KR101883780B1 - Fe계 자성 합금 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Fe계 자성 합금 및 이의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101883780B1
KR101883780B1 KR1020170119547A KR20170119547A KR101883780B1 KR 101883780 B1 KR101883780 B1 KR 101883780B1 KR 1020170119547 A KR1020170119547 A KR 1020170119547A KR 20170119547 A KR20170119547 A KR 20170119547A KR 101883780 B1 KR101883780 B1 KR 101883780B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
magnetic alloy
alloy
present
based magnetic
emu
Prior art date
Application number
KR1020170119547A
Other languages
English (en)
Inventor
이민하
오혜령
김송이
김휘준
Original Assignee
한국생산기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국생산기술연구원 filed Critical 한국생산기술연구원
Priority to KR1020170119547A priority Critical patent/KR101883780B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101883780B1 publication Critical patent/KR101883780B1/ko

Links

Images

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
    • H01F1/12—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 soft-magnetic materials
    • H01F1/14—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 soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/153—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C45/00—Amorphous alloys
    • C22C45/02—Amorphous alloys with iron as the major constituent
    • 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
    • H01F1/12—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 soft-magnetic materials
    • H01F1/14—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 soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147—Alloys characterised by their composition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0206—Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
    • H01F41/0246—Manufacturing of magnetic circuits by moulding or by pressing powder

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Abstract

본 발명은 Fe계 자성 합금으로서, 중량%로, B: 2~4 %, P: 4 % 이하, N: 0.15 % 이하, Hf: 2~5 %, C: 0.5~1.5 %, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 비정질상과 나노결정상을 모두 포함하는 Fe계 자성 합금에 관한 것이다.
본 발명에 따른 Fe계 자성 합금은 우수한 자기적 특성을 갖는 Fe계 자성 합금으로, 전자기기의 소형화 및 고효율화에 부응할 수 있는 자기적 특성을 보유할 수 있으며, Fe계 자성 합금에 포함된 N의 함량, 비정질상의 vol.% 및 P과 N의 총 함량에 따라 다양한 범위의 자화값(M)을 가져 사용 용도에 따라 적용할 수 있다.

