KR102154588B1 - A magnet of Nd-Fe-B system comprising organic binder - Google Patents
A magnet of Nd-Fe-B system comprising organic binder Download PDFInfo
- Publication number
- KR102154588B1 KR102154588B1 KR1020190015916A KR20190015916A KR102154588B1 KR 102154588 B1 KR102154588 B1 KR 102154588B1 KR 1020190015916 A KR1020190015916 A KR 1020190015916A KR 20190015916 A KR20190015916 A KR 20190015916A KR 102154588 B1 KR102154588 B1 KR 102154588B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- organic binder
- magnet
- powder
- methyl cellulose
- present
- Prior art date
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
- H01F1/032—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 hard-magnetic materials
- H01F1/04—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 hard-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/047—Alloys characterised by their composition
- H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
- H01F1/0533—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals in a bonding agent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/04—Oxygen-containing compounds
- C08K5/09—Carboxylic acids; Metal salts thereof; Anhydrides thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/04—Oxygen-containing compounds
- C08K5/09—Carboxylic acids; Metal salts thereof; Anhydrides thereof
- C08K5/098—Metal salts of carboxylic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/54—Silicon-containing compounds
- C08K5/541—Silicon-containing compounds containing oxygen
- C08K5/5415—Silicon-containing compounds containing oxygen containing at least one Si—O bond
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L1/00—Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
- C08L1/08—Cellulose derivatives
- C08L1/26—Cellulose ethers
- C08L1/28—Alkyl ethers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L91/00—Compositions of oils, fats or waxes; Compositions of derivatives thereof
- C08L91/06—Waxes
-
- 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
- H01F1/032—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 hard-magnetic materials
- H01F1/04—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 hard-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/047—Alloys characterised by their composition
- H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
- H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
- H01F1/057—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
- H01F1/0571—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes
-
- 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
- H01F1/032—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 hard-magnetic materials
- H01F1/04—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 hard-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/06—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 hard-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder
- H01F1/08—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 hard-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together
- H01F1/083—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 hard-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together in a bonding agent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
Abstract
본 발명은 Nd계 분말; 커플링제(coupling agent); 및 유기바인더를 포함하며, 상기 유기바인더는 메틸 셀룰로오스(Methyl Cellulose) 계인 것을 특징으로 하는 Nd 계 자석에 관한 것으로, 자성분말의 자기적 특성 저하를 최소화할 수 있고, 성형성이 우수한 열가소성 수지를 사용하면서도 우수한 내열성을 발휘하며, 제조공정의 단순화를 도모할 수 있는 본드자석을 용이하게 제조할 수 있는 효과가 있다.The present invention is an Nd-based powder; Coupling agents; And an organic binder, wherein the organic binder relates to an Nd-based magnet, characterized in that the organic binder is based on methyl cellulose, which can minimize deterioration of magnetic properties of the magnetic powder and uses a thermoplastic resin having excellent moldability. While exhibiting excellent heat resistance, there is an effect of being able to easily manufacture a bonded magnet that can simplify the manufacturing process.
Description
본 발명은 유기바인더를 포함하는 Nd 계 자석에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자성분말의 자기적 특성 저하를 최소화할 수 있고, 성형성이 우수한 유기바인더를 포함하는 Nd 계 자석에 관한 것이다.The present invention relates to an Nd-based magnet including an organic binder, and more particularly, to an Nd-based magnet including an organic binder that can minimize magnetic properties of magnetic powder and has excellent formability.
일반적으로 영구자석은 외부인가 자장을 제거하여도 재료 내에서 자장을 보유하는 재료로써, 모터, 제네레이터 및 전자기기 등에 필수적으로 사용된다.In general, a permanent magnet is a material that retains a magnetic field in a material even when an external magnetic field is removed, and is essentially used in motors, generators, and electronic devices.
특히 부가가치가 높고 여러산업에서 응용되는 비디오레코더, 컴퓨터 디스크드라이브, 전기모터 등에 적용되는 영구자석은 최종제품의 품질과 성능에 결정적인 영향을 미치게 된다.In particular, permanent magnets that have high added value and are applied to video recorders, computer disk drives and electric motors that are applied in various industries have a decisive influence on the quality and performance of the final product.
종래 영구자석을 제조하는 합금으로는 Alnico계 및 Ferrite계가 주종을 이루며 사용되어 왔으나 최근에는 전자, 통신, 기계부품의 소형화 및 고성능화가 추진됨에 따라 자기적 특성이 우수한 네오디뮴-철-붕소(Nd-Fe-B)계 재료가 자석에 널리 사용되고 있다.Conventionally, Alnico-based and Ferrite-based alloys have been mainly used as alloys for producing permanent magnets, but in recent years, as electronic, communication, and mechanical parts have been miniaturized and high-performance, neodymium-iron-boron (Nd-Fe) has excellent magnetic properties. -B)-based materials are widely used for magnets.
상기 네오디뮴-철-붕소(Nd-Fe-B)계 자석은 1982년 일본의 스미토모 특수 금속에서 개발하여 상업화한 자석으로 최대 자기 에너지가 가장 큰 강력한 영구 자석이다. The neodymium-iron-boron (Nd-Fe-B)-based magnet was developed and commercialized by Sumitomo Special Metals in Japan in 1982, and is a powerful permanent magnet with the largest magnetic energy.
한편, 최근 국내외 가전업체에서는 에너지 고효율 제품을 개발하여 시장에 출시함으로써 소비자들의 에너지 비용을 줄이는데 많은 기여를 하고 있다. 특히, 가정용 냉장고, 김치냉장고, 업소용 냉장고 등의 대형화에 따라 소비 전력을 최소로 하기 위한 연구개발이 활발히 진행되고 있다. Meanwhile, domestic and overseas home appliance companies are contributing a lot to reducing the energy cost of consumers by developing energy-efficient products and putting them on the market. In particular, research and development for minimizing power consumption are being actively conducted with the increase in size of household refrigerators, kimchi refrigerators, and commercial refrigerators.
특히, 이들 제품에 들어있는 냉기를 순환시키는 장치로 Brushless DC electric motor의 팬모터를 사용하고 있는데 이러한 냉장고용 팬모터의 경우 냉장고의 소비전력을 2.5W이하로 낮출 수 있는 고효율의 냉장고를 상용화하는데 중요한 역할을 하고 있다. In particular, a fan motor of a brushless DC electric motor is used as a device to circulate the cool air contained in these products. In the case of such a fan motor for refrigerators, it is important to commercialize a high-efficiency refrigerator that can reduce the power consumption of the refrigerator to less than 2.5W. Is playing a role.
하지만 최근의 가전업체에서는 소비전력을 2W이하인 냉장고를 상용화하기 위한 연구개발이 활발히 진행중에 있으며, 이 때문에 BLDC 팬모터에 대한 기능 및 핵심부품에 대한 중요성이 더욱 더 높아지고 있는 실정이다.However, recent home appliance companies are actively conducting research and development to commercialize refrigerators with less than 2W power consumption, and for this reason, the importance of functions and core parts for BLDC fan motors is increasing.
상기와 같이 냉장고에 적용되는 냉기 순환용 모터로써 고효율 BLDC 팬모터가 적용되는데 핵심부품은 자성분말과 유기바인더가 혼합된 본드자석이 적용되고 있다. As described above, a high-efficiency BLDC fan motor is applied as a cold air circulation motor applied to a refrigerator, and a bonded magnet in which a magnetic powder and an organic binder are mixed is applied as a core component.
현재 사용 및 제조되고 있는 본드자석은 내식성 및 내구성이 강한 Ferrite를 주성분으로 하는 고체타입의 본드자석이 현재 사용되고 있으나 Nd 계의 희토류자성분말을 사용함으로써 모터의 소형화, 고효율화에 따른 소비전력의 감소가 실현되기 때문에 2 W이하의 소비전력을 구현하기 위해서는 자기적 특성이 우수한 희토류자성분말이 포함된 본드자석의 개발이 필수적이다. Bond magnets currently being used and manufactured are solid-type bond magnets with ferrite as the main component, which has strong corrosion resistance and durability, but by using Nd-based rare earth magnetic powder, the reduction of power consumption due to miniaturization and high efficiency of the motor is realized. Therefore, it is essential to develop a bonded magnet containing rare earth magnetic powder with excellent magnetic properties in order to realize power consumption of 2 W or less.
하지만 현재 국내에서는 Ferrite와 유기바인더의 결합기술은 일부 기업들이 확보하여 생산하고 있으나, 희토류 자성분말과 유기바인더가 혼합된 본드자석의 개발은 전무하여 전량 일본의 TODA사의 제품에 의존하고 있는 실정이다. However, in Korea, some companies have secured and produced the bonding technology of ferrite and organic binders in Korea, but there is no development of bond magnets in which rare-earth magnetic powder and organic binders are mixed, so they are entirely dependent on the products of TODA in Japan.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 고이방성 희토류 본드자석의 유기바인더 제어기술을 바탕으로 BLDC 팬 모터용 희토류 본드자석을 제공하는데 그 목적이 있다.An object to be solved by the present invention is to provide a rare earth bonded magnet for a BLDC fan motor based on an organic binder control technology of a highly anisotropic rare earth bonded magnet.
