KR0151244B1

KR0151244B1 - 영구자석

Info

Publication number: KR0151244B1
Application number: KR1019940013245A
Authority: KR
Inventors: 가즈히코 야마모토; 유이치 미야케; 지카라 오카다
Original assignee: 이노우에 유스케; 산도쿠 긴조쿠 고교 가부시키가이샤
Priority date: 1993-06-14
Filing date: 1994-06-13
Publication date: 1998-10-15
Also published as: DE69405817D1; EP0632471A2; EP0632471A3; DE69405817T2; EP0632471B1; ATE158669T1; KR950001790A

Abstract

본 발명은 희토류금속 25∼31중량%와, 보론 0.5∼1.5중량%와, 철을 함유한 합금용융물을 단일로울법에 의하여 과냉도가 50∼500℃이고, 냉각속도가 500℃/초를 초과하고 10000℃/초 이하인 냉각조건하에서 균일하게 응고시켜 얻은 합금주괴를 주성분으로 함유한 원료성분을 분쇄하고 성형하여 소결한 영구자석에 관한 것이다. 상기 합금주괴는 단축방향에서 0.1∼50㎛이고, 장축방향에서 100㎛을 초과하고 300㎛이하인 주상결정 입경을 가진 주상결정을 90용량% 이상 함유한다.

상기 영구자석은 조제시의 분쇄가 용이하고, 더구나 소결의 진행도 충분하므로, 잔류자속밀도, 보자력 등의 자석특성이 뛰어나고, 특히 뛰어난 이방성을 나타낸다.

또, 원료성분으로서 상기 합금주괴외에 다른 금속주괴를 사용함으로써 영구자석에 더욱 뛰어난 자기특성을 부여된다.

Description

영구자석

제1도는 실시예에서 사용한 단일로울에 의한 스트립 캐스트법에 의하여 영구자석용 합금주괴를 제조할 때의 개략도.

[산업상의 이용분야]

본발명은 희토류금속과 보론과 철을 필수성분으로서 함유한 뛰어난 자석특성을 가진 영구자석에 관한 것이다.

[종래의 기술]

종래 영구자석용 합금주괴는 용융된 합금을 금형으로 주조하는 금형주조법에 의하여 제조되는 것이 일반적이다. 그러나, 이 금형주조법에 의하여 합금용융물을 응고시키는 경우, 합금용융물의 발열(發熱)과정에 있어서, 발열 초기에서는 주형전열율속이지만, 응고가 진행하면 주형-응고산간 및 응고상에 있어서의 열전달이 발열율속으로 되어, 금형냉각능성을 향상시켜도 주괴내부와 주형 근방의 주괴에서는 냉각조건이 다르며, 특히 주괴 두께가 두꺼울수록 이러한 현상이 생긴다. 이와 같이 주괴의 내부와 표면 부근에서의 냉각조건의 차이가 큰 경우에는 특히 자석조성에 있어서의 고잔류 자속밀도쪽의 주조조직에 초정(初晶) γ-Fe가 많이 존재하며, 이 때문에 주괴의 중앙부에 입경 10∼300㎛의 α-Fe가 남아 있고, 동시에 주상(主相)을 둘러싼 희토류금속이 풍부한 상의 크기도 커진다.

한편, 자석제조공정에 있어서의 분쇄과정에 있어서는 통상 주괴가 수미크론까지 미분쇄되나, 상기 금형주조법으로 얻어지는 주괴의 경우에는 분쇄가 곤란한 입경이 큰 α-Fe 및 희토류금속이 풍부한 큰상을 함유하므로, 분쇄후의 분말입도분포가 불균일하게 되어, 자성의 배향성 및 소결성에 나쁜 영향을 미치고, 최종적으로 얻어지는 영구자석의 자기특성이 저하하는 결점이 있다.