Description

Fe계 자성 합금 및 이의 제조 방법{FE-BASED MAGNETIC ALLOY AND PREPARING METHOD THEREOF}
본 발명의 기술적 사상은 Fe계 자성 합금에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 상기 Fe계 자성 합금에 포함된 N의 함량, 비정질상의 vol.% 및 P과 N의 총 함량에 따라 우수한 자기적 특성을 갖는 Fe계 자성 합금에 관한 것이다.
대부분의 금속 합금은 액상으로부터 응고 시 원자의 배열이 규칙적인 결정상이 형성된다. 그러나 응고 시 냉각속도가 임계 값 이상으로 충분히 커서 결정상의 핵 생성 및 성장이 제한되어 질 수 있다면, 액상의 불규칙적인 원자 구조가 그대로 고상으로 유지될 수 있다. 이와 같은 합금을 통상 비정질 합금(amorphous alloy) 혹은 금속기 비정질(metallic glass)이라 칭한다. 비정질 금속재료는 원자 구조 배열의 성질에 의해 결정질 금속재료보다 훨씬 더 높은 인장강도를 가지며, 인성 및 내식성 등 우수한 특성을 가진다.
철계 비정질 연자성 재료는 단가가 낮고, 포화자화(Saturation Magnetization)가 높고, 보자력(Coercivity)이 낮고, 투자율(Permeability)이 높은 특성 때문에 개발이 다양하게 이루어지고 있다. 이에 따라, 뛰어난 기계적 특성과 동시에 전자기기의 소형화 및 고효율화에 부응할 수 있는 우수한 자기적 특성 보유한 Fe계 자성 합금 기술의 개발이 필요한 실정이다.
1. 대한민국 등록특허 제10-0262205호 2. 대한민국 등록특허 제10-0561891호
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는, 우수한 자기적 특성을 가지는 Fe계 자성 합금으로 전자기기의 소형화 및 고효율화에 부응할 수 있는 자성 특성 보유하는 Fe계 자성 합금을 제공하는데 것이다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는, 우수한 자기적 특성을 갖는 Fe계 자성 합금 분말의 제조방법을 제공하는데 것이다.
그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 Fe계 자성 합금은 중량%로, B: 2~4 %, P: 4 % 이하(0% 제외), N: 0.15 % 이하(0% 제외), Hf: 2~5 %, C: 0.5~1.5 %, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 비정질상과 나노결정상을 모두 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 중량%로, N: 0.1 % 이하(0% 제외) 를 포함하고, 자화값(M)이 170 내지 240 emu/g 일 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 중량%로, N: 0.005~0.08 % 를 포함하고, 자화값(M)이 190 내지 240 emu/g 일 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 중량%로, N: 0.01~0.06 % 를 포함하고, 자화값(M)이 210 내지 240 emu/g 일 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 Fe계 자성 합금은 비정질상이 85 vol% 이상 100 vol.% 미만이고, 자화값(M)이 170 내지 240 emu/g 일 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 Fe계 자성 합금은 비정질상이 87 내지 97 vol.%이고, 자화값(M)이 190 내지 240 emu/g 일 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 자성 합금은 P과 N 함량의 합이 3 중량% 이하이고, 자화값(M)이 170 내지 240 emu/g 일 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 자성 합금은 P과 N 함량의 합이 2.5 중량% 이하이고, 자화값(M)이 190 내지 240 emu/g 일 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 Fe계 자성 합금 제조방법은 Fe계 자성 합금 재료를 용해하여 모합금을 제조하는 단계, 질화철(Fe Nitride) 분말을 소결하여 벌크화하는 단계 및 상기 모합금에 상기 벌크 질화철을 배합하고 급속응고법(melt spinning)을 통하여 리본을 제조하는 단계를 포함하여, 중량%로, B: 2~4 %, P: 4 % 이하(0% 제외), N: 0.15 % 이하(0% 제외), Hf: 2~5 %, C: 0.5~1.5 %, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 비정질상과 나노결정상을 모두 포함하는 합금을 제조할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 Fe계 자성 합금은 우수한 자기적 특성을 가질 수 있다.
