KR100361569B1 - 급속냉각영구자석분말제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단위 시간당 영구자석분말의 생산량이 많은, 합금분말의 청정도가 높은 급속 냉각 영구자석분말 제조장치를 제공하는 데, 그 목적이 있다.

이 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 진공을 유지하면서 분말수거 포집부(13)가 연결된 주 진공실(9)과 모합금 주괴(35)가 장입되는 예비 진공실(11); 예비, 주 진공실(11,9)에 주괴(35)를 장입하도록 승강 및 회전 운동하는 제1,2,3실린더(37,39,41) 및 지지대(43); 장입되는 주괴(35)를 용해하는 유도용해로(65)와 이 유도용해로(65)로부터 공급되는 용탕을 복수의 노즐(67) 구멍(89)으로 용사하는 턴디시(69)와 이 턴디시(69)의 온도를 유지하는 흑연발열체(71); 그리고 회전 운동하여 용사되는 용탕을 냉각시키는 냉각회전체(95)를 포함하여 구성되는 급속 냉각 영구자석분말 제조장치를 제공함을 요지로 한다.

Description

급속 냉각 영구자석분말 제조장치

본 발명은 영구자석분말 제조장치인 대한민국특허 제 48,371 호를 개량한 것으로서, 보다 상세하게는 진공상태에서 자성합금을 용해하고 냉각하여 용탕으로부터 자성체 분말을 직접 제조하는 급속 냉각 영구자석분말 제조장치에 관한 것이다.

희토류 영구자석은 그 자기적 특성이 탁월하여 높은 자기특성을 요하는 모터나 전기, 전자 제품의 구동용 부품에 이용도가 증가하고 있다. 이와 같은 희토류계 영구자석을 제조하는 방법으로는 미국특허 제 4,770,724 호인 분말야금법과 미국특허 제 4,756,775 호인 급속냉각법이 알려져 있다.

미국특허 제 4,770,724 호는 분말야금법을 이용한 것으로서, 특정한 조성물을 용해하여 모합금을 제조한 다음, 조분쇄, 미분쇄 공정을 거쳐 분말을 제조하여 성형하고, 그 다음, 소결과정을 통하여 영구자석을 제조하는 방법이나, 이 기술은 분말 제조시 조분쇄, 미분쇄 공정을 거치기 때문에 공정이 번잡할 뿐만 아니라 분쇄 도중에 분말 내부에 결함이 생기거나 산화되기 쉽기 때문에 특별한 주의를 요하므로, 이에 따르는 제조경비의 상승으로 자기특성이 우수한 특수 용도나 비싼 제품 등에 사용되므로 시장 확대에 어려움이 있다.

미국특허 제 4,756,775 호는 급속냉각법을 이용한 것으로서, 이 방법은 자성 모합금을 석용관에 장입한 다음, 유도전류에 의한 와전류를 발생하여 용해하고, 그 다음 고속으로 회전하는 금속회전체에 분사시킴으로써 급속 냉각된 자성물질을 리본 형태로 얻은 후, 이를 분쇄하여 자성분말을 제조하는 기술이다. 이 방법으로 얻어진 리본은 용해하여 얻어진 모합금 주괴에 비하여 분쇄가 용이하고, 산화가 쉽게일어나지 않는 장점이 있으나, 이 방법은 용해도중 석영관으로부터의 반응과 리본을 미분쇄하는 후속 공정을 요구하는 단점이 있다.

이에 대한민국특허 제 48,371 호의 급속냉각 영구자석분말 제조방법 및 그 장치는 상기의 모든 단점을 일소하여 진공상태에서 보다 미세한 자성분말을 직접 얻을 수 있고, 용해시 합금원소의 편석이나 분쇄시 분말의 산화를 방지할 수 있는 플라즈마 용해 및 급속냉각장치를 개시하고 있다. 그러나 이 급속냉각 영구자석분말 제조장치는 합금의 청정도에는 상당한 효과가 있으나, 분말 제조 능력이 미미하여 상업화를 어렵게 하는 단점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 단점들을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 단위 시간당 영구자석분말의 생산량이 많은, 합금분말의 청정도가 높은 급속 냉각 영구자석분말 제조장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 급속 냉각 영구자석분말 제조장치의 측면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 급속 냉각 영구자석분말 제조장치의 정면도이다.