또, 상기 금형주조법에 의하여 얻어지는 주괴조직중에 단축방향에서 0.1∼50㎛이고, 장축방향에서 0.1∼100㎛인 주상(主狀)결정입경을 가진 주상결정이 존재하는 것이 알려져 있으나, 그 결정의 함유율은 미량이어서 자석특성에 양호한 영향을 미칠 정도에는 이르지 않고 있다.

또한, 희토류금속원소, 코발트 및 필요에 따라 철, 동, 지르코늄을 첨가하여, 도가니속에서 용해시킨 후, 쌍로울, 단일로울, 쌍벨트 등을 조합한 스트립 캐스팅법 등으로 0.01∼5mm의 두께가 되도록 응고시키는 희토류금속자석용 합금의 제조법이 제안되어 있다.

그 방법에서는 금형주조법에 비하여 조성이 균일한 주괴가 얻어지나, 원료성분이 희토류금속원소, 코발트 및 필요에 따라 철, 동, 지르코늄을 조합한 성분이므로, 상기 스트립 캐스팅법에 의한 자석성능의 향상이 충분히 얻어지지 않는 것 등의 문제점이 있다.

또, 이트륨을 함유한 희토류원소와, 철 및 또는 코발트와 보론을 주성분으로 하는 주상결정립과, 희토류금속이 풍부한 상을 주체로 하는 결정립계를 가지고 있고, 상기 주상결정립의 평균직경(결정의 장축방향의 길이) 이 3∼50㎛인 자석제조용 합금을 분쇄 성형 소결한 자석이 제안되어 있으며, 상기 자석제조용 합금이 합금용탕을 단일로울, 쌍로울을 사용하여 냉각속도를 제어하면서 제조하는 것이 알려져 있다.

그러나, 종래의 단일로울, 쌍로울을 사용하여 냉각속도만을 제어한 자석제조용 합금의 제조법에서는 상기 주상결정립의 장축방향길이를 100㎛을 초과하는 길이로 하기는 곤란하고, 이러한 주상결정립의 장축방향길이가 짧은 경우 즉, 상기 주상결정립의 평균직경이 3∼50㎛인 경우에는 이방성 영구자석으로 하였을 때의 성능이 떨어지는 결점이 있다.

또, 자석을 제조하는 경우, 1 조성의 자석제조용 합금분말을 자장성형하여 소결한 경우라도, 결정입계에 저융점물질 또는 소결조제로서 작용하는 화합물이 미세하게 분산하는 형으로 존재하지 않으면, 소결이 진행되지 않아 양호한 소결체가 얻어지지 않은 경우가 많다.

[발명이 해결하려고 하는 과제]

본발명의 목적은 제조시의 분쇄조건이 용이하고, 잔류자속밀도, 보자력 등의 자석특성이 뛰어나고, 특히 뛰어난 이방특성을 나타내는 영구자석을 제공하는데 있다.

본발명의 목적은 제조시의 소결이 양호하고, 뛰어난 잔류자속밀도, 보자력 등을 나타내는 영구자석을 제공하는데 있다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

본발명에 의하면, 희토류금속 25∼31중량%, 보론 0.5∼1.5중량%, 철을 함유한 합금 용융물을 단일로울법에 의하여 과냉도가 50∼500℃이고, 냉각속도가 500℃/초를 초과하고 10000℃/초 이하인 냉각조건하에서 균일하게 응고시켜 얻은 단축방향에서 0.1∼50㎛이고, 장축방향에서 100㎛를 초과하고 300㎛이하인 주상결정입경을 가진 주상결정을 90용량%이상 함유하는 합금주괴를 주성분으로서 함유하는 원료성분을 분쇄하고 성형하여 소결한 것을 특징으로 하는 영구자석이 제공된다.

이하, 본발명을 더욱 상세히 설명한다.

본발명의 영구자석은 특정 제조법으로 합성한 합금주괴를 주성분으로 하는 원료성분을 분쇄하고 성형하여 소결한 자석으로서, 뛰어난 이방성을 나타내고, 종래의 냉각속도를 제어한 주상결정을 가진 합금주괴를 원료성분으로 하는 자석에 비하여 이방화도가 높고 잔류자속밀도 및 보자력이 뛰어난다.

