希土類元素の含有量が8原子%未満である場合、主相の結晶構造がα鉄とほぼ同じ結晶構造となり、保磁力(iHc)が小さくなる傾向にある。一方、40原子%を超えると希土類リッチ相が過度に形成されてしまい、残留磁束密度(Br)が小さくなる傾向にある。   In such R—Fe—B-based constituent materials, the rare earth element content is preferably 8 to 40 atomic%. When the rare earth element content is less than 8 atomic%, the crystal structure of the main phase becomes almost the same as that of α-iron, and the coercive force (iHc) tends to decrease. On the other hand, if it exceeds 40 atomic%, a rare earth-rich phase is excessively formed, and the residual magnetic flux density (Br) tends to be small.

また、Feの含有量は42〜90原子%であると好ましい。Feの含有量が42原子%未満であるとBrが小さくなり、また、90原子%を超えるとiHcが小さくなる傾向にある。さらに、Bの含有量は2〜28原子%であると好ましい。Bの含有量が2原子%未満であると菱面体構造が形成され易く、これによりiHcが小さくなる傾向にある。また、28原子%を超えると、ホウ素リッチ相が過度に形成されて、これによりBrが小さくなる傾向にある。   The Fe content is preferably 42 to 90 atomic%. When the Fe content is less than 42 atomic%, Br decreases, and when it exceeds 90 atomic%, iHc tends to decrease. Furthermore, the B content is preferably 2 to 28 atomic%. If the B content is less than 2 atomic%, a rhombohedral structure is likely to be formed, and this tends to reduce iHc. On the other hand, if it exceeds 28 atomic%, a boron-rich phase is excessively formed, and this tends to decrease Br.

上述した構成材料においては、R−Fe−B系におけるFeの一部が、Coで置換されていてもよい。このようにFeの一部をCoで置換すると、磁気特性を低下させることなく温度特性を向上させることができる。この場合、Coの置換量は、Feの含有量よりも大きくならない程度とすることが望ましい。Co含有量がFe含有量を超えると、磁石素体2の磁気特性が低下する傾向にある。   In the constituent materials described above, a part of Fe in the R—Fe—B system may be substituted with Co. Thus, if a part of Fe is replaced by Co, the temperature characteristics can be improved without deteriorating the magnetic characteristics. In this case, it is desirable that the amount of substitution of Co not be larger than the content of Fe. If the Co content exceeds the Fe content, the magnetic properties of the magnet body 2 tend to deteriorate.

また上記構成材料におけるBの一部は、炭素(C)、リン(P)、硫黄(S)又は銅(Cu)等の元素により置換されていてもよい。このようにBの一部を置換することによって、磁石素体の製造が容易となるほか、製造コストの低減も図れるようになる。このとき、これらの元素の置換量は、磁気特性に実質的に影響しない量とすることが望ましく、構成原子総量に対して4原子%以下とすることが好ましい。   A part of B in the constituent material may be substituted with an element such as carbon (C), phosphorus (P), sulfur (S) or copper (Cu). By replacing a part of B in this way, the magnet body can be easily manufactured and the manufacturing cost can be reduced. At this time, the substitution amount of these elements is desirably an amount that does not substantially affect the magnetic properties, and is preferably 4 atomic% or less with respect to the total amount of constituent atoms.

さらに、iHcの向上や製造コストの低減等を図る観点から、上記構成に加え、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、ビスマス(Bi)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、アンチモン(Sb)、ゲルマニウム(Ge)、スズ(Sn)、ジルコニウム(Zr)、ニッケル(Ni)、ケイ素(Si)、ガリウム(Ga)、銅(Cu)、ハフニウム(Hf)等の元素を添加してもよい。これらの添加量も磁気特性に影響を及ぼさない範囲とすることが好ましく、構成原子総量に対して10原子%以下とすることが好ましい。また、その他、不可避的に混入する成分としては、酸素(O)、窒素(N)、炭素(C)、カルシウム(Ca)等が考えられ、これらは構成原子総量に対して3原子%程度以下の量で含有されていても構わない。   Further, from the viewpoint of improving iHc and reducing manufacturing costs, in addition to the above-described structure, aluminum (Al), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), manganese (Mn), bismuth (Bi) Niobium (Nb), Tantalum (Ta), Molybdenum (Mo), Tungsten (W), Antimony (Sb), Germanium (Ge), Tin (Sn), Zirconium (Zr), Nickel (Ni), Silicon (Si) Further, elements such as gallium (Ga), copper (Cu), and hafnium (Hf) may be added. These addition amounts are also preferably in a range that does not affect the magnetic properties, and are preferably 10 atomic% or less with respect to the total amount of constituent atoms. In addition, oxygen (O), nitrogen (N), carbon (C), calcium (Ca), and the like are conceivable as components inevitably mixed, and these are about 3 atomic% or less with respect to the total amount of constituent atoms. It may be contained in an amount of.

