KR20120112226A - 페라이트 소결 자석, 모터, 및 페라이트 소결 자석을 제조하는 방법 - Google Patents

페라이트 소결 자석, 모터, 및 페라이트 소결 자석을 제조하는 방법 Download PDF

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KR20120112226A
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히데유키 우메자와
요시히코 미나치
오사노리 미조노우에
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티디케이가부시기가이샤
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Abstract

본 발명은 페라이트 소결 자석의 발진성 및 변색을 저감하고, 페라이트 소결 자석을 기기에 장착할 때의 더러워짐을 저감하는 것을 과제로 한다.
이를 위하여, 본 발명의 라이트 소결 자석(1)은, 예를 들면, 자성 분말과 바인더 수지를 혼합하여 얻어진 자성 분말 혼합물을, 자장을 인가한 금형의 내부에 사출 성형하여 성형체를 제조하고, 이 성형체를 소성함으로써 제조된다. 소결 자석(1)의 표면 거칠기 Rz는, 3.5㎛ 이하이다. 표면 거칠기 Rz는, 10점 평균 거칠기이다.

Description

페라이트 소결 자석, 모터, 및 페라이트 소결 자석을 제조하는 방법{FERRITE SINTERED MAGNET, MOTOR AND PROCESS FOR PRODUCING FERRITE SINTERED MAGNET}
본 발명은, 페라이트 소결 자석의 먼지 발생을 저감하는 것에 관한 것이다. 또는, 모터의 더러워짐을 저감하는 것에 관한 것이다.
페라이트 소결 자석은, 가전제품이나 자동차 등에 탑재되는 전동기를 비롯하여, 널리 이용되고 있다. 특허문헌 1에는, 페라이트 소결 자석의 표면에 유리질의 유약을 도포하여 베이킹하는 기술이 기재되어 있다.
일본 공개특허공보 평10-125519호
통상의 공정에서 제조된 페라이트 소결 자석은, 운반 시에 있어서, 서로 접촉하여 마찰되는 결과, 자성의 먼지가 발생하고, 페라이트 소결 자석의 표면이 변색되는 경우가 있다. 이 먼지의 발생을 억제하고, 페라이트 소결 자석의 변색을 억제하기 위하여, 운반 시에 페라이트 자석을 개별적으로 포장하는 등의 작업이 필요하게 됨과 함께 포장비가 상승한다. 또, 페라이트 소결 자석을 각종 기계에 조립할 때에도, 페라이트 소결 자석과 고정 지그가 접촉함으로써 페라이트 소결 자석의 표면이 마찰되고, 그 결과 먼지가 발생한다. 예를 들면, 전동기(모터)의 케이스에 페라이트 소결 자석을 삽입하고, 장착을 행할 때에, 케이스와 페라이트 소결 자석이 마찰되어 먼지가 발생하고, 전동기에 먼지에 의한 더러워짐이 생긴다. 특허문헌 1의 기술은, 발생하는 자성분(磁性粉)에 의한 더러워짐을 방지하는 것을 목적으로 하고 있다. 그러나, 특허문헌 1의 기술과 같이, 통상의 페라이트 소결 자석을 제조하는 공정 후에, 유약의 도포 공정 및 베이킹 공정을 더 행하면, 공정수가 증가함과 함께, 재료비도 증대하기 때문에, 제조 비용이 상승한다.
본 발명은, 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 간편하게 페라이트 소결 자석의 먼지 발생 및 변색을 저감하고, 페라이트 소결 자석을 기기에 장착할 때에 있어서의 기기의 더러워짐을 저감하는 것을 목적으로 한다. 또는, 더러워짐이 저감된 모터를 얻는 것을 목적으로 한다.
본 발명과 관련되는 페라이트 소결 자석은, 표면 거칠기 Rz가 3.5㎛ 이하인 것을 특징으로 한다. 이것에 의해, 간편하게 페라이트 소결 자석의 먼지 발생 및 변색을 저감하고, 페라이트 소결 자석을 기기에 장착할 때에 있어서의 기기의 더러워짐을 저감할 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태로서, 상기 표면 거칠기 Rz가, 2.0㎛ 미만인 것이 바람직하다. 이것에 의해, 간편하게, 페라이트 소결 자석의 먼지 발생과 변색을 현저하게 저감하고, 페라이트 소결 자석을 기기에 장착할 때에 있어서의 기기의 더러워짐을 현저하게 저감할 수 있다.