또한, 본 발명은 고특성 균등자속을 만들기 위한 금형의 자기회로 최적화 하여 이를 냉장고 팬모터에 적용함으로써 2W 이하의 소비전력을 구현할 수 있는 에너지 고효율의 냉장고제품에 상용화하는데 그 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to optimize a magnetic circuit of a mold for making a high characteristic uniform magnetic flux and apply it to a refrigerator fan motor, thereby commercializing it in an energy-efficient refrigerator product capable of realizing power consumption of 2W or less.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 지적된 문제점을 해결하기 위해서 본 발명은 Nd계 분말; 커플링제(coupling agent); 및 유기바인더를 포함하며, 상기 유기바인더는 메틸 셀룰로오스(Methyl Cellulose) 계인 것을 특징으로 하는 Nd 계 자석을 제공한다.In order to solve the above-noted problems, the present invention includes an Nd-based powder; Coupling agents; And an organic binder, wherein the organic binder is a methyl cellulose-based magnet.
또한, 본 발명은 상기 유기바인더는 상기 Nd 계 자석(본드 자석) 100 질량% 대비 8 내지 10 질량%인 것을 특징으로 하는 Nd 계 자석을 제공한다.In addition, the present invention provides an Nd-based magnet, characterized in that the organic binder is 8 to 10% by mass compared to 100% by mass of the Nd-based magnet (bonded magnet).
또한, 본 발명은 상기 메틸 셀룰로오스(Methyl Cellulose) 계 유기바인더는, 카르복실 메틸 셀룰로오스(CMC), 메틸 셀룰로오스(MC(Methyl Cellulose)), 하이드록시 프로필렌 메틸 셀룰로오스(HPMC(Hydroxy Propylene Methyl Cellose)) 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 Nd 계 자석을 제공한다.In addition, the present invention is the methyl cellulose (Methyl Cellulose)-based organic binder, carboxyl methyl cellulose (CMC), methyl cellulose (MC (Methyl Cellulose)), hydroxy propylene methyl cellulose (HPMC (Hydroxy Propylene Methyl Cellose)) of It provides an Nd-based magnet, characterized in that at least any one.
또한, 본 발명은 상기 Nd 계 자석은, 윤활제를 더 포함하고, 상기 윤활제는 파라핀 왁스(Paraffine wax), Aluminum stearate, Butyl stearate, Lithium stearate, Magnesium stearate, Sodium stearate, Steric acid, Zinc stearte, Oleic acid, Polyglycols로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 Nd 계 자석을 제공한다.In addition, the present invention further comprises a lubricant, the Nd-based magnet, the lubricant is paraffin wax (Paraffine wax), Aluminum stearate, Butyl stearate, Lithium stearate, Magnesium stearate, Sodium stearate, Steric acid, Zinc stearte, Oleic acid , It provides an Nd-based magnet, characterized in that at least one selected from the group consisting of polyglycols.
또한, 본 발명은 상기 커플링제는 N-(beta-aminoethyl)-gamma-aminopropylmethyldimethoxysilane 또는 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane인 것을 특징으로 하는 Nd 계 자석을 제공한다.In addition, the present invention provides an Nd-based magnet, characterized in that the coupling agent is N-(beta-aminoethyl)-gamma-aminopropylmethyldimethoxysilane or 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane.
상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 자성분말의 자기적 특성 저하를 최소화할 수 있고, 성형성이 우수한 열가소성 수지를 사용하면서도 우수한 내열성을 발휘하며, 제조공정의 단순화를 도모할 수 있는 본드자석을 용이하게 제조할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention as described above, it is possible to minimize deterioration of magnetic properties of magnetic powder, exhibit excellent heat resistance while using a thermoplastic resin having excellent moldability, and facilitate bonding magnets that can simplify the manufacturing process. There is an effect that can be manufactured.
또한, 본 발명에 의하면, 간소화 및 비용 절감을 이루면서도 기계적 및 자기적 특성을 위해, 상용의 유기바인더를 첨가하여 제조한 본드자석과 동등하거나 그 이상의 특성을 갖게 하는 Nd 계 자석(본드 자석)을 제공할 수 있다.In addition, according to the present invention, for mechanical and magnetic properties while achieving simplification and cost reduction, an Nd-based magnet (bonded magnet) having characteristics equal to or higher than that of a bonded magnet manufactured by adding a commercial organic binder is provided. Can provide.
도 1은 본 발명에 따른 Nd 계 자석(본드 자석)을 제조하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 따른 Nd 계 자석(본드 자석)을 도시하는 SEM 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 Nd2Fe14B 분말의 입자를 도시하는 SEM 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 압출기의 제원 및 압출공정의 조건을 도시하는 도면이다.
도 5는 압출기를 통해 제조된 시편을 도시하는 실사진이며, 도 6은 압출온도에 따른 시편의 미세구조를 도시하는 실사진이다.
도 7은 본 발명에 따른 시편의 압출온도에 따른 밀도변화를 도시하는 도면이고, 도 8은 본 발명에 따른 시편의 압출온도에 따른 강도변화를 도시하는 도면이다.
도 9는 유기바인더의 함량에 따른 밀도변화를 도시하는 도면이다.
도 10은 9 질량%의 유기바인더가 첨가된 시편의 자기적 특성을 측정한 값이다.
도 11은 9 질량%의 유기바인더가 첨가된 시편의 미세구조를 도시하는 SEM 사진이다.
도 12는 본 발명에 따른 유기바인더를 포함하는 Nd 계 자석의 제조방법에 따른 소요시간을 도시하는 도면이다.1 is a schematic flowchart illustrating a method of manufacturing an Nd-based magnet (bonded magnet) according to the present invention.
2 is a SEM photograph showing an Nd-based magnet (bonded magnet) according to the present invention.
3 is a SEM photograph showing particles of Nd 2 Fe 14 B powder according to the present invention.
4 is a diagram showing specifications of the extruder according to the present invention and conditions of an extrusion process.
5 is a real photograph showing a specimen manufactured through an extruder, and FIG. 6 is a photograph showing a microstructure of a specimen according to an extrusion temperature.
7 is a view showing the change in density according to the extrusion temperature of the specimen according to the present invention, Figure 8 is a view showing the change in strength according to the extrusion temperature of the specimen according to the present invention.
9 is a diagram showing a change in density according to the content of the organic binder.
10 is a measurement value of the magnetic properties of a specimen to which 9% by mass of an organic binder is added.
11 is an SEM photograph showing the microstructure of a specimen to which 9% by mass of an organic binder is added.
12 is a view showing the time required according to the manufacturing method of the Nd-based magnet including the organic binder according to the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to completely inform the scope of the invention to those who have it, and the invention is only defined by the scope of the claims.
아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.With reference to the accompanying drawings below will be described in detail for the implementation of the present invention. Regardless of the drawings, the same reference numerals refer to the same elements, and "and/or" includes each and all combinations of one or more of the mentioned items.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.Although the first, second, and the like are used to describe various components, it goes without saying that these components are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another component. Therefore, it goes without saying that the first component mentioned below may be the second component within the technical idea of the present invention.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terms used in the present specification are for describing exemplary embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular form also includes the plural form unless specifically stated in the phrase. As used in the specification, “comprises” and/or “comprising” do not exclude the presence or addition of one or more other elements other than the mentioned elements.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used as meanings that can be commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not interpreted ideally or excessively unless explicitly defined specifically.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소와 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다. Spatially relative terms "below", "beneath", "lower", "above", "upper", etc., as shown in the figure It can be used to easily describe the correlation between a component and other components. Spatially relative terms should be understood as terms including different directions of components during use or operation in addition to the directions shown in the drawings. For example, if a component shown in a drawing is turned over, a component described as "below" or "beneath" of another component will be placed "above" the other component. I can. Accordingly, the exemplary term “below” may include both directions below and above. Components may be oriented in other directions, and thus spatially relative terms may be interpreted according to the orientation.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
희토류 본드자석은 희토류 금속자성분말과 유기결합제가 융합된 복합적인 특성을 갖는 자석으로써 일정한 성능을 가진 금속 분말과 유기물인 결합제 그리고 기타 유기 첨가제를 일정 비율로 균일하게 혼합하여 사출 및 압출성형방식으로 제조하는 일종의 융합소재로 만든 것이다. Rare-earth bonded magnets are magnets with complex characteristics in which rare-earth metal magnetic powder and organic binder are fused, and are manufactured by injection and extrusion molding by uniformly mixing metal powder with certain performance, organic binder, and other organic additives at a certain ratio. It is made of a kind of fusion material.
여기서 유기물 및 기타 유기 첨가제를 통틀어 유기 바인더라 부른다. 본드 자석은 제조 시에 금속분말이 이방성인 경우 자장 중에서 배향시켜 고이방성 본드 자석을 제조할 수 있다. Here, organic substances and other organic additives are collectively referred to as organic binders. When the bonded magnet is manufactured, if the metal powder is anisotropic, it can be oriented in a magnetic field to manufacture a highly anisotropic bonded magnet.
이러한 희토류본드자석은 BLDC 모터 외에도 많은 산업분야에 상용화되고 있음에도 불구하고 현재 국내에서는 전량 일본 수입에 의존하고 있는 실정이다. 그 이유는 희토류 금속자성분말은 대학, 연구소, 기업 등에서 연구개발이 이루어졌으나, 본드자석의 핵심 구성품인 유기결합제에 대한 연구는 전무하기 때문이다. Although these rare earth bonded magnets are being commercialized in many industrial fields besides BLDC motors, the current situation in Korea relies entirely on Japanese imports. This is because rare earth metal magnetic powder has been researched and developed in universities, research institutes, and companies, but there is no research on organic binders, which are the core components of bonded magnets.
