KR20010040267A - 고내식성을 갖는 Ｒ-Ｆｅ-Ｂ계 본드 자석과 그 제조 방법 - Google Patents

고내식성을 갖는 Ｒ-Ｆｅ-Ｂ계 본드 자석과 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 금속 피막으로 내식성이 개선된 링 또는 원반과 같이 여러 형상으로 이루어지는 R-Fe-B계 본드 자석을 효율적으로 제조하기 위한 것으로, 본드 자석 표면에 도전성 막을 밀착성이 양호하고 균일하게 고효율로 형성하여, 용이하게 전기 도금을 수행할 수 있는 고내식성 R-Fe-B계 본드 자석을 제공하는 것을 목적으로 하며, R-Fe-B계 본드 자석을 연마 분말, 무기질 분체 및 연마 찌꺼기로 식물성 매체의 유지분을 이용하여 R-Fe-B계 본드 자석의 기공부를 고착 밀봉하고, 소요 치수의 구형, 덩어리형 또는 바늘형(와이어) 등의 부정형 Cu, Sn, Zn, Pb, Cd, In, Au, Ag, Fe, Ni, Co, Cr, Al 또는 이들 합금편을 금속 메디아로서 사용하여, 배럴 장치에 의하여 건식법으로 배럴 연마를 함으로써, 분쇄된 Cu 또는 그것의 미세편이 본드 자석 표면의 수지면 및 기공부에 압입 피복되고, 자석 표면의 수지면 및 기공부에 압입 피복되고, 또한 자석 분말 표면에도 Cu 미세편이 피복되어, R-Fe-B계 본드 자석 표면에 매우 균일하게 도전성 막이 부여될 수 있고, 양호한 전기 도금이 가능해져, 내식성이 우수하고, 자기 특성 열화가 적은 R-Fe-B계 본드 자석 도금 피막품을 얻을 수 있다.

Description

고내식성을 갖는 Ｒ-Ｆｅ-Ｂ계 본드 자석과 그 제조 방법{HIGH CORROSION-RESISTANT R-Fe-B BASE BONDED MAGNET AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
오늘날, 링 또는 원반과 같은 여러 형상으로 이루어지는 고무 자석 또는 플라스틱 자석으로 지칭되는 본드 자석에는, 종래의 등방성(等方性) 본드 자석으로부터 이방성(異方性) 본드 자석으로, 또한 페라이트계 본드 자석으로부터 고자력의 희토류계 본드 자석으로 고성능화가 진행되고 있으며, 또한 Sm-Co계 자성재로부터 소결 자석에서 최대 에너지곱이 50 MGOe 이상의 고자기 특성을 발휘하는 R-Fe-B계 자성재를 이용하는 R-Fe-B계 본드 자석으로 고성능화가 도모되어 왔다.
R-Fe-B계 본드 자석은, 그 자석 합금 조성에 매우 산화되기 쉬운 성분상(性分相) 및 Fe를 다량으로 포함하기 때문에 녹슬기 쉽다는 문제가 있어, 표면에 여러 가지 조성으로 이루어지는 수지층을 전착 도장, 스프레이법, 침지법, 함침법 등으로 피착하여 왔다(예컨대, 일본 특허 공개 공보 89-166519호, 일본 특허 공개 공보 89-245504호).
지금까지 R-Fe-B계 본드 자석의 내식성 향상을 위해 이용되어 온 수지 도장법, 예컨대 스프레이법에서는 링형 본드 자석의 경우, 도료의 손실이 크고, 앞뒤를 뒤집어야 하기 때문에 공정수가 증가하고, 또한 막 두께의 균일성도 떨어지는 문제가 있었다.
또한, 전착 도장법에서는 막 두께는 균일하지만, 각각의 자석이 전극에 부착될 필요가 있으며, 도장 후에 제거한 전극부 흔적의 보수, 즉 터치업(touch up; 칠땜질)이 필요하므로, 많은 공정수가 필요하여 특히 작은 물품에는 부적당하다는 문제가 있었다.
침지법에서는 소정의 균일한 막 두께의 도포막을 얻는 것이 도료의 흘러내림(dripping) 등의 문제에 의해 곤란하며, 또한 다공질 본드 자석에서는 기공부가 충분히 메워지지 않아, 건조 시에 부풀거나, 제품끼리 부착되는 등의 문제가 있다.
금속 피막의 생성 방법에 대해서는 양산성을 고려하면, 소결 R-Fe-B 자석에서 행해지고 있는 전기 금속 도금을 하는 것(일본 특허 공개 공고 85-54406호, 일본 특허 공개 공보 87-120003호)이 고려되지만, R-Fe-B계 본드 자석 표면은 다공질이고 도전성이 낮은 수지 부분이 노출되어 있기 때문에, 도금액이 잔존하거나, 수지부에 도금 피막이 충분히 생성되지 않고 핀 홀(무도금부)이 생겨 녹이 발생한다.
그래서, 다공질 본드 자석에 침입하여 잔류하더라도 무해한 도금액을 선정하는 방법(일본 특허 공개 공보 91-276092호)이나 기초층에 수지 코팅을 실시한 후에 도금하는 방법(일본 특허 공개 공보 91-11714호, 일본 특허 공개 공보 92-276095호)이 제안되어 있다.
그러나, 도금액의 pH 조정이나 완전한 무해화는 곤란하며, 또한 막 형성 효율이 좋은 도금 욕이 아니며, 또한 기초층의 두께 편차가 도금 층의 불안정 요소로 되어, 충분한 두께의 기초층 코팅을 실시하면, 표면 도금층이 불필요하게 되는 모순이 있다.
또한, R-Fe-B계 본드 자석에 막 형성 효율이 좋은 Ni 도금을 실시하는 방법으로서, 특정 조성의 도금 욕이 제안(일본 특허 공개 공보 92-99192호)되어 있지만, 역시 본드 자석에 침입, 잔류하여 녹을 발생시킬 우려가 있다.
한편, 구조재 등에 있어서, Ni 도금 전에 통상 행해지고 있는 Cu 스트라이크 도금은 강알칼리성이나 강산성 중 어느 한쪽으로, R-Fe-B계 본드 자석에 처리하기에는 부적당하다.
또한, 전자 부품에 내마모성을 부여하기 위해서, 또는 자동차용 강판 등의 방청 처리로서, 고온 산성 욕 타입의 NiP 도금 처리가 실용화되어 있지만, R-Fe-B계 본드 자석에 적용하기에는 자석 내부를 부식시키기 때문에 부적당하다.
그래서, 도금액이나 세정액 등이 다공성의 R-Fe-B계 본드 자석에 침입, 잔류하는 것을 방지하여, 효율적으로 전기 Ni 도금 등의 도금 층을 형성할 수 있고, 내식성을 향상시킬 수 있는 구성으로 이루어진 R-Fe-B계 본드 자석 제조 방법으로서,
(1) R-Fe-B계 본드 자석의 표면에 수지와 도전성 분말의 혼합물을 도장하여 소재 표면에 도전성 피막층을 형성하는 방법.
(2) R-Fe-B계 본드 자석의 표면에 점착성을 갖는 수지층을 형성하여, 금속 분체를 부착시켜 소재 표면에 도전성 피막층을 형성하는 방법(일본 특허 공개 공보 93-302l76호).
(3) R-Fe-B계 본드 자석의 표면에 수지와 도전성 분말의 혼합물을 도장하여 도전성 피막층을 형성한 후, 표면 평활화 처리를 실시하는 방법(일본 특허 공개 공보 97-186016호)이 제안되어 있다.
그러나, 전술한 세가지 방법은 소재의 기공부를 밀봉하기 위해서 여러 가지의 수지를 이용하고 있어서, 필연적으로 수지의 도포(함침), 경화(평활화 처리)로 공정이 번잡하게 되어 바람직하지 않다.
또한, 소재의 수지를 도포(함침)하는 방법에서는 수지를 소재 표면에 균일하게 도포하는 것이 곤란하며, 예컨대 후공정에서 배럴 연마를 하더라도 치수 정밀도가 우수한 제품을 얻기가 어렵다. 또한, 상기 도전 피막층은 수지층 속에 도전성 물질 또는 금속 가루를 함유시킨 것으로, 표면에서 본드 자석의 수지 노출부는 R-Fe-B계 본드 자석 소재에 비하여 개선되어 있지만, 제법 상 피막 수지 노출부가 적지 않게 존재하여, 표면에 도전성이 낮은 부분이 존재하므로, 소정의 양호한 도전성 표면을 얻기가 곤란하고, 전기 도금 시에 핀 홀이 생기기 쉬워지는 등의 문제가 있다.
이에 따라 발명자는, 식물성 매체(또는 무기질 분체로 표면이 개질된 식물성 매체)와 연마재의 혼합물을 메디아로 하여 건식법으로 배럴 연마하여, 연마재 분말과 본드 자석의 연마 찌꺼기를 본드 자석의 기공부에 식물성 매체의 유지분으로 고착 밀봉하는 동시에 표면을 평활하게 하여, 알칼리성 욕을 이용한 무전해 구리 도금에 의해 도전층을 형성하는 방법을 제안한다.
그러나, 무전해 구리 도금은 도금액 수명이 짧고, 양호한 도금 피막을 얻기 위한 액관리가 어려운 문제점이 있다. 흔히 종래에 비하여 내식성과 치수 정밀도는 우수하지만, 오늘날의 여러 가지 용도에 대응해 나가기 위해서는 보다 높은 내식성이 요구된다.
본 발명은 청정성이 높은 금속 피막으로 내식성이 개선된 링 또는 원반과 같이 여러 형상으로 이루어지는 R-Fe-B계 본드 자석에 관한 것으로, 특히 건식 배럴 연마에 의해 연마재의 분말 및 본드 자석의 연마 찌꺼기 또는 추가로 무기질 분체를 기공부에 매립하여 밀봉한 후, 그 표면을 평활하게 처리하거나, 또는 상기 밀봉 처리를 하지 않고 Cu, Sn, Zn, Pb, Cd, In, Au, Ag, Fe, Ni, Co, Cr, Al 또는 이들 합금편의 금속 메디아에 의한 건식 배럴 연마에 의하여, 분쇄된 상기 미세한 금속편을 본드 자석 표면의 수지면 및 기공부 또는 밀봉부에 압입하여 피복하고, 자성 분말 표면에 금속 미세편을 피복함으로써, 자석 표면에 충분한 도전성을 부여하여, 무전해 도금하는 일 없이 직접 전해 도금 처리를 실시 가능하게 하며, 또한 상기 Al 피복층을 형성한 후, 아연 치환 처리를 수행하는 것에 의하여, 후처리의 전해 Ni 도금 등의 도금 욕을 한정하지 않고 효율적이고 양산성 좋게 형성할 수 있는 고내식성 도금 층을 마련하여, 내식성과 밀착성을 현저히 개선한 고내식성 R-Fe-B계 본드 자석과 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은, 장시간의 고온 고습 시험에서도 녹이 발생하지 않는 매우 높은 내식성을 갖는 R-Fe-B계 본드 자석과, 높은 내식성을 실현하기 위해서 여러 내식성 피막을 매우 높은 밀착 강도로 균일하게 R-Fe-B계 본드 자석에 형성할 수 있는 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 종래의 무전해 도금법에 있어서, 도금액이나 세정액 등이 다공질 R-Fe-B계 본드 자석으로 침입하여 잔류하는 것을 방지한 자석 표면에 밀착 강도가 높고 치수 정밀도가 우수하게 내식성 피막을 형성하는 데 가장 적합한 공업적 공정으로 이루어지는 고내식성 R-Fe-B계 본드 자석을 제조하는 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
발명자는, 내식성 및 표면 청정성이 우수한 R-Fe-B계 본드 자석의 전기 도금 기술에 있어서, 소재 표면에 매우 균일한 도전성을 부여하는 것이 중요하다는 것에 착안하여, 그 도전성 막의 형성 방법에 대해서 여러 가지 검토한 결과, R-Fe-B계 본드 자석을 소요 치수의 구형, 덩어리형 또는 바늘형(와이어) 등의 부정형 Cu편을 금속 메디아로서 이용하여, 배럴 장치에서 건식법으로써 배럴 연마함으로써, 분쇄된 Cu 미세편이 본드 자석 표면의 수지면 및 기공부에 압입 피복되고, 또한 자성 분말 표면에도 Cu 미세편이 피복되어 R-Fe-B계 본드 자석 표면에 매우 균일한 도전성 막이 마련될 수 있어, 양호한 전기 도금이 가능해지며, 이에 따라 내식성이 우수하고 자기 특성 열화가 적은 R-Fe-B계 본드 자석 도금 피막품을 얻을 수 있는 것을 알게 되었다.
