KR102236096B1 - Method for manufacturing ceramic bonded magnet and ceramic bonded magnet manufactured therefrom - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 세라믹 본드 자석 제조방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 200℃ 이상의 고온 환경에서 사용 가능한 세라믹 본드 자석 제조방법 및 이를 통해 제조된 세라믹 본드 자석에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a ceramic bonded magnet, and more particularly, to a method of manufacturing a ceramic bonded magnet usable in a high temperature environment of 200°C or higher, and a ceramic bonded magnet manufactured through the same.
희토류 본드 영구자석은 기존 페라이트 자석에 비해 3 ~ 5배의 자력의 향상을 도모할 수 있어서 모터의 소형 경량화에 유리하다.Rare-earth bonded permanent magnets are advantageous in miniaturization and weight reduction of motors as they can improve their magnetic force by 3 to 5 times compared to conventional ferrite magnets.
희토류 본드 자석은 희토류 자성 분말과 유기바인더와 같은 결합 수지를 혼합시켜서 원하는 자석 형상으로 가압 성형하여 제조되며, 구체적으로 압축 성형법, 사출 성형법 및 압출 성형법이 이용되고 있다. 압축 성형법은 상기 화합물을 프레스 금형 중 충진한 뒤 이것을 압축 성형하여 성형체를 수득한 후, 가열해 결합 수지인 열강화성 수지를 경화시켜 자석을 제조하는 방법이다. 이 방법은 다른 방법에 비해 결합 수지의 양이 적어도 성형이 가능하기 때문에 구현된 자석 형상에 대해 자유도가 낮은 것에 대비해 많이 이용되고 있다.Rare-earth bonded magnets are manufactured by mixing a rare-earth magnetic powder and a bonding resin such as an organic binder, and press-molding into a desired magnet shape. Specifically, compression molding, injection molding, and extrusion molding are used. The compression molding method is a method of manufacturing a magnet by filling the compound in a press mold and then compression molding it to obtain a molded body, followed by heating to cure a thermosetting resin, which is a bonding resin. Compared to other methods, this method is widely used in preparation for the low degree of freedom for the implemented magnet shape because at least the amount of the binding resin can be molded.
그러나 유기바인더와 같은 결합 수지를 사용하여 제조된 본드 자석의 경우 200℃ 이상의 고온의 환경에서 사용될 때 함유된 결합 수지가 용융되거나 열분해될 수 있어서 사용이 제한 받는 문제가 있다.However, in the case of a bonded magnet manufactured using a bonding resin such as an organic binder, when used in a high temperature environment of 200°C or higher, the bonding resin contained may be melted or thermally decomposed, and thus there is a problem that its use is limited.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 고온에서 기계적 강도가 상온에서의 기계적 강도 대비 감소가 최소화되거나 방지되는 세라믹 본드 자석 제조방법 및 이를 통해 제조된 세라믹 본드 자석을 제공하는 것에 목적이 있다.The present invention was conceived in consideration of the above points, and an object of the present invention is to provide a ceramic bonded magnet manufacturing method in which a decrease in mechanical strength at a high temperature compared to that at room temperature is minimized or prevented, and a ceramic bonded magnet manufactured through the method. have.
또한, 본 발명은 고온에서 기계적 강도 향상에 따른 보자력 감소 등 자기적 물성 변동을 최소화할 수 있는 세라믹 본드 자석 제조방법 및 이를 통해 제조된 세라믹 본드를 제공하는데 다른 목적이 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a ceramic bonded magnet manufacturing method capable of minimizing fluctuations in magnetic properties such as reduction of coercivity due to improvement in mechanical strength at high temperature, and a ceramic bond manufactured through the same.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 RE-Fe-B-TM계(여기서, RE=희토류원소, TM=3d 천이원소) 조성이며, 결정립을 함유하는 자성 분말을 제조하는 S1 단계, 상기 자성 분말에 융점 400℃ 이하의 세라믹 분말을 혼련하여 혼합분말을 제조하는 S2 단계 및 상기 혼합분말을 열간압축성형 시키는 S3 단계를 포함하여 제조되는 세라믹 본드 자석 제조방법을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention is a RE-Fe-B-TM system (here, RE = rare earth element, TM = 3d transition element) composition, step S1 of preparing a magnetic powder containing crystal grains, the magnetic powder It provides a method for manufacturing a ceramic bonded magnet manufactured including step S2 of preparing a mixed powder by kneading ceramic powder having a melting point of 400° C. or less and step S3 of hot compression molding the mixed powder.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 자성 분말은 평균입경이 50 ~ 300㎛인 등방성 자성 분말일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the magnetic powder may be an isotropic magnetic powder having an average particle diameter of 50 to 300 μm.
