KR100340383B1 - 미세 결정 조직을 갖는 박판 자석 - Google Patents
미세 결정 조직을 갖는 박판 자석 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100340383B1 KR100340383B1 KR1019997007326A KR19997007326A KR100340383B1 KR 100340383 B1 KR100340383 B1 KR 100340383B1 KR 1019997007326 A KR1019997007326 A KR 1019997007326A KR 19997007326 A KR19997007326 A KR 19997007326A KR 100340383 B1 KR100340383 B1 KR 100340383B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- alloy
- magnet
- koe
- ihc
- permanent magnet
- Prior art date
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 43
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 16
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 60
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 60
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 21
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 19
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 19
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 abstract description 16
- 238000005266 casting Methods 0.000 abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 9
- 229910001047 Hard ferrite Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 abstract description 8
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 abstract description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 51
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 15
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 14
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 12
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 description 6
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 5
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 5
- 238000007578 melt-quenching technique Methods 0.000 description 5
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 4
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 3
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 3
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 2
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002483 Cu Ka Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 229910000808 amorphous metal alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- -1 by adding Co Substances 0.000 description 1
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005347 demagnetization Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 235000012015 potatoes Nutrition 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
- H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/047—Alloys characterised by their composition
- H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
- H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
- H01F1/057—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
- H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/047—Alloys characterised by their composition
- H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
- H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
- H01F1/057—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
- H01F1/0579—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B with exchange spin coupling between hard and soft nanophases, e.g. nanocomposite spring magnets
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
- H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/047—Alloys characterised by their composition
- H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
- H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
- H01F1/057—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
- H01F1/0571—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
Abstract
본 발명은 연자성상과 경자성상이 혼재하는 저희토류 함유의 Nd-Fe-B계 미세 결정 영구 자석의 제조시에 주조한 채로 2.5 kOe 이상의 고유 보자력(iHc), 9 kG 이상의 잔류 자속 밀도(Br)를 가지며, 하드페라이트 자석에 필적하는 성능 대 가격비를 가지며, 자기 회로를 소형이며 두께를 얇게 하는 데 공헌하는 두께 70 ㎛ 내지 500 ㎛의 미세 결정 조직을 갖는 박판 자석의 제공을 목적으로서 제안한 것으로, 합금 용탕을 30 kPa 이하의 감압 불활성 가스 분위기 하에서, 회전하는 냉각 롤 상에 연속적으로 주입하여, 합금 용탕으로부터 직접 15 ㎚ 내지 50 ㎚의 미세 결정 조직을 갖는 미세 결정 영구 자석 합금을 제작하는 공정에 있어서, Co, Cr, Mn, Ni, Cu, Ga, Ag, Pt, Au, Pb를 첨가한 특정 조성의 합금 용탕을 이용함으로써, iHc를 2.5 kOe 이상으로 향상시킬 수 있음과 동시에, 경자기 특성을 발현시키는 최적의 롤 주속도 범위를 Nd-Fe-B 3원계 자석의 제조 조건에 비해 확대할 수 있고, 동시에 70 ㎛ 내지 500 ㎛의 두께를 갖는 미세 결정 영구 자석 합금을 얻을 수 있다.
Description
현재, 가전용 기기, OA 기기, 전장품 등에 있어서, 고성능화와 소형 경량화가 점점 더 요구되고 있고, 영구 자석을 이용한 자기 회로 전체에 대해서 성능 대(對) 중량비를 최대화하기 위한 설계가 검토되고 있으며, 특히 현재의 생산량의 대부분을 차지하는 브러시(brush)가 장착된 직류 모터의 구조에서는, 영구 자석으로서 잔류 자속 밀도(Br)가 5 kG 내지 7 kG 정도의 것이 최적인 것으로 되어 있지만, 종래의 하드페라이트 자석에서는 얻을 수 없다.
예컨대, Nd2Fe14B를 주상(住相)으로 하는 Nd-Fe-B 소결 자석이나 Nd-Fe-B 본드 자석에서는 이러한 자기 특성을 만족시키지만, 금속의 분리 정제나 환원 반응에 크고 많은 공정 및 대규모 설비를 요하는 Nd를 10 at% 내지 15 at% 함유하고 있기 때문에, 하드페라이트 자석에 비하여 현저하게 고가이고, 성능 대 가격비의 측면에서 하드페라이트 자석 대신 사용하는 것은 일부의 기종에서만 진행되고 있으며, 현시점에서 5 kG 이상의 Br을 갖는 저렴한 영구 자석 재료는 발견되지 않았다.
또한, 자기 회로를 소형이며 두께를 얇게 하기 위해서, 영구 자석 자체의 두께가 100 ㎛ 내지 1500 ㎛ 정도인 박판형 영구 자석이 요구되고 있지만, Nd-Fe-B 소결 자석에서는 500 ㎛ 이하의 벌크재를 얻기 어렵기 때문에, 두께가 수 ㎜인 판형 소결체를 연삭하거나 또는 벌크재를 와이어 톱 등으로 분할 절단하는 방법에 의해서만 제조할 수 있어 가공 비용이 많이 들고, 수율이 낮아진다는 문제가 있다.
Nd-Fe-B 본드 자석은 두께가 약 30 ㎛, 지름이 수 10 ㎛ 내지 500 ㎛인 분말을 수지로 결합함으로써 얻기 때문에, 박판 두께가 100 ㎛ 내지 300 ㎛의 본드 자석을 성형하는 것이 곤란하다.
한편, Nd-Fe-B계 자석에 있어서, 최근 Nd4Fe77B19(at%) 근방의 조성이며 Fe3B형 화합물을 주상으로 하는 자석 재료가 제안[알. 코어후른(R. Coehoorn) 등, J.dePhys, C8, 1988, 669 내지 670 페이지)되어 있는데, 그 기술 내용은 미국 특허 4,935,074 등에 개시되어 있다.
또한, 쿤(Koon)은 그보다 전에, La를 필수 원소로서 함유하는 La-R-B-Fe 비정질 합금에 결정화 열처리를 행하여 미세 결정으로 이루어지는 영구 자석을 제조하는 방법을 미국 특허 4,402,770에서 제안하고 있다.