또한, 발명자는, 본드 자석 표면의 평활성이 요구되는 경우에, 전술한 문제를 해결하도록 여러 가지 검토한 결과, 다공질의 R-Fe-B계 본드 자석을 A12O3, SiC 등의 무기질 분체를 베이킹하여 경화시킨 연마재와 과실의 껍데기, 옥수수의 코어 등의 식물성 매체와의 혼합물, 또는 상기 연마재와 상기 무기질 분체로 표면이 개질된 식물성 매체와의 혼합물을 메디아로서 이용하여 건식법으로 배럴 연마를 수행함에 따라, 연마재 분말, 개질용의 무기질 분체, 본드 자석을 구성하는 자성 분말의 표면 산화층 등의 연마 찌꺼기를, 식물성 매체의 유지분을 이용하여 해당 자석의 기공부에 고착 밀봉하는 것이 가능하고, 동시에 표면을 평활하게 처리하는 것도 가능하다는 것으로부터, 건식 배럴 연마 후에 자석 소재 표면에 직접 도전성 막을 형성할 수 있으며, 평활성이 향상되고, 내식성이 보다 뛰어난 R-Fe-B계 본드 자석을 얻을 수 있는 것을 알게 되었다.
또한, 발명자는, 건식 배럴 연마의 금속 메디아에 전술한 Cu편 이외에도, 비커스 경도치가 80이하의 Sn, Zn, Pb, Cd, In, Au, Ag의 연질 금속편, 또는 Fe, Ni, Co, Cr을 메디아로서 이용하는 것이 가능하다는 것을 알게 되었다.
또한, 발명자는, 부정형의 Al편을 메디아로서 이용하여, 배럴 장치에서 건식법으로 배럴 연마함으로써, 분쇄된 Al 미세편이 본드 자석 표면의 수지면 및 밀봉부에 압입 피복되고, 자성 분말 표면에도 유사하게 Al 미세편이 피복되어, R-Fe-B계 본드 자석 표면에 형성된 Al 피복층 표면에서 아연 치환 처리를 하는 것에 의해, 전기 도금 시에 Al 유출이 방지되어, 양호한 전기 도금이 가능해져, 내식성이 우수하고 자기 특성 열화가 적은 R-Fe-B계 본드 자석의 도금 피막품을 얻을 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성하였다.
본 발명에 따른 고내식성 R-Fe-B계 본드 자석은, R-Fe-B계 본드 자석의 표면을 구성하는 수지면 및 기공부에 Cu, Sn, Zn, Pb, Cd, In, Au, Ag, Fe, Ni, Co, Cr, Al 또는 이들 합금의 금속 미세편이 압입 및 피복되고, 표면을 구성하는 자성 분말 표면에 금속 미세편을 피복하여 형성한 해당 자석 표면의 금속 피복층과, 이 금속 피복층을 사이에 두고 형성된 전해 도금 층을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 고내식성 R-Fe-B계 본드 자석은, R-Fe-B계 본드 자석의 표면을 형성하는 기공부에, 식물성 매체의 유지분을 이용하여 연마재의 분말과 본드 자석의 연마 찌꺼기, 무기질 분체가 고착 밀봉된 후, 표면을 구성하는 수지면 및 상기 밀봉부에 상기 금속 미세편이 압입 및 피복되고, 또한 표면을 구성하는 자성 분말 표면에 금속 미세편이 피복되어 형성된 해당 자석 표면의 상기 금속 피복층과 이 금속 피복층을 사이에 두고 형성된 전해 도금 층을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 고내식성 R-Fe-B계 본드 자석은, 표면을 구성하는 수지면 및 상기 밀봉부에 Al 미세편이 압입 피복되고, 또한 표면을 구성하는 자성 분말 표면에 Al 미세편이 피복되어 형성된 Al 피복층을 포함하고, 해당 자석 표면에서 아연 치환 처리에 의한 Zn 층을 포함하며, 또한 이들 피복층을 사이에 두고 형성된 전해 도금 층을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, R-Fe-B계 본드 자석은 등방성, 이방성 본드 자석의 어느 것이나 대상으로 하며, 예컨대 압축 성형의 경우는 소요 조성, 성상(性狀)의 자성 분말의 열경화성 수지, 커플링제, 윤활제 등을 첨가 혼련(混練)한 후, 압축 성형하여 가열하여 수지를 경화함으로써 얻어지고, 사출 성형, 압출 성형, 압연 성형의 경우는 자성 분말에 열가소성 수지, 커플링제, 윤활제 등을 첨가 혼련한 후, 사출 성형, 압출 성형, 압연 성형 중 어느 한 방법으로 성형함으로써 얻어진다.
R-Fe-B계 자성재 가루에는, 소요의 R-Fe-B계 합금을 용해하여 주조한 후에 분쇄하는 용해 분쇄법, Ca 환원으로 직접 분말을 얻는 직접 환원 확산법, 소요의 R-Fe-B계 합금을 용해 제트 캐스터로 리본 포일을 얻어 이것을 분쇄·소둔하는 급냉 합금법, 소요의 R-Fe-B계 합금을 용해하여, 이것을 기체 분무에 의해 분말화하여 열처리하는 기체 분무법, 소요 원료 금속을 분말화한 후, 기계적 합금화에 의해 미세하게 분말화하여 열처리하는 기계적 합금법 및 소요의 R-Fe-B계 합금을 수소 속에서 가열하여 분해 및 재결정시키는 방법(HDDR 법) 등의 각종 제법으로 얻은 등방성, 이방성 분말을 이용할 수 있다.
본 발명에 있어서, R-Fe-B계 자석 분말에 이용하는 희토류 원소 R은 조성의 10 원자% 내지 30 원자%를 차지하지만, Nd, Pr, Dy, Ho, Tb 중 적어도 1종, 또는 La, Ce, Sm, Gd, Er, Eu, Tm, Yb, Lu, Y 중 적어도 1종을 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 통상 R 중 1종으로 충분하지만, 실제적으로는 2종 이상의 혼합물〔미시 메탈(misch metal), 디디뮴(didymyum) 등〕을 입수상의 편의 등의 이유로 이용할 수 있다. 또, 이 R은 순희토류 원소가 아니라도 좋고, 공업상 입수 가능한 범위에서 제조상 불가피한 불순물을 함유하는 것이라도 지장이 없다.
R은 전술한 형태의 자석 분말에 있어서의 필수 원소로서, 10 원자% 미만에서는 결정 구조가 α-철과 동일 구조의 입방정(立方晶) 조직으로 되기 때문에, 고자기 특성, 특히 높은 보자력을 얻을 수 없고, 30 원자%를 넘으면 R이 풍부한 비자성상이 많아져, 잔류 자속 밀도(Br)가 저하하여 뛰어난 특성의 영구 자석을 얻을 수 없다. 따라서, R은 10 원자% 내지 30 원자%의 범위가 바람직하다.
B는 상기 형태의 자석 분말에 있어서의 필수 원소로서, 2 원자% 미만에서는 마름면체 구조(rhombohedral structure)가 주상(主想)으로 되어, 높은 보자력(iHc)은 얻어지지 않고, 28 원자%를 넘으면 B가 풍부한 비자성상이 많아져, 잔류 자속 밀도(Br)가 저하하기 때문에, 우수한 영구 자석을 얻을 수 없다. 따라서, B는 2 원자% 내지 28 원자%의 범위가 바람직하다.
Fe는 전술한 형태의 자석 분말에 있어서 필수 원소로서, 65 원자% 미만에서는 잔류 자속 밀도(Br)가 저하하고, 80 원자%를 넘으면 높은 보자력을 얻을 수 없기 때문에, Fe는 65 원자% 내지 80 원자%의 함유가 바람직하다.
또한, Fe의 일부를 Co로 치환하는 것은, 얻어지는 자석의 자기 특성을 손상시키지 않고, 온도 특성을 개선할 수 있지만, Co 치환량이 Fe의 20%를 넘으면, 반대로 자기 특성이 열화되기 때문에, 바람직하지 못하다. Co의 치환량이 Fe와 Co의 합계량으로 5 원자% 내지 15 원자%인 경우는, (Br)은 치환하지 않는 경우에 비하여 증가하기 때문에, 고자속 밀도를 얻기 위해서는 바람직하다.
또한, R, B, Fe 외에, 공업적 생산상 불가피한 불순물의 존재를 허용할 수 있고, 예컨대 B의 일부를 4.0 wt% 이하의 C, 2.0 wt% 이하의 P, 2.0 wt% 이하의 S, 2.0 wt% 이하의 Cu 중 적어도 1종, 합계량으로 2.0wt% 이하로 치환함으로써 영구 자석의 제조성 개선과 저가격화가 가능하다.