본발명에 있어서, 사용하는 필수성분의 합금주괴를 제조하는 합금융용물의 조성은 희토류금속 25∼31중량%, 보론 0.5∼1.5중량% 및 철을 필수성분으로서 함유한다.

상기 희토류금속으로서는 특히 한정되는 것은 아니나, 란탄, 세륨, 프라세오디뮴, 네오디뮴, 이트륨, 디스프로슘, 미쉬메탈 또는 이들의 혼합물 등을 들 수 있다. 희토류 금속의 함유량이 25중량% 미만인 경우에는 얻어지는 합금주괴중에 α-철상 등의 철이 풍부한 상이 석출되어 후술하는 분쇄공정에 악영향을 미친다. 또, 31중량%를 넘는 경우에는 잔류자속밀도가 저하된다. 한편, 보론의 함유량이 0.5중량% 미만인 경우에는 고보자력이 얻어지지 않고, 또 1.5중량%를 초과하면 고잔류자속밀도가 얻어지지 않는다.

상기 철의 함유량은 합금용융물이 상기 필수성분 이외의 성분을 함유하지 않는 경우에는 67.5∼74.5중량% 이나, 필수성분 이외의 성분을 함유한 경우에는 적어도 37.5중량% 이상 함유시키는 것이 좋다. 즉, 필수성분 이외의 성분의 함유량은 30중량% 이하, 특히 10중량% 이하, 그리고 6중량% 이하로 하는 것이 바람직하다. 그 필수성분 이외의 성분으로서는 코발트, 알루미늄, 크롬, 망간, 마그네슘, 규소, 동, 탄소, 주석, 텅스텐, 바나듐, 지르코늄, 티탄, 몰리브덴, 니오브, 갈륨 또는 이들의 혼합물 등을 들 수 있고, 특히 코발트가 좋다. 또 이들의 성분외에 불가피한 불순물 또는 미량성분으로서 산소등이 함유되어 있어도 좋다.

상기 합금유용물을 조제하려면, 예컨대 진공용융법, 고주파 용융법 등에 의하여, 바람직하게는 도가니 등을 사용하여 불활성가스 분위기하에서 얻을 수 있다.

본발명에 있어서 원료성분의 주성분인 합금주괴는 상기 합금용융물의 과냉도를 50∼500℃로 제어하여 제조한다. 바람직하게는 그 하한은 얻어지는 주상결정의 장축방향의 길이와 단축방향의 길이의 비를 크게하여 이방화도를 향상시키고, 다시 희토류금속이 풍부한 상의분산성을 양호하게 하여 얻어지는 영구자석의 자석특성을 높이기 위하여 100℃로 제어하는 것이 좋고, 한편 상한은 얻어지는 주상결정의 단축방향의 길이를 0.1㎛이상으로 하고, 얻어지는 영구자석의 자기특성을 높이기 위하여 500℃로 제어한다. 그리고 이러한 특정과냉도의 합금용융물을 단일로울법에 의하여 냉각속도가 500℃/초를 초과하고 10000℃/초 이하, 바람직하기는 1000∼5000℃/초인 냉각조건하에서 균일하게 응고시킴으로써 목적의 함금주괴를 얻을 수 있다.

이때, 과냉도란, (합금의 융점)-(융점이하의 합금용융뮬의 실제의 온도)의 값이다. 더 자세히는 「과냉」이란, 합금용융물이 냉각되어 합금의 융점에 달하여도 응고가 실제로는 생기지 않고, 더욱 강하한 온도로서 그 생성온도에 달하면 합금용융물중에 미세한 고상, 즉 결정이 형성되어 응고가 비로소 생기는 현상을 가리키며, 과냉도란 전술한 바와 같이 합금의 융점과, 융점이하의 합금용융물의 실제의 온도와의 차의 값을 나타내고, 본발명에 있어서는 그 차, 즉 상기 합금용융물의 과냉도를 50∼500℃의 범위로 제한함과 동시에 냉각속도를 500℃/초를 초과하게 하고, 10000℃/초 이하로 함으로써, 후술하는 특정의 범위의 결정입경을 가지는 결정이 90용량% 이상 함유되는 지금까지 전혀 알려져 있지 않는 신규의 합금주괴를 얻을 수 있다.

