KR102454806B1 - 이방성 본드 자석 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

이방성 본드 자석 및 그 제조 방법에 있어서, 상이한SmFeN함량 및/또는 밀도의 자석을 겹쳐 쌓는 방법을 사용하는 것을 통해, 그 중간의 자석 성능이 높고, 양단 및/또는 외주의 자석 성능이 낮게 하고, 이로써 압축 과정 중에 밀도 차이로 인해 발생하는 성능의 편차를 보상하고, 자석의 축방향 에서의 성능의 균일성을 개선한다. 상기 방법은 배향 치밀화 과정 중에 존재하는 높이 방향 자기장 배향 및 밀도 불 균일의 현상과 중간이 낮고 양쪽이 높은 현상이 발생하는 것을 해결하였다. 상기 방법으로 제조한 이방성 본드 자석은 압축 방향을 따라 밀도의 편차가 2%보다 작은 특징을 구비하고, 자석의 배향도와 밀도 및 자석 성능의 균일성과 사이즈 정밀도를 효과적으로 향상시킨다.

Description

이방성 본드 자석 및 그 제조 방법{ANISOTROPIC BONDED MAGNET AND PREPARATION METHOD THEREOF}
본 발명은 본드 자석 재료 기술 분야에 관한 것이고, 구체적으로는 이방성 본드 자석 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본드 영구 자석은 양호한 가공 성능을 구비하고, 그 형태의 자유도가 크고, 사이즈 정밀도가 높고, 2차 가공이 필요 없어서 현대 하이테크 기술 제품에서 빠질 수 없는 중요 부품으로 되였고, 전자 정보, 컴퓨터, 전기 기계, 자동차 등 분야에서 광범위하게 응용되고 있다. 하지만 이방성 본드 자석은 더 우수한 자석 성능을 구비하고, 전자 제품의 소형화, 고효율화, 에너지 절약화, 경량화를 힘차게 촉진할 수 있어서, 본드 영구 자석의 발전 방향으로 되였다.
본드 영구 자석의 성형 방식으로는 압축 성형, 압연 성형, 사출 성형과 압출 성형이 있고, 그 중 압축 성형 자석은 가장 높은 자석 성능을 구비하기에 가장 광범위하게 응용되고 있다.
열 경화성 수지를 사용하여 압축 성형으로 이방성 본드 자석을 제조하는 기본 공예 공정은:
자석 분말과 접착제, 첨가제를 혼련하여 복합 자석 분말을 얻고→배향 압축→소자→응고→방부 처리→성능 검사를 진행하고, 그 중 첨가제는 윤활제, 커플링제 등을 뜻하고; 접착제는 일반적으로 에폭시 수지, 페놀 수지 등 열경화성 수지를 사용한다. 방향성 성형 공예는 3가지 방식을 사용할 수 있고, 실온 성형, 온간 성형과 다단계 성형이다. 실온 성형으로 이방성 본드 자석을 제조하면 자석 밀도가 낮고, 배향도가 부족하고, 자석 성능이 비교적 낮다. 온간 성형 과정 중에 고온이 접착제를 연화 및 끈적 상태로 용해시키고, 그 저점도가 일정한 윤활작용을 일으켜서, 배향 시 자석 분말 입자의 회전 저항 및 자석 분말과 몰드 벽사이의 마찰 저항을 낮추는 목적을 달성하고, 더 나아가 자석의 배향도와 밀도를 효과적으로 향상시키고, 현재 온간 성형 기술은 이방성 본드 자석의 제조에 광범위하게 응용된다. 따라서 배향도와 밀도의 향상은 이방성 본드 영구 자석을 제조하는 관건이다.
기존의 기술 중에서, CN101599333A은 건식 가압 성형 이방성 다극 자석 링의 제조 방법을 제공하고, 자성 분체에 대해 습식 분쇄를 진행하고, 말린 후의 자성 분체 중에 한가지 이상의 접착제와 윤활제를 첨가하고; 그리고 나서 예비 압축과 예비 자화를 진행하고, 그 다음 고속 분쇄기를 사용하여 혼합을 진행하고, 마지막에 상기 분체에 대해 반경 방향 자기장 중에서의 양면 등압 성형을 진행한다.
CN101814368A이 제공하는 이방성 자석의 제조 방법에 있어서: 분말 입도를 조정하고, 그 중 제1혼합물은 입경이 20μm을 초과하고, 또한 150μm이하인 제1자석 분말, 이방성 본드 자석 중의 첨가량이 2.0 wt%가 안되는 열경화성 수지와 제1첨가제로 구성되였고, 제2혼합물은 입경이 1μm이상 20μm이하인 제2자석 분말과 제2첨가제로 구성되였고, 자석 밀도와 자석 성능을 향상시키는데 사용되고, 하지만 자석 중심부의 자기장 강도와 끝부분의 자기장 강도 차이는 5%이상이다.
CN103489621A에서는 압축 이방성 본드 자석의 제조 방법을 제공하고, 두 단계 성형 공예를 사용하고, 즉 실온 예비 성형과 배향 치밀화 온간 성형 공예로 이방성 본드 자석을 제조하는 방법이고, 배향 치밀화 과정 중에 높이 방향 자기장 배향 및 밀도 불 균일 현상이 존재하게 되고, 가운데가 낮고 양쪽이 높은 현상이 나타난다.
CN107393709A에서는 고 배향도 이방성 본드 자석의 냉간 등방압 제조 방법을 제공하고, 열경화성 수지와 경화제를 통해 접착제를 제조하고, 이방성 본드 자석 분말을 접착제 용액에 첨가하고, 충분히 교반 후 실리콘 몰드에 주입하고, 진공 밀봉하고, 1.5T~2T의 자기장 하에서 배향을 진행하고, 냉간 등방압 성형을 진행하여 자석을 제조한다.
공업 생산 중에서, 고 길이-직경 비율의 자석 링에 대해 자석 분말 형식으로 직접 고온 자기장 캐비티에 패킹을 하는 기존의 기술은 캐비티 중의 자석 분말의 높이가 비교적 높은 것을 초래하여, 높이 방향을 따라 자기장 배향의 불균일을 조성하기 쉽고, 이밖에 고온 패킹 시 혼합 자석 분말이 열을 받으면, 자석 분말이 벽에 붇는 현상을 조성하기 쉽고, 패킹의 균일을 보증하기 어렵고, 자석 성능의 균일성과 사이즈 정밀도에 영향을 준다.
본 발명의 목적은 종횡비의 자석 제조 과정 중에 축 방향에서 나타나는 중간 밀도가 낮고 양단 또는 외주의 밀도가 높아서 성능 불 균일을 초래하는 문제에 대해, 여러 개의 자석을 겹쳐 쌓는 것과 함께 자석 중에 SmFeN분말을 혼합하는 것을 사용하고, 그 중 중간의 SmFeN분말 함량이 높고, 양단 또는 외주의 SmFeN분말 함량이 낮고, 압축 제조 과정 중에 밀도 차이로 인해 발생하는 성능 편차를 보상하고, 자석의 축방향에서의 균일성을 개선한다.
상기 목적을 실현하기 위하여, 본 발명은 이하 방안을 사용한다.
본 발명의 제1측면으로는 이방성 본드 자석을 제공하고, R-T-B류 영구 자석 분말과 SmFeN영구 자석 분말을 포함하고, 그 중, R-T-B류 영구 자석 분말 중에서 R의 함량은 28~31 wt.%이고, B의 함량은 0.9~1.1 wt.%이고, 여분은 T이고; R은 한가지 이상의 희토류 원소에서 선택되고, T는 Fe 또는 FeCo 및 전이족 금속이고, B는 붕소이고;
SmFeN영구 자석 분말은 R-T-B류 영구 자석 분말 중량 함량의 3%~40%이고;
상기 이방성 본드 자석은 여러 개의 상이한 예비 성형 그린 바디로 압축 형성되고, 얻은 상기 이방성 본드 자석은 압축 방향을 따라 밀도 편차가 2%보다 작다.
더 나아가, 상기 여러 개의 상이한 예비 성형 그린 바디는 SmFeN영구 자석 분말의 함량이 다른 예비 성형 그린 바디를 포함한다.
더 나아가, R은 Y, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Ho, Er, Tm, Yb, Lu중에서 선택되는 1가지 또는 2가지 이상의 원소이고, 바람직하게는 Nd 또는 PrNd이다.
더 나아가, 상기 본드 자석은 본드 자석 링이고, 본드 자석 링의 종횡비는 0.6보다 크고, 바람직하게는 1.0~10이고, 더 바람직하게는 2~8이고; 벽 두께는 1mm보다 크고, 바람직하게는 1~20mm이고, 더 바람직하게는 1~5mm이다.
더 나아가, 상기 SmFeN영구 자석 분말의 입도는 1~30μm이고, 바람직하게는 3~10μm이다.
