JP2000040610A - 被膜付き希土類磁石 - Google Patents
被膜付き希土類磁石Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 処理工程の簡単なイオンプレーティング法で
形成した１０μｍ以下の被膜でも耐食性に優れた希土類
磁石を提供する。 【解決手段】 母材の希土類磁石の表面にイオンプレー
ティング法によるＳｉ膜からなる第１層が形成され、Ｓ
ｉ酸化物膜からなる第２層が該第１層上に形成されてな
り、厚みは、第１層が０．５〜２μｍ、第２層が１．０
〜５μｍ、かつ第１層と第２層の和が１０μｍ以下であ
る被膜付き希土類磁石。
形成した１０μｍ以下の被膜でも耐食性に優れた希土類
磁石を提供する。 【解決手段】 母材の希土類磁石の表面にイオンプレー
ティング法によるＳｉ膜からなる第１層が形成され、Ｓ
ｉ酸化物膜からなる第２層が該第１層上に形成されてな
り、厚みは、第１層が０．５〜２μｍ、第２層が１．０
〜５μｍ、かつ第１層と第２層の和が１０μｍ以下であ
る被膜付き希土類磁石。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被膜付き希土類磁
石に関し、より詳しくは、希土類磁石の表面にイオンプ
レーティング法によりＳｉ膜とＳｉ酸化物被膜を形成
し、耐食性を向上させた被膜付き希土類磁石に関する。
石に関し、より詳しくは、希土類磁石の表面にイオンプ
レーティング法によりＳｉ膜とＳｉ酸化物被膜を形成
し、耐食性を向上させた被膜付き希土類磁石に関する。
【０００２】
【従来の技術】ネオジウム（Ｎｄ）−鉄（Ｆｅ）−ホウ
素（Ｂ）系磁石は、優れた磁気特性をもち、あらゆる分
野で使用されている。しかし、この磁石は鉄が主成分で
あり、また、結晶組織的に腐食しやすいネオジウムに富
む相を含んでいるので耐食性に劣る欠点がある。すなわ
ち、わずかな酸、アルカリ、水分の存在によって表面か
ら電気化学的に腐食が進行し、磁石が腐食されて錆が発
生し、磁石性能の劣化が生じる。
素（Ｂ）系磁石は、優れた磁気特性をもち、あらゆる分
野で使用されている。しかし、この磁石は鉄が主成分で
あり、また、結晶組織的に腐食しやすいネオジウムに富
む相を含んでいるので耐食性に劣る欠点がある。すなわ
ち、わずかな酸、アルカリ、水分の存在によって表面か
ら電気化学的に腐食が進行し、磁石が腐食されて錆が発
生し、磁石性能の劣化が生じる。
【０００３】ネオジウム−鉄−ホウ素系磁石の耐食性を
向上させるために、磁石の表面に、ニッケルメッキ、ア
ルミクロメート、エポキシ樹脂塗装、電着塗装などの各
種表面処理を施していた。しかし、これらの表面処理で
形成した被膜によって磁石の耐食性を維持しようとする
と、該被膜の厚みは大気中の使用環境でも２０μｍ以上
が必要である。このため、上記表面処理で被膜を形成し
た磁石は、磁気特性が低下する上に、厳しい寸法精度が
求められる精密部品や複雑な形状の部品には適用できな
いなどの問題があった。磁気特性が低下せずに上記部品
にも適用できるためには、被膜の厚みを１０μｍ以下に
抑える必要がある。上記表面処理では、後加工も必要で
時間とコストがかかっていた。
向上させるために、磁石の表面に、ニッケルメッキ、ア
ルミクロメート、エポキシ樹脂塗装、電着塗装などの各
種表面処理を施していた。しかし、これらの表面処理で
形成した被膜によって磁石の耐食性を維持しようとする
と、該被膜の厚みは大気中の使用環境でも２０μｍ以上
が必要である。このため、上記表面処理で被膜を形成し
た磁石は、磁気特性が低下する上に、厳しい寸法精度が
求められる精密部品や複雑な形状の部品には適用できな
いなどの問題があった。磁気特性が低下せずに上記部品
にも適用できるためには、被膜の厚みを１０μｍ以下に
抑える必要がある。上記表面処理では、後加工も必要で
時間とコストがかかっていた。
【０００４】また、樹脂塗装では１５０℃以上の使用環
境では使えないなどの問題があり、耐熱性が高いポリイ
ミド樹脂を用いても使用できるのは３００℃以下であっ
た。
境では使えないなどの問題があり、耐熱性が高いポリイ
ミド樹脂を用いても使用できるのは３００℃以下であっ
た。
【０００５】上記処理の他、イオンプレーティング法な
