KR102659637B1 - 희토류 자석의 제조를 위한 출발 재료의 제조를 위한 방법 및 설비 - Google Patents

희토류 자석의 제조를 위한 출발 재료의 제조를 위한 방법 및 설비 Download PDF

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Abstract

본 발명은 희토류 자석의 제작을 위해 제공되는 분말상 재료의 제조를 위한 방법 및 설비에 관한 것이다. 우선 적어도 하나의 자성 또는 자화성 원료를 각각 제공하고, 통상적인 분쇄 방법을 사용하여 분말상 중간 생성물로 분쇄하고, 분말상 중간 생성물은 모서리 및 가장자리를 포함하는 분말 입자를 포함한다. 후속적으로, 뾰족한 가장자리를 갖는 분말 입자를 모따기한다. 모따기된 분말 입자를 포함하는 최적화된 분말상 생성물은 희토류 자석의 제작을 위해 사용된다.

Description

희토류 자석의 제조를 위한 출발 재료의 제조를 위한 방법 및 설비 {METHOD AND PLANT FOR THE PRODUCTION OF A STARTING MATERIAL FOR THE PRODUCTION OF RARE EARTH MAGNETS}
본 발명은, 독립 청구항의 특징에 따른, 희토류 자석의 제조를 위한 출발 재료의 제조를 위한 방법뿐만 아니라 희토류 자석의 제조를 위한 출발 재료의 제조를 위한 설비에 관한 것이다.
영구 자석은, 전자석과는 대조적으로, 전류 유동을 필요로 하지 않고서도 정적 자기장을 유지하는 자화성 재료, 예를 들어 철, 코발트 또는 니켈로 이루어진다. 영구 자석은 강자성 재료 상의 자기장의 작용에 의해 생성될 수 있다.
본질적으로 철 금속 (철, 코발트, 더 드물게는 니켈) 및 희토류 금속 (특히 네오디뮴, 사마륨, 프라세오디뮴, 디스프로슘, 테르븀, 가돌리늄)으로 이루어진 영구 자석의 군은 희토류 자석이라는 명칭하에 조합된다. 희토류 자석은 높은 잔류 자속 밀도 및 따라서 높은 자기 에너지 밀도를 갖는 것을 특징으로 한다.
영구 자석은 결정질 분말로 만들어진다. 자성 분말은 강한 자기장의 존재 하에 몰드 내로 밀어 넣어진다. 그에 의해 우선적 자화축을 갖는 결정은 자기장의 방향으로 정렬된다. 후속적으로 몰딩은 소결된다. 소결로 인해, 분말의 분쇄된 성분들은 가열에 의해 결합되거나 압착되지만, 그에 의해서는 출발 재료가 전혀 용융되지 않거나 적어도 전부 용융되지는 않는다. 그에 의해 몰딩은, 종종 승압 하에, 온도가 주성분의 용융 온도보다 낮은 온도를 유지하도록 가열되고, 그래서 공작물의 형상 (형태)가 유지된다.
영구 자석, 특히 Nd-Fe-B (네오디뮴-철-붕소) 자석의 제조를 위해 필요한 재료의 제조를 위해, 선행 기술에서는 희토류 금속을 포함하는 합금을 연마하여 예를 들어 굵은 분말 또는 미세 분말 형태의 분말상 중간 생성물을 형성하는 것이 공지되어 있다. 통상적인 분쇄 기술, 예를 들어 스팀 제트 밀 등이 일반적으로 분말상 중간 생성물의 제조에 적합하다.
희토류 금속의 산출량은 제한되어 있고 특히 그것을 추출하는 데 비용이 매우 많이 든다는 사실 때문에, 희토류 금속을 포함하는 합금 외에도, 희토류 자석의 제작을 위한 재료의 제조를 위해 재사용 및/또는 재활용되는 중고 자석이 또한 희토류 자석의 제작을 위한 재료의 제조에 있어 점점 더 중요해지고 있다. 중고 자석은, 예를 들어, 모터 또는 전기 기기 등에 사용되었던, 더 이상 필요가 없거나 그것의 요망되는 특성 및/또는 그것의 요망되는 성능을 각각 수행하지 않고/거나 더 이상 완벽하게 수행하지 않는 중고 자석이다. 따라서, 중고 자석을 사용하는 경우에, 이것은 재활용 재료라고도 지칭된다.