본 발명의 제2측면으로는 이방성 본드 자석의 제조 방법을 제공하고, 이하 단계를 포함한다.
단계1. 본드 자석 원료를 준비: 상기 원료는 R-T-B류 영구 자석 분말, SmFeN영구 자석 분말, 열경화성 수지 접착제, 커플링제와 윤활제를 포함하고; 그 중, R-T-B류 영구 자석 분말과 SmFeN영구 자석 분말의 중량 함량은 100이고, SmFeN영구 자석 분말은R-T-B류 영구 자석 분말 중량 함량의 3%~40%이고, 접착제의 중량 함량은 R-T-B류 영구 자석 분말과 SmFeN영구 자석 분말의1.0%~6.0%이고, 바람직하게는 2.5%~3.5% 이고, 커플링제의 중량 함량은 R-T-B류 영구 자석 분말과SmFeN영구 자석 분말의 0.05%~1.0%이고, 바람직하게는 0.1%~0.3%이고, 윤활제의 중량 함량은R-T-B류 영구 자석 분말과SmFeN영구 자석 분말의 0.05%~2.0% 이고, 바람직하게는 0.05%~0.50%이고;
단계2. 접착제 혼합: 상기 원료 중의 R-T-B류 영구 자석 분말, SmFeN영구 자석 분말과 상기 열경화성 수지 접착제, 커플링제와 윤활제를 균일하게 혼합하여, 복합 자석 분말을 얻고;
단계3. 실온 예비 성형: 건조 후의 여러 가지 상이한 자석 성능의 복합 자석 분말을 제1몰드에 넣고, 또한 자기장H1에서 가압 성형하여 각각 여러 가지 상이한 예비 성형 그린 바디를 얻고, 그 중 압축 압력은 100~600 MPa이고, 상기 자기장H1은 0.15T보다 작고, 압축 온도는 실온이고;
단계4. 온간 자기장 배향 성형: 여러 개의 상이한 예비 성형 그린 바디를 겹쳐 쌓아 제2몰드에 넣고, 또한 자기장H2에서 온간 성형 배향하고, 다시 압축을 진행하고; 그리고 소자, 강온, 탈막하여, 온간 자기장 배향을 거쳐 성형한 이방성 본드 자석을 얻고; 그 중 상기 자기장 강도 H2는 0.6~3T이고, 압축 압력은 300~1000 MPa이고, 성형 온도는 60~200℃이고;
단계5. 경화: 상기 온간 자기장 배향을 거쳐 성형한 이방성 본드 자석을 일정한 온도까지 가열한 후 보온을 진행하고, 보온 온도는 100~200℃이고, 바람직하게는 120~180℃이고; 보온 시간은 0.5~2시간이다.
더 나아가, 상기 단계2는 이하 내용을 포함한다.
상기 단계에서 계량을 마친 커플링제를 상응한 유기 용액 중에서 용해하고, R-T-B류 영구 자석 분말 및SmFeN영구 자석 분말과 균일하게 혼합하고, 유기 용제가 휘발되여 제거된 후, 커플링제를 균일하게 영구 자석 분말 표면에 피복하고; 그리고 계량을 마친 접착제, 윤활제를 상응한 유기 용제에서 용해하고, 커플링제를 피복한 R-T-B류 영구 자석 분말 및SmFeN영구 자석 분말과 균일하게 혼합하고, 유기 용제가 제거된 후, 상기 본드 자석이 필요한 복합 자석 분말을 얻는다.
더 나아가, 상기 여러 가지 상이한 예비 성형 그린 바디는 제1예비 성형 그린 바디와 제2예비 성형 그린 바디를 포함하고; 상기 제1예비 성형 그린 바디는SmFeN영구 자석 분말의 함량이 비교적 낮은 복합 자석 분말로 제조되고, 상기 제2예비 성형 그린 바디는 SmFeN영구 자석 분말의 함량이 비교적 높은 복합 자석 분말로 제조되고, 그 중, SmFeN영구 자석 분말의 함량이 비교적 낮은 복합 자석 분말 중에서SmFeN질량 백분비 함량은 3~15%이고, 바람직하게는 5~13%이고, SmFeN영구 자석 분말의 함량이 비교적 높은 복합 자석 분말 중에서SmFeN질량 백분비 함량은 15~40%이고, 바람직하게는 15~30%이다.
더 나아가, 상기 제1예비 성형 그린 바디의 밀도는 상기 제2예비 성형 그린 바디의 밀도 보다 작고, 양자 밀도의 비는 1:1.1~1:1.5이다.
더 나아가, 상기 단계4 중에서, 상기 여러 개의 상이한 예비 성형 그린 바디를 겹쳐 쌓아 제2몰드에 넣는 것은 이하 내용을 포함한다.
중간은 제2예비 성형 그린 바디이고, 양단은 제1예비 성형 그린 바디이고, 중간의 제2예비 성형 그린 바디의 길이는 양단의 제1예비 성형 그린 바디의 길이보다 작다.
더 나아가, 상기 단계4 중에서, 상기 여러 개의 상이한 예비 성형 그린 바디를 겹쳐 쌓아 제2몰드에 넣는 것은 이하 내용을 포함한다.
중심은 제2예비 성형 그린 바디이고, 외주는 제1예비 성형 그린 바디 이다.
더 나아가, 상기 여러 개의 상이한 예비 성형 그린 바디를 겹쳐 쌓아 제2몰드에 넣는 것은 이하 내용을 포함한다.
중간에서 양단으로 배열한 예비 성형 그린 바디의 밀도 및/또는 SmFeN함량은 점차 감소하고; 또는 중심에서 외주로 배열한 예비 성형 그린 바디의 밀도 및/또는 SmFeN함량은 점차 감소한다.
더 나아가, 상기 단계4중에서, 예비 성형 그린 바디와 온간 자기장 배향 성형 몰드 사이에 존재하는 간극률은 0.5~40%이고, 바람직하게는 3.5%~25%이다.
더 나아가, 상기 제1예비 성형 그린 바디와 제2예비 성형 그린 바디는 형태가 동일한 자석 기둥 또는 자석 링이고, 제1예비 성형 그린 바디와 제2예비 성형 그린 바디의 수량 비는 1:1~10:1이다.
상기 내용을 종합하면, 본 발명은 이방성 본드 자석 및 그 제조 방법을 제공하고, 상이한SmFeN함량 및/또는 밀도의 자석을 겹쳐 쌓는 방법을 사용하는 것을 통해, 그 중간의 자석 성능이 높고, 양단 및/또는 외주의 자석 성능이 낮게 하고, 이로써 압축 과정 중에 밀도 차이로 인해 발생하는 성능의 편차를 보상하고, 자석의 축방향 에서의 성능의 균일성을 개선한다. 상기 방법은 배향 치밀화 과정 중에 존재하는 높이 방향 자기장 배향 및 밀도 불 균일의 현상과 중간이 낮고 양쪽이 높은 현상이 발생하는 것을 해결하였다. 상기 방법으로 제조한 이방성 본드 자석은 압축 방향을 따라 밀도의 편차가 2%보다 작은 특징을 구비하고, 자석의 배향도와 밀도 및 자석 성능의 균일성과 사이즈 정밀도를 효과적으로 향상시킨다.
도 1은 본 발명의 실시예에서 이방성 본드 자석 제조 방법의 흐름 안내도이다.
본 발명의 목적, 기술방안과 장점을 더 명확하게 하기 위하여, 이하 구체적인 실시방식을 결합하여 본 발명에 대해 더 상세하게 설명을 진행하겠다. 응당 이해해야 하는 것은, 이러한 서술은 단지 예시성이고 본 발명의 범위를 제한하려는 것은 아니다. 이밖에, 이하 설명 중 공지의 구조와 기술에 대해 생략하여, 본 발명의 개념에 대한 불필요한 혼동을 피한다.
본 발명의 제1측면으로는 이방성 희토류 본드 자석을 제공한다. 상기 본드 자석은 HDDR방법을 사용하여 제조한 R-T-B류 영구 자석 분말과 SmFeN영구 자석 분말을 포함하고, 그 중, R-T-B류 영구 자석 분말 중에서 R의 함량은 28~31 wt.%이고, B의 함량은 0.9~1.1 wt.%이고, 여분은 T이고; R은 한가지 이상의 희토류 원소에서 선택되고, T는 Fe 또는 FeCo 및 전이족 금속이고, 전이족 금속의 함량은 3%이하이고; B는 붕소이다. SmFeN영구 자석 분말은 R-T-B류 영구 자석 분말 중량 함량의 5%~30% 이고; 상기 이방성 본드 자석은 여러 개의 상이한 예비 성형 그린 바디로 압축 형성되고, 얻은 상기 이방성 본드 자석은 압축 방향을 따라 밀도 편차가 2%보다 작다.
더 나아가, 상기 여러 개의 상이한 예비 성형 그린 바디는 SmFeN영구 자석 분말의 함량이 다른 예비 성형 그린 바디를 포함한다.