이는, 최종 제품인 본드자석의 특성을 결정짓는 인자임에도 불구하고 문헌이나 경험을 통해 유기결합제를 결정하여 제조하다보니 본드자석의 자기특성이 매우 낮고, 기계적 특성 및 내구성에도 많은 문제점이 발생하여 전량 일본의 TODA社에서 수입하여 사용하고 있다. Although this is a factor that determines the properties of the bonded magnet, which is the final product, since the organic binder was determined and manufactured through literature or experience, the magnetic properties of the bonded magnet were very low, and many problems occurred in mechanical properties and durability. It is imported and used by TODA.
또한 현재 일본은 유기결합제만 판매하지 않고 자성분말과 유기결합제가 혼합된 컴파운더 형태로 제품을 판매하고 있기에 유기결합제에 대한 기술이 없는 국내에서는 고가의 컴파운더를 구매해서 사용하고 있는 실정이다. In addition, since Japan does not sell only organic binders, but sells products in the form of a mixture of magnetic powder and organic binders, high-priced compounds are purchased and used in Korea, where there is no technology for organic binders.
이러한 필요성에도 불구하고 현재 국내에서는 희토류 자석분말 및 희토류 물질의 가격인상과 중국의 자원무기화에 대비하여 희토류 최소사용부품, 희토류저감기술 등에만 매진하고 있을 뿐, 희토류 자석의 최대특성 발휘를 위해 필수적인 분말배향도 제어 / 분말 열화억제 / 성형성 향상 등을 위한 희토류 분말자석 성형용 유기바인더에 대한 연구는 전무한 실정이다.Despite this necessity, in Korea, in preparation for the price increase of rare earth magnetic powders and rare earth materials and resource weaponization in China, only rare earth parts and rare earth reduction technologies are being used, which are essential powders for the maximum characteristics of rare earth magnets. There is no research on organic binders for forming rare earth powder magnets for controlling orientation / suppressing powder degradation / improving moldability.
이와 같이 희토류 분말용 유기 바인더 해외제품 수입 및 기술낙후가 계속될 경우, 분말제조기술에 대한 특허권이 해제되는 상황에서는 유기바인더 제어기술을 확보하지 못한 채, 수입에 더 많은 외화를 낭비 해야하는 결과를 초래하기 때문에 희토류 본드자석의 유기바인더 개발은 반드시 필요하다.As described above, if the import of organic binders for rare earth powders and technological lag continues, in the situation where the patent rights for the powder manufacturing technology are released, the result of having to waste more foreign currency on imports without securing the organic binder control technology. Therefore, it is necessary to develop organic binders for rare earth bonded magnets.
기존의 수입제품은 희토류 Nd계 자성분말에 Polyamide12 수지를 적용한 유기바인더를 첨가하여 제조되고 있다. Existing imported products are manufactured by adding an organic binder with polyamide 12 resin applied to the rare earth Nd-based magnetic powder.
Polyamide계 수지는 용융점도가 극히 낮기 때문에 성형시의 온도 변화에 민감하게 점도가 변하기 때문에 균일한 제품의 성형을 위해서는 각별한 주의가 요구된다. 또한 흡습성이 강하기 때문에 습한 환경과 건조한 환경에서 특성이 차이가 있기 때문에 또한 취급 시에 각별한 주의가 요구된다.Since polyamide resins have extremely low melt viscosity, their viscosity changes sensitively to temperature changes during molding. Therefore, special attention is required for molding a uniform product. In addition, due to its strong hygroscopicity, special care is required when handling, since there is a difference in characteristics in a humid environment and a dry environment.
반면에, 본 발명에 따른 메틸 셀룰로오스(Methyl Cellulose) 계 유기바인더는 성형시의 온도 변화에 따른 점도의 변화폭이 적고 흡습성에 따른 특성의 변화가 일어나지 않기 때문에 이러한 문제점들을 보완할 수 있는 수지이다. On the other hand, the methyl cellulose-based organic binder according to the present invention is a resin that can compensate for these problems because the variation in viscosity according to temperature change during molding is small and the change in properties according to hygroscopicity does not occur.
뿐만 아니라 용융상태에서 흐름성이 우수하여 자성분말간의 분산에 유리하고 접착력이 우수하여 접착성을 향상시키기 위한 부가적인 재료가 요구되지 않아 제조공정이 간소화되고 비용 절감의 효과가 있다.In addition, since it has excellent flowability in the molten state, it is advantageous for dispersion between magnetic powders, and since it has excellent adhesion, an additional material for improving adhesion is not required, thereby simplifying the manufacturing process and reducing cost.
도 1은 본 발명에 따른 Nd 계 자석(본드 자석)을 제조하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 흐름도이다.1 is a schematic flowchart illustrating a method of manufacturing an Nd-based magnet (bonded magnet) according to the present invention.
도 1을 참조하면, Nd계 분말과 커플링제(coupling agent)를 혼합하여, 제1Nd 계 컴파운드(compound) 분말을 제조하고, 상기 제1Nd 계 컴파운드(compound) 분말과 유기바인더(orginic binder)를 혼합하여 형성된 제2Nd 계 컴파운드(compound) 분말을 통해, 본 발명에 따른 Nd 계 자석(본드 자석)을 제조할 수 있다.Referring to FIG. 1, by mixing an Nd-based powder and a coupling agent, a first Nd-based compound powder is prepared, and the first Nd-based compound powder and an organic binder are mixed. Through the second Nd-based compound powder thus formed, an Nd-based magnet (bond magnet) according to the present invention may be manufactured.
이때, 본 발명에서는 상기 유기바인더로 메틸 셀룰로오스(Methyl Cellulose) 계 유기바인더를 사용하는 것을 특징으로 한다.At this time, in the present invention, a methyl cellulose based organic binder is used as the organic binder.
즉, 본 발명에 따른 Nd 계 자석(본드 자석)은, Nd계 분말; 커플링제(coupling agent) ; 및 유기바인더를 포함하며, 상기 유기바인더는 메틸 셀룰로오스(Methyl Cellulose) 계인 것을 특징으로 한다.That is, the Nd-based magnet (bonded magnet) according to the present invention includes an Nd-based powder; Coupling agents; And an organic binder, wherein the organic binder is a methyl cellulose system.
한편, 후술할 바와 같이, 본 발명에 따른 Nd 계 자석(본드 자석)은 윤활제를 더 포함할 수 있으며, 이는 후술하기로 한다.On the other hand, as will be described later, the Nd-based magnet (bond magnet) according to the present invention may further include a lubricant, which will be described later.
도 2는 본 발명에 따른 Nd 계 자석(본드 자석)을 도시하는 SEM 사진이다.2 is a SEM photograph showing an Nd-based magnet (bonded magnet) according to the present invention.
도 2를 참조하면, Nd 계 자석(본드 자석)의 파단면의 미세구조는 유기바인더(A)와 자성분말(B)을 포함하고 있음을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 2, it can be seen that the microstructure of the fracture surface of the Nd-based magnet (bonded magnet) includes an organic binder (A) and a magnetic powder (B).
이하에서는 본 발명에 따른 Nd 계 자석(본드 자석)을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the Nd-based magnet (bonded magnet) according to the present invention will be described in more detail.
일반적으로, 이방성 본드자석의 경우 자장성형 중 분말 배향을 유리하게 하기 위해서는 유기바인더의 역할이 중요하다. In general, in the case of an anisotropic bonded magnet, the role of an organic binder is important in order to favor powder orientation during magnetic field molding.
희토류 영구자석 중 본드자석에 포함되는 유기바인더는 고분자 및 수지를 주성분으로 성형성 및 물성을 이롭게 하기 위해 첨가된다. Among rare earth permanent magnets, organic binders included in bonded magnets are added to benefit moldability and physical properties with polymers and resins as main components.
이러한 유기바인더의 종류는 매우 많으며 유기바인더를 선택하는데 있어서 결합력이 크고 기계적 강도가 우수하며 흡수성이 낮고 치수 안정성이 좋으며 응고시 수축률이 작고 제조되는 본드자석의 치수 정밀도가 우수하며 열안정성이 좋아야 한다는 것 등을 들 수 있다. There are many kinds of such organic binders, and when selecting an organic binder, the bonding force is large, the mechanical strength is excellent, the water absorption is low, the dimensional stability is good, the shrinkage rate at the time of solidification is small, the dimensional accuracy of the bonded magnet to be manufactured is excellent, and the thermal stability is good. And the like.
이때, 유기바인더는 열적 특성에 따라 구분할 수 있는데, 열경화성 유기바인더에는 에폭시 수지, 페놀 수지, 우레탄 수지, 멜라민 수지 등이 있고 열가소성 수지로는 나일론(폴리아미드) 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리비닐클로라이드 수지 등이 있다. 이러한 플라스틱 수지들은 가공 시 유동성이 좋고 열안정성과 기계적 성능이 우수하다. At this time, organic binders can be classified according to their thermal characteristics, and thermosetting organic binders include epoxy resin, phenol resin, urethane resin, and melamine resin, and thermoplastic resins include nylon (polyamide) resin, polypropylene resin, polyethylene resin, poly Vinyl chloride resin and the like. These plastic resins have good fluidity during processing and have excellent thermal stability and mechanical performance.
압축성형 공정을 이용한 본드자석의 유기바인더로는 보편적으로 에폭시 수지가 많이 사용된다. 에폭시 수지란 산소를 사이에 둔 구조를 갖는 화합물을 총칭한다. Epoxy resins are commonly used as organic binders for bonded magnets using a compression molding process. The epoxy resin is a generic term for a compound having an oxygen-interposed structure.