상기 합금용융물의 과냉도를 전술한 특정온도로 제어하려면, 예컨대 전술한 도가니 등을 사용하여 조제한 합금용융물의 온도를 제어함과 동시에 응고시키기 위한 단일로울로 유도할때까지의 시간 및 속도 등을 적절히 조정함으로써 제어할 수 있다.

상기 특정의 과냉도로 제어한 합금용융물을 단일로울법에 의하여 상기 특정의 냉각속도로 응고시키려면, 예컨대 로울의 회전수, 표면온도, 주위온도, 또는 합금용융물을 로울에 공급하는 양을 조성하여 얻어지는 합금주괴물의 두께를 제어하는 방법 등에 의하여 행할 수 있다. 상기 단일로울법을 채용한 이유는 쌍로울법, 회전원판법 등에 있어서는 결정성장방향 및 냉각속도의 관리등이 곤란하고, 목적하는 결정구조를 얻을 수 없고, 더욱이 장치자체의 내구성도 부족하기 때문이며, 또한 단일로울법에 의하면, 합금용융물을 상기 특정의 과냉도로 제어하여, 상기 특정의 냉각속도로 연속적으로 응고시키는 조건설정이 용이하기 때문이다. 상기 합금주괴의 두께는 상기 냉각속도를 용이하게 제어하기 위하여, 바람직하기는 0.05∼5mm의 범위로 하는 것이 바람직하다. 두께가 5mm를 넘는 경우에는 후술하는 소망의 결정조직의 합금주괴를 제조하는 것이 곤란하게 되므로 좋지 않다.

상기 특정방법에 의하여 얻어지는 합금주괴는 단축방향에서 0.1∼50㎛, 바람직하기는 1∼20㎛, 장축방향에서 100㎛를 초과하고 바람직하기는 150㎛를 초과하고, 300㎛이하 바람직하기는 250㎛ 이하인 주상결정입경을 가지는 주상결정을 90용량% 이상, 바람직 하기는 98용량% 이상 함유한다. 특히 주상결정입자내에 포정핵으로서 통상 함유되는 α-Fe 및/ 또는 γ-Fe가 전혀 함유되어 있지 않는 것이 좋다. 또, 그 α-Fe 및/또는 γ-Fe가 함유되는 경우에는 그 α-Fe 및/또는 γ-Fe의 입경이 10㎛미만이고, 또한 미세하게 분산되어 있는 것이 좋다. 이러한 결정구조는 예컨대, 전자현미경 사진 등에 의하여 확인할 수 있다. 상기 단축방향의 길이 및 장축방향의 길이가 상기 범위외의 경우에는 얻어지는 영구자석의 자기특성이 저하되고, 특히 장축방향의 길이가 100㎛ 이하에서는 주상결정의 애스펙트비가 저하되고, 주상결정이 입상결정에 근사하고, 이방화도가 저하되어 고자기 특성이 얻어지지 않는다. 또, 상기 특정의 결정입경을 가진 결정의 함유비율이 90용량% 미만인 경우에는 얻어지는 합금주괴에 뛰어난 자석특성을 부여할 수 없다. 또한, 그 α-Fe및/또는 γ-Fe의 입경이 10㎛이상이고, 또한 미세하게 분산되어 있지 않은 경우에는 영구자석 제조공정에 있어서의 분쇄시에 입도분포가 불균일하게 되어, 뛰어난 이방성이 얻어지지 않으므로 좋지 않다.