더 나아가, 본 발명을 구성하는 R-T-B류 영구 자석 분말의 희토류 원소R은 Y, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Ho, Er, Tm, Yb, Lu중에서 선택되는 1가지 또는 2가지 이상을 이용할 수 있고, 원가, 자석 특성의 이유로, 바람직하게 Nd또는 PrNd를 사용한다.
본 발명을 구성하는 R-T-B류 영구 자석 분말의 희토류 원소T는 Fe또는 FeCo이다. 상기 분말의 평균 조성의 T함량은 상기 분말을 구성하는 기타 원소 이외의 여분의 양이다. 이밖에, Fe를 치환하는 원소로 Co를 첨가함으로서 퀴리 온도를 높일 수 있고, 너무 많으면 분말의 잔류 자속 밀도가 낮아지는 것을 초래하고, Fe를 치환하는 원소로 전이족 원소를 첨가함으로서 잔류 자속 밀도Br를 향상시킬 수 있지만, 너무 많으면 HDDR과정 중의 수소화 반응이 둔화 되여 자석 성능에 영향을 준다.
더 나아가, 상기 본드 자석의 형태는 다양할 수 있고, 이하 본드 자석 링을 예를 들어 설명을 더 진행하지만 본드 자석 링에 한하지 않는다. 본드 자석 링의 밀도가 그 자석 성능을 결정하고, 종횡비의 자석 링에 대해, 자석 링의 압축 공예는 축 방향 밀도에 편차가 생기는 것을 결정하고, 밀도의 편차는 자석 링이 축방향에서 자석 성능이 불 균일한 것을 초래하게 되고, 이로써 자석 링 설치 후의 전기 기계의 출력 안정성에 영향을 주고, 본 발명의 본드 자석 링은 압축 방향을 따라 밀도 편차가 2%보다 작아서, 자석 링의 성능 균일성과 설치 후 전기 기계의 출력 안정성을 충분히 보증한다. 본 발명을 구성하는 본드 자석 링의 종횡비는 0.6보다 크고, 바람직하게는 1.0~10이고, 더 바람직하게는 2~8이고, 종횡비가 작은(0.6보다 작다) 자석 링에 대해서는, 압축 방향 밀도 편차가 비교적 작기 때문에 기존의 기술로 완성할 수 있다. 만약 자석 링의 종횡비가 너무 크면(10보다 크다), 자석 링의 성형 및 후속 설치 공예에 비교적 큰 난이도를 가져다 준다.
더 나아가, 본 발명을 구성하는 본드 자석 링 벽 두께는 1mm보다 크고, 바람직하게는 1~20mm이고, 더 바람직하게는 1~5mm이고, 만약 자석 링의 벽 두께가 너무 얇으면(1mm보다 얇다), 자석 링 제조 공예의 난이도가 커서, 쉽게 파손되고; 만약 자석 링의 벽 두께가 너무 두꺼우면 (20mm보다 두껍다), 반경 방향은 압축을 진행하지 않았기 때문에 결합 강도가 너무 약하고, 벽 두께가 너무 두꺼우면 자석 링의 전체적인 성형에 불리하고, 동시에 벽 두께가 두꺼운 것은 경량화의 추세에 적합하지 않고, 그 설치 공예와 응용 분야를 제한한다.
더 나아가, SmFeN영구 자석 분말의 입도는 1~30μm이고, 바람직하게는 3~10μm이고, 만약 SmFeN영구 자석 분말의 입도가 너무 가늘면(1μm보다 작다), 자석 성능이 현저하게 낮아지고, 동시에 제조 난이도가 높고 쉽게 산화되고; 만약 SmFeN영구 자석 분말의 입도가 너무 굵으면(＞30μm), 압축 과정에 NdFeB분말 사이의 간극을 효과적으로 메울수 없어서, 압축 밀도가 낮은 것을 초래한다.
본 발명의 제2측면으로는 이방성 본드 자석의 제조 방법을 제공하여, 상기 이방성 본드 자석을 제조하는데 사용한다. 상기 방법은 두 단계 성형 공예를 사용하고, 즉 실온 예비 성형과 배향 온간 성형으로 이방성 본드 자석 링을 제조하는 방법이고(본 발명의 이하 내용 중 이방성 본드 자석 및 자석 링은 구체적인 실시예로 하지만 자석 링 구조에 한하지 않는다.)그 중 실온 예비 성형 공정으로 여러 개의 성능이 다른 예비 압축 그린 바디 자석 링을 제조하고, 배향 온간 성형 공정 중, 여러 개의 예비 압축 그린 바디 자석 링을 겹쳐 쌓는 것으로 압축하고, 그 중 중간의 자석 링 성능이 높고, 양쪽의 성능이 낮다. 구체적으로, 이하 공예 과정을 포함하고, 도1에서 도시한 바와 같다.
단계1. 본드 자석 원료를 준비:
본드 자석 링 원료는 R-T-B류 영구 자석 분말, SmFeN영구 자석 분말, 열경화성 수지 접착제, 커플링제와 윤활제 등이다.
본 발명을 구성하는 R-T-B류 영구 자석 분말의 희토류 원소 R은, Y, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Ho, Er, Tm, Yb, Lu중에서 선택되는 1가지 또는 2가지 이상을 이용할 수 있고, 원가, 자석 특성의 이유에서 바람직하게 Nd또는 PrNd를 사용한다. R-T-B류 영구 자석 분말을 구성하는 원소 T는 Fe 또는 FeCo이고; 열경화성 수지 접착제는 에폭시 수지, 페놀 수지 등 열경화성 수지이고; 커플링제는 실란 커플링제, 티탄산염 등이다. 윤활제는 파라핀, 스테아르산염，실리콘 오일 등이다.
R-T-B류 영구 자석 분말과 SmFeN영구 자석 분말의 중량 함량은 100이고, SmFeN영구 자석 분말은R-T-B류 영구 자석 분말 중량 함량의 3%~40%이고, 접착제의 중량 함량은 R-T-B류 영구 자석 분말과 SmFeN 영구 자석 분말의1.0%~6.0%이고, 바람직하게는 2.5%~3.5% 이고, 커플링 제의 중량 함량은 R-T-B류 영구 자석 분말과SmFeN영구 자석 분말의 0.05%~1.0%이고, 바람직하게는 0.1%~0.3%이고, 윤활제의 중량 함량은 R-T-B류 영구 자석 분말과 SmFeN영구 자석 분말의 0.05%~2.0% 이고, 바람직하게는 0.05%~0.50%이다.
단계2. 접착제 혼합: 상기 원료 중의 R-T-B류 영구 자석 분말, SmFeN 영구 자석 분말과 상기 열경화성 수지 접착제, 커플링제와 윤활제를 균일하게 혼합하여, 복합 자석 분말을 얻는다.
구체적으로는 상기 단계에서 계량을 마친 커플링제를 상응한 유기 용제 중에서 용해하고, R-T-B류 영구 자석 분말 및SmFeN 영구 자석 분말과 균일하게 혼합하고, 유기 용제가 휘발되여 제거된 후, 커플링제를 균일하게 이방성 영구 자석 분말 표면에 피복하고; 그리고 계량을 마친 접착제, 윤활제를 상응한 용제 중에서 용해하고, 커플링제를 피복한 R-T-B류 영구 자석 분말과 균일하게 혼합하고, 유기 용제가 제거된 후, 본드 자석을 제조하는데 필요한 복합 자석 분말을 얻는다.
상이한 자석 성능(SmFeN함량 다름)및/또는 밀도를 구비한 여러 가지 복합 자석 분말을 제조한다.
단계3. 실온 예비 성형:
건조 후의 여러 가지 상이한 복합 자석 분말을 몰드 캐비티에 넣고, 자기장H1 중에서 가압 성형하여, 각각 여러 가지 상이한 예비 성형 그린 바디를 얻고, 그 중 상기 압축 압력은 100~600 MPa이고, 상기 자기장 H1은 0.15T보다 작고, 상기 성형의 온도는 실온이고;
상기 예비 성형 그린 바디의 밀도는 3.6~5.0 g/cm3이고, 예비 성형 그린 바디의 강도는 밀도가 낮아짐에 따라 낮아지고, 밀도가 3.6 g/cm3보다 낮을 시, 예비 성형 그린 바디의 강도는 비교적 낮고, 운반 과정 중에 완정함을 유지하지 못하고; 밀도가 5.0 g/cm3보다 높을 시, 후속의 온간 자기장 배향 과정 중에 높은 배향도를 얻기 어렵다.
구체적으로, 상기 예비 성형 그린 바디는 두 종류로 나뉘고, 한 종류는 SmFeN 영구 자석 분말의 함량이 비교적 낮은 복합 자석 분말이고, 다른 한 종류는 SmFeN 영구 자석 분말의 함량이 비교적 높은 복합 자석 분말이고, 그 중 SmFeN함량이 낮은 복합 자석 분말 중에서 SmFeN함량은 3%~15%이고, 바람직하게는 5~13%이고, 함량이 높은 복합 자석 분말 중에서 SmFeN함량은 15%~40%이고, 바람직하게는 15~30%이다.
