KR101195450B1 - The method for preparation of R-Fe-B type rare earth magnet powder for bonded magnet, R-Fe-B type rare earth magnet powder thereby and the method for preparation of bonded magnet using the magnet powder, bonded magnet thereby - Google Patents

The method for preparation of R-Fe-B type rare earth magnet powder for bonded magnet, R-Fe-B type rare earth magnet powder thereby and the method for preparation of bonded magnet using the magnet powder, bonded magnet thereby Download PDF

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Abstract

본 발명은 자기특성이 향상된 R-Fe-B계 희토류 자성분말의 제조방법 및 이에 따라 제조되는 R-Fe-B 계 희토류 자성분말에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 희토류 소결자석 제조공정에서 발생하는 공정스크랩, 불량품 또는 폐기되는 제품에서 회수된 R-Fe-B계 희토류 소결자석 스크랩을 조분쇄하는 단계(단계 1); 상기 단계 1의 분쇄물을 튜브로(tube furnace)에 장입한 후 진공상태에서 수소를 채우고 튜브로 온도에서 200 내지 300 ℃ 까지 온도를 증가시키는 수소화공정 단계(단계 2); 상기 단계 2와 동일한 수소분위기에서 튜브로 온도를 700 내지 900 ℃ 까지 온도를 증가시키는 상분해공정 단계(단계 3); 상기 단계 3과 동일한 온도에서 튜브로 내의 수소압력을 340 내지 10-1 torr 이하까지 1 내지 30 분 동안 배기시키는 수소방출공정 단계(단계 4); 상기 단계 4를 수행한 후 튜브로 내의 수소압력을 10-1 내지 10-5 torr 까지 진공 배기하는 재결합공정 단계(단계 5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기특성이 향상된 R-Fe-B계 희토류 자성분말의 제조방법 및 상기 제조방법으로 제조되는 R-Fe-B계 희토류 자성분말에 관한 것이다. The present invention relates to a method for preparing R-Fe-B rare earth magnetic powder with improved magnetic properties and to a R-Fe-B based rare earth magnetic powder prepared according to the present invention, and more particularly, a process occurring in a rare earth sintered magnet manufacturing process. Coarsely crushing the R-Fe-B-based rare earth sintered magnet scrap recovered from scrap, defective or discarded products (step 1); A hydrogenation process step (step 2) of charging the pulverized product of step 1 to a tube furnace and then filling hydrogen in a vacuum state and increasing the temperature from 200 to 300 ° C. at the temperature of the tube; Phase decomposition process step (step 3) of increasing the temperature to 700 to 900 ℃ temperature in the tube in the same hydrogen atmosphere as in step 2; Hydrogen discharge process step (step 4) to exhaust the hydrogen pressure in the tube furnace at 340 to 10 -1 torr or less for 1 to 30 minutes at the same temperature as step 3; R-Fe-B rare earth with improved magnetic properties, characterized in that it comprises a recombination process step (step 5) of performing a vacuum evacuation of hydrogen pressure in the tube furnace to 10 -1 to 10 -5 torr after performing step 4 The present invention relates to a method for preparing magnetic powder and an R-Fe-B rare earth magnetic powder prepared by the above method.

Description

본드자석용 R?Fe?B계 희토류 자성분말의 제조방법, 이에 의해 제조된 자성분말 및 상기 자성분말을 이용한 본드자석의 제조방법, 이에 의해 제조된 본드자석 {The method for preparation of R?Fe?B type rare earth magnet powder for bonded magnet, R-Fe-B type rare earth magnet powder thereby and the method for preparation of bonded magnet using the magnet powder, bonded magnet thereby}R-Frequency-based rare earth magnetic powder for bond magnets, a magnetic powder prepared by the same, and a method for producing a bonded magnet using the magnetic powder, and a bonded magnet produced by the same {The method for preparation of R? FE-? Rare type rare earth magnet powder for bonded magnet, R-Fe-B type rare earth magnet powder thereby and the method for preparation of bonded magnet using the magnet powder, bonded magnet

본 발명은 자기 특성이 향상된 본드자석용 R-Fe-B계 희토류 자성분말의 제조방법 및 이에 따라 제조되는 R-Fe-B계 희토류 자성분말에 관한 것이다. The present invention relates to a method for preparing a R-Fe-B rare earth magnetic powder for bond magnets having improved magnetic properties, and a R-Fe-B rare earth magnetic powder prepared accordingly.

또한, 본 발명은 상기 R-Fe-B계 희토류 자성분말을 사용한 R-Fe-B계 희토류 본드자석의 제조방법 및 이에 따라 제조되는 R-Fe-B계 본드자석에 관한 것이다.
The present invention also relates to a method for producing a R-Fe-B rare earth bonded magnet using the R-Fe-B based rare earth magnetic powder and an R-Fe-B bonded magnet prepared accordingly.

최근 에너지 저감 및 환경친화형 녹색성장사업이 새로운 이슈로 급부상하면서 자동차산업에서는 화석원료를 사용하는 내연기관을 모터와 병행하여 사용하는 하이브리드차 혹은 환경친화형 에너지원인 수소 등을 대체에너지로 활용하여 전기를 발생시켜 모터를 구동하는 연료 전지차에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이들 환경친화형 자동차들은 전기에너지를 이용하여 구동되기 때문에 영구자석형 모터 및 발전기가 필연적으로 채용되고 있고, 자석소재 측면에서는 에너지 효율을 더욱 향상시키기 위하여 보다 우수한 경자기 성능을 나타내는 희토류 영구자석에 대한 기술적 수요가 증가하는 추세이다. 또한, 자동차의 연비개선을 위한 다른 측면으로는 자동차 부품의 경량화 및 소형화를 실현하여야 하는데, 예를 들어 모터의 경우 경량화 및 소형화 실현을 위해서는 모터의 설계변경과 더불어 영구자석 소재로 기존에 사용되던 페라이트(ferrite)보다 우수한 자기적 성능을 나타내는 희토류 영구자석으로 대체하는 것이 필수적이다.
Recently, the energy reduction and environmentally friendly green growth projects have emerged as a new issue, and the automobile industry is using hybrid cars using internal combustion engines using fossil raw materials in combination with motors or hydrogen, an environmentally friendly energy source, as alternative energy. There is an active research on fuel cell vehicles that drive a motor by generating. Since these environmentally friendly cars are driven by electric energy, permanent magnet motors and generators are inevitably employed. In terms of magnetic materials, the rare earth permanent magnets, which exhibit superior light magnetic performance in order to further improve energy efficiency, are used. Technical demand is on the rise. In addition, other aspects for improving fuel efficiency of automobiles should be realized in light weight and miniaturization of automotive parts. For example, in the case of motors, ferrites, which were previously used as permanent magnets, were changed in addition to the design of the motors to realize light weight and miniaturization. It is essential to replace rare earth permanent magnets that show better magnetic performance than ferrite.

그러나, 희토류 영구자석은 고가의 희토류 원소를 주원료로 사용하게 되므로 페라이트자석보다 제조비용이 높아 희토류자석을 채용함에 따라 모터의 가격상승부담이 증가할 뿐만 아니라 희토류원소의 매장량이 다른 금속에 비하여 풍부하지 못한 자원적 한계 때문에, 희토류 자석의 활용분야를 확대하고 원활한 수급문제를 해결하기 위해서는 폐기되는 희토류 자석의 재활용 등에 의한 저가의 자석제조방법의 발명이 필요하다.
However, since rare earth permanent magnets use expensive rare earth elements as their main raw materials, the manufacturing cost is higher than that of ferrite magnets. Therefore, the rare earth magnets not only increase the price of the motor but also increase the reserves of rare earth elements compared to other metals. Due to the poor resource limitations, in order to expand the field of application of rare earth magnets and to solve the problem of smooth supply and demand, it is necessary to invent a low-cost magnet manufacturing method by recycling discarded rare earth magnets.