상기 합금주괴의 원료성분중의 함유량은 주성분이 되는 양이면 특히 한정되지 않으나, 목적의 영구자석의 자석특성을 더욱 향상시키기 위하여 원료성분 전량에 대하여 70∼99.9용량%가 좋다.

상기 합금주괴 이외의 원료성분으로서는 예컨대, 란탄, 세륨, 프라세오디뮴, 네오디뮴, 이트륨, 디스프로슘, 미쉬메탈 또는 이들의 혼합물 등의 희토류금속 31∼100중량%를 함유한 금속주괴 등을 들 수 있다. 그 금속주괴는 희토류 금속외에 예컨대 철, 코발트, 니켈 또는 이들의 혼합물 등을 69중량% 이하 함유하는 합금이라도 좋다. 이러한 금속주괴는 예컨대 상기 주성분으로서의 합금주괴와 똑같은 방법으로 조제할 수 있을 뿐만 아니라, 공지의 쌍로울법, 회전원판법 등의 금속주조법 등에 의하여 조제된 것을 사용할 수도 있다. 그 금속주괴의 함유량은 원료성분으로서 상기 합금주괴 단독의 사용의 경우 보다 얻어지는 영구자석의 자석특성을 향상시키기 위하여 원료성분 전량에 대하여 0.1∼30용량%가 좋다. 30용량%를 넘는 경우에는 자석특성이 저하되므로 좋지 않다.

본발명의 영구자석은 상기 합금주괴를 함유한 원료성분을 통상의 분쇄 성형 소결에 의하여 얻어진 것이다.

상기 분쇄는 상기 원료성분을 공지의 기계적 분쇄법 등에 의하여 행할 수 있고, 바람직하기는 먼저 250∼24 메쉬로 분쇄후, 다시 10㎛이하, 특히 2∼3㎛으로 미분쇄하는 것이 바람직하고, 또 따로따로 미분쇄한 후 혼합하여, 다음 공정인 성형에 제공할 수도 있다. 원료성분으로서 상기 금속주괴를 함유하는 경우에는 필수성분인 상기 합금주괴와 따로따로 분쇄한 후 혼합하고, 다시 상기 범위로 미분쇄하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 합금주괴가 특정의 다결정구조를 가지고 있으며, 포정핵을 가지고 있지 않거나 또는 미세하게 분산되어 있으므로, 거의 균질한 입경을 가지는 합금분말을 단시간에 용이하게 얻을 수 있고, 분쇄시의 산소혼입량을 억제할 수 있다. 또, 이러한 미분쇄에 의하여 얻어지는 영구자석의 자석특성을 향상시킬 수 있다.

상기 성형은 통상의 자강중에 있어서의 압축성형 등에 의하여 행할 수 있다. 이때, 자강강도는 1200KAm-¹이상, 특히 1500KAm-¹이상이 좋다. 또, 성형압력은 100∼200MPa가 좋다.

상기 소결은 특히 한정되지 않고 공지의 방법으로 행할 수 있으나, 바람직하기는 1000∼1200℃, 0.5∼5시간의 조건으로 불활성가스분위기에서 또는 진공중에서 행할 수 있다. 이때, 소결은 전술한 합금분말이 거의 균질하게 미분쇄되어 있으므로, 양호하게 진행시킬 수 있어서, 소결후의 결정입경의 균일성도 매우 양호하다. 또, 소결후 자기특성을 더욱 향상시키기 위하여 공지의 방법에 의하여 열처리할 수도 있다. 그 열처리는 바람직하기는 400∼600℃에서 0.5∼5시간의 조건에서 행할 수 있다.

[발명의 효과]

본발명의 영구자석은 특정의 제조법, 특히 단일로울법에 의하여 합금용융물의 과냉도와 냉각속도를 제어하여 조제한, 신규의 결정조직을 가진 합금주괴를 필수원료성분으로서 사용하여 제조된 것이고, 제조시의 분쇄공정이 용이하고, 더욱이 소결의 진행도 충분히 행할 수 있으므로, 잔류자속밀도, 보자력 등의 자석특성이 뛰어나고, 특히 뛰어난 이방성을 나타낸다. 또, 원료성분으로서 상기 합금주괴 이외에 다른 금속주괴를 사용함으로써 영구자석 자체에 더욱 뛰어난 자기특성이 부여된다. 따라서 종래의 영구자석에 비하여 더욱 뛰어난 자석특성이 요망되고 있는 분야에의 이용이 기대된다.