즉, 구성하고 있는 분자의 화학적인 단위로써 반드시 에폭시 결합을 갖고 있으며 주로 에피클로로 히드린과 비스페놀 A를 중합하여 만들어진다. 일반적인 열경화성 수지와 달리 단독으로 가열이나 가압에 의해 경화가 일어나지 않으며 아민계, 산무수물계, 금속염계, 루이스 산 등의 경화제에 의하여 상온 및 고온에서 3차원 망상구조의 고분자를 형성하게 된다.In other words, it is a chemical unit of the constituting molecule, which must have an epoxy bond, and is mainly made by polymerizing epichlorohydrin and bisphenol A. Unlike general thermosetting resins, curing does not occur by heating or pressing alone, and a polymer having a three-dimensional network structure is formed at room temperature and high temperature by a curing agent such as amine, acid anhydride, metal salt, Lewis acid.
이때, 에폭시 수지는 일반적으로 경화 후 경화물의 전기적 및 기계적 특성이 우수하며 경화시의 중량 변화율이 낮아 정밀 성형이 가능하다. 또한, 경화 후 경화물의 비틀림이나 변형이 없어 내구성이 우수하고 경화제를 혼합하지 않으면 경화가 일어나지 않아 경화제와 혼합되지 않은 상태에서는 장기간 보관이 가능한 장점이 있다. At this time, the epoxy resin generally has excellent electrical and mechanical properties of the cured product after curing, and has a low weight change rate during curing, enabling precise molding. In addition, after curing, the cured product has no twist or deformation, so it is excellent in durability, and if the curing agent is not mixed, curing does not occur.
하지만, 기존의 열경화성 수지들과는 달리 경화제를 혼합하여야 경화가 일어나기 때문에 혼합해야하는 번거로움이 있으며 외부의 온도에 따른 경화속도의 차이가 큰 단점이 있다.However, unlike conventional thermosetting resins, since curing occurs only when a curing agent is mixed, there is a disadvantage of having to mix, and a difference in curing speed depending on external temperature is large.
이에 따라, 본 발명에서는 상기 유기바인더로 메틸 셀룰로오스(Methyl Cellulose) 계 유기바인더를 사용하는 것을 특징으로 하며, 상기 메틸 셀룰로오스(Methyl Cellulose) 계 유기바인더는, 카르복실 메틸 셀룰로오스(CMC), 메틸 셀룰로오스(MC(Methyl Cellulose)), 하이드록시 프로필렌 메틸 셀룰로오스(HPMC(Hydroxy Propylene Methyl Cellose))일 수 있다.Accordingly, in the present invention, the organic binder is characterized in that a methyl cellulose (Methyl Cellulose)-based organic binder is used, and the methyl cellulose (Methyl Cellulose)-based organic binder is carboxyl methyl cellulose (CMC), methyl cellulose ( MC (Methyl Cellulose)) or hydroxy propylene methyl cellulose (HPMC (Hydroxy Propylene Methyl Cellose)).
먼저, 상기 카르복실 메틸 셀룰로오스(CMC)는 분자식은 (C6H10O5)n으로, 셀룰로우즈중에는 1 glocose당 3개의 OH기가 있고 표시식은 (C6H7O2(OH)3)n이다. 화학결합구조는 하기 구조식 1과 같다.First, the molecular formula of the carboxyl methyl cellulose (CMC) is (C6H10O5)n, and there are 3 OH groups per 1 glocose in the cellulose, and the formula is (C6H7O2(OH)3)n. The chemical bonding structure is shown in the following
[구조식 1][Structural Formula 1]
상기 카르복실 메틸 셀룰로오스(CMC)의 제조방법은 알칼리 셀룰로우즈에 모노크롤 초산소다를 작용시켜 에테르화 한다. 카르복시메틸기는 셀룰로우즈와 에테르가 결합한 Na염으로 되어 있으므로 전리(電離)성을 갖는 수용성 고분자가 된다. D, S치환도 (無水글리코우스 단위당 치환체에 반응한 OH기의 평균수치)는 어떤 유도체에서 최대 3이다. D, S가 커지면 수용성이 증가한다. D, S의 균일성이 좋은 것은 요변(thixotropy)이 작은 Newton 특성에 가까운 상태의 수용액이 된다. 일반적으로 CMC는 D,S가 0.5-1.2 정도이고, 습윤성이 있다. 용해성은 물에 팽윤하여 수용액이 되는데, 메탄올, 에탄올, 아세톤등과 같은 친수성 용제에도 녹는다. 다른 수용성 고분자 용액, 즉 트라칸트고무, 알킨산소다, MC등에 혼합될 수 있다.The manufacturing method of the carboxyl methyl cellulose (CMC) is etherified by reacting monocrole sodium acetate on alkaline cellulose. Since the carboxymethyl group is a Na salt in which cellulose and ether are bonded, it becomes a water-soluble polymer having ionizing properties. The degree of D and S substitution (average number of OH groups reacted to the substituent per unit of no water glycous) is at most 3 in any derivative. As D and S increase, water solubility increases. The good uniformity of D and S is an aqueous solution that is close to Newton's characteristics with small thixotropy. In general, CMC has D,S of 0.5-1.2, and has wettability. Solubility becomes an aqueous solution by swelling in water, but it is soluble in hydrophilic solvents such as methanol, ethanol, and acetone. It can be mixed with other water-soluble polymer solutions, i.e., tracanth rubber, sodium alkynate, MC, etc.
이때, 수용액 점도도 2% 농도에서 50cps - 105cps의 사이를 갖는 여러 종류의 grade가 시판되고 있으며, 특징은 물에 잘 용해되고, 무색 투명하며, 점도 조정이 가능하며, 다른 물질과 상용(相溶)성이 있다. 요변성(Thixotrophic)성이 있고 분산성, 안정성이 있으며 화학적으로 안정하여 피막을 만들고, 독성이 없다.At this time, various grades with a viscosity of 2% in aqueous solution and between 50 cps-105 cps are commercially available, and their characteristics are well soluble in water, colorless and transparent, viscosity can be adjusted, and are compatible with other materials. ) Has sex. Thixotrophic, dispersible, stable, chemically stable, makes a film, and is non-toxic.
또한 부패되지 않고, 열분해가 쉽다. 세라믹용으로 Na염의 형태가 바람직하지 않을 때는 암모니움염을 사용한다. 규격은 휘발분 30-35%, PH(1%수용액에서) 6.0-6.5, 점도(1%,25℃) 280-400cps로 회분은 Na염이 5-10%인데 반해, 0.3-0.2% 이하도 있다. 세라믹용 바인더로서 애자류, 형광등용 도료바인더로 사용되고 있다. Also, it is not spoiled and is easy to decompose. When the form of Na salt for ceramic is not desirable, use ammonium salt. The standard is 30-35% volatile matter, 6.0-6.5 PH (in 1% aqueous solution), and 280-400 cps viscosity (1%, 25℃). While the ash contains 5-10% Na salt, there are also less than 0.3-0.2%. . As a ceramic binder, it is used as a paint binder for insulators and fluorescent lamps.
다음으로, 상기 메틸 셀룰로오스(MC(Methyl Cellulose))는 친환경성물질로서 목재나 면화에서 얻어진 셀룰로오스(Cellulose)를 원료로 한다.Next, the methyl cellulose (MC (Methyl Cellulose)) is an environmentally friendly material and is made of cellulose obtained from wood or cotton as a raw material.
셀룰로오스는 분자간 수소결합으로 인해 30-65%의 결정성을 갖는 불용성의 천연 고분자이다. 물에 녹지 않는 셀룰로오스는 에테르화 반응(Etherification)을 통하여 셀룰로오스 에테르(Cellulose ether)라는 물에 녹는 수용성 고분자로 변화한다. 다양한 에테르기를 이용하여 겔화 속도라던지, 수분흡수량, 점도 등 을 변화시켜 MC, PMC, HMC 등의 종류가 수십 종에 이르며, 화학결합구조는 하기 구조식 2과 같다.Cellulose is an insoluble natural polymer with 30-65% crystallinity due to hydrogen bonding between molecules. Cellulose, which is insoluble in water, is transformed into a water-soluble polymer called cellulose ether through etherification. Using various ether groups, the gelation rate, water absorption amount, viscosity, etc. are changed to reach dozens of types of MC, PMC, HMC, and the like, and the chemical bonding structure is shown in the following
[구조식 2][Structural Formula 2]
또한, 상기 메틸 셀룰로오스(MC(Methyl Cellulose))는 백색, 무미, 무취의 안정성이 있는 분말로 찬물에도 녹는다. 분자중에 메톡시기(-OCH3)를 27-32% 함유한다. 이 범위에 있는 것이 물에 용해가 가장 잘 된다. 수용액의 점도범위에 따라 여러 종의 grade가 있다. 카탈로그에 의하면 메톡시기 27-32%의 MC의 2% 용액의 20℃에서의 점도에 따라 분류될 수 있다. MC는 투명한 수용액으로 안정성이 있고, 산알칼리에 분해되지 않으며, 중금속, 알칼리토류금속으로 치환되어 침전되지 않는다. In addition, the methyl cellulose (MC (Methyl Cellulose)) is a white, tasteless, odorless, stable powder that is soluble in cold water. It contains 27-32% of a methoxy group (-OCH3) in the molecule. Those in this range are best soluble in water. There are several grades depending on the viscosity range of the aqueous solution. According to the catalog it can be classified according to the viscosity at 20°C of a 2% solution of MC with 27-32% methoxy groups. MC is a transparent aqueous solution, has stability, does not decompose by acid alkali, and does not precipitate due to substitution with heavy metals and alkaline earth metals.