그러나, 통상적인 방법, 예를 들어 유동층 제트 밀 또는 유사한 연마 설비에 의한 이러한 희토류 자성 분말의 미세 연마로 인해 뾰족한 모서리 및 가장자리를 갖는 분말 입자가 생성된다는 것이 문제가 될 수 있다. 이러한 뾰족한 모서리 및 가장자리는, 매우 다양한 이유 때문에, 특히 이러한 뾰족한 가장자리를 갖는 분말을 사용함으로써 제조된 자석이 둥글게 된 분말 입자, 즉 뾰족한 모서리 및 가장자리를 갖지 않는 입자의 존재가 계산 시에 가정되는 경우에 이론적으로 예측된 것보다 더 나쁜 자성 값 또는 더 낮은 자기 에너지 밀도를 각각 나타내기 때문에, 매우 바람직하지 못하다.
본 발명이 근거하는 목적은 분말상 중간 생성물에 존재하는 분말 입자의 뾰족한 모서리 및 가장자리를 간편하게 적어도 크게 줄이고/거나 저감함으로써 개선된 희토류 자석의 제조를 위한 최적화된 출발 재료를 제공하는, 희토류 자석의 제작을 위한 출발 재료의 제조를 위한 방법을 제공하는 것이다. 이와 동시에 희토류 자석의 제조를 위한 분말상 출발 재료의 제조를 위한 방법을 최적화해야 한다. 희토류 자석의 제조를 위한 출발 재료의 제조를 위한 방법을 간편하게 수행할 수 있게 하고 희토류 자석의 제조를 위한 최적화된 출발 재료를 제공할 수 있는, 희토류 자석의 제작을 위한 출발 재료의 제조를 위한 설비를 추가로 제공한다.
상기 목적은 희토류 자석의 제작을 위해 제공되는 분말상 출발 재료의 제조를 위한 방법, 및 희토류 자석의 제작을 위해 제공되는 분말상 출발 재료의 제조를 위한 설비에 의해 해결되며, 이는 독립 청구항에 설명된 특징을 포함한다. 추가의 유리한 실시양태는 종속청구항에 의해 설명된다.
제1 단계에서는, 적어도 하나의 자성 또는 자화성 원료를 각각 제공한다. 이것은, 예를 들어, 희토류 금속을 포함하는 합금일 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 자성 재활용 재료, 예를 들어 모터 및/또는 전기 기기에 사용되었고 각각의 경우에 추가의 사용을 위한 임의의 가치를 더 이상 갖지 않는 중고 자석이 사용될 수 있다. 적어도 하나의 자성 또는 자화성 원료 각각, 또는 재활용 재료 각각은 바람직하게는 Nd-Fe-B (네오디뮴-철-붕소)를 함유하는 합금 또는 Nd-Fe-B (네오디뮴-철-붕소) 자석이다.
그 다음 단계에서, 제공된 자성 또는 자화성 원료의 분쇄를 각각 수행하여, 분말상 중간 생성물을 적어도 하나의 자성 또는 자화성 원료로부터 각각 형성한다. 분말상 중간 생성물은 모서리 및 가장자리를 갖는 분말 입자를 포함한다. 이러한 모서리 및 가장자리로 인해, 분말상 중간 재료로부터 제조된 자석은, 계산된 이론적으로 예측되는 자성 값보다 현저하게 낮은, 측정된 자성 값 또는 측정된 자기 에너지 밀도 값을 각각 갖게 된다.
따라서 자성 또는 자화성 원료의 분쇄를 각각 그에 의해 형성된 분말상 중간 생성물의 분말 입자가 대략 2 ㎛ 내지 10 ㎛, 바람직하게는 3 ㎛ 내지 5 ㎛의 입자 크기를 갖도록 수행한다.
분쇄를 특히 분쇄 장비, 예를 들어 통상적으로 공지된 분쇄 기술을 사용하여 수행한다. 대략 100 ㎛ 내지 300 ㎛의 입자 크기를 갖는 굵은 분말의 제조를 위한 제1 조쇄(coarse comminution)를 예를 들어 기계적 분쇄 설비 및/또는 수소 기술을 사용함으로써 수행할 수 있다. 미세 연마를 위한 연마 설비, 예컨대, 예를 들어, 특히 보호 기체 하에 작동되는, 유동층 제트 밀 또는 유사한 연마 설비를 대략 0.1 ㎛ 내지 20 ㎛의 입자 크기를 초래하는 미세 연마 또는 미세 분말 제조를 위해 각각 사용한다. 사용되는 보호 기체는 전형적으로 질소 또는 아르곤이다.