どの湿式メッキ法によりＴｉＮ膜などのセラミックス膜
をコーティングする方法もあるが、いくら膜厚を厚くし
てもピンホールが存在するために耐食性に問題があっ
た。
どの湿式メッキ法によりＴｉＮ膜などのセラミックス膜
をコーティングする方法もあるが、いくら膜厚を厚くし
てもピンホールが存在するために耐食性に問題があっ
た。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、上記
事情に鑑み、湿式メッキ法に比べ処理工程の簡単なイオ
ンプレーティング法で形成した１０μｍ以下の被膜でも
耐食性に優れた希土類磁石を提供することを目的とす
る。
事情に鑑み、湿式メッキ法に比べ処理工程の簡単なイオ
ンプレーティング法で形成した１０μｍ以下の被膜でも
耐食性に優れた希土類磁石を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するため手段】上記目的を達成するための
本発明の被膜付き希土類磁石は、母材の希土類磁石の表
面にイオンプレーティング法によるＳｉ膜からなる第１
層が形成され、Ｓｉ酸化物膜からなる第２層が該第１層
上に形成されてなり、厚みは、第１層が０．５〜２μ
ｍ、第２層が１．０〜５μｍ、かつ第１層と第２層の和
が１０μｍ以下である。
本発明の被膜付き希土類磁石は、母材の希土類磁石の表
面にイオンプレーティング法によるＳｉ膜からなる第１
層が形成され、Ｓｉ酸化物膜からなる第２層が該第１層
上に形成されてなり、厚みは、第１層が０．５〜２μ
ｍ、第２層が１．０〜５μｍ、かつ第１層と第２層の和
が１０μｍ以下である。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明における母材は、Ｎｄ−Ｆ
ｅ−Ｂ系の焼結磁石やナイロンで結合させたボンド磁石
等である。上記母材には、表面にイオンプレーティング
法によるＳｉ膜からなる第１層が形成され、Ｓｉ酸化物
膜からなる第２層が該第１層上に形成されている。
ｅ−Ｂ系の焼結磁石やナイロンで結合させたボンド磁石
等である。上記母材には、表面にイオンプレーティング
法によるＳｉ膜からなる第１層が形成され、Ｓｉ酸化物
膜からなる第２層が該第１層上に形成されている。
【０００９】母材の希土類磁石は、被膜を形成する前
に、アルコール等で表面の汚れを落とすことが望まし
い。また、母材が焼結磁石の場合は、被膜形成時に加熱
により内部からガスが発生して磁石表面を汚したり、密
着力が低下する恐れがあるので、真空脱ガス処理を行う
ことが望ましい。真空脱ガス工程は、真空槽内を１０-4
Ｔｏｒｒ以下に排気した後、ヒータで母材を３００〜７
００℃に加熱して行うことができる。また、熱衝撃によ
り母材に割れが入らないように、急激に温度を上げない
ようにすることが望ましい。
に、アルコール等で表面の汚れを落とすことが望まし
い。また、母材が焼結磁石の場合は、被膜形成時に加熱
により内部からガスが発生して磁石表面を汚したり、密
着力が低下する恐れがあるので、真空脱ガス処理を行う
ことが望ましい。真空脱ガス工程は、真空槽内を１０-4
Ｔｏｒｒ以下に排気した後、ヒータで母材を３００〜７
００℃に加熱して行うことができる。また、熱衝撃によ
り母材に割れが入らないように、急激に温度を上げない
ようにすることが望ましい。
【００１０】成膜形成前の母材は磁化していない方が望
ましい。磁化していると、イオンプレーティング処理を
行う場合にプラズマや蒸発粒子に影響を与え、膜厚分布
や膜質が好ましくない状態になるからである。
ましい。磁化していると、イオンプレーティング処理を
行う場合にプラズマや蒸発粒子に影響を与え、膜厚分布
や膜質が好ましくない状態になるからである。
【００１１】母材表面の清浄と、母材加熱、母材と被膜
との密着力を向上させるために、ボンバード処理を行
う。ボンバード処理は、真空チャンバーにＡｒガスを導
入し、母材にバイアス電圧−５００V以上を印加して、
１分以上処理すればよい。
との密着力を向上させるために、ボンバード処理を行
う。ボンバード処理は、真空チャンバーにＡｒガスを導
入し、母材にバイアス電圧−５００V以上を印加して、
１分以上処理すればよい。
【００１２】より高い密着力を得るためには、ボンバー
