希土類系永久磁石
【課題】 接着性を改善した、希土類系永久磁石に関する。
【解決手段】 積層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石であって、めっき皮膜の最表層が膜厚０．１μm以上３μｍ以下のＳｎＣｕ合金めっき皮膜であり、前記ＳｎＣｕ合金めっき皮膜の組成は、Ｓｎが３５ｍａｓｓ％以上５５ｍａｓｓ％以下で残部が実質的にＣｕである。本希土類系永久磁石を用いて作成した接合構造体はシリコーン系接着剤との組み合わせにおいて、良好な初期接着強度を持ち、耐湿性試験後においても接着強度の低下が少ない。
【解決手段】 積層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石であって、めっき皮膜の最表層が膜厚０．１μm以上３μｍ以下のＳｎＣｕ合金めっき皮膜であり、前記ＳｎＣｕ合金めっき皮膜の組成は、Ｓｎが３５ｍａｓｓ％以上５５ｍａｓｓ％以下で残部が実質的にＣｕである。本希土類系永久磁石を用いて作成した接合構造体はシリコーン系接着剤との組み合わせにおいて、良好な初期接着強度を持ち、耐湿性試験後においても接着強度の低下が少ない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、めっき皮膜を有する希土類系永久磁石に関する。特に、接着性を改善した、めっき皮膜を有する希土類系永久磁石に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石（Ｒ：Ｙを含む希土類元素）などの希土類系永久磁石は、資源的に豊富で安価な材料が用いられ、かつ、高い磁気特性を有していることから、今日様々な分野で用いられ、近年その需要が増加している。
しかしながらＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石は反応性の高い希土類元素：Ｒを含むため、大気中で酸化、腐食されやすく、何の表面処理をも行わずに使用した場合には、わずかな酸やアルカリや水分などの存在によって表面から腐食が進行して錆が発生し、それにともなって磁石特性の劣化やばらつきを招く。さらに錆が発生した磁石を磁気回路などの装置に組み込んだ場合、錆が飛散して周辺部品を汚染する恐れがある。上記の点に鑑み、希土類系永久磁石の表面処理としてＮｉめっき皮膜、Ｃｕめっき皮膜あるいはその組み合わせによる防錆処理が特許文献１などに開示され、広く採用されている。
【０００３】
ところで最表面にＮｉめっきを有する希土類系永久磁石と他部材を接着剤によって接合した接合構造体を各種装置に組み込む際には、Ｎｉめっき皮膜と前記他部材とは接着剤を介して強い接着性が要求される。しかしながらＮｉめっき皮膜は使用状況によりアルミニウム皮膜に比べて接着性が劣る場合があり、接着不良が問題になる事態が発生することがある。
【０００４】
この問題を解決するために、Ｎｉめっき表面を有機カルボン酸で酸洗する技術が特許文献２に提案されている。この技術はＮｉめっき皮膜の接着性を回復させる方法としてすぐれている。
しかし、特許文献２に提案されている方法で接着した接合構造体を耐湿性試験下に放置すると、接着強度が低下してしまう。特に接着剤としてシリコーン系接着剤を用いると、その低下は顕著となる。
【特許文献１】特開平１−３２１６１０号公報
【特許文献２】特開２００３−１９３２７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年の電気機器、自動車用電装部品においては、磁石と他部材を接着剤によって接合した接合構造体が多く用いられている。このため、このような接合構造体において、接着強度の長期信頼性を保証することが必要となっている。最近では、磁石と他部材との接着直後における接着強度のみならず、接着後の接合構造体を船便輸送等の比較的高温高湿環境の状態で輸送した後に使用する場合を想定した接着強度等についても保証することが要求されている。例えば、電気機器、電装部品等で用いられる耐湿性試験（８０℃×９０％ＲＨ）に供した後の接着強度について、規格を定めるよう求められる場合が増加しつつある。
【０００６】
そこで本発明は、耐食性に優れ、耐湿性試験等の加速試験後においても接着強度の低下しない接着が可能となる皮膜を持った希土類系永久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】
【０００７】
本発明者は上記の点に鑑み、耐湿性試験等の加速試験を行っても接着強度の低下しない接着が可能な皮膜に関する検討を行ったところ、特定の組成、膜厚のＳｎＣｕ合金めっき皮膜を積層めっき皮膜の最外層に成膜した希土類系永久磁石は、接着剤にて他部材と接着後、前記耐湿性試験を施しても接着強度が低下せず、さらに、めっき皮膜硬度が高いので量産上の取り扱いが良好であることを知見し、本発明を完成するに至った。具体的には、希土類系永久磁石体表面に設けられた、少なくとも１層以上のＣｕめっき皮膜を含むめっき皮膜の上に、ごく薄いＳｎＣｕ合金皮膜を供することによって、耐湿性試験後の、接着強度の低下が少ない接着が可能となる。
【０００８】
上記の知見に基づいてなされた本発明の希土類系永久磁石は、請求項１記載の通り、積層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石であって、めっき皮膜の最表層が膜厚０．１μｍ以上３μｍ以下のＳｎＣｕ合金めっき皮膜であり、前記ＳｎＣｕ合金めっき皮膜の組成は、Ｓｎが３５ｍａｓｓ％以上５５ｍａｓｓ％以下で残部が実質的にＣｕであり、前記ＳｎＣｕ合金めっき皮膜の下層に少なくとも１層以上のＣｕめっき皮膜含む2層以上のめっき皮膜を有することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２記載の希土類系永久磁石は、請求項１に記載の希土類系永久磁石において、前記ＳｎＣｕ合金めっき皮膜の上層にさらに化成処理皮膜を有することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３記載の接合構造体は、請求項１または２に記載の希土類系永久磁石にシリコーン系接着剤を介して他部材を接合した接合構造体である。
【００１１】
また、請求項４記載の接合構造体は、請求項３記載の接合構造体において、前記希土類系永久磁石の形状がリング形状であることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５記載の製造方法は、希土類系永久磁石体表面に少なくとも１層以上のＣｕめっき皮膜を含む2層以上のめっき皮膜を成膜し、該少なくとも１層以上のＣｕめっき皮膜を含む2層以上のめっき皮膜上に、膜厚０．１μｍ以上３μｍ以下で組成がＳｎが３５ｍａｓｓ％以上５５ｍａｓｓ％以下であり残部が実質的にＣｕであるＳｎＣｕ合金めっき皮膜を成膜することを特徴とする、希土類系永久磁石の製造方法である。
【００１３】
また、請求項６記載の製造方法は、請求項５記載の希土類系永久磁石の製造方法において、前記少なくとも１層以上のＣｕめっき皮膜を含む2層以上のめっき皮膜に対し、ＳｎＣｕめっき成膜の前の工程で塩酸または硫酸による前処理を行った後、前記ＳｎＣｕ合金めっき皮膜を成膜することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項７記載の製造方法は、請求項５または６に記載の希土類系永久磁石の製造方法において、前記ＳｎＣｕ合金めっき皮膜上にさらにリン酸またはリン酸塩による化成処理を施すことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、希土類系永久磁石体の表面に成膜された積層めっき皮膜の最表層にＳｎＣｕ合金めっき皮膜を有することで、該希土類系永久磁石と他部材を接着剤を用いて接着した接合構造体は、耐湿性試験後も高い接着強度を維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の希土類系永久磁石は、２層以上の積層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石であって、めっき皮膜の最表層がＳｎＣｕ合金めっき皮膜であることを特徴とする。
【００１７】
以下、本発明の詳細について説明する。
めっき膜の組成はＳｎが３５ｍａｓｓ％（２２．３原子％）以上５５ｍａｓｓ％（３９．５原子％）以下が望ましく、４０ｍａｓｓ％以上５０ｍａｓｓ％以下がさらに望ましい。Ｓｎが３５ｍａｓｓ％未満になると、Ｃｕ比率の増加により腐食しやすくなる。またＳｎが５５ｍａｓｓ％を超えるとＳｎ比率の増加に伴い、めっき膜自体の硬度が急激に低下し、膜に傷がつきやすくなる。
【００１８】
前記組成のＳｎＣｕ合金は脆性が大きく、膜厚の増加に伴い、膜内部で剥離したり、膜表面に突起が発生し、この突起が取り扱い時に剥離したりしてしまうという問題が生じやすい。剥離や突起は膜厚３μｍ超で発生しやすくなる。このためＳｎＣｕめっきの膜厚は３μｍ以下が望ましく、２μｍ以下で管理するのが更に望ましい。また、ＳｎＣｕ合金は非磁性であることから、希土類系永久磁石本来の磁気特性を発現するためにはめっき皮膜の膜厚は出来る限り薄い方が好ましい。ＳｎＣｕ合金めっき皮膜の接着性改善の効果は０．１μm以上あれば十分得ることができ、０．２μm以上２μm以下がさらに望ましい。
突起の発生を抑えるため、ＳｎＣｕめっきの下地は平滑であることが望ましい。 下地めっきの平滑性は、表面粗さＲｍａｘが０．５〜１５μmであることが望ましく、０．５〜１０μmがより望ましく、０．５〜５μｍが更に望ましい。
【００１９】
前記ＳｎＣｕ合金めっき皮膜に対し、第三リン酸ソーダ等を用いて化成処理を行っても良い。化成処理条件は、例えば濃度が１０ｇ／Ｌ以上３０ｇ／Ｌ以下、液温２０℃の第三リン酸ソーダ溶液に浸漬後、洗浄、乾燥すれば良い。このような化成処理を行うことにより、接着性を低下させることなく、ＳｎＣｕ合金めっき皮膜の変色を抑えることができる。
【００２０】
希土類系永久磁石はその線膨張係数が、例えばＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石の場合、Ｃ//方向で５×１０−６、Ｃ⊥方向で−１．５×１０−６と非常に小さい為、線膨張係数の大きい鉄系素材（例えば鉄の線膨張係数は１２×１０−６）などの他部材と、エポキシ系接着剤などの硬度の高い接着剤を用いて接着して接合構造体を作製した場合、加熱硬化の際に線膨張係数の差から発生する応力により、磁石に割れが発生することがある。この現象はＲ−Ｆｅ−Ｂ系リング磁石の内径に鉄系素材のヨークを挿入し接着剤を塗布しモーター用ロータとした場合に顕著で、接着剤の加熱硬化時に線膨張係数の大きな鉄系素材が膨張し磁石割れを起こす。この対策として、接着剤として硬度の低いシリコーン系接着剤が広く採用されている。