구체적으로, 상기 예비 성형 그린 바디는 두 종류로 나뉘고, 제1예비 성형 그린 바디와 제2에비 성형 그린 바디를 포함하고; 상기 제1예비 성형 그린 바디의 밀도는 상기 제2예비 성형 그린 바디의 밀도보다 작고, 양자 밀도의 비는 1:1.1~1:1.5이다.
더 나아가, 제1예비 성형 그린 바디와 제2예비 성형 그린 바디는 형태가 동일한 자석 기둥 또는 자석 링이고, 제1예비 성형 그린 바디와 제2예비 성형 그린 바디의 수량 비는 1:1~10:1이다.
단계4. 온간 자기장 배향 성형:
여러 개의 탈막 후의 상이한 에비 성형 그린 바디를 겹쳐 쌓아 다른 한 개의 몰드 캐비티에 넣고, 자기장 H2중에서 온간 성형 배향하고, 그 중 중간은 성능이 높은 그린 바디이고, 양쪽은 성능이 낮은 그린 바디이고; 또는 중심은 성능이 높은 그린 바디이고, 외주는 성능이 낮은 그린 바디이고, 다시 한번 압축을 진행한다. 구체적으로, 중간에서 양단으로 배열한 예비 성형 그린 바디의 밀도 및/또는SmFeN함량은 점차 낮아지고; 또는, 중심에서 외주로 배열한 예비 성형 그린 바디의 밀도 및/또는 SmFeN함량은 점차 낮아진다.
상기 예비 성형 그린 바디의 겹쳐 쌓는 과정 중에는 상호간에 자력으로 흡착하는 방식으로 자리를 잡는다.
상기 예비 성형 그린 바디의 겹쳐 쌓는 과정 중에, 중간의 예비 성형 그린 바디의 길이는 상하 예비 성형 그린 바디보다 작고; 구체적으로 중간의 예비 성형 그린 바디의 길이는 한쪽의 예비 성형 그린 바디의 길이보다 작다.
그 중, 상기 자기장 강도H2는 0.6~3T이고, 압축 압력은 300~1000 MPa이고, 성형 온도는 60~200℃이고, 간극률은 0.5~40%이고, 두 단계 조작 과정과 자석 성능을 향상시키는 방면에서 고려하면, 예비 성형 그린 바디와 온간 자기장 배향 성형 몰드 사이에 존재하는 간극은 바람직하게 3.5%~25%이고;
뒤이어, 소자, 강온, 탈막을 통해 이방성 본드 자석 링을 얻고, 소자의 방식은 교류 펄스 소자 또는 역펄스 소자 중의 한가지이다.
단계5. 경화:
경화 공예는: 최종 성형 그린 바디를 일정 온도까지 가열한 후 보온을 진행하여, 본드 자석 링의 강도를 더 향상시키고, 그 중, 보온 온도는 일반적으로 100~200℃이고, 바람직하게는 120~180℃이고; 보온 시간은 일반적으로 0.5~2시간이고, 자석 링의 사이즈에 근거하여 적당하게 조정할 수 있다.
이하 본 발명의 구체적인 실시예에 대해 설명을 진행하고, 다만 본 발명은 상기 실시 방식에 제한하는 것은 절대 아니다.
실시예1
(1) 본드 자석 링 원료를 준비
Nd 함량이 29.5 wt.%인 NdFeB 이방성 영구 자석 분말, SmFeN이방성 영구 자석 분말, 열경화성 수지 접착제 에폭시 수지, 커플링제 실란과 윤활제 스테아린산 아연을 준비한다.
NdFeB 이방성 영구 자석 분말의 중량 함량을 100으로 계산하면, SmFeN이방성 영구 자석 분말은 두개의 함량이 상이한 묶음이 있고, 첫번째 묶음 중에서SmFeN 질량 백분비 함량은 9%이고, 두번째 묶음 중에서SmFeN 질량 백분비 함량은 23%이다. 또NdFeB와 SmFeN이방성 영구 자석 분말의 총 중량 함량을 100으로 계산하면, 에폭시 수지의 중량 함량은3%이고; 실란의 중량 함량은0.2%이고, 스테아린산 아연의 중량 함량은 0.25%이다.
(2) 접착제 혼합
계량을 마친 실란을 유기 용제 아세톤 중에서 용해하고, 상기 두 묶음의SmFeN함량이 상이한 이방성 영구 자석 분말과 각각 진공 혼합 교반기 중에 넣고, 균일하게 혼합하고, 아세톤이 휘발한 후, 실란이 자석 분말 표면에 균일하게 피복되고, 그리고 나서 계량을 마친 에폭시 수지와 스테아린산 아연을 각각 아세톤 중에서 용해하고, 실란이 피복된 이방성 영구 자석 분말과 균일하게 혼합하고, 아세톤이 휘발한 후, 본드 자석이 필요로 하는 두 묶음의 성능이 상이한 복합 자석 분말을 얻는다.
(3) 실온 예비 성형
위에서 제조한 두가지 복합 자석 분말을 건조 후, 몰드 캐비티에 넣고 자기장 H1=0중에서 가압 성형하여 상이한 예비 성형 그린 바디를 얻고, 그 중 상기 압축 압력은 350 MPa이고, 그 중 제1과 제2예비 성형 그린 바디 중에서 SmFeN함량은 각각 9%와 23%이다.
본 실시예 중에서 압축한 자석 링의 종횡비는 1.25이고, 벽 두께는 2mm이고, 실제 상황에 근거하여 제1예비 성형 그린 바디와 제2예비 성형 그린 바디의 수량 비는 2:1이다.
단계4. 온간 자기장 배향 성형:
상기 상이한 예비 성형 그린 바디를 겹쳐 쌓아 다른 한 개의 몰드에 넣고, 자기장 H2중에서(2.5T) 온간 성형 배향하고, 압축 압력은 700 MPa이고, 성형 온도는 150℃이고, 그린 바디와 몰드 캐비티 사이의 간극률은 5%이고, 그 중 중간은 성능이 높고 밀도가 비교적 높은 제2예비 성형 그린 바디이고, 양쪽은 성능과 밀도가 비교적 낮은 제1예비 성형 그린 바디이고, 또한 제1예비 성형 그린 바디의 높이는 제2예비 성형 그린 바디보다 크고, 각 그린 바디 사이에는 상호간에 자력으로 흡착하는 방식으로 자리를 잡아 온간 배향 압축 성형을 진행한다.
그 다음에 소자, 강온, 탈막을 진행하여 이방성 본드 자석 링을 얻는다.
단계5. 경화:
위에서 얻은 최종 성형 그린 바디를 160℃까지 가열하여 경화 처리를 진행하고, 보온 시간은 1시간이고, 이렇게 하면 이방성 자석 링의 제조를 완성한다.
실시예2
(1) 본드 자석 링 원료를 준비
Nd 함량이 29.5 wt.%인 NdFeB 이방성 영구 자석 분말, SmFeN이방성 영구 자석 분말, 열경화성 수지 접착제 에폭시 수지, 커플링제 실란과 윤활제 스테아린산 아연을 준비한다.
NdFeB 이방성 영구 자석 분말의 중량 함량을 100으로 계산하면, SmFeN이방성 영구 자석 분말은 두개의 함량이 상이한 묶음이 있고, 첫번째 묶음 중에서SmFeN 질량 백분비 함량은 5%이고, 두번째 묶음 중에서SmFeN 질량 백분비 함량은 23%이다. 또NdFeB와 SmFeN이방성 영구 자석 분말의 총 중량 함량을 100으로 계산하면, 에폭시 수지의 중량 함량은3%이고; 실란의 중량 함량은0.2%이고, 스테아린산 아연의 중량 함량은 0.25%이다.
(2) 접착제 혼합
계량을 마친 실란을 유기 용제 아세톤 중에서 용해하고, 상기 두 묶음의SmFeN함량이 상이한 이방성 영구 자석 분말과 각각 진공 혼합 교반기 중에 넣고, 균일하게 혼합하고, 아세톤이 휘발한 후, 실란이 자석 분말 표면에 균일하게 피복되고, 그리고 나서 계량을 마친 에폭시 수지와 스테아린산 아연을 각각 아세톤 중에서 용해하고, 실란이 피복된 이방성 영구 자석 분말과 균일하게 혼합하고, 아세톤이 휘발한 후, 본드 자석이 필요로 하는 두 묶음의 성능이 상이한 복합 자석 분말을 얻는다.