[실시예]

이하, 본발명은 실시예 비교예에 의하열 더 자세히 설명하나, 본발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

네오디뮴 30.8%, 보론 1.0중량%, 철 68.2%의 조성으로 된 금속원소를 배합한 금속혼합물을 아르곤가스분위기중에서 알루미나 도가니를 사용하여 고주파 용융법에 의하여 용융물로 만들었다. 이어서, 얻어진 용융물의 온도를 1350℃로 유지한 후, 제1도에 도시한 장치를 사용하여 이하의 방법에 따라 영구자석용 합금주괴를 얻었다. 원료조성을 표 1에 표시하였다.

제1도는 단일로울을 사용한 스트립 캐스트법에 의하여 영구자석용 합금주괴를 제조하기 위한 개략도로서, 1은 상기 고주파 용융법에 의하여 용융된 용융물이 들어 있는 도가니이다. 1350℃로 유지된 용융물(2)을 턴디쉬(3) 위에 연속적으로 흘려넣고, 과냉도를 200℃로 조정하면서 계속하여 약 3m/s의 주변속도로 회전하는 로울(4) 위에 공급하고, 냉각속도 1000℃/초의 냉각조건으로 되도록 응고시켜, 로울(4)의 회전방향으로 연속적으로 용융물(2)을 낙하시켜서, 두께 0.2∼0.5mm의 합금주괴(5)를 제조하였다. 합금주괴 제조시의 과냉도, 냉각속도 및 전자현미경으로 측정한 합금주괴의 결정구조의 입경을 표 2에, 전자현미경으로 관찰한 결정구조의 조직적 특징을 표 3에 표시하였다. 그리고, 얻어진 합금주괴가 단축방향에서 0.1∼50㎛이고, 장축방향에서 100㎛을 초과하고 300㎛이하인 주상결정입경을 가진 주상결정을 90용량% 이상 함유하는 것은 표 2의 결정구조의 평균직경과 표준편차의 값으로 확인할 수 있다.

다음에 얻어진 영구자석용 합금주괴를 250∼24메쉬로 분쇄하여, 알콜중에서 다시 3㎛정도까지 미분쇄하였다. 이어서, 얻어진 미분말을 150MPa, 2400KAm^-1의 조건에서 자장프레스한 후, 1040℃에서 2시간 소결하여, 10×10×15mm의 영구자석을 얻었다. 얻어진 영구자석의 작석특성을 표 4에 표시하였다.

[실시예 2 및 3]

표 1에 표시한 원료조성을 사용하여, 표 2에 표시한 과냉도 및 냉각속도로 한 이외는 실시예 1과 똑같이 영구자석을 조제하였다. 합금주괴의 결정입경을 표 2에, 결정구조의 조직적 특징을 표 3에, 또 얻어진 영구자석의 자석특성을 표 4에 표시하였다. 그리고, 얻어진 합금주괴가 단축방향 0.1∼50㎛이고 장축방향에서 100㎛를 초과하고 300㎛이하인 주상결정입경을 가진 주상결정을 90용량% 이상 함유하는 것은 표 2의 결정구조의 평균직경과 표준편차의 값으로 확인할 수 있다.

[비교예 1]

실시예 1과 동일조성의 금속혼합물을 고주파 용융법에 의하여 용해하여, 금형주조법에 의하여 두께 25mm의 영구자석용 합금주괴를 얻었다. 얻어진 합금주괴를 실시예 1과 똑같이 분석하여, 영구자석을 제조하였다. 합금주괴의 조성을 표 1에, 과냉도, 냉각속도 및 합금주괴의 결정입경을 표 2에, 결정구조의 조직적 특징을 표 3에, 또 얻어진 영구자석의 자석 특성을 표 4에 표시하였다.

