KR100458345B1

KR100458345B1 - 자석 합금 벨트 및 수지 결합 본드 자석

Info

Publication number: KR100458345B1
Application number: KR10-1999-7002738A
Authority: KR
Inventors: 아라이아키라; 가토히로시
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 1997-07-31
Filing date: 1998-07-23
Publication date: 2004-11-26
Also published as: DE69814813D1; KR20000068675A; EP0936633A1; DE69814813T2; EP0936633A4; US6187217B1; CN1155971C; EP0936633B1; JPH1154306A; CN1241283A; ID23075A; WO1999007005A1; TW384487B

Abstract

용탕 급냉법에 의해서 얻어지는 자석 합금 벨트에 있어서 안정된 자기 특성을 확보하고, 또한 본드 자석에 있어서 자기 특성과 내식성에 우수한 특성을 얻기 위해, 자석 합금 벨트에 있어서 합금 벨트가 응고시에 급냉 롤과 접촉하고 있는 면(롤면)에 존재하는 딤플형 오목부(22)의 면적율 등을 규정하는 것으로 하였다. 이것에 의해, 안정된 자기 특성을 갖는 자석용 합금 벨트를 얻을 수 있다. 또한, 이러한 합금 벨트를 분쇄한 분말을 사용함으로써 자기 특성과 내식성에 우수한 본드 자석을 얻을 수 있다.

Description

자석 합금 벨트 및 수지 결합 본드 자석{Thin magnet alloy belt and resin-bonded magnet}

희토류 자석 재료의 합금 용탕을 금속제의 단일 롤에 분사하고, 급냉시켜 합금 벨트를 얻는 제조방법은, 특허공고공보 평3-52528호의 4 페이지 7란 30행 내지 5페이지 9란 42행에, 석영관에 합금 잉곳의 샘플을 넣어 이것을 용해하고, 그 후 용탕을, 석영관 하부에 설치한 원공 오리피스를 통해 용탕에 대하여 매우 큰 열용량을 갖는 금속제의 원반상에 일정한 속도로 분사하여 합금 벨트를 얻는 것이 기재되어 있다. 또한, 특허공개공보 소59-64739호에는 희토류-천이금속-B계의 자석조성에 있어서, 롤의 회전속도가 합금 벨트의 자기 특성에 영향을 미치게 하는 중요한 인자인 것이 보고되어 있다.

그러나, 합금 벨트의 상세한 치수·형상, 표면형태 등이 자기 특성에 어떻게 영향을 미치는가는 고려되어 있지 않았다.

또한, 종래의 초 급냉법에 의해 제조된 영구자석 재료는, 이하와 같은 문제점을 가지고 있었다. 즉, 1) 합금 벨트를 구성하는 미크로 조직의 격차가, 자기 특성을 저하시킨다. 2) 본드 자석으로 하였을 때에, 자석 분말 주위로 수지가 붙는 것이 불균일한 경우에는 신뢰성, 특히 내식성이 저하한다.

본 발명은, 자석 합금 벨트, 특히 용탕 급냉법에 의해 제작된 희토류 영구자석 합금 벨트, 및 상기 합금 벨트로 얻어지는 자석 분말을 사용하는 수지 결합 본드 자석에 관한 것이다.

도 1은 자석 합금 벨트 제조장치의 개략도.

도 2는 자석 합금 벨트의 형태를 도시하는 개략도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

11··· 합금 용탕

12··· 노즐

13···고주파 가열 코일

14···금속제 롤

15···자석 합금 벨트

16···롤 회전축

17···롤의 회전방향

21···자석 합금 벨트의 롤면

22···딤플형상 오목부

23···자석 합금 벨트의 긴 축방향

24···자석 합금 벨트의 두께방향

(발명의 개시)

본 발명은 이러한 종래 기술의 과제를 해결하는 것이며, 특히 합금 벨트의 냉각이 주로 행하여지는, 롤과의 접촉면(롤면)의 표면형태에 주목하여, 뛰어난 자석 특성을 갖는 합금 벨트를 제공하는 것을 제 1 의 목적으로 하고 있다.

더욱이, 이렇게 하여 얻어진 합금 벨트를 그대로, 또는 열처리후에 분쇄하여 제작한 분말을 수지와 결합하여, 자기 특성 및 신뢰성이 우수한 수지 결합 본드 자석을 제공하는 것을 제 2 의 목적으로 하고 있다.

