R－t－b系永磁鐵以及鍍膜的製作方法
2023-11-03 20:04:37 2
專利名稱：R－t－b系永磁鐵以及鍍膜的製作方法
技術領域：
本發明涉及在表面形成有鍍膜的R-T-B系永磁鐵和鍍膜。
背景技術：
以R2T14B型金屬間化合物為主相的R-T-B系永磁鐵具有優異的磁特性，以及作為主成分的Nd資源豐富且比較廉價，因此被應用於各種電氣設備中。這裡，R是含有Y的稀土類元素的1種、2種或更多種，T是以Fe或以Fe和Co為必要成分的1種、2種或更多種過渡金屬元素。
在具有優異的磁特性的R-T-B系永磁鐵中，還存在一定的技術問題。其中之一是耐腐蝕性。即，R-T-B系永磁鐵作為主構成元素的R和Fe是容易氧化的元素，因此耐腐蝕性差。所以，在磁鐵表面形成用於防止腐蝕的保護膜。作為保護膜，可以採用樹脂塗層、鉻酸鹽膜或者鍍層等，特別是由於在金屬表面形成以Ni鍍層、Cu鍍層或Sn鍍層為代表的金屬鍍膜的方法因具有優異的耐腐蝕性和耐磨損性等，而被大量使用。
已經提出了提高R-T-B系永磁鐵表面形成的金屬鍍膜的耐腐蝕性的方案。例如，在日本專利特許第2941446號公報(專利文獻1)中，將含有0.001～0.01wt％的S(硫)的Ni鍍層設置為下層，在其上將含有0.001～1.0wt％的S的Ni鍍層設置為上層，通過使上層的Ni鍍層含有比下層的Ni鍍層多0.01wt％或以上的S，從而提高耐腐蝕性。專利文獻1通過設置具有上述這種S含量的關係的2層Ni鍍層，而使上層陽極化產生陽極效果，表現為使下層防腐蝕。
發明內容
根據專利文獻1可以對R-T-B系永磁鐵賦予改善後的耐腐蝕性。然而，根據本發明者等的研究，發現難以控制鍍膜中的S含量。鍍膜中所含有的S主要來自添加到鍍浴中的光亮劑。然而，如果限定光亮劑的種類，就難以自由地設定鍍膜中所含有的S的量。因此，通過控制鍍膜中的S含量來提高耐腐蝕性的方法對實際中的R-T-B系永磁鐵的製造的普遍性卻較低。
另外，作為鍍膜所要求的特性，可以列舉出硬度。這是因為，根據R-T-B系永磁鐵的製造過程或用途，可能會對鍍膜表面賦予一定的應力，而且，也有對周圍環境要求耐磨損性的情況。然而，至今為止也未提出提高鍍膜的硬度的有效的方法。特別是，本發明者們還未發現提高作為鍍膜所要求的本質特性的含有耐腐蝕性的硬度的方案。
本發明是基於這種技術課題而提出的，目的在於提供具有容易地用於實際的R-T-B系永磁鐵的製造、同時還可以有效確保硬度的鍍膜並提供具有該鍍膜的R-T-B系永磁鐵。
本發明者等確認出為了提高鍍膜的耐腐蝕性，控制鍍膜中的含量是容易的，而且對提高鍍膜的硬度來說，C是有效的元素。另外，還發現通過在鍍膜中含有預定量的C，可以提高鍍膜的附著性。也就是說，本發明是一種R-T-B系永磁鐵，其特徵在於其具有由燒結體構成的磁鐵基材和覆蓋磁鐵基材表面的鍍層，該燒結體至少含有由R2T14B化合物構成的主相晶粒和比主相晶粒含有更多R的晶界相，在所述鍍層中，將C含量記作Cc(wt％)時，0.005＜Cc≤0.2wt％。其中，R是含有Y的稀土類元素中的1種、2種或更多種，T是以Fe或以Fe和Co為必要成分的1種、2種或更多種過渡金屬元素。
在本發明中，鍍膜的C含量Cc(wt％)優選為0.006≤Cc≤0.18wt％，更優選為0.007≤Cc≤0.15wt％。另外，鍍膜優選為含有電解Ni鍍層或電解Cu鍍層。