또한, 상기 등방성 자성분말은 HDDR 또는 멜트-스피닝법에 의해서 제조된 것일 수 있다.In addition, the isotropic magnetic powder may be prepared by HDDR or melt-spinning method.
또한, 상기 조성에서 RE는 28 ~ 35at%, B는 0.5 ~ 1.5at%, TM은 0 ~ 15at%일 수 있다.In addition, in the above composition, RE may be 28 to 35 at%, B may be 0.5 to 1.5 at%, and TM may be 0 to 15 at%.
또한, 상기 세라믹 분말은 V2O5-P2O5-TeO2 일 수 있다. 이때, 기계적 강도와 보자력 특성을 모두 담보할 수 있는 측면에서 상기 세라믹 분말은 V2O5-P2O5-TeO2 일 수 있다.In addition, the ceramic powder may be V 2 O 5 -P 2 O 5 -TeO 2 . In this case, the ceramic powder may be V 2 O 5 -P 2 O 5 -TeO 2 in terms of ensuring both mechanical strength and coercive force characteristics.
또한, 상기 자성 분말과 세라믹 분말은 5:5 ~ 9:1의 중량비로 혼합될 수 있고, 보다 바람직하게는 7:3 ~ 9:1의 중량비로 혼합될 수 있다.In addition, the magnetic powder and the ceramic powder may be mixed in a weight ratio of 5:5 to 9:1, more preferably in a weight ratio of 7:3 to 9:1.
또한, 상기 열간압축성형은 세라믹 분말의 융점보다 100 ~ 200℃ 높은 온도로 수행될 수 있다.In addition, the hot compression molding may be performed at a temperature of 100 to 200° C. higher than the melting point of the ceramic powder.
또한, 상기 S3 단계는 열간압축성형을 실시하기 전 혹은 열간압축성형을 실시하는 동안 외부에서 자장을 더 인가할 수 있다.In addition, in step S3, a magnetic field may be further applied from the outside before hot compression molding or during hot compression molding.
또한, 본 발명은 상술한 본 발명에 따른 제조방법을 통해서 제조되는 RE-Fe-B-TM 계 세라믹 본드 자석으로서, 175℃에서 압축강도가 400MPa 이상인 세라믹 본드 자석을 제공한다.In addition, the present invention provides a RE-Fe-B-TM-based ceramic bonded magnet manufactured through the manufacturing method according to the present invention described above, and a ceramic bonded magnet having a compressive strength of 400 MPa or more at 175°C.
본 발명에 의한 세라믹 본드 자석 제조방법은 200℃ 이상의 사용온도에 노출되거나 와전류 등에 따라서 높은 온도로 발열이 발생하더라도 압축강도 등 기계적 강도의 변화가 최소화됨에 따라서 고온의 환경에서도 널리 사용되기에 적합할 수 있다. 또한, 기계적 강도가 향상됨과 더불어 발생할 수 있는 보자력 감소 등의 물성변화가 방지됨에 따라서 모터와 같은 회전기 등 산업 전반에 널리 응용될 수 있다.The method of manufacturing a ceramic bonded magnet according to the present invention may be suitable for widespread use even in a high temperature environment as changes in mechanical strength such as compressive strength are minimized even if heat is generated at a high temperature due to an eddy current or exposure to a use temperature of 200°C or higher. have. In addition, as the mechanical strength is improved and physical property changes such as a reduction in coercivity that may occur are prevented, it can be widely applied to the entire industry, such as a rotating machine such as a motor.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art may easily implement the present invention. The present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein.
