(57)【要約】【課題】ネオジム鉄ボロン系磁石の表面に形成される耐食性、耐酸化性に優れた硬質アルミニウム被膜を形成する方法、及び当該被膜を有する磁石を提供すること。【解決手段】ネオジム鉄ボロン系磁石の表面に、真空アルミニウムメッキ方法を用いて一層のアルミニウム被膜を形成し、アルミニウムメッキ後の前記ネオジム鉄ボロン系磁石を陽極とし、電解液中に置いた状態で陽極酸化を行い、前記アルミニウム被膜上に硬質アルミニウム酸化物被膜を更に形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネオジム鉄ボロン系磁石の表面に硬質アルミニウム被膜を形成する方法であって、
前記ネオジム鉄ボロン系磁石の表面に、真空アルミニウムメッキ方法を用いて一層のアルミニウム被膜を形成し、
アルミニウムメッキ後の前記ネオジム鉄ボロン系磁石を陽極とし、電解液中に置いた状態で陽極酸化を行い、前記アルミニウム被膜上に硬質アルミニウム酸化物被膜を更に形成する、
ことを特徴とするネオジム鉄ボロン系磁石表面への硬質アルミニウム被膜の形成方法。
【請求項２】
前記真空アルミニウムメッキ方法は、マルチアークイオンプレーティング、又はマグネトロンスパッタリング、又はマグネトロンマルチアークイオンプレーティング、又は真空蒸着のいずれかである、
ことを特徴とする請求項１に記載のネオジム鉄ボロン系磁石表面への硬質アルミニウム被膜の形成方法。
【請求項３】
前記硬質アルミニウム被膜の厚さは１〜１５μｍである、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のネオジム鉄ボロン系磁石表面への硬質アルミニウム被膜の形成方法。
【請求項４】
前記アルミニウム被膜の厚さは５〜４０μｍである、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のネオジム鉄ボロン系磁石表面への硬質アルミニウム被膜の形成方法。
【請求項５】
前記電解液は、硫酸、又はクロム酸、又はホウ酸、又はシュウ酸、又はこれらの混合酸のいずれかである、
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のネオジム鉄ボロン系磁石表面への硬質アルミニウム被膜の形成方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の形成方法用いて、その表面に硬質アルミニウム被膜が形成されている、
ことを特徴とするネオジム鉄ボロン系磁石。
【請求項７】
ネオジム鉄ボロン系磁石の表面に形成される複合アルミニウム被膜であって、
前記ネオジム鉄ボロン系磁石の表面に形成される一層のアルミニウム被膜と、
前記アルミニウム被膜上に、更に硬質アルミニウム酸化物被膜を有する、
ことを特徴とするネオジム鉄ボロン系磁石表面の複合アルミニウム被膜。
【請求項８】
請求項７に記載の複合アルミニウム被膜を、その表面に形成した、
ことを特徴とするネオジム鉄ボロン系磁石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はネオジム、鉄、ボロンを主成分とするネオジム鉄ボロン系磁石における表面の腐食及び酸化防止技術に関し、より具体的には、ネオジム鉄ボロン系磁石の表面に硬質アルミニウム被膜を形成する方法、及び当該硬質アルミニウム被膜を有するネオジム鉄ボロン系磁石に関する。
【背景技術】
【０００２】
ネオジム鉄ボロン系磁石は、ネオジムリッチ相とＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ相との間に存在する電位差、及びネオジム鉄ボロン系磁石の水素吸着作用によって極めて容易に腐食や酸化が発生しやすい。そのため、ネオジム鉄ボロン系磁石の表面に、耐食性及び耐酸化性を目的とした被膜を形成することが知られているが、その主な方法は、以下のとおりである。
（ａ）電気メッキ；当該電気メッキは、ネオジム鉄ボロン系磁石の表面被膜の形成方法として広く用いられている方法であるが、磁石が破損しやすく、また環境に対する安全性にも課題がある。