또한 본 발명에 따른 Fe계 자성 합금은 전자기기의 소형화 및 고효율화에 부응할 수 있는 자성 특성 보유할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 Fe계 자성 합금에 포함된 N의 함량, 비정질상의 vol.% 및 P과 N의 총 함량에 따라 다양한 범위의 자화값(M)을 가져 사용 용도에 따라 적용할 수 있다.
상술한 본 발명의 효과들은 예시적으로 기재되었고, 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 발명의 일 실시예에 따라 제조된 합금의 미세조직 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 합금의 N 함량(wt%)에 따른 자화값 평균(M-avg)을 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 합금의 비정질분율(vol.%)에 따른 자화값 평균(M-avg)을 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 사상은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 Fe계 자성 합금은 중량%로, B: 2~4 %, P: 4 % 이하(0% 제외), N: 0.15 % 이하(0% 제외), Hf: 2~5 %, C: 0.5~1.5 %, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 비정질상과 나노결정상을 모두 포함할 수 있다.
상기 Fe는 본 발명에 따른 자성 합금에 해당하게 하는 핵심 원소로서, 특히, Fe 원소를 85 내지 95 wt% 포함하여 합금의 연자성 특성 및 우수한 자기적 특성을 확보할 수 있다. 단. Fe 원소가 85 wt% 미만에서는 포화자속밀도가 저하한다. 저비용의 Fe 이 주성분인 합금조성으로 우수한 자기적 특성을 갖는 합금을 낮은 가격으로 제조할 수 있다.
상기 B는 첨가되어 내마모성을 증가시키고, 결정질-비정질 변태를 결정하는 역할을 한다. B의 함량이 본 발명에 따른 합금용 조성물에서 2 wt% 미만일 경우 상기와 같은 보론 첨가 효과를 충분히 발휘할 수 없고, 4 wt%를 초과할 경우에는 과다 보론 함유로 인한 Fe계 비정질 합금의 취성이 증가되어 내충격성이 저하되는 문제점이 있다. B은 Fe에 비해 원자반경이 32% 작기 때문에 첨가량이 증가할수록 합금계의 액상온도를 저하시키면서 비정질 형성능이 증가하고, 4 wt% 초과할 경우는 Fe2B, Fe23B6 등의 결정상이 석출되어 비정질 형성능이 감소한다.
또한, 상기 P 역시 비정질을 형성하는 핵심 원소로서, 합금의 성형성을 저하시키지 않으면서 강도를 향상시키는 역할을 한다. 첨가량이 4 wt% 를 초과할 경우 강도 상승에도 불구하고, Fe계 비정질 합금의 취성이 급격히 증가할 수 있다. 특히, 5 wt% 이상에서 열적안정성의 저하가 문제되므로 P의 첨가량은 4 wt% 이하(0% 제외)가 더욱 바람직하다.
상기 Hf 를 2 wt% 이상을 포함하여 합금의 연자성 특성을 향상시킬 수 있으며, 6 wt% 이상에서 열적안정성의 저하가 문제되므로 2 내지 5 wt% 가 바람직하다.
상기 C는 합금 내에서 침입형 고용 강화(interstitial solid solution hardening) 효과를 나타내고, Fe에 비해 원자반경이 47% 작기 때문에 첨가량이 증가할수록 합금계의 액상온도를 저하시키면서 비정질 형성능이 증가한다. 반면에 C가 0.5 wt% 미만에서는 원하는 비정질 형성능을 얻을 수 없고, 첨가량이 1.5 wt%를 초과하는 경우 취성이 강하여 내충격성이 현저히 저하되는 문제점이 있어 0.5 내지 1.5 wt% 첨가가 바람직하다. 상기 C를 0.5 내지 1.5 wt%를 포함하여 적정 비정질 형성능(Glass-forming ability, GFA)의 합금 제조할 수 있다.
상기 N은 철과 함께 자성 특성을 향상시킬 수 있어 상기 N을 0.15 wt% 이하(0% 제외) 포함하여 핵생성을 조장하고 낮은 냉각속도로 결정을 성장시킬 수 있는 동시에 자성특성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 Fe계 자성 합금은 중량%로, N: 0.1 % 이하(0% 제외) 를 포함할 수 있다. 이 경우, 170 내지 240 emu/g 범위의 자화값(M)을 가진다. 바람직하게는 중량%로, P: 3 % 이하(0% 제외) 및 Hf: 3~4 % 를 포함할 수 있다.
또한, 중량%로, N: 0.005~0.08 % 를 포함할 수 있다. 이 경우, 190 내지 240 emu/g 범위의 자화값(M)을 가진다. 바람직하게는 중량%로, P: 2.5 % 이하(0% 제외)를 포함할 수 있다.
특히, 중량%로, N: 0.01~0.06 % 를 포함할 수 있다. 이 경우, 210 내지 240 emu/g 범위의 자화값(M)을 가진다. 바람직하게는 중량%로, P: 2 % 이하(0% 제외)를 포함할 수 있다.
이와 같이 상기 자성 합금에 포함된 N 함량에 따라 자성 특성 향상에 영향을 주며, 0.01~0.06 중량%의 N를 포함하는 경우, 210 내지 240 emu/g 범위의 자화값(M)을 가져 우수한 자기적 특성을 나타낸다.
