JP4539288B2 - 希土類焼結磁石 - Google Patents

Description

本発明は、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石に代表される希土類焼結磁石に関し、特にその表面に保護膜を形成する希土類焼結磁石に関する。

Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石は、Ｓｍ−Ｃｏ系永久磁石に比べて原料コストが低く、かつ磁気特性が優れているという利点がある一方、主成分として酸化されやすいＮｄ及びＦｅを含有するため、耐食性が劣る。そこで、この耐食性の低さを改善するため、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石の表面には種々の保護膜を形成している。保護膜としては、金属、金属酸化物や金属窒化物等の化合物、ガラス、樹脂等の有機物、あるいはこれらの混合物がこれまで提案されている。保護膜の形成方法としては、電気めっき等の液相めっき、スパッタ、イオンプレーティング、真空蒸着等の気相めっき、浸漬塗布、刷毛塗布、注入、溶融めっき、電着塗布等の塗布法などがこれまで提案されている。なかでも、電気めっき等の液相めっきが量産性、コストの点で優れており、多用されている。しかしながら、従来の液相めっきを適用した保護層では、永久磁石体の表面の凹部の底部にめっき層が形成されなかったり、凸部の頂部が破損しやすかったりして、十分なカバー性がなかった。このため、耐食性を十分に確保することができない場合があった。

このような問題に対して、特開平２−１８５００４号公報（特許文献１）は、表面粗さＲ_maxが３〜５０μｍの凹凸を有するＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石表面に電気めっき層、無電解めっき層を形成することにより、耐食性を向上できることを開示している。また、特開平７−６６０３２号公報（特許文献２）は、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石表面の十点平均粗さを５〜１００μｍとすることにより、耐食性を向上できることを開示している。

特開平２−１８５００４号公報 特開平７−６６０３２号公報

保護膜は、酸素の透過を防ぐために、緻密で欠陥がないことが要求される。また、永久磁石表面に強固に付着し、高い剥離強度ないしは剥離強度を有している必要もある。特許文献１及び特許文献２は、ともにＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石表面を所定の粗さとすることにより、保護膜の剥離強度の向上を図ろうとしている。

保護膜の剥離強度が必要とされる理由は、上記以外にも存在する。Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石の表面、つまり保護膜に何らかの応力が付与される場合である。例えば、所定の空隙部分を有する部材の当該空隙部分に保護膜を有するＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石を圧入によって挿入する場合である。この場合、圧入による応力が保護膜を剥離させるように作用する。

しかし、従来は応力が付与されることによる保護膜の剥離に関して検討された報告はなされていない。
そこで本発明は、応力付与に対する保護膜の剥離強度を確保することのできる希土類焼結磁石の提供を目的とする。また本発明は、そのような希土類焼結磁石の製造方法を提供することを目的とする。

従来、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石の表面を所定の表面粗さにするためには、特許文献１及び特許文献２にも開示されているように、化学的な加工又は機械的な加工を施すことが提案されている。化学的な加工、つまり化学エッチングは、工程が単純である、低コストである等の利点があるが、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石自体を腐食する懸念があるため、現在では機械的な加工により所定の表面粗さを得ている。機械的な加工は、所定の表面粗さを得るのみならず、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石の寸法精度を確保することを目的としている。

機械的な加工、例えば研磨加工により所定の表面粗さを得ようとする場合、これまでは加工面を等方的に研磨していた。これは、表面粗さに異方性を持たせることは望ましくない、という観念的な要求によるものと解される。しかし、応力付与に対する剥離強度の確保を考えた場合、剥離強度は等方性である必要はなく、異方性を有していればよいのではないかと本発明者等は考えた。前述した圧入を想定した場合、圧入による応力付与は圧入方向に沿って方向性を有しており、当該方向に対する剥離強度が要求されるからである。この前提に基づいて本発明者等は、表面粗さに異方性を設けた後に保護膜を形成してその剥離強度を確認したところ、所期の目的を達成できることを知見した。