保護層4は、リン酸アルミニウム縮合皮膜から構成される。リン酸アルミニウム縮合皮膜は、原料であるリン酸アルミニウムが脱水縮合して得られた、いわゆる縮合リン酸塩から構成されるものであると好ましく、主に、リン酸アルミニウムが、リン原子に結合している酸素を共有する形で高分子量化した構造を有する。リン酸アルミニウム縮合皮膜は、例えば、化学式としてxAl・yP・zHOで表される組成を有する。この組成において、好ましいx/yの範囲は、0.25〜0.6であり、0.35〜0.5であるとより好ましい。 The protective layer 4 is composed of an aluminum phosphate condensed film. The aluminum phosphate condensed film is preferably composed of a so-called condensed phosphate obtained by dehydration condensation of aluminum phosphate as a raw material. Mainly, aluminum phosphate is bonded to phosphorus atoms. It has a high molecular weight structure that shares oxygen. Aluminum phosphate condensation coating, for example, has a xAl 2 O 3 · yP composition represented by 2 O 5 · zH 2 O as chemical formulas. In this composition, the preferable range of x / y is 0.25 to 0.6, and more preferably 0.35 to 0.5.

なお、保護層4は、Al以外にNa、K、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、Mn等の金属元素を含んでいてもよい。保護層4中に含まれる元素の量は、例えば、XRF(蛍光X線分析法)、EPMA(X線マイクロアナライザー法)、XPS(X線光電子分光法)、AES(オージェ電子分光法)又はEDS(エネルギー分散型蛍光X線分光法)等の公知の組成分析法を用いて測定することができる。   The protective layer 4 may contain metal elements such as Na, K, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, and Mn in addition to Al. The amount of the element contained in the protective layer 4 is, for example, XRF (X-ray fluorescence analysis), EPMA (X-ray microanalyzer method), XPS (X-ray photoelectron spectroscopy), AES (Auger electron spectroscopy) or EDS. It can be measured using a known composition analysis method such as (energy dispersive X-ray fluorescence spectroscopy).

このリン酸アルミニウム縮合皮膜から形成される保護層4の厚さは、0.1〜5μmであると好ましく、0.2〜3μmであるとより好ましい。このような厚さの保護層4によれば、優れた耐食性が得られ、且つ、磁石素体の大きさも十分に維持して高い磁気特性を得ることもできる。この厚さが0.1μmよりも薄いと、十分な耐食性が得られなくなるおそれがある。一方、5μmを超えると、希土類磁石1における保護層4の割合が大きくなり過ぎ、一定のサイズとした場合の磁気特性が低くなる傾向にあるほか、保護層4にクラックが入りやすくなるおそれがある。なお、磁気特性よりも耐食性が要求される用途等においては、上記の範囲よりも厚い保護層4を有していてもよい。   The thickness of the protective layer 4 formed from this aluminum phosphate condensation film is preferably 0.1 to 5 μm, and more preferably 0.2 to 3 μm. According to the protective layer 4 having such a thickness, excellent corrosion resistance can be obtained, and high magnetic properties can be obtained by sufficiently maintaining the size of the magnet body. If this thickness is less than 0.1 μm, sufficient corrosion resistance may not be obtained. On the other hand, when the thickness exceeds 5 μm, the ratio of the protective layer 4 in the rare earth magnet 1 becomes too large, and there is a tendency that the magnetic properties when the size is constant are lowered, and the protective layer 4 is likely to be cracked. . In applications where corrosion resistance is required rather than magnetic properties, the protective layer 4 may be thicker than the above range.

保護層4は、リン酸アルミニウム縮合皮膜から構成されるが、磁石素体2に含まれる金属元素のうちの少なくとも1種と同じ金属元素を更に含むとより好ましい。例えば、保護層4は、磁石素体2に含まれる希土類元素や遷移元素のうちの一種又は二種以上を含むと好ましい。これらの金属元素は、保護層4において、化合物の状態で含まれていてもよい。   The protective layer 4 is composed of an aluminum phosphate condensed film, and more preferably contains the same metal element as at least one of the metal elements contained in the magnet body 2. For example, the protective layer 4 preferably contains one or more of rare earth elements and transition elements contained in the magnet body 2. These metal elements may be included in the protective layer 4 in a compound state.

特に、保護層4は、磁石素体2に含まれる希土類元素を含むと好ましく、磁石素体2がNd−Fe−B系のものである場合、保護層4は、少なくともNdを含み、好ましくはNd及びFeを含むとより好適である。保護層4に含まれるこれらの金属元素は、磁石素体2に由来する金属元素、例えば、希土類磁石1の製造時に磁石素体2から保護層4に移動してきた元素であると特に好適である。   In particular, the protective layer 4 preferably contains a rare earth element contained in the magnet body 2, and when the magnet body 2 is of Nd-Fe-B type, the protective layer 4 contains at least Nd, preferably It is more preferable that Nd and Fe are included. These metal elements contained in the protective layer 4 are particularly preferably metal elements derived from the magnet body 2, for example, elements that have moved from the magnet body 2 to the protective layer 4 when the rare earth magnet 1 is manufactured. .

このように、保護層4が磁石素体2と同種の金属元素を含む場合、当該保護層4を厚さ方向(磁石素体2から表面までの厚さ方向)にみたとき、この金属元素は、保護層4の磁石素体2側から真中よりも表面側の領域にまで少なくとも含まれていると好ましく、保護層4の表面にまで(すなわち、保護層4の厚さ方向の全体)に含まれているとより好ましい。この場合、保護層4においては、上記の金属元素の少なくとも1種の濃度が、表面側から磁石素体2側に向かって大きくなっているとより好ましい。   Thus, when the protective layer 4 contains the same kind of metal element as the magnet body 2, when the protective layer 4 is viewed in the thickness direction (thickness direction from the magnet body 2 to the surface), this metal element is It is preferable that the protective layer 4 is contained at least from the magnet element body 2 side to the region on the surface side from the middle, and to the surface of the protective layer 4 (that is, the whole of the protective layer 4 in the thickness direction). More preferably. In this case, in the protective layer 4, it is more preferable that the concentration of at least one of the above metal elements increases from the surface side toward the magnet body 2 side.

