專利名稱：改善了耐蝕性的稀土元素/過渡金屬系永久磁體及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種R-TM-B系永久磁體，通過在磁體上電鍍，一層具有細(xì)小晶粒尺寸的銅電鍍層以顯著改善其耐蝕性。
隨著電氣，電子設(shè)備的高性能化，小型化，對(duì)作為其中一種部件的永久磁體的類似的要求日趨強(qiáng)烈。過去最強(qiáng)的永久磁體是稀土元素/鈷(R-Co)系磁體，但是，近年來，一種更強(qiáng)的R-TM-B系永久磁體已被投入實(shí)用(特開昭59-46008)。這里，R為包括Y(釔)在內(nèi)的一種或多種稀土元素，TM是包括典型元素Fe和Co在內(nèi)的一種或多種過渡金屬，其中一部分可被任何別的金屬元素或非金屬元素置換。B是硼。
但是，R-TM-B系永久磁體有極易生銹的問題。因此，為了改善其耐蝕性，采取了在永久磁體表面設(shè)置抗氧化保護(hù)層以改善其耐蝕性。
對(duì)于保護(hù)層的種類，人們提出如鎳電鍍層，抗氧化樹脂，鋁離子鍍層等等。特別是鎳電鍍層以其在改善R-TM-B系永久磁體的耐蝕性方面處理簡(jiǎn)便而有效，受到公眾注目(特開昭60-54406)。與抗氧化樹脂相比較，鎳電鍍層具有表面保護(hù)層的機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)異，保護(hù)層自身幾乎不吸濕等優(yōu)點(diǎn)。
然而，鎳電鍍層的處理方法，由于電鍍電流易于集中在磁體的拐角等外周部分，因此在這些部位的保護(hù)層相對(duì)較厚，同時(shí)，由于電鍍電流難以流過內(nèi)孔和外周邊部分，因此，在這些部位的保護(hù)層相對(duì)較薄。由于這種傾向，不可能期望只用鎳電鍍法獲得足夠均勻的膜厚，特別是對(duì)如園柱形等異形的磁體，鎳電鍍層幾乎不可能被涂覆到內(nèi)周邊表面。
為了解決膜厚均一性問題，迄今為止，人們提出以銅電鍍層為基層，在其上設(shè)置鎳電鍍層的方法(特開昭62-236345，和特開昭64-42805等)。
電鍍?cè)“ㄇ杌~浴和以磷酸酯為主要組分的堿性有機(jī)酸銅浴。這些電鍍?cè)〉膬?yōu)點(diǎn)在于，不發(fā)生Cu的置換作用，可直接在R-TM-B系永久磁體表面電鍍，因?yàn)樗鼈儾话l(fā)生銅的置換作用。
這里，所謂“置換作用”，是指在電化學(xué)序列上位于前列的金屬，在浸漬于在電化學(xué)序列上位于該金屬后面的金屬的鹽溶液中時(shí)，被浸漬的金屬溶解，而溶液中的金屬由離子狀態(tài)被還原析出，形成表面膜。例如，比Nd，F(xiàn)e在電化學(xué)序列上位于前列的金屬包括Cr18-8不銹鋼(活態(tài))，Pb，Sn，Ni(活態(tài))，黃銅，Cu青銅，Cu-Ni，Ni(鈍態(tài))，18-8不銹鋼(鈍態(tài))，AgCr，Au，Pt等等，可按照需要從中選擇合適的金屬。
另外，光亮鍍被廣泛使用，因其針孔少而耐蝕性高。這里，所謂“光亮”是指表面的微觀平整狀態(tài)。為了得到光亮的表面，常規(guī)上從鍍層的殘余應(yīng)力和硬度方面選擇適宜的光亮劑，或者用所謂的光亮電流密度緩慢地作用于電解反應(yīng)。
然而，不管有無電解，常規(guī)的電鍍銅的一個(gè)缺點(diǎn)是銅鍍層在空氣中易于變色，并可能造成表面氧化。換言之，在銅鍍層上的鎳鍍層對(duì)于保持耐蝕性是必不可少的。但是由氰化銅浴和以磷酸為主要組分的堿性有機(jī)酸銅浴得到的銅鍍層，其表面形態(tài)如