本発明は以上の知見に基づいてなされたものであり、表面粗さに異方性を有する希土類焼結磁石本体と、希土類焼結磁石本体の表面に形成された保護膜と、を備え、希土類焼結磁石本体の表面の所定方向の表面粗さＲａ（算術平均粗さ。以下同じ）をＲａ１、所定方向と直交する方向の表面粗さＲａをＲａ２とすると、Ｒａ２≧１．１×Ｒａ１の異方性を有し、Ｒａ１、Ｒａ２は、０．２〜５．０μｍの範囲とすることを特徴とする希土類焼結磁石である。このように表面粗さに異方性を付与することにより、表面に形成された保護膜には、その剥離強度に異方性を付与することができる。

表面粗さに異方性を有するか否かは、希土類焼結磁石本体の表面を顕微鏡等により観察することで判断できる。つまり、希土類焼結磁石本体の表面に、所定の一方向に沿った研削痕が形成されている場合には、表面粗さに異方性を有するということができる。

本発明において、Ｒａ２≧１．２×Ｒａ１の異方性を有することが好ましく、Ｒａ２≧１．４×Ｒａ１の異方性を有することがさらに好ましい。

以上のように希土類焼結磁石本体の表面粗さに異方性を有することにより、保護膜の剥離強度が所定方向と直交する方向とで異方性を有する、希土類焼結磁石を得ることができる。すなわち本発明は、希土類焼結磁石本体と、希土類焼結磁石本体の表面に形成された保護膜と、を備え、保護膜の剥離強度に異方性を有し、希土類焼結磁石本体表面の所定方向に沿った保護膜の剥離強度をＳ１、所定方向と直交する方向に沿った保護膜の剥離強度をＳ２とすると、保護膜の剥離強度は、Ｓ２≧１．１×Ｓ１の異方性を有することを特徴とする希土類焼結磁石を提供することができる。
この希土類焼結磁石において、保護膜の剥離強度の異方性は、希土類焼結磁石本体の表面粗さの異方性に基づくが、表面粗さの異方性に限らず、保護膜の形成方法によっても付与することができる可能性がある。

この希土類焼結磁石において、Ｓ２≧１．２×Ｓ１の異方性を有することが好ましい。

表面粗さに異方性を有する希土類焼結磁石本体を備えた本発明による希土類焼結磁石は、希土類焼結磁石本体の表面粗さを異方性化する処理を施す工程と、異方性化する処理が施された希土類焼結磁石本体の表面に保護膜を形成する工程と、を備える希土類焼結磁石の製造方法により製造することができる。
異方性化する処理としては、所定の一方向に沿って研磨を施す処理が最も簡易であり、例えばバーチカル研磨機により実行することができる。この所定方向に沿った研磨は、等法的（全方向）に研磨を施す場合に比べて、研磨コストが低減される。したがって、本発明によれば、応力付与に対する保護膜の剥離強度を確保することのできる希土類焼結磁石を低コストで提供することができる。

以上説明したように、本発明によれば、応力付与に対する保護膜の剥離強度を確保することのできる希土類焼結磁石を得ることができる。しかも、本発明はこの希土類焼結磁石を低コストで製造することを可能にする。

以下、本発明をより詳細に説明する。
＜希土類焼結磁石＞
はじめに、本発明が対象とする希土類焼結磁石について説明する。
本発明は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石に適用することが好ましい。Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、耐食性が劣るために保護膜を形成することが必須といえるからである。このＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、希土類元素（Ｒ）を２５〜３７ｗｔ％含有する。ここで、本発明におけるＲはＹを含む概念を有しており、したがってＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕの１種又は２種以上から選択される。Ｒの量が２５ｗｔ％未満であると、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の主相となるＲ₂Ｔ₁₄Ｂ相の生成が十分ではなく軟磁性を持つα−Ｆｅなどが析出し、保磁力が著しく低下する。一方、Ｒが３７ｗｔ％を超えると主相であるＲ₂Ｔ₁₄Ｂ相の体積比率が低下し、残留磁束密度が低下する。またＲが酸素と反応し、含有する酸素量が増え、これに伴い保磁力発生に有効なＲリッチ相が減少し、保磁力の低下を招く。したがって、Ｒの量は２５〜３７ｗｔ％とする。望ましいＲの量は２８〜３５ｗｔ％、さらに望ましいＲの量は２９〜３３ｗｔ％である。