保護層4がこのような構成を有していると、保護層4と磁石素体2との密着性が更に良好となる。また、保護層4に応力が発生し難くなり、クラックの発生が少なくなる。その結果、希土類磁石1の耐食性が更に向上する。なお、保護層4中の金属元素の濃度は、例えば、オージェ電子分光法によって測定することができる。この場合の濃度とは、かかる測定法によって測定された金属元素の総量に対する、該当する金属元素の割合をいう。   When the protective layer 4 has such a configuration, the adhesion between the protective layer 4 and the magnet body 2 is further improved. Moreover, it becomes difficult to generate stress in the protective layer 4 and the generation of cracks is reduced. As a result, the corrosion resistance of the rare earth magnet 1 is further improved. The concentration of the metal element in the protective layer 4 can be measured by, for example, Auger electron spectroscopy. The concentration in this case refers to the ratio of the corresponding metal element to the total amount of metal element measured by such a measuring method.

次に、上述した構成を有する希土類磁石1の製造方法の好適な実施形態について説明する。   Next, a preferred embodiment of a method for manufacturing the rare earth magnet 1 having the above-described configuration will be described.

希土類磁石1の製造においては、まず、磁石素体2を形成する。磁石素体2は、粉末冶金法によって製造することができる。この方法においては、まず、鋳造法やストリップキャスト法等の公知の合金製造プロセスにより所望の組成を有する合金を作製する。次に、この合金をジョークラッシャー、ブラウンミル、スタンプミル等の粗粉砕機を用いて10〜100μmの粒径となるように粉砕(粗粉砕)した後、更にジェットミル、アトライター等の微粉砕機により0.5〜5μmの粒径となるように微粉砕する。それから、こうして得られた粉末を、好ましくは600kA/m以上の磁場強度を有する磁場のなかで、0.5〜5t/cmの圧力で成形し、成形体を得る。 In manufacturing the rare earth magnet 1, first, the magnet body 2 is formed. The magnet body 2 can be manufactured by powder metallurgy. In this method, first, an alloy having a desired composition is manufactured by a known alloy manufacturing process such as a casting method or a strip casting method. Next, this alloy is pulverized (coarse pulverization) to a particle size of 10 to 100 μm using a coarse pulverizer such as a jaw crusher, a brown mill, a stamp mill, and then finely pulverized using a jet mill, an attritor or the like. Finely pulverize to a particle size of 0.5-5 μm with a machine. Then, the powder thus obtained is molded at a pressure of 0.5 to 5 t / cm 2 in a magnetic field having a magnetic field strength of preferably 600 kA / m or more to obtain a molded body.

その後、得られた成形体を、好ましくは不活性ガス雰囲気又は真空中、1000〜1200℃、0.5〜10時間の条件で焼成する。焼成後、得られた焼結体を急冷してもよい。さらに、この焼結体に、必要に応じ、不活性ガス雰囲気又は真空中、500〜900℃で1〜5時間の熱処理を施したり、焼結体を切断加工又は研磨すること等によって所望の形状(実用形状)に加工したりして、磁石素体2を得る。   Thereafter, the obtained molded body is preferably fired in an inert gas atmosphere or in a vacuum at 1000 to 1200 ° C. for 0.5 to 10 hours. After firing, the obtained sintered body may be quenched. Furthermore, this sintered body is subjected to heat treatment at 500 to 900 ° C. for 1 to 5 hours in an inert gas atmosphere or in a vacuum, if necessary, or by cutting or polishing the sintered body. The magnet element body 2 is obtained by processing into a (practical shape).

このようにして得られた磁石素体2に対し、表面の凹凸や表面に付着した不純物等を除去するため、適宜、洗浄を行う。洗浄は、例えば、酸溶液を用いた酸洗浄が好ましい。酸洗浄によれば、磁石素体2の表面の凹凸や不純物を溶解除去して平滑な表面を有する磁石素体2が得られ易くなる。   The magnet body 2 obtained in this way is appropriately washed in order to remove surface irregularities and impurities adhering to the surface. The cleaning is preferably, for example, acid cleaning using an acid solution. According to the acid cleaning, it becomes easy to obtain the magnet body 2 having a smooth surface by dissolving and removing the irregularities and impurities on the surface of the magnet body 2.