최근에는 리치테르(Richter) 등에 의해서 EP 특허 제558691B1호에 개시되어 있는 바와 같이, Nd를 3.8 at% 내지 3.9 at% 함유하는 Nd-Fe-B-V-Si 합금 용탕을 회전시키는 Cu 롤 상에 분사하여 얻어진 비정질 후레이크(flake)를 700 ℃로 열처리함으로써, 경자기 특성을 갖는 박편이 얻어지는 것이 보고된 바 있다. 이들 영구 자석 재료는 두께 20 ㎛ 내지 60 ㎛의 비정질 후레이크에 결정화 열처리를 행함으로써 얻어지는 연자성인 Fe3B상과 경자성인 R2Fe14B상이 혼재하는 결정 집합 조직을 갖는 준안정(準安定) 구조의 영구 자석 재료이다.
전술한 영구 자석 재료는 10 kG 정도의 Br과 2 kOe 내지 3 kOe의 iHc을 가지며, 고가인 Nd의 함유 농도가 4 at% 정도로 낮으므로, 배합 원료 가격은 Nd2Fe14B를 주상으로 하는 Nd-Fe-B 자석보다 저렴하다. 그러나, 배합 원료의 비정질 합금화가 필수 조건이기 때문에 액체 급냉 조건이 한정될 뿐만 아니라 동시에 경자성 재료로 될 수 있기 위한 열처리 조건이 좁게 한정되기 때문에, 공업 생산상 실용적이지 못하여, 하드페라이트 자석을 대체하는 것으로서 저렴하게 제공할 수 없다는 문제가 있었다. 또한, 이러한 영구 자석 재료는 두께가 20 ㎛ 내지 60 ㎛인 비정질 후레이크에 결정화 열처리를 행하는 공정에 의해서 얻어지기 때문에, 박판 자석으로서 요구되는 70 ㎛ 내지 500 ㎛의 두께를 갖는 영구 자석을 얻을 수는 없다.
다른 한편, 미국 특허 제508,266호 등의 초급냉 Nd-Fe-B계 자석 재료에서는, 합금 용탕을 롤 주속도 20 m/s 정도로 급냉함으로써 경자기 특성을 갖는 결정질로 이루어지는 조직을 직접 얻을 수 있다는 것이 개시되어 있다. 그러나, 이 조건으로 얻어지는 급냉 합금의 후레이크 두께는 대개 30 ㎛로 얇기 때문에, 이를 분말 입경 10 ㎛ 내지 500 ㎛ 정도로 분쇄하여 전술한 본드 자석으로서 이용하는 것은 가능하지만, 박판 자석으로서 이용할 수는 없다.
본 발명은 각종 소형 모터, 액츄에이터, 자기 센서용 자기 회로 등에 최적인 박판 자석에 관한 것으로, 6 at% 이하의 희토류 원소와 15 at% 내지 30 at%의 붕소를 함유하는 특정 조성의 용탕(溶湯)을 소정의 감압 불활성 가스 분위기속에서, 회전하는 냉각 롤 상에 연속적으로 주입(鑄入)함으로써, 주입한 채로 실질적으로 90 % 이상이 Fe3B형 화합물 및 α-Fe와 Nd2Fe14B형 결정 구조를 갖는 화합물상이 공존하는 결정 조직이고, 또한 각 구성상의 평균 결정 입경이 10 ㎚ 내지 50 ㎚를 갖는 미세 결정 조직으로 되게 함으로써, 합금 용탕으로부터 직접 제조한 iHc≥2.5 kOe, Br≥9 kG의 자기 특성을 갖는 두께 70 ㎛ 내지 500 ㎛의 미세 결정 조직을 갖는 박판 자석에 관한 것이다.
도 1은 실시예에 있어서의 시료의 Cu-Ka의 특성 X선 회절 패턴을 나타내는 그래프.
도 2는 실시예 및 비교예에 있어서의 회전 롤을 이용한 용탕 급냉시의 롤 주속도에 대한 보자력의 의존성을 나타내는 그래프.
본 발명은 6 at% 이하의 희토류 원소를 함유하여 미세 결정을 갖는 Nd-F-B계 자석에 있어서의 전술한 문제를 해결하고, 주조한 채로 2.5 kOe 이상의 고유 보자력(iHc), 9 kG 이상의 잔류 자속 밀도(Br)를 가지고, 하드페라이트 자석에 필적하는 성능 대 가격비를 가지며, 자기 회로를 소형이며 두께를 얇게 하는 데 공헌하는 두께 70 ㎛ 내지 500 ㎛의 미세 결정 조직을 갖는 박판 자석의 제공을 목적으로 하고 있다.
발명자들은 6 at% 이하의 Nd와 15 at% 내지 30 at%의 붕소를 함유하는 저희토류 Nd-Fe-B 3원계 조성의 합금 용탕을 특정의 감압 불활성 가스 분위기하에서, 롤 주속도 2 m/s 내지 10 m/s로 회전하는 냉각 롤 상에 연속적으로 주입함으로써, 합금 용탕으로부터 직접 iHc≥2 kOe이고 Br≥10 kG인 경자기 특성를 갖는 미세 결정 영구 자석 합금을 얻는 제조 방법을 제안(특원 평8-355015호)하였다. 그러나, 이 Nd-Fe-B 3원계 자석에서는 경자기 특성이 얻어지는 롤 주속도 영역이 좁게 한정된다고 하는 문제가 있었다. 또한, Nd-Fe-B 3원계 자석에서는 2 kOe 내지 3 kOe 정도의 보자력 밖에 얻어지지 않기 때문에, 열감자(熱減磁)가 클 뿐만 아니라, 높은 자속 밀도를 실현하기 위해서는, 자석의 동작점을 될 수 있는 한 높일 필요가 있어, 자석의 형상 및 사용 환경의 제한이 크다고 하는 문제가 있었다.