이론적으로, 영구자석의 잔류자속밀도는 소재를 구성하는 주상의 포화자속밀도 및 결정립의 이방화 정도, 자석의 밀도 등의 조건에 의하여 결정되며, 잔류자속밀도가 증가할수록 자석은 외부로 보다 센 자력을 발생시킬 수 있기 때문에 다양한 응용분야에서 기기의 효율과 성능을 향상시키는데 이점이 있다. 또한, 영구자석의 자기적 특징 중에 보자력은 열, 반대방향 자장, 기계적 충격 등 자석을 탈자 시키려는 환경에 대응하여 영구자석의 고유성능을 유지하게 하는 역할을 하기 때문에 보자력이 우수하면 내환경성이 양호하여 고온응용기기, 고출력 기기 등에 사용 가능할 뿐만 아니라, 자석을 얇게 제조하여 사용할 수 있기 때문에 무게가 감소하여 경제적인 가치가 높아지게 된다. 이와 같이 우수한 자기적 성능을 나타내는 영구자석소재로는 R-Fe-B계 희토류 자석이 알려져 있으나, 이들 자석은 고가의 희토류 원소를 함유하기 때문에 일반적인 영구자석소재인 페라이트 자석보다 단가가 약 10 내지 20 배 높아 희토류 자석을 채용함에 따라 모터의 가격상승부담이 증가하는 문제점이 있다.
Theoretically, the residual magnetic flux density of the permanent magnet is determined by the conditions of the saturation magnetic flux density of the columnar, the degree of anisotropy of crystal grains, the density of the magnet, and the like. Because of this, it is beneficial to improve the efficiency and performance of the device in various applications. In addition, among the magnetic characteristics of permanent magnets, coercive force plays a role in maintaining the intrinsic performance of permanent magnets in response to the environment in which magnets are demagnetized, such as heat, opposite magnetic fields, and mechanical impacts. Not only can be used for high temperature applications, high output devices, etc., but also because the magnet can be manufactured thinly, the weight is reduced and the economic value is increased. As a permanent magnet material exhibiting such excellent magnetic performance, R-Fe-B-based rare earth magnets are known, but since these magnets contain expensive rare earth elements, the unit cost is about 10 to 20 than that of ferrite magnets, which are general permanent magnet materials. There is a problem in that the cost increase of the motor increases as the rare earth magnet is adopted.

그러나, R-Fe-B계 희토류자석은 R-Fe-B 합금을 출발원료로 이용하여 소결자석 혹은 본드자석 형태로 제조되는데, 희토류 소결자석의 경우 일반적인 분말야금공정 및 가공에 의하여 제조되며 생산과정에서 약 30 내지 40 %의 스크랩이 발생하고 있으나(2008년 기준 연간 스크랩 발생량 : 58,000톤/년 ×0.35 =20,300톤/년), 이들 고가의 희토류 자석 스크랩은 거의 재사용되지 못하고 단지 정련에 의하여 희토류를 추출하여 사용하는 과정을 거치게 되므로 재활용을 위한 추가 공정비용이 요구된다.
However, R-Fe-B-based rare earth magnets are manufactured in the form of sintered magnets or bond magnets using R-Fe-B alloys as starting materials. Rare-earth sintered magnets are manufactured by general powder metallurgy process and processing. Is generating about 30 to 40% of scrap in 2008 (58,000 tonnes / year × 0.35 = 20,300 tonnes / year), but these rare earth magnet scraps are rarely reused and are rarely recycled. The process of extraction and use requires additional process costs for recycling.

따라서, 위와 같은 희토류 소결자석 제조공정에서 발생하는 공정스크랩, 불량품 또는 폐기되는 제품에서 회수된 희토류 소결자석 제품 등 저가의 출발원료를 사용하여 저가형 희토류 본드자석용 분말로 재활용하려는 시도가 진행되고 있다. 이 분야에 활용되는 종래 기술에 의하면 이들 희토류 스크랩을 50 내지 500 ㎛ 크기의 분말로 분쇄하여 분말을 형성한 후 에폭시 등과 같은 열경화성 수지와 혼련하고, 100 내지 150 ℃ 범위의 경화 과정을 거쳐 희토류 본드자석으로 제조되는 과정을 거치게 된다.
Accordingly, attempts have been made to recycle low-cost rare earth bond magnet powders using low-cost starting materials such as process scraps generated in the rare earth sintered magnet manufacturing process, rare earth sintered magnet products recovered from defective or discarded products, and the like. According to the conventional techniques utilized in this field, these rare earth scraps are pulverized into powders of 50 to 500 µm in size to form powders, and then kneaded with thermosetting resins such as epoxy and the like. The rare earth bond magnets undergo a curing process in the range of 100 to 150 ° C. It will go through the process of manufacturing.

그러나, 이와 같은 공정에 의하여 희토류 분말 및 본드자석으로 제조하면 분쇄과정에서 산화 또는 기계적 잔류응력 등과 같은 자기적인 결함이 발생하고 결과적으로 분말입도에 반비례하여 보자력이 저하되며, 특히 100 내지 150 ℃ 범위의 경화 과정을 거치게 되면 표면의 자기적 결함효과가 더욱 증대되면서 특성이 불안정해지는 품질적인 문제가 발생하게 된다.
However, when the rare earth powder and the bonded magnet are manufactured by such a process, magnetic defects such as oxidation or mechanical residual stress occur during the grinding process, and consequently, the coercivity decreases in inverse proportion to the powder particle size, particularly in the range of 100 to 150 ° C. Through the hardening process, the magnetic defect effect of the surface is further increased, resulting in a quality problem of unstable characteristics.

이에, 본 발명은 상기의 자동차 분야뿐만 아니라 가전, IT, 의료분야 등 각종 산업분야에 널리 사용되는 본드자석용 R-Fe-B계 분말을 제조하기 위해 희토류 소결자석 생산과정에서 발생하는 공정스크랩(scrap), 불량품 혹은 폐기되는 제품에서 회수된 희토류 소결자석 제품 등 저가의 출발원료를 사용하여 HDDR 공법을 통해 수소방출 및 재결합과정 중에 수소방출 반응속도를 안정적으로 제어하고, 혹은 수소화 및 방출 반응을 반복적으로 수행하여 미세결정구조를 균일하게 제어함으로써 자기적 성능이 우수하고 안정적인 생산과 균일한 품질의 R-Fe-B계 분말을 제조하는 희토류 본드자석용 분말 제조방법을 완성하였다.Thus, the present invention is a process scrap generated during the rare earth sintered magnet production process to manufacture R-Fe-B-based powders for bond magnets that are widely used in various industries such as home appliances, IT, and medical fields as well as the automotive field ( Using low cost starting materials such as scrap, scrap or rare earth sintered magnet products recovered from discarded products, the HDDR process can be used to stably control the hydrogen release reaction rate during hydrogen release and recombination, or to repeat the hydrogenation and release reaction. By uniformly controlling the microcrystal structure by performing the process to prepare a powder for rare earth bond magnets to produce R-Fe-B-based powder of excellent magnetic performance, stable production and uniform quality.