또, 본 발명과 관련되는 모터는, 상기 페라이트 소결 자석을 사용한 것을 특징으로 한다. 이것에 의해, 모터의 더러워짐을 저감할 수 있다.
본 발명과 관련되는 페라이트 소결 자석의 제조 방법은, 자성 분말과 적어도 바인더 수지를 혼합하여, 자성 분말 혼합물을 얻는 공정과, 상기 자성 분말 혼합물이 접촉하는 면의 표면 거칠기가 2.0㎛ 이하인 금형에 자장을 인가한 상태에서, 상기 금형의 내부에서 상기 자성 분말 혼합물을 사출 성형하여 성형체를 얻는 공정과, 상기 성형체를 소성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 페라이트 소결 자석의 제조 방법은, 자성 분말 혼합물이 접하는 부분의 표면 거칠기가 2.0㎛ 이하인 금형을 사용하고, 자성 분말 혼합물을 상기 금형의 내부에 사출 성형함으로써 성형체를 얻는다. 그리고, 얻어진 성형체를 소결함으로써, 소결 자석을 제조한다. 이러한 금형으로부터 얻어진 성형체를 소결함으로써, 표면 거칠기가 3.5㎛ 이하인 페라이트 소결 자석을 간단히 제조할 수 있다.
본 발명은, 간편하게 페라이트 소결 자석의 먼지 발생 및 변색을 저감하고, 페라이트 소결 자석을 기기에 장착할 때의 기기의 더러워짐을 저감할 수 있다. 또, 본 발명과 관련되는 모터는, 더러워짐이 저감된다.
도 1은, 본 실시 형태와 관련되는 페라이트 소결 자석의 사시도이다.
도 2는, 본 실시 형태와 관련되는 페라이트 소결 자석의 제조 방법의 순서를 나타내는 플로우 차트이다.
도 3은, 본 실시 형태와 관련되는 페라이트 소결 자석의 제조 방법에 사용하는 사출 성형기의 단면도이다.
도 4는, 페라이트 소결 자석의 더러워짐 저감 효과의 평가법에 대하여 설명하는 도면이다.
이하, 본 발명에 대하여 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 설명에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 이하의 설명에 있어서의 구성 요소에는, 당업자가 용이하게 상정할 수 있는 것, 실질적으로 동일한 것, 이른바 균등한 범위인 것이 포함된다. 또, 이하에 개시하는 구성은, 적절히 조합하는 것이 가능하다.
본 실시 형태에 있어서, 표면 거칠기 Rz는, 10점 평균 거칠기이다. 10점 평균 거칠기란, 거칠기 곡선으로부터 그 평균선의 방향으로 기준 길이만큼을 발취(拔取)하고, 이 발취한 부분의 평균선으로부터 세로 배율의 방향으로 측정한, 가장 높은 산봉우리에서 5번째로 높은 산봉우리까지의 표고(Yp)의 절대값의 평균값과, 가장 낮은 골바닥에서 5번째로 낮은 골바닥까지의 표고(Yv)의 절대값의 평균값의 합을 구하고, 이 값을 ㎛로 나타낸 것을 말한다.
도 1은, 본 실시 형태와 관련되는 페라이트 소결 자석의 사시도이다. 페라이트 소결 자석(1)은, 예를 들면, 모터의 스테이터에 사용되는 영구 자석이다. 본 실시 형태와 관련되는 페라이트 소결 자석의 적용 대상은, 모터에 한정되는 것은 아니고, 발전기, 스피커나 마이크, 마그네트론관, MRI용 자장 발생 장치, ABS 센서, 연료?오일 레벨 센서, 디스트리뷰터용 센서, 마그넷 클러치 등에 사용하는 영구 자석에 대해서도 널리 적용할 수 있다. 페라이트 소결 자석(1)의 형상은, 도 1에 나타내는 바와 같은 단면 C형인 것에 한정되는 것은 아니다.