발명자들은 연자성상과 경자성상이 혼재하는 저희토류를 함유하는 Nd-Fe-B계 미세 결정 영구 자석의 제조 방법을 여러가지 검토한 결과, 합금 용탕을 특정한 감압 불활성 가스 분위기하에서, 회전하는 냉각 롤 상에 연속적으로 주입하여, 합금 용탕으로부터 직접 15 ㎚ 내지 50 ㎚의 미세 결정 조직을 갖는 미세 결정 영구 자석 합금을 제작하는 공정에 있어서, 특정 원소를 첨가한 합금 용탕을 이용함으로써, iHc를 2.5 kOe 이상으로 향상시킬 수 있는 동시에, 경자기 특성이 발현되는 최적의 롤 주속도 범위를 Nd-Fe-B 3원계 자석의 제조 조건에 비해 확대할 수 있고, 동시에 70 ㎛ 내지 500 ㎛의 두께를 갖는 미세 결정 영구 자석 합금을 얻을 수 있다는 것을 알게 되어 본 발명을 완성하였다.
즉, 본 발명에 의한 미세 결정 조직을 갖는 박판 자석은, 조성식을 Fe100-x-y-zRxByMz또는 (Fe1-mCom)100-x-y-zRxByMz(단, R은 Pr, Nd, Tb, Dy 중 1종 또는 2종 이상, M은 Cr, Mn, Ni, Cu, Ga, Ag, Pt, Au, Pb 중 1종 또는 2종 이상)로 나타내고, 조성 범위를 한정하는 기호 x, y, z, m이 각각 1≤x＜6 at%, 15＜y≤30 at%, 0.01≤z≤7 at%, 0.001≤m≤0.5를 만족하는 합금으로서, 주조한 채로 Fe3B형 화합물 및 α-Fe와 Nd2Fe14B형 결정 구조를 갖는 화합물상이 공존하는 결정 조직이 90 % 이상을 차지하고, 평균 결정 입경이 15 ㎚ 내지 50 ㎚인 미세 결정으로 이루어지며, 두께가 70 ㎛ 내지 500 ㎛, 자기 특성이 iHc≥2.5 kOe, Br≥9 kG인 영구 자석이다.
본 발명에 의한 영구 자석의 합금 조성에 관해서 이하에 상술한다.
희토류 원소 R은 Pr, Nd 또는 Dy 중 1종 또는 2종 이상을 특정량 함유할 때만 높은 자기 특성이 얻어지고, 다른 희토류, 예컨대 Ce, La에서는 iHc가 2.5 kOe 이상인 특성이 얻어지지 않으며, 또한 Tb 및 Dy를 제외한 Sm 이후의 중희토류(中希土類) 원소, 중희토류(重希土類) 원소는 자기 특성의 열화를 초래함과 동시에 자석이 고가가 되어서 바람직하지 못하다.
R은 1 at% 미만에서는 2.5 kOe 이상의 iHc를 얻을 수 없고, 또한 6 at% 이상이 되면 9 kG 이상의 Br을 얻을 수 없기 때문에, 1 at% 이상 6 at% 미만의 범위로 한다. 바람직하게는, 2 at% 내지 5.5 at%가 좋다.
B는 15 at% 이상에서는 액체 급냉 후의 금속 조직에 있어서 α-Fe의 석출이 현저해지고 또한 보자력의 발현에 필수인 Nd2Fe14B형 결정 구조를 갖는 화합물의 석출이 저해되기 때문에, 1 kOe 미만의 iHc밖에 얻을 수 없고, 또한 30 at%를 넘으면 감자 곡선의 각형성(角形性)이 현저하게 저하되기 때문에, 15 at% 초과 30 at% 이하의 범위로 한다. 바람직하게는, 16 at% 내지 20 at%가 좋다.
Fe는 전술한 원소의 함유 잔류물을 차지하며, Fe의 일부를 Co로 치환함으로써 금속 조직이 미세화되고, 감자 곡선의 각형성의 개선 및 최대 에너지 곱 (BH)max의 향상 및 내열성의 향상을 얻을 수 있음과 동시에 회전 롤로 합금 용탕을 급냉하여 미세 결정 영구 자석을 제작할 때, 경자기 특성을 발현시키는 최적의 롤 주속도 영역을 확대하여, 상기 자기 특성을 얻을 수 있는 용탕 급냉 조건을 완화할 수 있지만, Fe에 대한 치환량이 0.1 % 미만에서는 이러한 효과를 얻을 수 없으며, 또한 50 %을 초과하면 9 kG 이상의 Br을 얻을 수 없기 때문에, Co의 Fe에 대한 치환량은 0.1 % 내지 50 %의 범위로 한다. 바람직하게는, 0.5 % 내지 10 %가 좋다.
첨가 원소 M인 Cr, Mn, Ni, Cu, Ga, Ag, Pt, Au, Pb는 본 발명에 있어서의 가장 중요한 구성 요소 중 하나이며, 회전 롤로 합금 용탕을 급냉함으로써, 미세 결정 영구 자석을 용탕으로부터 직접 제작할 때, 경자기 특성을 발현시키는 최적의 롤 주속도 영역을 확대하여, 상기 자기 특성을 얻을 수 있는 용탕 급냉 조건을 완화할 수 있고, 미세 결정 영구 자석의 미세 조직화에 기여하여, 보자력을 개선함과 동시에, 감자 곡선의 각형성을 개선하여, Br 및 (BH)max를 증대시키지만, 0.01 at% 미만에서는 이러한 효과를 얻을 수 없고, 7 at% 이상에서는 Br≥9 kG의 자기 특성을 얻을 수 없기 때문에, 0.01 at% 내지 7 at%의 범위로 한다. 바람직하게는, 0.05 at% 내지 15 at%이다.
본 발명의 영구 자석의 바람직한 제조 조건에 관해서 상술한다.
본 발명에 있어서, 상기 조성의 합금 용탕을 이용하여, 30 kPa 이하의 감압 불활성 가스 분위기 속에서, 롤 주속도 1 m/s 내지 10 m/s(평균 냉각 속도 3×103내지 1×105℃/sec)로 회전하는 냉각 롤 상에 연속적으로 주입하는 것에 의해, 주조한 채로 Fe3B형 화합물 및 α-Fe와 Nd2Fe14B형 결정 구조를 갖는 화합물상이 공존하는 결정 조직이 90 % 이상을 차지하고, 평균 결정 입경이 50 ㎚ 이하의 미세 결정으로 이루어지며, 두께가 70 ㎛ 내지 500 ㎛, 자기 특성이 iHc≥2.5 kOe, Br≥9 kG인 영구 자석을 직접 얻을 수 있다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 합금 용탕을 이용하여 회전하는 냉각 롤 상에 연속적으로 주입함으로써, 평균 결정 입경이 10 ㎚ 이하인 미세 결정으로 이루어지고, 두께가 70 ㎛ 내지 500 ㎛의 주조 합금으로 이루어지며, 그 후, 550 ℃ 내지 750 ℃의 온도 영역에서 결정 입자 성장의 열처리를 행함으로써, 평균 결정 입경이 15 ㎚ 내지 50 ㎚인 미세 결정 합금으로 되며, iHc≥2.5 kOe, Br≥9 kG인 자기 특성을 갖는 박판 영구 자석을 얻을 수 있다.