또한, Al, Ti, V, Cr, Mn, Bi, Nb, Ta, Mo, W, Sb, Ge, Ga, Sn, Zr, Ni, Si, Zn, Hf 중 적어도 1종은 자석 분말에 대하여 그 보자력(保磁力), 감자(減磁) 곡선의 각형성을 개선 또는 제조성의 개선, 저가격화에 효과가 있기 때문에 첨가할 수 있다. 단, 첨가량의 상한은, 본드 자석의 (BH)max와 (Br)값을 소요치로 하는 것에 필요한 조건을 충족시키는 범위가 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서, 사출 성형에 사용되는 바인더로서는 6Pa, 12Pa, PPS, PBT, EVA 등과 같은 수지일 수 있고, 압출 성형에 사용되는 바인더로서는 PVC, NBR, CPE, NR, 하이퍼론 등일 수 있으며, 또한 압축 성형에 사용되는 바인더로서는 에폭시 수지, DAP, 페놀 수지 등일 수 있으며, 필요에 따라서 공지의 금속 바인더를 이용할 수 있다. 또한, 보조재로는 성형을 용이하게 하는 윤활제나 수지와 무기 필러(filler)의 결합제, 실란계, 티탄계 등의 커플링제 등을 이용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 밀봉, 평활화 처리를 위한 배럴 연마할 때의 메디아로서는 Al2O3, SiC 등의 무기질 분체를 베이킹하여 경화시킨 세라믹스, 또는 금속볼 등의 연마재와, 식물성의 가죽 찌꺼기, 톱밥, 과실의 껍데기, 옥수수의 코어 등의 식물성 매체의 혼합물, 또는 전술한 연마재와 상기 Al2O3, SiC 등의 무기질 분체로 표면이 개질된 전술한 식물성 매체의 혼합물을 이용한다. 이 혼합물을 메디아로 배럴 연마 처리하는 것에 의해 본드 자석을 평활하게 밀봉 처리할 수 있게 된다.
본 발명의 밀봉 평활화 처리 및 본드 자석 표면에 금속 피복층을 형성하기 위한 건식 배럴 연마에는, 공지의 배럴을 사용할 수 있고, 일반적인 회전수가 20∼50 rpm인 회전 배럴, 회전수가 70∼200rpm인 원심 배럴, 진동 진폭이 0.5㎜ 이상 50㎜ 미만의 진동 배럴 연마법 등을 채용할 수 있다.
또한, 배럴 연마의 분위기는 통상은 대기중일 수 있지만, 메디아에 따라서는 배럴 연마 중의 마찰열이 있고, 자석의 산화 등이 걱정되는 경우는, N2, Ar, He 등의 단독 또는 이들의 혼합 가스 등의 불활성 가스 분위기로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 밀봉, 평활화 처리를 수행하는데 사용되는 회전 배럴, 진동 배럴의 경우, 배럴 내에 장입하는 본드 자석과 연마재와 식물성 매체의 총량은 내부 용적의 20% 내지 90%가 바람직한데, 그 이유는 20% 미만에서는 처리량이 지나치게 적어 실용적이지 않고, 90%를 초과하면 교반이 불충분하여, 충분한 연마를 할 수 없기 때문이다.
본 발명에 있어서, 밀봉, 평활화 처리를 수행하는데 사용되는 연마재는 특별히 한정되지는 않지만, 입경이 1 내지 7㎜, 바람직하게는 3 내지 5㎜ 정도인 연마재와, 길이가 0.5 내지 3㎜, 바람직하게는 1 내지 2㎜ 정도인 식물성 매체, 또는 상기 연마재와 무기질 분체로 표면이 개질된 전술한 식물성 매체의 혼합물을 이용하여, 자석과 메디아의 혼합물이 균일하게 교반되고, 상대적인 이동 운동이 행하여지는 조건에서 행하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 무기질 분체로 표면이 개질된 식물성 매체로서는, 식물성 매체 표면에 왁스 등의 유지분을 혼련하여 피복한 후, 입경이 0.0l 내지 3㎛인 Al2O3, SiC, Zr0, Mg0의 무기질 분체를 표면에 균일하게 도포하여 고착한 것을 이용한다. 밀봉물(sealant)인 상기 연마재의 분말 및 식물성 매체 표면을 개질하기 위한 무기질 분체 및 본드 자석의 연마 찌꺼기는, 입경이 0.01 내지 3㎛이다.
메디아에 있어서의 식물성 매체와 연마재의 비율(식물성 매체/연마재)은 1/5 내지 2가 바람직하고, 바람직하게는 비율 l의 혼합물이 좋다. 또한, 본드 자석과 메디아의 혼합 비율(본드 자석/메디아)은 3이하로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 전술한 연마재는 그 자석의 표면 산화층을 유효하게 연삭 제거하여, 표면을 평활화하고, 연마재의 분말 및 식물성 매체 표면을 개질하기 위한 무기질 분체 및 본드 자석의 연마 찌꺼기 등의 밀봉물을 두드려 경화시키는 효과를 담당하고, 상기 식물성 매체는 그 유지분을 효과적으로 방출함으로써, 밀봉물의 고착력을 높이는 효과를 담당한다.
본 발명에 있어서, 표면 평활화 처리 후의 본드 자석의 기공율은 3% 이하로 하는 것이 가능하고, 본드 자석 표면의 평활한 밀봉 처리 뿐 아니라, 자석의 표면 산화층도 제거하여 다공질의 R-Fe-B계 자성분의 표면을 얻을 수 있다.
본 발명에 있어서, 금속편에 의한 건식 배럴 연마에는 회전식, 진동식, 원심식 등의 공지의 배럴 장치를 사용할 수 있다. 금속편의 형상으로는 구형, 덩어리형 또는 바늘형(와이어) 등의 부정형 금속이 사용될 수 있고, 금속편의 크기는 0.l㎜ 내지 10㎜이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.3㎜ 내지 5㎜이며, 가장 바람직하게는 0.5㎜ 내지 3㎜인데, 그 이유는 O.1㎜ 미만에서는 충분한 압입 피복에 장시간이 필요하여 실용적이지 않고, 1O㎜를 넘으면 표면 요철이 커져서 표면 전체에 해당 금속을 피복할 수 없기 때문이다.
또한, 본 발명에 있어서, 건식 배럴 내에 장입되는 금속편은 동일 형상, 치수라도 좋고, 다른 형상, 다른 치수의 것이라도 좋다. 또한, 부정형의 금속편에 금속 분말을 혼입하더라도 좋다. 흔히, 해당 금속만, 또는 합금, 또는 코어 재료의 Fe, Ni, Al 등의 이종 금속에 Cu를 피복한 Cu 복합 금속이라도 좋다.
또한, 건식 배럴 연마에 투입하는 비율, 즉 자석과 금속편의 용적 비율(자석/금속)은 3이하가 바람직한데, 그 이유는 3을 넘으면 금속의 압입 피복에 시간이 필요하여 실용적이지 않고, 또한 본드 자석 표면으로부터의 자석 분말의 탈락이 생기기 때문이다.
배럴 연마기 내에 장입하는 본드 자석 및 금속편의 양은 연마기 내부 용적의 20% 내지 90%가 바람직한데, 그 이유는 20% 미만에서는 처리량이 지나치게 적어 실용적이지 않고, 90%를 넘으면 교반이 불충분하여 충분한 연마를 할 수 없는 문제가 있기 때문이다.
압입 피복되는 금속 미세편은 미세 분말 또는 바늘형 편으로 그 크기를 길이 직경 5㎛ 이하로 하였는데, 그 이유는 길이 직경이 5㎛을 넘으면 자석 표면과의 밀착성이 좋지 않고, 전해 도금 시에 밀착 불량, 박리 등이 생기기 때문이다. 바람직한 범위는 길이 직경 2㎛ 이하이다.
본 발명에 있어서, 금속 미세편의 압입 피복과 관하여, 금속 미세편은 본드 자석 표면의 수지면 및 기공부와 자성 분말 표면에서, 부드러운 수지면 및 기공부에는 압입 피복되고, 자성 분말 표면에는 피복된다. 수지면 및 기공부에 압입되는 양은 표면에 근접할 수록 많고, 수지층 내부의 함유량은 점차적으로 감소한다.
본 발명에 있어서, 수지면 및 기공부의 금속 압입층의 두께는 O.1㎛ 이상 2㎛ 이하가 바람직한데, 그 이유는 0.1㎛ 미만에서는 충분한 도전성을 얻을 수 없고, 2㎛을 넘으면 성능상의 문제는 없지만 작업에 시간이 필요하여, 실용적이지 않기 때문이다.
또한, 본드 자석 표면의 자성 분말 표면의 금속 피복층의 두께는 0.2㎛ 이하가 바람직한데, 그 이유는 자성 분말 표면과 금속 미세편의 반응이 일종의 기계 화학적 반응으로, 0.2㎛을 넘으면 밀착성이 떨어지기 때문이다.
본 발명에 따른 건식법 배럴 연마의 경우의 회전수는, 회전 배럴의 경우에 회전수가 20 내지 50rpm이고, 원심 배럴의 경우에 회전수가 70 내지 200rpm이고, 또한 진동 배럴 연마법의 경우는 진동수가 50 내지 100 Hz, 진동 진폭이 0.3 내지 10㎜인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 배럴 연마법에 의해 자석 표면에 금속 미세편을 압입 피복할 때, 배럴 연마법의 분위기는 대기중이어도 좋지만, 메디아로서 이용되는 부정형의 금속편 및 분쇄된 금속 미세편 및 자석 표면 상의 자석 분말이 배럴 연마 중의 마찰열에 의한 산화에 의해 도전성이 저하되어, 균일한 전해 도금을 얻을 수 없고 내식성이 저하될 우려가 있기 때문에, 배럴 연마법에 있어서 분위기는 N2, Ar, He 등 단독 또는 이들의 혼합 가스 등의 불활성 가스중인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, Al 피복면에 아연 치환하는 이유는 후속의 전기 도금 시에 Al의 유출을 방지하기 위해서이다. 아연 치환 방법으로는 산화 아연, 수산화 나트륨, 염화제2철, 로셀 염 등을 포함한 용액으로 수행하는 것이 바람직하다. 처리 조건은 욕온을 10℃ 내지 25℃로 하고, 처리 시간을 10초 내지 120초로 하여 침지하는 것이 바람직하다.
아연 치환 방법으로서는, 세정 →아연치환 →세정의 처리가 바람직하다. A1 표면에 오염물 또는 다른 부착물이 있는 경우에는 탄산나트륨, 삼인산 나트륨의 용액으로 침지 탈지하게 세정하는 것이 바람직하다. 형성된 Zn 층은 극표면층이 ZnOx(X = O ~ l)로 것이 형성되고, 형성된 Zn층의 두께는 O.1㎛ 이하가 바람직한데, 그 이유는 층두께가 O.1㎛을 넘으면 밀착 불량이 생기기 때문이다.
본 발명에 있어서, 전기 도금 방법에는 Ni, Cu, Sn, Co, Zn, Cr, Ag, Au, Pb, Pt 등으로부터 선택된 적어도 1종의 금속 또는 이들의 합금에 B, S 또는 P를 함유되는 도금 방법이 바람직하며, 특히 Ni 도금이 바람직하다. 도금 두께는 50㎛이하, 바람직하게는 10 내지 30㎛ 이다. 본 발명에 있어서는, 전술한 수지면 및 기공부에 금속 미세편의 압입 피복이 유효한 작용을 하기 때문에 통상의 와트 욕에 의해서도 도금 가능하고, 우수한 밀착성과 내식성을 얻을 수 있다.
특히 Ni 도금 욕의 도금 방법으로는 세정 → 전기 Ni 도금 → 세정 → 건조의 공정으로 수행되는 것이 바람직하며, Ni 도금 욕의 pH 조정은 염기성 탄산 니켈을 수행되고, pH 4.0 내지 4.6 사이에서 사용하며, 처리 온도가 50℃ 내지 60℃가 되도록 하는 것이 바람직하다.