この酸洗浄で使用する酸としては、硝酸が好ましい。一般の鋼材にメッキ処理を施す場合、塩酸、硫酸等の非酸化性の酸が用いられることが多い。しかし、磁石素体2のように希土類元素を含む場合には、これらの酸を用いて処理を行うと、酸により発生する水素が磁石素体2の表面に吸蔵され、吸蔵部位が脆化して多量の粉状未溶解物が発生するおそれがある。この粉状未溶解物は、表面処理後の面粗れ、欠陥、密着不良等を引き起こす可能性があり、望ましくない。したがって、酸洗浄に用いる処理液には、上述した非酸化性の酸は含有させないことが好ましい。そこで、本実施形態では、水素の発生が少ない酸化性の酸である硝酸を用いることが好ましい。   Nitric acid is preferred as the acid used in this acid cleaning. When plating a general steel material, non-oxidizing acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid are often used. However, when the rare earth element is contained like the magnet body 2, if these acids are used for the treatment, hydrogen generated by the acid is occluded on the surface of the magnet body 2 and the occlusion site becomes brittle. A large amount of powdery undissolved material may be generated. This powdery undissolved material is not desirable because it may cause surface roughness, defects, poor adhesion and the like after the surface treatment. Therefore, it is preferable not to include the non-oxidizing acid described above in the treatment liquid used for the acid cleaning. Therefore, in this embodiment, it is preferable to use nitric acid, which is an oxidizing acid that generates little hydrogen.

酸洗浄に硝酸を用いる場合、処理液中の硝酸濃度は、好ましくは1規定以下、特に好ましくは0.5規定以下である。硝酸濃度が高すぎると、磁石素体2の溶解速度が速くなり過ぎて溶解量の制御が困難となり、特にバレル処理のような大量処理においてばらつきが大きくなって、製品の寸法精度の維持が困難となる傾向がある。一方、硝酸濃度が低すぎると、溶解量が不足する傾向がある。このため、硝酸濃度は1規定以下とすることが好ましく、特に0.5〜0.05規定とすることが好ましい。なお、処理終了時のFeの溶解量は、1〜10g/l程度であると好適である。   When nitric acid is used for the acid cleaning, the nitric acid concentration in the treatment liquid is preferably 1 N or less, particularly preferably 0.5 N or less. If the concentration of nitric acid is too high, the dissolution rate of the magnet body 2 becomes too fast and it becomes difficult to control the amount of dissolution, especially in large-scale processing such as barrel processing, and it is difficult to maintain the dimensional accuracy of the product. Tend to be. On the other hand, if the nitric acid concentration is too low, the amount of dissolution tends to be insufficient. For this reason, the nitric acid concentration is preferably 1 N or less, and particularly preferably 0.5 to 0.05 N. The amount of Fe dissolved at the end of the treatment is preferably about 1 to 10 g / l.

このような酸洗浄による磁石素体2の表面の溶解量は、表面から平均厚みで5μm以上、好ましくは10〜15μmとするのが好適である。こうすれば、磁石素体2の表面の加工による変質層や酸化層をほぼ完全に除去することができ、後述する保護層4の形成工程において、所望の保護層4をより精度よく形成することができる。   The amount of dissolution of the surface of the magnet body 2 by such acid cleaning is preferably 5 μm or more, preferably 10 to 15 μm in average thickness from the surface. By doing so, the altered layer and the oxide layer due to the processing of the surface of the magnet body 2 can be almost completely removed, and the desired protective layer 4 can be formed more accurately in the protective layer 4 forming step described later. Can do.

また、磁石素体2には、上記酸洗浄後、水洗により酸洗浄に用いた処理液を除去した後、表面に残存した少量の未溶解物や残留酸成分を完全に除去するために、超音波を使用した洗浄を実施することが好ましい。この超音波洗浄は、例えば、磁石素体2の表面に錆を発生させる塩素イオンが極めて少ない純水中や、アルカリ性溶液中等で行うことができる。この超音波洗浄後には、必要に応じて水洗を行ってもよい。   In addition, after removing the treatment liquid used for the acid cleaning by washing with water after the above acid cleaning, the magnet body 2 has an ultra-thin structure in order to completely remove a small amount of undissolved substances and residual acid components remaining on the surface. It is preferable to perform cleaning using sonic waves. This ultrasonic cleaning can be performed, for example, in pure water, an alkaline solution, or the like that has very little chlorine ions that generate rust on the surface of the magnet body 2. After the ultrasonic cleaning, water cleaning may be performed as necessary.

このようにして磁石素体2を形成した後、この磁石素体2の表面に、リン酸アルミニウムを含む処理液を付着させる。リン酸アルミニウムは、xAl・yP・zHOで表される化合物であり、x/yの範囲が、0.25〜0.6であるものが好ましく、0.35〜0.5であるものがより好ましい。 After forming the magnet body 2 in this way, a treatment liquid containing aluminum phosphate is adhered to the surface of the magnet body 2. Aluminum phosphate is a compound represented by xAl 2 O 3 · yP 2 O 5 · zH 2 O, the range of x / y is preferably has a 0.25 to 0.6, 0.35 What is 0.5 is more preferable.