圖13所示，具有大小為10-50μm的幾乎園形的胞狀晶結(jié)構(gòu)，同樣如圖14所示，形成晶粒大小為0.5-2μm的略為粗雜的結(jié)構(gòu)。特別地，在圖14中，存在有從左上部開始的橫向尖銳裂縫。另外，圖13的照片為放大500倍，圖14的照片放大10,000倍。
因此，由于銅鍍層呈胞狀晶結(jié)構(gòu)并具有如上的表面粗糙度，即使在銅鍍層基層上鍍覆鎳鍍層，其形成的保護(hù)層如圖15所示，仍呈胞狀晶結(jié)構(gòu)，表面粗糙度為1-5μm，這導(dǎo)致了在鎳鍍層胞狀晶結(jié)構(gòu)的邊界部位形成針孔，耐蝕性惡化。要避免上述情況中針孔的不利影響，又產(chǎn)生了另一個(gè)問題，保護(hù)層厚度必須增加。這種情況下，用一激光顯微鏡掃描圖15的中心線所示的位置，以測(cè)定其不平整度。參見圖15，以上部的0μm的破線為基準(zhǔn)，在5.28μm的破線之間存在不平整的截面線。使用激光顯微鏡附設(shè)的計(jì)算器也可表示出它的平均深度(DEPTH)。在圖15的情況下，DEPTH為4.72μm。
進(jìn)而，在光亮鍍的情況，存在必須根據(jù)情況選擇最適宜的光亮劑的問題，或者以犧牲生產(chǎn)率為代價(jià)按照電鍍時(shí)間選擇光亮電流密度范圍等問題。另外，因?yàn)楣饬羷┲泻辛?S)，這便有另一個(gè)問題，即如果不考慮光亮劑與基質(zhì)，或者與鍍層的關(guān)系，可能形成電化學(xué)的局部腐蝕電池，結(jié)果造成耐蝕性下降。
因此，本發(fā)明的目的在于提供組織簡(jiǎn)單高度可靠的耐蝕性好的R-TM-B系永久磁體。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，上述目的可通過在磁體表面覆蓋一導(dǎo)電性底層，然后由焦磷酸銅浴鍍覆一銅鍍層而實(shí)現(xiàn)。詳細(xì)描述如下。
即使鍍層厚度在5μm的數(shù)量級(jí)，即使它不象常規(guī)要求的那樣厚，采用焦磷酸銅浴鍍覆的銅鍍層的表面不呈胞狀晶結(jié)構(gòu)，并極為平整，且如圖11所示(放大10,000倍)，具有晶粒大小不大于0.9μm的精細(xì)結(jié)構(gòu)。因此，鍍覆在銅電鍍底層上的鎳鍍層如圖12所示，表面不平整度不大于1μm，是極為光滑的。人們相信，鎳鍍層表面的針孔的數(shù)目，由于如此高的平整度，被顯著地減少了。此外，所謂“表面不平整度”是指在由激光顯微鏡確定的長(zhǎng)度范圍內(nèi)，激光光束掃描時(shí)表面起伏的峰與峰之間的深度，通常用激光顯微鏡的DEPTH數(shù)值來表示。與圖15中現(xiàn)有技術(shù)的DEPTH為4.72μm相比，圖12中DEPTH為0.48μm意味著表面不平整度是極小的。
如上所述，本發(fā)明旨在改善鐵/稀土元素永久磁體的耐蝕性，例如R-TM-B系永久磁體，其在耐蝕性方面至今存在著問題，本發(fā)明通過焦磷酸銅浴鍍覆銅鍍層以改善耐蝕性。在本發(fā)明中，通過焦磷酸銅浴鍍銅，即使不添加光亮劑，也可得到表面光滑的鍍層。按照實(shí)際情況，在鍍銅時(shí)，也可同時(shí)使用巰噻唑光亮劑。
本發(fā)明的焦磷酸銅鍍層，導(dǎo)電性，柔軟性，延展性優(yōu)異，鍍層的覆蓋性較高。此外，所謂“鍍層覆蓋性”是指鍍層被覆底層的能力。例如，該能力代表在燒結(jié)型永久磁體的深凹部，園柱形磁體的內(nèi)表面等電流密度低的位置，鍍層沉積在這些位置的能力。
采用焦磷酸銅浴鍍銅的電流密度優(yōu)選1-5A/dm2的范圍。此外，銅鍍層的膜厚必須在2-20μm范圍內(nèi)，優(yōu)選10-15μm范圍。