이 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 자석 합금 벨트는, R-TM-B계(R은 Nd, Pr을 주로 하는 희토류 원소, TM은 천이금속)의 합금 용탕을, 회전하는 금속제의 롤상에 분사하여 상기 합금 용탕을 급냉 응고함으로써 얻어지는 자석 합금 벨트에 있어서, 상기 벨트가 응고시에 상기 롤과 접촉하고 있는 면(롤면)에 존재하는, 응고후의 딤플형상 오목부가 차지하는 면적율이 합하여 3 내지 25%인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 자석 합금 벨트는, R-TM-B계(R은 Nd, Pr을 주로 하는 희토류 원소, TM은 천이금속)의 합금 용탕을, 회전하는 금속제의 롤상에 분사하여 상기 합금 용탕을 급냉 응고함으로써 얻어지는 자석 합금 벨트에 있어서, 상기 벨트가응고시에 상기 롤과 접촉하고 있는 면(롤면)에 존재하는, 하나의 면적이 2000μm²이상인 딤플형상 오목부가 차지하는 면적율이 합계하여 0 내지 5%인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 자석 합금 벨트는, R-TM-B계(R은 Nd, Pr을 주로 하는 희토류 원소, TM은 천이금속)의 합금 용탕을, 회전하는 금속제의 롤상에 분사하여 상기 합금 용탕을 급냉 응고함으로써 얻어지는 자석 합금 벨트에 있어서, 상기 벨트가 응고시에 상기 롤과 접촉하고 있는 면(롤면)에 존재한다, 응고후의 딤플형상 오목부의 평균 깊이(d)와 합금 벨트의 평균 두께(t)의 비(d/t)가 0.1 내지 0.5인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 수지 결합 본드 자석은, R-TM-B계(R은 Nd, Pr을 주로 하는 희토류 원소, TM은 천이금속)의 합금 용탕을, 회전하는 금속제의 롤상에 분사하여 상기 합금 용탕을 급냉 응고함으로써 얻어지며, 응고시에 상기 롤과 접촉하고 있는 면(롤면)에 존재하는, 응고후의 딤플형상 오목부가 차지하는 면적율이 합하여 3 내지 25%인 자석 합금 벨트를, 그대로 또는 열처리후, 분쇄하여 분말로 하고, 상기 분말을 수지와 혼합후 성형하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 수지 결합 본드 자석은, R-TM-B계(R은 Nd, Pr을 주로 하는 희토류 원소, TM은 천이금속)의 합금 용탕을, 회전하는 금속제의 롤상에 분사하여 상기 합금 용탕을 급냉 응고함으로써 얻어지며, 응고시에 상기 롤과 접촉하고 있는 면(롤면)에 존재하는, 하나의 면적이 2000μm²이상인 딤플형상 오목부가 차지하는면적율이 합하여 0 내지 5%인 자석 합금 벨트를, 그대로 또는 열처리후 분쇄하여 분말로 하고, 상기 분말을 수지와 혼합후 성형하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 수지 결합 본드 자석은, R-TM-B계(R은 Nd, Pr을 주로 하는 희토류 원소, TM은 천이금속)의 합금 용탕을, 회전하는 금속제의 롤상에 분사하여 상기 합금 용탕을 급냉 응고함으로써 얻어지며, 응고시에 상기 롤과 접촉하고 있는 면(롤면)에 존재하는, 응고후의 딤플형상 오목부의 평균 깊이(d)와 합금 벨트의 평균 두께(t)의 비(d/t)가 0.1 내지 0.5인 자석 합금 벨트를, 그대로 또는 열처리후, 분쇄하여 분말로 하고, 상기 분말을 수지와 혼합후 성형하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명중, 청구항 l 내지 청구항 3에 따른 발명은, 자석 합금 벨트가 롤과 접촉하고 있는 면(롤면)의 표면형태, 특히 표면에 존재하는 딤플형상 오목부의 면적율 등을 규정함으로써, 뛰어난 자석 특성을 갖는 합금 벨트를 제공할 수 있다.

또한, 청구항 4 내지 청구항 6에 따른 발명은, 이와 같이 하여 얻어진 합금 벨트를 그대로, 또는 열처리후에 분쇄하여 제작한 분말을, 수지와 혼합후 성형함으로써, 자기 특성 및 신뢰성이 우수한 수지 결합 본드 자석을 제공할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 관해서 서술한다.