본 실시 형태와 관련되는 페라이트 소결 자석은, 비교적 높은 자기 특성을 가지면서, 저렴하다는 점에서 널리 사용되고 있다. 페라이트 소결 자석의 종류는 특별히 한정되는 것은 아니고, 바륨계, 스트론튬계, 칼슘계 등, 어느 것이어도 된다.
다음으로, 본 실시 형태와 관련되는 페라이트 소결 자석의 제조 방법을 설명한다. 본 실시 형태에 있어서는, 표면 거칠기 Rz가 3.5㎛ 이하인 페라이트 소결 자석을 제조할 수 있는 것이 필요하고, 이러한 페라이트 소결 자석을 제조할 수 있으면, 제조 방법은 이하의 것에 한정되는 것은 아니다.
도 2는, 본 실시 형태와 관련되는 페라이트 소결 자석의 제조 방법의 순서를 나타내는 플로우 차트이다. 출발 원료의 분말(원료 분말)을 준비하여 칭량하면, 원료 분말을, 예를 들면, 습식 아트리토로 분쇄하면서 혼합한다(단계 S11). 원료 분말은, 특별히 한정되지 않는다. 분쇄되면서 혼합된 원료 분말은, 건조된 후에 입자 정돈되고 나서, 가소(假燒)된다(단계 S12). 가소에 있어서, 원료 분말은, 예를 들면, 공기 중에서, 1000℃에서 1350℃로 1시간에서 10시간 정도, 소성된다. 원료 분말을 가소함으로써, 과립 형상의 가소체가 얻어진다.
얻어진 가소체는 조분쇄(粗粉碎)되어서(단계 S13), 가소 분말이 얻어진다. 본 실시 형태에 있어서, 가소체는, 예를 들면, 진동밀을 사용하여 건식 조분쇄되지만, 가소체를 분쇄하는 수단은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 수단으로서 건식 아트리토(매체 교반형 밀), 건식 볼밀 등을 사용할 수도 있다. 조분쇄의 시간은, 분쇄 수단에 따라 적절히 결정하면 된다. 건식 조분쇄는, 가소체의 입자에 결정 변형을 도입하여 보자력 HcJ를 작게 하는 효과도 있다. 보자력 HcJ의 저하에 의해 입자의 응집이 억제되어, 분산성이 향상된다. 또, 배향도도 향상된다. 입자에 도입된 결정 변형은, 후술하는 소결에 의해 해방되고, 이것에 의해 본래의 경(硬)자성으로 되돌아가서 영구 자석이 된다.
조분쇄가 종료되면, 얻어진 가소 분말이 미분쇄(微粉碎)된다(단계 S14). 본 실시 형태에 있어서 미분쇄를 실행함에 있어서, 가소 분말과 분산제와 물을 혼합시켜, 분쇄용 슬러리를 제조한다. 그리고, 볼밀을 사용하여 분쇄용 슬러리를 습식 분쇄한다. 미분쇄의 수단은 볼밀에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 아트리토, 진동밀 등을 사용할 수 있다. 미분쇄의 시간은, 분쇄 수단에 따라 적절히 결정하면 된다. 분쇄용 슬러리에는, 계면활성제[예를 들면, 일반식 Cn(OH)nHn+2로 나타나는 다가(多價) 알코올]가 첨가되어도 된다. 다가 알코올은, 탄소수 n이 4 이상, 바람직하게는 4에서 100, 더 바람직하게는 4에서 30, 더욱 바람직하게는 4에서 20, 가장 바람직하게는 4에서 12이다.