본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 본드 자석은 RE-Fe-B-TM계(여기서, RE=희토류원소, TM=3d 천이원소) 조성이며, 결정립을 함유하는 자성 분말을 제조하는 S1 단계, 상기 자성 분말에 융점 400℃ 이하의 세라믹 분말을 혼련하여 혼합분말을 제조하는 S2 단계, 및 상기 혼합분말을 열간압축성형 시키는 S3 단계를 포함하여 제조될 수 있다.The ceramic bonded magnet according to an embodiment of the present invention has a RE-Fe-B-TM system (here, RE = rare earth element, TM = 3d transition element) composition, and step S1 of preparing a magnetic powder containing crystal grains, the It can be prepared including a step S2 of preparing a mixed powder by kneading a ceramic powder having a melting point of 400° C. or less with the magnetic powder, and a step S3 of hot compression molding the mixed powder.
먼저 본 발명에 따른 S1 단계로서 RE-Fe-B-TM (여기서, RE=희토류원소, TM=3d 천이원소) 조성이며, 결정립을 함유하는 자성 분말을 제조하는 단계를 수행한다.First, as step S1 according to the present invention, a step of preparing a magnetic powder having a composition of RE-Fe-B-TM (here, RE=rare earth element, TM=3d transition element) and containing crystal grains is performed.
상기 자성분말은 RE-Fe-B-TM계 조성을 갖는 합금으로서, 원료 합금을 구성하는 원소 RE는 희토류 원소로써 Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb 및 Lu로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 이용할 수 있다. 일예로 상기 RE는 비용, 자기 특성을 고려해 Nd일 수 있다. 원료 합금 중의 RE는 일 예로 28 ~ 35at%일 수 있다.The magnetic powder powder is an alloy having a RE-Fe-B-TM composition, and the element RE constituting the raw material alloy is a rare earth element, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, One or two or more selected from Ho, Er, Tm, Yb and Lu can be used. For example, the RE may be Nd in consideration of cost and magnetic properties. RE in the raw material alloy may be, for example, 28 to 35 at%.
또한, 상기 TM은 3d 천이원소로써 일예로 Co 또는 Ni일 수 있다. 상기 TM은퀴리온도 증가 등의 목적을 포함될 수 있으나 잔류자속 밀도 저하 등의 자기적 물성 저하를 유발시킬 수 있어서 적절한 함량으로 포함될 수 있다. 이에 따라서 일예로 상기 TM은 원료 합금에 불포함되거나 또는 원료 합금에 포함될 경우 15at% 이내로 함유될 수 있다.In addition, the TM may be a 3d transition element, for example Co or Ni. The TM may include the purpose of increasing the Curie temperature, but may cause a decrease in magnetic properties such as a decrease in residual magnetic flux density, and thus may be included in an appropriate amount. Accordingly, as an example, the TM may be contained within 15at% when not included in the raw material alloy or included in the raw material alloy.
또한, 상기 B는 원료 합금 중 0.5 ~ 1.5at%로 함유될 수 있다.In addition, the B may be contained in 0.5 ~ 1.5at% of the raw material alloy.
또한, 상기 원료 합금은 Ti, Al, V, Nb, Ga, Zr, Cu, Si, Cr, Mn, Zn, Mo, Hf, W, Ta 및 Sn 중 1종 또는 2종 이상의 원소를 2at% 이내로 더 함유하 수 있으며, 이들 원소를 함유함으로써 잔류자속밀도, 보자력 등의 자기적 물성을 개선할 수 있다.In addition, the raw material alloy contains one or two or more of Ti, Al, V, Nb, Ga, Zr, Cu, Si, Cr, Mn, Zn, Mo, Hf, W, Ta, and Sn within 2at%. It may contain, and by containing these elements, magnetic properties such as residual magnetic flux density and coercivity can be improved.
또한, 상기 Fe는 원료합금 내 잔량으로 함유될 수 있다.In addition, the Fe may be contained in the balance in the raw material alloy.