在采用焦磷酸銅浴鍍銅之前，必須被覆一導(dǎo)電性保護(hù)性底層，其理由在于，與氰化銅浴和以磷酸酯為主要組分的堿性有機(jī)酸銅浴不一樣，焦磷酸銅浴具有銅的置換作用。如果R-TM-B系永久磁體直接浸漬于焦磷酸銅浴中，由于與磁體的置換鍍覆作用，將在鍍層和磁體之間形成一相當(dāng)薄且粘附很差的銅膜，因此，需要設(shè)置一由金屬膜構(gòu)成的底層作為保護(hù)層，以防止置換鍍覆的發(fā)生而提高粘附力。偶而，在粘附很差的地方，在永久磁體下表面的邊界處觀察不到擴(kuò)散層。
可用于底層的各類金屬膜能在R-TM-B系永久磁體直接鍍覆的鎳鍍層，無電銅鍍層，采用氰化銅浴的銅鍍層，以及采用以磷酸酯為主要組分的堿性有機(jī)酸銅浴的銅鍍層。特別優(yōu)選鎳電鍍層，因?yàn)殄円悍€(wěn)定性優(yōu)良。鎳鍍?cè)〉姆N類可采用瓦特(Watt)浴，氨基磺酸浴，和氨浴。電流密度優(yōu)選1-10A/dm2，底層的膜厚優(yōu)選0.1-10μm。
上述的底層，并不一定必須是金屬，只要具有導(dǎo)電性，且與永久磁體表面的涂覆粘附性很好，除金屬以外的例如有機(jī)金屬膜，導(dǎo)電塑料，導(dǎo)電陶瓷等均可采用。之所以需要底層導(dǎo)電，是由于其上的銅鍍層是通過電鍍作用沉積的。
此外，上述所謂底層與永久磁體表面的鍍覆粘附性好，是指與鐵/稀土元永久磁體的主要構(gòu)成元素鐵，稀土元素相比，底層組分的離子化傾向更低的電化學(xué)要求。
進(jìn)一步，可用焦磷酸銅浴在銅層上鍍覆一保護(hù)層。
鎳鍍層，無電Ni-P涂層，鎳合金鍍層任何一種作為保護(hù)層用均有效。鎳鍍層可使用瓦特(Watt)浴，氨基磺酸浴，氨浴，優(yōu)選電流密度范圍為1-5A/dm2，鎳鍍層的膜厚必須在2-20μm的范圍內(nèi)，優(yōu)選5-10μm。其它方法，無電Ni-P層或鎳合金鍍層如Ni-Co，Ni-Fe和Ni-P可以涂覆，在這種情況下，銅鍍層上的金屬保護(hù)層的膜厚必須在2-20μm的范圍，優(yōu)選5-10μm的范圍。
涂層的總厚度宜在10-25μm的范圍。
除了前面所述的，本發(fā)明的保護(hù)層，可以是化合物涂層，如金屬包層，鐵氧化物，稀土元素氧化物，而且，也可用電子束輻照使表面改性。此外，本發(fā)明的保護(hù)層，也可由無機(jī)材料(玻璃，鉻酸鹽，二氧化硅，氮化物，碳化物，硼化物，氧化物或等離子聚合物膜，鞣制膜，黑色染料，金剛石膜，磷酸處理膜)，或者有機(jī)材料(與金屬粉混合的樹脂層，在金屬基質(zhì)中含有玻璃的物體，樹脂膜，PPX，碳酸，金屬皂，銨鹽，胺，有機(jī)硅化合物，電涂層)構(gòu)成。
本發(fā)明中使用的鐵/稀去元素系永久磁體包括R(R為包括Y的-種或多種稀土元素)為5-40％(重量)，TM(TM為包括鐵的一種或多種過渡金屬)為50-90％(重量)，和B(硼)為0.2-8％(重量)的一種R-TM-B系磁體，一種鐵/稀土元素/氮系磁體，一種鐵/稀土元素/碳系磁體，等等。
在本發(fā)明中采用R-TM-B系永久磁體的情況下，根據(jù)添加的目的，包括Fe，Co，Ni等的一部分TM可由以下元素取代，如Ga，Al，Ti，V，Cr，Mn，Zr，Hf，Nb，Ta，Mo，Ge，Sb，Sn，Bi和Ni。本發(fā)明對(duì)任何R-TM-B系磁體均適用。此外，制造方法可由燒結(jié)法，溶液急冷法或?qū)θ芤杭崩浞ㄗ饕欢ㄐ薷牡姆椒ㄖ羞x擇。
關(guān)于涂覆前的預(yù)處理，優(yōu)選使用酸溶液以去除加工變質(zhì)層及改進(jìn)鍍前的活性化。雖然硫酸和鹽酸等強(qiáng)酸對(duì)預(yù)處理有效，但要求分二步進(jìn)行預(yù)處理工藝，第一步用2-10％(體積)的硝酸浸蝕，第二步用10-30％(體積)的醋酸和5-10％(體積)的過氧化氫的混合酸浸蝕。然后，進(jìn)行金屬膜底層的涂覆處理。
圖1是本發(fā)明的銅鍍層的X-射線衍射圖。