工業的には比較的短時間で硬化する付加反応形のシリコーン系接着剤が使用される場合が多い。シリコーン系接着剤はこのような応力を吸収し、磁石に割れが発生しにくい。しかしながら、シリコーン系接着剤を用いて作製した接合構造体は、高温高湿環境により急激に接着強度が低下し、特に磁石体の最表層にＮｉめっき皮膜を有する希土類系永久磁石の場合はその低下が顕著である。本発明のＳｎＣｕ合金めっき皮膜を最表層に有する希土類系永久磁石を、シリコーン系接着剤を用いて他部材と接着した接合構造体は、この問題を解決し、耐湿性試験後も接着強度の低下が少なく、長期にわたり、安定した接着強度を保証することができる。
又接合構造体として接着する前に、耐湿試験に供した後に接着して、接着強度を測定しても、耐湿試験に供しないものと比較して強度が低下しない。
【００２１】
ＳｎＣｕ合金めっきを行う前に、下地のめっき皮膜に対し酸による活性化処理を行うことで、下地めっき皮膜とＳｎＣｕめっきの密着性をさらに向上させ、安定した生産をすることができる。アルカリ処理では脱脂効果はあるが、活性化は十分ではなく、またアルカリ処理は水洗浄で洗浄しにくく、表面に残差として残りやすく、下地のめっきとの間で剥離が発生する場合がある。酸としては塩酸または硫酸が好ましい。塩酸の濃度は１０ｖｏｌ％以上５０ｖｏｌ％以下が好ましい。１０ｖｏｌ％未満では十分な活性化ができず、５０ｖｏｌ％を超えるとＮｉめっきの変色により密着性が低下する恐れがある。
硫酸を使用する場合にも塩酸と同等の濃度範囲で使用すればよい。
また塩酸、硫酸以外の酸としては、有機酸である蓚酸、リン酸等も好適に使用できる。特に、ＳｎＣｕ合金めっきにピロリン酸系のメッキ液を使用する場合には、活性化に用いる酸にリン酸、ポリリン酸等を用いると、酸活性化後に水洗無しでそのままめっき工程に移っても、後工程のＳｎＣｕメッキ液への影響が少なく密着性が良好となる。
【００２２】
ＳｎＣｕ合金めっきのめっき浴は前記組成の膜が形成されるのであれば公知のものを使用することが出来る。たとえば、ピロリン酸浴、シアン浴、酸性浴などである。なお、猛毒のシアンを使用しないＣｕ−Ｓｎ合金めっきの技術が特開２００４−１０９０７号公報に紹介されており、このような浴を使用するのが好ましい。
【００２３】
また、めっきの条件についても、請求項５記載の組成範囲にコントロールできる任意の条件を用いることができる。
めっき方法は、バレルめっき、ラックめっきを適宜使用できるが、めっきを行う希土類永久磁石がリング形状の場合には、リングの外径に電流が集中しにくく、外径部と内径部の膜厚を均一にしやすいことからラックめっきが望ましい。ＳｎＣｕ合金めっきの電流密度はめっき液の種類、バレルめっき、ラックめっき等めっきの方式により適宜選択できるが、０．１Ａ／ｄｍ２以上１０Ａ／ｄｍ２以下が好ましく、０．５Ａ／ｄｍ２以上５Ａ／ｄｍ２以下がさらに好ましい。
【００２４】
接着性の良さを知る指標の一つとして濡れ性の評価が用いられている。この評価方法は、濡れ張力試験液を用いて試験体表面の濡れ性を調べる方法であり、この指数が高いほど一般的に接着性は良くなるといわれている。本発明の希土類系永久磁石は、接着剤にて他部材と接着後、前記耐湿性試験を施しても接着強度が低下しないだけでなく、他部材と接着する前に表面が酸化した場合でも加熱処理により接着性を容易に回復することができる。本発明の希土類永久磁石に他部材を接着しないで長期間保管し、めっき皮膜表面の濡れ性が低下した状態にて、１５０℃×９０分の加熱処理試験を施した場合、例えば、和光純薬製濡れ張力試験液を用い評価すると、その濡れ性を評価する指数は、試験前４０ｍＮ／ｍに対して試験後７３ｍＮ／ｍに回復することが確認された。量産時には、通常、めっき後の表面酸化を抑えるために、化成処理等や出荷時に真空保存（真空パック等）を行う等の耐酸化処理を行うことが多い。しかし、本発明の希土類系永久磁石においては、接着性保証の観点から前記加熱処理による接着性回復処理を施せば前記耐酸化処理等を必ずしもを行う必要性は無い。
【００２５】
ＳｎＣｕ合金めっき皮膜の下地は、少なくとも１層以上のＣｕめっき皮膜を含む2層以上めっき皮膜である。耐食性改善の為には、Ｎｉめっき皮膜との組み合わせによる2層以上のめっき皮膜が望ましい。
【００２６】
以下に、ＳｎＣｕめっきの下地めっきの望ましい形態を示す。
Ｃｕめっきは、ピロリン酸浴、硫酸浴、シアン浴、無電解浴などのめっき浴が選択できる。中でもピロリン酸浴による電界Ｃｕめっきは、電気伝導性及び柔軟性、展延性に優れており、膜の付き周り性が良好である。このため、ピロリン酸浴による電気メッキはリング形状物のめっきに好適に使用できる。ここでいう膜の付き周り性とは、めっきが素材を被覆できる能力、例えば、被めっき物の凹部やリング磁石の内径部などの電流密度が低くなってしまう部分までめっきが付着する能力を示す。
またピロリン酸浴による電気めっきはセル構造がなく平滑性に優れており、この上にめっきするＳｎＣｕめっきの平滑性を保つことができる。
【００２７】
ピロリン酸Ｃｕ浴を用いた電界めっきを行う場合、さらにその下地として導電性保護層を含むことが好ましい。ピロリン酸Ｃｕ浴は浴中に遊離Ｃｕイオンを多く含むため、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石をピロリン酸浴に直接浸漬すると、磁石の表面を構成するＦｅなどの電気的に卑な金属と電気的に貴なＣｕとの間の置換めっき反応により、磁石の表面に密着性の悪いＣｕ皮膜が形成される恐れがある。このためピロリン酸Ｃｕ浴によるめっき膜の下地としては、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石体表面に直接密着性に優れためっき皮膜を形成できる、電界Ｎｉめっき膜、シアン浴による電界Ｃｕめっき膜が望ましく、特に取り扱いが簡便で安定性に優れたＮｉめっき膜が望ましい。
【００２８】
Ｃｕめっき膜は大気中で酸化しやすいため、Ｃｕめっき膜の上にＮｉめっきをおこない、さらにＳｎＣｕめっきを行うと、耐食性の面で更に好適である。
Ｎｉめっきの場合、電気めっきであればワット浴、スルファミン酸浴、中性浴などのめっき浴を用いる。また膜厚均一性の高い無電解めっきを行う事も出来る。
また、ピロリン酸Ｃｕめっきの上に被覆されたＮｉめっきは、表面の平滑性に優れ、その上に皮膜されたＳｎＣｕめっきの平滑性を保つことができるので、取り扱い時のめっき膜の脱落を抑制できる。
Ｎｉめっき、Ｃｕめっきのめっき方法はバレルめっき、ラックめっき等、めっきするものの形状、重量、大きさによって選択すればよい。
ただし希土類永久磁石がリング形状の場合には、リングの外径に電流が集中しにくく、外径部と内径部の膜厚を均一にしやすいことからラックめっきが望ましい。
また電気めっきを選択する場合にはその電流密度はめっき液の種類、めっき方法によって決めればよく、０．１Ａ／ｄｍ２以上１０Ａ／ｄｍ２以下が好ましく、０．５Ａ／ｄｍ２以上５Ａ／ｄｍ２以下が更に好ましい。
【００２９】
なお、ＳｎＣｕめっきの下地めっきは少なくとも１層以上のＣｕめっきを含み2層以上であればその構成は任意であり、実施例の構成に限定されない。
【００３０】
磁石のめっき前処理としては任意の方法を用いることができ、硝酸と他の酸の混酸、硫酸、塩酸、有機酸等、また電解エッチングも選択できる。
【００３１】
本発明はめっきが可能な磁石であれば公知の希土類系永久磁石全てに適用できる。例えば、焼結磁石にも、ボンド磁石にも適用できる。また、その組成はＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石にこだわらず、Ｒ−Ｃｏ系永久磁石にも、Ｒ−Ｆｅ−Ｎ系永久磁石にも適用できる。
【００３２】
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石の粉末冶金法での製造方法について述べる。その組成は、例えば、主要成分のＲとＦｅとＢの合計を１００ｍａｓｓ％として、Ｒ：２４ｍａｓｓ％以上３４ｍａｓｓ％以下（ＲはＹを含む希土類元素の少なくとも１種であり、Ｎｄ，Ｄｙ及びＰｒの少なくとも１種を必ず含む）、Ｂ：０．６ｍａｓｓ％以上１．８ｍａｓｓ％以下、Ｆｅ：残部の組成が挙げられる。Ｆｅはその一部がＣｏで置換されていても良く、また、３ｍａｓｓ％以下程度のＡｌ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗなどの添加元素を含んでいても良い。
Ｒ：２４ｍａｓｓ％未満では、磁気特性の内、残留磁束密度Ｂｒ、保磁力ＨｃＪが低下する。また３４ｍａｓｓ％超では焼結体内部の希土類に富む相の量が多くなり、且つ形態も粗大化して耐食性が低下する。Ｂ：０．６ｍａｓｓ％未満の場合、主相であるＲ２Ｆｅ１４Ｂ相の形成に必要なＢ量が不足し、軟磁性的な性質を有するＲ２Ｆｅ１４相が生成し保持力が低下する。一方Ｂ量が１．８ｍａｓｓ％を超えると、非磁性相であるＢに富む相が増加して残留磁束密度Ｂｒが低下する。
【００３３】
粉砕は粗粉砕と微粉砕に分かれ、粗粉砕はスタンプミル、ジョークラッシャー、ブラウンミル、ディスクミル等または水素吸蔵法で行うのが好ましい。微粉砕はジェットミル、振動ミル、ボールミル等で行うのが好ましい。いずれも酸化を防ぐために、有機溶媒や不活性ガスを用いて非酸化雰囲気中で行うのが好ましい。粉砕粒度は２〜８μｍ（Ｆ.Ｓ.Ｓ.Ｓ.）が好ましい。２μｍ未満では磁粉の活性度が高いため、容易に酸化しやすい。焼結時の変形が大であり磁気特性も悪化する。８μｍ超では焼結後に得られる結晶粒径が大きくなり容易に磁化反転が起こり、保磁力の低下を招く。
【００３４】
成形は磁場中で行う。
磁場強度は１５９ｋＡ／ｍ以上が好ましく、より好ましくは２３９ｋＡ／ｍ以上が好ましい。１５９ｋＡ／ｍ未満では磁粉の配向が不十分であり、必要な磁気特性が得られない。成形圧は０．５〜２ｔｏｎ／ｃｍ２が望ましい。０．５ｔｏｎ/ｃｍ２未満では成形体の強度が弱く、こわれやすい。また２ｔｏｎ／ｃｍ２超では磁粉の配向が乱れ、磁気特性が低下する。焼結は、真空又はアルゴン雰囲気中で１０００〜１１５０℃で行うのが好ましい。１０００℃未満では焼結不足により、必要とされる密度が得られず磁気特性が低下する。１１５０℃超では過焼結により、変形や磁気特性の低下が発生する。
焼結の後、熱処理及び加工を行う。なお加工は熱処理の前に行うこともできる。
【実施例】
【００３５】
以下、本発明を実施例によってさらに詳細に説明する。なお、本発明はこれに限定して解釈されるものではない。
〈磁石の作製〉
(実施例１)
公知の方法により、（Ｎｄ，Ｄｙ）2（Ｆｅ）14Ｂ型金属間化合物を主相とするＮｄ−Ｄｙ−Ｆｅ−Ａｌ−Ｂ系焼結磁石体を作製した。この焼結磁石体の室温における磁気特性はＢｒ＝１．２Ｔ（１２ｋＧ）、ＨｃJ＝１９８９ｋＡ／ｍ（２５ｋＯｅ）、（ＢＨ）ｍａｘ＝２８０ｋＪ／ｍ3（３５ＭＧＯｅ）であった。次に前記焼結磁石体を３０ｍｍ×１５ｍｍ×３ｍｍの直方体形状に加工後、バレル研磨を施した。