処理液を付着させる方法としては、例えば、磁石素体2の表面に処理液を滴下又は噴霧したり、磁石素体2を処理液中に浸漬したりする方法が挙げられる。磁石素体2の全面に均一に処理液を付着させる観点からは、磁石素体2を処理液中に浸漬することが好ましい。また、このように浸漬させることによって、磁石素体2中の金属元素が表面に付着した処理液中に移動し易くなり、上述した実施形態のような、磁石素体2と同種の金属元素を含む保護層4が得られ易くなる。具体的には、処理液の付着は、磁石素体2を溶液に浸漬させた後に引き上げ、更に磁石素体2を回転させること等により余分な処理液を振り切る、ディップスピンコート法によって行うことが好ましい。   Examples of the method for attaching the treatment liquid include a method in which the treatment liquid is dropped or sprayed on the surface of the magnet body 2 or the magnet body 2 is immersed in the treatment liquid. From the viewpoint of uniformly attaching the treatment liquid to the entire surface of the magnet body 2, it is preferable to immerse the magnet body 2 in the treatment liquid. Moreover, by immersing in this way, the metal element in the magnet body 2 can easily move into the treatment liquid adhered to the surface, and the same kind of metal element as the magnet body 2 as in the above-described embodiment can be obtained. It becomes easy to obtain the protective layer 4 containing. Specifically, the treatment liquid is attached by a dip spin coating method in which the magnet element body 2 is immersed in the solution and then pulled up, and the magnet element body 2 is further rotated to shake off excess treatment liquid. preferable.

処理液は、リン酸アルミニウムが溶媒に溶解した溶液であり、リン酸アルミニウムが水に溶解した水溶液であるとより好ましい。この処理液のリン酸アルミニウムの濃度は、無水物換算で0.1〜50質量%であると好ましく、1〜40質量%であるとより好ましい。この濃度が低すぎると、後述する縮合において、十分な分子量であり優れた耐食性を有するリン酸アルミニウム縮合皮膜が形成され難くなる傾向にある。一方、この濃度が高すぎると、処理液の粘度が高くなりすぎて均一な被膜を形成しにくくなる傾向にある。   The treatment liquid is a solution in which aluminum phosphate is dissolved in a solvent, and more preferably an aqueous solution in which aluminum phosphate is dissolved in water. The concentration of aluminum phosphate in the treatment liquid is preferably 0.1 to 50% by mass and more preferably 1 to 40% by mass in terms of anhydride. If this concentration is too low, an aluminum phosphate condensation film having a sufficient molecular weight and excellent corrosion resistance tends to be hardly formed in the condensation described later. On the other hand, when this concentration is too high, the viscosity of the treatment liquid becomes too high and it tends to be difficult to form a uniform film.

処理液中には、リン酸アルミニウムの他、キレート剤が更に含まれていてもよい。キレート剤を更に含むことで、より均一で緻密なリン酸アルミニウム縮合皮膜を形成することができる。キレート剤を添加する場合、その量は、リン酸アルミニウム100質量部に対して10〜150質量部であると好ましい。   In the treatment liquid, a chelating agent may be further contained in addition to aluminum phosphate. By further containing a chelating agent, a more uniform and dense aluminum phosphate condensed film can be formed. When adding a chelating agent, it is preferable that the quantity is 10-150 mass parts with respect to 100 mass parts of aluminum phosphates.

キレート剤としては、ホスホン酸系キレート剤やオキシカルボン酸系キレート剤が好適である。ホスホン酸系キレート剤としては、アミノトリメチレンホスホン酸、1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸、エチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、ヘキサメチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、ジエチレントリアミンペンタメチレンホスホン酸やこれらの塩が挙げられる。また、オキシカルボン酸系キレート剤としては、シュウ酸、クエン酸、リンゴ酸、グルコン酸、マロン酸やこれらの塩が挙げられる。   As the chelating agent, a phosphonic acid chelating agent or an oxycarboxylic acid chelating agent is suitable. Examples of the phosphonic acid chelating agent include aminotrimethylene phosphonic acid, 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid, ethylenediaminetetramethylenephosphonic acid, hexamethylenediaminetetramethylenephosphonic acid, diethylenetriaminepentamethylenephosphonic acid, and salts thereof. Can be mentioned. Examples of the oxycarboxylic acid chelating agent include oxalic acid, citric acid, malic acid, gluconic acid, malonic acid and salts thereof.

なお、処理液中には、リン酸アルミニウムやキレート剤に加えて、保護層4に好適な添加成分が更に含まれていてもよい。例えば、磁石素体2と同種の金属元素の化合物等を処理液中に別途添加することで、保護層4中にこれらの金属元素が含まれるようにしてもよい。   In addition to the aluminum phosphate and the chelating agent, an additive component suitable for the protective layer 4 may be further contained in the treatment liquid. For example, these metal elements may be contained in the protective layer 4 by separately adding a compound of the same metal element as the magnet body 2 into the treatment liquid.

磁石素体2の表面に上記のような処理液を付着させた後には、表面に付着した処理液中のリン酸アルミニウムを縮合させる。この縮合は、リン酸アルミニウムの脱水縮合であり、例えば、処理液が付着した磁石素体2を熱処理することによって生じさせることができる。加熱により縮合を生じさせる場合、熱処理温度は、150〜500℃とすることが好ましく、150〜350℃とすることがより好ましい。この温度が低すぎると縮合が十分に生じない傾向にあり、高すぎると、磁気特性が劣化する傾向にある。また、熱処理時間は、1分〜6時間であると好ましく、5分〜2時間であるとより好ましい。   After the treatment liquid as described above is attached to the surface of the magnet body 2, the aluminum phosphate in the treatment liquid attached to the surface is condensed. This condensation is dehydration condensation of aluminum phosphate, and can be caused by, for example, heat-treating the magnet body 2 to which the treatment liquid is attached. When condensation is caused by heating, the heat treatment temperature is preferably 150 to 500 ° C, more preferably 150 to 350 ° C. If the temperature is too low, condensation tends not to occur sufficiently, and if it is too high, the magnetic properties tend to deteriorate. The heat treatment time is preferably 1 minute to 6 hours, and more preferably 5 minutes to 2 hours.