본 발명에 따른 Fe계 자성 합금은 비정질상과 나노결정상을 모두 포함할 수 있다. 특히 상기 Fe계 자성 합금은 비정질 기지 내에 나노미터 크기의 결정상이 부분결정화 된 비정질 기지 복합재일 수 있다. 나노 결정상이 부분결정화된 비정질 기지 복합재는 뛰어난 기계적 특성과 우수한 자기적 성질을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 Fe계 자성 합금은 비정질상이 85 vol% 이상 100 vol.% 미만인 것이 바람직하다. 이 경우, 170 내지 240 emu/g 범위의 자화값(M)을 가진다. 또한, 상기 Fe계 자성 합금은 비정질상이 87 내지 97 vol.%인 것이 바람직하다. 이 경우, 190 내지 240 emu/g 범위의 자화값(M)을 가진다. 이와 같이 상기 자성 합금의 비정질상 vol.%가 자성 특성 향상에 영향을 주며, 90vol.%의 비정질상 및 10vol.% 나노결정을 가질 때 220 내지 240 emu/g 범위의 자화값(M)을 가져 우수한 자기적 특성을 나타낸다.
본 발명에 따른 Fe계 자성 합금은 P과 N 함량의 합이 3 중량% 이하가 바람직하다. 이 경우, 170 내지 240 emu/g 범위의 자화값(M)을 가진다. 또한, 상기 자성 합금은 P과 N 함량의 합이 2.5 중량% 이하인 것이 바람직하며, 190 내지 240 emu/g 범위의 자화값(M)을 가진다. 이와 같이 상기 자성 합금의 P과 N 총 중량%이 자성 특성 향상에 영향을 주며, P과 N 함량의 합이 2 중량% 이하에서 최대 자화값(M)을 가질 수 있다.
위와 같이 본 발명에 따른 Fe계 자성 합금을 포함할 수 있으며, 인덕터 또는 트렌스포머 등에 사용될 수 있으며, 기존의 Fe-Si-Al계 합금보다 투자율이 높고, 철손이 낮아 이를 대체할 수 있다. 높은 자화값을 가져 전자기기의 소형화 및 고효율화에 부응할 수 있는 자기적 특성을 가진다.
본 발명에 따른 Fe계 자성 합금 제조방법은 Fe계 자성 합금 재료를 용해하여 모합금을 제조하는 단계, 질화철(Fe Nitride) 분말을 소결하여 벌크화하는 단계 및 상기 모합금에 상기 벌크 질화철을 배합하고 급속응고법(melt spinning)을 통하여 리본을 제조하는 단계를 포함하여, 중량%로, B: 2~4 %, P: 4 % 이하(0% 제외), N: 0.15 % 이하(0% 제외), Hf: 2~5 %, C: 0.5~1.5 %, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 비정질상과 나노결정상을 모두 포함하는 합금을 제조할 수 있다.
상기 Fe계 자성 합금은 리본 형상일 수 있으며, 상기 Fe계 자성 합금 제조방법은 모합금 제조단계, 벌크 질화철 제조 단계 및 리본 제조 단계를 포함한다.
상기 모합금 제조단계는 Fe계 자성 합금 재료를 용해하여 모합금을 제조하는 단계이다. 용탕을 형성하기 위하여, 상기 자성 합금 조성물을 용융 도가니 내부로 장입시키고, 용융 도가니 내부의 온도를 1500℃ 이상으로 높여 용탕을 형성한다.
상기 벌크 질화철 제조 단계는 질화철(Fe Nitride) 분말을 소결하여 벌크화하는 단계이다. 분말 질소를 첨가하는 경우, 질소가 분산되어 날아갈 수 있으나, 벌크 질화철을 제조하여 용해하여 필요량의 질소 첨가가 가능하다.
상기 리본 제조 단계는 상기 모합금에 상기 벌크 질화철을 배합하고 급속응고법(melt spinning)을 통하여 리본을 제조하는 단계이다. 상기 리본 제조 단계는 상기 모합금 및 상기 벌크 질화철을 배합하여 급속응고법(melt spinning)을 통하여 리본을 제조하는 단계이다. 2500 내지 3500rpm으로 폭 2~3mm의 리본을 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 자성 합금은 170 내지 240 emu/g 범위의 자화값(M)을 가진다. 이와 같이, 높은 자화값을 가져 전자기기의 소형화 및 고효율화에 부응할 수 있는 자기적 특성을 보유할 수 있다. 또한 상기 자성 합금에 포함된 N의 함량, 비정질상의 vol.% 및 P과 N의 총 함량에 따라 다양한 범위의 자화값(M)을 가져 사용 용도에 따라 적용가능한 장점이 있다.
이하, 실시예 및 실험예를 통하여 본 발명 과정의 세부 사항을 설명하고자 한다.
표 1은 질소를 포함하지 않은 Fe-B-P-Hf-C 합금 및 본 발명의 일 실시예에 따른 우수한 자기적 특성을 갖는 Fe-B-P-N-Hf-C 합금의 조성을 나타낸 표이다.
아래 표1과 같은 합금 조성을 가진 합금을 진공 arc 용해로를 통해 용해하여 모합금을 제조하고, 상기 모합금을 melt spinning(급속 응고법)을 활용하여 리본을 제조(ribbon의 폭 2~3mm) 하였다.
구분 B P N Hf C
비교예 1 2.91 3.21 0 3.7 1
비교예 2 2.92 2.58 0.0024 3.72 1
실시예 1 2.94 1.94 0.0064 3.72 1
실시예 2 2.95 1.3 0.0205 3.74 1
실시예 3 2.96 0.65 0.0164 3.75 1
실시예 4 2.92 2.58 0.0921 3.72 1