본 발명에 따른 방법의 추가의 단계에서, 분말상 중간 생성물의 분말 입자를 모따기(chamfer)하고, 즉 분말 입자의 모서리 및 가장자리를 대부분 추가의 단계에서 둥글게 깎고/거나 저감하고/거나 마모시킨다. 그에 의해 생성된 모따기된 분말 입자는 바람직하게는 분말상 중간 생성물의 가장자리를 갖는 분말 입자와 본질적으로 동일한 크기, 즉 대략 2 ㎛ 내지 10 ㎛, 바람직하게는 3 ㎛ 내지 5 ㎛의 입자 크기를 갖는다.
이러한 목적을 위해, 설비는 분말상 중간 생성물의 뾰족한 가장자리를 갖는 각진 분말 입자를 모따기하도록 구현된 마모 장치를 포함한다. 마모 장치는 분말상 중간 생성물이 충전되는 수용 챔버를 포함한다. 이제, 분말상 중간 생성물은 수용 챔버 내에서 소용돌이쳐서, 분말 입자들이 서로 마찰됨으로써 모서리 및 가장자리가 저감되고 특히 마모된다. 분말상 중간 생성물의 연마 장치에의 충전 및 마모 장치 내에서의 처리를 바람직하게는 보호 기체를 사용함으로써 수행한다. 분말상 중간 생성물을 특히 규정된 시간 동안, 예를 들어 30분 내지 2시간 동안, 바람직하게는 약 1시간 동안 마모 장치에서 기계 가공한다. 바람직하게는 마모 장치의 수용 챔버의 50% 내지 99%가 분말상 중간 생성물로 충전되고, 분말상 중간 생성물은 특히 수용 챔버의 적어도 80%를 충전해야 한다. 마모 장치의 수용 챔버 내의 잔여 공간은 바람직하게는 사용되는 보호 기체에 의해 충전된다.
마모 장치로서, 예를 들어 통상적인 연마 장치가, 한편으로는 분말상 중간 생성물이 개조된 연마 장치 내에서 격렬하게 소용돌이쳐서 분말 입자들이 서로 마찰되도록 개조될 수 있다. 다른 한편으로는, 새로운 뾰족한 파단 가장자리를 초래하는, 분말상 중간 생성물의 추가의 분쇄가 연마 공정 동안에 일어나지 않아야 한다. 예를 들어 마모 장치/개조된 연마 장치를 낮은 기체 압력, 특히 0.25 bar 내지 1.00 bar의 기체 압력에서 작동시킴으로써 이러한 약한 연마 공정을 달성한다. 따라서 특히 분말상 중간 생성물의 분말 입자가 대부분 마모 장치/개조된 연마 장치에서 자유롭게 움직일 수 있을지라도 분말 입자의 에너지가 추가의 연마를 일으키기에 충분하지 않도록 기체 압력이 조정되어야 한다. 분말 입자가 마모 장치/개조된 연마 장치에서 움직임으로 인해, 개별 분말 입자들 사이에 마찰 효과가 초래된다. 이러한 마찰 효과로 인해, 분말상 중간 생성물의 뾰족한 모서리 및 가장자리가 현저하게 둥글게 깎임으로써, 모따기된 분말 입자를 갖는 최적화된 분말상 생성물이 생성된다.
이러한 최적화된 분말상 생성물은 이미 제1 희토류 자석의 제조를 위한 제1 출발 재료로서 사용될 수 있다. 제1 출발 재료를 사용함으로써 제조된 제1 희토류 자석은 상기에 설명된 분말상 중간 생성물로부터 만들어진 자석보다 현저하게 더 우수한 자성 값 또는 더 높은 자기 에너지 밀도를 각각 갖는다.
대안으로서, 마모 장치 내에서 분말 입자들이 마찰됨으로 인해 축적된 매우 미세한 연마 부분을 최적화된 분말상 생성물로부터 제거하기 위해, 최적화된 분말상 생성물을 추가의 방법 단계에서 분급 공정에 적용하는 점이 제공된다. 그에 의해 대략 2 ㎛ 내지 10 ㎛, 바람직하게는 3 ㎛ 내지 5 ㎛의 크기의 모따기된 분말 입자만을 함유하는 분획이 형성된다. 이러한 분획이 제2 희토류 자석의 제작을 위한 제2 출발 재료로서 사용되면, 추가로 개선된 자성 값 또는 더 높은 자기 에너지 밀도를 각각 갖는 생성물이 제조될 수 있다.