Ni 도금은 전술한 도금 욕을 이용하고, 양극(陽極)에 전해 니켈판을 사용하여 소요 전류를 흘려, 전기 Ni 도금을 하는 것이 양극 Ni 판의 Ni의 용출을 안정시키기 위해서는 전극에 S를 함유한 에스랜드 니켈 칩(Estland nickel chips)을 사용하는 것이 바람직하다. Ni 도금 욕의 도금 방법으로서는, 세정 → 전기 도금 → 세정 → 건조의 공정으로 수행되는 것이 바람직하며, 건조는 70℃ 이상에서 처리되는 것이 바람직하다.
도금 욕조에는 본드 자석의 형상에 따라서 여러 가지의 욕조를 사용할 수 있으며, 링 형상의 본드 자석의 경우에, 랙 도금 처리, 배럴 도금 처리가 바람직하다.
실 시 예
실시예 1
초급냉법으로 제작한 Nd 12원자%, Fe 77원자%, B 6원자%, Co 5원자%의 조성으로 이루어지는 평균 입경 150㎛인 합금 분말에 에폭시 수지 2 wt%를 추가하여 혼련하고, 7 ton/cm2의 압력으로 압축 성형한 후, 170℃에서 1시간 경화하여, 외경 22㎜ ×내경 20㎜ ×높이 3㎜의 링형 본드 자석을 제작하였다. 이렇게 얻어진 본드 자석의 특성은 Br = 6.7kG, iHc = 8.9k0e, (BH)max= 9.0 MGOe 였다.
얻어진 본드 자석을 진동 배럴에 넣고, 직경이 1㎜이고 길이가 1㎜인 짧은 로드형 Cu편을 이용하여 건식 배럴 연마 처리하여, 미세한 Cu편으로 도전 피복층을 형성하였다. 수지면에서의 Cu 미세편의 압입 피복 깊이는 약 0.7㎛이고, 자성 분말 표면에서의 피복 두께는 O.l㎛로 하였다.
또한, 배럴 연마의 처리 조건은, 분위기가 Ar 가스이고, 용적이 3.5 리터, 진동수가 70Hz, 진동 진폭 3㎜인 진동 배럴에, 50개의 본드 자석(겉보기 용적 0.15 리터, 중량 1OOg)과 상기 치수의 Cu편(겉보기 용적 2 리터, 중량1Okg)을 장입하여, 총 장입량이 배럴 내부 용량의 60%가 되게 하여, 3시간 동안 처리하였다.
그 후 세정을 하여, 랙 도금(rack plating) 방식으로 전기 Ni 도금을 행하였다. 도금 후의 막 두께는 내경측이 20㎛ 이고, 외경측이 22㎛ 였다. 얻어진 링형 본드 자석을 80℃, 상대 습도 90%에서 500시간 동안 환경 시험(내습 시험)을 수행하였다. 그 내습 시험 전후의 자석의 특성을 표 1에, 내습 시험시의 표면 상황 결과 및 막 두께 치수 정밀도를 표 2에 도시한다.
또한, 전기 Ni 도금의 조건은 전류 밀도 2A/dm2, 도금 시간 60분, pH 4.2, 욕온 55℃로 하고, 도금액 조성은 황산 니켈 240 g/ℓ, 염화 니켈 45g/ℓ, 탄산 니켈 적량(pH 조정), 붕산 30g/ℓ로 하였다.
비교예 1
실시예 1과 동일한 방법으로 얻은 링형 본드 자석을 세정한 후, 무전해 구리 도금을 하였다. 도금 두께는 5㎛였다. 무전해 구리 도금 후, 실시예 1과 동일한 조건으로 Ni 도금을 수행하였다. 얻어진 링형 본드 자석을 80℃, 상대 습도 90%에서 500시간 동안 환경 시험(내습 시험)을 수행하였으며, 그 결과를 표 1 및 표 2에 도시한다.
또한, 무전해 구리 도금의 조건은 도금 시간 20분, pH l1.5, 욕온 20℃ 이며, 도금액 조성은 황산동 29g/ℓ, 탄산나트륨 25g/ℓ, 타르타르산염 140g/ℓ, 수산화 나트륨 4O g/ℓ, 37%의 포름알데히드 150㎖ 로 하였다.
비교예 2
실시예 1과 동일한 방법으로 얻은 링형 본드 자석을 세정한 후, 페놀 수지와 Ni 가루를 혼합하여 10㎛의 도전 피막을 형성하였다. 처리후, 실시예 1과 동일한 조건으로 Ni 도금을 행하였다. 얻어진 링형 본드 자석을 80℃, 상대 습도 90%에서 500시간 동안 환경 시험(내습 시험)을 수행하였다. 그 결과를 표 l 및 표 2에 도시한다.
또한, 도전 피막 처리 조건은 처리 시간 30분이고, 처리액 조성은 페놀 수지 5wt%, Ni 가루(입자 지름 0.7㎛ 이하) 5 wt%, MEK(메틸에틸케톤) 90wt%로 하였다.
비교예 3
실시예 1과 동일한 방법으로 얻은 링형 본드 자석을 세정한 후, 침지법을 이용하여 접착층으로 형성되는 페놀 수지층을 미리 형성한 후, Ag 가루(입자 지름 0.7㎛ 이하)를 표면에 부착시킨 후, 진동 배럴로 7㎛의 도전 피복층을 형성하였다. 진동 배럴 처리후, 실시예 1과 동일한 조건으로 Ni 도금을 수행하였다. 얻어진 링형 본드 자석을 80℃, 상대 습도 90%에서 500시간 동안 환경 시험(내습 시험)을 수행하였다. 그 결과를 표 1 및 표 2에 도시한다
또한, 진동 배럴 처리 조건은 용적이 3.5 리터인 진동 배럴을 이용하여, 50개의 본드 자석을 장입하여, 겉보기 용적이 2리터이고 지름이 2.5㎜인 강철 볼을 메디아로 하여, 3시간 동안 처리하였다.
표 1 및 표 2로부터 명백한 바와 같이, 비교예 1은 약 100시간 후에 점녹이 확인되었고, 비교예 2는 300시간 후에, 비교예 3에서도 약 350시간 후에 점녹이 확인되었지만, 이에 대하여 실시예 1은 500시간 후에도 30배의 현미경으로도 점녹을 확인할 수 없었다.
내습 시험시의 표면 상황 막 두께 치수 정밀도 제법
실시예1 변화 없음(녹 발생 없음) 20 ±1 Cu 피막층+Ni 도금
비교예1 100시간 후에 점녹 발생 25 ±2 무전해 Cu 도금+Ni 도금
비교예2 300시간 후에 미세한 녹 발생 30 ±10 도전 수지층+Ni 도금
비교예3 350시간 후에 미세한 녹 발생 27 ±10 도전 피막층+Ni 도금
실시예 2
초급냉법으로 제작한 Nd 12원자%, Fe 77원자%, B 6원자%, Co 5 원자%의 조성으로 이루어지는 평균 입경 150㎛인 합금 분말에 에폭시 수지 2 wt%를 첨가하여, 7 ton/cm2의 압력으로 압축 성형한 후, l70℃에서 1시간 경화하여, 외경 26㎜ ×내경 24㎜ ×높이 5㎜의 링형 본드 자석을 제작하였다. 이렇게 얻어진 본드 자석의 특성은 Br = 6.8kG, iHc = 9.lkOe, 그리고 (BH)max= 9.2 MGOe 였다.
얻어진 자석 100개(200g)를 용적이 20리터인 진동 배럴에 평균 직경 3㎜인 Al2O3계 구형 배럴석(barrel stone)과 동시에 투입한 후, 입자 지름 1㎛ 정도의 Al2O3분체에 의해서 표면이 개질된 직경 1㎜ 정도의 호도나무 열매로 이루어지는 식물성 매체를 배럴 용적의 50%가 되게 투입하고, 120 분간 진폭 20㎜에서 건식법으로 표면 연마하여 밀봉하는 동시에, 평활 처리하였다.
이어서, 본드 자석을 진동 배럴에 넣어, Ar 가스 분위기 중에서 직경이 1 ㎜이고 길이가 1㎜인 짧은 로드형 Cu편을 이용하여, 진동수 70Mz, 진동 진폭 3㎜의 건식 배럴 연마 처리하여, Cu 금속편으로 도전 피복층을 형성하였다. Cu 금속편의 수지면, 구멍부에서의 압입 깊이는 약 0.7㎛이고, 자성 분말 표면에서의 피복 두께는 0.1 ㎛였다. 또한, 배럴 연마의 처리 조건은 용적 3.5리터의 진동 배럴에, 5O개의 본드 자석(겉보기 용적 0.15리터, 중량 lO0g)과 상기 치수의 Cu편(겉보기 용적 2리터, 중량 1Okg)을 장입하여, 총 장입량이 배럴 용적의 60%가 되게 하고, 진폭 20㎜에서 3시간 동안 처리하였다.
그 후 세정을 하여, 랙 도금 방식으로 전기 Ni 도금을 행하였다. 도금 후의 막 두께는 내경측이 21㎛이고, 외경측이 23㎛ 였다. 얻어진 링형 본드 자석을 80℃, 상대 습도 90%에서 800시간 동안 환경 시험(내습 시험)을 수행하였다. 그 내습 시험 전후의 자석의 특성을 표 3에, 내습 시험시의 표면 상황 결과 및 막 두께 치수 정밀도를 표 4에 도시한다.
또한, 전기 Ni 도금의 조건은 전류 밀도 2 A/dm2, 도금 시간 60분, pH 4.2, 욕온 55℃로 하고, 도금액 조성은 황산 니켈 240g/ℓ, 염화 니켈 45g/ℓ, 탄산 니켈 적량(pH 조정), 붕산 30g/ℓ로 하였다.
비교예 4
실시예 2와 동일한 방법으로 얻은 링형 본드 자석을 세정하고, 실시예 2와 같은 밀봉 및 표면 평활화 처리를 하여 세정한 후, 무전해 구리 도금을 하였다. 도금 두께는 5㎛ 였다. 무전해 구리 도금 후, 실시예 2와 동일한 조건으로 Ni 도금을 하였다. 얻어진 링형 본드 자석을 실시예 2와 동일 조건의 환경 시험(내습 시험)을 수행하였다. 그 결과 및 막 두께 치수 정밀도(내습 시험)를 측정하였다. 그 결과를 표 3 및 표 4에 도시한다.
또한, 무전해 구리 도금의 조건은 도금 시간 20분, pH ll.5, 욕온 20℃이며, 도금액 조성은 황산동 29g/ℓ, 탄산나트륨 25g/ℓ, 타르타르산염 140g/ℓ, 수산화 나트륨 40g/ℓ, 37%의 포름알데히드 150㎖로 하였다.
비교예 5
실시예 2와 동일한 방법으로 얻은 링형 본드 자석을 세정한 후, 아래의 조건으로 페놀 수지와 Ni 가루를 혼합하여 도포하여 10㎛의 도전 수지 피막을 형성하여, 진동 배럴에 상기 자석과 5㎜의 구리볼을 배럴 용적의 60%가 되게 장입하여, 진폭 20㎜에서 60분간 배럴 연마하여 평활하게 하였다.