ド処理に続いて、メタルボンバード処理を行うのが好ま
しい。メタルボンバード処理は、第１層に形成されるＳ
ｉ膜の原料を溶融し、蒸発粒子をイオン化して、母材に
バイアス電圧−５００V以上印加し、１〜５分処理すれ
ばよい。５分間を超える処理は、母材表面が荒れるので
好ましくない。
ド処理に続いて、メタルボンバード処理を行うのが好ま
しい。メタルボンバード処理は、第１層に形成されるＳ
ｉ膜の原料を溶融し、蒸発粒子をイオン化して、母材に
バイアス電圧−５００V以上印加し、１〜５分処理すれ
ばよい。５分間を超える処理は、母材表面が荒れるので
好ましくない。
【００１３】第１層及び第２層に形成される被膜の原料
には、Ｓｉ−１０ａｔ％Ｔａ合金を用いるのが好まし
い。Ｓｉ単独でも蒸発材として使用できるが、Ｔａの添
加により突沸を抑制することができるからである。Ｔａ
は、Ｓｉの蒸気圧よりも約８桁程度低いので、Ｓｉが優
先的に蒸発することになる。
には、Ｓｉ−１０ａｔ％Ｔａ合金を用いるのが好まし
い。Ｓｉ単独でも蒸発材として使用できるが、Ｔａの添
加により突沸を抑制することができるからである。Ｔａ
は、Ｓｉの蒸気圧よりも約８桁程度低いので、Ｓｉが優
先的に蒸発することになる。
【００１４】第２層に形成する被膜の原料には、ＳｉＯ
2を用いてもよい。しかしこの場合、複数個のハースを
備えた装置を用いなければ、第１層と第２層を連続的に
処理できない。
2を用いてもよい。しかしこの場合、複数個のハースを
備えた装置を用いなければ、第１層と第２層を連続的に
処理できない。
【００１５】第１層目および第２層目はＰＶＤ（物理蒸
着）で形成できるが、第１層目および第２層目が連続的
に容易に被膜形成できる、反応性イオンプレーティング
法が望ましい。イオン化の方法は、公知のアーク放電、
グロー放電、ホロカソード放電、高周波放電などいずれ
の方法でも良い。
着）で形成できるが、第１層目および第２層目が連続的
に容易に被膜形成できる、反応性イオンプレーティング
法が望ましい。イオン化の方法は、公知のアーク放電、
グロー放電、ホロカソード放電、高周波放電などいずれ
の方法でも良い。
【００１６】第２層目のＳｉ酸化物被膜を形成する場
合、反応ガスとして酸素ガスを用いることができる。希
土類磁石は酸化しやすいため、第1層としてＳｉ膜を形
成して酸素との接触を避ける必要がある。
合、反応ガスとして酸素ガスを用いることができる。希
土類磁石は酸化しやすいため、第1層としてＳｉ膜を形
成して酸素との接触を避ける必要がある。
【００１７】第1層目に形成されるＳｉ膜の膜厚は、
０．５〜２．０μｍが望ましい。０．５μｍ未満では密
着性向上、酸化防止が不十分であり、２．０μｍを超え
ると、全体膜厚が厚くなり寸法精度が悪くなるからであ
る。
０．５〜２．０μｍが望ましい。０．５μｍ未満では密
着性向上、酸化防止が不十分であり、２．０μｍを超え
ると、全体膜厚が厚くなり寸法精度が悪くなるからであ
る。
【００１８】第２層目に形成されるＳｉ酸化物膜の膜厚
は、１〜５μｍが好ましい。１μｍ未満ではピンホール
が多数存在するので耐食性が十分得られず、逆に５μｍ
を超えると寸法精度が悪くなるし、また、生産性・経済
性の面でも不利である。
は、１〜５μｍが好ましい。１μｍ未満ではピンホール
が多数存在するので耐食性が十分得られず、逆に５μｍ
を超えると寸法精度が悪くなるし、また、生産性・経済
性の面でも不利である。
【００１９】第１層目のＳｉ膜及び第２層目のＳｉ酸化
物膜は、公知のイオンプレーティング法で形成するため
に通常ピンホールが存在する。しかし、Ｓｉ酸化物膜は
撥水性に優れるためピンホール内に液体が浸入しずら
く、耐食性に優れる。
物膜は、公知のイオンプレーティング法で形成するため
に通常ピンホールが存在する。しかし、Ｓｉ酸化物膜は
撥水性に優れるためピンホール内に液体が浸入しずら
く、耐食性に優れる。
【００２０】
【実施例】（実施例１） 大きさ１０×１０×５ｍｍの
磁化していないＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石を母材とし、
これを超音波洗浄後、蒸発材と３５ｃｍ離れた位置に対
面するようにセットした。蒸発材にはＳｉ−１０ａｔ％