최적화된 분말상 생성물을 매우 미세한 연마 부분을 포함하는 미세한 분획 및 자성 또는 자화성 원료로부터 각각 제조된 요망되는 모따기된 분말 입자를 포함하는 굵은 분획으로 분급하기 위한 분리 장비로서, 예를 들어, 동적 분급기 또는 고속으로 회전하는 분급기가 사용될 수 있다.
실험 데이터에 의하면, 모따기된 분말 입자를 사용함으로써 제조된 제1 희토류 자석, 및 특히 분급된 모따기된 분말 입자를 사용함으로써 제조된 제2 희토류 자석은 더 우수한 자성 특성을 갖고, 특히, 이론적으로 계산된 값에 더 가까워진 자성 값 또는 자기 에너지 밀도를 각각 나타낸다.
이 시점에서 본 발명에 따른 장치와 관련하여 설명된 모든 측면 및 실시양태 대안은 마찬가지로 본 발명에 따른 방법의 부분적 측면에 관한 것이거나 그것일 수 있다는 것을 분명히 언급하는 것이 중요하다. 따라서 설명 또는 또한 청구범위 규정에서 한 시점에서 본 발명에 따른 장치에 대한 특정한 측면 및/또는 관계 및/또는 효과에 대한 언급이 있을 때, 이는 마찬가지로 본 발명에 따른 방법에도 적용된다. 이는 반대의 경우에도 적용되므로, 본 발명에 따른 방법과 관련하여 설명된 모든 측면 및 실시양태 대안도 마찬가지로 본 발명에 따른 장치의 부분적 측면에 관한 것이거나 그것일 수 있다. 따라서 설명 또는 또한 청구범위 규정에서 한 시점에서 본 발명에 따른 방법에 대한 특정한 측면 및/또는 관계 및/또는 효과에 대한 언급이 있을 때, 이는 마찬가지로 본 발명에 따른 장치에도 적용된다.
본 발명의 예시적 실시양태 및 그것의 이점은 첨부된 도면에 근거하여 하기에 더 상세하게 설명될 것이다. 도면에서 개별 요소들의 서로에 대한 크기 비율이 실제 크기 비율에 항상 상응하는 것은 아닌데, 왜냐하면, 시각적으로 더 잘 나타내기 위해, 일부 형상은 단순하게 도시되고 다른 형상은 다른 요소들에 비해 더 크게 도시되기 때문이다.
도 1은 통상적으로 제조된 희토류 자성 분말의 주사 전자 현미경 기록을 도시한다.
도 2는 개략적으로 도시된, 통상적으로 제조된 희토류 자성 분말의 개별 입자를 예시적으로 보여준다.
도 3은 희토류 자석의 제조를 위한 최적화된 출발 재료의 주사 전자 현미경 기록을 도시한다.
도 4는 개략적으로 도시된, 최적화된 출발 재료의 개별 입자를 예시적으로 보여준다.
도 5는 적어도 하나의 자성 또는 자화성 원료를 각각 기재로 하는 희토류 자석의 제작을 위한 최적화된 희토류 자성 분말의 제조를 위한 개별 방법 단계를 보여준다.
도 6은 희토류 자석의 제작을 위해 제공되는 분말상 출발 재료의 제조를 위한 설비를 개략적으로 보여준다.
동일하거나 동일한 효과를 갖는 본 발명의 요소에 대해 동일한 도면부호가 사용된다. 시각적으로 더 잘 나타내기 위해, 각각의 도면의 설명을 위해 필요한 도면부호만이 개별 도면에 추가로 도시된다. 도시된 실시양태는 본 발명에 따른 장치 또는 본 발명에 따른 방법이 어떻게 구현될 수 있는지를 보여주는 예를 나타낼 뿐이며, 결정적인 제한을 나타내는 것은 아니다.
도 1은 통상적으로 제조된 희토류 자성 분말의 주사 전자 현미경 기록을 도시하고 도 2는 개략적으로 도시된, 통상적으로 제조된 희토류 자성 분말(1)의 개별 입자(2)를 예시적으로 보여준다. 희토류 자성 분말(1)의 제조는 예를 들어 상응하는 원료를 연마함으로써 수행된다. 자성 또는 자화성 원료는 각각 강자성 금속, 예를 들어 철, 니켈, 코발트를 포함하는 합금, 특히 네오디뮴, 철 및 붕소의 합금 (NdFeB) 또는 중고 자석 또는 희토류 합금과 중고 자석의 혼합물일 수 있다. 따라서 자성 또는 자화성 원료는 각각 예를 들어 유동층 제트 밀 또는 유사한 연마 설비에서 미세한 희토류 자성 분말(1)이 생성되도록 연마되며, 이러한 경우에 분말 입자(2)의 평균 입자 크기 (d50-값)는 2 ㎛ 내지 10 ㎛, 바람직하게는 3 ㎛ 내지 5 ㎛이다.