このような縮合により、磁石素体2の表面に付着した処理液中のリン酸アルミニウムが縮合するとともに、処理液中の溶媒が揮発して除去され、その結果、リン酸アルミニウム縮合皮膜からなる保護層が形成される。その結果、上述した実施形態の構成を有する希土類磁石1が得られる。   By such condensation, the aluminum phosphate in the treatment liquid adhering to the surface of the magnet body 2 is condensed, and the solvent in the treatment liquid is volatilized and removed. As a result, the protection made of the aluminum phosphate condensation film A layer is formed. As a result, the rare earth magnet 1 having the configuration of the above-described embodiment is obtained.

以上、本発明の好適な実施形態について説明を行ったが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。   The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not necessarily limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

例えば、本発明の希土類磁石の構造は、上述した実施形態のものに限られず、リン酸アルミニウム縮合皮膜からなる保護層4の表面上に他の保護層を更に有していてもよい。また、希土類磁石の形状も直方体状に限られず、立方体状、円柱状等種々の形状を有することができる。   For example, the structure of the rare earth magnet of the present invention is not limited to that of the above-described embodiment, and may further include another protective layer on the surface of the protective layer 4 made of an aluminum phosphate condensed film. Further, the shape of the rare earth magnet is not limited to a rectangular parallelepiped shape, and may have various shapes such as a cubic shape and a cylindrical shape.

さらに、希土類磁石の製造方法において、リン酸アルミニウム縮合皮膜の形成メカニズムは、必ずしも脱水縮合に限られず、その他の縮合反応であってもよい。   Furthermore, in the method for producing a rare earth magnet, the formation mechanism of the aluminum phosphate condensation film is not necessarily limited to dehydration condensation, and may be other condensation reactions.

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
[希土類磁石の製造]
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention still in detail, this invention is not limited to these Examples.
[Manufacture of rare earth magnets]

(実施例1)
まず、粉末冶金法により、組成が27.6Nd−4.9Dy−0.5Co−0.4Al−0.07Cu−1.0B−残部Fe(数字は重量百分率を表す。)である鋳塊を作製し、これを粗粉砕した。その後、不活性ガスによるジェットミル粉砕を行って、平均粒径約3.5μmの微粉末を得た。得られた微粉末を金型内に充填し、磁場中で成形した。次いで、真空中で焼結後、熱処理を施して焼結体を得た。得られた焼結体を20mm×10mm×2mmの寸法に切り出し加工し、磁石素体を得た。次に、得られた磁石素体を脱脂処理した後、超音波洗浄を行った。
Example 1
First, an ingot having a composition of 27.6Nd-4.9Dy-0.5Co-0.4Al-0.07Cu-1.0B-remaining Fe (numbers represent weight percentage) is produced by powder metallurgy. This was coarsely pulverized. Thereafter, jet milling with an inert gas was performed to obtain a fine powder having an average particle size of about 3.5 μm. The obtained fine powder was filled in a mold and molded in a magnetic field. Next, after sintering in vacuum, heat treatment was performed to obtain a sintered body. The obtained sintered body was cut into a size of 20 mm × 10 mm × 2 mm and processed to obtain a magnet body. Next, the obtained magnet body was degreased and then subjected to ultrasonic cleaning.

その後、処理液として、リン酸アルミニウム水溶液(多木化学製タキアルファWR−100)を準備し、これをディップスピンコート法により磁石素体の表面に塗布した。それから、処理液が付着した磁石素体を180℃で1時間熱処理することによって、磁石素体の表面にリン酸アルミニウム縮合皮膜からなる保護層を有する希土類磁石を得た。この保護層の膜厚は約0.7μmであった。   Thereafter, an aluminum phosphate aqueous solution (Taki Alpha WR-100 manufactured by Taki Chemical Co., Ltd.) was prepared as a treatment liquid, and this was applied to the surface of the magnet body by the dip spin coating method. Then, the magnet body to which the treatment liquid was adhered was heat-treated at 180 ° C. for 1 hour to obtain a rare earth magnet having a protective layer made of an aluminum phosphate condensed film on the surface of the magnet body. The thickness of this protective layer was about 0.7 μm.