また、本発明が適用されるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、ホウ素（Ｂ）を０．５〜４．５ｗｔ％含有する。Ｂが０．５ｗｔ％未満の場合には高い保磁力を得ることができない。一方で、Ｂが４．５ｗｔ％を超えると残留磁束密度が低下する傾向がある。したがって、Ｂの上限を４．５ｗｔ％とする。望ましいＢの量は０．５〜１．５ｗｔ％、さらに望ましいＢの量は０．８〜１．２ｗｔ％である。

本発明が適用されるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、Ｃｏを２．０ｗｔ％以下（０を含まず）、望ましくは０．１〜１．０ｗｔ％、さらに望ましくは０．３〜０．７ｗｔ％含有することができる。ＣｏはＦｅと同様の相を形成するが、キュリー温度の向上、粒界相の耐食性向上に効果がある。

また、本発明が適用されるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、Ａｌ及びＣｕの１種又は２種を０．０２〜０．５ｗｔ％の範囲で含有することができる。この範囲でＡｌ及びＣｕの１種又は２種を含有させることにより、得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の高保磁力化、高耐食性化、温度特性の改善が可能となる。Ａｌを添加する場合において、望ましいＡｌの量は０．０３〜０．３ｗｔ％、さらに望ましいＡｌの量は、０．０５〜０．２５ｗｔ％である。また、Ｃｕを添加する場合において、望ましいＣｕの量は０．１５ｗｔ％以下（０を含まず）、さらに望ましいＣｕの量は０．０３〜０．１２ｗｔ％である。
本発明が適用されるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、他の元素の含有を許容する。例えば、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｖ、Ａｇ、Ｇｅ等の元素を適宜含有させることができる。一方で、酸素、窒素、炭素等の不純物元素を極力低減することが望ましい。特に磁気特性を害する酸素は、その量を５０００ｐｐｍ以下、さらには３０００ｐｐｍ以下とすることが望ましい。酸素量が多いと非磁性成分である希土類酸化物相が増大して、磁気特性を低下させるからである。

Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石に本発明を適用することが望ましいが、他の希土類焼結磁石に本発明を適用することも可能である。例えば、Ｒ−Ｃｏ系焼結磁石に本発明を適用することもできる。
Ｒ−Ｃｏ系焼結磁石は、Ｒと、Ｆｅ、Ｎｉ、ＭｎおよびＣｒから選ばれる１種以上の元素と、Ｃｏとを含有する。この場合、望ましくはさらにＣｕまたは、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、ＴｉおよびＶから選ばれる１種以上の元素を含有し、特に望ましくはＣｕと、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、ＴｉおよびＶから選ばれる１種以上の元素とを含有する。これらのうち特に、ＳｍとＣｏとの金属間化合物、望ましくはＳｍ₂Ｃｏ₁₇金属間化合物を主相とし、粒界にはＳｍＣｏ₅系を主体とする副相が存在する。具体的組成は、製造方法や要求される磁気特性等に応じて適宜選択すればよいが、例えば、Ｒ：２０〜３０ｗｔ％、特に２２〜２８ｗｔ％程度、Ｆｅ、Ｎｉ、ＭｎおよびＣｒの１種以上：１〜３５ｗｔ％程度、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、ＴｉおよびＶの１種以上：０〜６ｗｔ％、特に０．５〜４ｗｔ％程度、Ｃｕ：０〜１０ｗｔ％、特に１〜１０ｗｔ％程度、Ｃｏ：残部の組成が望ましい。
以上、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石、Ｒ−Ｃｏ系焼結磁石について言及したが、本発明は他の希土類焼結磁石への適用を妨げるものではない。