(3) 실온 예비 성형
위에서 제조한 두가지 복합 자석 분말을 건조 후, 몰드 캐비티에 넣고 자기장 H1=0중에서 가압 성형하여 상이한 예비 성형 그린 바디를 얻고, 그 중 상기 압축 압력은 350 MPa이고, 그 중 제1과 제2예비 성형 그린 바디 중에서 SmFeN함량은 각각 5%와 23%이다.
본 실시예 중에서 압축한 자석 링의 종횡비는 1.25이고, 벽 두께는 2mm이고, 실제 상황에 근거하여 제1예비 성형 그린 바디와 제2예비 성형 그린 바디의 수량 비는 2:1이다.
기타 단계는 실시예1과 동일하다.
실시예3
(1) 본드 자석 링 원료를 준비
Nd 함량이 29.5 wt.%인 NdFeB 이방성 영구 자석 분말, SmFeN이방성 영구 자석 분말, 열경화성 수지 접착제 에폭시 수지, 커플링제 실란과 윤활제 스테아린산 아연을 준비한다.
NdFeB 이방성 영구 자석 분말의 중량 함량을 100으로 계산하면, SmFeN이방성 영구 자석 분말은 두개의 함량이 상이한 묶음이 있고, 첫번째 묶음 중에서SmFeN 질량 백분비 함량은 15%이고, 두번째 묶음 중에서SmFeN 질량 백분비 함량은 23%이다. 또NdFeB와 SmFeN이방성 영구 자석 분말의 총 중량 함량을 100으로 계산하면, 에폭시 수지의 중량 함량은3%이고; 실란의 중량 함량은0.2%이고, 스테아린산 아연의 중량 함량은 0.25%이다.
(2) 접착제 혼합
계량을 마친 실란을 유기 용제 아세톤 중에서 용해하고, 상기 두 묶음의SmFeN함량이 상이한 이방성 영구 자석 분말과 각각 진공 혼합 교반기 중에 넣고, 균일하게 혼합하고, 아세톤이 휘발한 후, 실란이 자석 분말 표면에 균일하게 피복되고, 그리고 나서 계량을 마친 에폭시 수지와 스테아린산 아연을 각각 아세톤 중에서 용해하고, 실란이 피복된 이방성 영구 자석 분말과 균일하게 혼합하고, 아세톤이 휘발한 후, 본드 자석이 필요로 하는 두 묶음의 성능이 상이한 복합 자석 분말을 얻는다.
(3) 실온 예비 성형
위에서 제조한 두가지 복합 자석 분말을 건조 후, 몰드 캐비티에 넣고 자기장 H1=0중에서 가압 성형하여 상이한 예비 성형 그린 바디를 얻고, 그 중 상기 압축 압력은 350 MPa이고, 그 중 제1과 제2예비 성형 그린 바디 중에서 SmFeN함량은 각각 15%와 23%이다.
본 실시예 중에서 압축한 자석 링의 종횡비는 1.25이고, 벽 두께는 2mm이고, 실제 상황에 근거하여 제1예비 성형 그린 바디와 제2예비 성형 그린 바디의 수량 비는 2:1이다.
기타 단계는 실시예1과 동일하다.
실시예4
(1) 본드 자석 링 원료를 준비
Nd 함량이 29.5 wt.%인 NdFeB 이방성 영구 자석 분말, SmFeN이방성 영구 자석 분말, 열경화성 수지 접착제 에폭시 수지, 커플링제 실란과 윤활제 스테아린산 아연을 준비한다.
NdFeB 이방성 영구 자석 분말의 중량 함량을 100으로 계산하면, SmFeN이방성 영구 자석 분말은 두개의 함량이 상이한 묶음이 있고, 첫번째 묶음 중에서SmFeN 질량 백분비 함량은 9%이고, 두번째 묶음 중에서SmFeN 질량 백분비 함량은 15%이다. 또NdFeB와 SmFeN이방성 영구 자석 분말의 총 중량 함량을 100으로 계산하면, 에폭시 수지의 중량 함량은3%이고; 실란의 중량 함량은0.2%이고, 스테아린산 아연의 중량 함량은 0.25%이다.
(2) 접착제 혼합
계량을 마친 실란을 유기 용제 아세톤 중에서 용해하고, 상기 두 묶음의SmFeN함량이 상이한 이방성 영구 자석 분말과 각각 진공 혼합 교반기 중에 넣고, 균일하게 혼합하고, 아세톤이 휘발한 후, 실란이 자석 분말 표면에 균일하게 피복되고, 그리고 나서 계량을 마친 에폭시 수지와 스테아린산 아연을 각각 아세톤 중에서 용해하고, 실란이 피복된 이방성 영구 자석 분말과 균일하게 혼합하고, 아세톤이 휘발한 후, 본드 자석이 필요로 하는 두 묶음의 성능이 상이한 복합 자석 분말을 얻는다.
(3) 실온 예비 성형
위에서 제조한 두가지 복합 자석 분말을 건조 후, 몰드 캐비티에 넣고 자기장 H1=0중에서 가압 성형하여 상이한 예비 성형 그린 바디를 얻고, 그 중 상기 압축 압력은 350 MPa이고, 그 중 제1과 제2예비 성형 그린 바디 중에서 SmFeN함량은 각각 9%와 15%이다.
본 실시예 중에서 압축한 자석 링의 종횡비는 1.25이고, 벽 두께는 2mm이고, 실제 상황에 근거하여 제1예비 성형 그린 바디와 제2예비 성형 그린 바디의 수량 비는 2:1이다.
기타 단계는 실시예1과 동일하다.
실시예5
(1) 본드 자석 링 원료를 준비
Nd 함량이 29.5 wt.%인 NdFeB 이방성 영구 자석 분말, SmFeN이방성 영구 자석 분말, 열경화성 수지 접착제 에폭시 수지, 커플링제 실란과 윤활제 스테아린산 아연을 준비한다.
NdFeB 이방성 영구 자석 분말의 중량 함량을 100으로 계산하면, SmFeN이방성 영구 자석 분말은 두개의 함량이 상이한 묶음이 있고, 첫번째 묶음 중에서SmFeN 질량 백분비 함량은 9%이고, 두번째 묶음 중에서SmFeN 질량 백분비 함량은 25%이다. 또NdFeB와 SmFeN이방성 영구 자석 분말의 총 중량 함량을 100으로 계산하면, 에폭시 수지의 중량 함량은3%이고; 실란의 중량 함량은0.2%이고, 스테아린산 아연의 중량 함량은 0.25%이다.
(2) 접착제 혼합
계량을 마친 실란을 유기 용제 아세톤 중에서 용해하고, 상기 두 묶음의SmFeN함량이 상이한 이방성 영구 자석 분말과 각각 진공 혼합 교반기 중에 넣고, 균일하게 혼합하고, 아세톤이 휘발한 후, 실란이 자석 분말 표면에 균일하게 피복되고, 그리고 나서 계량을 마친 에폭시 수지와 스테아린산 아연을 각각 아세톤 중에서 용해하고, 실란이 피복된 이방성 영구 자석 분말과 균일하게 혼합하고, 아세톤이 휘발한 후, 본드 자석이 필요로 하는 두 묶음의 성능이 상이한 복합 자석 분말을 얻는다.
(3) 실온 예비 성형
위에서 제조한 두가지 복합 자석 분말을 건조 후, 몰드 캐비티에 넣고 자기장 H1=0중에서 가압 성형하여 상이한 예비 성형 그린 바디를 얻고, 그 중 상기 압축 압력은 350 MPa이고, 그 중 제1과 제2예비 성형 그린 바디 중에서 SmFeN함량은 각각 9%와 25%이다.
본 실시예 중에서 압축한 자석 링의 종횡비는 1.25이고, 벽 두께는 2mm이고, 실제 상황에 근거하여 제1예비 성형 그린 바디와 제2예비 성형 그린 바디의 수량 비는 2:1이다.
기타 단계는 실시예1과 동일하다.
실시예6
(1) 본드 자석 링 원료를 준비
Nd 함량이 29.5 wt.%인 NdFeB 이방성 영구 자석 분말, SmFeN이방성 영구 자석 분말, 열경화성 수지 접착제 에폭시 수지, 커플링제 실란과 윤활제 스테아린산 아연을 준비한다.
NdFeB 이방성 영구 자석 분말의 중량 함량을 100으로 계산하면, SmFeN이방성 영구 자석 분말은 두개의 함량이 상이한 묶음이 있고, 첫번째 묶음 중에서SmFeN 질량 백분비 함량은 9%이고, 두번째 묶음 중에서SmFeN 질량 백분비 함량은 23%이다. 또NdFeB와 SmFeN이방성 영구 자석 분말의 총 중량 함량을 100으로 계산하면, 에폭시 수지의 중량 함량은1%이고; 실란의 중량 함량은0.2%이고, 스테아린산 아연의 중량 함량은 0.25%이다.
기타 단계는 실시예1과 동일하다.