R-T-B系永磁鐵的鍍膜由多個鍍層構成。在這種情況下，本發明者等發現各鍍層之間的C含量之差會影響耐腐蝕性。也就是，上述鍍膜在含有配置在磁鐵基材表面側的第1鍍層和配置在第1鍍層上的第2鍍層時，通過使第1鍍層和第2鍍層的C含量之差為0.1wt％或以下，可以有效地提高耐腐蝕性。該第1鍍層和第2鍍層優選為電解Ni鍍層或/電解Cu鍍層。
本發明的鍍層並不限於形成在R-T-B系永磁鐵表面上的情形，也可以覆蓋在其它任何的材料上以提高耐腐蝕性。因此，本發明還提供一種鍍膜，其特徵在於為了提高耐腐蝕性而將其覆蓋在基體上，且將C含量記作Cc(wt％)時，含有0.005＜Cc≤0.2wt％的C。在這種情況下，鍍膜在含有配置在基體側的第1鍍層和配置在第1鍍層上的第2鍍層的情況下，第1鍍層和第2鍍層的C含量之差優選為0.1wt％或以下。
根據本發明，通過使用在鍍膜中的含量容易控制的C，可以確保鍍膜的耐腐蝕性。另外，在鍍膜中含有一定量的C可以提高鍍膜的硬度和對磁鐵基材的附著性。特別是，如本發明所述，通過形成C含量不同的多層鍍膜，其效果很顯著。
圖1是表示具有鍍膜的R-T-B永磁鐵的示意圖。
圖2是表示具有鍍膜的R-T-B永磁鐵的另一例子的示意圖。
圖3是表示具有鍍膜的R-T-B永磁鐵的又一例子的示意圖。
圖4是表示實施例1中的鍍膜的制膜條件和評價結果的圖表。
圖5是表示實施例1中的鍍膜的C含量和鍍膜的硬度關係的曲線圖。
圖6是表示實施例1中的鍍膜的C含量和鍍膜的附著性的關係的曲線圖。
圖7是表示實施例2中的鍍膜的制膜條件和評價結果的圖表。
圖8是表示實施例2中的鍍膜的C含量和鍍膜的硬度關係的曲線圖。
圖9是表示實施例2中的鍍膜的C含量和鍍膜的附著性的關係的曲線圖。
圖10是表示實施例3中的鍍膜的制膜條件的圖表。
圖11是表示實施例3中的鍍膜的評價結果的圖表。
圖12是表示實施例4中的鍍膜的制膜條件的圖表。
圖13是表示實施例4中的鍍膜的評價結果的圖表。
符號說明1R-T-B系永磁鐵、2磁鐵基材、3鍍膜、3a第1鍍層、3b第2鍍層、3cCu鍍層、3dNi鍍層、3eSn鍍層具體實施方式
以下，基於附圖所示的實施方案詳細說明本發明。
如圖1所示，本發明的R-T-B系永磁鐵1具有磁鐵基材2和覆蓋在磁鐵基材2的表面上的鍍膜3。本發明的特徵在於具有鍍膜3，該鍍膜3通過含有0.005＜Cc≤0.2wt％的C，可以對鍍膜3賦予優異的耐腐蝕性。另外，含有這樣的量的C的鍍膜3具有提高硬度的效果，同時還可以提高鍍膜3對磁鐵基材2的附著性。如果C含量僅僅為0.005wt％或以下(包括零)，則無法得到上述效果。另一方面，如果C含量超過0.2wt％，則在鍍膜3中產生裂紋而無法確保耐腐蝕性。因此，將本發明的鍍膜3中所含有的C含量設定為0.005＜Cc≤0.2wt％。鍍膜3中所含有的C含量優選為0.006≤Cc≤0.18wt％，更優選的C含量是0.007≤Cc≤0.15wt％。
含有0.005＜Cc≤0.2wt％的C的鍍膜3在提高耐腐蝕性方面是有效的，此外提高對磁鐵基材2的附著性、以及提高硬度的理由並不明確。但是，鍍膜3中所含有的C具有抑制構成鍍膜3的組織生長、特別是抑制向面方面的生長的效果，因此，可以推斷使鍍膜3的組織細微化且緻密化而提高了耐腐蝕性性、附著性。另外，同樣地還可以推斷組織的細微化可以賦予硬度的提高。