このようにして得られた実施例1の希土類磁石について、オージェ電子分光法(アルバック・ファイ社製SAM680)により保護層に含まれる元素の深さ方向のプロファイルを分析した。その結果、保護層にはFe及びNdが含まれていることが確認された。このオージェ分光法による分析結果を図3に示す。図3において、横軸は、Arイオンによる希土類磁石のスパッタ時間であり、これは表面からの深さに比例する。また、縦軸は、該当するスパッタ時間において測定された各元素の強度から算出した各元素の濃度を示している。ただし、この算出には各元素の装置感度係数を用いていることから、異なる元素同士の比率については必ずしも正確ではない可能性もある。かかる分析においては、スパッタ時間0〜22分で保護層を、スパッタ時間37分以上で磁石素体をそれぞれ分析していると考えられる。また、これらの間の時間は、表面粗さの影響により、場所によって保護層又は磁石素体のいずれかを測定していると考えられる。   The thus obtained rare earth magnet of Example 1 was analyzed for the profile in the depth direction of the elements contained in the protective layer by Auger electron spectroscopy (SAM680 manufactured by ULVAC-PHI). As a result, it was confirmed that the protective layer contained Fe and Nd. The analysis result by this Auger spectroscopy is shown in FIG. In FIG. 3, the horizontal axis represents the sputtering time of the rare earth magnet by Ar ions, which is proportional to the depth from the surface. The vertical axis indicates the concentration of each element calculated from the intensity of each element measured at the corresponding sputtering time. However, since the device sensitivity coefficient of each element is used for this calculation, the ratio between different elements may not always be accurate. In this analysis, it is considered that the protective layer is analyzed at a sputtering time of 0 to 22 minutes, and the magnet body is analyzed at a sputtering time of 37 minutes or more. Moreover, it is thought that the time between these is measuring either a protective layer or a magnet body by a place by the influence of surface roughness.

図3より、保護層の表面から磁石素体との界面に向かって、Nd、Feの濃度が徐々に大きくなっていることが確認された。   From FIG. 3, it was confirmed that the concentration of Nd and Fe gradually increased from the surface of the protective layer toward the interface with the magnet body.

(比較例1)
まず、実施例1と同様にして磁石素体を作製した。次に、処理液として3号水ガラスを準備し、これをディップスピンコート法により磁石素体の表面に塗布した。それから、処理液が付着した磁石素体を150℃で20分熱処理することによって、磁石素体の表面に保護層を形成し、希土類磁石を得た。この保護層の膜厚は約0.7μmであった。
(Comparative Example 1)
First, a magnet body was produced in the same manner as in Example 1. Next, No. 3 water glass was prepared as a treatment liquid, and this was applied to the surface of the magnet body by dip spin coating. Then, the magnet body to which the treatment liquid was attached was heat-treated at 150 ° C. for 20 minutes to form a protective layer on the surface of the magnet body, thereby obtaining a rare earth magnet. The thickness of this protective layer was about 0.7 μm.

(比較例2)
まず、実施例1と同様にして磁石素体を作製した。次に、この磁石素体を、処理液であるリン酸亜鉛化成処理液に浸漬し、これにより磁石素体の表面上にリン酸亜鉛化成被膜からなる保護層を有する希土類磁石を得た。この保護層の膜厚は約20μmであった。
(Comparative Example 2)
First, a magnet body was produced in the same manner as in Example 1. Next, this magnet body was immersed in a zinc phosphate chemical conversion treatment liquid as a processing liquid, thereby obtaining a rare earth magnet having a protective layer made of a zinc phosphate chemical conversion coating on the surface of the magnet body. The thickness of this protective layer was about 20 μm.

(比較例3)
まず、実施例1と同様にして磁石素体を作製した。また、処理液として、水1リットルにアルミニウム微粒子800gを均一に分散させ、さらに、無水クロム酸90g、リン酸330g、酸化マグネシウム72gを溶解したものを準備した。次いで、この処理液を、スプレー法により磁石素体の表面に塗布した。それから、処理液が付着した磁石素体を、350℃で1時間熱処理することによって、磁石素体の表面に保護層を形成し、希土類磁石を得た。この保護層の膜厚は約1μmであった。
[特性評価]
(Comparative Example 3)
First, a magnet body was produced in the same manner as in Example 1. Further, a treatment liquid in which 800 g of aluminum fine particles were uniformly dispersed in 1 liter of water and 90 g of chromic anhydride, 330 g of phosphoric acid, and 72 g of magnesium oxide were dissolved was prepared. Next, this treatment liquid was applied to the surface of the magnet body by a spray method. Then, the magnet body to which the treatment liquid was attached was heat-treated at 350 ° C. for 1 hour to form a protective layer on the surface of the magnet body to obtain a rare earth magnet. The thickness of this protective layer was about 1 μm.
[Characteristic evaluation]

(塩水噴霧試験)
実施例1及び比較例1〜3の希土類磁石に対し、JIS K5600−7−1に準拠して、5%の塩水を用いた35℃での塩水噴霧試験を行った。
(Salt spray test)
A salt spray test at 35 ° C. using 5% salt water was performed on the rare earth magnets of Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 in accordance with JIS K5600-7-1.

その結果、実施例1の希土類磁石では、試験開始後24時間経過した後でも錆の発生が見られなかった。これに対し、比較例1の希土類磁石では8時間後、比較例2の希土類磁石では3時間後、比較例3の希土類磁石では8時間後にそれぞれ錆の発生が見られた。   As a result, in the rare earth magnet of Example 1, no rust was observed even after 24 hours had elapsed from the start of the test. On the other hand, rust was observed after 8 hours for the rare earth magnet of Comparative Example 1, after 3 hours for the rare earth magnet of Comparative Example 2, and after 8 hours for the rare earth magnet of Comparative Example 3.