또한, 상기 RE-Fe-B-TM계 조성을 갖는 합금은 RE-Fe-B계 희토류 자석을 제조하는 공지된 방법을 통해서 제조할 수 있으며, 일예로 북 몰드법, 원심 주조법으로 제작한 잉곳이나 스트립 캐스트법으로 제조될 수 있다. 제조된 원료 합금은 공지된 HDDR(Hydrogen decrepitaion desorption recombination)법을 이용하여 결정립을 갖는 등방성 자성 분말로 제조되거나 또는 원료 합금을 공지된 멜트-스피닝법을 통해 결정립을 갖는 등방성 자성 분말로 제조될 수 있다.In addition, the alloy having the RE-Fe-B-TM-based composition can be produced through a known method of manufacturing a RE-Fe-B-based rare earth magnet, for example, an ingot or strip produced by a book mold method or a centrifugal casting method. It can be manufactured by a cast method. The prepared raw material alloy may be made of isotropic magnetic powder having crystal grains by using a known hydrogen decrepitaion desorption recombination (HDDR) method, or the raw material alloy may be made of isotropic magnetic powder having crystal grains through a known melt-spinning method. .
이때, 자성 분말은 평균입경이 50 ~ 300㎛, 보다 바람직하게는 150 ~ 200㎛일 수 있으며, 이를 통해 후술하는 세라믹 분말과 함께 상승된 기계적 강도를 달성할 수 있는 이점이 있다. 또한, 보다 바람직하게는 상기 자성 분말은 소정의 평균입경에 대해서 ±30% 이하, 보다 바람직하게는 ±10% ~ ±30%의 입경을 갖는 자성 분말이 전체 자성 분말 개수의 60% 이상, 보다 바람직하게는 30 ~ 40%를 차지함을 통해서 후술하는 세라믹 분말과 함께 상승된 기계적 강도를 달성하기에 보다 유리할 수 있다.At this time, the magnetic powder may have an average particle diameter of 50 to 300 μm, more preferably 150 to 200 μm, and through this, there is an advantage of achieving an increased mechanical strength together with the ceramic powder to be described later. Further, more preferably, the magnetic powder has a particle diameter of ±30% or less, more preferably ±10% to ±30% with respect to a predetermined average particle diameter, and more preferably 60% or more of the total number of magnetic powders. In other words, it may be more advantageous to achieve an increased mechanical strength with ceramic powder to be described later through accounting for 30 to 40%.
이때, 상기 HDDR법을 통해 제조된 등방성 자성 분말은 일예로 200 ~ 300nm의 미세결정립을 함유할 수 있고, 상기 멜트-스피닝법을 통해 제조된 등방성 자성 분말은 30 ~ 80 nm의 미세결정립을 함유할 수 있다.At this time, the isotropic magnetic powder prepared through the HDDR method may contain fine grains of 200 to 300 nm, for example, and the isotropic magnetic powder prepared through the melt-spinning method may contain fine grains of 30 to 80 nm. I can.
다음으로 본 발명에 따른 S2 단계로서, 상술한 S1 단계에서 제조된 자성 분말에 융점 400℃ 이하의 세라믹 분말을 혼련하여 혼합분말을 제조하는 단계를 수행한다.Next, as step S2 according to the present invention, a step of preparing a mixed powder by kneading ceramic powder having a melting point of 400° C. or lower with the magnetic powder prepared in step S1 described above is performed.
상기 세라믹 분말은 자성 분말을 결합시키기 위한 바인더 역할을 한다. 상기 세라믹 분말은 융점이 400℃ 이하인 것이 사용되며, 이를 통해 구현되는 세라믹 본드 자석의 보자력 저하를 방지하기에 유리할 수 있다. 만일 융점이 400℃를 초과하는 세라믹 분말을 사용 시 열간압축성형으로 인해서 세라믹 분말의 계면에서 산화층이 형성됨으로 인한 보자력 감소 등의 문제가 있을 수 있다. 바람직하게는 상기 세라믹 분말은 융점이 250 ~ 400℃일 수 있으며, 만일 세라믹 분말의 융점이 과소할 경우 고온의 사용환경에 사용하기 어려울 수 있다.The ceramic powder serves as a binder for bonding the magnetic powder. The ceramic powder having a melting point of 400° C. or less is used, and it may be advantageous to prevent a decrease in coercive force of the ceramic bonded magnet implemented through this. If a ceramic powder having a melting point exceeding 400°C is used, there may be a problem such as a decrease in coercivity due to the formation of an oxide layer at the interface of the ceramic powder due to hot compression molding. Preferably, the ceramic powder may have a melting point of 250 to 400° C., and if the melting point of the ceramic powder is insufficient, it may be difficult to use in a high-temperature environment.
상기 세라믹 분말은 융점이 400℃ 이하인 공지된 것을 사용할 수 있으나, 바람직하게는 V2O5-P2O5-TeO2 를 사용할 수 있고, 이를 통해서 고온에서의 우수한 기계적 강도 및 보자력 변동 방지를 모두 달성하기 유리하다.The ceramic powder may be a known material having a melting point of 400° C. or less, but preferably V 2 O 5 -P 2 O 5 -TeO 2 may be used, thereby preventing both excellent mechanical strength and coercive force fluctuations at high temperatures. It is advantageous to achieve.
또한, 상기 자성 분말과 세라믹 분말은 5:5 ~ 9:1의 중량비, 보다 바람직하게는 7:3 ~ 9:1의 중량비로 혼합될 수 있고, 이를 통해서 보다 향상된 고온에서의 기계적 강도와 우수한 자기적 물성을 함께 달성하기에 유리할 수 있다.In addition, the magnetic powder and the ceramic powder may be mixed in a weight ratio of 5:5 to 9:1, more preferably in a weight ratio of 7:3 to 9:1, through which more improved mechanical strength at high temperature and excellent magnetic It can be advantageous to achieve the enemy properties together.
다음으로 본 발명에 따른 S3 단계로서, 상기 혼합분말을 열간압축성형 시키는 단계를 수행할 수 있다.Next, as step S3 according to the present invention, the step of hot compression molding the mixed powder may be performed.
상기 열간압축성형은 공지된 열간압축 성형 방법을 적절히 채용하여 수행할 수 있으며, 본 발명은 이에 대해서 특별히 한정하지 않는다. 이때 바람직하게는 상기 열간압축성형 시 온도는 세라믹 분말의 융점보다 100 ~ 200℃ 높은 온도로 수행할 수 있으며, 만일 100℃ 미만의 온도로 수행 시 기계적 강도를 충분히 달성하기 어려울 수 있고, 200℃ 초과 온도로 수행 시 보자력이 감소될 우려가 있다.The hot compression molding may be performed by appropriately employing a known hot compression molding method, and the present invention is not particularly limited thereto. At this time, preferably, the temperature during the hot compression molding may be performed at a temperature higher than the melting point of the ceramic powder by 100 to 200°C, and if performed at a temperature of less than 100°C, it may be difficult to sufficiently achieve mechanical strength, and exceed 200°C. There is a concern that the coercive force may decrease when performing with temperature.
한편, 상기 S3 단계는 열간압축성형을 실시하기 전 혹은 열간압축성형을 실시하는 동안 외부에서 자장을 더 인가할 수 있고, 이를 통해서 혼합분말을 자장방향으로 정렬시키기에 유리할 수 있다. 바람직하게는 가해지는 자장의 세기는 1.0 ~ 2.0T일 수 있으며, 이를 통해 본 발명의 목적을 달성하기 유리할 수 있다.On the other hand, the step S3 may further apply a magnetic field from the outside before hot compression molding or during hot compression molding, and through this, it may be advantageous to align the mixed powder in the magnetic field direction. Preferably, the strength of the applied magnetic field may be 1.0 to 2.0T, through which it may be advantageous to achieve the object of the present invention.
또한, 열간압축성형을 통해 제조된 세라믹 본드 자석은 자성분말의 등방성을 유지한 등방성 자석이거나, 또는 0.5ton/cm2 이상의 압력을 가하는 열간변형 공정을 더 수행하여 제조된 이방성 자석일 수 있다.In addition, the ceramic bonded magnet manufactured through hot compression molding may be an isotropic magnet that maintains the isotropy of the magnetic powder, or may be an anisotropic magnet manufactured by further performing a hot deformation process applying a pressure of 0.5 ton/cm 2 or more.
상술한 제조방법으로 제조된 세라믹 본드자석은 RE-B-TM-Fe 계 세라믹 본드 자석으로서, 175℃에서 압축강도가 400MPa 이상일 수 있으며, 상온, 예를 들어 25℃에서의 압축강도 대비 압축강도 저하율이 25% 이하, 바람직하게는 20% 이하, 보다 바람직하게는 10% 이하로 고온에서의 기계적 강도가 매우 우수하고 상온 대비 기계적 강도 변화가 적어 우수한 품질을 유지할 수 있다.The ceramic bonded magnet manufactured by the above-described manufacturing method is a RE-B-TM-Fe-based ceramic bonded magnet, and may have a compressive strength of 400 MPa or more at 175°C, and a decrease in compressive strength compared to the compressive strength at room temperature, for example, 25°C This is 25% or less, preferably 20% or less, more preferably 10% or less, so that the mechanical strength at high temperature is very excellent, and there is little change in mechanical strength compared to room temperature, so that excellent quality can be maintained.
한편, 상기 세라믹 본드 자석은 보자력이 12.0kOe 이상으로 우수한 동시에 비저항 역시 1.0μΩ·cm×103 이상으로 와전류에 따른 자기손실을 최소화하고, 발열에 따른 물성 변동을 방지할 수 있는 이점이 있다.On the other hand, the ceramic bonded magnet has an excellent coercivity of 12.0 kOe or more and a specific resistance of 1.0 μΩ·cm×10 3 or more, minimizing magnetic loss due to eddy current, and preventing physical property fluctuations due to heat generation.
하기의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention will be described in more detail through the following examples, but the following examples do not limit the scope of the present invention, which should be construed to aid understanding of the present invention.
<실시예1><Example 1>
출발원료로서 Nd, Fe, B, Nb, Ga를 적절히 칭량해 해당 성분들을 혼합, 용융하여 합금 잉곳를 이용해서 합금화하여 최종 Nd12.5Fe80.6B6.4Ga0.3Nb0.2 (이때, 원소별 함량은 at%임) 합금 원료를 제조하였다. 이후 통상적인 HDDR(Hydrogen decrepitaion desorption recombination)법을 이용하여 결정립의 입경이 200 ~ 500nm 분포를 가지는 평균입경이 160㎛인 자성 분말을 제조하였다. 또한, 이때 자성 분말은 상기 평균 입경에 대해서 ±10% ~ ±30%의 입경을 갖는 자성 분말이 전체 자성 분말 개수의 36%이었다.As a starting material, Nd, Fe, B, Nb, Ga are properly weighed, the components are mixed, melted, and alloyed using an alloy ingot, and the final Nd 12.5 Fe 80.6 B 6.4 Ga 0.3 Nb 0.2 (At this time, the content of each element is at%. ) An alloy raw material was prepared. Then, a magnetic powder having an average particle diameter of 160 μm having a grain size distribution of 200 to 500 nm was prepared using a conventional HDDR (Hydrogen decrepitaion desorption recombination) method. In addition, at this time, the magnetic powder was 36% of the total number of magnetic powders having a particle diameter of ±10% to ±30% of the average particle diameter.
이후, 준비된 자성 분말에 융점이 280℃인 V2O5-P2O5-TeO2 인 세라믹 분말을 8:2의 중량비로 혼합하여 혼련한 혼합분말을 제조하였다.Thereafter, ceramic powder having a melting point of V 2 O 5 -P 2 O 5 -TeO 2 having a melting point of 280° C. was mixed in a weight ratio of 8:2 to prepare a mixed powder.
이후 혼합 분말을 아르곤 분위기에서 열간압축성형 수행하였다. 구체적으로 혼 분말을 12pi×15mm 크기의 금형에 균일하게 장입하고, 자장을 외측에서 1.8T 세기로 인가시켜 혼합 분말이 자장방향으로 정렬하도록 하였다. 이후 금형의 온도를 세라믹 분말의 융점보다 약 140℃ 높은 온도인 420℃로 가열하고 1ton/cm2 압력으로 가압함으로서 이방성 세라믹본드자석을 제조하였다.Thereafter, the mixed powder was hot compression molded in an argon atmosphere. Specifically, the horn powder was uniformly charged into a mold having a size of 12pi×15mm, and a magnetic field was applied from the outside at an intensity of 1.8T so that the mixed powder was aligned in the magnetic field direction. Thereafter, the temperature of the mold was heated to 420° C., which is about 140° C. higher than the melting point of the ceramic powder, and pressurized at 1 ton/cm 2 to prepare an anisotropic ceramic bond magnet.