실시예 5 2.95 1.3 0.0704 3.73 1
실시예 6 2.96 0.65 0.0779 3.75 1
도 1은 발명의 일 실시예에 따라 제조된 합금의 미세조직 사진으로 각각 (a) 리본 합금의 [Ⅰ] 비정질 영역 [Ⅱ] 결정상 (b) 비정질 영역 이미지, (c) 비정질 영역 회절패턴, (d) 결정상 이미지, (e) 결정상 회절패턴, (f) 결정상 고해상도 이미지 이다.
도 1과 같이, 발명의 일 실시예에 따라 제조된 합금의 비정질 기지 내의 결정상은 나노결정립으로 확인되며, 비정질 기지 내에 나노미터 크기의 결정상이 부분결정화 된 비정질 기지 복합재는 뛰어난 기계적 특성과 우수한 자기적 성질을 가질 수 있다.
표 2는 제조된 합금의 특성치(N 함량(ppm), 비정질분율(vol.%), N+P 함량(wt%), 자화값(emu/g)의 최대, 최소 및 평균)를 나타낸 표이다.
구분 N
(ppm)		 Amorphous fraction
(vol.%)		 N+P
(wt%)		 M-max
(emu/g)		 M-min
(emu/g)		 M-ave
(emu/g)
비교예 1 0 100 3.21 152.93 141.86 147.395
비교예 2 24 100 2.58 168.2 167.93 168.065
실시예 1 64 93.4 1.95 196.05 195.98 196.015
실시예 2 205 93.3 1.32 217.05 213.75 215.4
실시예 3 164 90.85 0.67 232.2 225.04 228.62
실시예 4 921 85.63 2.67 179.67 175.02 177.345
실시예 5 704 94.21 1.37 205.95 200.4 203.175
실시예 6 779 95.83 0.73 209.74 197.83 203.785
본 발명에 따른 Fe계 자성 합금은 중량%로, B: 2~4 %, P: 4 % 이하(0% 제외), N: 0.15 % 이하(0% 제외), Hf: 2~5 %, C: 0.5~1.5 %, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함한다.
특히, 중량%로, N: 0.1 % 이하(0% 제외) 를 포함하는 경우, 170 내지 240 emu/g 범위의 자화값(M)을 가지고, N: 0.005~0.08 % 를 포함하는 경우, 190 내지 240 emu/g 범위의 자화값(M)을 가지며, N: 0.005~0.08 % 를 포함하는 경우, 210 내지 240 emu/g 범위의 자화값(M)을 가진다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 합금의 N 함량(wt%)에 따른 자화값 평균(M-avg)을 나타낸 그래프이다. 이와 같이 상기 자성 합금에 포함된 N 함량이 자성 특성 향상에 영향을 주며, 0.01~0.06 중량%의 N를 포함하는 경우 최대 자화값(M)을 가질 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 합금의 비정질분율(vol.%)에 따른 자화값 평균(M-avg)을 나타낸 그래프이다. 본 발명에 따른 Fe계 자성 합금은 비정질상과 나노결정상을 모두 포함할 수 있다. 특히, 상기 Fe계 자성 합금의 비정질상이 85 vol% 이상 100 vol.% 미만인 경우, 170 내지 240 emu/g 범위의 자화값(M)을 가지고, 비정질상이 87 내지 97 vol.%인 경우, 190 내지 240 emu/g 범위의 자화값(M)을 가질 수 있다.
이와 같이 상기 자성 합금의 비정질상 vol.%가 자성 특성 향상에 영향을 주며, 90vol.%의 비정질상 및 10vol.% 나노결정을 가질 때 최대 자화값(M)을 가질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 Fe계 자성 합금은 P과 N 함량의 합이 3 중량% 이하인 경우, 170 내지 240 emu/g 범위의 자화값(M)을 가지고, 상기 자성 합금은 P과 N 함량의 합이 2.5 중량% 이하인 경우, 190 내지 240 emu/g 범위의 자화값(M)을 가진다.
상기 P과 N 함량의 합이 3 중량%을 초과하는 비교예의 경우 140 내지 155 emu/g 범위의 자화값(M)을 가져 필요한 자기적 특성을 가질 수 없다. 이와 같이 상기 자성 합금의 P과 N 총 중량%이 자성 특성 향상에 영향을 주며, P과 N 함량의 합이 2 중량% 이하에서 최대 자화값(M)을 가지는 것으로 확인되었다.
본 발명에 따른 자성 합금은 170 내지 240 emu/g 의 높은 자화값을 가져 전자기기의 소형화 및 고효율화에 부응할 수 있는 자기적 특성을 보유할 수 있다. 또한 상기 자성 합금에 포함된 N의 함량, 비정질상의 vol.% 및 P과 N의 총 함량에 따라 다양한 범위의 자화값(M)을 가져 사용 용도에 따라 적용가능한 장점이 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 기술적 사상이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명의 기술적 사상이 속하는 기술 분야 에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