미분쇄가 종료된 후의 분쇄용 슬러리는 건조되어서(단계 S15), 자성 분말이 얻어진다. 단계 S15에 있어서의 건조 온도는, 바람직하게는 80℃에서 150℃, 더 바람직하게는 100℃에서 120℃이다. 또, 단계 S15에 있어서의 건조 시간은, 바람직하게는 60분에서 600분간, 더 바람직하게는 300분에서 600분간이다. 얻어진 자성 분말은, 바인더 수지 및 왁스류 및 활제 및 가소제(可塑劑)와 서로 혼합되고, 니더를 사용하여 가열 환경 하(본 실시 형태에서는 150℃ 전후의 온도)에서 소정 시간(2시간 전후) 혼련됨으로써(단계 S16), 혼련물이 얻어진다. 또한, 자성 분말은, 적어도 바인더 수지와 혼련되어 있으면 된다.
바인더 수지로서는, 열가소성 수지 등의 고분자 화합물이 사용되고, 열가소성 수지로서는, 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 어택틱폴리프로필렌, 아크릴폴리머, 폴리스티렌, 폴리아세탈 등이 사용될 수 있다. 왁스류로서는, 예를 들면, 카나바 왁스, 몬탄 왁스, 밀랍 등의 천연 왁스 이외에, 파라핀 왁스, 우레탄화 왁스, 폴리에틸렌글리콜 등의 합성 왁스가 사용될 수 있다. 활제로서는, 예를 들면, 지방산 에스테르 등이 사용되고, 가소제로서는, 프탈산 에스테르가 사용될 수 있다.
상기 서술한 순서에 따라 얻어진 혼련물은, 펠리타이저(예를 들면, 2축 1축 압출기 등)로 성형된다. 이것에 의해, 바인더 수지 중에 자성 분말이 분산된 자성 분말 혼합물(이하, 펠릿이라고 한다)이 얻어진다. 얻어진 펠릿은, 사출 성형되어서(단계 S17), 자성 분말의 성형체가 얻어진다. 다음으로, 사출 성형에 사용하는 사출 성형기를 설명한다.
도 3은, 본 실시 형태와 관련되는 페라이트 소결 자석의 제조 방법에 사용하는 사출 성형기의 단면도이다. 이 사출 성형기(2)는, CIM(Ceramic Injection Molding) 성형을 이용한 사출 성형기로서, 자장 인가 장치(3)에 의해 자장 중에서 사출 성형을 할 수 있다. 사출 성형기(2)는, 자장 인가 장치(3)와, 투입구(4)와, 스크루(5)와, 압출기(6)와, 금형(8)을 가진다. 투입구(4)는, 자성 분말의 펠릿(7)이 투입된다. 압출기(6)는, 통 형상의 박스체(6C)와, 박스체(6C)의 내부에 회전 가능하게 배치되는 스크루(5)를 가진다. 투입구(4)와 박스체(6C)는 펠릿(7)이 통과하는 통로로 연결되어 있고, 투입구(4)에 투입된 펠릿(7)은, 박스체(6C)의 내부로 펠릿(7)을 도입한다. 압출기(6)는, 박스체(6C)의 내부로 도입된 펠릿(7)을 가열하여 용융시키면서, 스크루(5)에 의해 사출구(6H)까지 반송한다.
사출구(6H)는, 금형(8)의 캐비티(9)와 연통되어 있다. 압출기(6)는, 용융한 펠릿(7)(용융체)을 사출구(6H)로부터 금형(8) 내의 캐비티(9)로 사출한다. 금형(8)이 가지는 캐비티(9)는, 페라이트 소결 자석의 외형 형상이 전사된 형상이다. 금형(8)의 주위에는, 자장 인가 장치(3)가 배치되어 있고, 금형(8)에 자장을 인가한 상태에서 사출 성형을 할 수 있게 되어 있다. 사출 성형에 있어서, 금형(8)으로의 사출 전에 금형(8)은 닫힘과 함께, 자장 인가 장치(3)에 의해 금형(8)에는 자장이 인가된다. 사출 성형에 있어서, 펠릿(7)은, 압출기(6)의 내부에서, 예를 들면, 160℃에서 230℃ 정도로 가열되어서 용융되고, 스크루(5)에 의해 금형(8)의 캐비티(9) 내에 사출된다. 금형(8)의 온도는, 예를 들면, 20℃에서 80℃ 정도이다. 금형(8)에 인가하는 자장은, 예를 들면, 400kA/m에서 1200kA/m 정도로 한다.