前記研磨後の焼結磁石体を水溶性防錆剤に浸漬後、約６０℃に加温して乾燥した。こうして得られた試料についてめっき前処理として５ｖｏｌ％の硝酸による第１前処理、その後過酸化水素１０ｖｏｌ％、酢酸２５ｖｏｌ％の混酸による第２前処理を行い、その後以下の順でＮｉ−Ｃｕ−Ｎｉ３層めっき皮膜を成膜した。
［1層目Ｎｉめっき皮膜］
めっき浴：ワット浴（硫酸Ｎｉ３００ｇ／Ｌ、塩化Ｎｉ５０ｇ／Ｌ、ホウ酸５０ｇ／Ｌ）
浴温：５０℃
電流密度：１Ａ／ｄｍ2
膜厚：３μｍ 成膜後水洗。
［２層目Ｃｕめっき皮膜］
めっき浴：ピロリン酸Ｃｕ浴（ピロリン酸Ｃｕ８０ｇ／Ｌ、金属Ｃｕ３０ｇ／Ｌ、ピロリン酸カリウム３００ｇ／Ｌ、アンモニア２ｍｌ／Ｌ、光沢剤（奥野製薬ピロトップＰＣ）１ｍｌ／Ｌ）
浴温：５５℃
電流密度：１Ａ／ｄｍ2
膜厚：７μｍ 成膜後水洗。
［３層目Ｎｉめっき皮膜］
めっき浴：ワット浴（硫酸Ｎｉ３００ｇ／Ｌ、塩化Ｎｉ５０ｇ／Ｌ、ホウ酸５０ｇ／Ｌ、光沢剤（サッカリン系）１０ｍｌ／Ｌ）
浴温：５０℃
電流密度：１A／ｄｍ2
膜厚５μｍ 成膜後水洗。
以上のようにして成膜したＮｉ−Ｃｕ−Ｎｉ３層めっき皮膜を有する焼結磁石体表面に、以下の条件でＳｎＣｕ合金めっき皮膜を成膜し、本発明の希土類系永久磁石を得た。
ＳｎＣｕめっき浴：ピロリン酸第一スズ２０ｇ／Ｌ、ピロリン酸Ｃｕ１０ｇ／Ｌ、 ピロリン酸カリウム１８０ｇ／Ｌ、光沢剤、カチオン界面活性剤、表面張力調整剤、浴安定剤等添加
浴温：２０℃
電流密度：１Ａ／ｄｍ2
膜厚１μｍ 成膜後水洗乾燥。
ＳｎＣｕの組成はＣｕ：Ｓｎ＝５５：４５ｍａｓｓ％であった。
【００３６】
（実施例２）
ＳｎＣｕの膜厚を０．１μｍとした以外は実施例１と同じ方法で多層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石を作製した。
【００３７】
（実施例３）
ＳｎＣｕの膜厚を０．２μｍとした以外は実施例１と同じ方法で多層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石を作製した。
【００３８】
（実施例４)
ＳｎＣｕの膜厚を２μｍとした以外は実施例１と同じ方法で多層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石を作製した。
【００３９】
（実施例５）
ＳｎＣｕの膜厚を３μｍとした以外は実施例１と同じ方法で多層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石を作製した。
【００４０】
（実施例６）
実施例１で使用したものと同じ焼結磁石体に対し、実施例１と同じ方法で前処理を施し、実施例１と同じ方法で１層目のＮｉめっき皮膜を成膜し、その後膜厚を１２μmとしたこと以外は実施例１と同じ方法で２層目のＣｕめっき皮膜を成膜してＮｉ−Ｃｕ２層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石を作製した。
以上のようにして成膜したＮｉ−Ｃｕ２層めっき皮膜を有する焼結磁石体表面に、実施例１と同じ条件でＳｎＣｕ合金めっき皮膜を成膜し、本発明の希土類系永久磁石を得た。
【００４１】
（実施例７）
実施例１と同じ方法で多層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石を作成した後、第三リン酸ソーダ１０ｇ／Ｌ溶液に３分間浸漬し、水洗、乾燥した。
【００４２】
（実施例８）
実施例１と同じ方法で、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｎｉ３層めっき皮膜を成膜し、その後、
１０ｖｏｌ％塩酸に浸漬、水洗した。
以上のようにして成膜したＮｉ−Ｃｕ−Ｎｉ３層めっき皮膜を有する焼結磁石体表面に、実施例１と同じ条件でＳｎＣｕ合金めっき皮膜を成膜し、本発明の希土類系永久磁石を得た。
【００４３】
（実施例９）
ＳｎＣｕめっきの液組成を調整し膜組成 Ｃｕ：Ｓｎ＝６５：３５ｍａｓｓ％としたこと以外は実施例１と同じ方法で多層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石を作製した。
【００４４】
（実施例１０）
ＳｎＣｕめっきの液組成を調整し膜組成 Ｃｕ：Ｓｎ＝４５：５５ｍａｓｓ％としたこと以外は実施例１と同じ方法で多層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石を作製した。
【００４５】
（実施例１１）
実施例１と同じ方法で、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｎｉ３層めっき皮膜を成膜し、その後、
１０ｖｏｌ％硫酸に浸漬、水洗した。
以上のようにして成膜したＮｉ−Ｃｕ−Ｎｉ３層めっき皮膜を有する焼結磁石体表面に、実施例１と同じ条件でＳｎＣｕ合金めっき皮膜を成膜し、本発明の希土類系永久磁石を得た
【００４６】
（実施例１２）
実施例１と同じ方法で、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｎｉ３層めっき皮膜を成膜し、その後、水で希釈し、ｐＨを１．３に調整したポリリン酸に浸漬した。その後水洗しないでＳｎＣｕめっきを行った以外は、実施例１と同じ条件でＳｎＣｕ合金めっき皮膜を成膜し、本発明の希土類系永久磁石を得た。
【００４７】
（比較例１）
ＳｎＣｕの膜厚を５μｍとした以外は実施例１と同じ方法で多層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石を作製した。
【００４８】
（比較例２）
実施例１と同じ方法でＮｉ−Ｃｕ−Ｎｉ３層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石を作製し、１０ｖｏｌ％の硫酸で洗浄、水洗し、さらに１０ｍａｓｓ％の苛性ソーダで洗浄、水洗、その後乾燥した。
【００４９】
（比較例３）
ＳｎＣｕめっきの液組成を調整し膜組成Ｃｕ：Ｓｎ＝８０：２０ｍａｓｓ％としたこと以外は実施例１と同じ方法で多層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石を作製した。Cｕの比率が高いので変色を防止するため、ベンゾトリアゾールで防錆処理を行った。
【００５０】
（比較例４）
ＳｎＣｕめっきの液組成を調整し膜組成Ｃｕ：Ｓｎ＝３０：７０ｍａｓｓ％としたこと以外は実施例１と同じ方法で多層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石を作製した。
【００５１】
（比較例５）
ＳｎＣｕめっきの液組成を調整し膜組成 Ｃｕ：Ｓｎ＝１０：９０ｍａｓｓ％としたこと以外は実施例１と同じ方法で多層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石を作製した。
【００５２】
（比較例６）
実施例１で使用したものと同じ焼結磁石体に対し、実施例１と同じ方法で前処理を施し、実施例１と同じ方法で１層目のＮｉめっき皮膜を成膜し、膜厚を１２μmとしたこと以外は実施例１と同じ方法で２層目のＣｕめっき皮膜を成膜して、Ｎｉ−Ｃｕ２層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石を作製した。
その後、１０ｖｏｌ％の硫酸で洗浄、水洗後、ベンゾトリアゾールにて防錆処理を行った。
【００５３】
（比較例７）
実施例１と同じ方法で、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｎｉ３層めっき皮膜を成膜し、その後、３ｇ／Ｌの蓚酸溶液（２０℃）に３分間浸漬し、水洗後乾燥した。
【００５４】
（比較例８）
ＳｎＣｕめっきの液組成を調整し膜組成 Ｃｕ：Ｓｎ＝６７：３３ｍａｓｓ％としたこと以外は実施例１と同じ方法で多層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石を作製した。出来上がった膜は銅の成分が多く、色調が黄銅色であったため、１０ｖｏｌ％の硫酸で洗浄、水洗後、ベンゾトリアゾールにて防錆処理を行った。
【００５５】
（比較例９）
ＳｎＣｕめっきの液組成を調整し膜組成 Ｃｕ：Ｓｎ＝４０：６０ｍａｓｓ％としたこと以外は実施例１と同じ方法で多層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石を作製した。
【００５６】
（比較例１０）
ＳｎＣｕの膜厚を３．５μｍとした以外は実施例１と同じ方法で多層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石を作製した。
【００５７】
（比較例１１）
ＳｎＣｕの膜厚を４μｍとした以外は実施例１と同じ方法で多層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石を作製した。
【００５８】
（比較例１２）
ＳｎＣｕの膜厚を０．０５μｍとした以外は実施例１と同じ方法で多層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石を作製した。
【００５９】
（比較例１３）
実施例１と同じ方法で、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｎｉ３層めっき皮膜を成膜し、その後、
１００ｇ／Ｌ苛性ソーダに浸漬、水洗した。
以上のようにして成膜したＮｉ−Ｃｕ−Ｎｉ３層めっき皮膜を有する焼結磁石体表面に、実施例１と同じ条件でＳｎＣｕ合金めっき皮膜を成膜し、本発明の希土類系永久磁石を得た
【００６０】
〈接着性試験〉
実施例１〜実施例１２、比較例１〜比較例１３で作製した磁石を、シリコーン系接着剤（東レ・ダウコーニング製ＳＥ１７５０：付加反応型のシリコーン系接着剤）を用いてＳＵＳ３０４製のヨークに接着して接合構造体を作製した。硬化条件は、１５０℃×９０分（温度は接触型温度計で磁石温度を測定）で、１条件につき各１０ケの接合構造体を作製した。そのうち、５ケは接着直後に圧縮せん断強度を測定し、残りの５ケは高温高湿８０℃×９０％×２４時間の耐湿性試験後に圧縮せん断強度を測定（いずれの接合構造体も室温に戻った状態にて圧縮せん断強度を測定）した。圧縮せん断強度はＴＯＹＯ ＢＡＬＤＷＩＮ（ＴＥＮＳＩＬＯＮ ＵＴＭ−Ｉ−５０００Ｃ）を用いて測定した。圧縮速度は１．５ｍｍ／ｍｉｎとした。また試験後の剥離面の接着剤の状態、および、試験に伴う取扱傷の発生有無について目視観察した。試験結果を表1に示した。なお、表中の接着強度（圧縮せん断強度）は各5ケの測定値の平均値を示す。
実施例１〜１１については接着直後も耐湿性試験後も良好な接着強度を示し、又接着剤の剥離も全面凝集破壊となったことから、本発明の希土類系永久磁石は、接着剤を用いて他部材と接着後に耐湿性試験を行っても、接着強度の低下が少ないことがわかった。
また試験後に、試験に供したほかの部分(接着面以外)に傷は発生していなかった。
