[发明专利]改善了耐蚀性的稀土元素/过渡金属系永久磁体及其制造方法

说明书

本发明涉及一种R-TM-B系永久磁体，通过在磁体上电镀一层具有细小晶粒尺寸的铜电镀层以显著改善其耐蚀性。

随着电气，电子设备的高性能化，小型化，对作为其中一种部件的永久磁体的类似的要求日趋强烈。过去最强的永久磁体是稀土元素/钴(R-Co)系磁体，但是，近年来，一种更强的R-TM-B系永久磁体已被投入实用(特开昭59-46008)。这里，R为包括Y(钇)在内的一种或多种稀土元素，TM是包括典型元素Fe和Co在内的一种或多种过渡金属，其中一部分可被任何别的金属元素或非金属元素置换，B是硼。

但是，R-TM-B系永久磁体有极易生锈的问题。因此，为了改善其耐蚀性，采取了在永久磁体表面设置抗氧化保护层以改善其耐蚀性。

对于保护层的种类，人们提出如镍电镀层，抗氧化树脂，铝离子镀层等等。特别是镍电镀层以其在改善R-TM-B系永久磁体的耐蚀性方面处理简便而有效，受到公众注目(特开昭60-54406)。与抗氧化树脂相比较，镍电镀层具有表面保护层的机械强度优异，保护层自身几乎不吸湿等优点。

然而，镍电镀层的处理方法，由于电镀电流易于集中在磁体的拐角等外周部分，因此在这些部位的保护层相对较厚，同时，由于电镀电流难以流过内孔和外周边部分，因此，在这些部位的保护层相对较薄。由于这种倾向，不可能期望只用镍电镀法获得足够均匀的膜厚，特别是对如园柱形等异形的磁体，镍电镀层几乎不可能被涂覆到内周边表面。

为了解决膜厚均一性问题，迄今为止，人们提出以铜电镀层为基层，在其上设置镍电镀层的方法(特开昭62-236345，和特开昭64-42805等)。

电镀浴包括氰化铜浴和以磷酸酯为主要组分的碱性有机酸铜浴。这些电镀浴的优点在于，不发生Cu的置换作用，可直接在R-TM-B系永久磁体表面电镀，因为它们不发生铜的置换作用。

这里，所谓“置换作用”，是指在电化学序列上位于前列的金属，在浸渍于在电化学序列上位于该金属后面的金属的盐溶液中时，被浸渍的金属溶解，而溶液中的金属由离子状态被还原析出，形成表面膜。例如，比Nd，Fe在电化学序列上位于前列的金属包括Cr18-8不锈钢(活态)，Pb，Sn，Ni(活态)，黄铜，Cu青铜，Cu-Ni，Ni(钝态)，18-8不锈钢(钝态)，AgCr，Au，Pt等等，可按照需要从中选择合适的金属。

另外，光亮镀被广泛使用，因其针孔少而耐蚀性高。这里，所谓“光亮”是指表面的微观平整状态。为了得到光亮的表面，常规上从镀层的残余应力和硬度方面选择适宜的光亮剂，或者用所谓的光亮电流密度缓慢地作用于电解反应。

然而，不管有无电解，常规的电镀铜的一个缺点是铜镀层在空气中易于变色，并可能造成表面氧化。换言之，在铜镀层上的镍镀层对于保持耐蚀性是必不可少的。但是由氰化铜浴和以磷酸为主要组分的碱性有机酸铜浴得到的铜镀层，其表面形态如图13所示，具有大小为10-50μm的几乎园形的胞状晶结构，同样如图14所示，形成晶粒大小为0.5-2μm的略为粗杂的结构。特别地，在图14中，存在有从左上部开始的横向尖锐裂缝。另外，图13的照片为放大500倍，图14的照片放大10,000倍。

因此，由于铜镀层呈胞状晶结构并具有如上的表面粗糙度，即使在铜镀层基层上镀覆镍镀层，其形成的保护层如图15所示，仍呈胞状晶结构，表面粗糙度为1-5μm，这导致了在镍镀层胞状晶结构的边界部位形成针孔，耐蚀性恶化。要避免上述情况中针孔的不利影响，又产生了另一个问题，保护层厚度必须增加。这种情况下，用一激光显微镜扫描图15的中心线所示的位置，以测定其不平整度。参见图15，以上部的0μm的破线为基准，在5.28μm的破线之间存在不平整的截面线。使用激光显微镜附设的计算器也可表示出它的平均深度(DEPTH)。在图15的情况下，DEPTH为4.72μm。

进而，在光亮镀的情况，存在必须根据情况选择最适宜的光亮剂的问题，或者以牺牲生产率为代价按照电镀时间选择光亮电流密度范围等问题。另外，因为光亮剂中含有硫(S)，这便有另一个问题，即如果不考虑光亮剂与基质，或者与镀层的关系，可能形成电化学的局部腐蚀电池，结果造成耐蚀性下降。

因此，本发明的目的在于提供组织简单高度可靠的耐蚀性好的R-TM-B系永久磁体。

本发明人发现，上述目的可通过在磁体表面覆盖一导电性底层，然后由焦磷酸铜浴镀覆一铜镀层而实现。详细描述如下。