<실시예 2 ~ 3><Examples 2 to 3>
실시예1과 동일하게 실시하여 제조하되, 하기 표 1과 같이 세라믹 분말의 혼합비율을 변경하여 하기 표 1과 같은 이방성 세라믹 본드 자석을 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Example 1, but the anisotropic ceramic bonded magnet as shown in Table 1 was prepared by changing the mixing ratio of the ceramic powder as shown in Table 1 below.
<비교예 1 ~ 3><Comparative Examples 1 to 3>
실시예1과 동일하게 실시하여 제조하되, 하기 표 1과 같이 세라믹 분말의 종류를 융점이 550℃인 Bi2O-SiO2-B2O3로 변경하고 열간압축성형 시 금형의 온도를 690℃로 변경하여 하기 표 1과 같은 이방성 세라믹 본드 자석을 제조하였다.Prepared in the same manner as in Example 1, but as shown in Table 1 below, the type of ceramic powder was changed to Bi 2 O-SiO 2 -B 2 O 3 with a melting point of 550°C, and the temperature of the mold was 690°C during hot compression molding. Was changed to to prepare an anisotropic ceramic bonded magnet as shown in Table 1 below.
<비교예 4><Comparative Example 4>
실시예1과 동일하게 실시하여 제조하되, 에폭시 수지를 3 중량%가 되도록 혼합하여 하기 표 1과 같은 에폭시 본드 자석을 제조하였다.Preparation was carried out in the same manner as in Example 1, but an epoxy bonded magnet as shown in Table 1 was prepared by mixing an epoxy resin to an amount of 3% by weight.
<실험예1><Experimental Example 1>
실시예1 ~ 3 및 비교예 1 ~ 4에서 제조된 세라믹 본드 자석에 대해서 보자력, 비저항 및 온도 20℃, 175℃에서의 압축강도를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.For the ceramic bonded magnets prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4, coercive force, specific resistance, and compressive strength at temperatures of 20°C and 175°C were measured, and are shown in Table 1 below.
이때, 보자력 및 비저항은 B-H trace(인가자장= 3Tesla) 및 4 point probe(probe 간격= 1cm)를 이용하여 측정하였다.At this time, the coercive force and specific resistance were measured using a B-H trace (applied magnetic field = 3 Tesla) and a 4 point probe (probe interval = 1 cm).
사용Epoxy resin
use
표 1을 통해서 확인할 수 있듯이, 융점이 400℃ 이하인 세라믹 분말을 사용한 실시예 1 ~ 3의 세라믹 본드 자석은 융점이 400℃ 초과하는 세라믹 분말을 사용한 비교예 1 ~ 3의 세라믹 본드 자석에 대비해 유사 수준의 기계적 강도를 가지면서도 보자력 변동이 거의 없는 것을 확인할 수 있다.As can be seen from Table 1, the ceramic bonded magnets of Examples 1 to 3 using ceramic powders having a melting point of 400° C. or less have similar levels compared to the ceramic bonded magnets of Comparative Examples 1 to 3 using ceramic powders having a melting point exceeding 400° C. It can be seen that there is little coercive force fluctuation while having the mechanical strength of.
<실시예4><Example 4>
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 사용된 자성 분말을 멜트-스피닝법에 의해 결정립 입경 범위가 30 ~ 80nm인 미세결정립을 함유하는 평균입경이 170㎛인 등방성 자성분말로 변경하고, 외부 자장을 인가시키지 않고 금형에 장입된 혼합 분말을 420℃로 가열 및 1 ton/cm2의 압력을 가해서 등방성 세라믹 본드 자석을 제조하였다.Prepared in the same manner as in Example 1, but the used magnetic powder was changed to an isotropic magnetic powder having an average particle diameter of 170 µm containing microcrystalline grains having a grain size range of 30 to 80 nm by a melt-spinning method, and an external magnetic field The mixed powder charged into the mold was heated to 420° C. without applying and a pressure of 1 ton/cm 2 was applied to prepare an isotropic ceramic bonded magnet.