圖2是比較例的X-射線衍射圖。
圖3是本發(fā)明的在銅鍍層上進(jìn)一步鍍鎳的鎳鍍層的X-射線衍射圖。
圖4是比較例的X-射線衍射圖。
圖5是本發(fā)明的鍍鎳然后用焦磷酸銅浴鍍銅二步處理得到的膜橫截面金屬組織照片，用掃描電解1000倍拍攝的。
圖6是類似圖5的照片，但放大3,000倍。
圖7是作為比較例用焦磷酸銅浴一步法直接鍍銅時(shí)，鍍層橫截面的金屬結(jié)構(gòu)照片，由掃描電子顯微鏡拍攝，放大1,000倍。
圖8是類似圖7的照片，但放大3,000倍。
圖9是作為比較例，先用一沖擊法鍍鎳然后用含磷酸酯為主要組分的堿性有機(jī)酸銅浴時(shí)，鍍層橫截面的金屬結(jié)構(gòu)照片，由掃描電子顯微鏡拍攝，放大1,000倍。
圖10是類似于圖9的照片，但放大3,000倍。
圖11是用本發(fā)明的焦磷酸銅浴鍍覆時(shí)銅鍍層表面的金屬結(jié)構(gòu)照片，由掃描電子顯微鏡拍攝。
圖12是用本發(fā)明的焦磷酸銅浴鍍銅，然后在其上鍍覆的鎳鍍層表面的金屬結(jié)構(gòu)，由激光顯微鏡拍攝。
圖13是作為比較例，使用含磷酸酯為主要組分的堿性有機(jī)酸銅浴時(shí)，銅鍍層表面的照片，由掃描顯微鏡拍攝，放大500倍。
圖14是作為比較例，使用含磷酸酯為主要組分的堿性有機(jī)酸銅浴時(shí)，銅鍍層表面的照片，由掃描電子顯微鏡拍攝，放大10,000倍。
圖15是作以比較例，先用含磷酸鹽為主要組分的堿性有機(jī)酸銅浴鍍銅，然后鍍鎳時(shí)，鎳鍍層表面的照片，由激光顯微鏡拍攝。實(shí)施例1用電弧熔融法得到組分為Nd(Fe0.7Co0.2B0.07Ga0.03)6.5的合金，將得到的合金塊用搗碎機(jī)和園盤機(jī)粗碎，然后以氮?dú)庾鳛榉鬯榻橘|(zhì)用噴氣機(jī)進(jìn)行精細(xì)粉碎，得粒徑為3.5μm的精細(xì)粉末(FSSS)。
將得到的原料粉在15KOe的橫磁場(chǎng)中壓力成型，成型壓力為2噸/cm2。所得的成型體在真空中于1090℃燒結(jié)2小時(shí)，然后將燒結(jié)體切塊，每塊尺寸為18×10×6mm。將每個(gè)燒結(jié)體在氬氣氛中于900℃保溫2小時(shí)，急冷后，在氬氣氛中于600℃保溫1小時(shí)。如此得到的試樣，作為鍍前預(yù)處理，用5％(體積)的硝酸進(jìn)行第一次浸蝕；然后用10％(體積)的過氧化氫和25％(體積)的乙酸進(jìn)行第二次浸蝕。其后，在表1所示的操作條件下，進(jìn)行各種表面處理后得到表1所示涂層厚度值。
表1
如表1所示的試樣，在80℃90％RH(相對(duì)濕度)的條件下進(jìn)行500小時(shí)的耐濕試驗(yàn)，和在35℃5％NaCl的條件下進(jìn)行100小時(shí)的鹽霧試驗(yàn)。結(jié)果如表2所示。必須注意，本發(fā)明實(shí)施例中的銅鍍層的平均粒徑為0.5μm，鍍鎳表面不平整度為0.5μm表2
*本發(fā)明實(shí)施例**比較例樣品在表2中，耐濕試驗(yàn)的結(jié)果表明了試樣外觀的變化，鹽霧試驗(yàn)的結(jié)果表明了產(chǎn)生紅銹的時(shí)間。
人們從表2可知，本發(fā)明的永久磁體與現(xiàn)有技術(shù)的磁體相比，顯著地改善了耐蝕性。
圖1和圖3表示本發(fā)明的鍍層的X-射線衍射圖，圖2和圖4表示比較例的鍍層的X-射線衍射圖。圖1和圖3分別與圖2和圖4相比。特定地，圖1是本發(fā)明的用焦磷酸銅浴鍍銅時(shí)銅鍍層的X-射線衍射圖，圖2作為比較例，是用含磷酸酯為主要組分的堿性有機(jī)酸銅浴鍍覆時(shí)銅鍍層的X-射線衍射圖。