본 발명의 목적은 자기특성이 향상된 R-Fe-B계 희토류 자성분말의 제조방법 및 이에 따라 제조된 R-Fe-B계 희토류 자성분말을 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a method for preparing R-Fe-B rare earth magnetic powder having improved magnetic properties and R-Fe-B rare earth magnetic powder prepared accordingly.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 R-Fe-B계 희토류 자성분말을 사용한 본드자석의 제조방법 및 이에 따라 제조된 본드자석을 제공하는데 있다.
In addition, another object of the present invention is to provide a method for producing a bonded magnet using the R-Fe-B-based rare earth magnetic powder and the bond magnet prepared accordingly.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 희토류 소결자석 제조공정에서 발생하는 공정스크랩, 불량품 또는 폐기되는 제품에서 회수된 R-Fe-B계 희토류 소결자석을 조분쇄하는 단계; 상기 단계의 분쇄물을 튜브로(tube furnace)에 장입한 후 진공상태에서 수소를 채우고 상온에서 300 ℃ 까지 온도를 증가시키는 수소화공정 단계; 상기 단계와 동일한 수소분위기에서 튜브로 온도를 700 내지 900 ℃ 까지 온도를 증가시키는 상분해공정 단계; 상기 단계와 동일한 온도에서 튜브로 내의 수소압력을 340 내지 10-1 torr 이하까지 1 내지 30 분 동안 배기시키는 수소방출공정 단계; 상기 단계를 수행한 후 수소압력을 10-1 내지 10-5 torr 까지 진공 배기하는 재결합공정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기특성이 향상된 R-Fe-B계 희토류 자성분말의 제조방법 및 이에 의하여 제조되는 R-Fe-B계 희토류 자성분말을 제공한다.
In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of coarsely crushing the R-Fe-B-based rare earth sintered magnet recovered from the scrap, defective or discarded products generated in the rare earth sintered magnet manufacturing process; A hydrogenation process step of charging the pulverized product of the above step into a tube furnace, filling hydrogen in a vacuum state, and increasing the temperature from room temperature to 300 ° C; Phase decomposition step of increasing the temperature to 700 to 900 ℃ temperature in the tube in the same hydrogen atmosphere as the step; Hydrogen discharge process step of exhausting the hydrogen pressure in the tube furnace for 1 to 30 minutes at the same temperature as the above step to 340 to 10 -1 torr or less; After the step of performing a recombination process step of evacuating the hydrogen pressure to a pressure of 10 -1 to 10 -5 torr and the method for producing a magnetic powder with improved magnetic properties R-Fe-B rare earth magnetic powder characterized by It provides a R-Fe-B-based rare earth magnetic powder prepared.

또한, 본 발명은 상기 R-Fe-B계 희토류 자성분말을 분쇄하는 단계; 상기 분쇄된 분말에 열경화성 또는 열가소성 수지를 혼련(混練)하여 혼합물을 생성하는 단계; 및 상기 혼련된 혼합물을 성형하여 본드자석을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 성형법에 의한 R-Fe-B계 희토류 본드자석의 제조방법 및 이에 따라 제조된 R-Fe-B계 희토류 본드자석을 제공한다.
In addition, the present invention comprises the steps of grinding the R-Fe-B-based rare earth magnetic powder; Kneading the thermosetting or thermoplastic resin to the ground powder to form a mixture; And forming a bonded magnet by molding the kneaded mixture, and a method of preparing an R-Fe-B rare earth bond magnet by a molding method, and the R-Fe-B based rare earth bond magnet manufactured according to the forming method. To provide.

본 발명에 따른 자기특성이 향상된 R-Fe-B계 희토류 자성분말의 제조방법은 저가의 출발원료를 이용하여 HDDR 공정 중 수소방출공정 및 재결합공정을 분리하여 수행하고 수소가스 방출을 제어함으로써, 자성분말의 크기가 미세하고 균일한 조성으로 제조되어 자기특성이 향상되므로, 자동차, 가전, IT 및 의료산업 등의 저렴한 영구자석 분말제조에 유용하게 사용할 수 있다.
The manufacturing method of the R-Fe-B-based rare earth magnetic powder with improved magnetic properties according to the present invention is performed by separating the hydrogen release process and the recombination process during the HDDR process using a low-cost starting material and controlling the hydrogen gas emission. Since the size of the powder is fine and uniform composition is used to improve the magnetic properties, it can be usefully used in the manufacture of inexpensive permanent magnet powder in automobiles, home appliances, IT and medical industries.

도 1은 희토류소결자석 스크랩 파단면의 SEM 사진이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 제조한 희토류 자성분말 파단면의 SEM 사진이다.
1 is a SEM photograph of the rare earth sintered magnet scrap fracture surface,
2 is a SEM photograph of the rare earth magnetic powder fracture surface prepared in accordance with an embodiment of the present invention.

본 발명은 The present invention

희토류 소결자석 제조공정에서 발생하는 공정스크랩, 불량품 또는 폐기되는 제품에서 회수된 R-Fe-B계 희토류 소결자석 스크랩을 조분쇄하는 단계(단계 1);Coarsely pulverizing the R-Fe-B-based rare earth sintered magnet scrap recovered from the process scrap, defective or scrapped products generated in the rare earth sintered magnet manufacturing process (step 1);

상기 단계 1의 분쇄물을 튜브로(tube furnace)에 장입한 후 진공상태에서 수소를 채우고 200 내지 300 ℃ 까지 온도를 증가시키는 수소화공정 단계(단계 2); A hydrogenation process step (step 2) of charging the pulverized product of the step 1 into a tube furnace and then filling hydrogen in a vacuum state and increasing the temperature to 200 to 300 ° C .;

상기 단계 2와 동일한 수소분위기에서 튜브로 온도를 700 내지 900 ℃ 까지 증가시키는 상분해공정 단계(단계 3); Phase decomposition process step (step 3) of increasing the temperature to 700 to 900 ℃ in the tube in the same hydrogen atmosphere as in step 2;

상기 단계 3과 동일한 온도에서 튜브로 내의 수소압력을 340 내지 10-1 torr 이하까지 1 내지 30 분 동안 배기시키는 수소방출공정 단계(단계 4); Hydrogen discharge process step (step 4) to exhaust the hydrogen pressure in the tube furnace at 340 to 10 -1 torr or less for 1 to 30 minutes at the same temperature as step 3;

상기 단계 4를 수행한 후 튜브로 내의 수소압력을 10-1 내지 10-5 torr 까지 진공 배기하는 재결합공정 단계(단계 5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기특성이 향상된 R-Fe-B계 희토류 자성분말의 제조방법을 제공한다.
R-Fe-B rare earth with improved magnetic properties, characterized in that it comprises a recombination process step (step 5) of performing a vacuum evacuation of hydrogen pressure in the tube furnace to 10 -1 to 10 -5 torr after performing step 4 Provided is a method for producing a magnetic powder.

이하, 본 발명에 따른 R-Fe-B계 희토류 자성분말의 제조방법을 단계별로 상세히 설명한다.
Hereinafter, a method for preparing the R-Fe-B rare earth magnetic powder according to the present invention will be described in detail step by step.

본 발명에 따른 R-Fe-B계 희토류 자성분말의 제조방법에 있어서, 단계 1은 희토류 소결자석 제조공정에서 발생하는 공정스크랩, 불량품 또는 폐기되는 제품에서 회수된 R-Fe-B계 희토류 소결자석 스크랩을 조분쇄하는 단계이다.
In the manufacturing method of the R-Fe-B rare earth magnetic powder according to the present invention, step 1 is an R-Fe-B rare earth sintered magnet recovered from scrap, defective or discarded products generated in the rare earth sintered magnet manufacturing process Coarse grinding is a step.

상기 단계에서 출발물질로 사용된 희토류 소결자석 스크랩은 이미 소결과정을 거쳐 제조되었기 때문에 주상인 R2Fe14B 상과 보조상인 R-rich 상이 균일하게 분포하는 미세조직을 이루고 있으며, 일반적으로 연자성상인 α-Fe를 함유하지 않기 때문에 별도의 균질화 처리 과정을 거치지 않는다.
Since the rare earth sintered magnet scrap used as the starting material in this step has already been manufactured through the sintering process, it has a microstructure in which the main phase R 2 Fe 14 B phase and the auxiliary phase R-rich phase are uniformly distributed. It does not contain phosphorus α-Fe and does not undergo a separate homogenization process.

본 명세서에서, 상기 R은 희토류 원소(rare earth elements)로, 주기율표의 17개 원소의 통칭이고, 스칸듐과 이트륨, 그리고 란탄족 원소 등이 있으며, 악티늄족 원소가 포함될 수 있다.
In the present specification, R is a rare earth element, which is a generic name of 17 elements of the periodic table, includes scandium, yttrium, and lanthanide elements, and may include an actinium group element.