鍍膜3中所含有的C在鍍膜3的所有區域中的含量可以相同，也可以有變化。C含量在鍍膜3中有變化時，在所有的區域中都應當在0.005＜Cc≤0.2wt％的範圍內。
如圖2所示，本發明在鍍膜3含有配置在磁鐵2表面側的第1鍍層3a和配置在第1鍍層3a上的第2鍍層3b時，通過將第1鍍層3a和第2鍍層3b的C含量之差設定為0.1wt％或以下，可以提高耐腐蝕性。雖然第1鍍層3a和第2鍍層3b的C含量之差超過0.1wt％，耐腐蝕性降低的理由還不確定，但是可以推測C含量的不同會導致第1鍍層3a和第2鍍層3b的粒徑出現不同，在界面附近產生不平整而降低耐腐蝕性。第1鍍層3a和第2鍍層3b的C含量之差更優選為0.08wt％或以下。
第1鍍層3a和第2鍍層3b中所含有的C含量可以在第1鍍層3a和第2鍍層3b的所有區域中都相同，C含量也可以有變化。
本發明並不限於構成鍍膜3的金屬，優選由Ni、Cu和Sn中的任一種形成的鍍膜3。Ni、Cu和Sn在構成R-T-B系永磁鐵1的鍍膜3時，具有優異的耐腐蝕性。通過利用本發明必然可以進一步提高耐腐蝕性。
鍍膜3可以由單一的金屬構成。例如，可以由單獨的Ni鍍覆、Cu鍍覆或Sn鍍覆構成鍍膜3。
另外，鍍膜3也可以層疊多種金屬來構成。例如，如圖2所示的方案所示，從磁鐵基材2側依次層疊Cu鍍層3a和Ni鍍層3b而構成鍍膜3。另外，例如如圖3所示的方案所示，也可以從磁鐵基材2側依次層疊Cu鍍層3c、Ni鍍層3d和Sn鍍層3e而構成3層的鍍膜3。此時，對於Cu鍍層3c和Ni鍍層3d來說，Cu鍍層3c為第1鍍層、Ni鍍層3d為第2鍍層。另外，對於Ni鍍層3d和Sn鍍層3e來說，Ni鍍層3d為第1鍍層，Sn鍍層3e為第2鍍層。
此外，通過層疊多層同一種金屬，也可以構成鍍膜3。例如，可以在磁鐵基材2上形成1層Ni鍍層(第1鍍層)後，再層疊Ni鍍層(第2鍍層)。在鍍膜3設定為多層時，特別優選形成多層Ni鍍層。層疊數並不限定於2層或3層，也可以為4層或更多層。
在本發明中，在鍍膜3為多層(2層或以上)時，在使各鍍層的C含量為Cc(wt％)時，必須在0.005＜Cc≤0.2wt％的範圍內。另外，在直接接觸的2個鍍層中，C含量之差優選為0.1wt％或以下，更優選為0.08wt％或以下。
不限於使鍍膜3中的C含量為本發明中所規定的0.005＜Cc≤0.2wt％的範圍，並與使第1鍍層3a和第2鍍層3b的C含量之差為0.1wt％或以下的方法，通過調節以下事項，可以控制鍍膜3中的C含量。
鍍膜3中的C含量通過改變鍍浴中的C-C鍵數而改變。具體地，通過改變鍍浴中的有機官能團的種類，可以控制鍍膜3中的C含量。例如，通過將鍍浴中所含有的作為半光亮劑中的一種的HCHO改變為CH3CHO以及C2H5CHO，則可以改變鍍膜3中的C含量。另外，通過改變鍍浴中所含有的某種光亮劑的濃度，則也可以改變鍍膜3中的C含量。作為光亮劑可以使用1，5-萘二磺酸鈉、1，3，6-萘三磺酸鈉等磺酸鹽，對甲苯磺胺、鄰磺醯苯醯亞胺、甲醛、1，4-丁二醇、炔丙醇、乙撐氰醇等。
作為可以控制鍍膜3中的C含量的其它方法，具有改變施加到鍍覆工序中的鍍浴的電流密度的方法。C含量根據添加到鍍浴中的添加劑而變化，通常如果電流密度大，則可以增加所形成的鍍膜3中的C含量。因此，在需要使鍍膜3中的C含量增多時，可以使鍍覆工序中的鍍浴的電流密度變大。反之，在需要減少鍍膜3中的C含量時，可以減小鍍覆工序中的鍍浴的電流密度。