比較例１については膜の脆性が高く、接着後も耐湿試験後もＳｎＣｕ膜が破壊されＳｎＣｕ膜の部分的剥離が見られた。
比較例２，３は、接着直後の接着強度は高く、剥離モードも凝集破壊となったが、耐湿試験後は強度が急激に低下し、接着剤が磁石表面に残っていない界面剥離となった。比較例４，５、９については接着性については問題が無かったが、接着等のハンドリングによる傷が発生した。このような傷は皮膜の破損や寸法精度の低下を招く等、希土類系永久磁石の製品価値を落とすこととなり、量産上の取扱いを煩雑とする要因となる。比較例６，７、８は接着直後の接着強度は高く、剥離モードも凝集破壊となったが、耐湿性試験後は接着強度が低下し、接着剤が磁石側に残らない、界面剥離となった。
比較例１０，１１については接着直後および耐湿試験後の接着強度が低く膜の部分的な剥離が見られた。
比較例１２については、接着直後の接着強度は高く、剥離も凝集破壊となったが耐湿試験後は磁石側の界面剥離となり接着強度は低下した。ＳｎＣｕの膜厚が０．0５μｍでは接着性向上の効果は認められなかった。
比較例１３については、接着直後の接着強度試験でに１／５ヶ、SnCuめっきの部分的な剥離が見られた。耐湿試験は２／５ヶにSnCuめっきの部分的な剥離が見られた。
ＳｎＣｕめっき前の苛性ソーダによる処理の残差が残ったまま、めっきされたため、密着性の悪い皮膜が出来たためと考えられる。
【００６１】
【表１】
【００６２】
（実施例１３）
公知の方法で、（Ｎｄ，Ｄｙ）2（Ｆｅ）14Ｂ型金属間化合物を主相とするＮｄ−Ｄｙ−Ｆｅ−Ａｌ−Ｂ系のラジアル配向を持つリング型焼結磁石体を作成した。この永久磁石体の室温における磁気特性はＢｒ＝１．２Ｔ（１２ｋＧ），Ｈｃｊ＝１９８９ｋＡ／ｍ（２５ｋＯｅ），（ＢＨ）ｍａｘ＝２８０ｋＪ／ｍ3（３５ＭＧＯｅ）であった。
前記リング型焼結磁石体に加工を施し外径４０ｍｍ×内径３３ｍｍ×高さ１３．５ｍｍの磁石素材を得た。防錆剤に浸漬し乾燥後、実施例１と同じ条件でめっきを施し、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｎｉ３層めっき皮膜の上層にＳｎＣｕ合金めっき皮膜を有するリング型焼結磁石体を得た。ＳｎＣｕ合金めっき皮膜の膜厚については、磁石の内径部分を測定した。
【００６３】
上記リング型焼結磁石体の内径部分に、それぞれ直径３２．９ｍｍのＳＵＳ３０４製の接着強度測定用ヨークを接着し、１０ヶの本発明の接合構造体を作製した。 この接合構造体はシリコーン系接着剤（東レ・ダウコーニング製 ＳＥ１７５０）を用い１５０℃×９０分加熱硬化した。
接着剤として加熱硬化型のエポキシ系接着剤を用い１５０℃×９０分加熱硬化を行った以外は実施例１３と同じ接合構造体を作製し、比較例１４とした。
硬化後それぞれの接合構造体を目視確認したところ、実施例１３についてはリング型焼結磁石体に割れは発生していなかったが、比較例１４については線膨張係数の差から割れが発生していた。目視結果を表２に示した。
実施例１３の接合構造体のうち、５ケは接着直後に圧縮せん断強度を測定した。残りの５ケは高温高湿８０℃×９０％×２４時間の耐湿性試験後に圧縮せん断強度を測定した。なお、圧縮せん断強度はＴＯＹＯ ＢＡＬＤＷＩＮ（ＴＥＮＳＩＬＯＮ ＵＴＭ−Ｉ−５０００Ｃ）を用いて測定した。圧縮速度は１．５ｍｍ／ｍｉｎとした。また試験後の剥離面の接着剤の状態について観察した。
圧縮せん断強度の測定はリング型焼結磁石体のみを固定する図1に示す接着強度測定治具3に前記リング型焼結磁石体2と接着強度測定用ヨーク1とからなる接合構造体を載置し図２の様に白抜き矢印方向に所定圧力を加えて行った。その結果、上記耐湿性試験後にも接着強度の低下は少なく、剥離面は接着剤の凝集破壊面となっていた。なお、表中の接着強度（圧縮せん断強度）は各5ケの測定値の平均値を示す。
【００６４】
【表２】
【００６５】
（実施例１４）
実施例１３と同じ接合構造体を更に5ケ作製し、８０℃×９０％×１０００時間の耐湿性試験に供した後、上記と同じ圧縮せん断強度を測定した。
上記耐湿性試験に供した接合構造体の接着強度（5ケの圧縮せん断強度測定値の平均値）は４．３ＭＰａであり、実施例１２にて測定した耐湿性試験（８０℃×９０％×２４時間）後の接着強度４．８ＭＰａと比較してもその接着強度の低下は軽微であった。また剥離した面の接着剤の剥離モードを確認したが、全てのサンプルについて、接着剤の凝集破壊であった。
また上記耐湿試験後の希土類系永久磁石は、めっき膜の剥離、めっき膜のふくれ等が観察されず良好な耐食性を示した。
【００６６】
（実施例１５）
公知の方法で、（Ｎｄ，Ｄｙ）2（Ｆｅ）14Ｂ型金属間化合物を主相とするＮｄ−Ｄｙ−Ｆｅ−Ａｌ−Ｂ系のラジアル配向を持つリング型焼結磁石体を作成した。この永久磁石体の室温における磁気特性はＢｒ＝１．２Ｔ（１２ｋＧ），Ｈｃｊ＝１９８９ｋＡ／ｍ（２５ｋＯｅ），（ＢＨ）ｍａｘ＝２８０ｋＪ／ｍ3（３５ＭＧＯｅ）であった。
前記リング型焼結磁石体に加工を施し外径４０ｍｍ×内径３３ｍｍ×高さ１３．５ｍｍの磁石素材を得た。防錆剤に浸漬し乾燥後、実施例１と同じ条件でめっきを施し、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｎｉ３層めっき皮膜（各層の膜厚は実施例１と同じ）の上層に膜厚１μｍのＳｎＣｕ合金めっき皮膜を有するリング型焼結磁石体を得た。ＳｎＣｕ合金めっき皮膜の膜厚については、磁石の内径部分を測定した。
前記リング型焼結磁石体を３０℃×７０％×５００時間の耐湿性試験に供した後、リング型焼結磁石体の内径部分に、それぞれ直径３２．９ｍｍのＳＵＳ３０４製の接着強度測定用ヨークを接着し、１０ヶの本発明の接合構造体を作製した。この接合構造体はシリコーン系接着剤（東レ・ダウコーニング製 ＳＥ１７５０）を用い１５０℃×９０分加熱硬化した。
３０℃×７０％は熊谷市における２００４年〜２００６年までの６月から８月までの平均気温と平均湿度 ２５．４℃、７０．６％から決定した。
０時間から５００時間経過までのＳｎＣｕめっきの表面酸化の変化を図３に示した。
接着後について５ヶ、８０℃×９０％×２４時間の耐湿試験後に５ヶそれぞれ圧縮せん断強度を測定した。
せん断強度の測定結果は５ヶの平均とした。
その結果、接着後のせん断強度は４．９Ｍｐａであった。耐湿試験後のせん断強度は４．８Ｍｐａであり、せん断強度の低下はほとんど無かった。目視確認の結果、剥離面は接着後についても、耐湿試験後についても接着剤の全面凝集破壊となった。
前記リング型焼結磁石体について３０℃×７０％×０時間、２４時間、２５０時間、５００時間経過後の表面分析をＥＳＣＡ（島津−８５０）にて分析した。
分析結果を表３に示した。
０時間から５００時間まで、表面酸化が進むことはなかった。 ＳｎＣｕメッキの安定した耐酸化性により腐食環境に暴露した場合にも、接着強度の低下が少ないと考えられる。
【００６７】
【表３】
【００６８】
（実施例１６）
公知の方法で、（Ｎｄ，Ｄｙ）2（Ｆｅ）14Ｂ型金属間化合物を主相とするＮｄ−Ｄｙ−Ｆｅ−Ａｌ−Ｂ系のラジアル配向を持つリング型焼結磁石体を作成した。この永久磁石体の室温における磁気特性はＢｒ＝１．２Ｔ（１２ｋＧ），Ｈｃｊ＝１９８９ｋＡ／ｍ（２５ｋＯｅ），（ＢＨ）ｍａｘ＝２８０ｋＪ／ｍ3（３５ＭＧＯｅ）であった。
前記リング型焼結磁石体に加工を施し外径４０ｍｍ×内径３３ｍｍ×高さ１３．５ｍｍの磁石素材を得た。防錆剤に浸漬し乾燥後、実施例１と同じ条件でめっきを施し、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｎｉ３層めっき皮膜（各層の膜厚は実施例１と同じ）の上層に膜厚１μｍのＳｎＣｕ合金めっき皮膜を有するリング型焼結磁石体を得た。ＳｎＣｕ合金めっき皮膜の膜厚については、磁石の内径部分を測定した。
前記リング型焼結磁石体を８０℃×９０％×２４時間の耐湿性試験に供した後、リング型焼結磁石体の内径部分に、それぞれ直径３２．９ｍｍのＳＵＳ３０４製の接着強度測定用ヨークを接着し、１０ヶの本発明の接合構造体を作製した。この接合構造体はシリコーン系接着剤（東レ・ダウコーニング製 ＳＥ１７５０）を用い１５０℃×９０分加熱硬化した。
接着後について５ヶ、８０℃×９０％×２４時間の耐湿試験後に５ヶそれぞれ圧縮せん断強度を測定した。
せん断強度の測定結果は５ヶの平均とした。
その結果、接着後のせん断強度は５．０Ｍｐａであった。耐湿試験後のせん断強度は４．９Ｍｐａであり、せん断強度の低下はほとんど無かった。目視確認の結果、剥離面は接着後についても、耐湿試験後についても接着剤の全面凝集破壊となった。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、接着剤を用いて他部材と接着後、耐湿性試験を行っても、接着強度の低下が少ないめっき皮膜を有する希土類系永久磁石を提供できる点、特に、リング形状の磁石をシリコーン系接着剤を用いて接着した場合においても、接着時の割れも無く、長期に信頼できる接着改善効果を有する接合構造体を提供できる点において産業上の利用可能性が大である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】接着強度測定治具を示す上面図及び側面図
【図２】圧縮せん断強度測定時の様子を示す斜視説明図
【符号の説明】
【００７１】
1 接着強度測定用ヨーク
2 リング型焼結磁石体
3 接着強度測定治具
【技術分野】
【０００１】
本発明は、めっき皮膜を有する希土類系永久磁石に関する。特に、接着性を改善した、めっき皮膜を有する希土類系永久磁石に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石（Ｒ：Ｙを含む希土類元素）などの希土類系永久磁石は、資源的に豊富で安価な材料が用いられ、かつ、高い磁気特性を有していることから、今日様々な分野で用いられ、近年その需要が増加している。
しかしながらＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石は反応性の高い希土類元素：Ｒを含むため、大気中で酸化、腐食されやすく、何の表面処理をも行わずに使用した場合には、わずかな酸やアルカリや水分などの存在によって表面から腐食が進行して錆が発生し、それにともなって磁石特性の劣化やばらつきを招く。さらに錆が発生した磁石を磁気回路などの装置に組み込んだ場合、錆が飛散して周辺部品を汚染する恐れがある。上記の点に鑑み、希土類系永久磁石の表面処理としてＮｉめっき皮膜、Ｃｕめっき皮膜あるいはその組み合わせによる防錆処理が特許文献１などに開示され、広く採用されている。
【０００３】
ところで最表面にＮｉめっきを有する希土類系永久磁石と他部材を接着剤によって接合した接合構造体を各種装置に組み込む際には、Ｎｉめっき皮膜と前記他部材とは接着剤を介して強い接着性が要求される。しかしながらＮｉめっき皮膜は使用状況によりアルミニウム皮膜に比べて接着性が劣る場合があり、接着不良が問題になる事態が発生することがある。