＜表面粗さ＞
次に、本発明の最も特徴的な部分である表面粗さについて言及する。
本発明による希土類焼結磁石は、表面粗さに異方性を有する希土類焼結磁石本体の表面に保護膜が形成されている。
表面粗さに異方性を有するとは、所定方向に測定された表面粗さと、所定方向とは異なる方向に測定された表面粗さとに差異があることをいう。典型的には、図１に示すように、所定方向に測定された表面粗さＲａ１と、所定方向と直交する方向に測定された表面粗さＲａ２とに差異があるか否かで判断することができる。例えば、図１の白抜き矢印の方向にのみ、つまり一方向にのみ研磨を行った場合、一般的に、表面粗さＲａ１より表面粗さＲａ２が大きくなり、表面粗さに異方性を有することになる。もっとも、一方向のみに研磨する場合以外でも、表面粗さに異方性を付与することができる。この表面粗さの異方性は、研磨痕が当該研磨方向に沿って形成されていることによっても把握することができる。

表面粗さに異方性を有する希土類焼結磁石本体の表面に保護膜を形成することにより、この保護膜の剥離強度に異方性を付与することができる。例えば、図１に示す方向に研磨した場合、保護膜の剥離強度は、黒塗り矢印ａ１方向よりも黒塗り矢印ａ２方向の方が大きくなり、異方性を有する。本発明は、この機能を利用することにより、所定方向に応力が作用する環境下において、所定方向に対する保護膜の剥離強度を確保することができる。

本発明では、表面粗さの異方性をより具体的に示す基準として、Ｒａ２≧１．１×Ｒａ１とすることを推奨する。このようにすることにより、後述する実施例に示すように、Ｒａ２方向の保護膜の剥離強度をＲａ１方向に比べて大きくすることができ、ひいては圧入等の一方向に応力が付与される用途に対応することができる。

Ｒａ２≧１．１×Ｒａ１に該当するか否かは、具体的には以下のようにして判断することができる。図２に示すように、所定方向（実線矢印で示す）について表面粗さＲａを測定する。次に、例えば所定方向と１０°の角度をなす方向の表面粗さＲａを測定する。以後、１０°毎に方向を変えて表面粗さＲａを測定する。この操作を所定方向から１８０°の範囲まで繰り返す。得られた表面粗さＲａの中で最も小さい表面粗さＲａの方向をｘ方向とし、この方向と直交する方向をｙとする。そして、ｘ方向の表面粗さＲａをＲａ−ｘ、ｙ方向の表面粗さＲａをＲａ−ｙとすると、Ｒａ−ｙ≧１．１×Ｒａ−ｘとする。好ましくは、Ｒａ−ｙ≧１．２×Ｒａ−ｘ、さらに好ましくはＲａ−ｙ≧１．４×Ｒａ−ｘである。
なお、Ｒａ１、Ｒａ２は、０．２〜５．０μｍの範囲とする。

＜保護膜＞
本発明の希土類焼結磁石は、以上のような表面粗さ状態を有する希土類焼結磁石本体の表面に保護膜が形成されている。
本発明で用いる保護膜は特に限定されないが、特に電解めっきによる保護膜を用いるのが好ましい。電解めっきの材質としては、Ｎｉ、Ｎｉ−Ｐ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ａｌのいずれかを用いることができるし、他の材質を用いることもできるが、Ｎｉが最も好ましい。また、これらの材質を複層として被覆することもできる。電解めっきによる保護膜は本発明の典型的な形態であるが、他の手法による保護膜を設けることもできる。他の手法による保護膜としては、無電解めっき、クロメート処理をはじめとする化成処理及び樹脂塗装膜のいずれか又は組み合せが実用的である。保護膜の厚さは、希土類焼結磁石本体のサイズ、要求される耐食性のレベル等によって変動させる必要があるが、１〜１００μｍの範囲で適宜設定すればよい。望ましい保護膜の厚さは１〜５０μｍである。