鍍膜3的厚度優選為1～30μm。鍍膜3的厚度小於1μm時，即使用於本發明也不能得到足夠的耐腐蝕性。另外，即使鍍膜3的厚度超過30μm，由於耐腐蝕性的效果達到飽和，而且R-T-B系永磁鐵1中所佔有的磁鐵基材2的體積減小，因此每單位體積的磁特性降低。該磁特性的降低是越小型的R-T-B系永磁鐵1越顯著。優選鍍膜3的厚度是5～25μm。鍍膜3由多層構成時，將多層的厚度總量設定在上述範圍內。
接著，對磁鐵基材2進行說明。在使用R-T-B系永磁鐵作為磁鐵基材2時，本發明的效果顯著。如前所述，這是因為R-T-B系永磁鐵的耐腐蝕性差。以下，對R-T-B系永磁鐵優選的化學組成進行說明。
R-T-B系永磁鐵含有27.0～35.0wt％的稀土類元素(R)。這裡，稀土類元素具有含有Y的意思，因此，本發明的R是選自La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Yb、Lu和Y之中的1種、2種或更多種。磁鐵基材2的稀土類元素的量如果小於27.0wt％，則析出具有軟磁特性的α-Fe等，頑磁力顯著降低。而且，小於27.0wt％時，燒結性差。另一方面，稀土類元素如果超過35.0wt％，則R富集相的量變多，因此腐蝕性變差，同時作為主相的R2T14B晶粒的體積比率降低，剩餘磁通密度降低。因此，稀土類元素的量為27.0～35.0wt％。稀土類元素的量優選為28.0～33.0wt％，更優選為29.0～31.0wt％。
在R中，由於Nd或Pr的磁特性均衡性最好，且資源豐富較為廉價，所以優選以Nd或Pr作為稀土類元素的主成分。另外，Dy或Tb的各向異性磁場增大，在提高頑磁力的方面是有效的。由此，選擇Nd或Pr以及Dy或Tb，優選將Nd或Pr以及Dy或Tb的總量設定為27.0～35.0wt％。
構成磁鐵基材2的R-T-B系永磁鐵含有0.5～2.0wt％的硼(B)。在B小於0.5wt％時，無法得到高頑磁力。但是，如果B大於2.0wt％，則剩餘磁通密度有降低的趨勢。因此，以2.0wt％為上限。優選B的量為0.5～1.5wt％，更優選B的量為0.9～1.1wt％。
構成磁鐵基材2的R-T-B系永磁鐵可以含有Nb0.1～2.0wt％、Zr0.05～0.25wt％、Al0.02～2.0wt％、Co0.3～5.0wt％和Cu0.01～1.0wt％中的1種、2種或更多種。它們可以用作取代部分Fe的元素。
本發明也可以含有上述元素以外的元素。例如，本發明希望可以適當含有Ga、Bi、Sn。Ga、Bi、Sn具有提高頑磁力和提高頑磁力的溫度特性的效果。但是，由於這些元素的過度添加會導致剩餘磁通密度的降低，優選為0.02～0.2wt％。另外，例如還可以含有Ti、V、Cr、Mn、Ta、Mo、W、Sb、Ge、Ni、Si、Hf中的1種、2種或更多種。
接著，對磁鐵基材2的製造方法進行說明。
構成磁鐵基材2的R-T-B系永磁鐵如所熟知的那樣，可以由燒結體構成，所述燒結體至少包含由R2Fe14B晶粒構成的主相晶粒和比所述主相晶粒含有更多的R的晶界相構成。對為製備該燒結體的合適的製造方法進行說明。
原料合金可以在真空或惰性氣體、優選為氬氣中，通過帶坯連鑄(strip casting)法以及其它公知的熔化法製造。通過使用以R2Fe14B晶粒為主體的合金(低R合金)和比低R合金含有更多R的合金(高R合金)的所謂的混合法，也同樣可以製造本發明的R-T-B系永磁鐵。