1) 제조방법의 개략(자석 합금 벨트, 수지 결합 본드 자석)

도 1에 단일 롤을 사용한 자석 합금 벨트 제조장치(초 급냉법)의 개략도를 도시한다. 이들 장치는 진공 흡입이 가능한 챔버내에 설치되어 있다. 개략적으로, 불활성 분위기속에서 노즐내에 장전한 원료 또는 모합금을, 노즐의 주위에 감긴 고주파 가열 코일에 통전함으로써 유도 용해하여 합금 용탕으로 한다. 또한 가열 수단은 고주파 가열에 특히 한정되는 것이 아니고, 카본 히터 등의 발열체를 주위에 설치하는 방법에 따라도 된다. 그 후, 상기 용탕을 노즐의 저부에 설치한 오리피스(개구부)를 통해서, 도가니 바로 아래에 설치되어 있는 고속회전하는 금속제의 단일 롤상에 분사시킨다. 분사된 용탕에 대해 금속제 롤의 열용량이 충분히 크기 때문에, 용탕은 롤상에서 응고함과 동시에 롤 회전방향으로 길게 되어, 합금 벨트(리본)가 형성된다. 아래에 더욱 상세히 개개의 항목에 관해서 설명한다.

우선, 노즐내에 장전하는 것은, 원하는 조성(R-TM-B계)이 이루어지도록 측량한 각 원료 메탈이라도 좋으며, 미리 고주파 용해로 등에서 원하는 조성의 모합금 잉곳을 제작하여, 거기에서 잘라낸 샘플이라도 좋다. 또한 노즐의 재질로서는 석영이 바람직하지만, 고내열성의 알루미나, 마그네시아 등의 다른 세라믹 재료라도 좋다. 오리피스(개구부)는, 원공형상, 또는 슬릿형상이 바람직하다. 단 슬릿형상의 경우, 슬릿의 긴쪽 방향은 되도록이면 롤의 회전방향과 직교하는 방향(벨트의 폭방향)에 가까운 것이 바람직하다.

금속제 롤의 재질은, 충분한 열전도율을 얻기 위해서, 동합금, 철합금, 크롬, 몰리브덴 등이 바람직하고, 또한 내구성을 높이기 위해서 내마모성에 뛰어난 금속·합금속을 설치하여도 좋다. 예를들면 표면에 경질 크롬 도금 등을 실시하여도 된다. 또한 롤 표면의 거칠기도, 너무 거칠면 합금 용탕과 롤의 젖음성이 저하되어 버리기 때문에, 미리 연마지 등으로 적어도 평균 표면 거칠기가 벨트 두께의 1/3 이하의 충분히 평탄하고 원활한 면으로 다듬질해 둘 필요가 있다.

샘플의 장전, 롤의 연마 등의 세팅이 종료된 후, 챔버내를 먼저 진공 펌프에 의해서 10^-2torr, 이하까지 배기하고 나서 불활성 가스를 원하는 압력이 될 때까지챔버내에 충전한다. 불활성 가스로서는 Ar, He 등을 사용하면 된다.

원하는 분위기로 하고 나서 노즐의 내용물을 용해하여, 합금 용탕을 얻은 후, 이 합금 용탕을 저부의 오리피스를 통하여 분사한다. 분사할 때는, 노즐중 용탕상의 공간에 도 1에 개략적으로 도시한 바와 같이 적당한 압력(Pi)으로 불활성 가스를 내뿜는 방법이 바람직하다. 구체적으로는 이 노즐상부에 연결되어 전자 밸브를 통하여 불활성 가스의 토출장치가 설치되어 있고, 분사 타이밍에 맞추어 토출장치 내의 가압된 가스가 전자 밸브의 개폐에 의해서 토출되어 합금 용탕을 분사시킨다. 실질적인 용탕의 분사압(Pi)은, 토출장치에 있어서의 불활성 가스의 압력과, 챔버 내의 분위기압과의 압력 차으로 된다.

이와 같이 하여 분사된 합금 용탕이 롤상에서 급냉 응고하여 합금 벨트가 형성된다. 응고시의 냉각 속도는 롤의 회전수와 동시에 증가하기 때문에 원하는 금속 조직을 얻기 위해서는, 롤의 회전 수를 적당하게 할 필요가 있다. 양호한 자기 특성을 얻기 위해서는, as-spun(열처리 없음)의 상태로 양호한 자기 특성을 얻어도 되며, 일부 또는 모두를 비결정질 조직으로 하고, 그 후 열처리를 실시하여도 좋다. 전자의 방법에서는, 롤 회전수를 알맞는 것으로 할 필요가 있다. 또한 후자의 방법에서는, as-spun에서 최적인 특성이 얻어지는 롤 회전수보다도 더욱 더 높은 회전수로서, as-spun의 상태에서는 일부 또는 전부를 비결정질 조직으로 하고, 그 후 열처리를 실시하여 결정화시켜 자석 특성이 얻어지도록 한다. 열처리 온도는 합금 조성에 의해서 다르지만, 결정화 온도 바로 위로부터 900℃의 범위로 하는 것이 바람직하다. 결정화 온도보다도 낮은 온도에서는 결정화가 달성되지 않고,900℃를 넘는 온도가 되면 결정입자의 조밀도가 커지는 것이 현저해져서, 만족한 자기 특성이 얻어지지 않는다.

본드 자석에 제공되는 자석 분말은, 양호한 자석 특성이 얻어지는 상술한 바와 같은 자석 합금 벨트를 분쇄하여 얻는다. 분쇄시의 분말 입도는, 본드 자석으로서의 성형성을 고려하면 평균 입도를 l00μm 이하로 하면 좋다.

이와 같이 해서 얻어진 분말을, 에폭시 수지 등의 열경화성 수지, 또는 나일론 수지 등의 열가소성 수지중 어느 하나와 혼합 성형하여 본드 자석을 얻는다. 성형방법으로서는, 압축성형, 사출성형, 압출성형 등을 들 수 있다. 또한 필요에 따라서, 윤활재, 산화방지제 등을 수지와 동시에 소량 첨가하여도 좋다.

2) 딤플형 오목부에 관해서.

상술한 바와 같은 제조방법으로 제작되는 자석 합금 벨트에 있어서, 상기 합금 벨트가 응고시에 금속제 롤과 접촉하고 있는 면(본 발명중에서는 롤면으로 한다)을 주사형 전자 현미경(SEM) 등으로 관찰하면, 여기저기 딤플형상으로 움푹 패어 있는 부분(본 발명에서는 딤플형상 오목부로 한다)이 도 2와 같이 관찰되었다. 이러한 부분은 주로, 용탕을 롤상에 분사하여 급냉 응고시킬 때에, 롤상의 합금 용탕과 롤의 사이에 트랩된 분위기의 불활성 가스에 의한 것이라고 생각된다. 이와 같이 가스가 휘말려드는 것은, 주로 롤의 회전에 따라 발생하는 롤 표면 부근의 가스의 점성류에 의한 것이라고 생각된다.

또한 벨트를 부러뜨려 파탄시키고, 파탄면을 SEM으로 관찰하면 통상 부분의 결정입경은 수10nm 오더이었음에도 불구하고, 딤플형상 오목부에 인접한 부분의 주상결정입경은 비교적 크고, 장소에 따라서는 1μm 오더의 조밀도가 큰 결정입자의 존재가 확인되었다.

합금 벨트의 롤면을 SEM에 의해서 관찰한 사진으로, 이 딤플형상 오목부의 전체 면적이 롤면 전체의 면적에 대하여 차지하는 면적율을 화상처리에 의해서 측정하였다. 이하에 나타내는 본 발명의 실시예에 있어서는, 우선 수십배 정도의 배율로 SEM에 의해서 촬영한 적어도 10장 이상의 관찰 사진에 관해서, 상의 콘트라스트의 차를 이용하여 딤플형상 오목부를 인식하고, 그 면적을 화소수로 환산하여 면적율을 산출하였다. 그리고 얻어진 각 사진에 있어서의 면적율을 평균함으로써, 그 합금 벨트의 면적율의 값으로 하였다.

이와 같이 하여 얻어지는 딤플형상 오목부의 면적율과 자석 합금 벨트의 자기 특성의 상관을 상세히 조사하였다. 그 결과, 딤플형상 오목부의 면적율이 25%를 넘는 자석 합금 벨트에 있어서는, 보자력, 각형성, 잔류 자속밀도, 어느 것이나 열화하여, 매우 낮은 자기 특성밖에 얻어지지 않았다. 또한 반대로 면적율이 3% 미만의 자석 합금 벨트에서는, 롤과 자석 합금 벨트의 사이의 열전달율이 너무 커져서, 롤면과 그 반대측의 롤과 접촉하지 않은 면(본 발명중에서는 프리면으로 한다)의 냉각속도에 큰 차이가 날 수 있다. 이것 때문에 롤면과 프리면에서의 결정입경의 격차가 늘고, 자기 특성의 저하를 초래한다. 또한 면적율이 3% 미만의 자석 합금 벨트에서는, 롤과 벨트와의 밀착성이 높기 때문에 급냉 응고한 채로 벨트가 롤에 부착하기 쉽고, 자석 합금 벨트의 제품 비율(수율)도 저하시키는 원인이 된다. 또한 롤에 부착한 채로 회전하고, 그 위에 새롭게 용탕이 분사되어 오는 경우도 일어난다. 그와 같은 경우에 얻어진 합금 벨트에서는 부착한 벨트 위에 새롭게 분사되어 응고된 부분의 냉각 속도가 매우 작아지기 때문에 결정입자의 조밀도가 커지게 되어, 그로 인하여 자기 특성도 열화한다.

자석 합금 벨트로서 상술한 바와 같은 특성을 갖기 때문에, 본드 자석을 제작하는 경우에도 합금 벨트의 자기 특성이 그대로 반영되므로, 딤플형상 오목부의 면적율이 3 내지 25%의 합금 벨트를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 롤면에 존재하는 딤플 하나 하나의 면적에 주목하면, 오목부 하나의 면적이 2000μm²을 넘는 딤플이 차지하는 면적율이 합계하여 5%를 넘지 않는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같은 화상해석을 행한 결과, 2000μm²을 넘는 딤플형상 오목부가 존재하면, 합금 벨트자체의 자기 특성이 열화할 뿐만 아니라, 본드 자석으로 하였을 때의 신뢰성에도 악영향을 미친다. 즉 본드 자석으로 하였을 때의 내식성이 열화하여 버린다. 이것은 자석 분말과 수지를 혼합시켰을 때에, 수지가 면적이 큰 딤플형상 오목부에 편재해 버려, 균일하게 자석 분말을 피복하는 것을 저해하기 때문이라고 생각된다.

또한 딤플형상 오목부의 깊이도 자기 특성에 크게 영향을 미치게 한다. 깊이의 측정에는 레이저 변위계, 마이크로미터, 정전 용량 변위계 등을 사용하면 좋다. 이하에 나타내는 본 발명중의 실시예에 있어서는, 레이저 변위계를 사용하여 1 로트의 합금 벨트에 관해서 적어도 20 이상의 고립된 딤플형상 오목부에 관해서, 각각의 딤플부의 테두리부와 가장 깊은 곳의 거리의 차를 깊이로 하고, 그 평균치를 구하여 평균 깊이(d)로 하였다. 또한 합금 벨트의 평균 두께(t)는, 벨트의 중량과 아르키메데스법에 의해 측정한 밀도로부터 부피를 산출하고, 이것을 벨트의 폭(현미경 등으로 10점 이상 측정한 값의 평균치) 및 길이에서 뺌으로써 산출하였다.

d/t가 0.5 보다 큰 경우에는, 합금 벨트의 자기 특성의 열화가 현저해진다. 또한 본드 자석으로서 성형하였을 때는 공공율(空孔率)의 저감이 어렵고 고밀도화가 곤란해지기 때문에 특성은 저하한다. 또한 딤플부분으로 수지가 붙는 것이 불충분해 지기 때문에, 내식성에도 악영향을 준다. 또한 d/t가 0.1 미만의 경우는 합금 벨트와 롤의 접착성이 증가하기 때문에, 면적율이 작은 경우(3% 미만)와 같은 문제가 일어나서 바람직하지 못하다.

다음에, 이러한 표면형태를 갖는 자석 합금 벨트를 얻기 위한 제조 프로세스상의 파라미터에 관해서 서술한다. 먼저 서술한 바와 같이, 불활성 가스가 휘말려드는 주 요인은 롤의 회전에 따라 발생하는 롤 부근의 점성 가스류라고 생각된다. 이 때문에 이 점성류를 억제하는 방안을 갖는 것이 바람직하다. 가장 영향이 큰 것은 챔버 내의 불활성 가스 분위기압이다. 분위기압이 낮은 만큼, 가스가 휘말려드는 것이 적어지고, 딤플형상 오목부의 면적율은 감소한다. 그러나 분위기압을 너무 내리면, 면적율이 본 발명의 범위(3%) 미만으로 되어 상술한 바와 같은 자기 특성의 열화나, 합금 벨트 제조의 격차를 일으킨다. 또한, 진공에 가까운 상태에서의 조업이 되기 때문에, 장치상의 여러가지의 제약이 발생하고, 장치 비용의 상승을 초래한다고 하는 문제도 발생한다. 그 외에 영향을 미치는 파라미터로서는,오리피스의 면적, 용탕 온도(점성) 등을 들 수 있다.

이하에 실시예를 들면서 본 발명을 또한 구체적으로 서술한다.

(실시예 l)

순도 99.9% 이상의 Nd, Fe, Co의 각 메탈과 Fe-B 합금(B가 19wt%)을 각각 측량하여, 고주파 유도 용해로에서 Ar 가스속에서 용해·주조하여 Nd₁₂Fe_balCo₅B_5.5인 조성(조성A)의 직경10mmψ의 둥근 봉형상의 모합금 잉곳을 얻었다.

이 잉곳으로부터 1 로트에 대해 약 15g의 샘플을 추출하여 도 1에 도시한 바와 같은 장치에서 합금 벨트를 제작하였다. 잘라진 각 샘플을 저면부에 0.6mmψ의 원공 오리피스를 설치한 석영관에 넣고 Ar 분위기속에서 가열 코일에 통전함으로써 샘플을 용해하고 나서 2000pm에서 회전하는 직경 200mm의 구리 롤상에 합금 용탕을 분사하여 자석 합금 벨트를 얻었다. 합금 벨트의 제조에 있어서는 Ar가스 분위기압, Ar 가스 분사압 등을 변화시켜 합계 8로트의 벨트를 얻었다.