＜製造方法＞
以下、本発明によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の好適な製造方法について工程順に説明する。
原料合金は、真空又は不活性ガス、望ましくはＡｒ雰囲気中でストリップキャスト法、その他公知の溶解法により作製することができる。ストリップキャスト法は、Ａｒガス雰囲気などの非酸化性雰囲気中で溶解して得た原料金属の溶湯を回転するロールの表面に噴出させる。ロールで急冷された溶湯は、薄板または薄片（鱗片）状に急冷凝固される。この急冷凝固された合金は、結晶粒径が１〜５０μｍの均質な組織を有している。原料合金は、ストリップキャスト法に限らず、高周波誘導溶解等の溶解法によって得ることができる。なお、溶解後の偏析を防止するため、例えば水冷銅板に傾注して凝固させることができる。また、還元拡散法によって得られた合金を原料合金として用いることもできる。
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を得る場合、Ｒ₂Ｔ₁₄Ｂ結晶粒を主体とする合金（低Ｒ合金）と、低Ｒ合金よりＲを多く含む合金（高Ｒ合金）とを用いる所謂混合法を本発明に適用することもできる。

原料合金は粉砕工程に供される。混合法による場合には、低Ｒ合金及び高Ｒ合金は別々に又は一緒に粉砕される。粉砕工程には、粗粉砕工程と微粉砕工程とがある。まず、原料合金を、粒径数百μｍ程度になるまで粗粉砕する。粗粉砕は、スタンプミル、ジョークラッシャー、ブラウンミル等を用い、不活性ガス雰囲気中にて行なうことが望ましい。粗粉砕に先立って、原料合金に水素を吸蔵させた後に放出させることにより粉砕を行なうことが効果的である。水素放出処理は、希土類焼結磁石として不純物となる水素を減少させることを目的として行われる。水素吸蔵のための加熱保持の温度は、２００℃以上、望ましくは３５０℃以上とする。保持時間は、保持温度との関係、原料合金の厚さ等によって変わるが、少なくとも３０分以上、望ましくは１時間以上とする。水素放出処理は、真空中又はＡｒガスフローにて行う。なお、水素吸蔵処理、水素放出処理は必須の処理ではない。この水素粉砕を粗粉砕と位置付けて、機械的な粗粉砕を省略することもできる。

粗粉砕工程後、微粉砕工程に移る。微粉砕には主にジェットミルが用いられ、粒径数百μｍ程度の粗粉砕粉末を、平均粒径２．５〜６μｍ、望ましくは３〜５μｍとする。ジェットミルは、高圧の不活性ガスを狭いノズルより開放して高速のガス流を発生させ、この高速のガス流により粗粉砕粉末を加速し、粗粉砕粉末同士の衝突やターゲットあるいは容器壁との衝突を発生させて粉砕する方法である。

混合法による場合、２種の合金の混合のタイミングは限定されるものではないが、微粉砕工程において低Ｒ合金及び高Ｒ合金を別々に粉砕した場合には、微粉砕された低Ｒ合金粉末及び高Ｒ合金粉末を窒素雰囲気中で混合する。低Ｒ合金粉末及び高Ｒ合金粉末の混合比率は、重量比で８０：２０〜９７：３程度とすればよい。低Ｒ合金及び高Ｒ合金を一緒に粉砕する場合の混合比率も同様である。なお、成形時の潤滑及び配向性の向上を目的とした脂肪酸又は脂肪酸の誘導体や炭化水素、例えばステアリン酸系やオレイン酸系であるステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エチレンビスイソステアリン酸アミド、炭化水素であるパラフィン、ナフタレン等を微粉砕時に０．０１〜０．３ｗｔ％程度添加することができる。

