稀土類磁鐵制造技術

提供具有優異的耐腐蝕性的稀土類磁鐵。具有含有稀土類元素的磁鐵基體（１０）、和在磁鐵基體（１０）上形成的保護膜（２０）。保護膜（２０）從磁鐵基體（１０）側順序地積層第１保護膜（２１）、第２保護膜（２２）和第３保護膜（２３）。這些保護膜為多晶狀，例如采用金屬的鍍膜構成。它們的平均晶粒粒徑是第１保護膜（２１）及第３保護膜（２３）的比第２保護膜（２２）的小。通過將第１保護膜（２１）微晶化，能夠提高保護膜（２０）與磁鐵基體（１０）的界面的致密性，能夠減少針孔數。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及具有含有稀土類元素的磁鐵基體、和設置在該磁鐵基體上的保護膜的稀土類磁鐵。
技術介紹
作為稀土類磁鐵，例如已知Sm-Co5系、Sm2-Co17系、Sm-Fe-N系、或者R-Fe-B系(R表示稀土類元素)，作為高性能的永久磁鐵而使用。其中，R-Fe-B系主要使用比釤(Sm)豐富地存在且價格比較便宜的稀土類元素釹(Nd)，并且鐵(Fe)也是廉價的，而且還具有與Sm-Co系等同等以上的磁性能，因此特別受到注目。可是，該R-Fe-B系稀土類磁鐵，由于作為主成分含有易被氧化的稀土類元素和鐵，因此耐腐蝕性比較低，性能的變差及偏差等成為課題。以改善這種稀土類磁鐵的低耐腐蝕性為目的，提出了在表面形成由耐氧化性的金屬等構成的保護膜的方案。例如專利文獻1中記載著積層了2層鎳(Ni)的鍍層的磁鐵，專利文獻2中記載著在鎳的鍍層上積層了鎳-硫(S)合金鍍層的磁鐵。專利文獻1日本專利第2599753號公報專利文獻2日本特開平7-106109號公報
技術實現思路
可是，雖然利用這些保護膜可以確實地提高稀土類磁鐵的耐腐蝕性，但在氯化物或二氧化硫等的苛刻氣氛環境下，即使存在少量的針孔，也會產生腐蝕，因此要求進一步的改善。本專利技術鑒于這樣的問題而完成，其目的在于提供具有優異耐腐蝕性的稀土類磁鐵。本專利技術的稀土類磁鐵具備含有稀土類元素的磁鐵基體、和設置在該磁鐵基體上的保護膜，保護膜從磁鐵基體側順序地具有多晶狀的第1保護膜、為多晶狀且具有比第1保護膜大的平均晶粒粒徑的第2保護膜、和為多晶狀且具有比第2保護膜小的平均晶粒粒徑的第3保護膜。再者，優選第1保護膜的平均晶粒粒徑是0.5μm以下，優選第2保護膜是柱狀結晶狀。所謂上述的第2保護膜的“平均晶粒粒徑”，是該第2保護膜為柱狀結晶狀時的長徑方向的平均粒徑。優選第1保護膜、第2保護膜及第3保護膜各自采用含有鎳的金屬構成。優選第1保護膜及第3保護膜的平均晶粒粒徑比第2保護膜的平均晶粒粒徑小。根據本專利技術的稀土類磁鐵，由于在磁鐵基體和第2保護膜之間設置平均晶粒粒徑小的第1保護膜，因此能夠提高保護膜的致密性，能夠抑制針孔的生成。因此能夠提高耐腐蝕性。附圖說明圖1是表示本專利技術一實施方案的稀土類磁鐵結構的截面圖。圖2是表示圖1所示的稀土類磁鐵的截面結構的SIM照片。圖3是表示圖2所示的SIM照片中的第2保護膜的說明圖。圖4是表示實施例1的稀土類磁鐵的截面結構的SIM照片。具體上述方式以下詳細說明本專利技術的實施方案。圖1表示本專利技術一實施方案的稀土類磁鐵結構。該稀土類磁鐵具有含有稀土類元素的磁鐵基體10、和設置在磁鐵基體10上的保護膜20。磁鐵基體10采用含有過渡金屬元素和稀土類元素的永久磁鐵構成。稀土類元素是屬于長周期式周期表的3族的釔(Y)及鑭系元素的鑭、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹、钷(Pm)、釤、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、镥(Lu)這16個元素的總稱。作為構成磁鐵基體10的永久磁鐵，例如舉出含有1種以上的稀土類元素、鐵和硼的。該磁鐵基體10基本上具有正方晶系的晶體結構的主相、稀土類富集相、硼富集相。優選主相的粒徑是100μm以下。稀土類富集相及硼富集相為非磁性相，主要存在于主相的晶界。非磁性相通常含有0.5體積％～50體積％。作為稀土類元素，例如優選含有釹、鏑、鐠、及鋱之中至少1種。稀土類元素的含量優選是8原子％～40原子％。當小于8原子％時，晶體結構成為與α-Fe相同的立方晶組織，因此不能夠得到高的矯頑力(iHc)，當超過40原子％時，富集稀土類的非磁性相變多，剩余磁通密度(Br)降低。優選鐵的含量是42原子％～90原子％。當鐵小于42原子％時，剩余磁通密度降低，當超過90原子％時，矯頑力降低。優選硼的含量是2原子％～28原子％。