人們發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的鍍層的X-射線衍射強(qiáng)度尖銳且大。這意味著依本發(fā)明得到的鍍層具有致密的結(jié)構(gòu)，其晶粒沿一個(gè)方面均勻生長(zhǎng)。
同樣，圖3表示本發(fā)明的用焦磷酸銅浴鍍銅，然后在其中鍍鎳時(shí)，鎳鍍層的X-射線衍射圖。圖4作為比較例，用含磷酸酯為主要組分的堿性有機(jī)酸銅浴鍍銅，然后在其上鍍鎳時(shí)，鎳鍍層的X-射線衍射圖。由圖3可知，本發(fā)明的鍍層的X-射線衍射強(qiáng)度尖銳且大，這意味著依本發(fā)明得到的鍍層，具有致密的結(jié)構(gòu)，其晶粒沿一個(gè)方向均勻生長(zhǎng)。人們相信，這是由于用焦磷酸浴得到的銅底層是沿一個(gè)方向均勻生長(zhǎng)的(如上所述)，因此，覆蓋在其上的鎳鍍層也按照底層的方式生長(zhǎng)。實(shí)施例2與實(shí)施例1相同，在上述表3所示的條件下，制備永久磁體。按照本發(fā)明的方法鍍覆試樣1(即在Nd-Fe-B磁體的表面由沖擊電鍍法鍍覆鎳底層，然后用焦磷酸銅浴鍍覆銅鍍層)，試樣2用含磷酸酯為主要組分的堿性有機(jī)酸銅浴在Nd-Fe-B磁體的表面鍍銅，然后用水清洗，試樣3用焦磷酸銅浴直接在Nd-Fe-B磁體表面鍍銅。試樣2和3系比較例。然后，用掃描電子顯微鏡觀察這些試樣的鍍層橫截面。圖5，7和9的照片為放大1,000倍拍攝的，圖6，8和10的照片是放大3,000倍拍攝的。
圖5和6表示本發(fā)明的鍍層。人們由這些照片發(fā)現(xiàn)，這些鍍層致密，平均粒徑為0.5μm，其晶粒沿一個(gè)方向均勻生長(zhǎng)。相反，由圖7和8可發(fā)現(xiàn)，比較例中的鍍層為粗糙的柱狀晶，平均粒徑為2.0μm，并垂直于Nd-Fe-B磁體的表面晶粒沿不同的或各自的方向單獨(dú)生長(zhǎng)，以致它們互相撞擊，形成了晶界。這些晶界在表面形成二重或三重點(diǎn)，生成了諸如針孔之類的引起耐蝕性下降的缺陷。此外，這些晶界還殘留有內(nèi)應(yīng)力?？傊鲜鼍Ы绲拇嬖趶哪臀g性觀點(diǎn)來看顯然是不希望的。圖9和10的比較例表示，采用焦磷酸銅浴的銅鍍層適于提供精細(xì)的晶粒，但不包括由沖擊電鍍法得到的作為導(dǎo)電性底層的鎳鍍層。在打底的Nd-Fe-B磁體的上層，可見由于不存在置換電鍍而產(chǎn)生的不規(guī)則污損，這些污損看上去與孔相類似。這似乎可認(rèn)為，在制造試樣的斷面時(shí)，在研磨工序中由于粘附力較弱而造成的鍍層的部分段落。盡管與比較例的圖7和8相比，已有很大改善，但仍將看到，用焦磷酸銅浴直接在磁體的表面鍍銅時(shí)，仍然生長(zhǎng)平均粒徑為2.0μm的相對(duì)粗糙的晶粒。
進(jìn)而，觀察如圖1-4的X-射線衍射圖，在依本發(fā)明方法的圖5、6的鍍層上，可觀察到具有尖銳峰強(qiáng)度的銅。這支持了這樣的事實(shí)，依本發(fā)明的鍍覆步驟得到取向性極為優(yōu)異的柱狀銅晶粒，如同采用焦磷酸銅浴在合適的導(dǎo)電性底層上鍍覆銅層一樣。
表3
*本發(fā)明的實(shí)施例**比較例實(shí)施例3用電弧熔融法制得與實(shí)施例1相同組分的合金，將得到的合金錠用搗碎機(jī)和園盤粉碎機(jī)粗粉碎，然后用氮?dú)鉃榉鬯榻橘|(zhì)的噴氣粉碎機(jī)進(jìn)行精粉碎，得粒徑為3.5μm的精細(xì)粉末(FSSS)。