次に、得られた微粉末を所定形状に成形する。この成形は、所定の磁場が印加された状態で行う磁場中成形に供される。
磁場中成形における成形圧力は０．３〜３ｔｏｎ／ｃｍ²（３０〜３００ＭＰａ）の範囲とすればよい。成形圧力は成形開始から終了まで一定であってもよく、漸増または漸減してもよく、あるいは不規則変化してもよい。成形圧力が低いほど配向性は良好となるが、成形圧力が低すぎると成形体の強度が不足してハンドリングに問題が生じるので、この点を考慮して上記範囲から成形圧力を選択する。磁場中成形で得られる成形体の最終的な相対密度は、通常、５０〜６０％である。
印加する磁場は、１２〜２０ｋＯｅ（９６０〜１６００ｋＡ／ｍ）程度とすればよい。印加する磁場は静磁場に限定されず、パルス状の磁場とすることもできる。また、静磁場とパルス状磁場を併用することもできる。

次いで、成形体を真空又は不活性ガス雰囲気中で焼結する。焼結温度は、組成、粉砕方法、平均粒径と粒度分布の違い等、諸条件により調整する必要があるが、１０００〜１２００℃で１〜１０時間程度焼結すればよい。
焼結後、得られた焼結体に時効処理を施すことができる。この工程は、保磁力を制御する重要な工程である。時効処理を２段に分けて行なう場合には、８００℃近傍、６００℃近傍での所定時間の保持が有効である。８００℃近傍での熱処理を焼結後に行なうと、保磁力が増大するため、混合法においては特に有効である。また、６００℃近傍の熱処理で保磁力が大きく増加するため、時効処理を１段で行なう場合には、６００℃近傍の時効処理を施すとよい。

以上の処理を経た焼結体は、所定寸法・形状に切断された後に、表面粗さを異方性とする処理が施される。この処理は、例えばバーチカル研磨機により行うことができる。バーチカル研磨機は、基本的に、回転する砥石に被加工材を接触させるという手法を採用するため、研削痕は砥石の回転方向に沿って形成される。したがって、その加工面の表面粗さは異方性を備えることになる。しかも、この方法によれば等方的に研磨を施す場合に比べて研磨コスト、ひいては製造コストを低減することができる。もちろん等方的に研磨を施す場合は、表面に異方性を付与することができず、保護膜の剥離強度に異方性を付与することができない。なお、バーチカル研磨機による一方向の研磨が本発明にとって最も好ましいが、本発明はそれに限定されない。例えば、バーチカル研磨機により所定の一方向に研磨を施した後に、所定角度異なる方向に研磨を施した場合、あるいはその他の方法によって研磨した場合であっても、表面粗さに異方性を備えていれば本発明に包含される。

目的とする表面状態が得られたならば、次に、保護膜を形成する。保護膜の形成は、保護膜の種類に応じて公知の手法に従って行なえばよい。例えば、電解めっきの場合には、脱脂、水洗、エッチング（例えば硝酸）、水洗、電解めっきによる成膜、水洗、乾燥という常法を採用することができる。脱脂処理、酸による化学エッチングを施し、焼結体の表面を清浄化することができる。
Ｎｉの電解めっきに用いるめっき浴としては、塩化ニッケルを含有しないワット浴（すなわち、硫酸ニッケルおよびほう酸を主成分とする）、スルファミン酸浴、ほうフッ化浴、臭化ニッケル浴などが挙げられる。ただし、この場合、陽極の溶解が少なくなるため、ニッケルイオンを浴に補充することが好ましい。ニッケルイオンは、硫酸ニッケルあるいは臭化ニッケルの溶液として補充するのが好ましい。

ストリップキャスト法により、２６．５ｗｔ％Ｎｄ−５．９ｗｔ％Ｄｙ−０．２５ｗｔ％Ａｌ−０．５ｗｔ％Ｃｏ−０．０７ｗｔ％Ｃｕ−１．０ｗｔ％Ｂ−Ｆｅ．ｂａｌの組成を有する原料合金を作製した。
次いで、室温にて原料合金に水素を吸蔵させた後、Ａｒ雰囲気中で６００℃×１時間の脱水素を行う水素粉砕処理を行った。
水素粉砕処理が施された合金に、粉砕性の向上並びに成形時の配向性の向上に寄与する潤滑剤を０.０５〜０.１％混合した。潤滑剤の混合は、例えばナウターミキサー等により５〜３０分間ほど行う程度でよい。その後、ジェットミルを用いて平均粒径が５．０μｍの微粉砕粉末を得た。