또한, 상기 메틸 셀룰로오스(MC(Methyl Cellulose))는 투명한 동시에 강인한 피막을 만들며, 가소성이 있고, 고도의 인장강도와 연신도를 갖는다. 강력한 접착력, 결합력을 갖는다. 다른 결합제와 접착력의 비교를 표 1에 나타내었다. 그외에도 분산, 유화, 보호 콜로이드성, 증점도를 갖으며, 구조중에 친수기와 친유기를 갖고 있어, 어떤 의미로는 일종의 계면활성제라고도 할 수있다. 따라서 수용액의 표면장력, 액간의 계면장력을 저하시킨다.In addition, the methyl cellulose (MC (Methyl Cellulose)) creates a transparent and strong film, has plasticity, and has a high tensile strength and elongation. It has strong adhesion and bonding power. Table 1 shows a comparison of the adhesive strength with other binders. In addition, it has dispersion, emulsification, protective colloidality, and viscosity, and has a hydrophilic group and a lipophilic group in the structure, so it can be called a kind of surfactant in a sense. Therefore, the surface tension of the aqueous solution and the interfacial tension between the liquids are reduced.
[표 1][Table 1]
다음으로, 하이드록시 프로필렌 메틸 셀룰로오스(HPMC(Hydroxy Propylene Methyl Cellose))는 메톡시기(-OCH3)대신에 hydroxy propoxy기(-OC3H6OH)로 치환한 것으로, 열gel화 온도를 높혔으며, 친수성을 갖고, 화학결합구조는 하기 구조식 3과 같다.Next, hydroxy propylene methyl cellulose (HPMC (Hydroxy Propylene Methyl Cellose)) was substituted with a hydroxy propoxy group (-OC3H6OH) instead of a methoxy group (-OCH3), which increased the thermal gelation temperature and has hydrophilicity, The chemical bond structure is shown in the following
[구조식 3][Structural Formula 3]
한편, 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 Nd 계 자석(본드 자석)은, Nd계 분말; 커플링제(coupling agent); 및 유기바인더를 포함한다.On the other hand, as described above, the Nd-based magnet (bonded magnet) according to the present invention, Nd-based powder; Coupling agents; And an organic binder.
일반적으로 금속 강자성 분말은 물의 젖음성이 좋아서 친수성에 속하나 유기바인더의 주성분 수지는 고분자 재료로써 친유성에 속한다. 만약 금속 자성분말 과립의 표면을 친유적으로 개변시킨다면 자성분말과 유기바인더간의 친화력을 증가시킬 수 있을 것이다. 이를 위하여 본드자석 제조 시에는 커플링제의 첨가가 필요하게 된다.In general, metal ferromagnetic powder belongs to hydrophilicity due to good wettability of water, but the main component resin of organic binder is a polymer material and belongs to lipophilicity. If the surface of the magnetic metal powder granules is modified lipophilically, the affinity between the magnetic powder and the organic binder can be increased. To this end, it is necessary to add a coupling agent when manufacturing a bonded magnet.
커플링제 중의 친유성 작용기는 유기바인더와 결합하고 소수성 작용기는 자성분말과 결합하여 상호작용함으로써 유기바인더와 자성분말 과립 사이의 친화성을 증대시킨다. 이러한 역할 외에도 자성분말의 유동성 및 회전성을 높여 자장 성형 시에 유리하며 분말의 산화를 감소시키고 본드자석의 강도 및 열안정성의 향상에도 기여한다.The lipophilic functional group in the coupling agent binds to the organic binder and the hydrophobic functional group binds to and interacts with the magnetic powder, thereby increasing the affinity between the organic binder and the magnetic powder granules. In addition to these roles, it is advantageous during magnetic field molding by increasing the fluidity and rotational properties of magnetic powder, reducing oxidation of powder, and contributing to the improvement of the strength and thermal stability of bonded magnets.
본드자석용으로 주로 사용되는 커플링제는 유기물과 규소에서 조성된 화합물로 분자 중에 무기질재료와 화학적 결합을 하는 반응기와 유기재료와 화학적 결합을 하는 반응기 2개 이상의 서로 다른 반응기를 가지고 있다. 이러한 반응기로부터 상당히 결합하기 어려운 유기재료 및 무기재료를 결합시키는 중개역할을 함으로써 최종 생성되는 복합재료의 기계적 강도, 물성 향상 등에 이용되어 소재의 고기능화 및 고품질화를 실현할 수 있다.The coupling agent mainly used for bonded magnets is a compound composed of organic matter and silicon, and has two or more different reactors, one that chemically bonds with inorganic materials in the molecule and one that chemically bonds with organic materials. By acting as an intermediary for combining organic and inorganic materials that are quite difficult to combine from such a reactor, it is used for improving the mechanical strength and physical properties of the final composite material, thereby realizing high functionality and high quality of the material.
이때, 커플링제를 구성하는 유기물의 관능기는 비닐, 에폭시, 메타크록시, 아미노, 메르캅토, 아크릴록시, 이소시아네이트, 스티릴 등 다양한 종류가 있으며 보편적으로 에폭시 관능기가 가장 널리 쓰이고 있다.At this time, there are various types of functional groups of organic substances constituting the coupling agent, such as vinyl, epoxy, meta-hydroxy, amino, mercapto, acryloxy, isocyanate, and styryl, and epoxy functional groups are most widely used.
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 커플링제는 이종 소재들 사이의 결합력 향상을 위해 다양한 작용기를 포함할 있으며, 예를 들어 비닐(vinyl), 에폭시(epoxy), 스티릴(styryl), 메타크릴록시(methacryloxy), 아크릴옥시(acryloxy), 아미노(amino), 클로로프로필(chloropropyl), 메르캅토(mercapto), 술피도(sulfido), 이소시아네이토(isocyanato)로이루어진 군으로부터 선택된 작용기를 포함할 수 있다.More specifically, the coupling agent according to the present invention may contain various functional groups to improve the bonding strength between different materials, for example, vinyl, epoxy, styryl, methacryloxy ( methacryloxy), acrylicoxy (acryloxy), amino (amino), chloropropyl (chloropropyl), mercapto (mercapto), sulfido (sulfido), may contain a functional group selected from the group consisting of isocyanato (isocyanato) .
한편, 본 발명에 따른 Nd 계 자석(본드 자석)은, 윤활제를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the Nd-based magnet (bonded magnet) according to the present invention may further include a lubricant.
압출물의 원활한 배토를 위하여 금형과 성형물과의 마찰력을 낮추며, 탈형시 금형과 성형체의 이형 역할을 하고, 금형의 마모나 산화부식을 방지하여 금형의 수명을 증진시킬 목적으로 윤활제를 사용하며, 대부분 유기 용제인 Oil-type이 많이 사용한다.It lowers the friction between the mold and the molded product for smooth topography of the extruded product, plays a role of releasing the mold and the molded body during demoulding, and uses a lubricant for the purpose of improving the life of the mold by preventing abrasion or oxidation corrosion of the mold. Oil-type, a solvent, is widely used.
프레스성형, 사출성형, 진동주입성형에서 세라믹 원료입자끼리의 미끄럼 작용이 잘 되지 않을 때 성형밀도는 크게 되지 않는다. 원료의 마무리가 좋지 않으면 소결정밀도가 나쁘다. In press molding, injection molding, and vibration injection molding, when the sliding action between ceramic raw material particles is poor, the molding density does not increase. If the finish of the raw material is not good, the small crystal density is bad.
따라서, 원료입자끼리의 윤활을 잘되게 하기 위해서는 바인더의 활성이 필요하게 된다. 수성 점제 대부분은 마찰계수가 큰 물질이므로, 바인더로서 수성조제에 윤활성이 있는 물질을 혼합하여 성형한다면, 변형도 적고 밀도도 크게 성형이 된다. 보다 많이 윤활성을 부여하려면 탄화수소사슬이 있는 물질이 필요하다.Therefore, in order to improve the lubrication of the raw material particles, it is necessary to activate the binder. Since most of the aqueous viscosity agents are materials with a high coefficient of friction, if a material having lubricity is mixed with an aqueous aid as a binder and molded, the deformation is small and the density is large. To give more lubricity, a substance with a hydrocarbon chain is required.
예를 들어, 탄화수소가 길수록 윤활성이 좋고, 여기에 친수기가 붙은 것은 더욱 윤활성이 좋다. 이런 친수기의 구조도 마찰계수에 영향을 미치고, 아미드기(-NH2), 아마이드기(-CONH2), 카르복실(-COOH)순으로 윤활이 잘된다. 그 다음으로 알콜기(-OH)가 있다.For example, the longer the hydrocarbon, the better the lubricity, and the longer the hydrocarbon, the better the lubricity. The structure of this hydrophilic group also affects the coefficient of friction, and lubrication is well performed in the order of amide group (-NH2), amide group (-CONH2), and carboxyl (-COOH). Then there is an alcohol group (-OH).
이러한 윤활제에는 내부 윤활성과 외부 윤활성을 갖는 것과 양쪽 모두를 갖는 것이 있으며, 구조적으로 내부 윤활성이 큰 것은 지방알콜, 디카르본산 에스테르, 지방산 에스테르, 지방산, 지방산염, 지방산 아미드가 있고, 양쪽 특성을 모두 갖고 있는 것은 핵스트왁스 OP(부분금화 에스테르왁스), 핵스트왁스 E(에스테르왁스), 핵스트왁스 S(산왁스)가 있다. These lubricants have both internal lubricity and external lubricity, and structurally high internal lubricity includes fatty alcohol, dicarboxylic acid ester, fatty acid ester, fatty acid, fatty acid salt, fatty acid amide, and both properties. What I have is Hector Wax OP (Partially Golded Ester Wax), Hector Wax E (Ester Wax), and Hector Wax S (San Wax).