그 후, 실시예 2와 동일한 조건으로 Ni 도금을 수행하였다. 얻어진 링형 본드 자석을 실시예 2와 동일한 조건의 환경 시험(내습 시험)을 수행하였다. 그 결과 및 막 두께 치수 정밀도(내습 시험)를 수행하였다. 그 결과를 표 3 및 표 4에 도시한다.
또한, 도전 피막 처리 조건은 처리 시간 30분이고, 처리액 조성은 페놀 수지 5wt%, Ni 가루(입자 지름 0.7㎛ 이하) 5 wt%, MEK(메틸에틸케톤) 90 wt% 였다.
표 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 비교예 4는 약 700시간 후에 점녹이 확인되었고, 비교예 5도 600시간 후에 점녹이 확인되었다. 이에 비하여 실시예 2는 800시간 후에도 30배의 현미경으로도 점녹을 확인할 수 없었다.
내습 시험시의 표면 상황 막 두께 치수 정밀도 제법
실시예2 변화 없음(녹 발생 없음) 22 ±1 밀봉 처리+Cu 피막층+Ni 도금
비교예4 700시간 후에 점녹 발생 25 ±2 밀봉 처리+무전해 Cu+Ni 도금
비교예5 600시간 후에 점녹 발생 28 ±5 도전 수지층+평활한 Ni 도금
실시예3
실시예 1과 동일한 방법으로 외경 25㎜ ×내경 23㎜ ×높이 3㎜의 링형 본드 자석을 제작하였다. 이렇게 얻어진 본드 자석의 특성은 Br = 6.9kG, iHc = 9.1kOe, (BH)max= 9.3 MGOe로 하였다.
얻어진 본드 자석을 진동 배럴에 넣어, 직경이 2㎜이고, 길이가 1㎜인 짧은 로드형 Sn편을 이용하여, 건식 배럴 연마 처리하여, Sn 미세편으로 도전 피복층을 형성하였다. 수지면에서의 Sn 미세편의 압입 깊이는 약 0.9 ㎛이고, 자성 분말 표면에서의 피복 두께는 0.4 ㎛였다. 배럴 연마의 처리 조건은 실시예 1과 동일하게 하였다.
그 후 세정을 하여, 랙 도금 방식으로 전기 Cu 도금을 행하고, 그 후에 전기 Ni 도금을 수행하였다. 도금 후의 막 두께는 내경측이 22㎛이고, 외경측이 23㎛ 였다. 얻어진 링형 본드 자석을 80℃, 상대 습도 90%에서 500시간 동안 환경 시험(내습 시험)을 수행하였다. 그 내습 시험 전후의 자석의 특성을 표 5에, 내습 시험시의 표면 상황 결과 및 막 두께 치수 정밀도를 표 6에 도시한다.
또한, 전기 Cu 도금의 조건은, 전류 밀도 2.5 A/dm2, 도금 시간 5분, pH l0, 욕온 40℃이며, 도금액 조성은 구리 20g/ℓ, 유리 시안 10g/ℓ였다. 또한, 전기 Ni 도금의 조건은 실시예 1과 동일하게 하였다.
실시예 4
실시예 3과 동일한 방법으로 얻은 링형 본드 자석을 진동 배럴에 넣어, 직경이 1㎜이고 길이가 2㎜인 로드형 Zn편을 이용하여, 건식 배럴 처리하여 Zn 미세편으로 도전 피복층을 형성하였다. Zn 미세편의 수지면에서의 압입 깊이는 약 0.8㎛이고, 자성 분말 표면에서의 피복 두께는 0.2 ㎛ 였다. 배럴 연마의 처리 조건은 실시예 1과 동일하게 하였다.
그 후, 실시예 3과 동일한 조건으로 Cu, Ni 도금을 행하였다. 얻어진 링형 본드 자석을 80℃, 상대 습도 90%에서 500시간 동안 환경 시험(내습 시험)을 행하였다. 그 내습 시험 전후의 자석의 특성을 표 5에, 내습 시험시의 표면 상황 결과 및 막 두께 치수 정밀도를 표 6에 도시한다.
실시예 5
실시예 3과 동일한 방법으로 얻은 링형 본드 자석을 진동 배럴에 넣어, 직경이 l㎜이고 길이가 1㎜인 로드형 Pb편을 이용하여, 건식 배럴 처리하여, Pb 미세편으로 도전 피복층을 형성하였다. Pb 미세편의 수지면에서의 압입 깊이는 약 0.9 ㎛이고, 자성 분말 표면에서의 피복 두께는 0.6 ㎛ 였다. 배럴 연마의 처리 조건은 실시예 1과 동일하게 하였다.
그 후, 실시예 3과 동일한 조건으로 Cu, Ni 도금을 행하였다. 이렇게 얻어진 링형 본드 자석을 80℃, 상대 습도 90%에서 500시간 동안 환경 시험(내습 시험)을 행하였다. 그 내습 시험 전후의 자석의 특성을 표 5에, 내습 시험시의 표면 상황 결과 및 막 두께 치수 정밀도를 표 6에 도시한다.
비교예 6
실시예 3과 동일한 방법으로 얻은 링형 본드 자석을 세정한 후, 무전해 구리 도금을 하였다. 도금 두께는 5㎛ 였다. 무전해 구리 도금 후, 실시예 3과 동일한 조건으로 Cu, Ni 도금을 수행하였다. 얻어진 링형 본드 자석을 80℃, 상대 습도 90%에서 500시간 동안 환경 시험(내습 시험)을 수행하였다. 그 내습 시험 전후의 자석의 특성을 표 5에, 내습 시험시의 표면 상황 결과 및 막 두께 치수 정밀도를 표 6에 도시한다. 또한, 무전해 구리 도금의 조건은 비교예 1과 동일하게 하였다.
비교예 7
실시예 3과 동일한 방법으로 얻은 링형 본드 자석을 세정한 후, 페놀 수지와 Ni 가루를 혼합하여 10 ㎛의 도전 피막을 형성하였다. 처리후, 실시예 3과 동일한 조건으로 Cu, Ni 도금을 행하였다. 얻어진 링형 본드 자석을 80℃, 상대 습도 90%에서 500시간 동안 환경 시험(내습 시험)을 수행하였다.
그 내습 시험 전후의 자석의 특성을 표 5에, 내습 시험시의 표면 상황 결과 및 막 두께 치수 정밀도를 표 6에 도시한다. 또한, 도전 피막 처리 조건은 비교예 2와 동일하게 하였다.
비교예 8
실시예 3과 동일한 방법으로 얻은 링형 본드 자석을 세정한 후, 침지법을 이용하여 접착층으로 형성되는 페놀 수지층을 미리 형성한 후, Ag 가루(입자 지름 0.7㎛ 이하)를 표면에 부착시킨 후, 진동 배럴로 7㎛의 도전성 피복층을 형성하였다. 진동 배럴 처리후, 실시예 3과 동일한 조건으로 Cu, Ni 도금을 수행하였다. 얻어진 링형 본드 자석을 80℃, 상대 습도90%에서 500시간 동안 환경 시험(내습 시험)을 수행하였다. 그 내습 시험 전후의 자석의 특성을 표 5에, 내습 시험시의 표면 상황 결과 및 막 두께 치수 정밀도를 표 6에 도시한다. 또, 진동 배럴 처리 조건은 비교예 3과 동일하게 하였다.
내습 시험시의 표면 상황 막 두께 치수 정밀도 제법
실시예3 변화 없음(녹 발생 없음) 22 ±1 Sn피막층+Cu,Ni 도금
실시예4 변화 없음(녹 발생 없음) 22 ±1 Zn피막층+Cu,Ni 도금
실시예5 변화 없음(녹 발생 없음) 22 ±1 Pb피막층+Cu,Ni 도금
비교예6 130시간 후에 점녹 발생 26 ±2 무전해 Cu+Cu,Ni 도금
비교예7 250시간 후에 미세한 녹 발생 32 ±9 도전 수지층+Cu,Ni 도금
비교예8 330시간 후에 미세한 녹 발생 28 ±10 도전 피막층+Cu,Ni 도금
표 5 및 표 6으로부터 명백한 바와 같이, 비교예 6은 약 130시간 후에 점녹이 확인되었고, 비교예 7은 250시간 후에 녹이 확인되었으며, 비교예 8도 약 330시간 후에 점녹이 확인되었지만, 이에 대하여 실시예 3은 500시간 후에도 30배의 현미경으로 점녹을 확인할 수 없었다.
실시예 6
실시예 1과 동일한 방법으로 외경 34㎜ ×내경 31㎜ ×높이 8㎜의 링형 본드 자석을 제작하였다. 얻어진 본드 자석의 특성은 Br = 6.7kG, iHc = 9.lkOe, (BH)max= 9.l MGOe 였다.
얻어진 자석을 실시예 2와 동일한 방법 및 조건으로 진동 배럴을 이용하여 평균 직경 3㎜의 Al2O3계 구형 배럴석으로 밀봉 및 평활 처리하였다.
이어서, 본드 자석을 진동 배럴로써 넣어, 직경이 1㎜이고 길이가 1㎜인 짧은 로드형의 Sn, Zn, Pb편을 이용하여, 건식 배럴 연마 처리하여, 금속 미세편으로 도전 피복층을 형성하였다. 금속 미세편의 수지면, 밀봉부에서의 압입 깊이, 자성 분말 표면에서의 피복 두께를 표 7에 도시한다. 또한, 배럴 연마의 처리 조건은 실시예 2와 동일하게 하였다.
그 후 세정을 하여, 랙 도금 방식으로 전기 Ni 도금을 하고, 그 후 Ni 도금을 수행하였다. 도금 후의 막 두께는 내경측이 21㎛이고, 외경측이 22㎛ 였다. 얻어진 링형 본드 자석을 80℃, 상대 습도 90%에서 1000시간 동안 환경 시험(내습 시험)을 수행하였다. 그 결과 및 막 두께 치수 정밀도를 표 8 및 표 9에 도시한다. 또한, 전기 Cu 도금, 전기 Ni 도금의 조건은 실시예 2와 동일하게 하였다.
비교예 9
실시예 6과 동일한 방법으로 얻은 링형 본드 자석을 세정하고, 실시예 6과 같은 밀봉, 표면 평활화 처리하여 세정한 후, 무전해 구리 도금을 하였다. 도금 두께는 5㎛ 였다. 무전해 구리 도금 후, 실시예 6과 동일한 조건으로 Cu 도금, Ni 도금을 수행하였다.
얻어진 링형 본드 자석을 실시예 6과 동일 조건의 환경 시험(내습 시험)을 수행하였다. 그 내습 시험 전후의 자석의 특성을 표 8에, 내습 시험시의 표면 상황 결과 및 막 두께 치수 정밀도를 표 9에 도시한다. 또한, 무전해 구리 도금 조건은 비교예 4와 동일하게 하였다.
비교예 10
실시예 6과 동일한 방법으로 얻은 링형 본드 자석을 세정한 후, 페놀 수지와 Ni 가루를 혼합하여 도포하여 10㎛의 도전 수지 피막을 형성하여, 진동 배럴에 상기 자석과 5㎜의 강철볼을 배럴 용적의 60%가 되게 장입하여 진폭 20㎜에서 60분간배럴 연마하여 평활하게 하였다.