【０００４】
この問題を解決するために、Ｎｉめっき表面を有機カルボン酸で酸洗する技術が特許文献２に提案されている。この技術はＮｉめっき皮膜の接着性を回復させる方法としてすぐれている。
しかし、特許文献２に提案されている方法で接着した接合構造体を耐湿性試験下に放置すると、接着強度が低下してしまう。特に接着剤としてシリコーン系接着剤を用いると、その低下は顕著となる。
【特許文献１】特開平１−３２１６１０号公報
【特許文献２】特開２００３−１９３２７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年の電気機器、自動車用電装部品においては、磁石と他部材を接着剤によって接合した接合構造体が多く用いられている。このため、このような接合構造体において、接着強度の長期信頼性を保証することが必要となっている。最近では、磁石と他部材との接着直後における接着強度のみならず、接着後の接合構造体を船便輸送等の比較的高温高湿環境の状態で輸送した後に使用する場合を想定した接着強度等についても保証することが要求されている。例えば、電気機器、電装部品等で用いられる耐湿性試験（８０℃×９０％ＲＨ）に供した後の接着強度について、規格を定めるよう求められる場合が増加しつつある。
【０００６】
そこで本発明は、耐食性に優れ、耐湿性試験等の加速試験後においても接着強度の低下しない接着が可能となる皮膜を持った希土類系永久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】
【０００７】
本発明者は上記の点に鑑み、耐湿性試験等の加速試験を行っても接着強度の低下しない接着が可能な皮膜に関する検討を行ったところ、特定の組成、膜厚のＳｎＣｕ合金めっき皮膜を積層めっき皮膜の最外層に成膜した希土類系永久磁石は、接着剤にて他部材と接着後、前記耐湿性試験を施しても接着強度が低下せず、さらに、めっき皮膜硬度が高いので量産上の取り扱いが良好であることを知見し、本発明を完成するに至った。具体的には、希土類系永久磁石体表面に設けられた、少なくとも１層以上のＣｕめっき皮膜を含むめっき皮膜の上に、ごく薄いＳｎＣｕ合金皮膜を供することによって、耐湿性試験後の、接着強度の低下が少ない接着が可能となる。
【０００８】
上記の知見に基づいてなされた本発明の希土類系永久磁石は、請求項１記載の通り、積層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石であって、めっき皮膜の最表層が膜厚０．１μｍ以上３μｍ以下のＳｎＣｕ合金めっき皮膜であり、前記ＳｎＣｕ合金めっき皮膜の組成は、Ｓｎが３５ｍａｓｓ％以上５５ｍａｓｓ％以下で残部が実質的にＣｕであり、前記ＳｎＣｕ合金めっき皮膜の下層に少なくとも１層以上のＣｕめっき皮膜含む2層以上のめっき皮膜を有することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２記載の希土類系永久磁石は、請求項１に記載の希土類系永久磁石において、前記ＳｎＣｕ合金めっき皮膜の上層にさらに化成処理皮膜を有することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３記載の接合構造体は、請求項１または２に記載の希土類系永久磁石にシリコーン系接着剤を介して他部材を接合した接合構造体である。
【００１１】
また、請求項４記載の接合構造体は、請求項３記載の接合構造体において、前記希土類系永久磁石の形状がリング形状であることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５記載の製造方法は、希土類系永久磁石体表面に少なくとも１層以上のＣｕめっき皮膜を含む2層以上のめっき皮膜を成膜し、該少なくとも１層以上のＣｕめっき皮膜を含む2層以上のめっき皮膜上に、膜厚０．１μｍ以上３μｍ以下で組成がＳｎが３５ｍａｓｓ％以上５５ｍａｓｓ％以下であり残部が実質的にＣｕであるＳｎＣｕ合金めっき皮膜を成膜することを特徴とする、希土類系永久磁石の製造方法である。
【００１３】
また、請求項６記載の製造方法は、請求項５記載の希土類系永久磁石の製造方法において、前記少なくとも１層以上のＣｕめっき皮膜を含む2層以上のめっき皮膜に対し、ＳｎＣｕめっき成膜の前の工程で塩酸または硫酸による前処理を行った後、前記ＳｎＣｕ合金めっき皮膜を成膜することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項７記載の製造方法は、請求項５または６に記載の希土類系永久磁石の製造方法において、前記ＳｎＣｕ合金めっき皮膜上にさらにリン酸またはリン酸塩による化成処理を施すことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、希土類系永久磁石体の表面に成膜された積層めっき皮膜の最表層にＳｎＣｕ合金めっき皮膜を有することで、該希土類系永久磁石と他部材を接着剤を用いて接着した接合構造体は、耐湿性試験後も高い接着強度を維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の希土類系永久磁石は、２層以上の積層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石であって、めっき皮膜の最表層がＳｎＣｕ合金めっき皮膜であることを特徴とする。
【００１７】
以下、本発明の詳細について説明する。
めっき膜の組成はＳｎが３５ｍａｓｓ％（２２．３原子％）以上５５ｍａｓｓ％（３９．５原子％）以下が望ましく、４０ｍａｓｓ％以上５０ｍａｓｓ％以下がさらに望ましい。Ｓｎが３５ｍａｓｓ％未満になると、Ｃｕ比率の増加により腐食しやすくなる。またＳｎが５５ｍａｓｓ％を超えるとＳｎ比率の増加に伴い、めっき膜自体の硬度が急激に低下し、膜に傷がつきやすくなる。
【００１８】
前記組成のＳｎＣｕ合金は脆性が大きく、膜厚の増加に伴い、膜内部で剥離したり、膜表面に突起が発生し、この突起が取り扱い時に剥離したりしてしまうという問題が生じやすい。剥離や突起は膜厚３μｍ超で発生しやすくなる。このためＳｎＣｕめっきの膜厚は３μｍ以下が望ましく、２μｍ以下で管理するのが更に望ましい。また、ＳｎＣｕ合金は非磁性であることから、希土類系永久磁石本来の磁気特性を発現するためにはめっき皮膜の膜厚は出来る限り薄い方が好ましい。ＳｎＣｕ合金めっき皮膜の接着性改善の効果は０．１μm以上あれば十分得ることができ、０．２μm以上２μm以下がさらに望ましい。
突起の発生を抑えるため、ＳｎＣｕめっきの下地は平滑であることが望ましい。 下地めっきの平滑性は、表面粗さＲｍａｘが０．５〜１５μmであることが望ましく、０．５〜１０μmがより望ましく、０．５〜５μｍが更に望ましい。
【００１９】
前記ＳｎＣｕ合金めっき皮膜に対し、第三リン酸ソーダ等を用いて化成処理を行っても良い。化成処理条件は、例えば濃度が１０ｇ／Ｌ以上３０ｇ／Ｌ以下、液温２０℃の第三リン酸ソーダ溶液に浸漬後、洗浄、乾燥すれば良い。このような化成処理を行うことにより、接着性を低下させることなく、ＳｎＣｕ合金めっき皮膜の変色を抑えることができる。
【００２０】
希土類系永久磁石はその線膨張係数が、例えばＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石の場合、Ｃ//方向で５×１０−６、Ｃ⊥方向で−１．５×１０−６と非常に小さい為、線膨張係数の大きい鉄系素材（例えば鉄の線膨張係数は１２×１０−６）などの他部材と、エポキシ系接着剤などの硬度の高い接着剤を用いて接着して接合構造体を作製した場合、加熱硬化の際に線膨張係数の差から発生する応力により、磁石に割れが発生することがある。この現象はＲ−Ｆｅ−Ｂ系リング磁石の内径に鉄系素材のヨークを挿入し接着剤を塗布しモーター用ロータとした場合に顕著で、接着剤の加熱硬化時に線膨張係数の大きな鉄系素材が膨張し磁石割れを起こす。この対策として、接着剤として硬度の低いシリコーン系接着剤が広く採用されている。
工業的には比較的短時間で硬化する付加反応形のシリコーン系接着剤が使用される場合が多い。シリコーン系接着剤はこのような応力を吸収し、磁石に割れが発生しにくい。しかしながら、シリコーン系接着剤を用いて作製した接合構造体は、高温高湿環境により急激に接着強度が低下し、特に磁石体の最表層にＮｉめっき皮膜を有する希土類系永久磁石の場合はその低下が顕著である。本発明のＳｎＣｕ合金めっき皮膜を最表層に有する希土類系永久磁石を、シリコーン系接着剤を用いて他部材と接着した接合構造体は、この問題を解決し、耐湿性試験後も接着強度の低下が少なく、長期にわたり、安定した接着強度を保証することができる。
又接合構造体として接着する前に、耐湿試験に供した後に接着して、接着強度を測定しても、耐湿試験に供しないものと比較して強度が低下しない。
【００２１】
ＳｎＣｕ合金めっきを行う前に、下地のめっき皮膜に対し酸による活性化処理を行うことで、下地めっき皮膜とＳｎＣｕめっきの密着性をさらに向上させ、安定した生産をすることができる。アルカリ処理では脱脂効果はあるが、活性化は十分ではなく、またアルカリ処理は水洗浄で洗浄しにくく、表面に残差として残りやすく、下地のめっきとの間で剥離が発生する場合がある。酸としては塩酸または硫酸が好ましい。塩酸の濃度は１０ｖｏｌ％以上５０ｖｏｌ％以下が好ましい。１０ｖｏｌ％未満では十分な活性化ができず、５０ｖｏｌ％を超えるとＮｉめっきの変色により密着性が低下する恐れがある。
硫酸を使用する場合にも塩酸と同等の濃度範囲で使用すればよい。
また塩酸、硫酸以外の酸としては、有機酸である蓚酸、リン酸等も好適に使用できる。特に、ＳｎＣｕ合金めっきにピロリン酸系のメッキ液を使用する場合には、活性化に用いる酸にリン酸、ポリリン酸等を用いると、酸活性化後に水洗無しでそのままめっき工程に移っても、後工程のＳｎＣｕメッキ液への影響が少なく密着性が良好となる。
【００２２】
ＳｎＣｕ合金めっきのめっき浴は前記組成の膜が形成されるのであれば公知のものを使用することが出来る。たとえば、ピロリン酸浴、シアン浴、酸性浴などである。なお、猛毒のシアンを使用しないＣｕ−Ｓｎ合金めっきの技術が特開２００４−１０９０７号公報に紹介されており、このような浴を使用するのが好ましい。
【００２３】
また、めっきの条件についても、請求項５記載の組成範囲にコントロールできる任意の条件を用いることができる。
めっき方法は、バレルめっき、ラックめっきを適宜使用できるが、めっきを行う希土類永久磁石がリング形状の場合には、リングの外径に電流が集中しにくく、外径部と内径部の膜厚を均一にしやすいことからラックめっきが望ましい。ＳｎＣｕ合金めっきの電流密度はめっき液の種類、バレルめっき、ラックめっき等めっきの方式により適宜選択できるが、０．１Ａ／ｄｍ２以上１０Ａ／ｄｍ２以下が好ましく、０．５Ａ／ｄｍ２以上５Ａ／ｄｍ２以下がさらに好ましい。