상기 단계 1의 조분쇄는 R-Fe-B계 희토류 소결자석 스크랩을 0.1 내지 5,000 ㎛ 로 분쇄하는 것이 바람직하다. 만약 상기 소결자석 스크랩을 0.1 ㎛ 미만으로 조분쇄하는 경우에는 분말표면적이 증가하여 HDDR 공정시 산소에 과다하게 노출되는 문제가 있고, 5,000 ㎛를 초과하는 경우에는 HDDR 공정시 상변화에 의한 부피 팽창 및 수축으로 분말 내부에 크랙(crack)이 발생하는 문제가 있다.
In the coarse grinding of Step 1, the R-Fe-B-based rare earth sintered magnet scrap is preferably pulverized to 0.1 to 5,000 μm. If the sintered magnet scrap is coarsely pulverized to less than 0.1 μm, there is a problem that the powder surface area is increased so that it is excessively exposed to oxygen during the HDDR process, and if it exceeds 5,000 μm, the volume expansion due to the phase change during the HDDR process and There is a problem that cracks occur in the powder due to shrinkage.

본 발명의 단계 2는 상기 단계 1에서 획득한 분쇄물을 튜브로(tube furnace)에 장입한 후 진공상태에서 수소를 채우고 튜브로 온도에서 200 내지 300 ℃까지 온도를 증가시켜서 가열하는 수소화공정 단계이다.
Step 2 of the present invention is a hydrogenation process step of charging the pulverized product obtained in step 1 into a tube furnace and filling with hydrogen in a vacuum state and heating the tube furnace by increasing the temperature from 200 to 300 ° C. .

만약, 상기 온도가 200 ℃ 미만인 경우에는 R2Fe14BHx + RHx의 수화물이 충분히 형성되지 못하는 문제가 있고, 300 ℃를 초과하는 경우에는 에너지 효율의 측면에서 과량의 에너지가 소모되는 문제가 있을 수 있다. 또한, 수소가스 압력이 증가할수록 수소와 결합하는 반응온도가 증가하여 안정적으로 수소화합물들을 형성하기 위한 온도를 감소시킬 수 있다.
If the temperature is less than 200 ° C., there is a problem in that hydrates of R 2 Fe 14 BH x + RH x are not sufficiently formed, and if it exceeds 300 ° C., excess energy is consumed in terms of energy efficiency. There may be. In addition, as the pressure of the hydrogen gas increases, the reaction temperature that combines with hydrogen increases, thereby reducing the temperature for stably forming hydrogen compounds.

상기 단계 2의 진공상태는 2 × 10-5 torr 이하로 유지한 후 수소를 0.3 내지 2.0 atm 까지 충전하는 것이 바람직하다. 만약, 상기 수소 압력이 0.3 atm 미만인 경우에는 HDDR 공정 반응이 충분히 일어나지 않는 문제가 있고, 2.0 atm 을 초과하는 경우에는 고압수소가스 취급을 위한 별도의 장비를 구축해야 하므로 공정비용이 증가하는 문제가 있다.
In the vacuum state of Step 2, it is preferable to maintain hydrogen at 2 × 10 −5 torr or less and then charge hydrogen to 0.3 to 2.0 atm. If the hydrogen pressure is less than 0.3 atm, there is a problem that the HDDR process reaction does not occur sufficiently, and when the hydrogen pressure exceeds 2.0 atm, a separate equipment for handling the high-pressure hydrogen gas has to be constructed, thereby increasing the process cost. .

본 발명에 따른 상기 단계 1의 수행결과 제조되는 수소화 화합물을 X선 분석기(X-Ray Diffractometer, XRD)를 이용하여 상분석을 실시한 결과, 본 발명에 사용된 스크랩은 R2Fe14B + R-rich상으로 구성되어 있으며, 수소가스 분위기에서 200 ℃ 이상으로 온도를 증가시켜 가열하면 수소화 결합하여 R2Fe14BHx + RHx의 수소화합물로 형성됨을 확인할 수 있다.
Phase analysis of the hydrogenated compound prepared as a result of the above step 1 according to the present invention using an X-ray analyzer (X-Ray Diffractometer, XRD), the scrap used in the present invention is R 2 Fe 14 B + R- It is composed of a rich phase, when heated to increase the temperature to more than 200 ℃ in a hydrogen gas atmosphere it can be seen that the hydrogenated bonds are formed as a hydrogen compound of R 2 Fe 14 BH x + RH x .

본 발명의 단계 3은 상기 단계 2와 동일한 수소분위기에서 튜브로 온도를 700 내지 900 ℃ 까지 증가시키는 상분해공정 단계이다.
Step 3 of the present invention is a phase decomposition process step of increasing the temperature to a tube from 700 to 900 ℃ in the same hydrogen atmosphere as in step 2.

상기 상분해공정 단계는 입자의 미세화 및 이방화를 구현하기 위한 공정으로, 단계 2의 수소화공정 후에 R2Fe14BHx + RHx의 수소화합물상 분말을 상기 수소화공정과 동일한 수소압력에서 튜브로내 온도를 700 내지 900 ℃까지 증가시키면 수소화합물상 분말은 수소를 더욱 흡수하여 하기 반응식 1에서 나타나는 것과 같이 초기 스크랩을 구성하고 있는 상들과는 완전히 다른 세 개의 상으로 상분해가 일어난다.
The phase decomposition step is a step for realizing the micronization and anisotropy of the particles, after the hydrogenation step of step 2, the hydrogenated phase powder of R 2 Fe 14 BH x + RH x into the tube at the same hydrogen pressure as the hydrogenation step When the internal temperature is increased to 700 to 900 ° C, the hydrogenated phase powder further absorbs hydrogen to cause phase decomposition into three phases completely different from the phases constituting the initial scrap as shown in Scheme 1 below.

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

R2Fe14BHx + RHx + H2 → α-Fe + Fe2B + RHx R 2 Fe 14 BH x + RH x + H 2 → α-Fe + Fe 2 B + RH x

만약 상기 온도가 700 ℃ 미만인 경우에는 상분해가 일어나지 않는 문제가 있고, 900 ℃를 초과하는 경우에는 분해된 상의 결정립이 성장하여 자기특성을 감소시키는 문제가 있다. 상기 상분해공정이 완벽하게 수행되지 않으면, 초기 모합금의 조대한 결정립이 계속적으로 존재하여 영구자석 분말의 보자력이 저하되는 문제가 있을 수 있다. 상분해공정을 결정하는 변수에는 반응온도, 시간 및 수소가스 압력 등이 있으며, 초기 스크랩의 성분 및 산소 등 불순물의 오염정도에 따라 반응변수들의 최적조건이 달라지게 된다.
If the temperature is less than 700 ℃ there is a problem that phase decomposition does not occur, if the temperature exceeds 900 ℃ there is a problem to grow the crystal grains of the decomposition phase to reduce the magnetic properties. If the phase decomposition process is not performed completely, there may be a problem that the coercive grains of the initial master alloy is continuously present to decrease the coercive force of the permanent magnet powder. Variables that determine the phase decomposition process include reaction temperature, time, and hydrogen gas pressure, and the optimum conditions of the reaction variables vary according to the contamination of impurities such as the initial scrap component and oxygen.

본 발명의 단계 4는 상기 단계 3와 동일한 온도에서 튜브로내의 수소 압력을 380 내지 0.1 torr 까지 배기시키는 수소방출공정 단계이다.Step 4 of the present invention is a hydrogen discharge process step of exhausting the hydrogen pressure in the tube furnace to 380 to 0.1 torr at the same temperature as in step 3.

상기 수소방출공정은 상기 단계 3에서 상분해가 완료된 α-Fe + Fe2B + RHx 분해상 분말에서 수소가 방출되면서 하기 반응식 2에 따라 분말 내부에 초기 R2Fe14B 재결정상의 핵이 형성된다.
In the hydrogen release process, as the hydrogen is released from the α-Fe + Fe 2 B + RH x decomposition phase powder in which phase decomposition is completed in step 3, an initial R 2 Fe 14 B recrystallized nucleus is formed inside the powder according to Scheme 2 below. do.

[반응식 2]Scheme 2

α-Fe + Fe2B + RHx → R2Fe14B + R-rich 상 + H2 α-Fe + Fe 2 B + RH x → R 2 Fe 14 B + R-rich phase + H 2

만약, 상기 튜브로내 수소 압력이 0.1 torr 미만인 경우에는 R2Fe14B 재결정상의 핵이 조대하게 성장하는 문제가 있고, 380 torr(0.5 atm)를 초과하는 경우에는 수소방출이 충분하지 못하여 R2Fe14B 재결정상의 핵을 충분히 형성시키지 못하는 문제가 있다. 또한, 상기 수소 압력의 한정이유와 동일하게, 배기 시간이 1 분 미만인 경우에는 R2Fe14B 재결정상의 핵을 충분히 형성시키지 못하는 문제가 있고, 30 분을 초과하는 경우에는 형성된 핵이 조대하게 성장하는 문제가 있다.
If the hydrogen pressure in the tube furnace is less than 0.1 torr, there is a problem that the nucleus of the R 2 Fe 14 B recrystallized phase grows coarsely, and when it exceeds 380 torr (0.5 atm), hydrogen is not released enough to R 2 There is a problem that the nucleus of Fe 14 B recrystallization is not sufficiently formed. In addition, similar to the reason for the limitation of the hydrogen pressure, when the exhaust time is less than 1 minute, there is a problem that the nucleus of R 2 Fe 14 B recrystallization phase is not sufficiently formed, and when it exceeds 30 minutes, the formed nuclei grow coarsely. There is a problem.

마지막으로, 본 발명의 단계 5는 상기 수소방출공정 단계를 수행한 후 튜브로내 수소 압력을 10-5 내지 10-1 torr 까지 낮춰서 수소를 진공배기시키는 재결합공정 단계이다. Finally, step 5 of the present invention is a recombination process step of evacuating hydrogen by lowering the hydrogen pressure in the tube to 10 -5 to 10 -1 torr after performing the hydrogen discharge process step.

상기 재결합공정 단계는 R2Fe14B 재결정상의 핵을 성장시켜 재결합을 완료시키는 단계로, 상기 수소 압력이 10-5 torr에서 완전한 재결합상이 형성되므로, 그 미만으로 진공배기할 필요가 없고, 10-1 torr를 초과하는 경우에는 분해상이 잔존하여 자기특성이 저하되는 문제가 있다. The recombination process step is R 2 Fe 14 B in the step of growing the nucleus on the recrystallization to complete the recombination, so the hydrogen pressure is fully recombined image is formed in the 10 -5 torr, it is not necessary to vacuum evacuated to less, 10- If it exceeds 1 torr, there is a problem that the decomposed phase remains and the magnetic properties are deteriorated.

HDDR 공정 중 수소방출공정 및 재결합공정 단계는 R2Fe14B 상이 미세 결정립으로 재결합되어 향상된 보자력이 획득되는 핵심적인 단계이며, 상기 단계들은 거의 연속적이고 매우 짧은 시간에 완료되기 때문에 반응속도를 일정하게 제어하지 못하면 반응 조건에 따라 불균일한 입도분포의 결정립이 형성되거나, 재결합된 R2Fe14B + R-rich 상의 분포도가 불균일하게 형성되어 R-Fe-B계 희토류 자성분말의 보자력이 저하되는 문제가 있다. 도 1은 출발원료로 사용하였던 희토류소결자석 스크랩의 파단면 사진으로서 결정립도가 수십 ㎛ 임을 알 수 있으며, 도 2는 본 발명의 방법에 따라 제조한 희토류 자성분말의 파단면 사진으로서 결정립이 수백 nm크기로 미세화되어 있음을 알 수 있다.
Hydrogen emission process and recombination process step of HDDR process is a key step in which R 2 Fe 14 B phase is recombined into fine grains to obtain enhanced coercivity, and the reaction rate is constant because it is almost continuous and is completed in a very short time. Failure to control results in non-uniform particle size distribution or uneven distribution of recombined R 2 Fe 14 B + R-rich phases depending on reaction conditions, reducing coercive force of the R-Fe-B rare earth magnetic powder There is. 1 is a fracture surface photograph of the rare earth sintered magnet scrap used as a starting material, it can be seen that the grain size is several tens of micrometers, Figure 2 is a fracture surface photograph of the rare earth magnetic powder prepared according to the method of the present invention is several hundred nm size It can be seen that the finer.

또한, 본 발명은 상기 HDDR 공정에 따라 제조된 R-Fe-B계 희토류 자성분말을 제공한다.
The present invention also provides an R-Fe-B rare earth magnetic powder prepared according to the HDDR process.

상기 자성분말은 상기 반응식 1의 상분해 후 분해상 분말이 상기 반응식 2에 따라 재결합이 형성되어, 결과적으로 주상인 R2Fe14B 상의 결정립 크기가 HDDR 반응 전 수백 ㎛ 내지 수 mm에서 반응 후 수백 nm 수준으로 결정립미세화 현상이 일어나고, 이는 R2Fe14B의 단자구 크기(200 내지 300 nm)에 근접하는 결정립 크기에 해당한다.
The magnetic powder is recombination is formed according to the reaction formula 2 after the phase decomposition of the reaction formula 1, and as a result, the grain size of the main phase R 2 Fe 14 B phase hundreds of micrometers to several mm after the reaction of the HDDR reaction Grain refinement occurs at the nm level, which corresponds to a grain size approaching the terminal sphere size (200-300 nm) of R 2 Fe 14 B.

또한, 본 발명은 상기 R-Fe-B계 희토류 자성분말의 제조방법으로 제조된 R-Fe-B계 희토류 자성분말을 분쇄하여 분말을 형성하는 단계(단계 A); In addition, the present invention comprises the step of forming a powder by grinding the R-Fe-B-based rare earth magnetic powder prepared by the method for producing the R-Fe-B-based rare earth magnetic powder (step A);

상기 단계 A의 분말에 열경화성 수지 또는 열가소성 수지를 혼련하여 혼합물을 생성하는 단계(단계 B); 및 Kneading the thermosetting resin or thermoplastic resin with the powder of step A to produce a mixture (step B); And

상기 단계 B의 혼합물을 성형하여 압축 또는 사출 본드자석을 형성하는 단계(단계 C)를 포함하는 것을 특징으로 하는 성형법에 의한 R-Fe-B계 희토류 본드자석의 제조방법을 제공한다.
It provides a method of producing a R-Fe-B-based rare earth bond magnet by the molding method comprising the step (step C) of forming a compressed or injection-bonded magnet by molding the mixture of step B.

본 발명의 단계 A는 종래 기술의 분쇄기를 이용하여 R-Fe-B계 희토류 자성분말을 50 내지 500 ㎛로 분쇄하는 단계이다. 만일, 상기 자성분말의 분쇄 후 입도가 50 ㎛ 미만일 경우에는, 표면적이 증가하여 자석을 제조하는 과정 중에 산화로 인해 특성이 저하되는 문제가 있고, 500 ㎛를 초과할 경우에는 소형자석을 제조할 수 없고 유동성이 저하되어 성형밀도가 낮아지는 문제가 있다.
Step A of the present invention is a step of grinding the R-Fe-B-based rare earth magnetic powder to 50 to 500 ㎛ using a conventional mill. If the particle size after grinding of the magnetic powder is less than 50 μm, there is a problem in that the surface area is increased, thereby deteriorating characteristics due to oxidation during the manufacture of the magnet, and when it exceeds 500 μm, a small magnet may be manufactured. There is a problem in that the fluidity is lowered and the molding density is lowered.