본 발명에 있어서, 전술한 특정 조성의 합금 용탕을 30 kPa 이하의 감압 불활성 가스 분위기 속에서, 회전하는 냉각 롤 상에 연속적으로 주입함으로써, 주조한 채로 Fe3B형 화합물 및 α-Fe와 Nd2Fe14B형 결정 구조를 갖는 화합물상이 실질적으로 90 % 이상 공존하는 결정 조직으로 이루어지고, 또한 각 구성상의 평균 결정 입경이 iHc≥2.5 kOe이고 Br≥9 kG인 자기 특성을 얻는 데 필요한 10 ㎚ 내지 50 ㎚의 미세 결정 조직을 갖는 박판 자석으로 하는 것이 가장 중요하다.
합금 용탕을 연속 주조할 때의 분위기 압력은 본 발명의 특징이다. 그 한정 이유는, 주조 분위기가 30 kPa 이상의 경우는, 냉각 롤과 합금 용탕 사이에 가스가 들어가서, 주조 합금의 급냉 조건의 균일성이 없어지고, 그 결과 거칠고 큰 α-Fe를 포함하는 금속 조직으로 되어, iHc≥2.5 kOe이고 Br≥9 kG인 자기 특성을 얻을 수 없기 때문에, 합금 급냉 분위기를 30 kPa 이하로 한다. 바람직하게는, 10 kPa 이하가 좋다. 분위기 가스는 합금 용탕의 산화 방지를 위해, 불활성 가스 분위기로 한다. 바람직하게는, Ar 분위기속이 좋다.
전술한, 연속 주조법으로 주조한 합금의 평균 결정 입경이 iHc≥2.5 kOe 또한 Br≥9 kG의 자기 특성을 얻는 데 필요한 평균 결정 입경 10 ㎚ 내지 50 ㎚을 만족하지 않는 경우에는, 입자 성장을 목적으로 한 열처리를 행하여도 좋고, 자기 특성이 최고가 되는 열처리 온도는 조성에 의존하지만, 열처리 온도가 500 ℃ 미만에서는 입자 성장을 일으키지 않기 때문에, 10 ㎚ 이상의 평균 결정 입경을 얻을 수 없고, 또한 750 ℃를 초과하면 입자 성장이 현저하게 iHc, Br 및 감자 곡선의 각형성이 열화하여, 전술한 자기 특성을 얻을 수 없기 때문에, 열처리 온도는 500 ℃ 내지 750 ℃로 한정한다.
열처리에 있어서, 분위기는 산화를 방지하기 위해서 Ar 가스, N2가스 등의 불활성 가스 분위기속 또는 1.33 Pa 이하의 진공속이 바람직하다. 자기 특성은 열처리 시간에는 의존하지 않지만, 6 시간을 초과하는 경우에는 약간의 시간 경과와 함께 Br이 저하되는 경향이 있기 때문에, 바람직하게는 6 시간 미만이 좋다.
합금 용탕의 주조 처리에는 냉각 단일 롤 또는 쌍 롤을 이용한 연속 주조법을 채용할 수 있지만, 주조 합금의 두께가 500 ㎛를 초과하면 수 100 ㎚의 거칠고 큰 α-Fe 및 Fe2B가 석출되기 때문에, iHc≥2.5 kOe, Br≥9 kG의 자기 특성을 얻을 수 없고, 또한 주조 합금의 두께가 70 ㎛ 이하가 되면, 주조 합금 속에 포함되는 결정 조직이 감소하며 비정질상이 증가하고, 그 결과 열처리에 의한 비정질의 결정화가 필요하게 되지만, 비정질의 결정화에 따른 발열에 의해 초래되는 합금 온도의 상승이 급냉 직후에 이미 석출되어 있는 결정 조직의 입자 성장을 야기하기 때문에, iHc≥2.5 kOe, Br≥9 kG의 자기 특성을 얻는 데 필요한 평균 결정 입경 10 ㎚ 내지 50 ㎚의 금속 조직보다 더 거칠고 더 큰 금속 조직으로 되어, 10 kG 이상의 Br을 얻을 수 없기 때문에, 두께 70 ㎛ 내지 500 ㎛의 주조 합금이 되는 주조 조건으로 한정한다.
연속 주조 처리에 이용하는 냉각 롤의 재질은 열전도도의 측면에서 알루미늄 합금, 동 합금, 철, 탄소강, 텅스텐, 청동을 채용할 수 있다. 또한, 상기 재질의 롤 표면에 같은 재질 또는 다른 재질의 도금을 실시한 냉각 롤을 사용할 수 있다. 특히, 기계적 강도 및 경제성의 측면에서, 동 합금 또는 탄소강이 바람직하고, 상기 이외의 재질로서는 열전도가 나쁘기 때문에, 충분히 합금 용탕을 냉각할 수 없어, 수 100 ㎚의 거칠고 큰 α-Fe 및 Fe2B가 석출되기 때문에, iHc≥2.5 kOe, Br≥9 kG의 자기 특성을 얻을 수 없어 바람직하지 못하다.
예컨대, 냉각 롤에 중심선 거칠기 Ra≤0.8 ㎛, 최대 높이 Rmax≤3.2 ㎛, 10점의 평균 거칠기 Rz≤3.2 ㎛의 표면 조도를 갖는 구리 롤을 채용하는 경우, 롤 주속도가 10 m/s(평균 냉각 속도 1×105℃/sec)를 초과하면 주조 합금의 두께가 70 ㎛ 이하가 되어 주조 합금 속에 포함되는 결정 조직이 감소하고 비정질상이 증가한다. 또한, 롤 주속도가 1.5 m/s 이하인 경우, 주조 합금의 두께가 500 ㎛를 초과하고, 그 결과 수 100 ㎚의 거칠고 큰 α-Fe 및 Fe2B가 석출되기 때문에, iHc≥2.5 kOe, Br≥9 kG의 자기 특성을 얻을 수 없어 바람직하지 못하다. 따라서, 구리 롤의 롤 주속도를 1.5 m/s 내지 10 m/s로 한정한다. 바람직하게는, 2 m/s 내지 6 m/s가 좋다.