또한, 외부 윤활성이 큰 것은 유동파라핀, 파라핀왁스가 있고 과도하게 활성이 큰 것은 폴리에틸렌 왁스(고밀도로써 분자량 약 9,000, 저밀도로서 분자량 2,000)이 있다. In addition, liquid paraffin and paraffin wax are those with high external lubricity, and polyethylene wax (molecular weight of about 9,000 as high density and 2,000 molecular weight as low density) is excessively active.
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 윤활제는 파라핀 왁스(Paraffine wax), Aluminum stearate, Butyl stearate, Lithium stearate, Magnesium stearate, Sodium stearate, Steric acid, Zinc stearte, Oleic acid, Polyglycols 등을 사용할 수 있으며, 다만, 본 발명에서 상기 윤활제의 종류를 제한하는 것은 아니다.More specifically, the lubricant according to the present invention may use paraffin wax, Aluminum stearate, Butyl stearate, Lithium stearate, Magnesium stearate, Sodium stearate, Steric acid, Zinc stearte, Oleic acid, Polyglycols, etc., but, In the present invention, the type of lubricant is not limited.
이하에서는 본 발명에 따른 Nd계 분말을 설명하기로 한다.Hereinafter, the Nd-based powder according to the present invention will be described.
먼저, 본 발명에 따른 Nd계 분말은 Nd-Fe-B 계 자성분말일 수 있다.First, the Nd-based powder according to the present invention may be an Nd-Fe-B-based magnetic powder.
도 3은 본 발명에 따른 Nd2Fe14B 분말의 입자를 도시하는 SEM 사진이다.3 is a SEM photograph showing particles of Nd 2 Fe 14 B powder according to the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 Nd2Fe14B 분말은 HDDR 처리를 한 것으로, 1000배 배율(도 3의 왼쪽)과 30000배 배율(도 3의 오른쪽)로 확인된 SEM 사진에서와 같이, 약 100㎛의 분말 입자들이 뭉쳐 형태를 이루고 있는 것을 확인 할 수 있으며, 분말 입자간의 빈 틈과 입자가 구형이기 때문에 입자와 입자사이의 공간을 유기바인더 및 커플링제로 채워 밀도를 보완해야 한다.Referring to FIG. 3, the Nd 2 Fe 14 B powder according to the present invention has been subjected to HDDR treatment, as shown in the SEM photo confirmed at 1000 times magnification (left of FIG. 3) and 30000 times magnification (right of FIG. 3). , It can be confirmed that the powder particles of about 100 μm are agglomerated to form a shape, and since the gaps between the powder particles and the particles are spherical, the density must be supplemented by filling the space between the particles and the particles with an organic binder and coupling agent.
이때, 본 발명에서 상기 NdFeB 계 자성분말의 입자 크기는 50 ~ 100㎛인 것이 바람직하며, 상기 NdFeB 계 자성분말의 입자 크기가 50㎛ 미만인 경우 산화가 일어날 수 있고, 100㎛를 초과하는 경우 사출시 흐름성이 불균일하게 되어 성형밀도의 저하가 일어날 수 있어, 본 발명에서 상기 NdFeB 계 자성분말의 입자 크기는 50 ~ 100㎛인 것이 바람직하다.At this time, in the present invention, it is preferable that the particle size of the NdFeB-based magnetic powder is 50 to 100 μm, and oxidation may occur when the particle size of the NdFeB-based magnetic powder is less than 50 μm, and when it exceeds 100 μm, during injection Since the flowability becomes non-uniform, a decrease in the molding density may occur, and the particle size of the NdFeB-based magnetic powder in the present invention is preferably 50 to 100 μm.
표 2는 HDDR 처리한 Nd2Fe14B 분말의 정성분석을 한 표에 해당한다. 다만, 본 발명에서 상기 NdFeB 계 자성분말의 종류를 제한하는 것은 아니며, 상기 NdFeB 계 자성분말의 경우, 당업계에서 자명한 사항이므로, 이하 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Table 2 corresponds to a qualitative analysis of the HDDR-treated Nd 2 Fe 14 B powder. However, in the present invention, the type of the NdFeB-based magnetic powder is not limited, and since the NdFeB-based magnetic powder is a matter that is apparent in the art, a detailed description will be omitted below.
[표 2][Table 2]
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실험예를 설명하기로 하며, 다만, 본 발명은 하기의 실험예에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, a preferred experimental example according to the present invention will be described, but the present invention is not limited to the following experimental examples.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 Nd 계 자석(본드 자석)은, Nd계 분말; 커플링제(coupling agent); 및 유기바인더를 포함하며, 상기 유기바인더는 메틸 셀룰로오스(Methyl Cellulose) 계인 것을 특징으로 한다.As described above, the Nd-based magnet (bonded magnet) according to the present invention includes an Nd-based powder; Coupling agents; And an organic binder, wherein the organic binder is a methyl cellulose system.
하기 표 3은 일반적으로 사용되는 커플링제를 도시하는 표이다.Table 3 below is a table showing commonly used coupling agents.
[표 3][Table 3]
표 3에 도시된 바와 같이, 일반적으로 많이 사용되고 있는 대부분 실란계 커플링제를 사용하며, 본 발명에서는 상기 표 3의 A1120과 A174 커플링제를 사용하였다.As shown in Table 3, most commonly used silane-based coupling agents are used, and in the present invention, A1120 and A174 coupling agents of Table 3 were used.
하기 표 4는 A1120과 A174 커플링제의 특성을 도시하는 표이다.Table 4 below is a table showing the properties of the A1120 and A174 coupling agents.
[표 4][Table 4]
자성분말과의 혼합 공정에서 커플링제를 첨가할 경우, 전단점도 감소, 인가 자장 대 잔류자속밀도 증가 등의 물리적, 전자적 물성치 향상을 기대할 수 있다. When a coupling agent is added in the mixing process with magnetic powder, it is expected to improve physical and electronic properties such as a decrease in shear viscosity and an increase in the applied magnetic field versus residual magnetic flux density.
또한, 분말 충진이 증가 될 경우, 배향 마찰력 증가로 잔류자속밀도가 둔화 되며, 분말에 대한 충전률은 보자력의 차이에 대해 영향을 끼친다. In addition, when the powder filling is increased, the residual magnetic flux density is slowed due to the increase in the orientation friction force, and the filling rate for the powder has an effect on the difference in the coercive force.
상기 표 4의 결과에 의해 커플링제를 첨가함에 따라 분말충진도를 향상시켜 밀도증진을 효과적으로 가속화 하며, 분말간 거리 증가에 의한 배향도 증가로 인한 자기적 특성값 증대가 예상된다.According to the results of Table 4, as the coupling agent is added, the powder filling degree is improved to effectively accelerate the density increase, and the magnetic property value is expected to increase due to the increase in orientation due to the increase in the distance between the powders.
한편, 본 발명에서 상기 유기바인더는 상기 Nd 계 자석(본드 자석) 100 질량% 대비 8 내지 10 질량%인 것이 바람직하다.On the other hand, in the present invention, the organic binder is preferably 8 to 10% by mass compared to 100% by mass of the Nd-based magnet (bonded magnet).
본 발명에서는, 최종적인 사출본드자석을 제조하기 위한 compound 배합비 실험을 수행하였다.In the present invention, a compound compounding ratio experiment was performed to produce a final injection bonded magnet.
이는 압출공정을 통해 이루어지며, compound에 혼합되는 자성분말대비 유기바인더의 정량비를 확인하기 위해서는 압출공정의 세부조건을 확정하였으며, 특히 200℃ 부근에서 이루어지는 온도조건에 따른 특성이 가장 중요하므로, 본 발명에서는 서는 Max. 온도는 225 ℃, 230 ℃, 235℃, 240℃로 4가지 온도에서 5℃씩 온도 Step를 주어 실험을 진행하였다. 세부적인 압출기의 제원 및 압출공정의 조건은 도 4에 도시하였고, 원재료의 배합비 및 압출공정 온도 조건은 하기 표 5에 도시하였다.This is done through the extrusion process, and in order to confirm the quantitative ratio of the organic binder to the magnetic powder mixed in the compound, the detailed conditions of the extrusion process were determined. In particular, the characteristics according to the temperature conditions around 200℃ are the most important. In the invention, Max. The temperature was 225 ℃, 230 ℃, 235 ℃, 240 ℃ four temperatures, 5 ℃ step by step to conduct the experiment. Detailed specifications of the extruder and conditions of the extrusion process are shown in Fig. 4, and the mixing ratio of raw materials and the temperature conditions of the extrusion process are shown in Table 5 below.
[표 5][Table 5]
도 5는 압출기를 통해 제조된 시편을 도시하는 실사진이며, 도 6은 압출온도에 따른 시편의 미세구조를 도시하는 실사진이다.FIG. 5 is a real photograph showing a specimen manufactured through an extruder, and FIG. 6 is a photograph showing a microstructure of a specimen according to an extrusion temperature.
상기의 실험을 통해서 사출본드 자석개발을 위한 압출기의 세부 온도조건을 확립하였고, 제조조건에 따라 압출된 시편의 밀도와 인장강도를 측정하였다. Through the above experiment, detailed temperature conditions of the extruder for the development of the injection bonded magnet were established, and the density and tensile strength of the extruded specimen were measured according to the manufacturing conditions.
도 7은 본 발명에 따른 시편의 압출온도에 따른 밀도변화를 도시하고 있으며, 도 8은 본 발명에 따른 시편의 압출온도에 따른 강도변화를 도시하고 있다.7 shows the density change according to the extrusion temperature of the specimen according to the present invention, Figure 8 shows the strength change according to the extrusion temperature of the specimen according to the present invention.