도 3은 본 발명에 적용되는 주괴 장입수단의 상세한 측면도이다.

도 4는 본 발명에 적용되는 주괴 장입수단의 상세한 정면도이다.

도 5는 본 발명에 적용되는 용해수단의 종단면도이다.

도 6은 도 5에 따른 턴디시의 상세한 종단면도이다.

도 7은 도 6의 턴디시에 장착되는 노즐의 상세한 평면도이다.

도 8은 본 발명에 적용되는 급속냉각수단의 종단면도이다.

도 9는 도 8의 급속냉각수단의 회전체 내부 측면도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1:진공유지수단, 3:주괴장입수단, 5:용해수단, 7:급속냉각수단, 9,11:주, 예비 진공실, 13:분말수거 포집부, 35:모합금 주괴, 37,39,41:제1,2,3실린더, 43:지지대, 65:유도용해로, 67:노즐, 69:턴디시, 71:흑연발열체, 89:구멍, 95:냉각회전체

이를 실현하기 위하여 본 발명에 따른 급속 냉각 영구자석분말 제조장치는, 분말수집수단이 연결된 주 진공실과 모합금 주괴가 장입되는 예비 진공실을 구비한 진공유지수단; 예비 진공실 및 주 진공실에 주괴를 장입하도록 승강 및 회전 운동하는 복수의 실린더를 구비한 주괴장입수단; 장입되는 주괴를 용해하는 유도용해로와 이 유도용해로로부터 공급되는 용탕을 복수의 노즐 구멍으로 용사하는 턴디시와 이 턴디시의 온도를 유지하는 흑연발열체를 구비한 용해수단; 회전수단에 의하여 회전 운동하여 용사되는 용탕을 냉각시키는 냉각회전체를 구비한 급속냉각수단을포함하여 구성된다.

이와 같은 본 발명의 급속 냉각 영구자석분말 제조장치는 주괴장입수단에 의하여 모합금 주괴를 예비 및 주 진공실에 장입하여 유도용해로로 진공 용해한 후, 용해된 용탕을 원하는 온도로 유지하는 턴디시에 일단 저류시키면서 노즐로 용사한 후, 냉각하여 자성분말을 제조한다. 특히, 모합금 주괴는 외부에서 예비 및 주 진공실에 자동 장입되며, 이때, 예비 진공실은 주 진공실과 별도의 진공실을 형성하여 주 진공실에 영향을 주지 않는다. 그리고 턴디시와 흑연발열체는 용탕의 온도를, 노즐은 진공 용해된 자성합금 용탕의 용사속도와 용사량을 각각 조절한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.

도 1,2는 본 발명에 따른 급속 냉각 영구자석분말 제조장치의 측면도와 정면도로서, 진공유지수단(1), 주괴장입수단(3), 용해수단(5), 그리고 급속냉각수단(7)을 포함하여 구성된다.

먼저, 진공유지수단(1)은 주 진공실(9)과 예비 진공실(11)을 포함하여 구성된다.

주 진공실(9)에는 분말수집수단의 분말수거 포집부(13)가 연결되고, 주 진공실(9)의 내부를 관찰할 수 있도록 복수의 창(15,17,19,21)이 주 진공실(9)의 정면과 측면에 설치된다. 주 진공실(9)의 일 측에는 주, 예비 진공실(9,11)의 진공 상태를 유지하기 위한 디퓨저 펌프(23)가 구비된다. 이 디퓨저 펌프(23)는 주 진공실(9)에 진공을 유지할 수 있도록 연결(미도시)되며, 그 연결에는 제한이 없다. 주 진공실(9)은 2중의 내, 외측 진공벽(25,27)으로 이루진다. 작업도중 주 진공실(9)의 온도 상승을 방지하기 위하여, 내, 외측 진공벽(25,27)사이는 냉각수가 흐를 수 있는 구조로 이루어진다.