[비교예 2]

표 1에 표시한 원료조성을 사용하여, 용융물온도를 1200℃, 로울주변속도를 0.01m/s로하고, 표 2에 표시한 과냉도 및 냉각속도로 한 이외는 실시예 1과 똑같이 영구자석을 조제하였다. 합금주괴의 결정입경을 표 2에, 결정구조의 조직적 특징을 표 3에, 또 얻어진 영구자석의 자석특정을 표 4에 표시하였다.

[비교예 3]

표 1에 표시한 원료조성을 사용하여, 용융물온도를 1600℃, 로울주변속도를 50m/s로 하고, 표 2에 표시한 과냉도 및 냉각속도로 한 이외는 실시예 1과 똑같이 영구자석을 조제하였다. 합금주괴의 결정입경을 표 2에, 결정구조의 조직적 특징을 표 3에, 또 얻어진 영구자석의 자석특성을 표 4에 표시하였다.

[비교예 4]

표 1에 표시한 원료조성을 사용한 이외는 비교예 1과 똑같이 영구자석용 합금주괴를 얻고, 다시 영구자석을 제조하였다. 합금주괴의 조성을 표 1에 과냉도, 냉각속도 및 합금주괴의 결정입경을 표 2에, 결정구조의 조직적 특징을 표 3에, 또 얻어진 영구자석의 자석특성을 표 4에 표시하였다.

[실시예 4]

네오디뮴 28.0중량%, 보론 0.95중량%, 철 71.05중량%의 조성으로 된 금속원소를 배합한 금속혼합물을 아르곤가스분위기 중에서 알루미나 도가니를 사용하여 고주파 용융법에 의하여 용융물로 만들었다. 이어서, 얻어진 용융물을 실시예 1과 똑같이 단일로울법으로 표 5에 표시한 과냉도 및 냉각속도에 의하여 영구자석 주상용 합금주괴를 얻었다. 또, 네오디뮴 40.0중량%, 보론 1.5중량%, 철 58.5중량%의 조성으로 된 금속원소를 배합한 금속혼합물을 아르곤가스분위기 중에서 알루미나 도가니를 사용하여 고주파 용융법에 의하여 용융물로 만들었다. 이어서, 얻어진 용융물을 실시예 1과 똑같이 단일로울법으로 표 6에 표시한 과냉도 및 냉각속도에 의하여 영구자석 소결조제용 합금주괴를 얻었다. 상기 영구자석 주상용 합금주괴의 조성을 표 5의 각 실시예의 난의 상단에 영구자석 소결조제용 합금주괴의 조성을 하단에 각각 표시하였다.

다음에 얻어진 영구자석 주사용 합금주괴 및 영구자석 소결조제용 합금주괴를 각각 따로따로 250∼24메쉬로 분쇄하여, 영구자석 주사용 합금주괴 83중량% 및 영구자석 소결조제용 합금주괴 17중량%가 되도록 칭취한 후 혼합하고, 다시 알콜속에서 3㎛정도까지 미분쇄하였다. 이어서, 얻어진 미분말을 250MPa, 2400KAm의 조건에서 자장프레스한 후, 1040℃에서 2시간 소결하여, 10×10×15mm의 영구자석을 얻었다.

합금주괴 제조시의 과냉도, 냉각속도 및 얻어진 합금주괴의 결정입경을 표 6에, 합금주괴의 조직적 특징 및 영구자석 주사용 합금주괴 및 영구자석 소결조제용 주괴의 혼합비를 표 7에, 영구자석의 자석특성을 표 8에 표시하였다. 그리고, 얻어진 합금주괴가 단축방향에서 0.1∼50㎛이고 장축방향에서 100㎛를 초과하고 300㎛이하인 주상결정입경을 가진 주상결정을 90용량% 이상 함유하는 것은 표 6의 결정구조의 평균직경과 표준편차의 값으로 확인할 수 있다.