當硼小于2原子％時，變成菱形組織，因此矯頑力不充分，當超過28原子％時，硼富集的非磁性相變多，剩余磁通密度降低。也可以用鈷置換鐵的一部分。原因是不損害磁特性并能夠改善溫度特性。此時，鈷的置換量，當用Fe1-xCox表示時，優選原子比x是0.5以下的范圍內。當置換量比該值多時，磁特性變差。另外，也可以用碳(C)、磷(P)、硫及銅之中的至少1種置換一部分硼。原因是能夠謀求提高生產率及降低成本。此時，優選這些碳、磷、硫及銅的含量是全體的4原子％以下。當多于該值時，磁特性變差。而且，為了提高矯頑力、提高生產率、及降低成本，也可以添加鋁(Al)、鈦(Ti)、釩(V)、鉻(Cr)、錳(Mn)、鉍(Bi)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鉬(Mo)、鎢(W)、銻(Sb)、鍺(Ge)、錫(Sn)、鋯(Zr)、鎳、硅(Si)、鎵(Ga)、銅或鉿(Hf)等的1種以上。此時，添加量優選總計為全體的10原子％以下。當比該值多時，會導致磁特性變差。而且，作為不可避免的雜質，也可以在全體的3原子％以下的范圍內含有氧(O)、氮(N)、碳或鈣(Ca)等。作為構成磁體基體10的永久磁鐵，還列舉出例如含有1種以上的稀土類元素、和鈷的、或者含有1種以上的稀土類元素、鐵和氮的。具體地例如舉出Sm-Co5系或Sm2-Co17系(數字為原子比)等的含有的釤和鈷的、或Nd-Fe-B系等的含有釹和鐵及硼的。保護膜20從磁鐵基體10側順序地積層、具有第1保護膜21、第2保護膜22及第3保護膜23。這些第1保護膜21、第2保護膜22及第3保護膜23分別為多晶狀，例如采用金屬的鍍膜構成。再者，該金屬不僅包括單質，也包括合金。它們的平均晶粒粒徑是第1保護膜21及第3保護膜23的比第2保護膜22的小。通過將第1保護膜21微晶化，能夠提高保護膜20與磁鐵基體10的界面的致密性，能夠減少針孔數。另外，通過將第3保護膜23微晶化，保護膜20的表面也能夠致密化，能夠更加減少針孔數。優選第1保護膜21的平均晶粒粒徑是0.5μm以下，優選第3保護膜23的平均晶粒粒徑也同樣是0.5μm以下。另一方面，優選第2保護膜22例如是柱狀結晶狀。原因是能夠得到高的耐腐蝕性。該柱狀結晶狀是指一方向的粒徑比與該方向垂直的方向的粒徑長的結晶具有某種程度的傾向而排列的狀態，未必需要沿同一方向排列。相反，如圖2所示，柱狀晶體優選放射狀地生長。圖2是使用了聚焦離子束(FIB；Focused Ion Beam)的SIM(Scanning Ion Microscopy；掃描離子顯微鏡)圖像，圖3中網格顯示的區域所對應的部分是第2保護膜22。這樣的結構由于晶界比較錯綜復雜，因此能夠抑制來自外部的浸蝕物質在晶界擴散。第2保護膜22中的柱狀晶體的大小，優選長徑方向的平均粒徑為2μm以上，短徑方向的平均粒徑為1μm以下、進一步優選為0.5μm以下。這樣，為柱狀結晶狀的場合，第2保護膜22的平均晶粒粒徑是指長徑方向的平均粒徑。該保護膜20中，由于相鄰的膜(第1保護膜21和第2保護膜22、或者第2保護膜22和第3保護膜23)具有相互不同的晶體組織(基于平均晶粒粒徑的差異的晶體組織)，因此與相鄰的膜具有相互等同的晶體組織的情況相比，存在在保護膜20的形成工序(鍍覆工序)中易消除針孔的傾向。即，關于單純的針孔，通過使保護膜20為多層膜，在鍍覆工序(鍍膜的生長過程)中針孔被填埋，因此在該保護膜20中難殘存針孔。但是本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種稀土類磁鐵，是具備含有稀土類元素的磁鐵基體、和設置在該磁鐵基體上的保護膜的稀土類磁鐵，其特征在于，上述保護膜從上述磁鐵基體側順序地具有多晶狀的第１保護膜、為多晶狀且具有比上述第１保護膜大的平均晶粒粒徑的第２保護膜、和為多晶狀且具有比上述第２保護膜小的平均晶粒粒徑的第３保護膜。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】JP 2004-7-16 210451/20041.一種稀土類磁鐵，是具備含有稀土類元素的磁鐵基體、和設置在該磁鐵基體上的保護膜的稀土類磁鐵，其特征在于，上述保護膜從上述磁鐵基體側順序地具有多晶狀的第1保護膜、為多晶狀且具有比上述第1保護膜大的平均晶粒粒徑的第2保護膜、和為多晶狀且具有比上述第2保護膜小的平均晶粒粒徑的第3保護膜。2.根據權利要求1...

【專利技術屬性】
技術研發人員：坂本健，內田信也，田中美知，中山靖之，
申請(專利權)人：TDK株式會社，
類型：發明
國別省市：JP[日本]