캐비티(9)의 표면은, 용융한 펠릿(자성 분말 혼합물)(7)이 접촉하는 면(펠릿 접촉면)이다. 사출 성형을 이용하여 페라이트 소결 자석을 제조하는 경우, 캐비티(9)의 표면의 형상이 성형체의 표면에 전사되기 때문에, 캐비티(9)의 펠릿 접촉면의 표면 거칠기 Rz는, 제조하고자 하는 페라이트 소결 자석의 표면 거칠기와 같은 정도로 할 필요가 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 페라이트 소결 자석의 표면을 3.5㎛ 이하, 바람직하게는 2.0㎛ 미만으로 할 필요가 있다. 페라이트 소결 자석은, 단계 S17에 있어서의 사출 성형에 의해 얻어진 성형체를 소결함으로써 얻어지지만, 소결에 의해 소결체의 체적은 성형체보다 작아진다. 소결에 의한 체적 수축을 고려하여, 캐비티(9)의 펠릿 접촉면은, 표면 거칠기 Rz(10점 평균 거칠기)가 2.0㎛ 이하인 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 사출 성형에 의해 얻어진 성형체를 소결하는 것만으로, 연마를 필요로 하지 않아, 표면 거칠기 Rz가 3.5㎛ 이하인 페라이트 소결 자석을 얻을 수 있다. 이것에 의해, 페라이트 소결 자석의 생산성이 향상된다. 또한, 캐비티(9)의 펠릿 접촉면의 표면 거칠기 Rz는, 제조하는 페라이트 소결 자석의 표면 거칠기 Rz에 따라 적절히 변경할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서는, 사출 성형에 의해 자성 분말의 성형체를 얻기 때문에, 당해 성형체의 형상의 자유도가 높아진다는 이점도 있다. 이 때문에, 본 실시 형태와 관련되는 페라이트 소결 자석의 제조 방법에서는, 복잡한 삼차원 형상의 페라이트 소결 자석을 제조할 수도 있다.
단계 S17의 사출 성형에 의해 성형체가 얻어지면, 당해 성형체를 탈(脫)바인더 처리한다(단계 S18). 탈바인더 처리는, 예를 들면, 얻어진 성형체를 대기 중에 있어서 소정 온도(예를 들면, 300℃에서 600℃ 정도) 또한 소정 시간(예를 들면, 1시간에서 60시간 정도) 유지하는 처리이다. 탈바인더 처리 후의 성형체는, 예를 들면, 대기 중에서 소결되어(단계 S19), 소결체가 얻어진다. 성형체의 소결 온도는, 예를 들면, 1100℃에서 1250℃, 더 바람직하게는 1160℃에서 1220℃이다. 소결 시간은, 예를 들면, 0.2시간에서 3시간 정도이다.
얻어진 소결체는, 필요에 따라 디버어링(deburring), 혹은 가공이나 연마가 실시되어서, 페라이트 소결 자석이 완성된다(단계 S20). 또한, 페라이트 소결 자석은, 이후에 착자(着滋)된다. 본 실시 형태에서는, 사출 성형에 의해 소결 전의 성형체를 제조하기 때문에, 원칙적으로 성형체를 소결하는 것만으로, 페라이트 소결 자석이 완성된다. 이것에 의해, 소결체의 연마나 가공을 생략할 수 있기 때문에, 생산성이 향상된다. 또, 사출 성형에 의해 소결 전의 성형체를 제조함으로써, 복잡한 삼차원 형상의 페라이트 소결 자석을 제조하는 경우에도 복잡한 가공이 불필요하게 되기 때문에, 생산성이 매우 높아진다.
상기 설명에 있어서는, CIM을 사용하여 성형체를 제조하였지만, 본 실시 형태와 관련되는 페라이트 소결 자석의 제조 방법으로 성형체를 제조하는 방법은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 다음과 같은 순서로 페라이트 소결 자석을 제조해도 된다. 먼저, 단계 S14의 미분쇄에 있어서, 분쇄용 슬러리를 습식 분쇄한 후, 얻어진 분쇄용 슬러리를 성형하여 성형체를 제조한다. 얻어진 성형체를 소결하여 소결체를 얻은 후, 당해 소결체의 표면을 연마함으로써, 표면 거칠기가 3.5㎛ 이하인 페라이트 소결 자석을 제조한다.