도 7 및 도 8을 참조하면, 밀도는 대부분 4.8g/cc의 값을 나타내었고, 강도는 15.5 ~ 18.95 kgf 값을 나타내었다. 도 7에 도시된 바와 같이, 밀도의 변화는 거의 없으며, 이는 사출온도의 요인보다는 자성분말과 풀리머의 배합비가 더 지배적인 것으로 판단되며, 단면파괴강도는 온도가 높을수록 유기바인더의 흐름성이 좋아서 분산성에 대한 기계적 강도가 높게 나타나지만 240℃ 이상의 온도에서는 유기바인더의 탄소가 휘발되는 수지열화가 일어나므로 이에 따라 그 특성이 저하되는 것으로 판단된다.Referring to FIGS. 7 and 8, most of the density was 4.8 g/cc, and the strength was 15.5 to 18.95 kgf. As shown in Fig. 7, there is almost no change in density, which is judged to be more dominant in the mixing ratio of magnetic powder and puller than the factor of injection temperature, and the cross-sectional fracture strength is the higher the temperature, the more the flowability of the organic binder is. Because it is good, the mechanical strength for dispersibility is high, but at a temperature of 240°C or higher, resin deterioration occurs in which carbon of the organic binder is volatilized, and accordingly, its properties are judged to be deteriorated.
한편, 본 발명에서 상기 유기바인더는 상기 Nd 계 자석(본드 자석) 100 질량% 대비 8 내지 10 질량%인 것이 바람직하다On the other hand, in the present invention, the organic binder is preferably 8 to 10% by mass compared to 100% by mass of the Nd-based magnet (bonded magnet).
보다 구체적으로, 상기 유기바인더의 함량을 상기 Nd 계 자석(본드 자석) 100 질량% 대비 8 질량%로 포함한 경우, 상기 Nd 계 자석(본드 자석) 100 질량% 대비 9 질량%로 포함한 경우, 상기 유기바인더의 함량을 상기 Nd 계 자석(본드 자석) 100 질량% 대비 10 질량%로 포함한 경우(MC-U003)를 구분하여 실험을 진행하였다.More specifically, when the content of the organic binder is included as 8% by mass relative to 100% by mass of the Nd-based magnet (bond magnet), and 9% by mass relative to 100% by mass of the Nd-based magnet (bonded magnet), the organic When the content of the binder was included as 10% by mass compared to 100% by mass of the Nd-based magnet (bonded magnet) (MC-U003), the experiment was conducted.
이때, 커플링제는 상기 Nd 계 자석(본드 자석) 100 질량% 대비 0.3 질량%로 포함하였다.At this time, the coupling agent was included in an amount of 0.3% by mass compared to 100% by mass of the Nd-based magnet (bonded magnet).
이러한 조건에서 MC-U002의 바인더와 MC-U003의 바인더를 사용하였으며, 이들 MC-U002의 바인더와 MC-U003의 바인더는 유리전이온도와 용융시작온도 값에서 일정 차이가 발생한다.Under these conditions, the binder of MC-U002 and the binder of MC-U003 were used, and the binder of MC-U002 and the binder of MC-U003 had a certain difference in the glass transition temperature and melting start temperature.
즉, 하기 표 6에서와 같이, MC-U002의 경우 133.84℃의 온도에서 유리전이온도가 나타나며 MC-U003 바인더의 경우 130.21℃ 유리전이온도가 나타나며 120.97℃에서 경화가 시작된다.That is, as shown in Table 6 below, in the case of MC-U002, a glass transition temperature appears at a temperature of 133.84°C, and in the case of an MC-U003 binder, a glass transition temperature of 130.21°C appears and curing begins at 120.97°C.
[표 6][Table 6]
도 9는 유기바인더의 함량에 따른 밀도변화를 도시하고 있다.9 shows the density change according to the content of the organic binder.
도 9를 참조하면, MC-U003 유기바인더를 첨가한 시편이 MC-U002 유기바인더 시편보다 밀도가 우수한 것을 확인할 수 있었다. 이는 MC-U003의 용융점도값이 MC-U002 용융점도값보다 높으므로 자성분말내에서의 공정에 따른 유동성이 우수하여 밀도값이 높게 나타난 것으로 판단된다.Referring to FIG. 9, it was confirmed that the specimen to which the MC-U003 organic binder was added has a higher density than the MC-U002 organic binder specimen. Since the melt viscosity value of MC-U003 is higher than the melt viscosity value of MC-U002, it is judged that the density value is high due to excellent fluidity according to the process in the magnetic powder.
또한, 밀도의 변화가 자성분말 대비 유기바인더의 함량이 높을수록 낮아지는 현상은 유기바인더의 함량이 많을수록 제조된 자석의 질량은 낮아지기 때문인 것으로 판단된다. In addition, the change in density decreases as the content of the organic binder increases compared to the magnetic powder is considered to be because the mass of the manufactured magnet decreases as the content of the organic binder increases.
또한, 유기바인더의 함량이 높을수록 자성분말의 함량이 작아지므로 자기적 특성이 떨어질 것으로 예상되며, 따라서 기계적 특성을 결정짓는 밀도의 특성을 유지함과 동시에 자기적 특성도 확보해야 하므로, 상기 밀도값에서 보는 바와 같이 9 질량%의 함량이 가장 적합한 것으로 판단된다. In addition, the higher the content of the organic binder, the smaller the content of the magnetic powder, so the magnetic properties are expected to deteriorate. Therefore, it is necessary to maintain the properties of the density that determines the mechanical properties and secure the magnetic properties. As can be seen, the content of 9% by mass is judged to be the most suitable.
도 10은 9 질량%의 유기바인더가 첨가된 시편의 자기적 특성을 측정한 값이다.10 is a measurement value of the magnetic properties of a specimen to which 9% by mass of an organic binder is added.
도 10에 도시된 바와 같이, 동일한 조건에서 제조한 3종의 시편을 각각 2회 측정한 값으로 평균 최대자기에너지적의 값이 12MGOe 나타남을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 10, it can be seen that the average maximum magnetic energy value of 12 MGOe appears as a value measured twice for each of three specimens manufactured under the same conditions.
도 11은 9 질량%의 유기바인더가 첨가된 시편의 미세구조를 도시하는 SEM 사진이다.11 is an SEM photograph showing the microstructure of a specimen to which 9% by mass of an organic binder is added.
도 11에 도시된 바와 같이, 9 질량%의 유기바인더를 첨가하여 제조한 시편의 100배 배율 사진에서는, 전체적으로 분말 표면에 바인더가 분포하는 것을 확인할 수 있으나, 분포하는 바인더 입자의 크기가 불균일한 것을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 11, in the 100-fold magnification photograph of the specimen prepared by adding an organic binder of 9% by mass, it can be seen that the binder is distributed on the powder surface as a whole, but the size of the distributed binder particles is uneven. I can confirm.
이는 바인더가 혼합할 시에 고상이기 때문에 분산성에 있어 효율성이 떨어지기 때문이라고 생각할 수 있다.It can be considered that this is because the binder is in a solid state when it is mixed, so that the efficiency in dispersibility is poor.
또한, 1000배 배율의 사진에서 분말 간 빈틈에 바인더가 위치하고 있으며 바인더 표면에 미세한 크기의 분말이 붙어 있는 것으로 보아 시편을 절단 할 때 분말이 떨어져 나갔으며 분말 간의 결합제 역할을 하고 있었음을 확인 할 수 있다. In addition, in the 1000x magnification photo, the binder is located in the gap between the powders, and fine powders are attached to the surface of the binder, indicating that the powder fell off when cutting the specimen and was acting as a binder between the powders.
도 12는 본 발명에 따른 유기바인더를 포함하는 Nd 계 자석의 제조방법에 따른 소요시간을 도시하는 도면이다.12 is a view showing the time required according to the manufacturing method of the Nd-based magnet including the organic binder according to the present invention.
도 12를 참조하면, "가"의 경우는 커플링제를 혼합한 후 바인더를 혼합하는 기본적인 방식으로 시편 제조까지 열가소성 수지를 사용하는 경우 80분이 소요된다.Referring to FIG. 12, in the case of "A", a basic method of mixing a binder after mixing a coupling agent takes 80 minutes when using a thermoplastic resin to prepare a specimen.
또한, "나"의 경우 커플링제 및 바인더를 각각 용해하여 자성분말과 한번에 혼합하는 방식이고, "다"의 경우는 묽게 희석한 커플링제 용액에 바인더를 혼합하여 자성분말에 혼합하는 방식이다.In the case of "B", the coupling agent and the binder are each dissolved and mixed with the magnetic powder at one time, and in the case of "C", the binder is mixed with the diluted coupling agent solution and mixed with the magnetic powder.
"다"의 방식은 두 단계를 한 단계로 줄인 공정으로써 80분보다 시간이 줄어든 70분이 소요된다. 기존의 방식보다 다의 방식은 25분이 단축되는 효과가 있다.The "C" method is a process that reduces two steps to one, and takes 70 minutes, which is less than 80 minutes. Compared to the existing method, the multi method has the effect of reducing 25 minutes.
이러한 방식으로 제조했을 때 기본적인 가의 방식으로 제조한 시편과 동일한 특성을 가지는지 확인하기 위해, 가, 나, 다의 방식으로 제조한 시편의 밀도를 측정하였다,In order to check whether the specimens manufactured in this manner have the same characteristics as those manufactured in the basic A-way method, the density of the specimens prepared in A, B, and C was measured.
표 7은 Nd 계 자석의 제조방법에 따른 시편의 밀도를 도시하는 표이다.Table 7 is a table showing the density of the specimen according to the manufacturing method of the Nd-based magnet.