Claims (9)

  1. 중량%로, B: 2~4 %, P: 4 % 이하(0% 제외), N: 0.15 % 이하(0% 제외), Hf: 2~5 %, C: 0.5~1.5 %, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며,
    비정질상이 85 vol% 이상 100 vol.% 미만이고, 자화값(M)이 170 내지 240 emu/g 인, 비정질상과 나노결정상을 모두 포함하는 Fe계 자성 합금.
  2. 제1항에 있어서,
    중량%로, N: 0.1 % 이하(0% 제외) 를 포함하고, 자화값(M)이 170 내지 240 emu/g 인 Fe계 자성 합금.
  3. 제1항에 있어서,
    중량%로, N: 0.005~0.08 % 를 포함하고, 자화값(M)이 190 내지 240 emu/g 인 Fe계 자성 합금.
  4. 제1항에 있어서,
    중량%로, N: 0.01~0.06 % 를 포함하고, 자화값(M)이 210 내지 240 emu/g 인 Fe계 자성 합금.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 Fe계 자성 합금은 비정질상이 87 내지 97 vol.%이고, 자화값(M)이 190 내지 240 emu/g 인 Fe계 자성 합금.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 자성 합금은 P과 N 함량의 합이 3 중량% 이하이고, 자화값(M)이 170 내지 240 emu/g 인 Fe계 자성 합금.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 자성 합금은 P과 N 함량의 합이 2.5 중량% 이하이고, 자화값(M)이 190 내지 240 emu/g 인 Fe계 자성 합금.
  9. 삭제
KR1020170119547A 2017-09-18 2017-09-18 Fe계 자성 합금 및 이의 제조 방법 KR101883780B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170119547A KR101883780B1 (ko) 2017-09-18 2017-09-18 Fe계 자성 합금 및 이의 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170119547A KR101883780B1 (ko) 2017-09-18 2017-09-18 Fe계 자성 합금 및 이의 제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101883780B1 true KR101883780B1 (ko) 2018-08-01