또 주 진공실(9)은 실린더(29)의 작동에 의하여 개폐될 수 있도록 주 진공실(9)의 일 측이 실린더(29)에 연결되고, 이 실린더(29)에 의하여 베이스(31)상에 평행하게 설치되는 레일(33)상에서 슬라이드 이동 가능하도록 장착된다. 이 주 진공실(9)이 레일(33)상에서 슬라이드 이동할 때, 진공유지수단(1), 용해수단(5), 그리고 급속냉각수단(7)은 그 위치에 고정된 상태를 유지하도록 베이스(31)상에 설치되고, 주괴장입수단(3)은 주 진공실(9)과 일체로 이동하도록 주 진공실(9)에 고정된 예비 진공실(11)의 일 측에 설치된다. 한편, 실린더(29)는 주 진공실(9)을 레일(33)상에서 슬라이드 이동시키는 수단으로써 유압이나 공압에 의하여 작동될 수도 있으나, 여기서는 강한 작동력을 발휘하는 유압 실린더가 보다 더 바람직하다.

예비 진공실(11)은 주괴장입수단(3)이 영구자석분말의 원료인 모합금 주괴(35)를 주 진공실(9) 내의 용해수단(5)에 장입할 때, 주 진공실(9)의 진공 유지 상태를 방해하지 않기 위하여 구비된 것으로써, 그 작용은 주괴장입수단(3)의 구성 및 작용에 의하여 실현된다.

이 주괴장입수단(3)은 승강 및 회전 운동으로 외부의 모합금 주괴(35)를 잡아서 예비 진공실(11)을 통하여 주 진공실(9)에 위치한 용해수단(5)에 장입할 수 있도록 도 3,4에 도시된 바와 같이 구성된다. 즉, 주괴장입수단(3)은 제1,2,3실린더(37,39,41), 지지대(43), 그리고 주 진공실(9)과 예비 진공실(11)을 선택적으로 연결하는 밸브(45)를 포함하여 구성된다.

제1실린더(37)는 예비 진공실(11)을 개폐시키는 뚜껑(47)에 설치되어 승강 작용할 수 있도록 구성된다. 이 승강 작용으로 모합금 주괴(35)를 장입하도록 주괴(35)를 잡았다 놓을 수 있도록 형성된 척(49)이 제1실린더(37)의 선단에 장착된다. 이 척(49)과 제1실린더(37)는 주괴(35)와 용해수단(5)사이에서 발생될 수 있는 장입 충격을 흡수할 수 있도록 구성된다. 여기서는 제1실린더(37)의 승강력 일부가 척(49)에 작용하지 않고 상당 부분 흡수할 수 있도록 복수의 볼트(51)와 탄성부재(53)로 구성된 것을 예시한다. 즉, 볼트(51)는 일 측이 척(49)에 고정되고 다른 일 측이 승강 방향으로 일정한 거리를 유지하면서 제1실린더(37)의 일 측에 헐겁게 끼워지며, 탄성부재(53)는 척(49)과 제1실린더(37)사이의 볼트(51)에 끼워진다.

제2실린더(39)는 제1실린더(37)가 장착된 뚜껑(47)을 승강시켜 예비 진공실(11)과 외부의 연결을 단속할 수 있도록 구성된다. 이 승강 작용으로 뚜껑(47)을 여닫을 수 있도록 제2실린더(39)의 일 측은 뚜껑(47)에 연결되고, 다른 일 측은 지지대(43)에 고정 설치된다.

제3실린더(41)는 제1,2실린더(37,39)를 수평 방향으로 선회시켜 외부와 예비 진공실(11) 사이를 이동할 수 있도록 구성된다. 이 선회 작용으로 외부의 모합금 주괴(35)를 잡아서 예비 진공실(11)의 상측으로 이동시킬 수 있도록 제3실린더(41)의 일 측은 제2실린더(39)가 장착된 지지대(43)에 연결되고, 다른 일 측은 예비 진공실(11)에 고정된 다른 지지대(55)에 고정 설치된다.

그리고 밸브(45)는 제4실린더(57)의 신축 작용에 의하여 개폐될 수 있도록 구성된다. 이 신축 작용으로 모합금 주괴(35) 장입 과정에서, 주, 예비 진공실(9,11)의 진공압을 일치시키거나 주, 예비 진공실(9,11) 사이의 기밀을 유지하도록 제4실린더(57)의 일 측은 밸브 판(59)에 연결되고, 다른 일 측은 밸브 체(61)에 고정된다. 또 기밀을 위하여 벨브 판(59)의 외주에는 실링(63)이 구비되어 있다.

