(57)【要約】【課題】磁石素地と密着性の良いめっき皮膜を形成することである。【解決手段】本発明の希土類磁石１の表面処理方法は、Ｎｄを主成分とする希土類元素、鉄を主成分とする遷移元素およびＢからなり、希土類磁石の表面を溶融した後急冷し、急冷層の表面にめっき法によって保護層を形成したものである。また、溶融方法としてレーザービームを用いて行ってもよいし、急冷層をアモルファス層２とし、保護層をストライクＮｉめっき層３と電気Ｎｉめっき層４としてもよい。【選択図】　　図１
2004002911.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎｄを主成分とする希土類元素、鉄を主成分とする遷移元素およびＢからなる永久磁石の表面処理方法において、前記永久磁石の表面を溶融した後急冷し、急冷層の表面にめっき法によって保護層を形成することを特徴とする希土類磁石の表面処理方法。
【請求項２】
前記溶融方法をレーザービームを用いて行うことを特徴とする請求項１記載の希土類磁石の表面処理方法。
【請求項３】
前記急冷層がアモルファス層であり、前記保護層がストライクＮｉめっき層と電気Ｎｉめっき層であることを特徴とする請求項１または２記載の希土類磁石の表面処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＡＣサーボモータやリニアモータ、データ記録用ハードディスクの磁気ヘッド駆動装置に利用される高エネルギー積希土類磁石の表面処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
Ｎｄを主成分とする希土類元素、鉄を主成分とする遷移元素およびＢからなる永久磁石材料は、現在最高のエネルギー積を持つ最強の磁石として、産業用モータなどに多用されているが、成分として鉄や活性な金属である希土類元素を含むため、空気中の水分によって錆を生じて磁気特性が低下しやすい。このため、めっきや塗装などの防錆膜を表面に形成して使用されている。
その中で、めっき法によって保護膜を形成する方法を図４に示す。図４は、従来の希土類磁石を示す断面模式図である。希土類磁石１の表面に電解によるＮｉストライクめっき層３を形成し、その上に電気Ｎｉめっき層４を形成している（例えば特開平０５−０８２３２２）。この場合、めっきの前処理として、水溶液を使った湿式の表面処理法によって磁石素地の調整が行われ、その後めっき皮膜が形成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の方法では、めっき前処理時の希土類磁石表面は、図５に示すように変化する。５は磁石材中の主相であるＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ相、６はＮｄ１Ｆｅ４Ｂ４相、７はＮｄリッチ相である。すなわち、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ相５の粒子の境界に存在する電気化学的に活性なＮｄリッチ相７が優先的に処理液中へ溶解する。このため、主相の粒同士の固着力が低下し、その後形成されるめっき皮膜と磁石素地間の密着性が低くなるという問題があった。したがって、めっき後の磁石をモータコアへ接着したモータでは、接着剤の加熱硬化時の膨張収縮や高速回転時の遠心力によって、磁石がめっき皮膜と磁石素地の界面で剥離するといった不具合を生じることがあった。
そこで、本発明の目的は、磁石素地との密着性が良いめっき皮膜を形成するための磁石素材の表面処理方法を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため本発明では、Ｎｄを主成分とする希土類元素、鉄を主成分とする遷移元素およびＢからなる永久磁石材料の表面を溶融した後急冷し、この溶融層の上に磁石素地を保護するためのめっき層を形成するものである。希土類磁石の表面のみを溶融急冷すると、磁石表面に耐薬品性の良いアモルファス層が生成し、このアモルファス層で磁石素地が保護されるため、めっき前処理の際に、主相の粒子の固着力が低下することがない。また、めっき皮膜はアモルファス層の上に形成されるため、めっき皮膜の密着力の低下も生じることがない。
磁石の表面を溶融急冷する方法として種々の方法があるが、レーザービームを使用する方法は、大気中で処理が可能であるとともに、エネルギーを微小部分に集中できるので、磁石本体の温度を上げることなく、磁石表面層のみを溶融する方法として最も適している。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図１は本発明の表面処理方法によって作製した希土類磁石の断面模式図、図２は表面処理部の拡大断面模式図を示す。２はアモルファス層であり、他の符号は従来と同じである。