原料合金用於粉碎工序。在使用混合法時，將低R合金和高R合金分別或一起粉碎。對於粉碎工序，其包括粗粉碎工序和微粉碎工序。首先，將原料合金粗粉碎為粒徑幾百微米的程度。粗粉碎優選使用搗磨機、顎式破碎機、布朗磨等在惰性氣氛中進行。採用以下的方法是有效的是，即在粗粉碎之前，可以通過原料合金吸藏氫，然後釋放出氫來進行粉碎。也可以將該氫粉碎作為粗粉碎，從而省略機械粗粉碎。
在粗粉碎工序後，移向微粉碎工序。微粉碎主要使用噴射磨，使粒徑為幾百微米左右的粗粉碎粉末成為平均粒徑為2～10μm、優選為3～8μm的粉末。噴射磨是將高壓的惰性氣體從狹窄的噴嘴放出，產生高速的氣流，通過該高速氣流將粗粉碎粉末加速，使粗粉碎粉末之間產生碰撞或者與衝擊對象或與容器壁的碰撞而粉碎的方法。
在使用混合法時，對2種合金的混合時機沒有特別的限定，在微粉碎工序中將低R合金和高R合金分別粉碎時，優選在惰性氣氛中混合微粉碎的低R合金粉末和高R合金粉末。低R合金粉末和高R合金粉末的混合比例以重量比計，可以為80∶20～97∶3左右。將低R合金和高R合金一起粉碎時的混合比例也相同。在微粉碎時，通過添加0.01～0.3wt％左右的硬脂酸鋅等粉碎助劑，可以在之後的磁場中成形時得到取向性高的微細粉末。
按以上所述得到的微粉末用於磁場中成形。該磁場中的成形可以在960～1600kA/m(12～20kOe)左右的磁場中、在68.6～147Mpa(0.7～1.5t/cm2)左右的壓力下進行。
在磁場中成形後，將該成形體在真空或惰性氣氛中燒結。燒結溫度必須根據組成、粉碎方法、平均粒徑和粒度分布的不同等各條件而調整，可以在1000～1100℃下燒結1～10小時左右。在燒結工序前，可以進行除去成形體中所含有的粉碎助劑、氣體等的處理。燒結後，可以對所得的燒結體進行時效處理。該工序是控制頑磁力的重要工序。在將時效處理分2段進行時，有效的是在800℃左右、600℃左右保持預定時間。如果燒結後在800℃附近進行熱處理，可以增加頑磁力，所以在混合法中特別有效。另外，由於通過600℃左右的熱處理，可以大大地增加頑磁力，所以在只進行1階段的時效處理時，可以在600℃左右進行時效處理。
得到燒結體後，形成鍍膜3。根據本發明的鍍膜3可以由電解鍍、非電解鍍中的任一種形成，更優選由電解鍍形成。這是由於電解鍍容易控制C含量。在進行電解鍍時，對燒結體進行電解鍍前的處理(前處理)。該前處理例如是將燒結體加工為預定形狀、精度後，進行滾磨、脫脂、水洗、蝕刻(例如硝酸)、水洗。該工序只是一個例子，並不是限定本發明的要素。接著，通過電解鍍形成鍍膜3。形成鍍膜3後，通過水洗、乾燥完成由電解鍍形成鍍膜3的一系列工序。
下面進一步言及鍍膜3的成膜。
形成電解鎳鍍膜作為鍍膜3時，作為典型的電鍍條件可以使用下述條件。但是，以下只是一個例子，並非限定本發明。
(1)電鍍浴硫酸鎳、氯化銨、硼酸pH5.6～5.8溫度20～30℃電流密度0.5～5A/dm2(2)電鍍浴(瓦特浴)硫酸鎳、氯化鎳、硼酸pH4.5～5.5溫度40～60℃電流密度1～7A/dm2(3)電鍍浴氨基磺酸鎳、溴化鎳、硼酸pH4.0～5.0溫度40～50℃電流密度1～15A/dm2形成電解銅鍍膜作為鍍膜3時，作為典型的電鍍條件可以使用下述條件。但是，以下只是一個例子，並限定本發明。