한편, 주괴장입수단(3)의 제1,2,3,4실린더(37,39,41,57)는 상기한 진공유지수단(1)의 실린더(29)와 마찬가지로 유압이나 공압에 의하여 작동될 수도 있으나, 여기서는 제1,2,4실린더(37,39,57)는 유압 실린더로, 제3실린더(41)는 공압 실린더로 사용하는 것이 보다 바람직하다.

용해수단(5)은 상기와 같은 주괴장입수단(3)에 의하여 장입되는 모합금 주괴(35)를 주 진공실(9) 내에서 유도 용해에 의하여 용사하도록 도 5,6,7에 도시된 바와 같이 구성된다. 즉, 용해수단(5)은 유도용해로(65), 노즐(67), 턴디시(69), 흑연발열체(71), 그리고 X-Y테이블(73)을 포함하여 구성된다.

유도용해로(65)는 장입된 모합금 주괴(35)를 와전류에 의하여 용융시킨 용탕을 턴디시(69)에 공급할 수 있도록 구성 및 설치된다. 유도용해로(65)는 축(75)을 중심으로 일정 각도 범위(약 90°) 내에서 회전할 수 있도록 장치 본체(77)에 설치된다. 유도용해로(65)를 회전시키는 구성은 통상적인 구성을 적용할 수 있으므로 그 상세한 설명은 생략한다. 유도용해로(65)가 축(75)을 중심으로 회전하거나 모합금 주괴(35)가 장입될 때, 회전 및 장입 작용을 방해하지 않도록 유도용해로(65)의 상단에 설치되는 뚜껑(79)은 링크(81)에 의하여 주 진공실(9)에 설치된다. 이 링크(81)는 액츄에이터(83)에 의하여 승강 및 회전 작동을 하는 것으로서, 링크(81)를 작동시키는 구성은 통상적인 구성을 적용할 수 있으므로 그 상세한 설명은 생략한다. 유도용해로(65)의 상단 일 측에는 유도용해로(65)에서 턴디시(69)로 용탕의 공급을 안내하는 용탕 안내부(85)가 구비된다. 그리고 유도용해로(65)의 내부 도가니(87)는 주로 Al2O3 또는MgO와 같은 세라믹 소재를 사용하는 것이 바람직하다.

턴디시(69)는 유도용해로(65)로부터 공급되는 용탕을 일시적으로 저류시키면서 복수의 노즐(67) 구멍(89)을 통하여 급속냉각수단(7)에 용사하도록 구성된다. 턴디시(69)는 고온에서 강도가 우수한 특수 소재로 제작되어야 하며, 여기서는Al2O3+MgO+SiC의 복합재료나의 복합재료에 의하여 제작된 것을 예시한다.

노즐(67)은 턴디시(69)의 하부에 분해, 결합 가능하게 설치된다. 이 노즐(67)과 턴디시(69)는 상호 밀착 결합되며, 이를 위하여 노즐(67)은 그 외측에 외측 테이퍼면(91)를, 턴디시(69)는 외측 테이퍼면(91)에 대향하는 그 내측에 내측 테이퍼면(93)을 각각 형성하고 있다. 이러한 외, 내측 테이퍼면(91,93)의 구조는 턴디시(69)로부터 노즐(67)의 분해 결합을 용이하게 한다. 노즐(67)은 용탕의 흐름을 원활하게 하면서 상기 노즐(67)의 구멍(89) 막힘 현상을 방지할 수 있는 보론나이트라이드(BN) 또는소재를 사용함이 바람직하다. 아울러 노즐(67) 구멍(89)은 용탕이 교란을 일으키지 않고 원만하게 용사되도록 그 상측을 테이퍼로 형성하고 있고, 용사량 및 용사속도를 조절할 수 있도록 복수로 형성된다. 도 7은 노즐(67) 구멍(89)이 5개 형성된 것을 예시하고 있다.

흑연발열체(71)는 용사도중 온도 저하로 인한 용탕의 응고 현상을 방지할 수 있도록 턴디시(69)의 외측에 설치되어, 공급되는 전원에 의하여 턴디시(69)를 원하는 온도 상태로 유지시키는 전기 저항식 발열체로 구성된다. 흑연발열체(71)는 예열을 위하여 900∼1200℃범위에서 작동할 수 있는 흑연을 사용함이 바람직하다. 이러한 흑연발열체(71)를 사용하기 위해서는 주 진공실(9)의 진공도가 우수하여야 하며, 이 장치의 초기 진공도는 10^-4∼ 10^-6Torr이다.

