KR100186974B1 - Nd-fe-b계 영구자석 제조장치 및 그 제조방법 - Google Patents

Nd-fe-b계 영구자석 제조장치 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

발명은 Nd-Fe- B계 영구자석 제조방법 및 그 제조장치를 개시한다. 본 발명은, Nd-Fe-B계 급냉리본 파우더를 냉간 압축하여 형성한 Nd-Fe-B계 급냉리본 성형체를 상측이 막힌 원통형 튜브내에 삽입하는 단계와, 상기 Nd-Fe-B계 급냉리본 성형체가 삽입된 원통형 튜브를 금형내부에 삽입한 후 700∼800℃로 가열하는 단계와, 상기 단계에서 가열된 원통형 튜브의 상측 중앙부를 원통형 코어펀치로 가압하여 이방성 링형 영구자석을 제조하는 단계를 포함하는 Nd-Fe- B계 영구자석 제조방법 및 제조장치를 제공하는데 그 특징이 있다. 따라서 장치의 구조가 간단하고, 제조 공정수를 줄일수 있고, 자석의 보자력 특성을 향상시킬 수 있게 된다.

Description

Nd-Fe-B계 영구 자석 제조장치 및 그 제조방법
도 1는 종래의 Nd-Fe-B계 영구자석 제조장치를 개략적으로 도시한 단면도.
도 2 (a)(b)는 종래 Nd-Fe-B계 영구자석을 제조하는 단계를 개략적으로 도시한 단면도.
도 3는 본 발명에 따른 Nd-Fe-B계 영구자석 제조장치를 개략적으로 도시한 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 Nd-Fe-B계 영구자석을 제조하는 단계를 개략적으로 도시한 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 금형 12 : 하부펀치
13 : Nd-Fe-B 계 급냉리본 성형체 14 : 원통형 튜브(상측이 막힌)
15 : 코어 펀치
본 발명은 Nd-Fe-B계 영구자석을 제조하는 방법 및 그 제조장치에 관한 것으로서, 륵히 후방 압출 성형 공정(back extrusion)에 의하여 링 형태로 제조되며 반지름 방향의 이방성을 갖는 Nd-Fe-B계 영구자석의 제조방법 및 그 제조장치에 관한 것이다.
일반적으로 압출에 의하여 레이디얼(radial) 방향의 이방성을 갖는 Nd-Fe-B계 영구자석은 후방 압출 성형 공정(back extrusion)에 의하여 링 형상으로 제조된다.
제1도는 이러한 후방 압출 성형 공정을 수행하기 위한 종래의 Nd-Fe-B계 영구자석 제조장치를 개략적으로 도시한 단면도이고, 제2도 (a)와 도 2 (b)는 종래 Nd-Fe-B계 영구자석 제조 장치로 Nd-Fe-B계 영구자석을 제조하는 단계를 개략적으로 도시한 단면도들이다.
제1도에 도시되어 있는 바와 같이 종래의 후방 압출 공정을 수행하는 Nd-Fe-B계 영구자석 제조장치는, 원통형 중공부를 가지는 금형(1)의 외측에 금형(1)을 가열하기 위한 가열수단(H)이 마련되고, 금형(1)의 하측에는 원통형 하부펀치(5)가 위치되어 있다.
그리고 하부펀치(5)와 대향되는 금형(1)의 상측에는 금형(1)의 중공부에 삽입되는 슬리브 펀치(3) 및 코어 펀치(4)를 구비하는 상부펀치(2)가 설치되고, 이 슬리브 펀치(3) 및 코어 펀치(4)는 도시되지 않은 통상의 구동장치에 의해 각각 상,하방향으로 구동되도록 설치되어 있다.
이와 같이 구성된 종래의 Nd-Fe-B계 영구자석 제조장치를 이용하여 Nd-Fe-B계 영구자석을 제조하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저 Nd-Fe-B계 급냉리본 성형체(6)를 도 1에 도시된 바와 같이 금형(1) 내부에 삽입시킨 다음, 가열수단(H)을 동작시켜 금형(1)을 가열시킴과 동시에 제2도에 (a)에 도시된 바와 같이 상부펀치(2)의 슬리브 펀치(3)와 코어펀치(4)를 동시에 하강시켜 금형(1) 내부에 장입된 Nd-Fe-B계 급냉리본 성형체(6)를 1차적으로 열간 압축 성형하게 된다.
그리고 1차적으로 열간압축 성형된 Nd-Fe-B계 급냉리본 성형체(6)를 제2도 (b)에 도시된 바와 같이 상부펀치(2)의 코어 펀치(4)로 2차적으로 열간 압축함과 동시에 슬리브 펀치(3)로 일정한 압력을 부여하여 레이디얼 방향으로 이방성을 갖는 링 형상의 Nd-Fe-B계 영구자석(7)을 제조하게 된다.
그러자 상술한 바와같은 종래의 Nd-Fe-B계 영구자석 제조 장치 및 제조방법은 상부펀치(2)가 슬리브 펀치(3)와 코어 펀치(4)로 구성되고, 슬리브 펀치(3)와 코어 펀치(4)가 각각 별도의 구동장치에 의해 상,하방향으로 구동되도록 되어 있으므로 장치가 복잡하고 고가인 단점이 있었다.