또한, 전술한 구리 롤과 같은 표면 조도를 갖는 철 롤을 냉각 롤로서 사용한 경우, 구리 롤에 비하여 합금 용탕과 냉각 롤의 습윤성이 철 롤 쪽이 우수하기 때문에, 롤 주속도가 7 m/s를 초과하면 주조 합금의 두께가 70 ㎛ 이하가 되어 주조 합금 속에 포함되는 결정 조직이 감소하고 비정질상이 증가한다. 롤 주속도가 1 m/s(평균 냉각 속도 3×103℃/sec) 이하인 경우, 주조 합금의 두께가 500 ㎛를 초과하고 그 결과, 수 100 ㎚의 거칠고 큰 α-Fb 및 Fe2B가 석출되기 때문에, iHc≥2.5 kOe, Br≥9 kG의 자기 특성을 얻을 수 없어 바람직하지 못하다. 따라서, 철 롤의 경우, 롤 주속도를 1 m/s 내지 7 m/s로 한정한다. 바람직하게는, 1.5 m/s 내지 5.5 m/s가 좋다.
또한, 전술한 철 롤을 서로 마주보게 배치하고, 2 개의 냉각 롤로 합금 용탕을 냉각하는 쌍 롤 급냉법을 채용한 경우, 합금 두께는 롤 사이 거리에 따라 규정되고, 2 개의 롤 사이 거리가 0.5 ㎜ 이상에서는, 롤 사이를 통과하는 용탕이 냉각 롤에 접촉하지 않고 냉각되지 않기 때문에, 거칠고 큰 α-Fe를 포함하는 금속 조직이 되어서 바람직하지 못하고, 롤 사이 거리가 0.005 ㎜ 이하인 경우는 용탕이 롤 사이로부터 흘러 넘치기 때문에, 연속하여 주조를 계속할 수 없으므로 바람직하지 못하다. 따라서, 2 개의 롤 사이 거리를 0.005 ㎜ 내지 0.5 ㎜로 한정한다. 바람직하게는 0.05 ㎜ 내지 0.2 ㎜가 좋다.
또한, 2 개의 철 롤의 롤 주속도가 8 m/s를 초과하면 주조 합금 속에 포함되는 결정 조직이 감소하고 비정질상이 증가하며, 롤 주속도가 1 m/s 미만에서는 수 100 ㎚의 거칠고 큰 α-Fe 및 Fe2B가 석출되기 때문에, iHc≥2.5 kOe, Br≥9 kG의 자기 특성을 얻을 수 없어 바람직하지 못하다. 따라서, 롤 주속도는 1 m/s 내지 18 m/s로 한정한다. 바람직하게는, 1.5 m/s 내지 5 m/s가 좋다.
연속 주조 처리로 얻은 연속하는 박판 자석을 소정 형상으로 가공하는 방법으로서는, 일반적으로 압연으로 제조되는 박판형의 금속 재료를 가공하는 에칭, 초음파 가공 등의 방법을 이용하여도 좋고, 특히 초음파에 의한 펀칭 가공은 박판 자석에 균열을 일으키지 않고 소정 형상으로 가공할 수 있어서 바람직하다.
본 발명에 따른 미세 결정 영구 자석 합금의 결정상은 연자성을 갖는 Fe3B형 화합물 및 α-Fe와 Nd2Fe14B형 결정 구조를 갖는 경자성 화합물상이 동일 조직 중에 공존하고, 각 구성상의 평균 결정 입경이 15 ㎚ 내지 50 ㎚ 범위의 미세 결정 집합체로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 미세 결정 영구 자석 합금을 구성하는 평균 결정 입경이 50 ㎚를 초과하면, Br 및 감자 곡선의 각형성이 열화하여, Br≥9 kG의 자기 특성을 얻을 수 없고, 또한 평균 결정 입경은 미세할수록 바람직하지만, 15 ㎚ 미만에서는 iHc의 저하를 야기하기 때문에 하한을 15 ㎚로 한다.
또한, 본 발명에 의해 얻어지는 박판 자석은 그 두께가 70 ㎛ 내지 500 ㎛이며, 그 표면은 중심선 거칠기 Ra≤5 ㎛, 최대 높이≤20 ㎛, 10점의 평균 거칠기 Rz≤10 ㎛의 평활성을 갖는다.
실시예 1
표 1-1의 No.1 내지 9의 조성이 되도록, 순도 99.5 % 이상의 Fe, Co, Cr, Mn, Ni, Cu, Ga, Ag, Hf, Ta, W, Pt, Au, Pb, B, Nd, Pr, Dy, Tb의 금속을 이용하여 총량이 30 g이 되도록 칭량(稱量)하며, 하부에 0.3 ㎜×8 ㎜의 슬릿을 갖는 석영 도가니 내에 투입하여, 표 1의 급냉 분위기압으로 유지한 Ar 분위기 속에서 고주파 가열에 의해 용해하고, 용해 온도를 1300 ℃로 한 후, 탕면(湯面)을 Ar 가스로 가압하여 실온에서, 표 1-2에 나타낸 롤 주속도로 회전하는 Cu제 냉각 롤의 외주면에 0.7 ㎜의 높이로부터 용탕을 연속하여 주입폭 8 ㎜의 연속되는 박판형의 급냉 합금을 제작하였다.
도 1에 Cu-Kα의 특성 X선에 의한 실시예 No.5의 경우의 X선 회절 패턴을 나타낸 바와 같이, 얻어진 박판 자석은 Fe3B형 화합물 및 Fe와 Nd2Fe14B형 결정 구조를 갖는 화합물상이 공존하는 금속 조직인 것을 확인하였다. 또한, 결정 입경에 관해서는, No.8를 제외하고는 어느 쪽의 시료도 평균 결정 입경이 15 ㎚ 내지 50 ㎚인 미세 결정 조직이었다.