그리고 X-Y테이블(73)은 턴디시(69)에 결합된 노즐(67)을 수평 방향으로 자유로이 이동시켜 노즐(69) 구멍(89)으로 용사되는 용탕을 급속냉각수단(7)의 냉각회전체(95) 표면 소정 위치에 일치시키도록 구성된다. 턴디시(69)와 흑연발열체(71)를 장착한 받침대(97)는 X-Y테이블(73)에 연결되어 일체로 이동하는 정반(99)에 높이 조절 가능하게 장착된다. 즉, 스테이(101)는 그 일 단에 스냅링(103)을 구비하여 정반(99)에 회전 가능하게 장착되고, 다른 일 단에 형성된 나사부(105)로 받침대(97)에 결합된다. X-Y테이블(73)은 X, Y축(107,109)의 회전 운동에 의하여 수평 방향으로 이동되도록 구성된다. 이 구성은 통상적인 구성을 사용할 수 있으므로 그 상세한 설명은 생략한다.

마지막으로, 급속냉각수단(7)은 용해수단(5)의 노즐(67) 구멍(89)으로 용사되는 용탕을 냉각시켜 영구자석분말을 생성시키도록 도 8,9에 도시된 바와 같이, 구성된다. 급속냉각수단(7)은 냉각회전체(95)와 내, 외측 축(111,113)을 포함하여 구성된다.

냉각회전체(95)는 회전수단(미도시)의 구동으로 회전 운동하면서 내측 축(111)으로 유입되어 외측 축(113)으로 유출되는 냉각수에 의하여 냉각되도록 원통으로 형성된다. 원통의 내부 양 측면은 냉각수의 원활한 흐름을 안내하도록 직경 방향으로 형성된 홈(115)을 구비하고 있다. 이 홈(115)은 일정한 각(角) 간격으로 형성됨이 바람직하며, 여기서는 16°간격으로 24개 형성된 것을 예시한다. 이 홈(115)에 의하여 냉각수는 중심부에서 원주부로 확산되었다가 다시 중심부에 모인 후, 유출된다. 이러한 냉각회전체(95)의 일 측은 회전하는 내, 외측 축(111,113)의 일 측에 고정 장착되고, 다른 일 측은 장치 본체(77)에 회전 가능하게 지지 장착된다. 내, 외측 축(111,113)은 회전할 수 있도록 장치 본체(77)에 지지된다. 이 내, 외측 축(111,113)에는 회전수단의 회전력을 전달하는 풀리(117)가 구비되어 있다. 냉각회전체(95)는 작업도중 회전력에 의한 냉각수의 원심력과 냉각수의 중량 때문에 높은 강도가 요구된다. 따라서 냉각회전체(95)는 베릴륨 청동(Cu-Be) 합금으로 주조한 주물체를 단조하여 주물체의 내부결함을 최소화한 후, 소재의 강도를 높이는 공정을 거친 소재를 사용함이 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 실시예의 작동을 설명한다.

급속 냉각 영구자석분말 제조장치는 주괴장입수단(3)으로 모합금 주괴(35)를진공유지수단(1)에 내장된 용해수단(5)에 장입하고, 용해수단(5)으로 장입된 모합금 주괴(35)를 자성합금 용탕으로 용해하며, 급속냉각수단(7)으로 용해된 용탕을 냉각하여 자성분말로 제조한다.

이러한 제조과정을 준비, 장입, 용해, 그리고 냉각 단계로 각각 구분하여 설명한다.

(준비 단계)

작동 초기, 진공유지수단(1)의 디퓨저 펌프(23)에 의하여 주 진공실(9)은 10^-4Torr의 진공도를 유지한다. 이 때 밸브(45)의 밸브 판(59)은 제4실린더(57)의 작동에 의하여 주, 예비 진공실(9,11)을 상호 격리시키고, 실링(63)은 격리된 주 진공실(11)의 기밀 상태를 유지시킨다.