또한 Nd-Fe-B계 급냉리본 성형체(6)를 2차에 걸친 열간압축 (hot pressing) 성형공정을 통해 Nd-Fe-B계 영구자석을 제조하도록 되어 있으므로, 제조 공정수가 많아 생산성이 저하될 뿐만 아니라 Nd-Fe-B계 급냉리본 성형체(6)가 고온으로 유지되는 시간이 길어져 Nd-Fe-B계 영구자석의 보자력 특성이 저하되게 되는 문체점이 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 구조가 긴단하고, 제조 공정수를 줄이고, 영구자석의 보자력 특성을 향상시킬 수 있는 Nd-Fe-B계 영구자석의 제조방법 및 그 제조장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 바와같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, Nd-Fe-B계 급냉리본 파우더를 냉간 압축하여 형성한 Nd-Fe-B계 급냉리본 원통형 성형체를 상측이 막힌 원통형 튜브내에 삽입하는 단계와, 상기 Nd-Fe-B계 급냉리본 성형체가 삽입된 튜브를 금형내부에 장입한 후 700∼800℃로 가열하는 단계와, 상기 단계에서 가열된 튜브의 상측 중앙부를 원통형 코어펀치로 가압하여 이방성 링형 영구자석을 제조하는 단계를 포함하는 Nd-Fe- B계 영구자석 제조방법을 제공하는데 그 특징이 있다.
또한 본발명은, 원통형 중공부를 가지는 금형과, 상기 금헝의 하측에 위치되는 하부펀치와, 상기 금형의 중공부에 삽입되며 내부에 급냉리본 성형체가 삽입되고 상측이 막힌 원통형 튜브와, 상기 금형의 상측에 위치되며 상기 원통형 튜브의 상측 중앙부를 가압하는 원통형 코어편치를 포함하는 Nd-Fe-B계 영구자석 제조장치를 제공하는데 그 특징이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
제3도는 본 발명에 따른 Nd-Fe-B계 영구자석 제조장치를 개략적으로 도시한 단면도이고, 제4도는 본 발명에 따른 Nd-Fe-B계 영구자석을 제조하는 단계를 개략적으로 도시한 단면도이다.
본 발명에 따른 Nd-Fe-B계 영구자석 제조장치는 제3도에 도시된 바와같이, 원통형 중공부를 가지는 금형(11)의 외측에 금형(11)을 가열하기 위한 가열수단(H)이 마련되고, 금형(11)의 하측에는 원통형 하부펀치(12)가 설치된다.
그리고 금형(11)의 중공부에는 상측이 막히고 내부에 Nd-Fe-B계 급냉리본 성형체(13)가 삽입된 원통형 튜브(14)가 삽입되고, 금형(11)의 상측에는 원통형 튜브(14)의 상측 중앙부를 가압하는 원통형 코어펀치(15)가 설치된다. 그리고 원통형 튜브(14)는 Cu, Fe계 금속재료로 형성된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 Nd-Fe-B계 영구자석 제조장치를 이용하여 Nd-Fe-B계 영구자석을 제조하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저 Nd-Fe-B계 급냉리본 파우더를 냉간 압축하여 Nd-Fe-B계 급냉리본 성형체(13)를 형성한 다음, Nd-Fe-B계 급냉리본 성형체(13)를 상측이 막힌 원통형 튜브(14)내에 삽입하고, Nd-Fe-B계 급냉리본 성형체(13)가 삽입된 윈통형 튜브(14)를 금형(11)내부에 삽입한다.
그리고 금형(11) 외측에 마련된 가열수단(H)을 동작시켜 Nd-Fe-B계 급냉리본 성형체(13)가 삽입된 원통형 튜브(14)를 700∼800℃로 가열한 다음, 가열된 원통형 튜브(14)의 상측 중앙부를 원통형 코어펀치(15)로 가압하면, 원통형 튜브(14)의 상측 막힌 부위 중앙부와 Nd-Fe-.B계 급냉리본 성형체(13)가 도 4에 도시된 바와 같이 변형되면서 이방성을 가지는 링형 영구자석(16)이 제조되게 된다.
이때 본 발명의 원통형 튜브(14)는 종래 장치에서의 슬리브 펀치(3)의 역할을 수행하게 된다. 즉, 본 발명의 원통형 튜브(14)는 열간압축시 성형체가 충분히 밀도를 갖을 수 있게 하며, 후방 압출(Back extrusion)시에는 자석의 표면상에 균열이 발생되는 것을 방지하는 역할을 수행하게 된다.
이와 같은 본 발명은 1차의 열간압축에 의해 자석의 제조가 완료되도록 되어 있으므로, 종래 2차의 열간압축에 의해 자석을 제조하던 방법에 비하여, 공정수를 줄일 수 있고, 자석재료가 고온에서 유지되는 시간을 줄일 수 있게 됨에 따라 그 만큼 생산성 및 자석의 보자력 특성이 향상되게 된다.
그리고 본 발명은 하나의 코어펀치(15)가 상측이 막힌 원통형 튜브(14)를 가압하여 자석을 제조하도륵 되어 있으므로, 종래 슬리브펀치(3)와 코어펀치(4)를 각각 별도의 구동장치를 통해 구동시키던 방식에 비하여 제조장치의 구조가 단순하고 간단하여 장치의 제조비용을 절감할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와같이 본 발명 Nd-Fe-B계 영구자석 제 방법 및 그 제조장치에 의하면, 구조가 간단하고, 제조 공정수를 줄일 수 있고, 자석의 보자력 특성을 향상시킬 수 있게 된다.