실시예7
(1) 본드 자석 링 원료를 준비
Nd 함량이 29.5 wt.%인 NdFeB 이방성 영구 자석 분말, SmFeN이방성 영구 자석 분말, 열경화성 수지 접착제 에폭시 수지, 커플링제 실란과 윤활제 스테아린산 아연을 준비한다.
NdFeB 이방성 영구 자석 분말의 중량 함량을 100으로 계산하면, SmFeN이방성 영구 자석 분말은 두개의 함량이 상이한 묶음이 있고, 첫번째 묶음 중에서SmFeN 질량 백분비 함량은 9%이고, 두번째 묶음 중에서SmFeN 질량 백분비 함량은 23%이다. 또NdFeB와 SmFeN이방성 영구 자석 분말의 총 중량 함량을 100으로 계산하면, 에폭시 수지의 중량 함량은5%이고; 실란의 중량 함량은0.2%이고, 스테아린산 아연의 중량 함량은 0.25%이다.
기타 단계는 실시예1과 동일하다.
실시예8
(1) 본드 자석 링 원료를 준비
Nd 함량이 29.5 wt.%인 NdFeB 이방성 영구 자석 분말, SmFeN이방성 영구 자석 분말, 열경화성 수지 접착제 에폭시 수지, 커플링제 실란과 윤활제 스테아린산 아연을 준비한다.
NdFeB 이방성 영구 자석 분말의 중량 함량을 100으로 계산하면, SmFeN이방성 영구 자석 분말은 두개의 함량이 상이한 묶음이 있고, 첫번째 묶음 중에서SmFeN 질량 백분비 함량은 9%이고, 두번째 묶음 중에서SmFeN 질량 백분비 함량은 23%이다. 또NdFeB와 SmFeN이방성 영구 자석 분말의 총 중량 함량을 100으로 계산하면, 에폭시 수지의 중량 함량은3%이고; 실란의 중량 함량은0.2%이고, 스테아린산 아연의 중량 함량은 0.25%이다.
(2) 접착제 혼합
계량을 마친 실란을 유기 용제 아세톤 중에서 용해하고, 상기 두 묶음의SmFeN함량이 상이한 이방성 영구 자석 분말과 각각 진공 혼합 교반기 중에 넣고, 균일하게 혼합하고, 아세톤이 휘발한 후, 실란이 자석 분말 표면에 균일하게 피복되고, 그리고 나서 계량을 마친 에폭시 수지와 스테아린산 아연을 각각 아세톤 중에서 용해하고, 실란이 피복된 이방성 영구 자석 분말과 균일하게 혼합하고, 아세톤이 휘발한 후, 본드 자석이 필요로 하는 두 묶음의 성능이 상이한 복합 자석 분말을 얻는다.
(3) 실온 예비 성형
위에서 제조한 두가지 복합 자석 분말을 건조 후, 몰드 캐비티에 넣고 자기장 H1=0중에서 가압 성형하여 상이한 예비 성형 그린 바디를 얻고, 그 중 상기 압축 압력은 350 MPa이고, 그 중 제1과 제2예비 성형 그린 바디 중에서 SmFeN함량은 각각 9%와 23%이다.
본 실시예 중에서 압축한 자석 링의 종횡비는 1.25이고, 벽 두께는 2mm이고, 실제 상황에 근거하여 제1예비 성형 그린 바디와 제2예비 성형 그린 바디의 수량 비는 2:1이다.
(4) 온간 자기장 배향 성형:
상기 상이한 예비 성형 그린 바디를 겹쳐 쌓아 다른 한 개의 몰드에 넣고, 자기장 H2중에서(2.5T) 온간 성형 배향하고, 압축 압력은 700 MPa이고, 성형 온도는 150℃이고, 그린 바디와 몰드 캐비티 사이의 간극률은 5%이고, 그 중 중간은 성능이 높고 밀도가 비교적 높은 제2예비 성형 그린 바디이고, 양쪽은 성능과 밀도가 비교적 낮은 제1예비 성형 그린 바디이고, 또한 제1예비 성형 그린 바디의 높이는 제2예비 성형 그린 바디보다 크고, 각 그린 바디 사이에는 상호간에 자력으로 흡착하는 방식으로 자리를 잡아 온간 배향 압축 성형을 진행한다.
그 다음에 소자, 강온, 탈막을 진행하여 이방성 본드 자석 링을 얻는다.
(5) 경화:
위에서 얻은 최종 성형 그린 바디를 120℃까지 가열하여 경화 처리를 진행하고, 보온 시간은 1시간이고, 이렇게 하면 이방성 자석 링의 제조를 완성한다.
기타 단계는 실시예1과 동일하다.
실시예9
(1) 본드 자석 링 원료를 준비
Nd 함량이 29.5 wt.%인 NdFeB 이방성 영구 자석 분말, SmFeN이방성 영구 자석 분말, 열경화성 수지 접착제 에폭시 수지, 커플링제 실란과 윤활제 스테아린산 아연을 준비한다.
NdFeB 이방성 영구 자석 분말의 중량 함량을 100으로 계산하면, SmFeN이방성 영구 자석 분말은 두개의 함량이 상이한 묶음이 있고, 첫번째 묶음 중에서SmFeN 질량 백분비 함량은 9%이고, 두번째 묶음 중에서SmFeN 질량 백분비 함량은 23%이다. 또NdFeB와 SmFeN이방성 영구 자석 분말의 총 중량 함량을 100으로 계산하면, 에폭시 수지의 중량 함량은3%이고; 실란의 중량 함량은0.2%이고, 스테아린산 아연의 중량 함량은 0.25%이다.
(2) 접착제 혼합
계량을 마친 실란을 유기 용제 아세톤 중에서 용해하고, 상기 두 묶음의SmFeN함량이 상이한 이방성 영구 자석 분말과 각각 진공 혼합 교반기 중에 넣고, 균일하게 혼합하고, 아세톤이 휘발한 후, 실란이 자석 분말 표면에 균일하게 피복되고, 그리고 나서 계량을 마친 에폭시 수지와 스테아린산 아연을 각각 아세톤 중에서 용해하고, 실란이 피복된 이방성 영구 자석 분말과 균일하게 혼합하고, 아세톤이 휘발한 후, 본드 자석이 필요로 하는 두 묶음의 성능이 상이한 복합 자석 분말을 얻는다.
(3) 실온 예비 성형
위에서 제조한 두가지 복합 자석 분말을 건조 후, 몰드 캐비티에 넣고 자기장 H1=0중에서 가압 성형하여 상이한 예비 성형 그린 바디를 얻고, 그 중 상기 압축 압력은 350 MPa이고, 그 중 제1과 제2예비 성형 그린 바디 중에서 SmFeN함량은 각각 5%와 13%이다.
본 실시예 중에서 압축한 자석 링의 종횡비는 1.25이고, 벽 두께는 2mm이고, 실제 상황에 근거하여 제1예비 성형 그린 바디와 제2예비 성형 그린 바디의 수량 비는 2:1이다.
(4) 온간 자기장 배향 성형:
상기 상이한 예비 성형 그린 바디를 겹쳐 쌓아 다른 한 개의 몰드에 넣고, 자기장 H2중에서(2.5T) 온간 성형 배향하고, 압축 압력은 700 MPa이고, 성형 온도는 150℃이고, 그린 바디와 몰드 캐비티 사이의 간극률은 5%이고, 그 중 중간은 성능이 높고 밀도가 비교적 높은 제2예비 성형 그린 바디이고, 양쪽은 성능과 밀도가 비교적 낮은 제1예비 성형 그린 바디이고, 또한 제1예비 성형 그린 바디의 높이는 제2예비 성형 그린 바디보다 크고, 각 그린 바디 사이에는 상호간에 자력으로 흡착하는 방식으로 자리를 잡아 온간 배향 압축 성형을 진행한다.
그 다음에 소자, 강온, 탈막을 진행하여 이방성 본드 자석 링을 얻는다.
(5) 경화:
위에서 얻은 최종 성형 그린 바디를 180℃까지 가열하여 경화 처리를 진행하고, 보온 시간은 1시간이고, 이렇게 하면 이방성 자석 링의 제조를 완성한다.
기타 단계는 실시예1과 동일하다.
비교예1
(1) 본드 자석 링 원료를 준비
Nd 함량이 29.5 wt.%인 NdFeB 이방성 영구 자석 분말, SmFeN이방성 영구 자석 분말, 열경화성 수지 접착제 에폭시 수지, 커플링제 실란과 윤활제 스테아린산 아연을 준비한다.
NdFeB 이방성 영구 자석 분말의 중량 함량을 100으로 계산하면, SmFeN 질량 백분비 함량은 3%이다. 또 NdFeB와 SmFeN이방성 영구 자석 분말의 총 중량 함량을 100으로 계산하면, 에폭시 수지의 중량 함량은3%이고; 실란의 중량 함량은0.2%이고, 스테아린산 아연의 중량 함량은 0.25%이다.