얻어진 박판 자석의 자기 특성은 초음파 가공기를 이용하여 지름 5 ㎜의 원반 형상으로 펀칭한 소정 형상의 박판 자석을 60 kOe의 펄스 자화 자계(磁化磁界)로 자화한 후, VSM으로 측정하였다. 표 2에 자석 특성과 평균 결정 입경을 나타낸다. 또한, No.1 내지 No.9의 박판 자석에 있어서, Co, Cr, Mn, Ni, Cu, Ga, Ag, Pt, Au, Pb는 각 구성상의 Fe의 일부를 치환하는 것이었다.
도 2의 실시예 No.5에 있어서의 롤 주속도에 대한 보자력의 의존성을 나타낸 바와 같이, 본 발명에 의해 얻어지는 급냉 합금의 자기 특성은 용탕 급냉시의 롤 주속도에 의존하는 것을 알 수 있다. 표 3에, 실시예 No.1, No.4, No.5의 합금 조성에 있어서, 용탕 급냉시에 2.5 kOe 이상의 iHc를 얻을 수 있는 롤 주속도 영역을 나타낸다.
실시예 2
표 1-1의 No.8에 대해서는, 평균 결정 입경이 10 ㎚ 미만이기 때문에, 급냉 합금을 Ar 가스 속에서, 670 ℃에서 10 분 동안 유지하여 평균 결정 입경이 10 ㎚ 이상이 되도록 열처리를 실시하였다. 자기 특성은 실시예 1과 같이 소정 형상으로 가공한 박판 자석을 VSM을 이용하여 측정하였다. 측정 결과를 표 2에 나타낸다.
비교예 1
실시예 1과 같이 표 1-1의 No.10 내지 No.11의 조성이 되도록 순도 99.5 %의 Fe, B, R, Co를 이용하여 실시예 1과 같은 공정으로 폭 8 ㎜의 연속 주조 합금을 제조하였다. 얻어진 시료의 구성상을 Cu-Kα의 특성 X선 회절에 의해 조사한 바, No.10의 시료는 경자성인 Nd2Fe14B와 연자성인 Fe3B 및 α-Fe로 이루어지는 금속 조직이었다. 또한, No.11의 시료에서는 약간의 Nd2Fe14B를 확인할 수 있었지만, Fe3B는 거의 확인할 수 없었다. No.10, No.11을 VSM으로 측정한 자석 특성을 표 2에 나타낸다.
비교예 No.10의 시료의 자기 특성은, 도 2에 있어서의 롤 주속도에 대한 보자력의 의존성이 나타내는 바와 같이, 용탕 급냉시의 롤 주속도에 의존하지만, Nd-Fe-B 3원계인 상기 시료의 보자력을 발현할 수 있는 롤 주속도 영역은 Co 및 Cr을 함유하는 실시예 No.1에 비해 좁다. 표 3에 비교예 No.10의 합금 조성에 있어서 용탕 급냉시, 2.5 kOe 이상의 iHc를 얻을 수 있는 롤 주속도 영역을 나타낸다.
| 조성(at%) | |||||
| Fe1-mCom | A | R | M | ||
| 실시예 | 1 | Fe74 | B18.5 | Nd4.5 | Cr3 |
| 2 | Fe76 | B18.5 | Nd3.5+Dy1 | Mn1 | |
| 3 | Fe76 | B15+C3 | Nd4.5 | Ni1.5 | |
| 4 | Fe70+Co5 | B15+C5 | Nd2.5+Pr1 | Cu1.5 | |
| 5 | Fe73+Co3 | B18.5 | Nd3.5+Pr1 | Ga1 | |
| 6 | Fe76.5 | B18.5 | Nd4 | Ag1 | |
| 7 | Fe75+Co3 | B18 | Nd3.5 | Pt0.5 | |
| 8 | Fe75+Co3 | B18 | Nd4.5 | Au0.5 | |
| 9 | Fe73+Co3 | B18.5 | Nd4+Tb0.5 | Pb1 | |
| 비교예 | 10 | Fe77.5 | B18.5 | Nd4 | - |
| 11 | Fe66.0 | B18.5 | Nd5.5 | Cr10 |
| 롤 주속도(m/초) | 급냉 분위기압(kPa) | 주조 합금 두께(㎛) | ||
| 실시예 | 1 | 3.5 | 10 | 250 |
| 2 | 3.0 | 10 | 280 | |
| 3 | 4.0 | 20 | 210 | |
| 4 | 2.5 | 20 | 300 | |
| 5 | 4.0 | 20 | 180 | |
| 6 | 3.5 | 20 | 240 | |
| 7 | 4.0 | 25 | 210 | |
| 8 | 4.0 | 25 | 220 | |
| 9 | 6.5 | 30 | 80 | |
| 비교예 | 10 | 5.0 | 1.3 | 200 |
| 11 | 3.0 | 1.3 | 280 |
| 자석 특성 | 평균 결정 입경(nm) | ||||
| Br(kG) | iHc(kOe) | (BH)max(MGOe) | |||
| 실시예 | 1 | 10.5 | 5.5 | 13.9 | 20 |
| 2 | 10.3 | 5.2 | 13.4 | 20 | |
| 3 | 11.8 | 4.3 | 13.9 | 20 | |
| 4 | 13.0 | 3.3 | 17.5 | 20 | |
| 5 | 11.9 | 4.5 | 17.0 | 20 | |
| 6 | 12.4 | 3.5 | 17.2 | 20 | |
| 7 | 12.9 | 3.2 | 17.6 | 20 | |
| 8 | 12.1 | 4.1 | 17.2 | 20 | |
| 9 | 11.5 | 5.2 | 16.5 | 20 | |
| 비교예 | 10 | 12.3 | 3.3 | 14.9 | 50 |
| 11 | 4.7 | 12.4 | 6.7 | 40 |
| 롤 주속도(m/s) | ||
| 실시예 | 1 | 2.0~6.0 |
| 4 | 2.0~4.0 | |
| 5 | 3.0~5.0 | |
| 비교예 | 12 | 4.2~5.4 |
본 발명은 연자성상과 경자성상이 혼재하는 저희토류 농도의 Nd-Fe-B계 미세 결정 영구 자석을 얻기 위해서, 합금 용탕을 특정의 감압 불활성 가스 분위기 속에서, 회전하는 냉각 롤 상에 연속적으로 주입하여, 합금 용탕으로부터 직접 15 ㎚ 내지 50 ㎚의 미세 결정 조직을 갖는 미세 결정 영구 자석을 제작할 때, Co, Cr, Mn, Ni, Cu, Ga, Ag, Pt, Au, Pb를 합금 용탕 속에 첨가함으로써, 보자력을 개선하고, iHc≥2.5 kOe, Br≥9 kG의 자기 특성을 얻을 수 있음과 동시에, Nd-Fe-B 3원계에 비하여 경자기 특성를 발현하는 최적의 롤 주속도 영역의 확대를 얻을 수 있으며, 두께 70 ㎛ 내지 500 ㎛의 미세 결정 영구 자석의 제조 조건을 완화하여 저렴하고 안정된 공업 생산을 가능하게 할 수 있는 것으로서, 종래에 공업 생산상 저렴하게 대량으로 생산할 수 없었던 하드페라이트 자석에 필적하는 성능 대 가격비를 가지며, 자기 회로를 소형이고 두께를 얇게 하는 데 공헌하는 두께 70 ㎛ 내지 500 ㎛의 박판 자석을 저렴하게 제공할 수 있다.