그 후, 실시예 6과 동일한 조건으로 Cu 도금, Ni 도금을 수행하였다. 얻어진 링형 본드 자석을 실시예 6과 동일한 조건의 환경 시험(내습 시험)을 수행하였다. 그 결과 및 막 두께 치수 정밀도를 표 8 및 표 9에 도시한다. 또, 도전 피막 처리 조건은 비교예 5와 동일하게 하였다.
금속편 수지면 및 밀봉부의 압입 깊이(㎛) 자성 분말 표면 상의 피막 두께(㎛)
Sn 0.9 0.4
Zn 0.7 0.3
Pb 0.9 0.5
내습 시험시의 표면 상황 막 두께 치수 정밀도 제법
실시예6Sn 변화 없음(녹 발생 없음) 22 ±1 밀봉 처리+Sn피막층+Cu,Ni 도금
실시예6Zn 변화 없음(녹 발생 없음) 22 ±1 밀봉 처리+Zn피막층+Cu,Ni 도금
실시예6Pb 변화 없음(녹 발생 없음) 22 ±1 밀봉 처리+Pb피막층+Cu,Ni 도금
비교예9 800시간 후에 점녹 발생 27 ±2 밀봉처리+무전해 Cu+Cu,Ni 도금
비교예10 600시간 후에 점녹 발생 30 ±5 도전 수지층+평활 연마+Cu,Ni 도금
표 9로부터 명백한 바와 같이, 비교예 9는 약 800시간 후에 점녹이 확인되었고, 비교예 10에 있어서도 600시간 후에 점녹이 확인되었다. 또한, 이에 비교하여 실시예 6은 1000시간 후에 있어서도 30배의 현미경으로도 녹을 확인할 수 없었다.
실시예 7
실시예 1과 동일한 방법으로, 외경 21㎜ ×내경 18㎜ ×높이 4㎜의 링형 본드 자석을 제작하였다. 얻어진 본드 자석의 특성은 표 11에 도시된 바와 같이 Br = 6.8kG, iHc = 9.lkOe, 그리고 (BH)max= 9.2 MGOe 였다.
얻어진 본드 자석을 진동 배럴에 넣고, 직경이 0.7㎜이고 길이가 0.5㎜인 짧은 로드형 Fe, Ni, Co, Cr편을 이용하여, 건식 배럴 연마 처리하여, 이러한 금속 미세편으로 도전 피복층을 형성하였다. 상기 금속 미세편의 수지면에서의 압입 깊이와 자성 분말 표면에서의 피복 두께를 표 10에 도시한다. 배럴 연마의 처리 조건은 실시예 1과 동일하게 하였다.
그 후 세정을 하여, 랙 도금 방식으로 전기 Cu 도금을 행하고, 그 후 전기 Ni 도금을 수행하였다. 도금 후의 막 두께는 내경측이 l8㎛이고, 외경측이 21㎛ 였다. 얻어진 링형 본드 자석을 80℃, 상대 습도 90%에서 500시간 동안 환경 시험(내습 시험)을 수행하였다. 그 내습 시험 전후의 자석의 특성을 표 l2에, 내습 시험시의 표면 상황 결과 및 막 두께 치수 정밀도를 표 13에 도시한다. 또한, 전기 Cu도금, 전기 Ni 도금의 조건은 실시예 1과 동일하게 하였다.
비교예 11
실시예 7과 동일한 방법으로 얻은 링형 본드 자석을 세정한 후, 무전해 구리 도금을 하였다. 도금 두께는 6㎛ 였다. 무전해 구리 도금 후, 실시예 3과 동일한 조건으로 Cu, Ni 도금을 행하였다. 얻어진 링형 본드 자석을 80℃, 상대 습도 90%에서 500시간 동안 환경 시험(내습 시험)을 수행하였다. 그 내습 시험 전후의 자석의 특성을 표 12에, 내습 시험시의 표면 상황 결과 및 막 두께 치수 정밀도를 표 13에 도시한다. 또한, 무전해 구리 도금의 조건은 비교예 1과 동일하게 하였다.
비교예 12
실시예 7과 동일한 방법으로 얻은 링형 본드 자석을 세정한 후, 페놀 수지와 Ni 가루를 혼합하여 10㎛의 도전 피막을 형성하였다. 처리후, 실시예 7과 동일한 조건으로 Cu, Ni 도금을 수행하였다. 얻어진 링형 본드 자석을 80℃, 상대 습도 90%에서 500시간 동안 환경 시험(내습 시험)을 수행하였다. 그 내습 시험 전후의 자석의 특성을 표 12에, 내습 시험시의 표면 상황 결과 및 막 두께 치수 정밀도를 표 13에 도시한다. 또, 도전 피막 처리 조건은 비교예 2와 동일하게 하였다.
비교예 13
실시예 7과 동일한 방법으로 얻은 링형 본드 자석을 세정한 후, 침지법을 이용하여 접착층으로 형성되는 페놀 수지층을 미리 형성후, Ag 가루(입자 지름 0.71㎛ 이하)를 표면에 부착시킨 후, 진동 배럴로 7㎛의 도전성 피복층을 형성하였다. 진동 배럴 처리후, 실시예 7과 동일한 조건으로 Cu, Ni 도금을 수행하였다. 얻어진 링형 본드 자석을 80℃, 상대 습도 90%에서 500시간 동안 환경 시험(내습 시험)을 수행하였다. 그 내습 시험 전후의 자석의 특성을 표 12에, 내습 시험시의 표면 상황 결과 및 막 두께 치수 정밀도를 표 13에 도시한다. 또한, 진동 배럴처리조건은 비교예 3과 동일하게 하였다.
금속 미세 편 수지면 및 밀봉부의 압입 깊이(㎛) 자성 분말 표면 상의 피막 두께(㎛)
Fe 0.5 0.1
Ni 0.4 0.1
Co 0.3 0.1
Cr 0.3 0.1
최종 소재의 자기 특성
Br(kG) iHc(kOe) (BH)max(MGOe)
실시예7Fe 6.8 9.1 9.2
실시예7Ni 6.8 9.1 9.2
실시예7Co 6.8 9.1 9.2
실시예7Cr 6.8 9.1 9.2
비교예11 6.8 9.1 9.2
비교예12 6.8 9.1 9.2
비교예13 6.8 9.1 9.2
내습 시험전 내습 시험후 자기 특성 열화율(%)
Br(kG) iHc(kOe) (BH)max(MGOe) Br(kG) iHc(kOe) (BH)max(MGOe) Br(kG) iHc(kOe) (BH)max(MGOe)
실시예7Fe 6.7 9.0 9.0 6.4 8.7 8.7 5.9 4.4 5.5
실시예7Ni 6.7 9.0 9.0 6.4 8.7 8.7 5.9 4.4 5.5
실시예7Co 6.7 9.0 9.0 6.4 8.6 8.7 5.9 5.5 5.5
실시예7Cr 6.7 9.0 9.0 6.4 8.6 8.6 5.9 5.5 6.6
비교예11 6.4 8.7 8.7 5.7 7.7 7.7 16.2 15.4 16.3
비교예12 6.6 8.9 9.0 6.3 8.5 8.5 7.4 6.6 7.6
비교예13 6.6 9.0 9.0 6.3 8.4 8.5 7.4 7.7 7.6
내습 시험시의 표면 상황 막 두께 치수 정밀도 제법
실시예7Fe 변화 없음(녹 발생 없음) 18 ±2 Fe피막층+Ni 도금
실시예7Ni 변화 없음(녹 발생 없음) 18 ±2 Ni피막층+Ni 도금
실시예7Co 변화 없음(녹 발생 없음) 18 ±2 Co피막층+Ni 도금
실시예7Cr 변화 없음(녹 발생 없음) 18 ±2 Cr피막층+Ni 도금
비교예11 130시간 후에 점녹 발생 24 ±2 무전해 Cu 도금+Ni 도금
비교예12 350시간 후에 점녹 발생 28 ±10 도전 수지층+Ni 도금
비교예13 370시간 후에 점녹 발생 25 ±10 도전 수지층+Ni 도금
표 10 내지 표 13으로부터 명백한 바와 같이, 비교예 11은 약 130시간 후에 점녹이 확인되었고, 비교예 12는 350시간 후에 확인되었고, 비교예 13도 약 370시간 후에 점녹이 확인되었지만, 이에 반하여 실시예 7은 500시간 후에도 30배의 현미경으로 점녹을 확인할 수 없었다.
실시예 8
실시예 1과 동일한 방법으로 외경 29㎜ ×내경 25㎜ ×높이 5㎜의 링형 본드 자석을 제작하였다. 얻어진 본드 자석의 특성은 표 15에 도시되어 있는 바와 같이 Br = 6.7kG, iHc = 9.3kOe, (BH)max= 9.5MGOe 였다.
얻어진 자석을 실시예 2와 동일한 방법 및 조건으로 진동 배럴을 이용하여 평균 직경 3㎜의 Al2O3계 구형 배럴석으로 밀봉 및 평활처리 하였다.
이어서, 본드 자석을 진동 배럴에 넣고, 직경이 0.5㎜이고 길이가 0.4㎜의 짧은 로드형의 Fe, Ni, Co, Cr편을 이용하여, 건식 배럴 연마 처리하여, 이들 금속 미세편으로 도전 피복층을 형성하였다. 금속 미세편의 수지면, 밀봉부에서의 압입 깊이와，자성 분말 표면에서의 피복 두께를 표 14에 도시한다. 또 배럴 연마의 처리 조건은 실시예 2와 동일하게 하였다.
그 후 세정을 하여, 랙 도금 방식으로 전기 Ni 도금을 행하고, 그 후 Ni 도금을 수행하였다. 도금 후의 막 두께는 내경측이 20㎛이고 외경측이 22㎛ 였다. 얻어진 링형 본드 자석을 80℃, 상대 습도 90%에서 1000시간 동안 환경 시험(내습 시험)을 수행하였다. 그 결과 및 막 두께 치수 정밀도를 표 16 및 표 17에 도시한다.
또한, 전기 Cu 도금, 전기 Ni 도금의 조건은 실시예 2와 동일하게 하였다. 또한, 아연 치환 처리의 처리 조건은 처리 시간 40초, 욕온 22℃이고, 액 조성은 수산화 나트륨 300g/ℓ, 산화 아연 40g/ℓ, 염화제2철 1g/ℓ, 로셀 염 30g/ℓ였다. 막 두께는 O.O1㎛ 였다.
비교예 14
실시예 8과 동일한 방법으로 얻은 링형 본드 자석을 세정하고, 실시예 6과 같은 밀봉, 표면 평활화 처리를 하여 세정한 후, 무전해 구리 도금을 하였다. 도금 두께는 5㎛ 였다. 무전해 구리 도금 후, 실시예 8과 동일한 조건으로 Cu 도금, Ni 도금을 수행하였다.