得られた微粉砕粉末を磁場中成形した。磁場中成形は、１５ｋＯｅの磁場中で１．４ｔ／ｃｍ²の圧力で行った。得られた成形体を真空中で１０８０℃まで昇温し４時間保持して焼結を行った。次いで得られた焼結体に８００℃×１時間と５６０℃×１時間（ともにＡｒ雰囲気中）の２段時効処理を施した。

得られた焼結体について磁気特性を測定したところ、残留磁束密度（Ｂｒ）が１２４０５Ｇ、保磁力（ＨｃＪ）が２５３４５Ｏｅであった。

次に、バーチカル研磨機を用いて、種々の表面粗さとなるように研磨した。研磨方向は一方向としたが、一部については一方向研磨を行った後に所定角度方向に対しても研磨を行った。
研磨後に表面粗さを測定した。測定には触針式の表面粗さ計を用い、ＪＩＳ−Ｂ０６０１に示される算術平均粗さＲａを求めた。
表面粗さの測定は以下のように行った（図２参照）。はじめに、所定方向について表面粗さを測定した。次いで、焼結体を１０°回転し、再び表面粗さを測定した。この操作を繰り返し、１８０°の範囲について測定し、１つの焼結体について複数の表面粗さを測定した。なお、１０°はあくまで一例であって、１０°未満あるいは１０°超で行っても構わない。以上の測定結果について、最もＲａが小さい方向をｘとし、ｘと直交する方向ｙとする。また、ｘ方向及びｙ方向における表面粗さＲａをＲａ−ｘ及びＲａ−ｙとする。

その後、電解Ｎｉめっきを施した。Ｎｉめっきの膜厚は１０μｍである。
Ｎｉめっき形成後に、ｘ方向およびｙ方向について剥離強度を測定した。それぞれの剥離強度をＳｘおよびＳｙとする。なお、剥離強度はＪＩＳ−Ｈ８５０４に記載された方法に準じて測定した。以上の結果を表１に示す。
また、以上の試料について塩水噴霧試験により耐食性を評価した。塩水噴霧試験は、３５℃の５％ＮａＣｌ水溶液中に２４０時間浸漬する条件で行ったが、全ての試料について発錆等の異常は観察されなかった。

表１において、Ｇｒ.（グループ）ａは各試料のＲａ−ｙ／Ｒａ−ｘが概ね１．０程度、グループｂ、ｃ及びｄは各試料のＲａ−ｙ／Ｒａ−ｘが概ね１．１程度、１．２程度１．５程度を示している。また、グループａ〜ｄの各試料は、ａ−１、ｂ−１、ｃ−１及びｄ−１のＲａ−ｘが近似した値となっている。以下同様に、ａ−２、ｂ−２、ｃ−２及びｄ−２、ａ−３、ｂ−３、ｃ−３及びｄ−３、ａ−４、ｂ−４、ｃ−４及びｄ−４のＲａ−ｘが近似した値となっている。
表１に示すように、試料ａ−１、ｂ−１、ｃ−１及びｄ−１のＲａ−ｙ／Ｒａ−ｘ及びＳ−ｙを比較すると、Ｒａ−ｙ／Ｒａ−ｘが大きくなるにしたがって、Ｓｙが大きくなることがわかる。同様に、試料ａ−２、ｂ−２、ｃ−２及びｄ−２、ａ−３、ｂ−３、ｃ−３及びｄ−３、ａ−４、ｂ−４、ｃ−４及びｄ−４のＲａ−ｙ／Ｒａ−ｘ及びＳ−ｙを比較すると、Ｒａ−ｙ／Ｒａ−ｘが大きくなるにしたがって、Ｓ−ｙが大きくなることがわかる。このように、表面粗さＲａに異方性があると、その異方性の程度に応じて剥離強度が変化した。
前述した圧入されるタイプの希土類焼結磁石は圧入時にその方向に応力が付与される。このとき保護膜が剥離することは好ましくない。また、接着剤などで接着された磁石などは、その使用環境にもよるが、ある方向にだけ応力が付与されることがほとんどである。その応力は装置の回転力であったり重力であったり様々である。そのような場合にも、保護膜の剥離強度はある方向にだけ十分に高ければよい。