(장입 단계)

이 상태에서 주괴장입수단(3)의 제1,2,3실린더(37,39,41)는 상호 승강 및 선회 작용하여, 척(49)으로 모합금 주괴(35)를 잡아서 예비 진공실(11)에 장입하면서, 예비 진공실(11)의 뚜껑(47)을 닫는다.

그 후, 밸브(45)의 밸브 판(59)은 제4실린더(57)에 의하여 격리되어 있던 주, 예비 진공실(9,11)을 상호 연통하여 같은 진공 상태를 이루게 한다. 이때 주, 예비 진공실(9,11)의 진공도를 적정 범위 이내로 유지하기 위하여 디퓨저 펌프(23)가 적절하게 작동됨은 물론이다.

아울러 예비 진공실(11)에 장입된 모합금 주괴(35)를 주 진공실(9)의 유도용해로(65)에 장입하도록 링크(81)로 연결된 액츄에이터(83)를 작동시켜유도용해로(65)의 뚜껑(79)을 개방한다.

이런 상태에서, 제1실린더(37)는 더 하강하여 모합금 주괴(35)를 유도용해로(65)에 장입하고 다시 상승한다. 장입시, 제1실린더(37)에 연결된 척(49)은 모합금 주괴(35)와 유도용해로(65)의 도가니(87)사이에서 발생되는 장입 충격을 탄성부재(53)로 흡수하여 유도 용해로(65)의 파손을 방지한다.

이 때, 밸브(45)의 밸브 판(59)은 제4실린더(57)의 작동에 의하여 상기한 바와 같이, 주, 예비 진공실(9,11)을 다시 격리시키고, 실링(63)은 격리된 상태의 기밀을 유지시킨다. 그 후, 액츄에이터(83)는 링크(81)로 연결된 뚜껑(79)을 닫고, 주괴장입수단(3)의 제1,2,3실린더(37,39,41)는 상호 승강 및 선회 작용에 의하여 다음 모합금 주괴(35)를 잡을 수 있도록 예비 진공실(11) 밖으로 나온다.

(용해 단계)

모합금 주괴(35)의 장입이 완료되면, 용해수단(5)의 유도용해로(65)는 와전류로 주괴(35)를 완전 용액 상태로 용해시킨다. 뚜껑(79)을 상기한 바와 같은 방법으로 개방하고, 유도용해로(65)를, 축(75)을 중심으로 회전시켜 용탕 안내부(85)의 안내로 용탕을 턴디시(69)에 공급한다. 그리고 유도용해로(65)는 반대로 회전하여 모합금 주괴(35)를 장입할 수 있는 원래의 상태를 유지하게 된다.

턴디시(69)에 공급된 용탕은 일정시간 지체되면서 노즐(67) 구멍(89)을 통하여 냉각회전체(95)의 소정 위치에 용사된다. 이 용사와 동시에 턴디시(69)에 저류되는 용탕은 흑연발열체(65)의 온도 조절 작용에 의하여 응고되지 않고, 유도용해로(65)에서 공급된 용액 상태를 계속 유지한다. 그리고 용탕은 5개의 노즐(67) 구멍(89)으로 동시에 용사된다. 따라서 용사속도 및 용사량의 증가는 노즐(67) 구멍(89)의 개수를 증가시킴으로써 달성된다.

한편, X-Y테이블(73)은 X, Y축(107,109)의 회전 운동에 의하여 수평 방향으로 이동 조절되어, 용사 위치, 즉 냉각회전체(95)에 대한 노즐(67) 구멍(89)의 위치를 적당하게 조절한다.

(냉각 단계)

용탕이 용사되면, 급속냉각수단(7)의 냉각회전체(95)는 내, 외측 축(11,113)에 의하여 회전하면서 용사되는 용탕을 급속히 냉각시키고, 자체 회전력에 의하여 냉각된 리본 형태의 자성 분말을 분말수거 포집부(13) 측으로 비산시킨다. 분말수거 포집부(13)에 포집된 영구자석분말은 일정 시간 경과 후, 분말수집수단에 의하여 수집되어 운반 저장된다.