페라이트 소결 자석을 제조할 때, 공정의 도중에 조제(助劑)로서 Si 등이 가하여지는 경우가 있지만, 이들 원소는, 소결되면 대부분이 페라이트 소결 자석의 결정립계에 모이고, 표면에는 거의 나타나지 않는다. 또, 페라이트 소결 자석은, 소결 후에 있어서 통상 열처리는 실시되지 않는다. 이 때문에, 페라이트 소결 자석에 있어서는, 페라이트 소결 자석의 표면에 Si 등을 포함한 유리 상태의 이상(異相)을 출현시켜서 표면 거칠기 Rz를 저감시킬 수는 없다. 따라서, 페라이트 소결 자석 자신의 표면 거칠기 Rz를 저감시키는 것이 필요하다.
사출 성형은, 금형이 가지는 캐비티의 펠릿 접촉면의 표면 거칠기 Rz를 조정함으로써, 표면 거칠기 Rz가 작은 성형체를 용이하면서 또한 대량으로 제조할 수 있다. 이 때문에, 사출 성형은, 제조된 성형체를 소결하는 것만으로, 얻어진 페라이트 소결 자석의 표면을 연마하지 않고 표면 거칠기 Rz가 작은 페라이트 소결 자석을 용이하면서 또한 대량으로 제조할 수 있다.
[평가]
표면 거칠기가 다른 페라이트 소결 자석을 제조하여, 마찰에 의한 먼지 발생 및 변색의 정도를 평가하였다. 페라이트 소결 자석은, 사출 성형에 의해 제조되었다. 이하에 있어서의 비교예는, 종래예를 의미하는 것은 아니다. 먼저, 페라이트 소결 자석의 제조 방법을 설명한다. 출발 원료로서, Fe2O3 분말과, SrCO3 분말과, La(OH)3 분말과, CaCO3 분말과, Co3O4 분말을 준비하였다. 이것들을 소정량 칭량하고, 첨가물과 함께, 습식 아트리토로 분쇄한 후, 건조시켜서 입자 정돈하였다. 그 후, 공기 중에 있어서, 1230℃에서 3시간 소성하여 과립 형상의 가소체를 얻었다.
얻어진 가소체를 진동밀에 의해 건식 조분쇄하여, 가소 분말을 얻었다. 다음으로, 분산제로서 소르비톨을 사용하여, 가소 분말 100 질량부에 대하여, 소르비톨을 0.5 질량부, SiO2를 0.6 질량부, CaCO3을 1.4 질량부의 비율로 첨가한 후, 물과 함께 혼합하여 분쇄용 슬러리를 제조하였다. 볼밀을 사용하여, 이 분쇄용 슬러리를 습식 분쇄하였다. 습식 분쇄의 시간은 40시간으로 했다. 습식 분쇄 후의 분쇄용 슬러리를 100℃로 10시간 건조시켜서, 자성 분말을 얻었다. 얻어진 자성 분말의 평균 입자 지름은 0.3㎛이었다.
얻어진 자성 분말을, 바인더 수지(폴리아세탈)와, 왁스류(파라핀 왁스)와, 활제(지방산 에스테르)와, 가소제(프탈산 에스테르)와 함께, 니더로 150℃, 2시간의 조건으로 혼련하여 혼련물을 얻었다. 이때, 자성 분말 100 질량부에 대하여, 바인더 수지를 7.5 질량부, 왁스류를 7.5 질량부, 활제를 0.5 질량부 배합하였다. 또, 바인더 수지 100 질량부에 대하여, 가소제를 1 질량부 배합하였다. 얻어진 혼련물을 펠레타이저로 성형하여 바인더 수지 중에 자성 분말이 분산된 펠릿(자성 분말 혼합물)을 제조하였다.