[표 7][Table 7]
표 7을 참조하면, 제조방법에 따른 시편의 밀도는 약간의 값의 차이가 있으나 4.8g/cc 이상의 우수한 밀도를 가지는 것을 확인할 수 있었다. 이는 배합공정을 단순화하고 이에 따른 제조단가의 절감이라는 효과를 확보할 수 있었다.Referring to Table 7, it was confirmed that the density of the specimen according to the manufacturing method has a slight difference in value, but has an excellent density of 4.8 g/cc or more. This simplifies the blending process and thereby secures the effect of reducing the manufacturing cost.
다만, "다"의 방식으로 제조한 시편의 경우, 밀도값이 낮아지는 경향이 있어서, 따라서, 본 발명에서는 "나"의 방식으로 제조하는 것이 가장 바람직하다고 할 수 있다.However, in the case of the specimen manufactured by the method of "C", the density value tends to be lowered, and therefore, in the present invention, it can be said that it is most preferable to manufacture it by the method of "B".
이상과 같은, 본 발명에 따른 Nd 계 자석(본드 자석)은, Nd계 분말; 커플링제(coupling agent); 및 유기바인더를 포함하며, 상기 유기바인더는 메틸 셀룰로오스(Methyl Cellulose) 계인 것을 특징으로 한다.As described above, the Nd-based magnet (bonded magnet) according to the present invention includes an Nd-based powder; Coupling agents; And an organic binder, wherein the organic binder is a methyl cellulose system.
따라서, 본 발명에 의하면 자성분말의 자기적 특성 저하를 최소화할 수 있고, 성형성이 우수한 열가소성 수지를 사용하면서도 우수한 내열성을 발휘하며, 제조공정의 단순화를 도모할 수 있는 본드자석을 용이하게 제조할 수 있는 효과가 있다.Therefore, according to the present invention, it is possible to minimize the decrease in magnetic properties of the magnetic powder, exhibit excellent heat resistance while using a thermoplastic resin having excellent moldability, and easily manufacture a bonded magnet that can simplify the manufacturing process. It can have an effect.
또한, 본 발명에 의하면, 간소화 및 비용 절감을 이루면서도 기계적 및 자기적 특성을 위해, 상용의 유기바인더를 첨가하여 제조한 본드자석과 동등하거나 그 이상의 특성을 갖게 하는 Nd 계 자석(본드 자석)을 제공할 수 있다.In addition, according to the present invention, for mechanical and magnetic properties while achieving simplification and cost reduction, an Nd-based magnet (bonded magnet) having characteristics equal to or higher than that of a bonded magnet manufactured by adding a commercial organic binder is provided. Can provide.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the above and the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. You can understand that there is. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting.
Claims (5)
상기 Nd 계 자석은,
Nd계 분말;
커플링제(coupling agent); 및
유기바인더를 포함하며,
상기 유기바인더는 메틸 셀룰로오스(Methyl Cellulose) 계인 것을 특징으로 하고,
상기 유기바인더는 상기 Nd 계 자석(본드 자석) 100 질량% 대비 8 내지 10 질량%인 것을 특징으로 하며,
상기 Nd 계 자석은,
상기 Nd계 분말과 상기 커플링제(coupling agent)를 혼합하여, 제1Nd 계 컴파운드(compound) 분말을 제조하고, 상기 제1Nd 계 컴파운드(compound) 분말과 상기 유기바인더(orginic binder)를 혼합하여 형성된 제2Nd 계 컴파운드(compound) 분말을 통해, 상기 Nd 계 자석을 제조하고,
상기 Nd 계 자성분말의 입자 크기는 50 ~ 100㎛인 것을 특징으로 하는 Nd 계 자석.In the Nd-based magnet,
The Nd-based magnet,
Nd-based powder;
Coupling agents; And
Including organic binders,
The organic binder is characterized in that the methyl cellulose (Methyl Cellulose) system,
The organic binder is characterized in that 8 to 10% by mass compared to 100% by mass of the Nd-based magnet (bonded magnet),
The Nd-based magnet,
A material formed by mixing the Nd-based powder and the coupling agent to prepare a first Nd-based compound powder, and mixing the first Nd-based compound powder and the organic binder. Through 2Nd-based compound powder, to prepare the Nd-based magnet,
Nd-based magnet, characterized in that the particle size of the Nd-based magnetic powder is 50 ~ 100㎛.
상기 메틸 셀룰로오스(Methyl Cellulose) 계 유기바인더는, 카르복실 메틸 셀룰로오스(CMC), 메틸 셀룰로오스(MC(Methyl Cellulose)), 하이드록시 프로필렌 메틸 셀룰로오스(HPMC(Hydroxy Propylene Methyl Cellose)) 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 Nd 계 자석.The method of claim 1,
The methyl cellulose (Methyl Cellulose)-based organic binder is at least one of carboxyl methyl cellulose (CMC), methyl cellulose (MC (Methyl Cellulose)), and hydroxy propylene methyl cellulose (HPMC (Hydroxy Propylene Methyl Cellose)). Nd-based magnet characterized by.
상기 커플링제는 N-(beta-aminoethyl)-gamma-aminopropylmethyldimethoxysilane 또는 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane인 것을 특징으로 하는 Nd 계 자석.The method of claim 1,
The coupling agent N-(beta-aminoethyl)-gamma-aminopropylmethyldimethoxysilane or 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane Nd-based magnet, characterized in that.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190015916A KR102154588B1 (en) | 2019-02-12 | 2019-02-12 | A magnet of Nd-Fe-B system comprising organic binder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190015916A KR102154588B1 (en) | 2019-02-12 | 2019-02-12 | A magnet of Nd-Fe-B system comprising organic binder |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20200098156A KR20200098156A (en) | 2020-08-20 |
KR102154588B1 true KR102154588B1 (en) | 2020-09-10 |
Family
ID=72242848
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020190015916A KR102154588B1 (en) | 2019-02-12 | 2019-02-12 | A magnet of Nd-Fe-B system comprising organic binder |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102154588B1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006169618A (en) * | 2004-12-20 | 2006-06-29 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | Iron based magnet alloy powder comprising rare earth element, method for producing the same, resin composition for bond magnet obtained therefrom, and bond magnet and consolidated magnet |
KR101525781B1 (en) * | 2014-05-23 | 2015-06-04 | 허정섭 | Organic binder composition rare earth for bonded magnets and manufacturing method thereof |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20010057613A (en) | 1999-12-23 | 2001-07-05 | 신현준 | Fabrication method of thermosetting bonded Fe-Cr-Co magnet |
-
2019
- 2019-02-12 KR KR1020190015916A patent/KR102154588B1/en active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006169618A (en) * | 2004-12-20 | 2006-06-29 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | Iron based magnet alloy powder comprising rare earth element, method for producing the same, resin composition for bond magnet obtained therefrom, and bond magnet and consolidated magnet |
KR101525781B1 (en) * | 2014-05-23 | 2015-06-04 | 허정섭 | Organic binder composition rare earth for bonded magnets and manufacturing method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20200098156A (en) | 2020-08-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100483571C (en) | Formula of composite bonded magnet | |
CN101465188B (en) | Flexible rare-earth cementing magnet and method of manufacturing the same | |
TW323374B (en) | ||
CN102775755B (en) | Polyaryl ether nitrile (PEN) and carbonyl iron powder (Fe(CO)5) composite magnetic material and preparation method thereof | |
CN1219301C (en) | Agglutination type composite permanent magnetic material of neodymium, iron, boron and iron base soft magnetic powder and its preparing method | |
CN106340365B (en) | A kind of injection molding nylon 12- rare earth permanent magnet particulate material and preparation method thereof | |
CN102163496A (en) | Preparation method of high performance halogen free environment-friendly extruded magnetic stripe made of rubber&plastic ferrite and magnetic stripe | |
KR102154588B1 (en) | A magnet of Nd-Fe-B system comprising organic binder | |
CN113889309A (en) | Bonded ferrite magnetic powder for injection molding and preparation method and application thereof | |
CN1953110A (en) | Bonding type compound permanent-magnet material comprising Sm-Fe-N and Nd-Fe-N and preparation method thereof | |
WO2023120184A1 (en) | Resin composition for bonded magnets and bonded magnets using same | |
CN114806157B (en) | Neodymium-iron-boron magnetic composite material and preparation method thereof | |
CN101656134A (en) | High temperature resistant bonding rare earth magnet and preparation method thereof | |
JP2007250646A (en) | Composition for resin bond type magnet, magnetically anisotropic bond magnet using same, and manufacturing method thereof | |
JP2788856B2 (en) | Polylactic acid plastic magnet molding material and method for producing magnet product | |
CN107619603B (en) | Corrosion-resistant high-toughness polyphenylene sulfide rare earth composite material and preparation method thereof | |
JP2003217916A (en) | High heat resistance magnetic powder, its manufacturing method and bonded magnet using the same | |
JP2006286903A (en) | Method of manufacturing rare-earth bond magnet | |
JP3760039B2 (en) | Composition for resin-bonded magnet used for injection molding, resin-bonded magnet, and method for producing resin-bonded magnet | |
JP2004266093A (en) | Method of manufacturing rare earth bonded magnet | |
WO2021200517A1 (en) | Compressed bonded magnet, manufacturing method therefor, and field coil | |
JP2001250706A (en) | Rare earth bonded magnet composite material and its manufacturing method | |
JPH0246704A (en) | Manufacture of compound magnet | |
JPH08167513A (en) | Bonded permanent magnet | |
JPH1167512A (en) | Rare-earth bond magnet |