Family

ID=63227556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170119547A KR101883780B1 (ko) 2017-09-18 2017-09-18 Fe계 자성 합금 및 이의 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101883780B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114945696A (zh) * 2020-01-16 2022-08-26 可隆工业株式会社 复合材料

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100262205B1 (ko) 1995-01-13 2000-07-15 에모또 간지 연자기특성이 우수한 저붕소 비정질 합금
KR100561891B1 (ko) 2002-09-11 2006-03-16 알프스 덴키 가부시키가이샤 비정질 연자성 합금분말 및 이를 이용한 압분 코어와 전파흡수체
KR20170045995A (ko) * 2015-10-20 2017-04-28 엘지이노텍 주식회사 연자성 합금

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100262205B1 (ko) 1995-01-13 2000-07-15 에모또 간지 연자기특성이 우수한 저붕소 비정질 합금
KR100561891B1 (ko) 2002-09-11 2006-03-16 알프스 덴키 가부시키가이샤 비정질 연자성 합금분말 및 이를 이용한 압분 코어와 전파흡수체
KR20170045995A (ko) * 2015-10-20 2017-04-28 엘지이노텍 주식회사 연자성 합금

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114945696A (zh) * 2020-01-16 2022-08-26 可隆工业株式会社 复合材料
CN114945696B (zh) * 2020-01-16 2024-07-23 可隆工业株式会社 复合材料

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6181346B2 (ja) 合金組成物、Ｆｅ基ナノ結晶合金及びその製造方法、並びに磁性部品
US6053989A (en) Amorphous and amorphous/microcrystalline metal alloys and methods for their production
JP4863377B2 (ja) サマリウム−鉄系永久磁石材料
JP5916983B2 (ja) 合金組成物、Ｆｅ基ナノ結晶合金及びその製造方法、並びに磁性部品
KR20200049641A (ko) 연자성 합금 분말, 압분 자심, 자성 부품 및 전자 기기
JP5059035B2 (ja) 高弾性・恒弾性合金及びその製造法並びに精密機器
KR101883780B1 (ko) Fe계 자성 합금 및 이의 제조 방법
CN108475567B (zh) 合金组合物、磁性材料、粘结磁体及其制造方法
CN105755345A (zh) 一种具有磁场可控变形的稀土磁性材料及其制备方法
KR101783553B1 (ko) 질소가 첨가된 비정질 연자성 합금 및 이의 제조 방법
US11651879B2 (en) Fe-based soft magnetic alloy and method for manufacturing the same
KR101473763B1 (ko) 연자성 비정질 합금 및 이의 제조방법
KR102614171B1 (ko) 하이엔트로피 합금
KR101562830B1 (ko) 철계 연자성 나노 결정질상을 포함하는 복합소재 및 이의 제조방법
KR20220087349A (ko) 고강도 중엔트로피 합금 및 이의 제조방법
KR101708114B1 (ko) 비정질 연자성 합금
JP2021134374A (ja) Ｆｅ基アモルファス合金及びその製造方法
KR20220100037A (ko) 적층 제조용 금속 분말
CN114008728A (zh) 钐铁氮系磁性材料
KR20240080854A (ko) 철계 비정질 연자성 합금
KR102723485B1 (ko) 연자성 비정질 합금 및 이의 제조방법
KR102202259B1 (ko) 편상 흑연 주철, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 카운터 웨이트
JP6376840B2 (ja) 永久磁石材料及びその製造方法
KR20240018015A (ko) 연자성 비정질 합금 및 이의 제조방법
JP3380575B2 (ja) Ｒ−Ｂ−Ｆｅ系鋳造磁石

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant