KR101735144B1 - ＮｄＦｅＢ계 소결자석 제조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 NdFeB계 소결자석 제조장치는, 몰드의 몰드 캐비티에 NdFeB계 합금분말을 소정의 충전밀도로 충전하고, 이 합금분말을 이 몰드 캐비티에 충전한 채로 자계배향과 소결을 행하는 장치에 있어서, 합금분말의 충전전의 몰드의 중량을 측정하는 제1 중량측정부(10)와, 몰드에 몰드 캐비티를 확장하도록 가이드를 마련함으로써, 소정 용적의 공급용 캐비티를 형성하는 가이드 장착부(11)와, 합금분말을, 공급밀도를 조정하면서 공급용 캐비티 내의 용적과 동일한 용량이 되도록 공급용 캐비티에 공급하는 급분부(12)와, 공급용 캐비티 내의 합금분말을 몰드 캐비티 내에 밀어넣어 충전밀도까지 고밀도화시키는 충전부(13)와, 합금분말의 충전 후의 몰드의 중량을 측정하는 제2 중량측정부(14)와, 제1 중량측정부(10)와 제2 중량측정부(14)의 각각의 측정값의 차이로부터 몰드 캐비티에 충전된 합금분말의 중량을 산출하고, 그 중량에 근거하여 공급수단에 의한 공급동작의 피드백 제어를 행하는 제어부(15)를 가진다.

Description

ＮｄＦｅＢ계 소결자석 제조장치 {NDFEB SYSTEM SINTERED-MAGNET MANUFACTURING APPARATUS}
본 발명은 성형체를 제작하지 않고 합금분말을 충전용기(몰드)에 충전한 채로 NdFeB계 소결(燒結)자석을 제조하는 NdFeB계 소결자석 제조장치에 관한 것이다.
NdFeB(네오듐·철·붕소)계의 소결자석은 1982년에 사가와 등에 의해서 발견된 것이지만, 지금까지의 영구자석을 훨씬 능가하는 특성을 가지고, Nd(희토류의 일종), 철 및 붕소라는 비교적 풍부하고 염가인 원료로부터 제조할 수 있다고 하는 특징을 가진다. 이 때문에, NdFeB계 소결자석은 하드디스크 등의 보이스 코일모터, 하이브리드 자동차나 전기자동차의 구동용 모터, 전동 보조형 자전거용 모터, 산업용 모터, 고급 스피커, 헤드폰, 영구자석식 자기공명 진단장치 등, 여러 가지 제품에 사용되고 있다.
NdFeB계 소결자석의 제조방법으로서, 소결법, 주조·열간가공·시효처리의 방법, 급냉합금을 다이·업 세트가공하는 방법의 3개의 방법이 알려져 있다. 이 중 자기특성 및 생산성에서 우수하고, 또한 공업적으로 확립해 있는 제조방법은 소결법이다. 소결법에서는 영구자석에 필요하게 되는 치밀하고 균일한 미세조직을 얻을 수 있다.
특허문헌 1에는, 소결법에 의해 NdFeB계 소결자석을 제조하는 방법이 기재되어 있다. 이하에 이 방법에 대해서 간단하게 설명한다. 우선 용해·주조에 의해 NdFeB계 합금을 제작하고, 이를 미분쇄함으로써 얻어진 합금분말을 금형에 충전한다. 이 합금분말에 프레스기로 압력을 가하면서 자계(磁界)를 인가함으로써, 성형체의 제작과 이 성형체의 배향(配向)처리를 동시에 행한다. 그 후, 성형체를 금형으로부터 취출하고, 가열하여 소결함으로써 NdFeB계 소결자석이 얻어진다.
NdFeB계 합금의 미분말은 매우 산화하기 쉬워, 공기 중의 산소와 반응하여 발화할 우려가 있다. 따라서, 상기의 모든 공정은 내부를 무산소 또는 불활성 가스 분위기로 유지하는 밀폐용기 내에서 행하는 것이 바람직하다. 그렇지만, 성형체를 제작하는 데에는 수십 MPa에서 수백 MPa의 고압력을 합금분말에 인가해야 한다. 이와 같은 고압력을 인가하기 위해서는, 대형의 프레스기를 사용할 필요가 있지만, 대형의 프레스기를 밀폐용기 내에 수용하는 것은 어렵다.
이것에 대해서 특허문헌 2에는, 프레스기를 이용하지 않고(성형체를 제작하지 않고) 소결자석을 제조하는 방법이 기재되어 있다. 이 방법은 충전공정, 배향공정, 소결공정의 3개의 공정으로 나누어져 있고, 이 순서로 각 공정을 행함으로써 소결자석이 제조된다. 이하에, 이들 공정에 대해서 간단하게 설명한다. 우선 충전공정에서는 몰드에 합금분말을 공급한 후, 푸셔(pusher)나 탭핑(tapping) 등에 의해, 자연충전밀도보다 높고 성형체 밀도보다 낮은 3.0 ~ 4.2g/㎤ 정도의 밀도로, 이 합금분말을 몰드 내에 충전한다. 배향공정에서는 합금분말에 압력을 가하지 않고 자계를 인가하여, 몰드 내의 합금분말을 한 방향으로 배향시킨다. 소결공정에서는 배향공정에서 한 방향으로 배향된 합금분말을 몰드마다 가열하여 소결시킨다. 이 방법에 의하면, 자장(磁場)배향시에 합금분말에 압력이 인가되지 않고, 또 합금분말의 밀도가 프레스 성형에서의 성형체 밀도보다 낮기 때문에, 합금분말의 입자 사이의 마찰을 작게 할 수 있어, 배향공정에서 각 분말입자의 배향방향을 보다 높은 배향도로 정돈할 수 있다. 그 결과, 보다 높은 자기특성을 가지는 NdFeB계 소결자석을 제조할 수 있다.
또, 특허문헌 2에는, 내부를 무산소 또는 불활성 가스 분위기로 유지하는 밀폐용기 내에 충전수단, 배향수단, 소결수단을 마련하고, 또한 충전수단으로부터 배향수단, 배향수단으로부터 소결수단으로 몰드를 반송하는 반송수단을 마련한 소결자석의 제조장치가 기재되어 있다. 이 장치에 의하면, 합금분말을 전(全)공정에 걸쳐 일관하게 무산소 또는 불활성 가스 분위기 중에서 취급할 수 있기 때문에, 그 산화 및 그에 따른 자기특성의 저하를 막을 수 있다. 이하, 성형체를 제작하지 않고, 몰드에 충전한 채로 소결자석을 제조하는 방법을 「프레스리스 프로세스(press-less process)(PLP) 법」이라고 칭하기로 한다.
특허문헌 1 : 일본국 특개소59-046008호 공보 특허문헌 2 : 일본국 특개2006-019521호 공보 특허문헌 3 : 일본국 특개2009-049202호 공보 특허문헌 4 : 일본국 특개평11-49101호 공보
PLP법의 특징 중 하나로서 니어-넷-쉐이프(near-net-shape)성(최종 제품에 가까운 형상으로 소결자석을 제조할 수 있는 성질)이 높다고 하는 것이 있다. PLP법에서는, 몰드의 설계와 이 몰드로의 합금분말의 충전을 적절히 행함으로써, 니어-넷-쉐이프의 소결자석을 제조할 수 있다. PLP법에서는 특히, 프레스기를 이용한 제조방법에서는 균열이 생기기 쉽기 때문에 니어-넷-쉐이프로 제조하는 것이 어려운 박형 형상의 자석에 대해서도, 니어-넷-쉐이프성을 유지하여 제조할 수 있다고 하는 이점이 있다.
상기한 바와 같이, PLP법에서는, 니어-넷-쉐이프의 소결자석을 제조하기 위해서, 몰드의 설계와 이 몰드로의 합금분말의 충전을 적절히 행하는 것이 중요하게 된다. 예를 들면 몰드를 설계할 때에는, 최종 제품의 형상, 치수, 소결시의 합금분말의 수축율을 고려하여 합금분말이 충전되는 공간(몰드 캐비티)의 형상과 치수를 결정한다. 또, 소결시에 발생하는 합금분말의 수축이 몰드와의 마찰에 의해 저해되기 어렵도록, 몰드의 일부 또는 전부에 탄소재료를 사용하는 경우도 행해진다(특허문헌 3).
한편, 몰드 캐비티에 합금분말을 충전할 때에는, 이하의 점에 주의할 필요가 있다. 합금분말은 응집하기 쉽고, 또 브릿지(bridge)가 형성되기 쉽기 때문에, 충전 후의 합금분말의 밀도분포가 불균일하게 되기 쉽다. 합금분말의 충전밀도가 불균일하면, 니어-넷-쉐이프성이 저하함과 아울러, 자석특성의 저하를 초래해 버린다. 이 때문에, 합금분말을 몰드 캐비티 내에 균일하게 충전할 필요가 있다. 또, 소결시의 합금분말의 수축율은 합금분말의 충전밀도에 의존한다. 상기와 같이 몰드의 설계는 합금분말의 수축율도 고려하고 있기 때문에, 몰드 캐비티에 합금분말을 충전할 때에는, 몰드를 설계했을 때에 상정한 충전밀도로 할 필요가 있다.
합금분말의 공급·충전은 공기(가스) 탭핑과 푸셔 또는 기계적 탭핑과의 조합에 의해서 행해지는 것이 많다. 상기한 바와 같이 합금분말은 응집하기 쉽기 때문에, 예를 들면 자동 칭량기(稱量器)를 이용하여 합금분말의 용량 또는 중량을 칭량해도, 정확한 양을 몰드에 공급할 수 없다. 또 유동성의 나쁘기 때문에, 공급에 시간이 걸린다. 한편, 가스 탭핑이란, 분말이 수용된 공급호퍼로부터 공급처의 공간에 반복해서 고속의 가스기류를 흘림으로써, 이 공간 내에 균일한 밀도로 분말을 공급하는 방법이며(예를 들면 특허문헌 4를 참조), 일정한 용량의 합금분말을 신속히 공급할 수 있다. 또한, 가스 탭핑을 이용한 경우의 합금분말의 벌크밀도는 1.5 ~ 2.4g/㎤ 정도이기 때문에, 푸셔나 기계적 탭핑 등을 병용하여, 상정한 충전밀도까지 합금분말을 고밀도화시킨다.
PLP법에서는, 이들 처리를 행함으로써 니어-넷-쉐이프의 소결자석을 제조할 수 있다. 그렇지만, 실제로 라인작업으로 소결자석을 제조하면, 그 형상이나 치수에 다소의 편차가 생겨 버리는 경우가 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 니어-넷-쉐이프성을 높게 유지한 채로 NdFeB계 소결자석을 제조할 수 있는 NdFeB계 소결자석 제조장치를 제공하는 것이다.
본원 발명자가, 제조되는 소결자석의 형상이나 치수에 편차가 발생하는 원인을 상세하게 검토한 바, 합금분말의 입자의 형상과 크기가 이것에 영향을 주고 있는 것을 알았다. 소결자석의 제조에 이용하는 합금분말의 입자의 형상 및 크기는 일정하지 않다. 또, 합금분말을 제작할 때마다, 얻어지는 합금분말의 입자의 형상·크기의 경향도 약간 변화한다. 예를 들면 입경(粒徑)이 작은 합금분말이 비교적 많이 제작되었을 경우, 입경이 큰 합금분말끼리의 사이에 입경이 작은 합금분말이 비집고 들어가, 가스 탭핑 등의 방법에 의해 일정한 용량의 합금분말을 공급했다고 해도, 실제로는 통상보다 많이(즉 통상보다 높은 밀도로) 합금분말이 공급되어 버린다.
이와 같이 공급시의 합금분말의 밀도가 변화해 버리면, 고밀도화를 행한 후의 충전밀도도 변화해 버려, 그 결과, 제조되는 소결자석의 형상이나 치수에 편차가 생겨 버린다. 따라서, 제조되는 소결자석의 형상 및 치수를 정밀도 좋게 유지하기 위해서는, 합금분말의 입자의 형상과 크기의 편차만큼을 조정할 필요가 있다.
이상의 검토결과로부터, 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 본 발명에 관한 NdFeB계 소결자석 제조장치는,
제품의 형상과 치수에 대응하여 설계된 몰드의 몰드 캐비티에 NdFeB계 합금분말을 3.0 ~ 4.2g/㎤ 내의 소정의 충전밀도로 충전하고, 이 합금분말을 이 몰드 캐비티에 충전한 채로 자계배향과 소결을 행함으로써, 소망의 형상과 치수를 가지는 NdFeB계 소결자석을 제조하는 NdFeB계 소결자석 제조장치에 있어서,
a) 상기 합금분말을 충전하기 전의 상기 몰드의 중량을 측정하는 제1 중량측정수단과,
b) 상기 몰드에 상기 몰드 캐비티를 확장하도록 가이드를 마련함으로써, 소정의 용적의 공급용 캐비티를 형성하는 공급용 캐비티 형성수단과,
c) 합금분말을, 공급밀도를 조정하면서 상기 공급용 캐비티 내의 용적과 동일한 용량이 되도록 이 공급용 캐비티에 공급하는 공급수단과,
d) 상기 공급용 캐비티 내에 공급된 합금분말을 상기 몰드 캐비티 내에 밀어 넣고, 상기 충전밀도까지 고밀도화시키는 고밀도화 수단과,
e) 상기 고밀도화 수단에 의해 합금분말이 충전된 후의 몰드의 중량을 측정하는 제2 중량측정수단과,
f) 상기 제1 중량측정수단과 상기 제2 중량측정수단의 각각의 측정값의 차이로부터, 상기 몰드 캐비티에 충전된 합금분말의 중량을 산출하고, 이 산출된 중량에 근거하여, 상기 공급수단에 의한 합금분말의 공급동작의 피드백 제어를 행하는 제어수단을 가지는 것을 특징으로 한다.
또한, 합금분말을 몰드 캐비티에 「밀어 넣음」이란, 몰드 캐비티를 포함하고, 이 몰드 캐비티보다 용적이 큰 공급용 캐비티 내에 수용된, 이 공급용 캐비티의 용적과 동일한 용량의 합금분말을 모두, 상기 몰드 캐비티에 합금분말입자의 자유도를 어느 정도 유지한 채로(즉 성형체가 되지 않는 정도의 밀도로) 수용하는 것이다. 몰드 캐비티는 공급용 캐비티보다 용적이 작기 때문에, 공급용 캐비티 내의 합금분말을 몰드 캐비티에 「밀어 넣음」과정에서 합금분말은 자연히 고밀도화된다.
합금분말은 몰드 캐비티 내에 모두 「밀어 넣어진」 때로 상정하는 충전밀도가 되도록 상기 제어수단에 의해 공급시의 밀도(즉, 공급시의 중량. 본원에서는 공급시의 밀도를 「공급밀도」, 공급시의 중량을 「공급중량」이라고 칭함)가 조정되면서, 공급용 캐비티에 공급된다. 고밀도화를 행한 후의 합금분말의 충전밀도는, 상기한 바와 같이 3.0 ~ 4.2g/㎤의 범위 내로 하지만, 3.5 ~ 4.0g/㎤의 범위 내로 하는 것이 보다 바람직하다. 고밀도화 수단으로서는 기계적 탭핑나 푸셔 등을 이용할 수 있다.
상기 공급수단으로서는 합금분말을 소정의 공간에 신속하고 또한 균일한 공급밀도로 공급할 수 있고, 또한 공급시에 흘리는 가스기류의 압력 등에 의해 공급밀도(즉 공급중량)를 용이하게 조정할 수 있는 점으로부터, 가스 탭핑을 바람직하게 이용할 수 있다.
본 발명에 관한 소결자석 제조장치에서는, 합금분말을 충전하기 전의 몰드 중량의 측정값을 이용하여, 몰드의 이상(異常)판정을 행할 수도 있다. 몰드는 반복해서 몇 번이나 사용하기 때문에, 크랙 등의 결손이 생기거나, 소결시에 합금분말이 용착하거나 하는 경우가 있다. 본 발명의 장치에서는, 제1 중량측정수단에 의해 몰드 그 자체의 중량도 측정하고 있기 때문에, 이와 같은 중량변화를 수반하는 몰드의 이상을 용이하게 검지할 수 있다.
본 발명에 관한 NdFeB계 소결자석 제조장치는, 합금분말입자의 형상이나 크기에 의존하지 않도록, 합금분말을 공급·충전함으로써, 제조되는 소결자석의 니어-넷-쉐이프성을 향상시킨다고 하는 것이다. 상기와 같이 합금분말은 응집하기 쉽기 때문에, 중량을 정확하게 칭량하면서 몰드에 공급하는 것은 어렵다. 따라서, 가스 탭핑 등의 합금분말을 소정의 공간에 균일하고 또한 공급밀도(공급중량)를 조정하여 공급할 수 있는 방법을 이용하여 충전 전후의 몰드 중량의 변화에 근거하여, 이 공급밀도를 피드백 제어함으로써, 합금분말입자의 형상이나 크기에 의존하지 않고 정확한 양의 합금분말을 공급·충전할 수 있도록 했다.
도 1은 본 발명에 관한 NdFeB계 소결자석 제조장치의 급분(給粉)·충전부의 일실시예를 나타내는 블럭도.
도 2는 본 실시예의 급분·충전부의 각 부의 동작을 나타내는 개략도.
도 3은 급분부의 제어 파라미터와 합금분말의 공급중량의 관계를 나타내는 특성곡선의 일례를 나타내는 도면.
실시예
본 발명에 관한 NdFeB계 소결자석 제조장치의 일실시예를 도 1 및 2를 이용하여 설명한다. 도 1은 NdFeB계 합금분말을 몰드에 공급·충전하는 급분·충전부를 나타내는 블럭도이며, 이 급분·충전부에서 몰드에 합금분말을 소정의 충전밀도로 충전한 후, 도시하지 않은 배향부 및 소결부에서, 몰드 내에 충전된 합금분말의 배향과 소결을 각각 행한다.
도 1에 나타내는 본 실시예의 급분·충전부는 제1 중량측정부(10), 가이드 장착부(공급용 캐비티 형성수단)(11), 급분부(공급수단)(12), 충전부(고밀도화 수단)(13), 제2 중량측정부(14), 제어부(15)를 구비하고 있다. 이들 동작을 도 2와 대조하여 설명한다.
본 실시예의 급분·충전부에서는 우선 소결자석 제조장치에 장입(裝入)된 빈 몰드(20)가 제1 중량측정부(10)로 반송되고, 이 제1 중량측정부(10)에 설치된 중량계(31)에 의해, 합금분말을 충전하기 전의 몰드 중량 w1이 측정된다(도 2의 (a)).
제1 중량측정부(10)를 통과한 몰드(20)는 다음의 가이드 장착부(11)에서 가이드(22)가 장착된다(도 2의 (b)). 이것에 의해, 몰드(20)의 캐비티(몰드 캐비티(21))와 가이드(22)의 내측의 공간을 맞추어, 공급용 캐비티(23)가 구성된다. 다음으로, 급분부(12)에서 공급호퍼(33)로부터 공급용 캐비티(23)에 합금분말(32)이 공급된다(도 2의 (c-1) ~ (c-4)). 본 실시예에서는 공급용 캐비티(23)로의 합금분말(32)의 공급방법으로서 가스 탭핑을 이용하고 있다. 이 가스 탭핑에 의한 공급방법은, 예를 들면 특허문헌 4에 상세하게 기재되어 있다. 여기에서는, 그 개략만을 설명한다.
공급호퍼(33)에서는 하부 개구에 그리드(grid) 부재(331)가 장착된, 상하로 개구를 가지는 통 모양의 용기 내에 합금분말(32)이 수용되어 있다(도 2의 (c-1)). 가스 탭핑을 행할 때에, 우선 최초로, 몰드(20)에 장착된 가이드(22)의 상단에 공급호퍼(33)를 놓아둠과 아울러, 공급호퍼(33)의 통 모양 용기의 상부 개구에 가스 흡인-취입 파이프(332)가 배치된 덮개부재를 씌운다(도 2의 (c-2)). 그 후, 가스 흡인-취입 파이프(332)를 통하여, 공급호퍼(33)의 통 모양 용기 내에 압축가스의 도입과 흡기를 교호로 반복하여 행함으로써, 합금분말(32)을 공급용 캐비티(23)로 이동시킨다(도 2의 (c-3)).
가스 탭핑에서는 격렬한 기류에 노출되는 상층부 이외의 영역에서, 브릿지가 없는 밀도가 균일한 분말층이 형성된다. 따라서, 밀도가 불균일한 상층부를 공급호퍼(33) 내에 남기도록 합금분말(32)을 공급하고(도 2의 (c-3)), 마지막으로, 공급호퍼(33) 내에 잔존하는 밀도가 불균일한 부분을 제거함으로써, 공급용 캐비티(23) 내에 균일한 공급밀도로, 이 공급용 캐비티(23)와 동일한 용량의 합금분말(32)을 공급할 수 있다(도 2의 (c-4)). 가스 탭핑에서는 또한, 공급호퍼 내의 압력이나 탭핑 주기(압축가스의 도입과 흡기의 반복의 주기), 회수 등을 조정함으로써, 공급용 캐비티(23) 내에 공급되는 합금분말의 공급중량을 용이하게 제어할 수 있다.
충전부(13)에서는 공급용 캐비티(23)에 공급된 합금분말(32)을 푸셔(34)에 의해 몰드 캐비티(21)에 밀어넣어 고밀도화시킨다(도 2의 (d)). 급분부(12)에서는 공급용 캐비티(23) 내의 합금분말(32)이 몰드 캐비티(21) 내에 모두 충전되었을 때에, 상정한 충전밀도가 되도록 계산하여 공급되고 있다. 이 때문에, 푸셔(34)는 압판(押板)(341)의 하면이 몰드 캐비티(21)의 상면의 위치에 이르렀을 때에 정지하도록 하면 된다. 또한, PLP법에서는 이 충전밀도가 3.0 ~ 4.2g/㎤의 범위 내에, 보다 바람직하게는 3.5 ~ 4.0g/㎤의 범위 내에 존재하도록 한다. 이것에 의해, 결함이나 일그러짐이 없는 소결자석을 PLP법에 의해 제조할 수 있다. 합금분말(32)이 모두 몰드 캐비티(21)에 충전된 후는, 불필요하게 된 가이드(22)를 몰드(20)로부터 떼어낸다.
마지막으로 제2 중량측정부(14)에 설치된 중량계(35)에 의해, 몰드 캐비티(21) 내에 충전된 합금분말(32)을 포함하는 몰드(20)의 중량 w2를 측정한다(도 2의 (e)). 측정 후의 몰드(20)는 그대로 배향부와 소결부로 반송되며, 몰드(20) 내에 충전된 채로 합금분말(32)의 배향과 소결이 행해진다.
한편, 제어부(15)는 제1 중량측정부(10)와 제2 중량측정부(14)의 각각에서 얻어진 측정값으로부터 금회(今回)의 합금분말의 공급중량 Wd = w2 - w1를 산출하고, 이 산출값에 근거하여 공급용 캐비티(23)에 공급되는 합금분말의 공급중량을 피드백 제어한다. 이 피드백 제어는, 예를 들면 이하와 같이 하여 행할 수 있다.
우선, 급분부(12)의 공급중량(W)을 제어하기 위한 제어 파라미터(S)와, 이 공급중량(W)과의 관계를 나타내는 특성곡선(도 3)을 합금조성이 다른 품종마다 미리 작성해 두고, 제어부(15)의 내부 메모리에 기억한다. 이 제어 파라미터는 가스 탭핑에서는 공급호퍼 내의 압력이나 탭핑 주기, 탭핑 회수 등으로 이루어진다. 제어부(15)는 내부 메모리에 기억된 특성곡선을 참조하고, 제1 중량측정부(10)와 제2 중량측정부(14)의 각각의 측정값으로부터 산출된 금회의 공급중량 Wd와 미리 설정된 목표중량 Wt와의 차이를 기초로, 제어 파라미터의 조정량 ΔS를 구한다. 그리고, 급분부(12)의 제어 파라미터를 금회의 것으로부터 ΔS만큼 변화시키고, 다음에 장입된 몰드(20)에 합금분말(32)을 공급한다.
또한, 상기의 피드백 제어방법은 어디까지나 일례를 나타냈을 뿐인 것이며, 본 발명의 취지의 범위에서 적당하게 변형이나 수정, 추가 등을 행해도, 본원 청구의 범위에 포함되는 것은 분명하다. 예를 들면, 상기의 피드백 제어는 금회의 공급중량의 데이터만을 이용하여 다음의 공급중량을 조정하고 있지만, 금회의 데이터를 포함하는 과거 N회(N는 1 이상의 정수)의 공급중량의 데이터를 유지해 두고, 이들 평균값 또는 가중(加重) 평균값을 기본으로 다음의 공급중량을 조정하도록 할 수도 있다.
또 제어부(15)는 제1 중량측정부(10)에서 취득한 몰드 중량의 측정값이 소정의 허용 범위 내에 포함되어 있는지 여부에 의해서, 몰드(20)의 결함판정을 행할 수도 있다.
몰드(20)는 반복해서 몇 번이나 사용함으로써, 파손하거나, 소결시에 합금분말(32)의 일부가 몰드 캐비티(21) 내에 용착하거나 하는 경우가 있다. 예를 들면, 합금분말(32)이 몰드 캐비티(21) 내에 용착하면, 몰드 캐비티(21)의 용적이 변화하기 때문에, 이 몰드(20)에서 제조되는 소결자석의 니어-넷-쉐이프성이 저하해 버린다. 또, 몰드(20)가 파손하면, 충전한 합금분말이 파손 개소로부터 제조장치 내에 누설하여, 화재 등의 사고의 원인이 되기도 한다. 따라서, 제어부(15)가 제1 중량측정부(10)에서 취득한 측정값이 허용 범위 외에 있는 몰드(20)를 공정으로부터 미리 배제함으로써, 제조되는 소결자석의 니어-넷-쉐이프의 정밀도 및 소결자석 제조장치의 안전성을 보다 한층 높일 수 있다.
10 … 제1 중량측정부 11 … 가이드 장착부
12 … 급분부 13 … 충전부
14 … 제2 중량측정부 15 … 제어부
20 … 몰드 21 … 몰드 캐비티
22 … 가이드 23 … 공급용 캐비티
31, 35 … 중량계 32 … 합금분말
33 … 공급호퍼 331 … 그리드 부재
332 … 가스 흡인-취입 파이프 34 … 푸셔
341 … 압판

Claims (6)

  1. 몰드의 몰드 캐비티에 NdFeB계 합금분말을 3.0 ~ 4.2g/㎤ 내의 소정의 충전밀도로 충전하고, 이 합금분말을 이 몰드 캐비티에 충전한 채로 자계배향(磁界配向)과 소결(燒結)을 행함으로써, 소망의 형상과 치수를 가지는 NdFeB계 소결자석을 제조하는 NdFeB계 소결자석 제조장치에 있어서,
    a) 상기 합금분말을 충전하기 전의 상기 몰드의 중량을 측정하는 제1 중량측정수단과,
    b) 상기 몰드에 상기 몰드 캐비티를 확장하도록 가이드를 마련함으로써, 소정의 용적의 공급용 캐비티를 형성하는 공급용 캐비티 형성수단과,
    c) 합금분말을, 공급밀도를 조정하면서 상기 공급용 캐비티 내의 용적과 동일한 용량이 되도록 이 공급용 캐비티에 공급하는 공급수단과,
    d) 상기 공급용 캐비티 내에 공급된 합금분말을 상기 몰드 캐비티 내에 밀어 넣고, 상기 충전밀도까지 고밀도화시키는 고밀도화 수단과,
    e) 상기 고밀도화 수단에 의해 합금분말이 충전된 후의 몰드의 중량을 측정하는 제2 중량측정수단과,
    f) 상기 제1 중량측정수단과 상기 제2 중량측정수단의 각각의 측정값의 차이로부터 상기 몰드 캐비티에 충전된 합금분말의 중량을 산출하고, 이 산출된 중량에 근거하여 상기 공급수단에 의한 합금분말의 공급동작의 피드백 제어를 행하는 제어수단을 가지는 것을 특징으로 하는 NdFeB계 소결자석 제조장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 공급수단이 가스 탭핑(tapping)을 이용하는 것인 것을 특징으로 하는 NdFeB계 소결자석 제조장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어수단이 상기 가스 탭핑의 압력, 탭핑 주기, 탭핑 회수 중 적어도 1개를 제어하는 것을 특징으로 하는 NdFeB계 소결자석 제조장치.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고밀도화 수단이 기계적 탭핑 또는 푸셔(pusher)를 이용하는 것인 것을 특징으로 하는 NdFeB계 소결자석 제조장치.
  5. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고밀도화 수단에 의해 고밀도화시킨 후의 합금분말의 밀도가 3.5 ~ 4.0g/㎤의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 NdFeB계 소결자석 제조장치.
  6. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어수단이 상기 제1 중량측정수단에서 취득한 몰드의 중량의 측정값에 근거하여 이 몰드의 이상(異常) 판정을 행하는 것을 특징으로 하는 NdFeB계 소결자석 제조장치.
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