얻어진 8로트의 합금 벨트에 관해서, 실시예 중에서 이미 서술한 요령으로 SEM사진으로부터 화상 해석에 의해 롤면에 존재하는 딤플형 오목부의 면적율을 산출했다. 또한, 합금 벨트의 자기 특성을 벨트의 긴 방향이 인가 자장 방향이 되도록 하여 진동 시료형 자력계(VSM)에 의해 최대 인가 자장 1.44MA/m으로 측정하였다. 각 로트에 관한 딤플형 오목부의 면적율 및 자기 특성의 측정 결과를 표 1에 나타낸다.

로트 번호	딤플형 오목부의 면적율(%)		iHc(MA/m)	(BH)max(KJ/m³)
A1	2.3	비교예	0.64	38.4
A2	3.0	본 발명	0.85	124.3
A3	7.8	본 발명	0.79	140.5
A4	11.2	본 발명	0.84	138.2
A5	19.8	본 발명	0.78	135.9
A6	25.0	본 발명	0.70	125.1
A7	27.2	비교예	0.35	81.1
A8	35.1	비교예	0.28	52.8

표 1에서 알 수 있듯이, 딤플형 오목부의 면적율이 3 내지 25%의 범위에 있어서 양호한 자기 특성이 얻어지고, 이 범위외에서는 자기 특성은 열화했다.

다음에, 표 2에 나타나는 각 조성의 잉곳으로부터 롤 회전수를 2000rpm으로 하여, 상기와 같이 몇개의 합금 벨트를 제작하였다.

조성 A	Nd₁₂Fe_ba1Co₅B_5.5
조성 B	Nd_4.5Fe_ba1Co₅B_5.5
조성 C	Nd_8.5Fe_ba1B_5.5

각 합금 벨트를 라이카이기에서 분쇄하여 분말로 하고, l.8wt%의 에폭시 수지와 혼합후, 프레스 장치에서 6ton/cm²의 압력으로 성형하여 10mmψx 7mmt의 본드 자석을 제작하였다. 얻어진 본드 자석의 자기 특성을 직류 자기 자속계에 의해 최대 인가 자장 2MA/m에서 측정했다. 각 합금 벨트에 관하여 측정된 딤플형 오목부의 면적율과 자기 특성을 표 3에 또한 나타낸다. 아울러, 면적율에 따라서 본 발명과 비교예의 구별을 기재하였다.

조성	로트 번호		면적율(%)	iHc(MA/m)	(BH)max(kJ/m³)
조성 A	BM·Aa	본 발명	9.8	0.98	110.2
	BM·AB	본 발명	14.7	0.83	105.9
	BM·Ac	비교예	32.4	0.38	43.5
조성 B	BM·Ba	본 발명	4.8	0.39	78.3
	BM·Bb	본 발명	20.4	0.35	72.6
	BM·Bc	비교예	2.6	0.18	10.3
	BM·Bd	비교예	26.7	0.09	20.4
조성 C	BM·Ca	본 발명	8.2	0.61	122.1
	BM·Cb	본 발명	24.3	0.64	128.2
	BM·Cc	비교예	40.2	0.26	32.4

표에서 알 수 있듯이, 딤플형 오목부의 면적율이 본 발명의 범위에 있는 합금 벨트로부터 제작한 본드 자석으로 양호한 자기 특성을 달성할 수 있다.

(실시예 2)

표 2에 나타난 조성 C의 잉곳으로부터 샘플을 추출하여 자석 합금 벨트을 제작했다. 롤 재질, 회전수는 실시예 1과 동일하게 하고, 다른 분사 조건, 분위기 조건 등을 변화시켜 합계 6로트의 자석 합금 벨트를 얻었다. 얻어진 각각의 합금 벨트에 관하여, 화상 해석에 의해 면적이 2000μm²이상의 딤플형 오목부가 차지하는 면적율을 측정했다.

그 후, 이들의 합금 벨트를 분쇄하여 자석 분말로 하고, 얻어진 분말을 1.8wt%의 에폭시 수지와 혼합후, 6ton/cm²의 압력으로 압축 성형하고, 10mmψ×7mmt의 본드 자석을 얻었다. 얻어진 본드 자석의 자기 특성을 직류 자기 자속계에 의해 최대 인가 자장 2MA/m으로 측정하였다. 또한, 각 자석에 관하여 60℃ 95%RH로 500시간까지의 항온 항습 시험을 행하고, 내식성 평가를 했다. 표면에서의 녹 발생 유무를 육안으로 판별하였다.