Ｔａ合金のインゴットをもちい、これをＣｕ製のハース
内に充填した。蒸着装置は、神港精機製イオンプレーテ
ング装置、「ＡＩＦ−８５０ＳＢ」を用いた。この装置
は、蒸発材の溶融には日本電子製２７０度偏向型電子銃
を用い、イオン化は蒸発材上に設けたイオン化電極と蒸
発材との間にプラズマを発生させて行うようになってい
る。
磁化していないＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石を母材とし、
これを超音波洗浄後、蒸発材と３５ｃｍ離れた位置に対
面するようにセットした。蒸発材にはＳｉ−１０ａｔ％
Ｔａ合金のインゴットをもちい、これをＣｕ製のハース
内に充填した。蒸着装置は、神港精機製イオンプレーテ
ング装置、「ＡＩＦ−８５０ＳＢ」を用いた。この装置
は、蒸発材の溶融には日本電子製２７０度偏向型電子銃
を用い、イオン化は蒸発材上に設けたイオン化電極と蒸
発材との間にプラズマを発生させて行うようになってい
る。
【００２１】母材および蒸発材をセッティング後、真空
チャンバー内を１×１０-5Ｔｏｒｒまで排気して、内部
ヒータで３００℃まで加熱し、そのまま、２時間保持し
た。次に、Ａｒガスを０．０３Ｔｏｒｒ導入し、母材に
−８００Ｖ印加して、イオンボンバードメントを３０分
間行った。次に１０ｋＶ−５００ｍＡの電子ビームをＳ
ｉ−１０ａｔ％Ｔａ合金に照射し、溶解した。上記の方
法でＳｉを蒸発させ、母材に−８００Ｖのバイアス電圧
を印加して、Ｓｉイオンによりメタルボンバードを２分
間行った。
チャンバー内を１×１０-5Ｔｏｒｒまで排気して、内部
ヒータで３００℃まで加熱し、そのまま、２時間保持し
た。次に、Ａｒガスを０．０３Ｔｏｒｒ導入し、母材に
−８００Ｖ印加して、イオンボンバードメントを３０分
間行った。次に１０ｋＶ−５００ｍＡの電子ビームをＳ
ｉ−１０ａｔ％Ｔａ合金に照射し、溶解した。上記の方
法でＳｉを蒸発させ、母材に−８００Ｖのバイアス電圧
を印加して、Ｓｉイオンによりメタルボンバードを２分
間行った。
【００２２】続いて、バイアス電圧を−２００Ｖに下
げ、Ｓｉメタルを２分間コーティングした。次に、酸素
を５０ＳＣＣＭ導入し、１２分間コーティングを行っ
た。
げ、Ｓｉメタルを２分間コーティングした。次に、酸素
を５０ＳＣＣＭ導入し、１２分間コーティングを行っ
た。
【００２３】得られた膜厚は、第１層目のＳｉメタル膜
が１．１μｍ、第２層目のＳｉ酸化物膜が３．５μｍで
あった。このコーティング磁石を５％塩水噴霧中に９６
Ｈさらしても錆の発生がなく、高い耐食性を有してい
た。
が１．１μｍ、第２層目のＳｉ酸化物膜が３．５μｍで
あった。このコーティング磁石を５％塩水噴霧中に９６
Ｈさらしても錆の発生がなく、高い耐食性を有してい
た。
【００２４】（実施例２） 第２層目のＳｉ酸化物膜の
蒸発材としてＳｉＯ2を用い、コーティング時に５×１
０-4Ｔｏｒｒまで酸素ガスを導入し、３０分間コーティ
ングした以外は実施例１と同様の処理を行った。
蒸発材としてＳｉＯ2を用い、コーティング時に５×１
０-4Ｔｏｒｒまで酸素ガスを導入し、３０分間コーティ
ングした以外は実施例１と同様の処理を行った。
【００２５】得られた膜厚は、第１層目のＳｉメタル膜
が１．０μｍ、第２層目のＳｉ酸化物膜が２．３μｍで
あった。実施例１同様の耐食試験をした結果、同等の結
果が得られた。
が１．０μｍ、第２層目のＳｉ酸化物膜が２．３μｍで
あった。実施例１同様の耐食試験をした結果、同等の結
果が得られた。
【００２６】（従来例１） 何の表面処理を施していな
いＮｄ−Ｆｅ−Ｂ焼結磁石を空気中に放置しておいたと
ころ、２４Ｈで鉄錆が発生してきた。この上に従来の表
面処理であるニッケルメッキを２０μｍ付けた磁石を５
％塩水噴霧する耐食性試験では、４８Ｈ錆が表面に発生
した。
いＮｄ−Ｆｅ−Ｂ焼結磁石を空気中に放置しておいたと
ころ、２４Ｈで鉄錆が発生してきた。この上に従来の表
面処理であるニッケルメッキを２０μｍ付けた磁石を５
％塩水噴霧する耐食性試験では、４８Ｈ錆が表面に発生
した。
【００２７】（従来例２） エポキシ系樹脂主剤：硬化
剤：希釈シンナーを１：１：２の比率で混合し、スプレ
ーガンで塗布すると、平均膜厚で２３μｍあり、膜厚の
薄い所と厚い所で５μｍの膜厚分布が生じた。