將得到的材料粉末充填到外徑9mm，內(nèi)徑25mm，高度為15mm的金屬模中，取向沿徑向，在15Kg/mm2的壓力壓縮成形得成形體。該成形體在真空中于1090℃燒結(jié)2小時(shí)。燒結(jié)體在氬氣氛中于900℃保溫2小時(shí)，急冷后，在氬氣氛中保持在600℃的溫度上。那么將所得的試樣與實(shí)施例1相類似的方式鍍覆。即，在如下表4所示的鍍覆條件下，一邊改變鍍覆條件，一面用卡尺測(cè)量園柱狀磁體的外徑，在保持園柱體外徑部位的鍍層厚度在表5所示的值的情況下，按照鍍覆條件進(jìn)行各種表面處理。表6表示在確定的條件下進(jìn)行涂覆所得到的，園柱體內(nèi)徑的鍍膜的厚度。表4到表6中試樣序號(hào)是互相對(duì)應(yīng)的。
表4
*本發(fā)明的實(shí)施例**比較例表5
*本發(fā)明的實(shí)施例**比較例表6
*本發(fā)明的實(shí)施例**比較例對(duì)于表4～6所示的試樣，在80℃90％RH條件下進(jìn)行500小時(shí)的耐濕試驗(yàn)及在35℃5％NaCl中進(jìn)行100小時(shí)的鹽霧試驗(yàn)，結(jié)果示于表7。
表7
*本發(fā)明的實(shí)施例**比較例在表7中，耐濕試驗(yàn)的結(jié)果表示試樣外觀發(fā)生的改變，鹽水噴霧試驗(yàn)的結(jié)果表示產(chǎn)生紅銹的時(shí)間。
由表7可知，按照現(xiàn)有發(fā)明的具有園柱形狀永久磁體，與過去工藝的磁體相比，在抗蝕性方面同樣有顯著改善。這對(duì)其在工業(yè)上的應(yīng)用具有極大的意義。如前所述，因?yàn)閳@柱體狀磁鐵可進(jìn)行滿意的均勻鍍覆，所以可以在不損壞磁特性的情況下，對(duì)如主軸電動(dòng)機(jī)伺服電動(dòng)機(jī)機(jī)械聲圈電動(dòng)機(jī)(VCM)等線性電動(dòng)機(jī)等等，廉價(jià)地提供穩(wěn)定性高，膜薄的鍍層。
實(shí)施例4與實(shí)施例1相似，試樣在如表8-11所示的鍍覆條件的不同的組合情況下進(jìn)行測(cè)試。
表8
(接上表)
*本發(fā)明的實(shí)施例表9
(接上表)
*本發(fā)明的實(shí)施例表10
**比較例表11
**比較例表8-11所示的試樣，在80℃90％RH條件下進(jìn)行耐濕試驗(yàn)，在35℃5％NaCl中進(jìn)行100小時(shí)鹽霧試驗(yàn)，在119.6℃、100％RH，2大氣壓下進(jìn)行100小時(shí)的蒸氣加壓試驗(yàn)(PCT)，以及進(jìn)行磁體表面和鍍層的粘附強(qiáng)度試驗(yàn)。粘附強(qiáng)度試驗(yàn)用兩種方式進(jìn)行，即，用Guad Group公司制造的Sebastion 1型粘附力試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，用JIS(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))規(guī)定的棋盤式試驗(yàn)(正交試驗(yàn))進(jìn)行目視評(píng)價(jià)。在正交試驗(yàn)的欄目中。O標(biāo)記表示鍍層無剝離，X標(biāo)記表示鍍層全部剝離。
結(jié)果如下表12，13所示，由此可知，本發(fā)明的鍍層對(duì)各種類型的耐蝕試驗(yàn)都顯示了極高的耐蝕性。
表12-1
表13-1
在表12和13中，耐濕試驗(yàn)的結(jié)果表明試樣外觀的變化，鹽霧試驗(yàn)的結(jié)果表明是否開始銹蝕，蒸氣加壓試驗(yàn)結(jié)果表明是否鍍層有剝離。
由表12，13可知，本發(fā)明的永久磁體與現(xiàn)有技術(shù)的磁體相比，耐蝕性顯著改善。實(shí)施例5與實(shí)施例1類似，試樣在如表14所示的鍍覆條件的不同的組各情況下進(jìn)行測(cè)試。
表14