다음으로, 얻어진 펠릿을 사출 성형하여 성형체를 제조하였다. 성형체는, 단면이 원호 형상(C형 형상)이다. 금형은, 이러한 형상의 캐비티를 가지는 것을 사용하였다. 얻어진 펠릿은, 사출 성형기의 투입구로부터 투입된 후, 160℃로 가열된 압출기 내에 도입되었다. 이 펠릿은, 사출 성형기의 압출기의 내부에서 가열되어서 용융하고, 스크루에 의해, 자장이 인가된 금형의 캐비티 내에 사출되었다. 이것에 의해 C형 형상의 성형체가 얻어졌다.
이 성형체는, 대기 중에 있어서, 500℃로 48시간 유지하는 탈바인더 처리가 실시되었다. 탈바인더 처리된 성형체는, 대기 중에 있어서, 1200℃로 1시간 소성되었다. 이것에 의해, La0 .4Ca0 .2Sr0 .4Co0 .3Fe11 .3O19의 조성을 가지는 페라이트 소결 자석이 얻어졌다. 얻어진 페라이트 소결 자석을, 입도를 바꾼 숫돌로 연마함으로써, 표면 거칠기가 다른 페라이트 소결 자석의 시료를 얻었다. #80/100의 숫돌로 연마하면, 표면 거칠기 Rz가 5.70㎛?6.50㎛인 시료를 얻을 수 있었다. #100/120의 숫돌로 연마하면, 표면 거칠기 Rz가 4.50㎛?5.70㎛인 시료를 얻을 수 있었다. #140/170의 숫돌로 연마하면, 표면 거칠기 Rz가 2.50㎛?3.50㎛인 시료를 얻을 수 있었다. 또, 캐비티가 가지는 펠릿 접촉면의 표면 거칠기 Rz가 조정된 금형을 사용하여 사출 성형을 행함에 의해서도, 표면 거칠기가 다른 페라이트 소결 자석의 시료를 얻을 수 있었다. 표면 거칠기 Rz가 2.00㎛ 미만인 시료는, 표면 거칠기 Rz가 조정된 금형을 사용한 사출 성형에 의해 얻어진 것이다. 얻어진 시료의 표면 거칠기는 이하와 같이 하여 측정되었다.
표면 거칠기 Rz는, 표면의 요철의 크기를 측정하는 촉침식 표면 조도계를 사용하여 측정되었다. 그때의 기준 길이를 0.7mm, 컷오프값을 0.8mm, 촉침의 주사 속도를 0.3mm/sec.로 하였다.
[발진성(發塵性) 정도의 평가법]
발진성의 정도는, 이하와 같이 평가하였다. 동일 입도의 숫돌에 의해 동일 조건으로 연마된 시료 2개, 또는 미연삭의 시료 2개를 100회 서로 마찰시켰다. 그 후, 시료의 표면에 투명 테이프를 부착하여 벗기고, 백색의 종잇조각 위에 재부착하였다. 육안에 의해 테이프에 부착된 먼지의 양을 3단계로 판별하고, 다량의 먼지가 부착된 테이프가 얻어진 시료의 평가를, ×(먼지 발생 저감 효과 없음), 먼지의 부착이 약간인 테이프가 얻어진 시료의 평가를 ○(먼지 발생 저감 효과 있음), 먼지의 부착이 거의 없는 테이프가 얻어진 시료의 평가를 ◎(현저한 먼지 발생 저감 효과 있음)라고 하였다.
발진성의 정도에 대하여 보충하면, ×는, 누가 보아도 분명히 마그넷 표면에 다량의 미분(微粉)이 부착되어 있는 것을 확인할 수 있고, 손으로 마그넷 표면을 만지면 다량의 미분이 손에 부착될 정도이다. ○는, 잘 보면 마그넷 표면에 미분이 약간 부착되어 있는 것을 확인할 수 있고, 또한, 손으로 마그넷 표면을 만지면 약간 미분이 손에 부착되는 정도이다. ◎는, 마그넷의 표면에 미분이 부착되어 있지 않고, 손으로 마그넷 표면을 만져도 미분은 손에 부착되지 않는 정도이다.