Claims (1)
- 조성식을 Fe100-x-y-zRxByMz또는 (Fe1-mCom)100-x-y-zRxByMz(단, R은 Pr, Nd, Tb, Dy 중 1종 또는 2종 이상, M은 Cr, Mn, Ni, Cu, Ga, Ag, Pt, Au, Pb 중 1종 또는 2종 이상)로 나타내고, 조성 범위를 한정하는 기호 x, y, z, m이 각각 1≤x＜6 at%, 15＜y≤30 at%, 0.01≤z≤7 at%, 0.001≤m≤0.5를 만족하며, 주조한 채로 Fe3B형 화합물 및 α-Fe와 Nd2Fe14B형 결정 구조를 갖는 화합물상이 공존하는 결정 조직이 90 % 이상을 차지하고, 평균 결정 입경이 15 ㎚ 내지 50 ㎚인 미세 결정으로 이루어지며, 두께가 70 ㎛ 내지 500 ㎛, 자기 특성이 iHc≥2.5 kOe, Br≥9 kG인 미세 결정 조직을 갖는 것을 특징으로 하는 박판 자석.
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP97-47080 | 1997-02-14 | ||
| JP4708097 | 1997-02-14 | ||
| JP97-74442 | 1997-03-10 | ||
| JP7444297 | 1997-03-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20000071057A KR20000071057A (ko) | 2000-11-25 |
| KR100340383B1 true KR100340383B1 (ko) | 2002-06-12 |
Family
ID=26387234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019997007326A KR100340383B1 (ko) | 1997-02-14 | 1998-01-28 | 미세 결정 조직을 갖는 박판 자석 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6329894B1 (ko) |
| EP (1) | EP1018751B1 (ko) |
| JP (1) | JP4121039B2 (ko) |
| KR (1) | KR100340383B1 (ko) |
| CN (1) | CN1111880C (ko) |
| DE (1) | DE69831256T2 (ko) |
| HK (1) | HK1026299A1 (ko) |
| WO (1) | WO1998036428A1 (ko) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW383249B (en) * | 1998-09-01 | 2000-03-01 | Sumitomo Spec Metals | Cutting method for rare earth alloy by annular saw and manufacturing for rare earth alloy board |
| US6589367B2 (en) * | 1999-06-14 | 2003-07-08 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Anisotropic rare earth-based permanent magnet material |
| US6478889B2 (en) | 1999-12-21 | 2002-11-12 | Sumitomo Special Metals Co., Ltd. | Iron-base alloy permanent magnet powder and method for producing the same |
| CN1162872C (zh) | 1999-12-27 | 2004-08-18 | 住友特殊金属株式会社 | 铁基磁性材料合金粉末的制造方法 |
| WO2001091139A1 (en) | 2000-05-24 | 2001-11-29 | Sumitomo Special Metals Co., Ltd. | Permanent magnet including multiple ferromagnetic phases and method for producing the magnet |
| JP4574820B2 (ja) * | 2000-09-08 | 2010-11-04 | 株式会社三徳 | 希土類ボンド磁石用磁石粉末の製造方法 |
| EP1338359B1 (en) | 2000-10-06 | 2007-11-21 | Santoku Corporation | Process for producing, through strip casting, raw alloy for nanocomposite type permanent magnet |
| US6790296B2 (en) | 2000-11-13 | 2004-09-14 | Neomax Co., Ltd. | Nanocomposite magnet and method for producing same |
| US7217328B2 (en) | 2000-11-13 | 2007-05-15 | Neomax Co., Ltd. | Compound for rare-earth bonded magnet and bonded magnet using the compound |
| EP1388152A2 (en) | 2001-05-15 | 2004-02-11 | Sumitomo Special Metals Company Limited | Iron-based rare earth alloy nanocomposite magnet and method for producing the same |
| KR100535944B1 (ko) | 2001-07-31 | 2005-12-12 | 가부시키가이샤 네오맥스 | 애트마이즈법에 의한 나노컴포지트 자석의 제조방법 |
| WO2003044812A1 (en) | 2001-11-22 | 2003-05-30 | Sumitomo Special Metals Co., Ltd. | Nanocomposite magnet |
| KR100478710B1 (ko) * | 2002-04-12 | 2005-03-24 | 휴먼일렉스(주) | 연자성 분말의 제조 및 이를 이용한 인덕터의 제조방법 |
| CN101027148A (zh) * | 2004-04-28 | 2007-08-29 | 纳米钢公司 | 纳米晶体薄钢板 |
| JP5120710B2 (ja) * | 2008-06-13 | 2013-01-16 | 日立金属株式会社 | ＲＬ−ＲＨ−Ｔ−Ｍｎ−Ｂ系焼結磁石 |
| CN104011811B (zh) * | 2012-01-04 | 2016-11-02 | 丰田自动车株式会社 | 稀土类纳米复合磁铁 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0542529A1 (en) * | 1991-11-11 | 1993-05-19 | Sumitomo Special Metal Co., Ltd. | Method of making alloy powders of the RE-Fe/Co-B-M-type and bonded magnets containing this alloy powder |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4792368A (en) * | 1982-08-21 | 1988-12-20 | Sumitomo Special Metals Co., Ltd. | Magnetic materials and permanent magnets |
| US4840684A (en) * | 1983-05-06 | 1989-06-20 | Sumitomo Special Metals Co, Ltd. | Isotropic permanent magnets and process for producing same |
| JPS6032306A (ja) * | 1983-08-02 | 1985-02-19 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 永久磁石 |
| JPS6115943A (ja) * | 1984-07-03 | 1986-01-24 | Kawasaki Steel Corp | 希土類系永久磁石薄帯 |
| US4767450A (en) * | 1984-11-27 | 1988-08-30 | Sumitomo Special Metals Co., Ltd. | Process for producing the rare earth alloy powders |