(接着性試験)
実施例1及び比較例1〜3の希土類磁石に、直径4.1mmのAl製スタッドピンをエポキシ系接着剤を用いてそれぞれ接着し、この接着剤を加熱して硬化させた。この接着後の各希土類磁石を、それぞれ60℃、95%RHの雰囲気に24時間放置した後、希土類磁石からスタッドピンを引き剥がす引張試験を行った。
(Adhesion test)
An aluminum stud pin having a diameter of 4.1 mm was bonded to the rare earth magnets of Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 using an epoxy adhesive, and the adhesive was heated and cured. Each of the bonded rare earth magnets was left in an atmosphere of 60 ° C. and 95% RH for 24 hours, and then a tensile test was performed to peel the stud pin from the rare earth magnet.

その結果、実施例1及び比較例2の希土類磁石では、500Nの力を加えてもスタッドピンが剥離しなかったのに対し、比較例1の希土類磁石では270N、比較例3の希土類磁石では350Nでそれぞれ剥離が生じた。   As a result, in the rare earth magnets of Example 1 and Comparative Example 2, the stud pin did not peel off even when a force of 500 N was applied, whereas the rare earth magnet of Comparative Example 1 was 270 N, and the rare earth magnet of Comparative Example 3 was 350 N. In each case, peeling occurred.

本発明の好適な実施形態に係る希土類磁石を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the rare earth magnet which concerns on suitable embodiment of this invention. 図1に示す希土類磁石のII−II線に沿う断面構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the cross-sectional structure which follows the II-II line | wire of the rare earth magnet shown in FIG. 実施例1の希土類磁石の保護層のオージェ分光法による分析結果を示す図である。It is a figure which shows the analysis result by the Auger spectroscopy of the protective layer of the rare earth magnet of Example 1.

符号の説明Explanation of symbols

1…希土類磁石、2…磁石素体、4…保護層。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rare earth magnet, 2 ... Magnet base body, 4 ... Protective layer.

Claims (4)

希土類元素を含む磁石素体と、該磁石素体の表面上に形成された保護層と、を有する希土類磁石であって、
前記保護層が、xAl ・yP ・zH Oで表される組成を有するリン酸アルミニウム縮合皮膜から形成され、
前記保護層が、前記磁石素体に含まれる金属元素のうちの少なくとも1種と同じ金属元素を更に含み、且つ、前記保護層に含まれる前記金属元素のうちの少なくとも一種の濃度は、当該保護層の表面側から前記磁石素体側に向かって大きくなっている、ことを特徴とする希土類磁石。
A rare earth magnet having a magnet body containing a rare earth element and a protective layer formed on the surface of the magnet body,
The protective layer is formed from aluminum phosphate condensation film having a composition represented by xAl 2 O 3 · yP 2 O 5 · zH 2 O,
The protective layer further includes the same metal element as at least one metal element included in the magnet element body, and the concentration of at least one metal element included in the protective layer is the protection element A rare earth magnet , wherein the size increases from the surface side of the layer toward the magnet body side .
前記磁石素体が焼結体であり、The magnet body is a sintered body;
前記リン酸アルミニウム縮合被膜は、xAlThe aluminum phosphate condensation film is xAl 2 O 3 ・yP・ YP 2 O 5 ・zH・ ZH 2 Oで表される組成であってx/yの範囲が0.25〜0.6である組成を有する、ことを特徴とする請求項1記載の希土類磁石。The rare earth magnet according to claim 1, wherein the rare earth magnet has a composition represented by O and a range of x / y in the range of 0.25 to 0.6.
前記保護層は、前記磁石素体に含まれる金属元素のうちの少なくとも1種と同じ金属元素として、Nd及びFeを含む、ことを特徴とする請求項1又は2記載の希土類磁石。The rare earth magnet according to claim 1, wherein the protective layer contains Nd and Fe as the same metal element as at least one of the metal elements contained in the magnet body. 希土類元素を含む磁石素体と、該磁石素体の表面上に形成された保護層と、を有する希土類磁石の製造方法であって、
前記磁石素体は、焼結体であり、
前記磁石素体に、リン酸アルミニウムが水に溶解した水溶液からなる処理液を付着させる工程と、
前記磁石素体に付着した前記処理液中のリン酸アルミニウムを縮合させて、前記磁石素体の表面上に、xAl ・yP ・zH Oで表される組成を有するリン酸アルミニウム縮合皮膜から形成される保護層であって、前記磁石素体に含まれる金属元素のうちの少なくとも1種と同じ金属元素を更に含み、且つ、当該保護層に含まれる前記金属元素のうちの少なくとも一種の濃度が、当該保護層の表面側から前記磁石素体側に向かって大きくなっている保護層を形成する工程と、
を有することを特徴とする希土類磁石の製造方法。
A method for producing a rare earth magnet having a magnet body containing a rare earth element, and a protective layer formed on the surface of the magnet body,
The magnet body is a sintered body,
Attaching a treatment liquid comprising an aqueous solution in which aluminum phosphate is dissolved in water to the magnet body;
Said aluminum phosphate in the treatment solution attached on the magnet body are condensed on the surface of the magnet body, phosphorus having a composition represented by xAl 2 O 3 · yP 2 O 5 · zH 2 O A protective layer formed from an aluminum oxide condensation film , further comprising at least one metal element of the metal elements contained in the magnet body, and among the metal elements contained in the protective layer A step of forming a protective layer in which at least one concentration of the protective layer increases from the surface side of the protective layer toward the magnet body side ;
A method for producing a rare earth magnet, comprising:
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