본 발명의 단계 B는 상기 단계 1에서 분쇄된 자성분말에 열경화성 또는 열가소성 합성 수지를 혼련 혼합하여 혼합물(compound)를 생성하는 단계이다. Step B of the present invention is a step of kneading and mixing a thermosetting or thermoplastic synthetic resin into the magnetic powder ground in step 1 to produce a compound.

상기 합성 수지의 선택은 본드자석의 제조방법에 의하여 결정되는데, 압축본드자석의 경우, 에폭시계 수지, 페놀계 수지, 요소계 수지 등의 열경화성 수지가 적합하고, 사출본드자석의 경우, 나일론수지 등의 열가소성 수지가 바람직하다.
The choice of the synthetic resin is determined by the method of manufacturing the bonded magnet, and in the case of the compressed bond magnet, thermosetting resins such as epoxy resin, phenol resin, and urea resin are suitable, and in the case of injection bond magnet, nylon resin, etc. Thermoplastic resin of is preferable.

일반적으로 고밀도 자석을 제조하는 데는 압축방식의 제조방식이 이점이 있으며, 상기 압축본드자석 제조시 첨가되는 열경화성 수지는 총 본드자석 중량을 기준으로 2.0 내지 3.0 중량%로 첨가된다. 만일, 상기 첨가량이 2.0 중량% 미만일 경우에는 수지가 분말을 완전히 도포하지 못하여 결합력이 낮아지는 문제점이 있고, 3.0 중량% 초과일 경우에는 자석의 성형밀도가 낮아지는 문제점이 있다.
In general, the manufacturing method of the high-density magnet has an advantage of the manufacturing method of the compression method, the thermosetting resin added during the production of the compressed bond magnet is added in 2.0 to 3.0% by weight based on the total bond magnet weight. If the amount is less than 2.0% by weight, there is a problem that the bonding strength is lowered because the resin does not completely apply the powder, and when more than 3.0% by weight, the molding density of the magnet is low.

본 발명의 단계 C는 상기 단계 B의 혼합물을 성형하여 본드자석을 형성하는 단계이다.
Step C of the present invention is a step of forming a bond magnet by molding the mixture of step B.

상기 단계 C를 통해 상기 단계 B의 혼합물을 통상의 성형 방법, 예를 들면 압축성형법 또는 사출성형법을 이용하여 원하는 형태를 갖는 자기력이 향상된 R-Fe-B계 희토류 본드자석을 형성할 수 있다. Through step C, the mixture of step B may be formed using a conventional molding method, for example, compression molding or injection molding, to form an R-Fe-B rare earth bonded magnet having an improved magnetic force having a desired shape.

또한, 본 발명은 상기 성형법에 의한 R-Fe-B계 희토류 본드자석의 제조방법에 따라 제조된 R-Fe-B계 희토류 본드자석을 제공한다.
In addition, the present invention provides a R-Fe-B-based rare earth bonded magnet prepared according to the method for producing a R-Fe-B-based rare earth bonded magnet by the molding method.

본 발명에 따라서 상기 R-Fe-B계 희토류 자성분말을 사용하여 본드자석을 제조함으로써, 종래 기술의 희토류 자성분말 스크랩을 분쇄한 후 열경화성 수지와 혼련하여 성형하고, 100 내지 150 ℃에서 경화하는 방법으로 제조된 본드자석에서 나타나는 분쇄단계에서의 산화 또는 기계적 잔류응력 등과 같은 자기적인 결함으로 인한 보자력의 저하 및 100 내지 150 ℃ 범위의 경화 과정에서 나타나는 표면의 자기적 결함효과의 증가로 발생되는 품질적인 문제의 발생이 감소된다.
According to the present invention, by using the R-Fe-B-based rare earth magnetic powder to prepare a bond magnet, the conventional rare earth magnetic powder scrap is pulverized and then kneaded with a thermosetting resin and molded, and cured at 100 to 150 ℃ Quality caused by the reduction of coercive force due to magnetic defects such as oxidation or mechanical residual stress in the grinding step of the bonded magnets and the increase of the magnetic defect effect of the surface during the curing process in the range of 100 to 150 ℃ The occurrence of problems is reduced.

이하, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의하여 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 하기 실시예 및 실험예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail by Examples and Experimental Examples. However, the following Examples and Experimental Examples are only for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited by the following Examples and Experimental Examples.

<< 실시예Example 1>  1>

본 발명의 R-Fe-B계 희토류 자성분말의 제조 ΙPreparation of R-Fe-B Rare Earth Magnetic Powders of the Present Invention

출발원료로서 희토류 소결자석 제조공정에서 발생하는 공정스크랩, 불량품 혹은 폐기되는 제품에서 회수된 R-Fe-B계 희토류 소결자석 제품을 약 0.1 ㎛ 내지 5 mm 크기로 조분쇄하여 튜브로(모델명 : H1000-T, 제조사 : 동원시스템/한국)에 장입하고 초기 진공을 2×10-5 torr 이하로 유지한 후, 수소가스를 1.0 atm까지 채우고 온도를 상온에서 300 ℃ 까지 증가시키며 수소화공정을 진행하였다. 다시 동일한 수소분위기에서 튜브로내 온도를 810 ℃ 까지 증가시킨 상태에서 각각 15 분(실시예 1-1), 30 분(실시예 1-2), 60 분(실시예 1-3) 동안 유지함으로써 α-Fe + Fe2B + NdHX 으로 완전히 상분해공정이 완료되도록 하였다. R-Fe-B rare earth sintered magnet products recovered from scrap, defective or discarded products produced in the process of manufacturing rare earth sintered magnets as starting materials are coarsely pulverized to about 0.1 μm to 5 mm in size into a tube (Model name: H1000 -T, manufacturer: Dongwon Systems / Korea), and maintained the initial vacuum to 2 × 10 -5 torr or less, and then filled with hydrogen gas to 1.0 atm, the temperature was increased from room temperature to 300 ℃ to proceed the hydrogenation process. In the same hydrogen atmosphere, the temperature in the furnace was increased to 810 ° C. for 15 minutes (Example 1-1), 30 minutes (Example 1-2), and 60 minutes (Example 1-3), respectively. The phase decomposition process was completely completed with α-Fe + Fe 2 B + NdH X.

상분해공정이 완료된 후, 동일한 튜브로내 온도에서 수소방출 제어시 수소방출공정 및 재결합공정을 별도로 분리하여 진행하였으며, 수소방출공정에서는 튜브로 내의 수소압력을 200 torr 에서 5 분 동안 유지한 후, 다시 10-5 torr 까지 진공배기 하면서 재결합공정을 완료하였다.
After the phase decomposition process was completed, the hydrogen discharge process and the recombination process were separately separated in the hydrogen release control at the same temperature in the furnace, and in the hydrogen release process, the hydrogen pressure in the tube furnace was maintained at 200 torr for 5 minutes. The recombination process was completed while evacuating to 10 -5 torr again.

<< 실시예Example 2>  2>

본 발명의 R-R- of the present invention FeFe -B계 희토류 자성분말의 제조 Ⅱ-B-based rare earth magnetic powder Ⅱ

수소화공정 단계 및 상분해공정 단계의 튜브로내 수소 압력이 0.3 atm, 유지 시간은 각각 60 분(실시예 2-1), 120 분(실시예 2-2), 180 분(실시예 2-3)인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 R-Fe-B계 희토류 자성분말을 제조하였다.
The hydrogen pressure in the tube furnace of the hydrogenation step and the phase decomposition step is 0.3 atm, and the holding time is 60 minutes (Example 2-1), 120 minutes (Example 2-2), and 180 minutes (Example 2-3). R-Fe-B-based rare earth magnetic powder was prepared in the same manner as in Example 1 except that

<< 실시예Example 3>  3>

R-R- FeFe -B계 희토류 본드자석의 제조-B-based rare earth bonded magnet

상기 실시예 2-3의 분말을 50 내지 500 ㎛ 크기로 분쇄한 후, 에폭시 수지를 2.0 내지 3.0 중량% 첨가하여 혼합물을 제조하였다. 이 후, 상기 혼합물을 통상적인 성형기를 사용하여 성형하여 원하는 형태의 R-Fe-B계 희토류 본드자석을 제조하였다. After grinding the powder of Example 2-3 to 50 to 500 ㎛ size, 2.0 to 3.0% by weight of an epoxy resin was added to prepare a mixture. Thereafter, the mixture was molded using a conventional molding machine to prepare an R-Fe-B-based rare earth bonded magnet of a desired form.