(2) 접착제 혼합
계량을 마친 실란을 유기 용제 아세톤 중에서 용해하고, 상기 두 묶음의SmFeN함량이 상이한 이방성 영구 자석 분말과 각각 진공 혼합 교반기 중에 넣고, 균일하게 혼합하고, 아세톤이 휘발한 후, 실란이 자석 분말 표면에 균일하게 피복되고, 그리고 나서 계량을 마친 에폭시 수지와 스테아린산 아연을 각각 아세톤 중에서 용해하고, 실란이 피복된 이방성 영구 자석 분말과 균일하게 혼합하고, 아세톤이 휘발한 후, 본드 자석이 필요로 하는 두 묶음의 성능이 상이한 복합 자석 분말을 얻는다.
(3) 실온 예비 성형
위에서 제조한 두가지 복합 자석 분말을 건조 후, 몰드 캐비티에 넣고 자기장 H1=0중에서 가압 성형하여 상이한 예비 성형 그린 바디를 얻고, 그 중 상기 압축 압력은 350 MPa이고, 예비 성형 그린 바디 중에서 SmFeN함량은 5%이다.
본 실시예 중에서 압축한 자석 링의 종횡비는 1.25이고, 벽 두께는 2mm이고, 실제 상황에 근거하여 제1예비 성형 그린 바디와 제2예비 성형 그린 바디의 수량 비는 2:1이다.
기타 단계는 실시예1과 동일하다.
비교예2
(1) 본드 자석 링 원료를 준비
Nd 함량이 29.5 wt.%인 NdFeB 이방성 영구 자석 분말, SmFeN이방성 영구 자석 분말, 열경화성 수지 접착제 에폭시 수지, 커플링제 실란과 윤활제 스테아린산 아연을 준비한다.
NdFeB 이방성 영구 자석 분말의 중량 함량을 100으로 계산하면, SmFeN 질량 백분비 함량은 40%이다. 또 NdFeB와 SmFeN이방성 영구 자석 분말의 총 중량 함량을 100으로 계산하면, 에폭시 수지의 중량 함량은3%이고; 실란의 중량 함량은0.2%이고, 스테아린산 아연의 중량 함량은 0.25%이다.
(2) 접착제 혼합
계량을 마친 실란을 유기 용제 아세톤 중에서 용해하고, 상기 두 묶음의SmFeN함량이 상이한 이방성 영구 자석 분말과 각각 진공 혼합 교반기 중에 넣고, 균일하게 혼합하고, 아세톤이 휘발한 후, 실란이 자석 분말 표면에 균일하게 피복되고, 그리고 나서 계량을 마친 에폭시 수지와 스테아린산 아연을 각각 아세톤 중에서 용해하고, 실란이 피복된 이방성 영구 자석 분말과 균일하게 혼합하고, 아세톤이 휘발한 후, 본드 자석이 필요로 하는 두 묶음의 성능이 상이한 복합 자석 분말을 얻는다.
(3) 실온 예비 성형
위에서 제조한 두가지 복합 자석 분말을 건조 후, 몰드 캐비티에 넣고 자기장 H1=0중에서 가압 성형하여 상이한 예비 성형 그린 바디를 얻고, 그 중 상기 압축 압력은 350 MPa이고, 예비 성형 그린 바디 중에서 SmFeN함량은 13%이다.
본 실시예 중에서 압축한 자석 링의 종횡비는 1.25이고, 벽 두께는 2mm이고, 실제 상황에 근거하여 제1예비 성형 그린 바디와 제2예비 성형 그린 바디의 수량 비는 2:1이다.
기타 단계는 실시예1과 동일하다.
제조한 자석 링에 대해 자화를 진행한 후, 상중하단의 표면 자성 분포와 반경 방향 압괴력을 테스트하고, 그리고 나서 자석 링을 3단으로 절단하여, 양단과 중간의 밀도와 성능의 수치를 얻고, 밀도와 성능이 축방향을 따라 분포한 균일성을 평가한다. 표1과 같다.
표면 자성（kGs） 밀도（g/cm3） 반경 방향 압괴력（N）
상부 중부 하부 최대 표면 자성 차이 상부 중부 하부 최대 밀도 차이
실시예1 1.69 1.67 1.67 1.18% 6.02 5.95 5.99 1.16% 457
실시예2 1.63 1.61 1.63 1.23% 6.00 5.99 6.00 0.17% 435
실시예3 1.72 1.69 1.70 1.74% 6.11 6.00 6.08 1.80% 468
실시예4 1.70 1.67 1.68 1.76% 6.00 5.94 5.99 1.00% 453
실시예5 1.70 1.73 1.69 1.73% 6.09 5.97 6.05 1.97% 461
실시예6 1.69 1.67 1.69 1.18% 6.08 6.01 6.07 1.15% 415
실시예7 1.59 1.57 1.58 1.26% 5.87 5.78 5.85 1.53% 478
실시예8 1.69 1.67 1.69 1.18% 6.07 5.99 6.05 1.32% 409
실시예9 1.59 1.56 1.57 1.89% 6.05 5.98 6.03 1.15% 465
비교예1 1.49 1.38 1.49 4.33% 6.02 5.81 5.99 3.49% 455
비교예2 1.75 1.59 1.73 9.14% 6.14 5.80 6.13 5.54% 463
상기 내용을 종합하면, 본 발명은 이방성 본드 자석 및 그 제조 방법을 제공하고, 상이한SmFeN함량 및/또는 밀도의 자석을 겹쳐 쌓는 것을 통해, 그 중간의 자석 성능이 높고, 양단 및/또는 외주의 자석 성능이 낮게 하고, 이로써 압축 과정 중에 밀도 차이로 인해 발생하는 성능의 편차를 보상하고, 자석의 축방향 에서의 성능의 균일성을 개선한다. 상기 방법은 배향 치밀화 과정 중에 존재하는 높이 방향 자기장 배향 및 밀도 불 균일의 현상과 중간이 낮고 양쪽이 높은 현상이 발생하는 것을 해결하였다. 상기 방법으로 제조한 이방성 본드 자석은 압축 방향을 따라 밀도의 편차가 2%보다 작은 특징을 구비하고, 자석의 배향도와 밀도 및 자석 성능의 균일성과 사이즈 정밀도를 효과적으로 향상시킨다.
응당 이해해야 하는 것은, 본 발명의 상기 구제적인 실시방식은 본 발명의 원리에 대해 예시적으로 설명 또는 해석하는 것뿐이고 본 발명에 대해 제한이 되지는 않는다. 따라서 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않는 조건하에서 진행하는 모든 수정, 동등교체, 개량 등은 전부 본 발명의 보호 범위에 포함해야 한다. 이 밖에 본 발명의 청구항의 목적은 청구항 범위와 경계선 또는 이런 범위와 경계선의 동등한 형식내의 모든 변화와 수정한 예를 포함하는 것이다.

Claims (19)

  1. 이방성 본드 자석에 있어서,
    R-T-B류 영구 자석 분말과 SmFeN영구 자석 분말을 포함하고,
    그 중, R-T-B류 영구 자석 분말 중에서 R의 함량은 28~31 wt.%이고, B의 함량은 0.9~1.1 wt.%이고, 여분은 T이고; R은 한가지 및 이상의 희토류 원소에서 선택되고, T는 Fe 또는 FeCo 및 전이족 금속이고, B는 붕소이고;
    SmFeN영구 자석 분말은 R-T-B류 영구 자석 분말 중량 함량의 5%~30%이고;
    상기 이방성 본드 자석은 여러 개의 상이한 예비 성형 그린 바디로 압축 성형되고, 얻은 상기 이방성 본드 자석은 압축 방향을 따라 밀도 편차는 2%보다 작고,
    상기 여러 가지 상이한 예비 성형 그린 바디는 제1예비 성형 그린 바디와 제2예비 성형 그린 바디를 포함하고; 상기 제1예비 성형 그린 바디는 SmFeN영구 자석 분말의 함량이 비교적 낮은 복합 자석 분말로 제조되고, 상기 제2예비 성형 그린 바디는 SmFeN영구 자석 분말의 함량이 비교적 높은 복합 자석 분말로 제조되고, 그 중, SmFeN영구 자석 분말의 함량이 비교적 낮은 복합 자석 분말 중에서 SmFeN질량 백분비 함량은 3~15%이고, SmFeN영구 자석 분말의 함량이 비교적 높은 복합 자석 분말 중에서 SmFeN질량 백분비 함량은 15~40%인 것을 특징으로 하는 이방성 본드 자석.
  2. 제1항에 있어서,
    R은 Y, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Ho, Er, Tm, Yb, Lu중에서 선택되는 1가지 또는 2가지 이상의 원소인 것을 특징으로 하는 이방성 본드 자석.