（ｂ）アルミニウム被膜；マルチアークイオンプレーティング、マグネトロンマルチアークイオンプレーティング、真空蒸着、マグネトロンスパッタリング等によって、ネオジム鉄ボロン系磁石の表面にアルミニウム被膜をメッキする方法も知られているが、アルミニウム被膜が軟質であることから、ちょっとした衝突等によって傷付き易く、被膜の強度が弱いと言う問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上記した従来技術が有する課題を解決し、ネオジム鉄ボロン系磁石の表面に、硬質アルミニウム被膜を容易に形成する方法、及び当該硬質アルミニウム被膜を有するネオジム鉄ボロン系磁石を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、ネオジム鉄ボロン系磁石の表面に硬質アルミニウム被膜を形成する方法であって、前記ネオジム鉄ボロン系磁石の表面に、真空アルミニウムメッキ方法を用いて一層のアルミニウム被膜を形成し、アルミニウムメッキ後の前記ネオジム鉄ボロン系磁石を陽極とし、電解液中に置いた状態で陽極酸化を行い、前記アルミニウム被膜上に硬質アルミニウム酸化物被膜を更に形成する、ことを特徴とする。
【０００５】
前記真空アルミニウムメッキ方法は、マルチアークイオンプレーティング、又はマグネトロンスパッタリング、又はマグネトロンマルチアークイオンプレーティング、又は真空蒸着のいずれかである、ことを特徴とする。
【０００６】
前記アルミニウム被膜の厚さは５〜４０μｍである、ことを特徴とする。
【０００７】
前記電解液は、硫酸、又はクロム酸、又はホウ酸、又はシュウ酸、又はこれらの混合酸のいずれかである、ことを特徴とする。
【０００８】
また本発明は、ネオジム鉄ボロン系磁石であって、上記に記載の形成方法用いて、その表面に硬質アルミニウム被膜が形成されている、ことを特徴とする。
【０００９】
また本発明は、ネオジム鉄ボロン系磁石の表面に形成される複合アルミニウム被膜であって、前記ネオジム鉄ボロン系磁石の表面に形成される一層のアルミニウム被膜と、前記アルミニウム被膜上に、更に硬質アルミニウム酸化物被膜を有する、ことを特徴とする。
【００１０】
また本発明は、ネオジム鉄ボロン系磁石であって、その表面に上記複合アルミニウム被膜が形成されている、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のネオジム鉄ボロン系磁石表面への硬質アルミニウム被膜の形成方法によれば、従来技術と比べて極めて簡単な方法によってネオジム鉄ボロン系磁石表面に硬質アルミニウム被膜を形成することが可能であり、また本発明によって作製されたネオジム鉄ボロン系磁石の被膜強度は、通常のアルミニウム被膜と比べて８倍以上に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
図１は、本発明に係る実施例１のネオジム鉄ボロン系磁石の表面に形成された硬質アルミニウム被膜の断面図である。
図２は、図１に示す断面の成分分析グラフである。
図３は、同実施例１の硬質アルミニウム被膜表面の微小硬度圧痕図である。
図４は、従来の通常アルミニウム被膜表面の微小硬度圧痕図である。
図５は、同実施例１の硬質アルミニウム被膜と従来の通常アルミニウム被膜との硬度対比図である。
【発明を実施するための形態】
【具体的実施態様】
【００１３】
以下、本発明の各実施例について詳細に説明するが、各実施例は本発明の理解を容易にするために用いられるものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
【００１４】
実施例１
事前研磨、バフ研磨、アルコール洗浄を経たネオジム鉄ボロン系磁石試料をマルチアークイオンプレーティング機の真空室内に置き、真空室内を５×１０−３〜５．５×１０−３ｐａまで排気した後、アルゴンガスを注入して真空度を０．３〜０．３５ｐａとした。次にバイアス電圧電源をオンにし、電圧を４００Ｖまで上昇させ、１０分間洗浄した。次にアーク電源をオンにし、アーク電流を６０Ａに調節し、６０秒後にバイアス電圧電源を１００Ｖまで下げ、２００分間アルミニウムメッキを施し、ネオジム鉄ボロン系磁石の表面にアルミニウム被膜を形成した。当該アルミニウム被膜の厚さは、５〜４０μｍである。次いで、アルミニウムメッキ後のネオジム鉄ボロン系磁石を陽極、アルミニウム板を陰極として、１５質量％の硫酸溶液中に置き、硫酸溶液の温度を１８〜２０℃に保ち、陽極酸化電圧を１２Ｖに制御して２分間陽極酸化させ、ネオジム鉄ボロン系磁石の表面に所望の硬質アルミニウム被膜を形成した。当該硬質アルミニウム被膜の厚さは、１〜１５μｍである。
【００１５】