(1)電鍍浴焦磷酸銅3水合物、焦磷酸鉀、氨pH8～10溫度50～60℃
電流密度2～6A/dm2(2)電鍍浴銅鹽、磷酸鹽、脂肪族膦酸化合物、金屬氫氧化物pH9.5～10.5溫度55～65℃電流密度1～10A/dm2在形成電解Sn鍍膜作為鍍膜3時，可以採用Ferostan(フエロスタン)法、滷素法、鹼法中的任一種。Ferostan法和滷素法是使用酸性浴的電鍍法，Sn由Sn2+析出。在Ferostan法中，使用苯酚磺酸錫，在滷素法中使用氯化亞錫。在鹼法中以錫酸鈉為主成分，Sn由Sn2+析出。
以上，說明了將本發明的鍍膜3用於R-T-B系永磁鐵的例子。但是，本發明的鍍膜3並不限於用作R-T-B系永磁鐵的保護膜，也可以作為需要耐腐蝕性的其它稀土類永磁鐵以及需要耐腐蝕性的其它材料的保護膜。
通過帶坯連鑄法製造具有預定組成的薄帶狀合金。在室溫下，將氫吸藏到該薄帶狀合金中後，在Ar氣氛下，升溫到400～700℃左右，脫氫，從而得到粗粉末。
使用噴射磨將該粗粉末微粉碎。微粉碎是使用N2氣置換噴射磨內後，使用高壓N2氣體氣流進行的。所得的微細粉末的平均粒徑為4.0μm。另外，進行微粉碎前，添加0.01～0.10wt％的硬脂酸鋅作為粉碎助劑。
在1200kA/m(15kOe)的磁場中，在98MPa(1.0ton/cm2)的壓力下，將所得的微粉末成形，得到成形體。在真空中、1030℃下，將該成形體燒結4小時後，驟冷。接著，對所得的燒結體進行850℃×1小時和540℃×1小時(都在氬氣氛中)這樣的2段的時效處理。對燒結體的組成進行分析的結果是，組成為26.5wt％Nd-5.9wt％Dy-0.25wt％Al-0.5wt％Co-0.07wt％Cu-1.0wt％B-餘量為Fe。
將所得的R-T-B系永磁鐵進行加工製造大小為30mm×40mm×5mm的試樣。將該試樣滾磨後，進行鹼脫脂、硝酸洗滌、鹼性超聲波洗滌。將試樣乾燥後，在圖4所示的條件下在試樣表面進行Ni鍍覆。
Ni鍍覆完成後，對形成的鍍膜進行評價。評價項目、評價方法如下所示。另外，試驗No.4的鍍膜產生裂紋，所以不進行以下的硬度、耐腐蝕性和附著性的評價。
鍍膜膜厚的測定通過螢光X射線微小部分膜厚計測定膜厚。對試樣的平面中心部測定膜厚，取5個試樣的平均值。
鍍膜組成分析只剝離出鍍膜，使用氧氣流中燃燒-紅外吸光法分析C和S量。
硬度(Hv)通過維氏硬度計測定維氏硬度。取在同一條件下製作的5個試樣的平均值。
耐腐蝕性在120℃、100％RH(RH相對溼度)、2atm的條件下，保持40小時後，通過目視觀察試樣的表面狀態(膨脹、鏽)。通過對在同一條件下製作的20個試樣中產生膨脹和鏽的試樣個數的比例進行評價。
附著性鍍膜中在10mm的寬度中，平行地加入2條深度30～40μm、長度20mm的切縫，2條切縫之間通過同樣深度的切縫連接，從該部分垂直地只將鍍膜剝離出來，測定此時的剝離力。取在同一條件下製作的5個試樣的平均值。
以上的測定結果如圖4所示。另外，鍍膜的C含量和鍍膜的硬度(Hv)的關係如圖5所示，鍍膜的C含量和鍍膜的附著性的關係如圖6所示。試驗No.3中的C含量為0.005wt％，附著性減小。試驗No.4中的C含量為0.220wt.％，由於產生裂紋因此是不合格的。任何一種情況均未檢測出硫。因此判斷鍍膜的硬度等可以不通過S而通過C來進行控制。