<비교예 1>&Lt; Comparative Example 1 &

소결자석 스크랩(Sintered Magnet Scrap scrapscrap ) 분말의 제조) Preparation of Powder

출발원료로서 희토류 소결자석 제조공정에서 발생하는 공정스크랩, 불량품 혹은 폐기되는 제품에서 회수된 희토류 소결자석 제품을 핸드밀(handmill)의 방법으로 50 내지 150 ㎛ 크기로 분쇄하였다.
As a starting material, the rare earth sintered magnet product recovered from a process scrap, a defective product or a discarded product generated in the rare earth sintered magnet manufacturing process was pulverized to a size of 50 to 150 μm by a hand mill method.

<< 비교예Comparative example 2> 2>

비교예 1의 분말을 사용한 본드자석의 제조Preparation of Bond Magnet Using Powder of Comparative Example 1

상기 비교예 1의 분쇄된 분말에 에폭시 수지를 2.0 내지 3.0 중량% 첨가하여 혼합물을 제조하였다. 이 후, 상기 혼합물을 통상적인 성형기를 사용하여 성형하여 원하는 형태의 R-Fe-B계 희토류 본드자석을 제조하였다.
2.0 to 3.0 wt% of the epoxy resin was added to the ground powder of Comparative Example 1 to prepare a mixture. Thereafter, the mixture was molded using a conventional molding machine to prepare an R-Fe-B-based rare earth bonded magnet of a desired form.

<< 실험예Experimental Example 1>  1>

본 발명에 따른 희토류 자성분말의 자기력 특성 분석Magnetic Force Characterization of Rare Earth Magnetic Powders According to the Present Invention

실시예 1 및 2에 따라 제조된 희토류 자성분말을 50 내지 150 ㎛ 크기로 분쇄한 후 시료진동형 자력계(모델명 : EM7-HV, 제조사 : Lake Shore/미국)를 이용하여 무 정렬 또는 1 T 자장 중에 정렬한 후 자기특성을 측정하였고, 이를 표 1에 나타내었다.
The rare earth magnetic powder prepared according to Examples 1 and 2 was pulverized to 50 to 150 μm in size and then aligned in a non-aligned or 1 T magnetic field using a sample vibration magnetometer (model name: EM7-HV, manufacturer: Lake Shore / USA). After the magnetic properties were measured, these are shown in Table 1.

구분division 상분해 공정조건Phase decomposition process condition 자정정렬 유/무Self Alignment 잔류자속밀도
Br(kGe)
Residual magnetic flux density
Br (kGe)
보자력
iHc(kOe)
Coercivity
iHc (kOe)
수소압력 (atm)Hydrogen pressure (atm) 시간 (분)Time (min) 실시예 1-1Example 1-1 1.01.0 1515 radish 7.207.20 9.129.12 U 7.227.22 9.309.30 실싱예 1-2Sealing Example 1-2 1.01.0 3030 radish 7.167.16 10.5710.57 U 7.197.19 10.7310.73 실시예 1-3Example 1-3 1.01.0 6060 radish 7.127.12 12.0512.05 U 7.207.20 12.1012.10 실시예 2-1Example 2-1 0.30.3 6060 radish 7.117.11 6.806.80 U 11.4511.45 6.256.25 실시예 2-2Example 2-2 0.30.3 120120 radish 7.217.21 8.128.12 U 11.4011.40 7.687.68 실시예 2-3Example 2-3 0.30.3 180180 radish 7.207.20 8.508.50 U 11.4311.43 8.018.01

상기 표 1을 통해, 상분해공정 단계시 일정한 수소압력하에서 유지시간 변화에 따라 분말의 자기특성이 증가함을 알 수 있고, 자장정렬이 되어 있을 때 더욱 높은 값을 가지는 것을 알 수 있었다. 또한, 실시예 1-3과 실시예 2-1을 비교해 보면, 상분해공정 단계의 유지시간이 동일할 때 튜브로내 수소압력이 0.3 atm일 때 보다 자기 특성이 증가하는 것으로 나타났다. 이로부터, 상분해공정 단계의 수소압력과 유지시간 변수를 조절한 효율적인 공정으로 최적의 자기특성을 보유하는 희토류 자성분말을 얻을 수 있다.
Through Table 1, it can be seen that the magnetic properties of the powder increase with the change of holding time under constant hydrogen pressure during the phase decomposition process step, and it can be seen that the magnetic field has a higher value when aligned. In addition, comparing Example 1-3 with Example 2-1, it was found that the magnetic properties were increased when the hydrogen pressure in the tube furnace was 0.3 atm when the holding time of the phase decomposition process step was the same. From this, a rare earth magnetic powder having optimum magnetic properties can be obtained by an efficient process in which the hydrogen pressure and the holding time parameters of the phase decomposition step are adjusted.

<< 실험예Experimental Example 2>  2>

희토류 소결자석 스크랩 분말의 자기특성 분석Magnetic Property Analysis of Rare Earth Sintered Magnet Scrap Powder

본 발명의 HDDR 공정을 거치지 않은 희토류 소결자석 스크랩 분말을 시료진동형 자력계(모델명 : EM7-HV, 제조사 : Lake Shore/미국)를 이용하여 무 정렬 또는 1 T 자장 중에 정렬한 후 자기특성을 측정하였고, 이를 표 2에 나타내었다.
The magnetic properties of the rare earth sintered magnet scrap powder not subjected to the HDDR process of the present invention were measured using a sample vibration magnetometer (model name: EM7-HV, manufacturer: Lake Shore / USA) in an unaligned or 1 T magnetic field, and then measured magnetic properties. This is shown in Table 2.

구분division 자장 정렬 유/무Lush sorting 잔류자속밀도,
Br(kGe)
Residual magnetic flux density,
Br (kGe)
보자력,
iHc(kOe)
Coercivity,
iHc (kOe)
비교예 1Comparative Example 1 radish 6.006.00 8.018.01 U 11.8911.89 5.745.74

상기 표 2를 통하여, 희토류 소결자석 스크랩 분말은 무정렬일 때는 보자력은 높지만 잔류자속밀도가 낮았고, 자장 중에 정렬했을 때는 잔류자속밀도는 높지만 보자력이 낮게 나타나는 것을 알 수 있다.
Table 2 shows that the rare earth sintered magnet scrap powder has a high coercive force but a low residual magnetic flux density when it is unaligned, and a high coercive force when the aligned magnetic field is high but a low coercive force.

<< 실험예Experimental Example 3>  3>

본드자석의 자기력 특성 분석Magnetic Force Characterization of Bond Magnets

실시예 3에 따라 제조된 R - Fe- B계 희토류 본드자석의 자기특성을 B-H 트레이서(B-H tracer, PERMAGRAPH L, Magnet physik/독일)를 이용하여 측정하였고, 이를 동일한 장치로 측정한 비교예 2의 본드자석의 자기특성과 비교하였고, 이의 결과는 하기 표 2에 나타내었다.
Magnetic properties of the R-Fe-B rare earth bond magnets prepared according to Example 3 were measured using a BH tracer (BH tracer, PERMAGRAPH L, Magnet physik / Germany), which were measured using the same apparatus. The magnetic properties of the bonded magnets were compared, and the results are shown in Table 2 below.