【００２４】
接着性の良さを知る指標の一つとして濡れ性の評価が用いられている。この評価方法は、濡れ張力試験液を用いて試験体表面の濡れ性を調べる方法であり、この指数が高いほど一般的に接着性は良くなるといわれている。本発明の希土類系永久磁石は、接着剤にて他部材と接着後、前記耐湿性試験を施しても接着強度が低下しないだけでなく、他部材と接着する前に表面が酸化した場合でも加熱処理により接着性を容易に回復することができる。本発明の希土類永久磁石に他部材を接着しないで長期間保管し、めっき皮膜表面の濡れ性が低下した状態にて、１５０℃×９０分の加熱処理試験を施した場合、例えば、和光純薬製濡れ張力試験液を用い評価すると、その濡れ性を評価する指数は、試験前４０ｍＮ／ｍに対して試験後７３ｍＮ／ｍに回復することが確認された。量産時には、通常、めっき後の表面酸化を抑えるために、化成処理等や出荷時に真空保存（真空パック等）を行う等の耐酸化処理を行うことが多い。しかし、本発明の希土類系永久磁石においては、接着性保証の観点から前記加熱処理による接着性回復処理を施せば前記耐酸化処理等を必ずしもを行う必要性は無い。
【００２５】
ＳｎＣｕ合金めっき皮膜の下地は、少なくとも１層以上のＣｕめっき皮膜を含む2層以上めっき皮膜である。耐食性改善の為には、Ｎｉめっき皮膜との組み合わせによる2層以上のめっき皮膜が望ましい。
【００２６】
以下に、ＳｎＣｕめっきの下地めっきの望ましい形態を示す。
Ｃｕめっきは、ピロリン酸浴、硫酸浴、シアン浴、無電解浴などのめっき浴が選択できる。中でもピロリン酸浴による電界Ｃｕめっきは、電気伝導性及び柔軟性、展延性に優れており、膜の付き周り性が良好である。このため、ピロリン酸浴による電気メッキはリング形状物のめっきに好適に使用できる。ここでいう膜の付き周り性とは、めっきが素材を被覆できる能力、例えば、被めっき物の凹部やリング磁石の内径部などの電流密度が低くなってしまう部分までめっきが付着する能力を示す。
またピロリン酸浴による電気めっきはセル構造がなく平滑性に優れており、この上にめっきするＳｎＣｕめっきの平滑性を保つことができる。
【００２７】
ピロリン酸Ｃｕ浴を用いた電界めっきを行う場合、さらにその下地として導電性保護層を含むことが好ましい。ピロリン酸Ｃｕ浴は浴中に遊離Ｃｕイオンを多く含むため、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石をピロリン酸浴に直接浸漬すると、磁石の表面を構成するＦｅなどの電気的に卑な金属と電気的に貴なＣｕとの間の置換めっき反応により、磁石の表面に密着性の悪いＣｕ皮膜が形成される恐れがある。このためピロリン酸Ｃｕ浴によるめっき膜の下地としては、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石体表面に直接密着性に優れためっき皮膜を形成できる、電界Ｎｉめっき膜、シアン浴による電界Ｃｕめっき膜が望ましく、特に取り扱いが簡便で安定性に優れたＮｉめっき膜が望ましい。
【００２８】
Ｃｕめっき膜は大気中で酸化しやすいため、Ｃｕめっき膜の上にＮｉめっきをおこない、さらにＳｎＣｕめっきを行うと、耐食性の面で更に好適である。
Ｎｉめっきの場合、電気めっきであればワット浴、スルファミン酸浴、中性浴などのめっき浴を用いる。また膜厚均一性の高い無電解めっきを行う事も出来る。
また、ピロリン酸Ｃｕめっきの上に被覆されたＮｉめっきは、表面の平滑性に優れ、その上に皮膜されたＳｎＣｕめっきの平滑性を保つことができるので、取り扱い時のめっき膜の脱落を抑制できる。
Ｎｉめっき、Ｃｕめっきのめっき方法はバレルめっき、ラックめっき等、めっきするものの形状、重量、大きさによって選択すればよい。
ただし希土類永久磁石がリング形状の場合には、リングの外径に電流が集中しにくく、外径部と内径部の膜厚を均一にしやすいことからラックめっきが望ましい。
また電気めっきを選択する場合にはその電流密度はめっき液の種類、めっき方法によって決めればよく、０．１Ａ／ｄｍ２以上１０Ａ／ｄｍ２以下が好ましく、０．５Ａ／ｄｍ２以上５Ａ／ｄｍ２以下が更に好ましい。
【００２９】
なお、ＳｎＣｕめっきの下地めっきは少なくとも１層以上のＣｕめっきを含み2層以上であればその構成は任意であり、実施例の構成に限定されない。
【００３０】
磁石のめっき前処理としては任意の方法を用いることができ、硝酸と他の酸の混酸、硫酸、塩酸、有機酸等、また電解エッチングも選択できる。
【００３１】
本発明はめっきが可能な磁石であれば公知の希土類系永久磁石全てに適用できる。例えば、焼結磁石にも、ボンド磁石にも適用できる。また、その組成はＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石にこだわらず、Ｒ−Ｃｏ系永久磁石にも、Ｒ−Ｆｅ−Ｎ系永久磁石にも適用できる。
【００３２】
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石の粉末冶金法での製造方法について述べる。その組成は、例えば、主要成分のＲとＦｅとＢの合計を１００ｍａｓｓ％として、Ｒ：２４ｍａｓｓ％以上３４ｍａｓｓ％以下（ＲはＹを含む希土類元素の少なくとも１種であり、Ｎｄ，Ｄｙ及びＰｒの少なくとも１種を必ず含む）、Ｂ：０．６ｍａｓｓ％以上１．８ｍａｓｓ％以下、Ｆｅ：残部の組成が挙げられる。Ｆｅはその一部がＣｏで置換されていても良く、また、３ｍａｓｓ％以下程度のＡｌ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗなどの添加元素を含んでいても良い。
Ｒ：２４ｍａｓｓ％未満では、磁気特性の内、残留磁束密度Ｂｒ、保磁力ＨｃＪが低下する。また３４ｍａｓｓ％超では焼結体内部の希土類に富む相の量が多くなり、且つ形態も粗大化して耐食性が低下する。Ｂ：０．６ｍａｓｓ％未満の場合、主相であるＲ２Ｆｅ１４Ｂ相の形成に必要なＢ量が不足し、軟磁性的な性質を有するＲ２Ｆｅ１４相が生成し保持力が低下する。一方Ｂ量が１．８ｍａｓｓ％を超えると、非磁性相であるＢに富む相が増加して残留磁束密度Ｂｒが低下する。
【００３３】
粉砕は粗粉砕と微粉砕に分かれ、粗粉砕はスタンプミル、ジョークラッシャー、ブラウンミル、ディスクミル等または水素吸蔵法で行うのが好ましい。微粉砕はジェットミル、振動ミル、ボールミル等で行うのが好ましい。いずれも酸化を防ぐために、有機溶媒や不活性ガスを用いて非酸化雰囲気中で行うのが好ましい。粉砕粒度は２〜８μｍ（Ｆ.Ｓ.Ｓ.Ｓ.）が好ましい。２μｍ未満では磁粉の活性度が高いため、容易に酸化しやすい。焼結時の変形が大であり磁気特性も悪化する。８μｍ超では焼結後に得られる結晶粒径が大きくなり容易に磁化反転が起こり、保磁力の低下を招く。
【００３４】
成形は磁場中で行う。
磁場強度は１５９ｋＡ／ｍ以上が好ましく、より好ましくは２３９ｋＡ／ｍ以上が好ましい。１５９ｋＡ／ｍ未満では磁粉の配向が不十分であり、必要な磁気特性が得られない。成形圧は０．５〜２ｔｏｎ／ｃｍ２が望ましい。０．５ｔｏｎ/ｃｍ２未満では成形体の強度が弱く、こわれやすい。また２ｔｏｎ／ｃｍ２超では磁粉の配向が乱れ、磁気特性が低下する。焼結は、真空又はアルゴン雰囲気中で１０００〜１１５０℃で行うのが好ましい。１０００℃未満では焼結不足により、必要とされる密度が得られず磁気特性が低下する。１１５０℃超では過焼結により、変形や磁気特性の低下が発生する。
焼結の後、熱処理及び加工を行う。なお加工は熱処理の前に行うこともできる。
【実施例】
【００３５】
以下、本発明を実施例によってさらに詳細に説明する。なお、本発明はこれに限定して解釈されるものではない。
〈磁石の作製〉
(実施例１)
公知の方法により、（Ｎｄ，Ｄｙ）2（Ｆｅ）14Ｂ型金属間化合物を主相とするＮｄ−Ｄｙ−Ｆｅ−Ａｌ−Ｂ系焼結磁石体を作製した。この焼結磁石体の室温における磁気特性はＢｒ＝１．２Ｔ（１２ｋＧ）、ＨｃJ＝１９８９ｋＡ／ｍ（２５ｋＯｅ）、（ＢＨ）ｍａｘ＝２８０ｋＪ／ｍ3（３５ＭＧＯｅ）であった。次に前記焼結磁石体を３０ｍｍ×１５ｍｍ×３ｍｍの直方体形状に加工後、バレル研磨を施した。
前記研磨後の焼結磁石体を水溶性防錆剤に浸漬後、約６０℃に加温して乾燥した。こうして得られた試料についてめっき前処理として５ｖｏｌ％の硝酸による第１前処理、その後過酸化水素１０ｖｏｌ％、酢酸２５ｖｏｌ％の混酸による第２前処理を行い、その後以下の順でＮｉ−Ｃｕ−Ｎｉ３層めっき皮膜を成膜した。
［1層目Ｎｉめっき皮膜］
めっき浴：ワット浴（硫酸Ｎｉ３００ｇ／Ｌ、塩化Ｎｉ５０ｇ／Ｌ、ホウ酸５０ｇ／Ｌ）
浴温：５０℃
電流密度：１Ａ／ｄｍ2
膜厚：３μｍ 成膜後水洗。
［２層目Ｃｕめっき皮膜］
めっき浴：ピロリン酸Ｃｕ浴（ピロリン酸Ｃｕ８０ｇ／Ｌ、金属Ｃｕ３０ｇ／Ｌ、ピロリン酸カリウム３００ｇ／Ｌ、アンモニア２ｍｌ／Ｌ、光沢剤（奥野製薬ピロトップＰＣ）１ｍｌ／Ｌ）
浴温：５５℃
電流密度：１Ａ／ｄｍ2
膜厚：７μｍ 成膜後水洗。
［３層目Ｎｉめっき皮膜］
めっき浴：ワット浴（硫酸Ｎｉ３００ｇ／Ｌ、塩化Ｎｉ５０ｇ／Ｌ、ホウ酸５０ｇ／Ｌ、光沢剤（サッカリン系）１０ｍｌ／Ｌ）
浴温：５０℃
電流密度：１A／ｄｍ2
膜厚５μｍ 成膜後水洗。
以上のようにして成膜したＮｉ−Ｃｕ−Ｎｉ３層めっき皮膜を有する焼結磁石体表面に、以下の条件でＳｎＣｕ合金めっき皮膜を成膜し、本発明の希土類系永久磁石を得た。
ＳｎＣｕめっき浴：ピロリン酸第一スズ２０ｇ／Ｌ、ピロリン酸Ｃｕ１０ｇ／Ｌ、 ピロリン酸カリウム１８０ｇ／Ｌ、光沢剤、カチオン界面活性剤、表面張力調整剤、浴安定剤等添加
浴温：２０℃
電流密度：１Ａ／ｄｍ2
膜厚１μｍ 成膜後水洗乾燥。
ＳｎＣｕの組成はＣｕ：Ｓｎ＝５５：４５ｍａｓｓ％であった。
【００３６】
（実施例２）
ＳｎＣｕの膜厚を０．１μｍとした以外は実施例１と同じ方法で多層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石を作製した。
【００３７】
（実施例３）
ＳｎＣｕの膜厚を０．２μｍとした以外は実施例１と同じ方法で多層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石を作製した。
【００３８】
（実施例４)
ＳｎＣｕの膜厚を２μｍとした以外は実施例１と同じ方法で多層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石を作製した。
【００３９】
（実施例５）
ＳｎＣｕの膜厚を３μｍとした以外は実施例１と同じ方法で多層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石を作製した。
【００４０】
（実施例６）
実施例１で使用したものと同じ焼結磁石体に対し、実施例１と同じ方法で前処理を施し、実施例１と同じ方法で１層目のＮｉめっき皮膜を成膜し、その後膜厚を１２μmとしたこと以外は実施例１と同じ方法で２層目のＣｕめっき皮膜を成膜してＮｉ−Ｃｕ２層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石を作製した。