從硬度和附著性的觀點出發，C量較多是優選的，但如果過剩地添加，則產生裂紋。本次的試驗中，C量為0.19wt.％，沒有產生裂紋，但認為有產生裂紋的危險。因此，優選根據磁體的使用環境而將C量控制到合適的量。並且，可以判斷出權利要求1～3的範圍是合適的。
從圖4可以知道，通過調節鍍膜成膜時所使用的添加劑和電流密度，可以控制鍍膜的C含量。而且，從圖4、圖5和圖6可以知道，鍍膜的C含量變多，所以鍍膜的硬度變硬，而且附著性也提高。在Ni鍍覆時，更優選的C含量為0.1～0.2wt％。
使用與實施例1相同的由R-T-B系永磁鐵構成的試樣，在圖7所示的條件下形成鍍膜。形成鍍膜後，仍然與實施例1同樣地對鍍膜進行評價。其結果如圖7所示。另外，根據評價的結果，求得電流密度和C含量的關係、C含量和鍍膜的硬度以及C含量和鍍膜的附著性的關係。其結果如圖8、圖9所示。
從圖7、圖8、圖9可以確認，在Cu鍍覆中，鍍膜的C含量變大，鍍膜的硬度也變硬，而且附著性也提高。在為Cu鍍膜時，更優選的C含量是0.006～0.05wt％。
使用與實施例1同樣地由R-T-B系永磁鐵構成的試樣，在圖10所示的條件下實施Ni鍍覆。另外，試驗No.a和b進行單層的Ni鍍層，試驗No.c～h進行多層(2層)的Ni鍍層。另外，試驗No.c～e通過調節第1鍍層和第2鍍層的成膜條件，而改變第1鍍層和第2鍍層的C含量。另外，試驗No.f～h通過調節第2鍍層的電流密度，而改變第2鍍層的C含量。
Ni鍍覆結束之後，與實施例1同樣地評價所形成的鍍膜。另外，對於鍍膜組成的分析，是對試驗No.c～h(2層鍍層)，其是使用在由燒結體構成的試樣(磁鐵基材)中與第1鍍層在同樣的條件下鍍覆形成的單層試樣，和與第2鍍層在相同的條件下鍍覆形成的單層試樣。這是由於在對2層鍍層進行鍍膜組成的分析時，難以將第1鍍層和第2鍍層分離而進行組成分析。評價結果如圖11所示。
在圖11中，試驗No.a和b是單層Ni鍍層，C含量低於0.005wt％的試驗No.a的耐腐蝕性和鍍膜的附著性差。反之，C含量高於0.220wt％的試驗No.b的鍍膜產生裂紋。另外，產生裂紋的試驗No.b不進行硬度、耐腐蝕性和附著性的評價。
試驗No.c～e的第1鍍層和第2鍍層的C含量都在本發明推薦的0.005～0.2wt％的範圍內，且第2鍍層的C含量比第1鍍層的C含量更少。但是，試驗No.e的第1鍍層和第2鍍層的C含量之差(|第1鍍層-第2鍍層|)較大，為0.115wt％。由此可知，如果第1鍍層和第2鍍層的C含量之差較大，則耐腐蝕性差。而且，硬度也低。此外，將試驗No.c和No.d相比較，可以知道第1鍍層和第2鍍層的C含量之差越小，或者第2鍍層的C含量越多，則鍍膜越硬。
試驗No.f～h調節了第2鍍層成膜時的電流密度。可以知道，如果提高成膜時的電流密度，則鍍層中所含有的C含量變大。而且，可以知道，在試驗No.f～h中，隨著第1鍍層和第2鍍層的C含量之差變小，或者隨著第2鍍層的C含量增加，鍍膜的硬度提高。
使用與實施例1同樣地由R-T-B系永磁鐵構成的試樣，在圖12所示的條件下，形成第1鍍層和第2鍍層薄膜。第1鍍層由電解Cu鍍層構成，第2鍍層由電解Ni鍍層構成。