このような用途においては一方向にだけ保護膜の剥離強度が高いことが要求されており、それと別方向に要求される剥離強度は非常に低い。このような用途には、以上で示したように、表面粗さに異方性を有することにより一方向にだけ十分に表面粗さが確保されていればよい。

また、研磨を全方向に行うのに比べて、一方向にだけ行うことにより研磨工程が簡便且つ単純な研磨装置の使用が可能になり、製造コストを低減することができる。つまり、本発明によれば、希土類焼結磁石本体の表面粗さに異方性を有し、その結果、保護膜の剥離強度に異方性を有することで、保護膜の要求特性を満たす上に低コストの希土類焼結磁石を製造することが可能である。

本発明の表面粗さの異方性を説明するための図である。 本発明の表面粗さの異方性を定量的に求める方法を説明するための図である。

Claims (8)

1. 表面粗さに異方性を有する希土類焼結磁石本体と、
   前記希土類焼結磁石本体の表面に形成された保護膜と、
   を備え、
   前記希土類焼結磁石本体の表面の所定方向の表面粗さＲａ（算術平均粗さ）をＲａ１、
   前記所定方向と直交する方向の表面粗さＲａ（算術平均粗さ）をＲａ２とすると、
   Ｒａ２≧１．１×Ｒａ１の異方性を有し、
   Ｒａ１、Ｒａ２は、０．２〜５．０μｍの範囲であることを特徴とする希土類焼結磁石。
2. Ｒａ２≧１．２×Ｒａ１の異方性を有することを特徴とする請求項１に記載の希土類焼結磁石。
3. 表面粗さＲａの中で最も小さい表面粗さＲａの方向をｘ方向とし、この方向と直交する方向をｙとし、ｘ方向の表面粗さＲａをＲａ−ｘ、ｙ方向の表面粗さＲａをＲａ−ｙとすると、
   Ｒａ−ｙ≧１．４×Ｒａ−ｘの異方性を有することを特徴とする請求項１に記載の希土類焼結磁石。
4. 前記希土類焼結磁石本体の表面は、所定の一方向に沿った研削痕が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の希土類焼結磁石。
5. 前記保護膜の剥離強度が、前記所定方向と直交する方向とで異方性を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の希土類焼結磁石。
6. 希土類焼結磁石本体と、
   前記希土類焼結磁石本体の表面に形成された保護膜と、を備え、
   前記保護膜の剥離強度に異方性を有し、
   前記希土類焼結磁石本体の表面の所定方向に沿った前記保護膜の剥離強度をＳ１、
   前記所定方向と直交する方向に沿った前記保護膜の剥離強度をＳ２とすると、
   前記保護膜は、Ｓ２≧１．１×Ｓ１の剥離強度の異方性を有することを特徴とする希土類焼結磁石。
7. 前記保護膜の剥離強度の異方性は、前記希土類焼結磁石本体の表面粗さの異方性に基づくことを特徴とする請求項６に記載の希土類焼結磁石。
8. 前記希土類焼結磁石本体の表面の前記所定方向の表面粗さＲａ（算術平均粗さ）をＲａ１、
   前記所定方向と直交する方向の表面粗さＲａ（算術平均粗さ）をＲａ２とすると、
   前記希土類焼結磁石本体の表面がＲａ２≧１．１×Ｒａ１の異方性を有する請求項６又は７に記載の希土類焼結磁石。

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