以上のようにして成膜したＮｉ−Ｃｕ２層めっき皮膜を有する焼結磁石体表面に、実施例１と同じ条件でＳｎＣｕ合金めっき皮膜を成膜し、本発明の希土類系永久磁石を得た。
【００４１】
（実施例７）
実施例１と同じ方法で多層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石を作成した後、第三リン酸ソーダ１０ｇ／Ｌ溶液に３分間浸漬し、水洗、乾燥した。
【００４２】
（実施例８）
実施例１と同じ方法で、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｎｉ３層めっき皮膜を成膜し、その後、
１０ｖｏｌ％塩酸に浸漬、水洗した。
以上のようにして成膜したＮｉ−Ｃｕ−Ｎｉ３層めっき皮膜を有する焼結磁石体表面に、実施例１と同じ条件でＳｎＣｕ合金めっき皮膜を成膜し、本発明の希土類系永久磁石を得た。
【００４３】
（実施例９）
ＳｎＣｕめっきの液組成を調整し膜組成 Ｃｕ：Ｓｎ＝６５：３５ｍａｓｓ％としたこと以外は実施例１と同じ方法で多層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石を作製した。
【００４４】
（実施例１０）
ＳｎＣｕめっきの液組成を調整し膜組成 Ｃｕ：Ｓｎ＝４５：５５ｍａｓｓ％としたこと以外は実施例１と同じ方法で多層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石を作製した。
【００４５】
（実施例１１）
実施例１と同じ方法で、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｎｉ３層めっき皮膜を成膜し、その後、
１０ｖｏｌ％硫酸に浸漬、水洗した。
以上のようにして成膜したＮｉ−Ｃｕ−Ｎｉ３層めっき皮膜を有する焼結磁石体表面に、実施例１と同じ条件でＳｎＣｕ合金めっき皮膜を成膜し、本発明の希土類系永久磁石を得た
【００４６】
（実施例１２）
実施例１と同じ方法で、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｎｉ３層めっき皮膜を成膜し、その後、水で希釈し、ｐＨを１．３に調整したポリリン酸に浸漬した。その後水洗しないでＳｎＣｕめっきを行った以外は、実施例１と同じ条件でＳｎＣｕ合金めっき皮膜を成膜し、本発明の希土類系永久磁石を得た。
【００４７】
（比較例１）
ＳｎＣｕの膜厚を５μｍとした以外は実施例１と同じ方法で多層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石を作製した。
【００４８】
（比較例２）
実施例１と同じ方法でＮｉ−Ｃｕ−Ｎｉ３層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石を作製し、１０ｖｏｌ％の硫酸で洗浄、水洗し、さらに１０ｍａｓｓ％の苛性ソーダで洗浄、水洗、その後乾燥した。
【００４９】
（比較例３）
ＳｎＣｕめっきの液組成を調整し膜組成Ｃｕ：Ｓｎ＝８０：２０ｍａｓｓ％としたこと以外は実施例１と同じ方法で多層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石を作製した。Cｕの比率が高いので変色を防止するため、ベンゾトリアゾールで防錆処理を行った。
【００５０】
（比較例４）
ＳｎＣｕめっきの液組成を調整し膜組成Ｃｕ：Ｓｎ＝３０：７０ｍａｓｓ％としたこと以外は実施例１と同じ方法で多層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石を作製した。
【００５１】
（比較例５）
ＳｎＣｕめっきの液組成を調整し膜組成 Ｃｕ：Ｓｎ＝１０：９０ｍａｓｓ％としたこと以外は実施例１と同じ方法で多層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石を作製した。
【００５２】
（比較例６）
実施例１で使用したものと同じ焼結磁石体に対し、実施例１と同じ方法で前処理を施し、実施例１と同じ方法で１層目のＮｉめっき皮膜を成膜し、膜厚を１２μmとしたこと以外は実施例１と同じ方法で２層目のＣｕめっき皮膜を成膜して、Ｎｉ−Ｃｕ２層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石を作製した。
その後、１０ｖｏｌ％の硫酸で洗浄、水洗後、ベンゾトリアゾールにて防錆処理を行った。
【００５３】
（比較例７）
実施例１と同じ方法で、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｎｉ３層めっき皮膜を成膜し、その後、３ｇ／Ｌの蓚酸溶液（２０℃）に３分間浸漬し、水洗後乾燥した。
【００５４】
（比較例８）
ＳｎＣｕめっきの液組成を調整し膜組成 Ｃｕ：Ｓｎ＝６７：３３ｍａｓｓ％としたこと以外は実施例１と同じ方法で多層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石を作製した。出来上がった膜は銅の成分が多く、色調が黄銅色であったため、１０ｖｏｌ％の硫酸で洗浄、水洗後、ベンゾトリアゾールにて防錆処理を行った。
【００５５】
（比較例９）
ＳｎＣｕめっきの液組成を調整し膜組成 Ｃｕ：Ｓｎ＝４０：６０ｍａｓｓ％としたこと以外は実施例１と同じ方法で多層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石を作製した。
【００５６】
（比較例１０）
ＳｎＣｕの膜厚を３．５μｍとした以外は実施例１と同じ方法で多層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石を作製した。
【００５７】
（比較例１１）
ＳｎＣｕの膜厚を４μｍとした以外は実施例１と同じ方法で多層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石を作製した。
【００５８】
（比較例１２）
ＳｎＣｕの膜厚を０．０５μｍとした以外は実施例１と同じ方法で多層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石を作製した。
【００５９】
（比較例１３）
実施例１と同じ方法で、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｎｉ３層めっき皮膜を成膜し、その後、
１００ｇ／Ｌ苛性ソーダに浸漬、水洗した。
以上のようにして成膜したＮｉ−Ｃｕ−Ｎｉ３層めっき皮膜を有する焼結磁石体表面に、実施例１と同じ条件でＳｎＣｕ合金めっき皮膜を成膜し、本発明の希土類系永久磁石を得た
【００６０】
〈接着性試験〉
実施例１〜実施例１２、比較例１〜比較例１３で作製した磁石を、シリコーン系接着剤（東レ・ダウコーニング製ＳＥ１７５０：付加反応型のシリコーン系接着剤）を用いてＳＵＳ３０４製のヨークに接着して接合構造体を作製した。硬化条件は、１５０℃×９０分（温度は接触型温度計で磁石温度を測定）で、１条件につき各１０ケの接合構造体を作製した。そのうち、５ケは接着直後に圧縮せん断強度を測定し、残りの５ケは高温高湿８０℃×９０％×２４時間の耐湿性試験後に圧縮せん断強度を測定（いずれの接合構造体も室温に戻った状態にて圧縮せん断強度を測定）した。圧縮せん断強度はＴＯＹＯ ＢＡＬＤＷＩＮ（ＴＥＮＳＩＬＯＮ ＵＴＭ−Ｉ−５０００Ｃ）を用いて測定した。圧縮速度は１．５ｍｍ／ｍｉｎとした。また試験後の剥離面の接着剤の状態、および、試験に伴う取扱傷の発生有無について目視観察した。試験結果を表1に示した。なお、表中の接着強度（圧縮せん断強度）は各5ケの測定値の平均値を示す。
実施例１〜１１については接着直後も耐湿性試験後も良好な接着強度を示し、又接着剤の剥離も全面凝集破壊となったことから、本発明の希土類系永久磁石は、接着剤を用いて他部材と接着後に耐湿性試験を行っても、接着強度の低下が少ないことがわかった。
また試験後に、試験に供したほかの部分(接着面以外)に傷は発生していなかった。
比較例１については膜の脆性が高く、接着後も耐湿試験後もＳｎＣｕ膜が破壊されＳｎＣｕ膜の部分的剥離が見られた。
比較例２，３は、接着直後の接着強度は高く、剥離モードも凝集破壊となったが、耐湿試験後は強度が急激に低下し、接着剤が磁石表面に残っていない界面剥離となった。比較例４，５、９については接着性については問題が無かったが、接着等のハンドリングによる傷が発生した。このような傷は皮膜の破損や寸法精度の低下を招く等、希土類系永久磁石の製品価値を落とすこととなり、量産上の取扱いを煩雑とする要因となる。比較例６，７、８は接着直後の接着強度は高く、剥離モードも凝集破壊となったが、耐湿性試験後は接着強度が低下し、接着剤が磁石側に残らない、界面剥離となった。
比較例１０，１１については接着直後および耐湿試験後の接着強度が低く膜の部分的な剥離が見られた。
比較例１２については、接着直後の接着強度は高く、剥離も凝集破壊となったが耐湿試験後は磁石側の界面剥離となり接着強度は低下した。ＳｎＣｕの膜厚が０．0５μｍでは接着性向上の効果は認められなかった。
比較例１３については、接着直後の接着強度試験でに１／５ヶ、SnCuめっきの部分的な剥離が見られた。耐湿試験は２／５ヶにSnCuめっきの部分的な剥離が見られた。
ＳｎＣｕめっき前の苛性ソーダによる処理の残差が残ったまま、めっきされたため、密着性の悪い皮膜が出来たためと考えられる。
【００６１】
【表１】
【００６２】
（実施例１３）
公知の方法で、（Ｎｄ，Ｄｙ）2（Ｆｅ）14Ｂ型金属間化合物を主相とするＮｄ−Ｄｙ−Ｆｅ−Ａｌ−Ｂ系のラジアル配向を持つリング型焼結磁石体を作成した。この永久磁石体の室温における磁気特性はＢｒ＝１．２Ｔ（１２ｋＧ），Ｈｃｊ＝１９８９ｋＡ／ｍ（２５ｋＯｅ），（ＢＨ）ｍａｘ＝２８０ｋＪ／ｍ3（３５ＭＧＯｅ）であった。
前記リング型焼結磁石体に加工を施し外径４０ｍｍ×内径３３ｍｍ×高さ１３．５ｍｍの磁石素材を得た。防錆剤に浸漬し乾燥後、実施例１と同じ条件でめっきを施し、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｎｉ３層めっき皮膜の上層にＳｎＣｕ合金めっき皮膜を有するリング型焼結磁石体を得た。ＳｎＣｕ合金めっき皮膜の膜厚については、磁石の内径部分を測定した。
【００６３】
上記リング型焼結磁石体の内径部分に、それぞれ直径３２．９ｍｍのＳＵＳ３０４製の接着強度測定用ヨークを接着し、１０ヶの本発明の接合構造体を作製した。 この接合構造体はシリコーン系接着剤（東レ・ダウコーニング製 ＳＥ１７５０）を用い１５０℃×９０分加熱硬化した。
接着剤として加熱硬化型のエポキシ系接着剤を用い１５０℃×９０分加熱硬化を行った以外は実施例１３と同じ接合構造体を作製し、比較例１４とした。