Claims (4)

  1. Nd-Fe-B계 급냉리본 파우더를 냉간 압축하여 형성한 Nd-Fe-B계 급냉리본 성형체를 상측이 막힌 원통형 튜브내에 삽입하는 단계와,
    상기 Nd-Fe-B계 급냉리본 성형체가 삽입된 원통형 튜브를 금형내부에 삽입한 후 700∼800℃로 가열하는 단계와,
    상기 단계에서 가열된 원통형 튜브의 상측 중앙부를 원통형 코어펀치로 가압하여 이방성 링형 영구자석을 제조하는 단계를 포함하는 Nd-Fe- B계 영구자석 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 원통형 튜브는 Cu, Fe계 금속재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 Nd-Fe-B계 영구자석 제조방법.
  3. 원통형 중공부를 가지는 금형과,
    상기 금형의 하측에 위치되는 하부펀치와, 상기 금형의 중공부에 삽입되며 내부에 Nd-Fe-B계 급냉리본 성형체가 삽입되고 상측이 막힌 원통형 튜브와,
    상기 금형의 상측에 위치되며 상기 원통형 튜브의 상측 중앙부를 가압하는 원통형 코어펀치를 포함하는 Nd-Fe-B계 영구자석 제조장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 원통형 튜브는 Cu, Fe계 금속재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 Nd-Fe-B계 영구자석 제조장치.
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