| US4765848A (en) * | 1984-12-31 | 1988-08-23 | Kaneo Mohri | Permanent magnent and method for producing same |
| US4762574A (en) * | 1985-06-14 | 1988-08-09 | Union Oil Company Of California | Rare earth-iron-boron premanent magnets |
| JPS6318602A (ja) * | 1986-07-11 | 1988-01-26 | Toshiba Corp | 希土類鉄系永久磁石の製造方法 |
| EP0248981B1 (en) * | 1986-06-12 | 1993-07-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Permanent magnet and permanent magnetic alloy |
| WO1988004098A1 (en) * | 1986-11-26 | 1988-06-02 | Tokin Corporation | A method for producing a rare earth metal-iron-boron anisotropic sintered magnet from rapidly-quenched rare earth metal-iron-boron alloy ribbon-like flakes |
| US4881986A (en) * | 1986-11-26 | 1989-11-21 | Tokin Corporation | Method for producing a rare earth metal-iron-boron anisotropic sintered magnet from rapidly-quenched rare earth metal-iron-boron alloy ribbon-like flakes |
| JPH01171209A (ja) * | 1987-12-25 | 1989-07-06 | Seiko Epson Corp | 永久磁石の製造法 |
| US5536224A (en) * | 1995-11-16 | 1996-07-16 | Lifegear, Inc. | Striding exercise apparatus |
-
1998
- 1998-01-28 WO PCT/JP1998/000331 patent/WO1998036428A1/ja active IP Right Grant
- 1998-01-28 CN CN98803221A patent/CN1111880C/zh not_active Expired - Lifetime
- 1998-01-28 DE DE69831256T patent/DE69831256T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-01-28 EP EP98901012A patent/EP1018751B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-01-28 KR KR1019997007326A patent/KR100340383B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1998-01-28 US US09/367,100 patent/US6329894B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-01-28 JP JP53555398A patent/JP4121039B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-09-04 HK HK00105532A patent/HK1026299A1/xx not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0542529A1 (en) * | 1991-11-11 | 1993-05-19 | Sumitomo Special Metal Co., Ltd. | Method of making alloy powders of the RE-Fe/Co-B-M-type and bonded magnets containing this alloy powder |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6329894B1 (en) | 2001-12-11 |
| HK1026299A1 (en) | 2000-12-08 |
| WO1998036428A1 (fr) | 1998-08-20 |
| CN1250542A (zh) | 2000-04-12 |
| EP1018751A1 (en) | 2000-07-12 |
| KR20000071057A (ko) | 2000-11-25 |
| DE69831256T2 (de) | 2006-06-22 |
| EP1018751A4 (en) | 2000-07-19 |
| EP1018751B1 (en) | 2005-08-17 |
| DE69831256D1 (de) | 2005-09-22 |
| CN1111880C (zh) | 2003-06-18 |
| JP4121039B2 (ja) | 2008-07-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100340383B1 (ko) | 미세 결정 조직을 갖는 박판 자석 | |
| KR100345995B1 (ko) | 미세한 결정 조직을 갖는 박판 자석의 제조 방법 | |
| KR20030025925A (ko) | 복수의 강자성상을 포함하는 영구자석 및 그 제조방법 | |
| KR100310647B1 (ko) | 미세 결정 조직을 갖는 박막 자석의 제조 방법 및 등방성 영구 자석 분말의 제조 방법 | |
| JP4687662B2 (ja) | 鉄基希土類合金磁石 | |
| JP3715573B2 (ja) | 磁石材料及びその製造方法 | |
| JP3488358B2 (ja) | 微細結晶永久磁石合金及び永久磁石粉末の製造方法 | |
| JP5299737B2 (ja) | Ｒ−ｔ−ｂ系焼結永久磁石用急冷合金およびそれを用いたｒ−ｔ−ｂ系焼結永久磁石 | |
| JP3655321B2 (ja) | Ｆｅ基軟磁性合金粉末の製造方法 | |
| CN115244206A (zh) | 铁基稀土类硼系各向同性磁铁合金 | |
| JP4238999B2 (ja) | 希土類焼結磁石の製造方法 | |
| JP4788300B2 (ja) | 鉄基希土類合金ナノコンポジット磁石およびその製造方法 | |
| JP3411663B2 (ja) | 永久磁石合金並びに永久磁石合金粉末とその製造方法 | |
| JP3488354B2 (ja) | 微細結晶永久磁石合金及び等方性永久磁石粉末の製造方法 | |
| JPH113812A (ja) | 永久磁石材料およびボンド磁石 | |
| JP5573444B2 (ja) | 角形性に優れた希土類磁石の製造方法 | |
| JP3643214B2 (ja) | 積層永久磁石の製造方法 | |
| JP3763774B2 (ja) | 鉄基希土類合金磁石用急冷合金、及び鉄基希土類合金磁石の製造方法 | |
| JPS63115304A (ja) | 高性能希土類鋳造磁石 | |
| JPH064882B2 (ja) | 永久磁石材料の加工方法 | |
| JP3238779B2 (ja) | 希土類磁石合金粉末とその製造方法 | |
| JP3529551B2 (ja) | 希土類焼結磁石の製造方法 | |
| JP2023076154A (ja) | 磁石材料及び永久磁石 | |
| JPH11233322A (ja) | 磁石およびボンディッド磁石 | |
| JPH0555581B2 (ko) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130503 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140507 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150430 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160427 Year of fee payment: 15 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170504 Year of fee payment: 16 |
|
| EXPY | Expiration of term |