얻어진 링형 본드 자석을 실시예 8과 동일한 조건의 환경 시험(내습 시험)을 수행하였다. 그 결과 및 막 두께 치수 정밀도를 표 16 및 표 17에 도시한다. 또한, 무전해 구리 도금 조건은 비교예 4와 동일하게 하였다.
비교예 15
실시예 6과 동일한 방법으로 얻은 링형 본드 자석을 세정한 후, 페놀 수지와 Ni 가루를 혼합하여 도포하고 10㎛의 도전 수지 피막을 형성하여, 진동 배럴에 상기 자석과 5㎜의 강철 볼을 배럴 용적의 60%가 되게 장입하여 진폭 20㎜에서 60분간 배럴 연마로 평활하게 연마하였다.
그 후, 실시예 8과 동일한 조건으로 Cu 도금, Ni 도금을 수행하였다. 얻어진 링형 본드 자석을 실시예 6과 동일한 조건의 환경 시험(내습 시험)을 수행하였다. 그 결과 및 막 두께 치수 정밀도를 표 l6 및 표 17에 도시한다. 또한, 도전 피막 처리 조건은 비교예 5와 동일하게 하였다.
금속편 수지면 및 밀봉부의 압입 깊이(㎛) 자성 분말 표면 상의 피막 두께(㎛)
Fe 0.5 0.1
Ni 0.5 0.1
Co 0.4 0.1
Cr 0.4 0.1
최종 소재의 자기 특성
Br(kG) iHc(kOe) (BH)max(MGOe)
실시예8Fe 6.9 9.3 9.5
실시예8Ni 6.9 9.3 9.5
실시예8Co 6.9 9.3 9.5
실시예8Cr 6.9 9.3 9.5
비교예14 6.9 9.3 9.5
비교예15 6.9 9.3 9.5
내습 시험전 내습 시험후 자기 특성 열화율(%)
Br(kG) iHc(kOe) (BH)max(MGOe) Br(kG) iHc(kOe) (BH)max(MGOe) Br(kG) iHc(kOe) (BH)max(MGOe)
실시예8Fe 6.7 9.2 9.4 6.6 8.9 9.0 4.3 4.3 5.3
실시예8Ni 6.7 9.2 9.4 6.5 8.9 8.9 5.8 4.3 6.3
실시예8Co 6.6 9.2 9.4 6.4 8.8 8.8 7.2 5.4 7.4
실시예8Cr 6.7 9.2 9.4 6.5 8.7 8.8 5.8 6.5 7.4
비교예14 6.6 9.1 9.3 6.2 8.5 8.5 10.1 8.6 10.5
비교예15 6.7 9.1 9.3 6.2 8.3 8.4 10.1 10.8 11.6
내습 시험시의 표면 상황 막 두께 치수 정밀도 제법
실시예8Fe 변화 없음(녹 발생 없음) 20 ±2 밀봉 처리+Fe피막층+Ni 도금
실시예8Ni 변화 없음(녹 발생 없음) 20 ±2 밀봉 처리+Ni피막층+Ni 도금
실시예8Co 변화 없음(녹 발생 없음) 20 ±2 밀봉 처리+Co피막층+Ni 도금
실시예8Cr 변화 없음(녹 발생 없음) 20 ±2 밀봉 처리+Cr피막층+Ni 도금
비교예14 700시간 후에 점녹 발생 25 ±2 밀봉 처리+무전해 Cu 도금+Ni 도금
비교예15 550시간 후에 점녹 발생 26 ±5 도전 수지층+평활연마+Ni 도금
표 17로부터 알 수 있는 바와 같이, 비교예 l4는 약 700시간 후에 점녹이 확인되었고, 비교예 15에 있어서도 550시간 후에 점녹이 확인되었다. 또한, 이에 비하여 실시예 8은 800시간 후에도 30배의 현미경으로도 점녹을 확인할 수 없었다.
실시예 9
실시예 1과 동일한 방법으로 외경 20㎜ ×내경 17㎜ ×높이 6㎜의 링형 본드 자석을 제작하였다. 얻어진 본드 자석의 특성은 Br = 6.9kG, iHc = 9.4 kOe, (BH)max= 9.6 MGOe 였다.
얻어진 본드 자석을 진동 배럴에 넣고, 직경이 0.8㎜ 이고 길이가 1㎜인 짧은 로드형 Al편을 이용하여, 건식 배럴 연마 처리하여, Al 미세편으로 도전 피복층을 형성하였다. Al 금속편의 수지면에서의 압입 피복 깊이는 약 0.9㎛이고, 자성 분말 표면에서의 피복 두께는 0.5㎛ 였다. 배럴 연마의 처리 조건은 실시예 1과 동일하게 하였다.
그 후 세정을 하여, 아연 치환 처리를 한 후, 랙 도금 방식으로 전기 Ni 도금을 수행하였다. 도금 후의 막 두께는 내경측이 19㎛이고, 외경측이 21㎛ 였다. 얻어진 링형 본드 자석을 80℃, 상대 습도 90%에서 500시간 동안 환경 시험(내습 시험)을 수행하였다. 그 내습 시험 전후의 자석의 특성을 표 18에, 내습 시험시의 표면 상황 결과 및 막 두께 치수 정밀도를 표 19에 도시한다. 또, 전기 Ni 도금의 조건은 실시예 1과 동일하게 하였다.
비교예 16
실시예 9와 동일한 방법으로 얻은 링형 본드 자석을 세정한 후, 무전해 구리 도금을 하였다. 도금 두께는 6㎛ 였다. 무전해 구리 도금 후, 실시예 3과 동일한 조건으로 Cu, Ni 도금을 행하였다. 얻어진 링형 본드 자석을 80℃, 상대 습도 90%에서 500시간 동안 환경 시험(내습 시험)을 수행하였다. 그 내습 시험 전후의 자석의 특성을 표 18에, 내습 시험시의 표면 상황 결과 및 막 두께 치수 정밀도를 표 19에 도시한다. 또한, 무전해 구리 도금의 조건은 비교예 1과 동일하게 하였다.
비교예 17
실시예 9와 동일한 방법으로 얻은 링형 본드 자석을 세정한 후, 페놀 수지와 Ni 가루를 혼합하여 10㎛의 도전 피막을 형성하였다. 처리후, 실시예 9와 동일한 조건으로 Ni 도금을 수행하였다. 얻어진 링형 본드 자석을 80℃, 상대 습도 90%에서 500시간 동안 환경 시험(내습 시험)을 수행하였다. 그 내습 시험 전후의 자석의 특성을 표 18에, 내습 시험시의 표면 상황 결과 및 막 두께 치수 정밀도를 표 19에 도시한다. 또한, 도전 피막 처리 조건은 비교예 2와 동일하게 하였다.
비교예 l8
실시예 9와 동일한 방법으로 얻은 링형 본드 자석을 세정한 후, 침지법을 이용하여 접착층으로 형성되는 페놀 수지층을 미리 형성한 후, Ag 가루(입자 지름 0.7㎛ 이하)를 표면에 부착시킨 후, 진동 배럴로 7㎛의 도전성 피복층을 형성하였다. 진동 배럴 처리후, 실시예 9와 동일한 조건으로 Ni 도금을 수행하였다. 얻어진 링형 본드 자석을 80℃, 상대 습도 90%에서 500시간 동안 환경 시험(내습 시험)을 수행하였다. 그 내습 시험 전후의 자석의 특성을 표 18에, 내습 시험시의 표면 상황 결과 및 막 두께 치수 정밀도를 표 19에 도시한다. 또, 진동 배럴 처리 조건은 비교예 3과 동일하게 하였다.
내습 시험전 내습 시험후 자기 특성 열화율(%)
Br(kG) iHc(kOe) (BH)max(MGOe) Br(kG) iHc(kOe) (BH)max(MGOe) Br(kG) iHc(kOe) (BH)max(MGOe)
실시예9 6.7 9.0 9.2 6.4 8.8 9.0 7.2 6.4 6.3
비교예16 6.4 8.7 8.9 5.7 7.9 8.0 17.4 16.0 16.7
비교예17 6.6 8.9 9.3 6.2 8.6 8.7 10.1 8.5 9.4
비교예18 6.6 9.0 9.2 6.2 8.6 8.7 10.1 8.5 9.4
내습 시험시의 표면 상황 막 두께 치수 정밀도 제법
실시예9 변화 없음(녹 발생 없음) 20 ±2 Al피막층(아연 치환)+Ni 도금
비교에16 120시간 후에 점녹 발생 27 ±2 무전해 Cu 도금+Ni 도금
비교예17 270시간 후에 미세한 녹 발생 28 ±10 도전 수지층+Ni 도금
비교예18 300시간 후에 미세한 녹 발생 26 ±10 도전 피막층+Ni 도금
표 18 및 표 19로부터 명백한 바와 같이, 비교예 16은 약 120시간 후에 점녹이 확인되었고, 비교예 17은 270시간 후에 점녹이 확인되었고, 비교예 18에 있어서도 약 300시간 후에 점녹이 확인되었지만, 이에 대하여 실시예 9는 500시간 후에도 30배의 현미경으로도 점녹을 확인할 수 없었다.
실시예 10
실시예 1과 동일한 방법으로 외경 36㎜ ×내경 33㎜ ×높이 3㎜의 링형 본드 자석을 제작하였다. 얻어진 본드 자석의 특성은 Br = 6.7kG, iHc = 9.2kOe, (BH)max= 9.5 MGOe 였다.
얻어진 220개의 자석을 용적이 20 리터인 진동 배럴에 평균 직경 4㎜의 A12O3계 구형 배럴석과 동시에 투입한 후, 입자 지름이 2㎛ 정도인 Al2O3분체에 의해서 표면이 개질된 직경 2㎜ 정도의 호도나무 열매로 이루어지는 식물성 매체를 배럴 용적의 50%가 되게 투입하여 150분간 건식법으로 표면 연마하여, 밀봉함과 동시에 평활 처리하였다.
얻어진 본드 자석을 진동 배럴에 넣고, 직경 0.5㎜이고 길이가 0.7㎜인 짧은 로드형 Al편을 이용하여, 건식 배럴 연마 처리를 하여, Al편으로 도전 피복층을 형성하였다. Al 미세편의 수지면에서의 압입 피복 깊이는 약 l.1㎛이고, 자성 분말 표면에서의 피복 두께는 0.6㎛ 였다. 배럴 연마의 처리 조건은 실시예 1과 동일하게 하였다.
그 후 세정을 하여, 아연 치환 처리를 한 후, 랙 도금 방식으로 전기 Ni 도금을 수행하였다. 도금 후의 막 두께는 내경측이 17㎛이고, 외경측이 l9㎛ 였다. 얻어진 링형 본드 자석을 80℃, 상대 습도 90%에서 500시간 동안 환경 시험(내습 시험)을 수행하였다. 그 내습 시험 전후의 자석의 특성을 표 20에, 내습 시험시의 표면 상황 결과 및 막 두께 치수 정밀도를 표 21에 도시하였다.
또, 전기 Cu 도금, 전기 Ni 도금의 조건은 실시예 2와 동일하게 하였다. 또한, 아연 치환 처리의 처리 조건은 처리 시간 40초, 욕온 22℃이고, 액조성은 수산화 나트륨 30O g/ℓ,산화 아연 4Og/ℓ, 염화제2철 1g/ℓ, 로셀 염 30g/ℓ였다. 막 두께는 O.O1㎛로 하였다.