도 1 및 도 2에서 분명히 알 수 있는 바와 같이, 이러한 희토류 자성 분말(1)은 뾰족한 모서리(3) 및 가장자리(4)를 포함하는 분말 입자(2)를 함유한다. 이제 이러한 통상적으로 제조된 희토류 자성 분말(1)이 자석 제조를 위해 사용되면, 이론적으로 계산된 값보다 현저하게 낮은 자성 값 또는 자기 에너지 밀도를 각각 갖는 자석(5)이 생성된다 (도 5를 참조).
도 3은 희토류 자석(20)의 제조 (이러한 목적을 위한 도 5의 도면 설명을 또한 참조)를 위한 최적화된 제2 출발 재료(AM2)의 주사 전자 현미경 기록을 도시하고, 도 4는 개략적으로 도시된 최적화된 제2 출발 재료(AM2)의 개별 입자(12, 12a, 12b를 예시적으로 보여준다.
최적화된 제2 출발 재료(AM2)는 특히 하기에 도 5와 관련하여 상세히 설명되는 바와 같은 방법에 의해 제조된다. 최적화된 제2 출발 재료(AM2)는 특히 희토류 자성 분말(1)의 분말 입자(2)에 비해 단지 현저하게 감소된 개수의 둥글게 깎인 모서리(13) 및 둥글게 깎인 가장자리(14)를 갖는 분말 입자(12), 특히 약간 둥글게 된 및/또는 둥글게 깍인 분말 입자(12a) 또는 둥글게 된 분말 입자(12b)를 각각 함유한다.
도 5는 적어도 하나의 자성 또는 자화성 원료(M)를 각각 기재로 하는 희토류 자석(19, 20)의 제작을 위한, 최적화된 출발 재료(AM1, AM2), 특히 최적화된 희토류 자성 분말(10) 또는 추가의 분급에 의해 추가로 최적화된 희토류 자성 분말의 제조를 위한 개별 방법 단계를 보여준다. 도 6은 희토류 자석(20)의 제작을 위해 제공되는 분말상 출발 재료(AM2)의 제조를 위한 설비(25)를 개략적으로 보여준다.
제1 방법 단계에서, 적어도 하나의 자성 또는 자화성 원료(M)를 각각 제공한다. 적어도 하나의 자성 또는 자화성 원료(M)는 각각 바람직하게는 희토류 합금 및/또는 중고 자석, 특히 Nd-Fe-B 합금 및/또는 Nd-Fe-B 중고 자석이다.
다음 방법 단계에서, 제공된 적어도 하나의 자성 또는 자화성 원료(M)를 각각 분쇄하여, 분말상 중간 생성물(ZP), 특히 도 1 및 도 2에 따른 모서리(3) 및 가장자리(4)를 포함하는 분말 입자(2)를 포함하는 희토류 자성 분말(1)을 적어도 하나의 자성 또는 자화성 원료(M)로부터 각각 생성한다.
분쇄를 분쇄 장비(30), 예를 들어 통상적으로 공지된 분쇄 기술을 사용하여 수행한다. 대략 100 ㎛ 내지 300 ㎛의 입자 크기를 갖는 굵은 분말의 제조를 위한 제1 조쇄를, 예를 들어, 기계적인 분쇄 설비, 예컨대 밀(31) 및/또는 수소 기술을 사용함으로써 수행할 수 있다. 미세 연마를 위한 연마 설비, 예컨대, 예를 들어, 특히 보호 기체(S) 하에 작동되는, 유동층 제트 밀(32) 또는 유사한 연마 설비를 대략 0.1 ㎛ 내지 20 ㎛의 입자 크기를 초래하는 미세 연마 또는 미세 분말 제조를 위해 각각 사용한다. 사용되는 보호 기체는 전형적으로 질소 또는 아르곤이다. 이렇게 제조된 희토류 자성 분말(1)을 예를 들어 통상적인 희토류 자석(5)의 제조를 위해 사용한다. 추가의 방법 단계에서, 이러한 희토류 자성 분말(1)을 이제 보호 기체(S) 하에 마모 장치(40) 내에 충전하고 이어서 보호 기체(S) 하에 이러한 마모 장치(40)에서 규정된 시간 동안 움직여 준다. 그에 의해 희토류 자성 분말(1)의 분말 입자(2)는 마모 장치(40) 내에서 소용돌이친다. 이러한 방법 단계를 위해 규정된 시간은 바람직하게는 0.5시간 내지 3시간, 특히 대략 1시간이다.