なお、上記実施例１において、アルミニウム被膜の形成方法として、マグネトロンスパッタリング、マグネトロンマルチアークイオンプレーティング、又は真空蒸着法を用いても良い。また電解液はクロム酸、ホウ酸、シュウ酸、又はその混合酸であっても良い。
【００１６】
図１、図２は、上記実施例1で作製された硬質アルミニウム被膜に対し断面観察及び成分分析を行って得られた結果である。図１の電子顕微鏡写真に示すとおり、アルミニウム被膜の上に、硬質アルミニウム酸化物被膜が明確に形成されている様子が分かる。図２は、硬質アルミニウム酸化物被膜中における、酸素、アルミニウム、炭素、鉄の含有量（縦軸）と、被膜内部の分布（横軸）について分析したグラフである。当該グラフから、酸素が被膜内部の深さに伴って変化し、確実にアルミニウム酸化物被膜が形成されていることが分かる。
【００１７】
硬質アルミニウム被膜と通常のアルミニウム被膜について微小硬度試験を行った結果が図３、図４、図５である。図３は、実施例１の硬質アルミニウム被膜表面の微小硬度圧痕図であり、図４は、従来のアルミニウム被膜表面の微小硬度圧痕図である。両図の比較から明らかとおり、実施例１の硬質アルミニウム被膜表面の圧痕は通常のアルミニウム被膜表面の圧痕よりも明らかに小さく、強度が高いことを示している。また図５に示す測定値では、実施例１の硬質アルミニウム被膜（サンプル数３個）の平均強度は１０８２ＨＶであり、通常のアルミニウム被膜（サンプル数３個）のおよそ８倍であることが分かる。なお図５は、それぞれ３つのサンプルの測定値を横軸にプロットしており、強度を示す縦軸の単位はＨＶである。
【００１８】
上記実施例１に記載したとおり、本発明は通常のアルミニウム被膜の上に、更に硬質アルミニウム酸化物被膜を複合的に形成するものであるが、上記した実施例１以外にも、様々な方法がある。以下、実施例２、３を示す。
【００１９】
実施例２
事前研磨、バフ研磨、アルコール洗浄を経たネオジム鉄ボロン系磁石試料をマルチアークイオンプレーティング機の真空室内に置き、真空室内を２×１０−３ｐａまで排気した後、アルゴンガスを注入し、真空度を０．２ｐａとした。次にバイアス電圧電源をオンにし、電圧を３５０Ｖまで上昇させ、１５分間洗浄した。次に陰極アークプラズマをオンにし、アーク電流を５０Ａに調節し、元のバイアス電圧を７０秒間維持した後、バイアス電圧を１００Ｖに調節し、１００分間以上アルミニウムメッキを施し、ネオジム鉄ボロン系磁石の表面にアルミニウム被膜を形成した。当該アルミニウム被膜の厚さは５〜４０μｍである。次いで、アルミニウムメッキ後のネオジム鉄ボロン系磁石を陽極、アルミニウム板を陰極として、１８質量％の硫酸溶液中に置き、陽極の電圧を１５Ｖに調節し、３分間陽極酸化して、ネオジム鉄ボロン系磁石の表面に所望の硬質アルミニウム被膜を形成した。当該硬質アルミニウム被膜の厚さは、１〜１５μｍである。
【００２０】
実施例３
事前研磨、バフ研磨、アルコール洗浄を経たネオジム鉄ボロン系磁石試料をマルチアークイオンプレーティング機の真空室内に置き、真空室内を９×１０−３ｐａまで排気した後アルゴンガスを注入し、真空度を０．８ｐａとした。次にバイアス電圧電源をオンにし、電圧を６５０Ｖまで上昇させ、１０分間洗浄した。次に、陰極アークプラズマをオンにし、アーク電流を７０Ａに調節し、元のバイアス電圧を５０秒維持した後、バイアス電圧を２００Ｖに調節し、１００分間以上アルミニウムメッキを施し、ネオジム鉄ボロン系磁石の表面にアルミニウム被膜を形成した。当該アルミニウムメッキ被膜の厚さは５〜４０μｍである。次いで、アルミニウムメッキ後のネオジム鉄ボロン系磁石を陽極、鉛板を陰極として、２０質量％の硫酸溶液中に置き、電圧を２０Ｖに調節し、５分間陽極酸化し、ネオジム鉄ボロン系磁石の表面に所望の硬質アルミニウム被膜を形成した。当該硬質アルミニウム被膜の厚さは、１〜１５μｍである。
【００２１】
以上、本発明の具体的実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内で、自由に実施可能である。
【図１】
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【図２】
2016089270.tif 000004
【図３】
2016089270.tif 000005
【図４】
2016089270.tif 000006
【図５】
2016089270.tif 000007