[변색 정도의 평가법]
변색의 정도는, 발진성 정도의 평가에 있어서 얻어진 테이프의 갈색의 농도를 육안으로 판별함으로써 평가하였다. 갈색의 테이프가 얻어진 시료의 평가를 ×(변색 저감 효과 없음), 옅은 갈색의 테이프가 얻어진 시료의 평가를 ○(변색 저감 효과 있음), 변색을 거의 확인할 수 없는 테이프가 얻어진 시료의 평가를 ◎(현저한 변색 저감 효과 있음)라고 하였다.
[더러워짐 정도의 평가법]
시료를 기기에 조립할 때의 더러워짐의 정도는, 이하와 같이 하여 평가하였다. 도 4는, 페라이트 소결 자석에 의한 더러워짐의, 저감 효과의 평가법에 대하여 설명하는 도면이다. 더러워짐 저감 효과는, 직류 브러시 모터의 모터 케이스(101)에 시료(100)을 삽입한 후에 발생한, 모터 케이스(101) 내면의 먼지의 존재 및 더러워짐을, 육안에 의해 3단계로 판별하여 평가하였다. 시료(100)의 외주면(102)이 모터 케이스(101)의 내측에 접하도록 하여, 모터 케이스(101)의 개구부로부터 시료(100)를 삽입하였다. 동일 입도의 숫돌에 의해 동일 조건으로 연마된 시료 또는 미연삭의 시료 100개를, 동일 조건의 시료와 100회 서로 마찰한 후, 동일 치수의 모터 케이스에 각각 삽입하고, 평가를 행하였다. 모터 케이스 내면에 먼지가 부착되고, 더러워짐의 발생이 보이는 시료의 평가를 ×(더러워짐 저감 효과 없음), 모터 케이스 내면에 먼지가 약간 부착되고, 더러워짐의 발생이 약간인 시료의 평가를 ○(더러워짐 저감 효과 있음), 모터 케이스 내면에 먼지가 부착되지 않고, 거의 더러워짐을 발생시키지 않는 시료의 평가를 ◎(현저한 더러워짐 저감 효과 있음)라고 하였다. 표 1에 발진성의 정도, 변색의 정도 및 더러워짐의 정도의 평가 결과를 나타낸다.
Figure pat00001
표 1의 평가 결과로부터, 표면 거칠기 Rz가 3.5㎛ 이하인 페라이트 소결 자석은, 발진성 및 변색이 저감되고, 기기에 장착할 때의 더러워짐을 저감시키는 것을 알 수 있다. 또한, 표면 거칠기 Rz가 2.0㎛ 미만인 페라이트 소결 자석은, 현저하게 발진성 및 변색이 저감되고, 기기에 장착할 때에 있어서의 기기의 더러워짐을 저감시키는 것을 알 수 있다. 또, 표면 거칠기 Rz가 3.5㎛ 이하인 페라이트 소결 자석 또는 표면 거칠기 Rz가 2.0㎛ 미만인 페라이트 자석을 장착한 모터는, 더러워짐이 저감되어 있는 것을 알 수 있다.
1 : 페라이트 소결 자석 2 : 사출 성형기
3 : 자장 인가 장치 4 : 투입구
5 : 스크루 6 : 압출기
6C : 박스체 6H : 사출구
7 : 펠릿 8 : 금형
9 : 캐비티 100 :시료
101 : 모터 케이스

Claims (4)

  1. 표면 거칠기 Rz가 3.5㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 페라이트 소결 자석.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 표면 거칠기 Rz는, 2.0㎛ 미만인 페라이트 소결 자석.
  3. 제1항 또는 제2항에 기재된 페라이트 소결 자석을 사용한 모터.
  4. 자성 분말과 적어도 바인더 수지를 혼합하여, 자성 분말 혼합물을 얻는 공정과,
    상기 자성 분말 혼합물이 접촉하는 면의 표면 거칠기가 2.0㎛ 이하인 금형에 자장을 인가한 상태에서, 상기 금형의 내부에서 상기 자성 분말의 혼합물을 사출 성형하여 성형체를 얻는 공정과,
    상기 성형체를 소결하는 공정을 포함하는 페라이트 소결 자석의 제조 방법.
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