따라서 마모 장치(40)의 수용 챔버는 희토류 자성 분말(1)로 완전히 충전되지는 않는다. 수용 챔버는 바람직하게는 희토류 자성 분말(1)이 연마 챔버의 50% 내지 99%를 충전하도록 충전된다. 수용 챔버는 특히 희토류 자성 분말(1)이 수용 챔버의 적어도 80%를 충전하도록 충전된다. 연마 챔버의 잔여 20%는 보호 기체(S)에 의해 충전된다.
희토류 자성 분말(1)이 마모 장치(40)에서 격렬하게 소용돌이침으로써, 분말 입자(2)의 모서리(3) 및 가장자리(4)는 분말 입자들(2)의 상호 마찰에 의해 서로들 사이에서 서로의 위에서 마모된다. 그에 의해 도 3 및 도 4에 따른 모따기된 분말 입자(12)를 갖는 최적화된 희토류 자성 분말(10)이 생성된다. 특히 마모 장치(40)내에서 희토류 자성 분말(1)의 추가 연마가 일어나지 않고, 따라서 새로운 뾰족한 모서리(3) 및 파단 가장자리(4)가 생성될 수 없다.
마모 장치(40)는 바람직하게는 낮은 기체 압력, 예를 들어 0.25 bar 내지 1.00 bar의 기체 압력에서 작동된다. 따라서 특히, 중간 생성물(ZP) 또는 희토류 자성 분말(1)이 각각 마모 장치(40)에서 소용돌이칠 수 있을지라도, 분말 입자들(2)이 서로 마찰됨으로써 모서리(3) 및 가장자리(4)가 마모되고 도 3 및 도 4에 따른 모따기된 분말 입자(12)가 형성되도록 기체 압력이 조정되어야 한다. 그러나, 따라서 분말 입자(2 및 12)의 에너지는 추가의 연마를 일으키기에 충분해서는 안 된다. 통상적으로 제조된 희토류 자성 분말(1)은 바람직하게는 도 4에 따른 둥글게 된 분말 입자(12b)만이 대부분 존재할 때까지 마모 장치(40)에서 처리된다.
이제 이미 최적화된 제1 희토류 자석(19)의 제조를 위한 제1 출발 재료(AM1)로서 사용될 수 있는 최적화된 희토류 자성 분말(10)은 모따기에 의해 생성된다. 그러나, 최적화된 희토류 자성 분말(10)은, 모따기된 분말 입자(12) (도 3 및 도 4를 또한 참조) 외에도, 특히 희토류 자성 분말(1)의 분말 입자(2)의 모서리(3) 및 가장자리(4)가 연마된 것을 나타내는 매우 미세한 연마 부분(F)을 또한 함유한다. 이러한 매우 미세한 연마 부분(F)을 임의적 방법 단계에서 제거하여, 추가로 최적화된 제2 희토류 자석(20)의 제조를 위한 추가로 최적화된 제2 출발 재료(AM2)를 제조한다. 바람직하게는, 후속적으로, 최적화된 제1 희토류 자성 분말(10)을 분리 장비(50), 예를 들어 고속으로 회전하는 동적 분급기(51)에서 분급함으로써 매우 미세한 연마 부분(F)을 제거하여, 추가로 최적화된 제2 희토류 자석(20)의 제조를 위한 제2 출발 재료(AM2)가 모따기된 분말 입자(12)만을 포함하게 한다.
실험에 의하면, 최적화된 제1 희토류 자석(19) 및 특히 추가로 최적화된 제2 희토류 자석(20)은 통상적으로 제조된 희토류 자성 분말(1)로 만들어진 희토류 자석(5)의 자성 값 또는 자기 에너지 밀도보다 각각 더 높은 자성 값 또는 자기 에너지 밀도를 각각 갖는다. 최적화된 제2 출발 재료(AM2)의 제2 희토류 자석(20)은 특히 각각 이론적으로 계산된 최적 값에 확연히 가까워진 자성 값 또는 자기 에너지 밀도 값을 갖는다.