구분division 본드자석 제조조건Bond Magnet Manufacturing Conditions 잔류자속밀도
Br(kGe)
Residual magnetic flux density
Br (kGe)
보자력
iHc(kOe)
Coercivity
iHc (kOe)
사용된 분말Used powder 에폭시 함량(중량%)Epoxy content (% by weight) 밀도(g/cc)Density (g / cc) 실험예 3-1Experimental Example 3-1 실시예 2-3Example 2-3 2.52.5 6.06.0 5.185.18 10.6710.67 실험예 3-2Experimental Example 3-2 비교예 1-1Comparative Example 1-1 2.52.5 6.06.0 3.453.45 2.462.46

상기 표 3을 통하여, 본 발명의 HDDR 공정을 거쳐 제조된 희토류 자성분말을 사용한 본드자석의 경우 소결자석 스크랩을 바로 분쇄하여 제조된 희토류 자성분말과 비교할 때, 잔류자속밀도에서는 큰 차이가 없지만, 보자력 측면에서는 현저히 높은 자기력을 보유함을 알 수 있다. 이는 소결자석 스크랩 분쇄시 산화 또는 기계적 잔류응력 등과 같은 자기적인 결함이 발생하여, 결과적으로 보자력이 저하된 것을 알 수 있다. Through the above Table 3, in the case of the bonded magnet using the rare earth magnetic powder prepared through the HDDR process of the present invention, there is no significant difference in residual magnetic flux density when compared with the rare earth magnetic powder prepared by immediately crushing the sintered magnet scrap. On the side, it can be seen that it has a remarkably high magnetic force. It can be seen that magnetic defects such as oxidation or mechanical residual stress occurs during sintered magnet scrap grinding, and as a result, the coercive force is reduced.

Claims (7)

희토류 소결자석 제조공정에서 발생하는 공정스크랩, 불량품 또는 폐기되는 제품에서 회수된 R-Fe-B계 희토류 소결자석 스크랩을 조분쇄하는 단계(단계 1);
상기 단계 1의 분쇄물을 튜브로(tube furnace)에 장입한 후 진공상태에서 수소를 채우고 튜브로 온도에서 200 내지 300 ℃ 까지 온도를 증가시키는 수소화공정 단계(단계 2);
상기 단계 2와 동일한 수소분위기에서 튜브로 온도를 700 내지 900 ℃ 까지 증가시키는 상분해공정 단계(단계 3);
상기 단계 3과 동일한 온도에서 튜브로 내의 수소압력을 340 내지 10-1torr이하까지 1 내지 30 분 동안 배기시켜 R-Fe-B계 재결정상의 핵을 형성하는 수소방출공정단계(단계 4);
상기 단계 4를 수행한 후 튜브로 내의 수소압력을 10-1 내지 10-5 torr 까지 진공 배기하는 재결합공정 단계(단계 5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기특성이 향상된 R-Fe-B계 희토류 자성분말의 제조방법.
Coarsely pulverizing the R-Fe-B-based rare earth sintered magnet scrap recovered from the process scrap, defective or scrapped products generated in the rare earth sintered magnet manufacturing process (step 1);
A hydrogenation process step (step 2) of charging the pulverized product of step 1 to a tube furnace and then filling hydrogen in a vacuum state and increasing the temperature from 200 to 300 ° C. at the temperature of the tube;
Phase decomposition process step (step 3) of increasing the temperature to 700 to 900 ℃ in the tube in the same hydrogen atmosphere as in step 2;
Hydrogen discharge process step (step 4) to form the nucleus of the R-Fe-B-based recrystallization by exhausting the hydrogen pressure in the tube furnace at 340 to 10 -1 torr or less at the same temperature as in step 3 for 1 to 30 minutes;
R-Fe-B rare earth with improved magnetic properties, characterized in that it comprises a recombination process step (step 5) of performing a vacuum evacuation of hydrogen pressure in the tube furnace to 10 -1 to 10 -5 torr after performing step 4 Method for producing magnetic powder.
제1항에 있어서, 상기 단계 1의 조분쇄는 희토류 소결자석을 0.1 ㎛ 내지 5,000 ㎛ 로 분쇄하는 것을 특징으로 하는 자기특성이 향상된 R-Fe-B계 희토류 자성분말의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the coarsely pulverized in step 1 is a method for producing magnetic powder with improved magnetic properties, characterized in that the crushed rare earth sintered magnet to 0.1 ㎛ to 5,000 ㎛.
제1항에 있어서, 상기 단계 2의 진공상태는 2 × 10-5 torr 이하인 것을 특징으로 하는 자기특성이 향상된 R-Fe-B계 희토류 자성분말의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the vacuum state of the step 2 is 2 × 10 -5 torr or less.
제1항에 있어서, 상기 단계 2의 수소는 0.3 내지 2.0 atm 까지 충전되는 것을 특징으로 하는 자기특성이 향상된 R-Fe-B계 희토류 자성분말의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the hydrogen of step 2 is charged to 0.3 to 2.0 atm.
삭제delete 제1항에 따라 제조된 R-Fe-B계 희토류 자성분말을 분쇄하여 분말을 형성하는 단계(단계 1);
상기 단계 1의 분말에 열경화성 또는 열가소성 합성 수지를 혼련(混練)하여 혼합물을 생성하는 단계(단계 2); 및
상기 단계 2의 혼합물을 성형하여 압축 혹은 사출하여 본드자석을 형성하는 단계(단계 3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 성형법에 의한 R-Fe-B계 희토류 본드자석의 제조방법.
Grinding the R-Fe-B-based rare earth magnetic powder prepared according to claim 1 to form a powder (step 1);
Mixing the thermosetting or thermoplastic synthetic resin with the powder of step 1 to produce a mixture (step 2); And
Forming a mixture of the step 2 by compression or injection to form a bonded magnet (step 3) comprising the method of manufacturing a R-Fe-B rare earth bonded magnet by the molding method.
삭제delete
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220081459A (en) * 2020-12-09 2022-06-16 한국생산기술연구원 A method on the liquid metal extraction of rare earth elements from permanent magnets

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101219515B1 (en) * 2010-07-02 2013-01-11 한국기계연구원 The method for preparation of R-Fe-B type rare earth magnet powder for bonded magnet, R-Fe-B type rare earth magnet powder thereby and method for preparation of bonded magnet using the magnet powder, bonded magnet thereby
KR101382234B1 (en) * 2013-03-15 2014-04-10 한국기계연구원 Control method for desorption-recombination step of hddr process and rare earth magnetic powder manufactured using of desorption-recombination step
KR102639829B1 (en) * 2022-02-15 2024-02-22 재단법인대구경북과학기술원 Apparatus and method for predicting process variable prediction of rare earth magnet

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002093610A (en) * 2000-09-20 2002-03-29 Aichi Steel Works Ltd Method of manufacturing anisotropic magnet powder, material powder of anisotropic magnet powder, and bonded magnet
JP2003224009A (en) * 2002-01-31 2003-08-08 Kenichi Machida Method for manufacturing anisotropic rare earth magnetic powder and bonded magnet using the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002093610A (en) * 2000-09-20 2002-03-29 Aichi Steel Works Ltd Method of manufacturing anisotropic magnet powder, material powder of anisotropic magnet powder, and bonded magnet
JP2003224009A (en) * 2002-01-31 2003-08-08 Kenichi Machida Method for manufacturing anisotropic rare earth magnetic powder and bonded magnet using the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220081459A (en) * 2020-12-09 2022-06-16 한국생산기술연구원 A method on the liquid metal extraction of rare earth elements from permanent magnets
KR102473771B1 (en) * 2020-12-09 2022-12-02 한국생산기술연구원 A method on the liquid metal extraction of rare earth elements from permanent magnets

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