  3. 제1항에 있어서,
    R은 Nd 또는 PrNd인 것을 특징으로 하는 이방성 본드 자석.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 본드 자석은 본드 자석 링이고, 본드 자석 링의 종횡비는 0.6보다 크고, 벽 두께는 1mm보다 큰 것을 특징으로 하는 이방성 본드 자석.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 본드 자석은 본드 자석 링이고, 본드 자석 링의 종횡비는 1.0~10이고, 벽 두께는 1~20mm인 것을 특징으로 하는 이방성 본드 자석.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 본드 자석은 본드 자석 링이고, 본드 자석 링의 종횡비는 2~8이고; 벽 두께는 1~5mm인 것을 특징으로 하는 이방성 본드 자석.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 SmFeN영구 자석 분말의 입도는 1~30μm인 것을 특징으로 하는 이방성 본드 자석.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 SmFeN영구 자석 분말의 입도는 3~10μm인 것을 특징으로 하는 이방성 본드 자석.
  9. 이방성 본드 자석의 제조 방법에 있어서,
    이는 이하의 단계를 포함하되,
    단계1. 본드 자석 원료를 준비: 상기 원료는 R-T-B류 영구 자석 분말, SmFeN영구 자석 분말, 열경화성 수지 접착제, 커플링제와 윤활제를 포함하고;
    R은 한가지 및 이상의 희토류 원소에서 선택되고, T는 Fe 또는 FeCo 및 전이족 금속이고, B는 붕소이고;
    그 중, R-T-B류 영구 자석 분말과 SmFeN영구 자석 분말의 중량 함량은 100이고, SmFeN영구 자석 분말은 R-T-B류 영구 자석 분말 중량 함량의 3%~40%이고, 접착제의 중량 함량은 R-T-B류 영구 자석 분말과 SmFeN영구 자석 분말의 1.0%~6.0%이고, 커플링제의 중량 함량은 R-T-B류 영구 자석 분말과 SmFeN영구 자석 분말의 0.05%~1.0%이고, 윤활제의 중량 함량은 R-T-B류 영구 자석 분말과 SmFeN영구 자석 분말의 0.05%~2.0% 이고;
    단계2. 접착제 혼합: 상기 원료 중의 R-T-B류 영구 자석 분말, SmFeN영구 자석 분말과 상기 열경화성 수지 접착제, 커플링제와 윤활제를 균일하게 혼합하여, 복합 자석 분말을 얻고;
    단계3. 실온 예비 성형: 건조 후의 여러 가지 상이한 자석 성능의 복합 자석 분말을 제1몰드에 넣고, 또한 자기장 H1에서 가압 성형하여 각각 여러 가지 상이한 예비 성형 그린 바디를 얻고, 그 중 압축 압력은 100~600 MPa이고, 상기 자기장 H1은 0보다 크거나 같으며 0.15T보다 작고, 압축 온도는 실온이고;
    단계4. 온간 자기장 배향 성형: 여러 개의 상이한 예비 성형 그린 바디를 겹쳐 쌓아 제2몰드에 넣고, 또한 자기장 H2에서 온간 성형 배향하고, 다시 압축을 진행하고; 그리고 소자, 강온, 탈막하여, 온간 자기장 배향을 거쳐 성형한 이방성 본드 자석을 얻고; 그 중 상기 자기장 H2의 강도는 0.6~3T이고, 압축 압력은 300~1000 MPa이고, 성형 온도는 60~200℃이고;
    단계5. 경화: 상기 온간 자기장 배향을 거쳐 성형한 이방성 본드 자석을 일정한 온도까지 가열한 후 보온을 진행하고, 보온 온도는 100~200℃이고; 보온 시간은 0.5~2시간이며,
    상기 여러 가지 상이한 예비 성형 그린 바디는 제1예비 성형 그린 바디와 제2예비 성형 그린 바디를 포함하고; 상기 제1예비 성형 그린 바디는 SmFeN영구 자석 분말의 함량이 비교적 낮은 복합 자석 분말로 제조되고, 상기 제2예비 성형 그린 바디는 SmFeN영구 자석 분말의 함량이 비교적 높은 복합 자석 분말로 제조되고, 그 중, SmFeN영구 자석 분말의 함량이 비교적 낮은 복합 자석 분말 중에서 SmFeN질량 백분비 함량은 3~15%이고, SmFeN영구 자석 분말의 함량이 비교적 높은 복합 자석 분말 중에서 SmFeN질량 백분비 함량은 15~40%인 것을 특징으로 하는 이방성 본드 자석의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 단계1중에서, 접착제의 중량 함량은 R-T-B류 영구 자석 분말과 SmFeN영구 자석 분말의 2.5%~3.5%이고. 커플링제의 중량 함량은 R-T-B류 영구 자석 분말과 SmFeN영구 자석 분말의 0.1%~0.3%이고, 윤활제의 중량 함량은 R-T-B류 영구 자석 분말과 SmFeN영구 자석 분말의 0.05%~0.50%이고;
    상기 단계5중에서, 보온 온도는 120~180℃인 것을 특징으로 하는 이방성 본드 자석의 제조 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 단계2는 이하의 내용을 포함하되,
    상기 단계에서 계량을 마친 커플링제를 유기 용제인 아세톤 중에서 용해하고, R-T-B류 영구 자석 분말 및 SmFeN영구 자석 분말과 균일하게 혼합하고, 유기 용제가 휘발되여 제거된 후, 커플링제를 균일하게 영구 자석 분말 표면에 피복하고; 그리고 계량을 마친 접착제, 윤활제를 유기 용제인 아세톤 중에서 용해하고, 커플링제를 피복한 R-T-B류 영구 자석 분말 및 SmFeN영구 자석 분말과 균일하게 혼합하고, 유기 용제가 제거된 후, 상기 복합 자석 분말을 얻는 것을 특징으로 하는 이방성 본드 자석의 제조 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    SmFeN영구 자석 분말의 함량이 비교적 낮은 복합 자석 분말 중에서 SmFeN질량 백분비 함량은 5~13%이고, SmFeN영구 자석 분말의 함량이 비교적 높은 복합 자석 분말 중에서 SmFeN질량 백분비 함량은 15~30%인 것을 특징으로 하는 이방성 본드 자석의 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1예비 성형 그린 바디의 밀도는 상기 제2예비 성형 그린 바디의 밀도 보다 작고, 양자 밀도의 비는 1:1.1~1:1.5인 것을 특징으로 하는 이방성 본드 자석의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 단계4 중에서, 상기 여러 개의 상이한 예비 성형 그린 바디를 겹쳐 쌓아 제2몰드에 넣는 것은 이하 내용을 포함하되,
    중간은 제2예비 성형 그린 바디이고, 양단은 제1예비 성형 그린 바디이고, 중간의 제2예비 성형 그린 바디의 길이는 양단의 제1예비 성형 그린 바디의 길이보다 작은 것을 특징으로 하는 이방성 본드 자석의 제조 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 단계4 중에서, 상기 여러 개의 상이한 예비 성형 그린 바디를 겹쳐 쌓아 제2몰드에 넣는 것은 이하 내용을 포함하되,
    중심은 제2예비 성형 그린 바디이고, 외주는 제1예비 성형 그린 바디인 것을 특징으로 하는 이방성 본드 자석의 제조 방법.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 여러 개의 상이한 예비 성형 그린 바디를 겹쳐 쌓아 제2몰드에 넣는 것은 이하 내용을 포함하되,
    중간에서 양단으로 배열한 예비 성형 그린 바디의 밀도와 SmFeN함량이 점차 감소하거나,
    중간에서 양단으로 배열한 예비 성형 그린 바디의 밀도가 점차 감소하거나,
    중간에서 양단으로 배열한 예비 성형 그린 바디의 SmFeN함량이 점차 감소하거나,
    중심에서 외주로 배열한 예비 성형 그린 바디의 밀도와 SmFeN함량이 점차 감소하거나,
    중심에서 외주로 배열한 예비 성형 그린 바디의 밀도가 점차 감소하거나, 또는
    중심에서 외주로 배열한 예비 성형 그린 바디의 SmFeN함량이 점차 감소하는 것을 특징으로 하는 이방성 본드 자석의 제조 방법.
  17. 제9항에 있어서,
    상기 단계4중에서, 예비 성형 그린 바디와 온간 자기장 배향 성형 몰드 사이에 존재하는 간극률은 0.5~40%인 것을 특징으로 하는 이방성 본드 자석의 제조 방법.
  18. 제9항에 있어서,
    상기 단계4중에서, 예비 성형 그린 바디와 온간 자기장 배향 성형 몰드 사이에 존재하는 간극률은 3.5%~25%인 것을 특징으로 하는 이방성 본드 자석의 제조 방법.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 제1예비 성형 그린 바디와 제2예비 성형 그린 바디는 형태가 동일한 자석 기둥 또는 자석 링이고, 제1예비 성형 그린 바디와 제2예비 성형 그린 바디의 수량비는 1:1~10:1인 것을 특징으로 하는 이방성 본드 자석의 제조 방법.


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