이때, 내측 축(111)은 냉각수를 유입하고, 외측 축(113)은 냉각회전체(95)를 냉각시킨 냉각수를 유출시킨다. 그리고 냉각회전체(95) 내에서 냉각수는 냉각회전체(95)의 회전에 따른 원심력에 의하여, 유입되어 중심부에 모인 후, 다시 역 방향으로 유출된다. 그리고 원통의 내부 양 측면에 형성된 다수의 홈(115)은 냉각수의 흐름을 보다 원활하게 안내한다.

본 발명에 따른 급속 냉각 영구자석분말 제조장치는 모합금 주괴를 장입하여 진공 용해한 후, 용해된 용탕을 용사하고 냉각하여 자성분말을 제조하며, 이때, 노즐과 턴디시 및 흑연발열체에 의하여 진공 용해된 자성합금 용탕의 용사속도 및 용사량, 그리고 용탕의 온도를 조절할 수 있다. 특히, 턴디시와 흑연발열체가 용탕의 온도를 원하는 온도로 유지 및 조절하므로 용탕의 온도 저하에 따른 응고 현상을 피할 수 있고, 복수의 노즐 구멍이 용사속도 및 용사량을 조절 및 증대시키므로 영구자석분말의 생산량을 증대시킬 수 있다.

Claims (7)

1. 분말수집수단이 연결된 주 진공실과 모합금 주괴가 장입되는 예비 진공실을 구비하고 상기 각 진공실의 진공상태를 유지하기 위한 진공유지수단과;

   상기 모합금 주괴를 잡았다 놓는 척을 승강시키도록 연결되는 제1실린더와, 상기 제1실린더가 장착되고 상기 예비진공실과 외부의 연결을 단속하는 뚜껑을 제1실린더와 같이 승강시키도록 연결되는 제2실린더, 상기 제2실린더가 장착된 지지대를 상기 제1,2실린더와 일체로 상기 예비진공실의 상측에서 수평 방향으로 선회시키도록 연결되는 제3실린더를 포함하여 상기 예비진공실 및 주 진공실에 상기 주괴를 장입하기 위한 주괴장입수단;

   상기 주괴장입수단으로부터 장입되는 주괴를 받아 용해하는 유도용해로와, 이 유도용해로로부터 공급되는 용탕을 복수의 노즐 구멍으로 용사하는 턴디시, 이 턴디시의 온도를 유지하는 흑연발열체를 구비한 용해수단;

   상기 턴디시의 노즐 구멍으로부터 용사되는 용탕을 냉각시키기 위한 냉각회 전체를 포함하는 급속냉각수단을 포함하는 급속 냉각 영구자석분말 제조장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 노즐은 턴디시의 하부에 분해, 결합 가능하게 결합됨을 특징으로 하는 급속 냉각 영구자석분말 제조장치.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 노즐과 턴디시는 상호 밀착 결합되도록 노즐의 외측 테이퍼면과 이 테이퍼면에 대향하는 턴디시의 내측 테이퍼면을 각각 형성함을 특징으로 하는 급속 냉각 영구자석분말 제조장치.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 턴디시는 고온 강도를 유지할 수 있는 Al₂O₃+MgO+SiC의 복합재료와 MgO+Graphite의 복합재료 중 어느 하나를 사용함을 특징으로 하는 급속 냉각 영구자석분말 제조장치.
5. 청구항 3에 있어서, 상기 노즐은 용탕의 흐름을 원활하게 하면서 상기 노즐의 구멍 막힘 현상을 방지하는 보론나이트라이드(BN)와 MgO+Graphite 소재 중 어느 하나를 사용함을 특징으로 하는 급속 냉각 영구자석분말 제조장치.
6. 청구항 1에 있어서, 상기 노즐을 자유로이 이동시켜 노즐 구멍으로 용사되는 용탕을 상기 냉각회전체 표면의 소정 위치에 일치시키도록 상기 노즐이 장착된 상기 턴디시를 X, Y방향으로 수평 이동시키는 X-Y테이블을 포함하는 급속 냉각 영구자석분말 제조장치.
7. 청구항 1 또는 6에 있어서, 상기 냉각회전체는 냉각수가 유입되어 중심부에 모인 후, 다시 역 방향으로 유출되도록 원통으로 형성되고, 원통의 내부 양 측면은 냉각수의 흐름이 원활하도록 직경 방향으로 형성된 다수의 홈을 포함하는 급속 냉각 영구자석분말 제조장치.