제조된 등방성 세라믹 본드 자석의 보자력은 13.1kOe 였고, 비저항은 0.84μΩcm×103이었다.The prepared isotropic ceramic bonded magnet had a coercive force of 13.1 kOe and a specific resistance of 0.84 μΩcm×10 3 .
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.Although an embodiment of the present invention has been described above, the spirit of the present invention is not limited to the embodiment presented in the present specification, and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention can add components within the scope of the same idea It will be possible to easily propose other embodiments by changing, deleting, adding, etc., but it will be said that this is also within the scope of the present invention.
Claims (10)
상기 자성 분말에 융점 400℃ 이하의 세라믹 분말로써 V2O5-P2O5-TeO2 를 혼련하여 혼합분말을 제조하는 S2 단계; 및
상기 혼합분말을 열간압축성형 시키는 S3 단계;를 포함하여 제조되는 세라믹 본드 자석 제조방법.S1 step of producing a magnetic powder containing a composition of RE-Fe-B-TM (here, RE = rare earth element, TM = 3d transition element) and crystal grains;
Step S2 of preparing a mixed powder by kneading V 2 O 5 -P 2 O 5 -TeO 2 as a ceramic powder having a melting point of 400° C. or less in the magnetic powder; And
S3 step of hot compression molding the mixed powder; ceramic bonded magnet manufacturing method comprising a.
상기 자성 분말은 평균입경이 50 ~ 300㎛인 등방성 자성 분말인 것을 특징으로 하는 세라믹 본드 자석 제조방법.The method of claim 1,
The magnetic powder is a ceramic bonded magnet manufacturing method, characterized in that the isotropic magnetic powder having an average particle diameter of 50 ~ 300㎛.
상기 등방성 자성분말은 HDDR 또는 멜트-스피닝법에 의해서 제조된 것을 특징으로 하는 세라믹 본드 자석 제조방법.The method of claim 2,
The isotropic magnetic powder is a ceramic bonded magnet manufacturing method, characterized in that produced by HDDR or melt-spinning method.
상기 조성에서 RE는 28 ~ 35at%, B는 0.5 ~ 1.5at%, TM은 0 ~ 15at%이고, Fe는 잔량으로 포함되는 것을 특징으로 하는 세라믹 본드 자석 제조방법.The method of claim 1,
In the above composition, RE is 28 ~ 35at%, B is 0.5 ~ 1.5at%, TM is 0 ~ 15at%, Fe is a ceramic bonded magnet manufacturing method, characterized in that included in the balance.
상기 자성 분말과 세라믹 분말은 5:5 ~ 9:1의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 세라믹 본드 자석 제조방법.The method of claim 1,
The method of manufacturing a ceramic bonded magnet, wherein the magnetic powder and the ceramic powder are mixed in a weight ratio of 5:5 to 9:1.
상기 열간압축성형은 세라믹 분말의 융점보다 100 ~ 200℃ 높은 온도로 수행되는 것을 특징으로 하는 세라믹 본드 자석 제조방법.The method of claim 1,
The method of manufacturing a ceramic bonded magnet, wherein the hot compression molding is performed at a temperature of 100 to 200° C. higher than the melting point of the ceramic powder.
상기 자성 분말과 세라믹 분말은 7:3 ~ 9:1의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 세라믹 본드 자석 제조방법.The method of claim 6,
The method of manufacturing a ceramic bonded magnet, wherein the magnetic powder and the ceramic powder are mixed in a weight ratio of 7:3 to 9:1.
상기 S3 단계는 열간압축성형을 실시하기 전 혹은 열간압축성형을 실시하는 동안 외부에서 자장을 더 인가하는 것을 특징으로 하는 세라믹 본드 자석 제조방법.The method of claim 1,
The step S3 is a method of manufacturing a ceramic bonded magnet, wherein a magnetic field is further applied from the outside before or during hot compression molding.
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