剤：希釈シンナーを１：１：２の比率で混合し、スプレ
ーガンで塗布すると、平均膜厚で２３μｍあり、膜厚の
薄い所と厚い所で５μｍの膜厚分布が生じた。
【００２８】（比較例１） Ｎｉ−Ｆｅ−Ｂ焼結磁石に
イオンプレーティング法でＴｉＮ膜を５μｍコーティン
グし、５％塩水噴霧中に９６Ｈさらした結果、全面に錆
が発生した。
イオンプレーティング法でＴｉＮ膜を５μｍコーティン
グし、５％塩水噴霧中に９６Ｈさらした結果、全面に錆
が発生した。
【００２９】
【発明の効果】本発明により、２０μｍ以下の膜厚で十
分な耐食性が得られ、しかも寸法精度良く、製造可能な
希土類磁石が提供できた。
分な耐食性が得られ、しかも寸法精度良く、製造可能な
希土類磁石が提供できた。
Claims (3)
- 【請求項１】 母材の希土類磁石の表面にイオンプレー
ティング法によるＳｉ膜からなる第１層が形成され、Ｓ
ｉ酸化物膜からなる第２層が該第１層上に形成されてな
る被膜付き希土類磁石。 - 【請求項２】 母材の希土類磁石の表面にイオンプレー
ティング法によるＳｉ膜からなる第１層が形成され、Ｓ
ｉ酸化物膜からなる第２層が該第１層上に形成されてな
り、厚みは、該第１層が０．５〜２μｍ、該第２層が
１．０〜５μｍである被膜付き希土類磁石。 - 【請求項３】 母材の希土類磁石の表面にイオンプレー
ティング法によるＳｉ膜からなる第１層が形成され、Ｓ
ｉ酸化物膜からなる第２層が該第１層上に形成されてな
り、厚みは、該第１層が０．５〜２μｍ、該第２層が
１．０〜５μｍ、かつ該第１層と該第２層の和が１０μ
ｍ以下である被膜付き希土類磁石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10208744A JP2000040610A (ja) | 1998-07-24 | 1998-07-24 | 被膜付き希土類磁石 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10208744A JP2000040610A (ja) | 1998-07-24 | 1998-07-24 | 被膜付き希土類磁石 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000040610A true JP2000040610A (ja) | 2000-02-08 |
Family
ID=16561372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10208744A Pending JP2000040610A (ja) | 1998-07-24 | 1998-07-24 | 被膜付き希土類磁石 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000040610A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7438768B2 (en) * | 2001-12-28 | 2008-10-21 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Rare earth element sintered magnet and method for producing rare earth element sintered magnet |
-
1998
- 1998-07-24 JP JP10208744A patent/JP2000040610A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7438768B2 (en) * | 2001-12-28 | 2008-10-21 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Rare earth element sintered magnet and method for producing rare earth element sintered magnet |
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