비교예 19
실시예 10과 동일한 방법으로 얻은 링형 본드 자석을 세정한 후, 실시예 10과 같은 밀봉 및 표면 평활 처리를 하여 세정한 후, 무전해 구리 도금을 하였다. 도금 두께는 6㎛였다. 무전해 구리 도금 후, 실시예 10과 동일한 조건으로 Ni 도금을 수행하였다. 얻어진 링형 본드 자석을 80℃, 상대 습도 90%에서 1000시간 동안 환경 시험(내습 시험)을 수행하였다. 그 내습 시험 전후의 자석의 특성을 표 20에, 내습 시험시의 표면 상황 결과 및 막 두께 치수 정밀도를 표 21에 도시한다. 또한, 무전해 구리 도금의 조건은 비교예 4와 동일하게 하였다.
비교예 20
실시예 10과 동일한 방법으로 얻은 링형 본드 자석을 세정 후에, 아래의 조건에서 페놀 수지와 Ni 가루를 혼합하여 l2㎛의 도전 수지 피막을 형성하여, 진동 배럴에 상기 자석과 2㎜의 강철 볼을 배럴 용적의 70%가 되게 장입하여 90분간 배럴 연마로 평활하게 연마하였다.
그 후, 실시예 10과 동일한 조건으로 Ni 도금을 수행하였다. 얻어진 링형 본드 자석에 온도 80℃와 상대 습도 90%로 1000시간 동안 환경 시험(내습 시험)을 수행하였다. 그 내습 시험 전후의 자석의 특성을 표 20에, 내습 시험시의 표면 상황 결과 및 막 두께의 치수 정밀도를 표 21에 도시한다. 또한, 도전 피막 처리 조건은 비교예 5와 동일하게 하였다.
내습 시험전 내습 시험후 자기 특성 열화율(%)
Br(kG) iHc(kOe) (BH)max(MGOe) Br(kG) iHc(kOe) (BH)max(MGOe) Br(kG) iHc(kOe) (BH)max(MGOe)
실시예10 6.5 9.0 9.2 6.4 8.7 9.0 4.5 5.4 5.3
비교예19 6.4 8.7 8.9 6.0 8.3 8.5 10.5 9.8 10.5
비교예20 6.4 8.9 9.3 6.1 8.4 8.5 9.0 8.7 10.5
내습 시험시의 표면 상황 막 두께 치수 정밀도(㎛) 제법
실시예10 변화 없음(녹 발생 없음) 18 ±2 밀봉처리+Al피막층(아연 치환)+Ni 도금
비교에19 750시간 후에 점녹 발생 24 ±2 밀봉 처리+무전해 Cu 도금+Ni 도금
비교예20 680시간 후에 점녹 발생 28 ±6 도전 수지층+평활 연마+Ni 도금
표 20과 표 21로부터 명백한 바와 같이, 비교예 19에서는 약 750시간 후에 점녹이 확인되었고, 비교예 20은 680시간 후에 점녹이 확인되었지만, 이에 비하여 실시예 10은 심지어 1000시간 후에도 배율 30배의 현미경으로도 점녹의 발생을 확인할 수 없었다.
본 발명은, 다공성의 R-Fe-B계 본드 자석을 연마재와 식물성 매체의 혼합물, 또는 연마재와 무기질 분체로 개질된 식물성 매체의 혼합물을 메디아로서 이용하여 건식법으로 배럴 연마함으로써, 연마 가루, 무기질 분체 및 연마 찌꺼기를 R-Fe-B계 본드 자석의 기공부에 식물성 매체의 유지분을 이용하여 고착, 밀봉할 수 있는 동시에 표면 평활화 처리가 가능하여 개질할 수 있고, 또한 이 R-Fe-B계 본드 자석을 소요 치수의 구형, 덩어리형 또는 바늘형(와이어) 등의 부정형 Al을 이용하여 배럴 장치로 건식법으로써 배럴 연마하여, 분쇄된 A1 미세편을 본드 자석 표면의 수지면 및 밀봉부에 압입 피복하고, 또한 자성 분말 표면에 A1 금속편을 피복함으로써, R-Fe-B계 본드 자석 표면에 Al 피복막을 형성한 후, 상기 Al 피복층 표면에 아연 치환 처리를 함으로써 치밀하고 핀 홀이 없는 전해 도금 층을 형성할 수 있어서, 매우 우수한 내식성을 갖는 R-Fe-B계 본드 자석을 얻을 수 있다.

Claims (18)

  1. R-Fe-B계 본드 자석의 표면을 구성하는 수지면 및 기공부에 금속 미세편이 압입 및 피복되고, 또한 표면을 구성하는 자성 분말 표면에 금속 미세편을 피복하여 형성한 상기 자석 표면의 금속 피복면과 이 금속 피복면을 사이에 두고 자석의 최외측 표면에 전해 도금 층을 구비하는 것을 특징으로 하는 고내식성 R-Fe-B계 본드 자석.
  2. R-Fe-B계 본드 자석의 표면에 형성된 기공부에 연마재 분말과 본드 자석의 연마 찌꺼기, 또는 무기질 분체를 식물성 매체의 유지분을 이용하여 고착 및 밀봉하고, 자석 표면을 구성하는 수지면 및 상기 밀봉부에 금속 미세편을 압입 및 피복하고, 자석 표면을 구성하는 자성 분말 표면에 금속 미세편이 압입 피복되어 있는 상기 자석 표면의 금속 피복면과 이 금속 피복면을 사이에 두고 자석의 최외측 표면에 전해 도금 층을 구비하는 것을 특징으로 하는 고내식성 R-Fe-B계 본드 자석.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 금속 미세편은 Cu, Sn, Zn, Pb, Cd, In, Au Ag, Fe, Ni, Co, Cr, Al 또는 이들의 합금인 것을 특징으로 하는 고내식성 R-Fe-B계 본드 자석 .
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 수지면 및 기공부에 형성된 금속 미세편의 압입 피복층의 두께는 0.1㎛ 내지 2㎛인 것을 특징으로 하는 고내식성 R-Fe-B계 본드 자석.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 자성 분말 표면 상에 피복된 금속 미세편의 피복층의 두께는 1.0㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 고내식성 R-Fe-B계 본드 자석.
  6. 제5항에 있어서, 자성 분말 표면 상에 피복된 Cu, Fe, Ni, Co, Cr 또는 이들의 합금의 피복층의 두께는 0.2㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 고내식성 R-Fe-B계 본드 자석.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 금속 미세편이 A1 또는 그 합금인 경우에 그 자석 표면의 Al 또는 그 합금 피복면에 형성된 Zn 층을 사이에 두고 전해 도금 층을 구비하는 것을 특징으로 하는 고내식성 R-Fe-B계 본드 자석.
  8. 고내식성 R-Fe-B계 본드 자석 제조 방법으로서,
    R-Fe-B계 본드 자석과 부정형(不定形)의 금속 미세편을 배럴 장치 내에 장입하여 건식법으로 배럴 연마를 수행하고, R-Fe-B계 본드 자석 표면을 구성하는 수지면 및 기공부에 분쇄된 금속 미세편을 압입 피복하고, 자석 표면을 구성하는 자성 분말 표면에 상기 금속 미세편을 피복하여 상기 자석 표면에 금속 피복층을 형성하고, 도전성 금속 피복층을 사이에 두고 최외측 표면을 전해 도금하여 전해 도금 층을 형성하는 것을 특징으로 하는 고내식성 R-Fe-B계 본드 자석 제조 방법.
  9. 고내식성 R-Fe-B계 본드 자석 제조 방법으로서,
    배럴 장치 내에서 식물성 매체 또는 무기질 분체로 표면이 개질된 식물성 매체와 연마재의 혼합물을 메디아로서 이용해서 R-Fe-B계 본드 자석을 건식법으로 배럴 연마하여, 상기 연마재 분말과 본드 자석의 연마 찌꺼기 또는 상기 무기질 분체를 식물성 매체의 유지분을 이용하여 R-Fe-B계 본드 자석의 기공부에 고착 밀봉하는 동시에, 표면을 평활하게 하여 개질한 후, 상기 본드 자석과 부정형의 금속 미세편을 배럴 장치 내에 장입하여 건식법으로 배럴 연마를 수행하고, 상기 자석의 수지면 및 상기 밀봉부에 분쇄된 금속 미세편을 압입 피복하고 자석 표면의 자성 분말 표면에 금속 미세편을 피복함으로써 R-Fe-B계 본드 자석 표면에 도전성을 부여한 후, 최외측 표면에 전해 도금 층을 형성하는 것을 특징으로 하는 고내식성 R-Fe-B계 본드 자석 제조 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 금속 미세편은 Cu, Sn, Zn, Pb, Cd, In, Au, Ag, Fe, Ni, Co, Cr, Al 또는 이들의 합금인 것을 특징으로 하는 고내식성 R-Fe-B계 본드 자석 제조 방법.
  11. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 금속 미세편이 A1인 경우에 상기 자석 표면의 A1 피복면에서 아연 치환 처리법에 의해 형성되는 Zn 층을 사이에 두고 전해 도금 층을 구비하는 것을 특징으로 하는 고내식성 R-Fe-B계 본드 자석 제조 방법.
  12. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 부정형의 금속 미세편의 크기는 0.l㎜ 내지 10㎜의 구형, 덩어리형 또는 바늘형인 것을 특징으로 하는 고내식성 R-Fe-B계 본드 자석 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 부정형의 미세한 Cu, Fe, Ni, Co, Cr편의 크기는 0.l㎜ 내지 5㎜의 구형, 덩어리형 또는 바늘형인 것을 특징으로 하는 고내식성 R-Fe-B계 본드 자석 제조 방법.
  14. 제8항 또는 제9항에 있어서, 배럴 연마에 의하여 분쇄된 금속 미세편의 크기는 길이가 5㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 고내식성 R-Fe-B계 본드 자석 제조 방법.
  15. 제8항 또는 제9항에 있어서, 회전, 진동 또는 원심 배럴을 이용하여 자석과 금속 미세편의 용적 비율(자석/금속 미세편)이 3이하에서 배럴 연마하는 것을 특징으로 하는 고내식성 R-Fe-B계 본드 자석 제조 방법.
  16. 제9항에 있어서, 상기 연마재는 무기질 분체를 베이킹하여 경화시킨 연마석 또는 금속 볼인 것을 특징으로 하는 고내식성 R-Fe-B계 본드 자석 제조 방법.
  17. 제9항에 있어서, 상기 식물성 매체는 식물성의 가죽 찌꺼기, 톱밥, 과일의 껍질, 옥수수의 코어인 것을 특징으로 하는 고내식성 R-Fe-B계 본드 자석 제조 방법.
  18. 제8항 또는 제9항에 있어서, R-Fe-B계 본드 자석과 금속 미세편은 불활성 가스 분위기 하에서 건식법으로 배럴 연마되는 것을 특징으로 하는 고내식성 R-Fe-B계 본드 자석 제조 방법.
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