表14所示的試樣，在80℃，90％RH條件下進(jìn)行耐濕試驗(yàn)1,000小時(shí)，在35℃5％NaCl溶液中進(jìn)行鹽霧試驗(yàn)100小時(shí)，在119.6℃，100％，2大氣壓RH條件下進(jìn)行蒸氣加壓試驗(yàn)(PCT)100小時(shí)，以及進(jìn)行磁體表面和鍍層的粘附強(qiáng)度試驗(yàn)。粘附強(qiáng)度用兩種方式進(jìn)行，即，用Quad Group公司制造的Sebastion 1型粘附力試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，用JIS規(guī)定的棋盤式試驗(yàn)(正交試驗(yàn))進(jìn)行目視評(píng)價(jià)。在正交試驗(yàn)中，O標(biāo)記表示鍍層無剝離，X標(biāo)記表示鍍層全部剝離。
結(jié)果如表15所示，由此可知，本發(fā)明的鍍層對(duì)所有的耐蝕試驗(yàn)顯示了極高的耐蝕性。
表15-1
*本發(fā)明的實(shí)施例表15-2
*本發(fā)明實(shí)施例實(shí)施例6與實(shí)施例5類似，試樣在如表16所示的鍍覆條件的不同的組合情況下進(jìn)行測(cè)試。
表16
(接上表)
表16所示的試樣，在80℃，90％KH條件下進(jìn)行500小時(shí)耐濕試驗(yàn)，按照ASTM D-1001-64的剪切強(qiáng)度試驗(yàn)法進(jìn)行粘附力試驗(yàn)。粘結(jié)劑采用日本LOCK Tight公司制造的326UV型粘結(jié)劑，于室溫下固化24小時(shí)。測(cè)試中的拉伸速率定為5mm/min。試驗(yàn)結(jié)果如下表17所示。注意，第18號(hào)試樣的粘附強(qiáng)度也列于其中以供比較。
表17
*本發(fā)明的實(shí)施例由表17可知，在鉻酸鹽處理后，浸漬鍍層于堿性溶液中可提高粘附力。
由上述明顯可見，按照本發(fā)明，主要由一種或多種稀土元素和鐵組成的磁體，耐蝕性有相當(dāng)?shù)母纳?，這是以前任何涂覆工藝完全不可能實(shí)現(xiàn)的。特別是，不使用任何光亮劑，僅僅通過薄的鍍層而獲得滿意的耐蝕性，這是任何常規(guī)涂覆技術(shù)都不可期望的突出的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種改善了耐蝕性的稀土元素/過渡金屬系永久磁體，其中在稀土元素/過渡金屬系永久磁體的表面含有包括釔的一種或多種稀土元素，過渡金屬主要包括鐵，其表面涂覆有導(dǎo)電性底層，在該底層上鍍覆有平均粒經(jīng)不大于0.9μm的銅鍍層。
2.權(quán)利要求1的一種改善了耐蝕性的稀土元素/過渡金屬系永久磁體，其中該銅鍍層中的銅的(111)晶面的X-射線衍射強(qiáng)度不小于6KCPS。
3.權(quán)利要求1的一種改善了耐蝕性的稀土元素/過渡金屬系永久磁體，其中該銅鍍層的晶粒結(jié)構(gòu)沿一個(gè)方向生長(zhǎng)。
4.權(quán)利要求2的一種改善了耐蝕性的稀土元素/過渡金屬系永久磁體，其中該銅鍍層的晶粒結(jié)構(gòu)沿一個(gè)方向生長(zhǎng)。
5.權(quán)利要求1的一種改善了耐蝕性的稀土元素/過渡金屬系永久磁體，其中該底層可任意為鎳鍍層，無電銅鍍層，采用氰化銅浴的銅鍍層，采用含磷酸酯為主要組分的堿性有機(jī)酸銅浴的銅鍍層。
6.權(quán)利要求2的一種改善了耐蝕性的稀土元素/過渡金屬系永久磁體，其中該底層可任意為鎳鍍層，無電銅鍍層，采用氰化銅浴的銅鍍層，采用含磷酸酯為主要組分的堿性有機(jī)酸銅浴的銅鍍層。