이전 단락의 실시양태, 예 및 대안, 청구범위 및 도면은, 그것들의 다양한 견해 또는 각각의 개별 특징을 포함하여, 서로 독립적으로 또는 임의의 조합으로서 사용될 수 있다. 한 실시양태와 조합하여 설명된 특징들은 모든 실시양태에 대해 사용될 수 있지만, 단 특징들은 양립 가능해야 한다.
또한 일반적으로 도면과 관련하여 "개략적인" 도해 및 견해에 대한 언급이 있을 때, 이는 도면의 도해 및 그것에 관한 설명이 본 발명의 개시내용과 관련하여 덜 중요하다는 것을 암시하는 것은 결코 아니다. 관련 기술분야의 통상의 기술자라면, 예를 들어 어쩌면 축척에 정확히 따르지 않은 것일 수도 있는 분말 입자 또는 다른 그려진 요소의 그려진 크기 비율에 의해 어떤 식으로든 그의 이해에 영향을 받지 않고서, 본 발명을 더 쉽게 이해할 수 있게 해 주는 개략적이고도 추상적으로 그려진 도해로부터 충분한 정보를 전부 취합할 수 있을 것이다. 따라서 도면은 독자로서의 관련 기술분야의 통상의 기술자로 하여금, 본 발명에 따른 방법의 구체적으로 설명된 실시 및 본 발명에 따른 장치의 구체적으로 설명된 작동 모드를 통해 청구범위뿐만 아니라 설명의 일반적 부분에서 일반적 및/또는 추상적으로 진술된 본 발명의 아이디어를 더 잘 이해할 수 있게 해 준다.
본 발명은 바람직한 실시양태와 관련하여 설명되었다. 그러나, 관련 기술분야의 통상의 기술자라면 후속되는 청구범위의 보호 범위를 벗어나지 않게 본 발명을 개조 또는 변경할 수 있다는 것을 생각해 볼 수 있을 것이다.
1 희토류 자성 분말
2 분말 입자
3 모서리
4 가장자리/파단 가장자리
5 통상적인 희토류 자석
10 최적화된 희토류 자성 분말
12 분말 입자
12a 약간 둥글게 된 및/또는 둥글게 깍인 분말 입자
12b 둥글게 된 분말 입자
13 둥글게 깍인 모서리
14 둥글게 깍인 가장자리
19 최적화된 희토류 자석
20 추가로 최적화된 희토류 자석
25 설비
30 분쇄 장비
31 밀
32 유동층 제트 밀
40 마모 장치
50 분리 장치
51 분급기
AM1, AM2 출발 재료
F 매우 미세한 마모 부분
M 자성 또는 자화성 원료 각각
S 보호 기체
ZP 중간 생성물

Claims (13)

  1. 희토류 자석의 제작을 위해 제공되는 분말상 출발 재료(AM2)의 제조 방법이며,
    - 적어도 하나의 자성 또는 자화성 원료(M)를 각각 제공하는 단계;
    - 제공된 적어도 하나의 자성 또는 자화성 원료(M)를 각각 분쇄하여, 분말상 중간 생성물(ZP)을 적어도 하나의 자성 또는 자화성 원료(M)로부터 각각 생성하는 단계로서, 분말상 중간 생성물(ZP)의 분말 입자(2)는 모서리(3) 및 가장자리(4) 중 적어도 하나를 갖는, 단계;
    - 분말 입자(2)의 상호 마찰에 의해 분말 입자(2)의 모서리(3) 및 가장자리(4) 중 적어도 하나를 서로 마모하여, 모따기된 분말 입자(12)을 구비한 분말상 생성물(10)을 생성하는 마모 단계; 및
    - 상기 마모 단계 후에 분말상 생성물(10)을 2 ㎛ 내지 10 ㎛로 분급하여, 모따기로 인해 생성된 미세한 연마 부분(F)을 제거하고 분급 후의 모따기된 분말 입자(12)를 포함하는 분획을 희토류 자석(20)의 제작을 위한 출발 재료(AM2)로서 사용하는 단계
    를 포함하는, 희토류 자석의 제작을 위해 제공되는 분말상 출발 재료(AM2)의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 분말상 중간 생성물(ZP)의 분말 입자(2)의 모따기를 위해, 모서리(3) 및 가장자리(4)를 마모하는, 희토류 자석의 제작을 위해 제공되는 분말상 출발 재료(AM2)의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서, 마모 장치(40)를 사용하여 마모 공정을 수행하고, 마모 공정에서 분말상 중간 생성물(ZP)의 분말 입자(2)를 움직여 줌으로써 분말상 중간 생성물(ZP)의 분말 입자(2)들이 서로 마찰되도록 하는, 희토류 자석의 제작을 위해 제공되는 분말상 출발 재료(AM2)의 제조 방법.