硬化後それぞれの接合構造体を目視確認したところ、実施例１３についてはリング型焼結磁石体に割れは発生していなかったが、比較例１４については線膨張係数の差から割れが発生していた。目視結果を表２に示した。
実施例１３の接合構造体のうち、５ケは接着直後に圧縮せん断強度を測定した。残りの５ケは高温高湿８０℃×９０％×２４時間の耐湿性試験後に圧縮せん断強度を測定した。なお、圧縮せん断強度はＴＯＹＯ ＢＡＬＤＷＩＮ（ＴＥＮＳＩＬＯＮ ＵＴＭ−Ｉ−５０００Ｃ）を用いて測定した。圧縮速度は１．５ｍｍ／ｍｉｎとした。また試験後の剥離面の接着剤の状態について観察した。
圧縮せん断強度の測定はリング型焼結磁石体のみを固定する図1に示す接着強度測定治具3に前記リング型焼結磁石体2と接着強度測定用ヨーク1とからなる接合構造体を載置し図２の様に白抜き矢印方向に所定圧力を加えて行った。その結果、上記耐湿性試験後にも接着強度の低下は少なく、剥離面は接着剤の凝集破壊面となっていた。なお、表中の接着強度（圧縮せん断強度）は各5ケの測定値の平均値を示す。
【００６４】
【表２】
【００６５】
（実施例１４）
実施例１３と同じ接合構造体を更に5ケ作製し、８０℃×９０％×１０００時間の耐湿性試験に供した後、上記と同じ圧縮せん断強度を測定した。
上記耐湿性試験に供した接合構造体の接着強度（5ケの圧縮せん断強度測定値の平均値）は４．３ＭＰａであり、実施例１２にて測定した耐湿性試験（８０℃×９０％×２４時間）後の接着強度４．８ＭＰａと比較してもその接着強度の低下は軽微であった。また剥離した面の接着剤の剥離モードを確認したが、全てのサンプルについて、接着剤の凝集破壊であった。
また上記耐湿試験後の希土類系永久磁石は、めっき膜の剥離、めっき膜のふくれ等が観察されず良好な耐食性を示した。
【００６６】
（実施例１５）
公知の方法で、（Ｎｄ，Ｄｙ）2（Ｆｅ）14Ｂ型金属間化合物を主相とするＮｄ−Ｄｙ−Ｆｅ−Ａｌ−Ｂ系のラジアル配向を持つリング型焼結磁石体を作成した。この永久磁石体の室温における磁気特性はＢｒ＝１．２Ｔ（１２ｋＧ），Ｈｃｊ＝１９８９ｋＡ／ｍ（２５ｋＯｅ），（ＢＨ）ｍａｘ＝２８０ｋＪ／ｍ3（３５ＭＧＯｅ）であった。
前記リング型焼結磁石体に加工を施し外径４０ｍｍ×内径３３ｍｍ×高さ１３．５ｍｍの磁石素材を得た。防錆剤に浸漬し乾燥後、実施例１と同じ条件でめっきを施し、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｎｉ３層めっき皮膜（各層の膜厚は実施例１と同じ）の上層に膜厚１μｍのＳｎＣｕ合金めっき皮膜を有するリング型焼結磁石体を得た。ＳｎＣｕ合金めっき皮膜の膜厚については、磁石の内径部分を測定した。
前記リング型焼結磁石体を３０℃×７０％×５００時間の耐湿性試験に供した後、リング型焼結磁石体の内径部分に、それぞれ直径３２．９ｍｍのＳＵＳ３０４製の接着強度測定用ヨークを接着し、１０ヶの本発明の接合構造体を作製した。この接合構造体はシリコーン系接着剤（東レ・ダウコーニング製 ＳＥ１７５０）を用い１５０℃×９０分加熱硬化した。
３０℃×７０％は熊谷市における２００４年〜２００６年までの６月から８月までの平均気温と平均湿度 ２５．４℃、７０．６％から決定した。
０時間から５００時間経過までのＳｎＣｕめっきの表面酸化の変化を図３に示した。
接着後について５ヶ、８０℃×９０％×２４時間の耐湿試験後に５ヶそれぞれ圧縮せん断強度を測定した。
せん断強度の測定結果は５ヶの平均とした。
その結果、接着後のせん断強度は４．９Ｍｐａであった。耐湿試験後のせん断強度は４．８Ｍｐａであり、せん断強度の低下はほとんど無かった。目視確認の結果、剥離面は接着後についても、耐湿試験後についても接着剤の全面凝集破壊となった。
前記リング型焼結磁石体について３０℃×７０％×０時間、２４時間、２５０時間、５００時間経過後の表面分析をＥＳＣＡ（島津−８５０）にて分析した。
分析結果を表３に示した。
０時間から５００時間まで、表面酸化が進むことはなかった。 ＳｎＣｕメッキの安定した耐酸化性により腐食環境に暴露した場合にも、接着強度の低下が少ないと考えられる。
【００６７】
【表３】
【００６８】
（実施例１６）
公知の方法で、（Ｎｄ，Ｄｙ）2（Ｆｅ）14Ｂ型金属間化合物を主相とするＮｄ−Ｄｙ−Ｆｅ−Ａｌ−Ｂ系のラジアル配向を持つリング型焼結磁石体を作成した。この永久磁石体の室温における磁気特性はＢｒ＝１．２Ｔ（１２ｋＧ），Ｈｃｊ＝１９８９ｋＡ／ｍ（２５ｋＯｅ），（ＢＨ）ｍａｘ＝２８０ｋＪ／ｍ3（３５ＭＧＯｅ）であった。
前記リング型焼結磁石体に加工を施し外径４０ｍｍ×内径３３ｍｍ×高さ１３．５ｍｍの磁石素材を得た。防錆剤に浸漬し乾燥後、実施例１と同じ条件でめっきを施し、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｎｉ３層めっき皮膜（各層の膜厚は実施例１と同じ）の上層に膜厚１μｍのＳｎＣｕ合金めっき皮膜を有するリング型焼結磁石体を得た。ＳｎＣｕ合金めっき皮膜の膜厚については、磁石の内径部分を測定した。
前記リング型焼結磁石体を８０℃×９０％×２４時間の耐湿性試験に供した後、リング型焼結磁石体の内径部分に、それぞれ直径３２．９ｍｍのＳＵＳ３０４製の接着強度測定用ヨークを接着し、１０ヶの本発明の接合構造体を作製した。この接合構造体はシリコーン系接着剤（東レ・ダウコーニング製 ＳＥ１７５０）を用い１５０℃×９０分加熱硬化した。
接着後について５ヶ、８０℃×９０％×２４時間の耐湿試験後に５ヶそれぞれ圧縮せん断強度を測定した。
せん断強度の測定結果は５ヶの平均とした。
その結果、接着後のせん断強度は５．０Ｍｐａであった。耐湿試験後のせん断強度は４．９Ｍｐａであり、せん断強度の低下はほとんど無かった。目視確認の結果、剥離面は接着後についても、耐湿試験後についても接着剤の全面凝集破壊となった。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、接着剤を用いて他部材と接着後、耐湿性試験を行っても、接着強度の低下が少ないめっき皮膜を有する希土類系永久磁石を提供できる点、特に、リング形状の磁石をシリコーン系接着剤を用いて接着した場合においても、接着時の割れも無く、長期に信頼できる接着改善効果を有する接合構造体を提供できる点において産業上の利用可能性が大である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】接着強度測定治具を示す上面図及び側面図
【図２】圧縮せん断強度測定時の様子を示す斜視説明図
【符号の説明】
【００７１】
1 接着強度測定用ヨーク
2 リング型焼結磁石体
3 接着強度測定治具
【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石であって、めっき皮膜の最表層が膜厚０．１μｍ以上３μｍ以下のＳｎＣｕ合金めっき皮膜であり、前記ＳｎＣｕ合金めっき皮膜の組成は、Ｓｎが３５ｍａｓｓ％以上５５ｍａｓｓ％以下で残部が実質的にＣｕであり、前記ＳｎＣｕ合金めっき皮膜の下層に少なくとも１層以上のＣｕめっき皮膜を含む2層以上のめっき皮膜を有することを特徴とする、希土類系永久磁石。
【請求項２】
前記ＳｎＣｕ合金めっき皮膜の上層にさらに化成処理皮膜を有することを特徴とする、請求項１に記載の希土類系永久磁石。
【請求項３】
請求項１または２記載の希土類系永久磁石にシリコーン系接着剤を介して他部材を接合した接合構造体。
【請求項４】
前記希土類系永久磁石の形状がリング形状であることを特徴とする、請求項３記載の接合構造体。
【請求項５】
希土類系永久磁石体表面に少なくとも１層以上のＣｕめっき皮膜含む2層以上のめっき皮膜を成膜し、該１層以上のＣｕめっき皮膜を含む2層以上のめっき皮膜上に、膜厚０．１μｍ以上３μｍ以下で組成がＳｎが３５ｍａｓｓ％以上５５ｍａｓｓ％以下であり残部が実質的にＣｕであるＳｎＣｕ合金めっき皮膜を成膜することを特徴とする、希土類系永久磁石の製造方法。
【請求項６】
前記１層以上のＣｕめっき皮膜を含む2層以上のめっき皮膜に対し、ＳｎＣｕめっき成膜の前の工程で塩酸または硫酸による前処理を行った後、前記ＳｎＣｕ合金めっき皮膜を成膜することを特徴とする、請求項５記載の希土類系永久磁石の製造方法。
【請求項７】
前記ＳｎＣｕ合金めっき皮膜上にさらにリン酸またはリン酸塩による化成処理を施すことを特徴とする、請求項５または６記載の希土類系永久磁石の製造方法。
【請求項１】
積層めっき皮膜を有する希土類系永久磁石であって、めっき皮膜の最表層が膜厚０．１μｍ以上３μｍ以下のＳｎＣｕ合金めっき皮膜であり、前記ＳｎＣｕ合金めっき皮膜の組成は、Ｓｎが３５ｍａｓｓ％以上５５ｍａｓｓ％以下で残部が実質的にＣｕであり、前記ＳｎＣｕ合金めっき皮膜の下層に少なくとも１層以上のＣｕめっき皮膜を含む2層以上のめっき皮膜を有することを特徴とする、希土類系永久磁石。
【請求項２】
前記ＳｎＣｕ合金めっき皮膜の上層にさらに化成処理皮膜を有することを特徴とする、請求項１に記載の希土類系永久磁石。
【請求項３】
請求項１または２記載の希土類系永久磁石にシリコーン系接着剤を介して他部材を接合した接合構造体。
【請求項４】
前記希土類系永久磁石の形状がリング形状であることを特徴とする、請求項３記載の接合構造体。
【請求項５】
希土類系永久磁石体表面に少なくとも１層以上のＣｕめっき皮膜含む2層以上のめっき皮膜を成膜し、該１層以上のＣｕめっき皮膜を含む2層以上のめっき皮膜上に、膜厚０．１μｍ以上３μｍ以下で組成がＳｎが３５ｍａｓｓ％以上５５ｍａｓｓ％以下であり残部が実質的にＣｕであるＳｎＣｕ合金めっき皮膜を成膜することを特徴とする、希土類系永久磁石の製造方法。
【請求項６】
前記１層以上のＣｕめっき皮膜を含む2層以上のめっき皮膜に対し、ＳｎＣｕめっき成膜の前の工程で塩酸または硫酸による前処理を行った後、前記ＳｎＣｕ合金めっき皮膜を成膜することを特徴とする、請求項５記載の希土類系永久磁石の製造方法。
【請求項７】
前記ＳｎＣｕ合金めっき皮膜上にさらにリン酸またはリン酸塩による化成処理を施すことを特徴とする、請求項５または６記載の希土類系永久磁石の製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００８−１４７６４２（Ｐ２００８−１４７６４２Ａ）
【公開日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２９６５９３（Ｐ２００７−２９６５９３）
【出願日】平成１９年１１月１５日（２００７．１１．１５）
【出願人】（０００００５０８３）日立金属株式会社 (2,051)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月１５日（２００７．１１．１５）
【出願人】（０００００５０８３）日立金属株式会社 (2,051)
【Ｆターム（参考）】
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