7.權(quán)利要求3的一種改善了耐蝕性的稀土元素/過渡金屬系永久磁體，其中該底層可任意為鎳鍍層，無電銅鍍層，采用氰化銅浴的銅鍍層，采用含磷酸酯為主要組分的堿性有機(jī)酸銅浴的銅鍍層。
8.一種改善了耐蝕性的稀土元素/過渡金屬系永久磁體，其中在稀土元素/過渡金屬系永久磁體的表面含有包括釔的一種或多種稀土元素，過渡金屬主要包括鐵，其表面涂覆有導(dǎo)電性底層，在該底層上鍍覆有平均粒經(jīng)不大于0.9μm的銅鍍層，在該銅鍍層上進(jìn)一步涂覆有一種保護(hù)層。
9.權(quán)利要求8的一種改善了耐蝕性的稀土元素/過渡金屬系永久磁體其中該保護(hù)層可為下列涂層中任一種鎳鍍層，無電N1-P鍍層，和鎳合金鍍層。
10.權(quán)利要求9的一種改善了耐蝕性的稀土元素/過渡金屬系永久磁體，其中該保護(hù)層的表面粗糙度不大于1μm。
11.權(quán)利要求9的一種改善了耐蝕性的稀土元素/過渡金屬系永久磁體，其中該保護(hù)層是該鎳鍍層，該鎳鍍層中的鎳的(111)晶面X-射線衍射強(qiáng)度不小于4KCPS。
12.權(quán)利要求8的一種改善了耐蝕性的稀土元素/過渡金屬系永久磁體，其中該保護(hù)層是以鎳鍍層和鉻酸鹽層這種順序重疊的多層涂層。
13.權(quán)利要求12的一種改善了耐蝕性的稀土元素/過渡金屬系永久磁體，其中該鉻酸鹽層的表面浸漬于堿性溶液中進(jìn)行處理。
14.權(quán)利要求1的一種改善了耐蝕性的稀土元素/過渡金屬系永久磁體，其中該稀土元素/過渡金屬系永久磁體由5-40％(重量)的K，K為包括釔的一種或多種稀土元素，50-90％(重量)的TM，TM為一組過渡金屬，主要是鐵，和0.2-8％(重量)的硼構(gòu)成。
15.一種制造改善了耐蝕性的稀土元素/過渡金屬系永久磁體的方法，包括以下步驟在由5-40％(重量)的R，R為包括釔的一種或多種稀土元素，50-90％(重量)的TM，TM為一組過渡金屬，主要是鐵和0.2-8％(重量)的硼構(gòu)成一種磁體的表面，任意鍍覆一種鎳鍍層，無電銅鍍層，采用氰化銅浴的銅鍍層，采用含磷酸酯為主要組分的堿性有機(jī)酸銅浴的銅鍍層；在其上采用焦磷酸銅溶鍍覆銅鍍層；并且進(jìn)一步涂覆下列涂層的一種無電Ni-P鍍層，或鎳合金鍍層。
16.權(quán)利要求1-11中任一權(quán)利要求的一種改善了耐蝕性的稀土元素/過渡金屬系永久磁體中所述的底層，銅鍍層和保護(hù)層的厚度范圍，分別是0.1-10μm，2-20μm，和2-20μm
17.一種改善了耐蝕性的稀土元素/過渡金屬系永久磁體，其中在由含有包括釔的一種或多種稀土元素和主要是鐵的過渡金屬構(gòu)成的一種空芯鐵/稀土元素系永久磁體表面上涂覆一種導(dǎo)電性底層，在該底層上電鍍層平均粒經(jīng)不大0.9μm的銅鍍層。
18.權(quán)利要求17一種改善了耐蝕性的鐵/稀土元素永久磁體，該空心永久磁體呈園柱狀。
全文摘要
本申請(qǐng)公開了通過表面處理改善稀土元素/過渡金屬系永久磁體的耐蝕性，該磁鐵含有包括釔的一種或多種稀土元素，過渡金屬主要是鐵。在磁體表面涂覆一導(dǎo)電性底層，在其上電鍍覆(以后稱c-)一平均粒度不大于0.9μm的銅鍍層。底層可任意為c-Ni層，無電銅鍍層，采用氰化銅浴的e-Cu層，和另一種采用含磷酸酯為主要組分的堿性有機(jī)酸銅浴的c-Cu層。保護(hù)層在c-Cu層上形成，其可任意為c-Ni層，無電Ni-P鍍層。c-Cu層采用焦磷酸銅浴形成。
文檔編號(hào)H01F41/02GK1073036SQ9211286
公開日1993年6月9日 申請(qǐng)日期1992年11月26日 優(yōu)先權(quán)日1991年11月27日
發(fā)明者多賀谷敦 申請(qǐng)人:日立金屬株式會(huì)社