합금 벨트에서의 2000μm²이상의 딤플형 오목부의 면적율, 자기특성, 내식성에 관하여 얻어진 결과를 표 4에 또한 나타낸다. 아울러, 내식성 평가는 녹이 전혀 보이지 않았던 자석은 ○, 녹이 보인 것은 X로서 표에 나타냈다.

로트 번호	면적율(%)	iHc(MA/m)	(BH)max(kJ/m³)	내식성
BM·Ce	0	0.59	121.9	○
BM·Cf	1.2	0.63	125.1	○
BM·Cg	2.8	0.65	119.2	○
BM·Ch	5.0	0.55	120.7	○
BM·Ci	6.3	0.48	85.4	×
BM·Cj	10.2	0.24	51.3	×

표에서 알 수 있듯이, 면적이 2000μm²이상의 딤플형 오목부가 차지하는 면적율이 0 내지 5%의 합금 벨트로부터 제작한 본드 자석에 있어서, 양호한 내식성과 자기 특성을 갖는 본드 자석이 얻어졌다.

(실시예 3)

실시예 1과 동일하게 하여 Nd₁₁Fe_bal.Co₈B_6.5V_1.5이 되는 조성(조성 D)의 직경 10 mmψ의 동근 봉형상의 모합금 잉곳을 얻었다.

이 잉곳으로부터 1로트에 대해 약 15g의 샘플을 채취하고, 각 샘플을 저면부에 0.6mmψ의 원공 오리피스를 설치한 석영관에 넣어 Ar 분위기속에서 가열 코일에 통전함으로써 샘플을 용해하고 나서, 4000rpm에서 회전하는 직경 200mm의 구리 롤상에 합금 용탕을 분사하여 자석 합금 벨트를 얻었다.

합금 벨트의 제조에 있어서는, 분사 조건, 분위기 조건 등을 변화시켜 합계 8로트의 합금 벨트를 얻었다. 얻어진 각 벨트에 있어서 실시예중에서 이미 서술한방법으로 평균 깊이와 평균 두께의 비(d/t)를 측정하였다.

또한, 합금 벨트를 X선 회절에 의해 조사한 바, 회절 피크가 모두 브로드되어 있고, 일부가 비결정화하고 있는 조직인 것이 확인되었다. 이들 벨트에 관하여 650℃로 10분간의 열처리를 Ar속에서 실시하고 나서, VSM에 의해 실시예 1과 동일하게 자기 특성을 측정하였다..

각 합금 벨트에서의 d/t값으로 얻어진 자기 특성을 표 5에 나타낸다.

로트 번호	d/t		iHc(MA/m)	(BH)max(kJ/m³)
D1	0.05	비교예	0.68	77.8
D2	0.10	본 발명	0.81	133.2
D3	0.18	본 발명	0.83	136.0
D4	0.28	본 발명	0.79	131.5
D5	0.36	본 발명	0.82	128.3
D6	0.50	본 발명	0.72	125.1
D7	0.55	비교예	0.35	85.4
D8	0.64	비교예	0.28	41.9

표에서 알 수 있듯이, d/t가 0.1 내지 0.5인 합금 벨트에 있어서 양호한 자기 특성을 얻을 수 있다.

또한 표 6에 나타내는 각 조성의 잉곳으로부터, 롤 회전수를 4000rpm으로 하고, 분사 조건, 분위기 조건 등을 변화시켜 몇개의 합금 벨트를 제작하고 각 벨트에 대하여 d/t를 측정하였다.

조성 E	Nd₁₈Fe_ba1B_5.5Nb_1.0
조성 F	Nd_9.0Fe_ba1B_6.0Co_1.0

또한, 얻어진 벨트에 대하여 각 구성의 결정화 온도 이상의 열처리 온도로 10분간 열처리를 실시한 후, 라이카이기에 의해 분쇄하여 분말로 하고, 얻어진 분말을 1.8wt%의 에폭시 수지와 혼합후, 6ton/cm²의 압력에서 압축 성형하여 10mmψ×7mmt의 본드 자석을 얻었다. 제작한 각 본드 자석의 자기 특성을 직류 자기 자속계에 의해 최대 인가 자장 2MA/m으로 측정하였다. 또한 각 자석에 관하여 60℃ 95%RH로 500시간까지의 항온 항습 시험을 행하고, 내식성 평가를 했다. 표면에서의 녹 발생의 유무를 육안으로 판별하였다.