  4. 제2항에 있어서, 마모 공정을 보호 기체(S)를 사용하여 수행하는, 희토류 자석의 제작을 위해 제공되는 분말상 출발 재료(AM2)의 제조 방법.
  5. 제3항에 있어서, 마모 공정을 보호 기체(S)를 사용하여 수행하는, 희토류 자석의 제작을 위해 제공되는 분말상 출발 재료(AM2)의 제조 방법.
  6. 제3항에 있어서, 마모 장치(40)가 수용 챔버를 포함하고, 수용 챔버 내에 분말상 중간 생성물(ZP)의 분말 입자(2)가 충전되고 수용 챔버 내에서 분말 입자들이 움직여서 서로 마찰되고, 수용 챔버의 50% 내지 99%가 분말상 중간 생성물(ZP)로 충전되는, 희토류 자석의 제작을 위해 제공되는 분말상 출발 재료(AM2)의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 수용 챔버 내의 잔여 공간이 보호 기체(S)에 의해 충전되는, 희토류 자석의 제작을 위해 제공되는 분말상 출발 재료(AM2)의 제조 방법.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 분말상 중간 생성물(ZP)의 분말 입자(2)의 모따기를 0.25 bar 내지 1.00 bar의 기체 압력에서 수행하는, 희토류 자석의 제작을 위해 제공되는 분말상 출발 재료(AM2)의 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서, 분말상 생성물(10)에 자기장을 작용시킴으로써 제조된 제1 희토류 자석(19)이 분말상 중간 생성물(ZP)에 자기장을 작용시킴으로써 제조된 희토류 자석(5)에 비해, 증가된 자성 값 또는 더 높은 자기 에너지 밀도를 각각 갖는, 희토류 자석의 제작을 위해 제공되는 분말상 출발 재료(AM2)의 제조 방법.
  10. 제1항에 있어서, 분급 후의 모따기된 분말 입자(12)를 포함하는 분획에 자기장을 작용시킴으로써 제조된 희토류 자석(20)이 분말상 중간 생성물(ZP)에 자기장을 작용시킴으로써 제조된 희토류 자석(5)에 비해 증가된 자성 값 또는 더 높은 자기 에너지 밀도를 각각 갖는, 희토류 자석의 제작을 위해 제공되는 분말상 출발 재료(AM2)의 제조 방법.
  11. 제1항에 따른 방법에 따라, 희토류 자석의 제작을 위해 제공되는 분말상 출발 재료(AM2)를 제조하기 위한, 설비(25)이며,
    - 제공된 자성 또는 자화성 원료(M)를 각각 분쇄함으로써 분말상 중간 생성물(ZP)을 제조하기 위한 적어도 하나의 분쇄 장비(30)로서, 분말상 중간 생성물(ZP)은 모서리(3) 및 가장자리(4) 중 적어도 하나를 포함하는 분말 입자(2)를 포함하는, 적어도 하나의 분쇄 장비; 및
    - 분말 입자(2)의 상호 마찰에 의해 분말 입자(2)의 모서리(3) 및 가장자리(4) 중 적어도 하나를 서로 마모하여, 분말상 중간 생성물(ZP)의 분말 입자(2)를 모따기하도록 구현된 마모 장치(40)를 포함하고,
    - 상기 분말 입자(2)의 모서리(3) 및 가장자리(4) 중 적어도 하나의 마모 후에, 회전하여 분말 입자(2)로부터 모따기로 인해 생성된 미세한 연마 부분(F)을 제거하고, 분말 입자(2)를 2 ㎛ 내지 10 ㎛로 분급하도록 구성된 분리 장치(50)를 더 포함하고,
    굵은 분말 분획은 마모 장치(40)에서 형성된 모따기된 분말 입자(12)를 포함함으로써, 희토류 자석(20)의 제조를 위한 출발 재료(AM2)를 생성할 수 있는, 설비(25).
  12. 제11항에 있어서, 마모 장치(40)가 0.25 bar 내지 1.00 bar의 기체 압력에서 작동될 수 있는, 설비(25).
  13. 삭제
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