[실시예 5]

표 5에 표시한 영구자석 주상용 합금주괴 및 영구자석 소결조제용 합금주괴의 조성을 사용하여, 표 6에 표시한 과냉도 및 냉각속도 및 표 7에 표시한 영구자석 주사용 합금주괴 및 영구자석 소결조제용 합금주괴의 혼합비로 한 이외는 실시예 4와 똑같이 영구자석을 조제하였다. 합금주괴 제조시의 과냉도, 냉각속도 및 얻어진 합금주괴의 결정입경을 표 6에, 합금주괴의 조직적 특징 및 영구자석 주상용 합금주괴 및 영구자석 소결조제용 합금주괴의 혼합비를 표 7에, 영구자석의 자석특성을 표 8에 표시하였다. 그리고, 얻어진 합금주괴가 단축방향에서 0.1∼50㎛이고, 장축방향 100㎛를 초과하고 300㎛이하인 주상결정입경을 가진 주상결정을 90용량% 이상 함유하는 것은 표 6의 결정구조의 평균직경과 표준편차의 값으로 확인할 수 있다.

[실시예 6∼22]

표 5에 표시한 영구자석 주상용 합금주괴 및 영구자석 소결조제용 합금주괴의 조성을 사용하여 표 6에 표시한 과냉도와 냉각속도 및 영구자석 주상용 합금주괴 및 영구자석 소결조제용 합금주괴의 미분쇄를 따로따로 행한 후에 표 7에 표시한 영구자석 주상용 합금주괴 및 영구자석 소결조제용 합금주괴의 혼합비로 혼합하여, 자장성형한 이외는 실시예 4와 똑같이 영구자석을 조제하였다. 합금주괴 제조시의 과냉도, 냉각속도 및 얻어진 합금주괴의 결정입경을 표 6에, 합금주괴의 조직적 특징 및 영구자석 주상용 합금주괴 및 영구자석 소결제조용 합금주괴의 혼합비를 표 7에, 영구자석의 자석특성을 표 8에 표시하였다. 그리고, 얻어진 합금주괴가 단축방향에서 0.1∼50㎛이고 장축방향에서 100㎛를 초과하고 300㎛이하인 주상결정입경을 가진 주상결정을 90용량% 이상 함유하는 것은 표 6의 결정구조의 평균직경과 표준편차의 값으로 확인할 수 있다.

Claims

(1)회토류금속 25∼31중량%, 보론 0.5∼1.5중량%, 철을 함유한 합금용융물을 단일로울법에 의하여 과냉도가 50∼500℃, 냉각속도가 500℃/초 초과 10000℃/초 이하인 냉각조건에서 균일하게 응고시켜 얻은 단축방향으로 0.1∼50㎛, 장축방향으로 100㎛초과 300㎛이하인 주상결정입경을 가진 주상결정을 90용량% 이상 함유하는 주상용 합금주괴와 (2)소결조제용 합금주괴를 함유하는 원료성분을 분쇄, 혼합, 성형하고, 소결한 것을 특징으로 하는 영구자석.
제1항에 있어서, 상기 주사용 합금주괴의 주상결정입자내에 입경이 10㎛ 미만인 α-Fe, γ-Fe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 포정핵이 미세하게 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 영구자석.
제1항에 있어서, 상기 원료성분중의 주상용 합금주괴의 함유비율이 70∼99.9용량%인 것을 특징으로 하는 영구자석.
제1항에 있어서, 상기 소결조제용 합금주괴가 원료성분이 희토류금속 31∼100중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 영구자석.
제1항에 있어서, 상기 소결조제용 합금주괴가 철, 코발트, 니켈 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 전이금속을 함유하는 것을 특징으로 하는 영구자석.
제1항에 있어서, 상기 원료성분중의 상기 소결조제용 합금주괴의 함유비율이 0.1∼30용량%인 것을 특징으로 하는 영구자석.