Ｎｄを主成分とする希土類元素、鉄およびＢからなる希土類磁石１の表面を溶融するために、図３に示すレーザー加熱装置を使用した。図３のレーザー加熱装置は、レーザー光源９とレーザーを細いビームに収束する光学系１０、希土類磁石をＸＹの２方向に移動させるＸ−Ｙステージ１２とそのコントローラ１３から構成されている。
レーザー光源９に最大出力１００ＷのＹＡＧレーザーを使用し、Ｘ―Ｙステージ１２の移動速度とレーザー出力および１秒間当たりのパルス数を変化させることにより、希土類磁石の表面を溶融した後、急冷して厚み約１５μｍのアモルファス層が形成できるように調整した。
磁石の６面すべての表面を溶融した後、急冷してアモルファス層を形成した。その後、アルカリ脱脂、電解脱脂、酸洗処理を行い、塩化Ｎｉと塩酸を含むめっき液中に浸漬して、ストライクＮｉめっきを行った。水洗後、硫酸Ｎｉ、塩化Ｎｉ、およびほう酸を含むめっき液中で膜厚２０μｍまで電気Ｎｉめっきを行った。
比較例として、従来のＮｉめっき希土類磁石と同様に、湿式法による表面エッチングとアルカリ脱脂、活性化処理を行い、実施例と同じ条件でストライクＮｉめっきと電気Ｎｉめっきを行ったサンプルも作製した（図４）。
本実施例および比較例の両Ｎｉめっき希土類磁石をそれぞれ鋼製のブロックにエポキシ接着剤を用いて接着した。接着剤を加熱硬化後、せん断剥離強度を調べた。また、φ１０ｍｍの形状で、Ｎｉめっき膜に磁石素地まで達する傷を入れ、これにφ１０ｍｍの炭素鋼製のロッドをエポキシ系接着剤で貼り付けた。接着剤を加熱硬化した後、磁石を引っ張り試験機の片側に固定し、ロッドをもう片方に固定して引き離し、めっき皮膜の密着強度を調べた。
その結果を表１に示す。表１はＮｉめっき希土類磁石のめっき膜のせん断剥離強度と密着強度を測定した平均値である。
【０００６】
【表１】
2004002911.tif 000003
【０００７】
本実施例の希土類磁石の剥離は、すべて接着剤とＮｉめっき皮膜の界面および接着剤層の内部で生じ、比較例については、剥離はすべて磁石の表面とストライクＮｉめっき皮膜の界面で生じた。
表１より、本発明の実施例は磁石素地とＮｉめっき間の密着性が良好であり、接着剤自体の機械強度よりも強くすることができた。このため、モータのロータに接着剤を用いて取り付け、高速度で回転しても磁石とめっき皮膜の界面から剥離することがなかった。
なお、本実施例では、磁石表面を溶融急冷してアモルファス層を形成する方法として、レーザーを使用したが、真空中にワークを入れ、電子ビームを当てて表面を溶融しても同じ効果が得られる。この他、放電によるスパークを用いて表面を溶融する方法など、希土類磁石の表面のみを溶融するエネルギーを与えることが可能な方法であれば、本発明の実施例と同様、磁石表面とめっき膜の密着性を向上させる効果が得られる。
また、本実施例では磁石表面に電気Ｎｉめっき皮膜を形成したが、めっき皮膜はＮｉの電解めっきに限定されるものではなく、ＣｕやＡｇ，Ａｕ，Ｃｒなど水溶液から電解めっきあるいは無電解めっきで金属皮膜を形成できる金属であって、耐環境性の良いものであれば、Ｎｉめっきと同様な密着性と磁石素地の保護効果が得られる。
【０００８】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１記載の希土類磁石の表面処理方法によれば、磁石素地と密着性の良いめっき保護膜を形成できるので、モータコアへの接着後の加熱硬化時の膨張収縮やモータの高速回転時の遠心力によって、磁石の素地とめっきの界面で剥離するといった不具合を生じない。このため、信頼性の高いＡＣサーボモータやリニアモータを製造することができる。また、請求項２記載の希土類磁石の表面処理方法によれば、密着性の良いめっき膜を形成するための磁石表面の溶融急冷処理を大気中で行うことができるので、めっき皮膜付き希土類磁石の製造を安価に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の表面処理方法によって作製した希土類磁石断面の模式図。
【図２】図１における表面処理部の拡大断面模式図。
【図３】本発明の表面処理に用いたレーザー加熱装置の構成図。
【図４】従来の表面処理方法によって作製した希土類磁石断面の模式図。
【図５】従来の希土類磁石の密着不良のメカニズムを説明する説明図。
【符号の説明】
１　希土類磁石
２　アモルファス層
３　ストライクＮｉめっき層
４　電気Ｎｉめっき層
５　Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ相
６　Ｎｄ１Ｆｅ４Ｂ４相
７　Ｎｄリッチ相
８　レーザー用電源
９　レーザー光源
１０　光学系
１１　レーザービーム
１２　Ｘ−Ｙステージ
１３　Ｘ−Ｙステージコントローラ
【図１】
2004002911.tif 000004
【図２】
2004002911.tif 000005
【図３】
2004002911.tif 000006
【図４】
2004002911.tif 000007
【図５】
2004002911.tif 000008