합금 벨트에 있어서 측정된 면적율, 자기 특성, 내식성에 관하여 얻어진 결과를 표 7에 나타낸다. 또한, 내식성의 평가는 녹이 전혀 보이지 않는 자석은 ○, 녹이 보이는 것은 X로서 표에 나타낸다.

조성	로트 번호		면적율(%)	(BH)max(kJ/m³)	내식성
조성 E	BM·Ea	본 발명	4.8	65.0	○
	BM·Eb	본 발명	20.4	63.2	○
	BM·Ec	비교예	2.6	39.8	×
	BM·Ed	비교예	26.7	41.2	×
조성 F	BM·Fa	본 발명	8.2	120.7	○
	BM·Fb	본 발명	24.3	118.3	○
	BM·Fc	비교예	40.2	50.1	×

표에서 알 수 있듯이, 면적율이 본 발명의 범위에 있는 합금 벨트로부터 제작한 본드 자석에 있어서 양호한 내식성과 자기 특성을 갖는 본드 자석이 얻어졌다.

Claims

R-TM-B계(R은 Nd, Pr를 주로 하는 희토류 원소, TM은 천이 금속)의 합금 용탕을 회전하는 금속제 롤상에 분사하고 상기 합금 용탕을 급냉 응고함으로써 얻어지는 자석 합금 벨트에 있어서,

상기 벨트가 응고시에 상기 롤과 접촉하고 있던 면(롤면)에 존재하는, 응고후의 딤플형 오목부가 차지하는 면적율이 합계하여 3 내지 25%인 것을 특징으로 하는 자석 합금 벨트.
R-TM-B 계(R은 Nd, Pr를 주로 하는 희토류 원소, TM은 천이 금속)의 합금 용탕을 회전하는 금속제 롤상에 분사하고 상기 합금 용탕을 급냉 응고함으로써 얻어지는 자석 합금 벨트에 있어서,

상기 벨트가 응고시에 상기 롤과 접촉하고 있던 면(롤면)에 존재하는, 한개의 면적이 2000μm²이상인 딤플형 오목부가 차지하는 면적율이 합계하여 0 내지 5%인 것을 특징으로 하는 자석 합금 벨트.
R-TM-B계(R는 Nd, Pr을 주로 하는 희토류 원소, TM은 천이 금속)의 합금 용탕을 회전하는 금속제 롤상에 분사하고 상기 합금 용탕을 급냉 응고함으로써 얻어지는 자석 합금 벨트에 있어서,

상기 벨트가 응고시에 상기 롤과 접촉하고 있던 면(롤면)에 존재하는, 응고후의 딤플형 오목부의 평균 깊이(d)와 합금 벨트의 평균 두께(t)의 비(d/t)가 0.1 내지 0.5인 것을 특징으로 하는 자석 합금 벨트.
R-TM-B계(R는 Nd, Pr을 주로 하는 희토류 원소, TM은 천이 금속)의 합금 용탕을 회전하는 금속제 롤상에 분사하고 상기 합금 용탕을 급냉 응고함으로써 얻어지며, 응고시에 상기 롤과 접촉하고 있던 면(롤면)에 존재하는, 응고후의 딤플형 오목부가 차지하는 면적율이 합계하여 3 내지 25%인 자석 합금 벨트를 그대로 또는 열처리후 분쇄하여 분말로 하고 상기 분말을 수지와 혼합후 성형하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수지 결합 본드 자석.
R-TM-B계(R은 Nd, Pr를 주로 하는 희토류 원소, TM은 천이 금속)의 합금 용탕을 회전하는 금속제 롤상에 분사하고 상기 합금 용탕을 급냉 응고함으로써 얻어지며, 응고시에 상기 롤과 접촉하고 있던 면(롤면)에 존재하는, 한개의 면적이 2000μm²이상인 딤플형 오목부가 차지하는 면적율이 합계하여 0 내지 5%인 자석 합금 벨트를 그대로 또는 열처리후 분쇄하여 분말로 하고 상기 분말을 수지와 혼합후 성형하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수지 결합 본드 자석.
R-TM-B계 (R은 Nd, Pr를 주로 하는 희토류 원소, TM은 천이 금속)의 합금 용탕을 회전하는 금속제 롤상에 분사하고 상기 합금 용탕을 급냉 응고함으로써 얻어지고, 응고시에 상기 롤과 접촉하고 있던 면(롤면)에 존재하는, 응고후의 딤플형 오목부의 평균 깊이(d)와 합금 벨트의 평균 두께(t)의 비(d/t)가 0.1 내지 0.5인 자석 합금 벨트를 그대로 또는 열처리후 분쇄하여 분말로 하고 상기 분말을 수지와 혼합후 성형하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수지 결합 본드 자석.