鍍覆結束之後，與實施例1同樣地評價所形成的鍍膜。另外，在分析鍍膜的組成時，使用在由燒結體構成成的試樣(磁鐵基材)中與第1鍍層在同樣的條件下鍍覆形成的單層試樣和與第2鍍層在相同的條件下鍍覆形成的單層試樣來進行組成分析。這是由於在對2層鍍層進行鍍膜組成分析時，難以將第1鍍層和第2鍍層分離而進行組成分析。評價結果如圖13所示。
如圖13所示，形成耐腐蝕性和附著性優異的鍍膜。另外，硬度反映出作為第2鍍層的Ni鍍層的硬度。另外，附著性反映出作為第1鍍層的Cu鍍層和磁鐵基材的附著性。
權利要求
1.一種R-T-B系永磁鐵，其特徵在於其具有由燒結體構成的磁鐵基材和覆蓋所述磁鐵基材表面的鍍膜，所述燒結體至少包含由R2T14B化合物構成的主相晶粒和比所述主相晶粒含有更多的R的晶界相，在所述鍍膜中，將C含量以wt％為單位記作Cc時，0.005＜Cc≤0.2wt％，其中R是選自稀土類元素中的1種、2種或更多種，T是以Fe或以Fe和Co為必要成分的1種、2種或更多種過渡金屬元素。
2.根據權利要求1所記載的R-T-B系永磁鐵，其特徵在於所述鍍膜中的C含量Cc為0.006≤Cc≤0.18wt％。
3.根據權利要求1所記載的R-T-B系永磁鐵，其特徵在於所述鍍膜中的C含量Cc為0.007≤Cc≤0.15wt％。
4.根據權利要求1所記載的R-T-B系永磁鐵，其特徵在於所述鍍膜含有電解Ni鍍層或電解Cu鍍層。
5.根據權利要求1所記載的R-T-B系永磁鐵，其特徵在於所述鍍膜包含配置在所述磁鐵基材的表面側的第1鍍層和配置在所述第1鍍層上的第2鍍層，且所述第1鍍層和所述第2鍍層的C含量之差為0.1wt％或以下。
6.根據權利要求5所記載的R-T-B系永磁鐵，其特徵在於所述第2鍍層的C含量比所述第1鍍層少0.1wt％或以下。
7.根據權利要求5所記載的R-T-B系永磁鐵，其特徵在於所述第1鍍層和所述第2鍍層由電解Ni鍍層和/或電解Cu鍍層構成。
8.一種鍍膜，其特徵在於該鍍膜覆蓋在基體上以提高耐腐蝕性，且將C含量以wt％為單位記作Cc時，含有0.005＜Cc≤0.2wt％的C。
9.根據權利要求8所記載的鍍膜，其特徵在於所述鍍膜的C含量Cc為0.006≤Cc≤0.18wt％。
10.根據權利要求8所記載的鍍膜，其特徵在於所述鍍膜的C含量Cc為0.007≤Cc≤0.15wt％。
11.根據權利要求8所記載的鍍膜，其特徵在於所述鍍膜含有電解Ni鍍層或電解Cu鍍層。
12.根據權利要求8所記載的鍍膜，其特徵在於所述鍍膜包含配置在所述基體側的第1鍍層和配置在所述第1鍍層上的第2鍍層，且所述第1鍍層和所述第2鍍層的C含量之差為0.1wt％或以下。
13.根據權利要求12所記載的鍍膜，其特徵在於所述第2鍍層的C含量比所述第1鍍層少0.1wt％或以下。
14.根據權利要求12所記載的鍍膜，其特徵在於所述第1鍍層和所述第2鍍層由電解Ni鍍層和/或電解Cu鍍層構成。
全文摘要
本發明的目的在於提供一種R－T－B系永磁鐵，其具有容易適用於實際的R－T－B系永磁鐵的製造、且可以有效地確保硬度的鍍膜。本發明通過R－T－B系永磁鐵(1)解決上述問題，該R－T－B系永磁鐵具有由燒結體構成的磁鐵基材(2)和覆蓋磁鐵基材表面的鍍膜(3)，所述燒結體至少包含由R
文檔編號H01F1/032GK1794375SQ200510134110
公開日2006年6月28日 申請日期2005年12月26日 優先權日2004年12月24日
發明者中山靖之, 山沢和人 申請人:Tdk株式會社