KR20170045184A - Method for manufacturing rare earth sintered magnet using low melting point elements - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 소결자석의 제조방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 융점강하원소를 이용한 희토류 소결자석의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a sintered magnet, and more particularly, to a method of manufacturing a rare earth sintered magnet using a melting point lowering element.
R-Fe-B 희토류 소결자석 (여기서, 'R'은 네오디뮴(Nd), 디스프로슘(Dy), 테르븀(Tb) 등의 희토류 원소 또는 희토류 원소의 조합)은 알니코(Alnico), 페라이트(Ferrite), 사마륨-코발트(SmCo5) 등과 같은 영구자석 중에서도 매우 우수한 자성특성으로 인하여 산업 전 분야에 폭넓게 이용되고 있다.R-Fe-B rare earth sintered magnet (here, 'R' is a combination of rare earth elements or rare earth elements such as neodymium (Nd), dysprosium (Dy) and terbium (Tb)) is Alnico, Ferrite, , Samarium-cobalt (SmCo 5 ), etc., are widely used in all industrial fields due to their excellent magnetic properties.
특히, 희토류 소결자석의 응용분야 중에서도 하이브리드/전기 자동차 구동 모터의 수요가 최근 들어 급격하게 증가하고 있는데, 자석이 고온(200 내지 220℃)에서 구동되는 하이브리드/전기 자동차 구동모터에 적용 가능한 자석은 자기 에너지가 높은 R-Fe-B 소결자석 뿐이다. 그러나 R-Fe-B 소결자석은 큐리온도가 낮고, 보자력의 온도계수( 0.55 %/℃)가 커서 높은 온도에서 보자력이 크게 감소하는 단점이 있다. 이러한 단점은 이방성계수가 큰 디스프로슘(Dy) 또는 터븀(Tb) 등의 중희토류(Havy Rare Earth Element-HREE)원소를 첨가하여 보자력을 향상시킴으로써 극복할 수 있다.In particular, among the applications of rare earth sintered magnets, the demand for hybrid / electric automobile drive motors has increased rapidly in recent years. Magnets applicable to hybrid / electric automobile drive motors driven at high temperature (200 to 220 ° C) Only high-energy R-Fe-B sintered magnets. However, the R-Fe-B sintered magnet has a low Curie temperature and a large temperature coefficient of coercive force (0.55% / ° C), which causes a significant decrease in coercive force at high temperatures. This disadvantage can be overcome by adding coarse elements such as dysprosium (Dy) or terbium (Tb), which have large anisotropic coefficients, to the coarse-grained earth element (HREE).
이에, 소결자석에 중희토류 원소를 첨가하되, 소결자석에 첨가되는 중희토류 원소의 함량을 최소한도로 낮춰 사용대비 고효율을 내는 방향으로 연구가 활발히 수행되고 있다. Therefore, studies have been actively carried out to add a heavy rare earth element to the sintered magnet, and to reduce the content of the heavy rare earth element added to the sintered magnet to a minimum, thereby achieving a high efficiency compared to the use.
구체적으로, R-Fe-B소결자석의 결정립은 단자구 크기보다 매우 크고 결정립 내부에서의 조직학적 변화가 거의 없기 때문에, 보자력은 입계면 부위에서의 역자구생성과 전이 용이도에 따라 달라진다. 즉, 역자구의 생성과 전이가 쉽게 일어나면 보자력이 낮고, 그 반대이면 보자력이 높게 된다. 이와 같은 R-Fe-B 소결자석의 보자력은 계면부위에서의 물리적, 조직학적 특성에 의해 결정되기 때문에 이 분위에서의 역자구 생성과 전이를 억제하면 보자력을 향상시킬 수 있다.Specifically, since the grain size of the R-Fe-B sintered magnet is much larger than the size of the terminal sphere and there is almost no histological change within the grain, the coercive force depends on the generation of inversion at the grain boundary and the ease of transition. That is, when the generation and transition of the inverse prism are easy, the coercive force is low, and if it is the opposite, the coercive force is high. Since the coercive force of the R-Fe-B sintered magnet is determined by the physical and histological characteristics at the interface, inhibition of inversion and transition in the spinel can improve the coercive force.
따라서, R-Fe-B소결자석의 보자력 향상을 위하여 필수적으로 첨가하는 디스프로슘(Dy)과 같은 중희토류 원소를 입계 주변, 즉 강자성 결정립 표면 부위에만 집중 분포하도록 하여 결정립이 자기이방성이 높은 층으로 둘러싸이는 core-shell type 구조를 형성하도록 해주면, 기존과 같이 모합금 용융과정에서 중희토류 원소를 첨가하여 자석 전체에 고르게 분포하도록 하는 것보다 그 사용량을 대폭 감소하면서도 높은 보자력을 얻는 것이 가능하다.Therefore, in order to improve the coercive force of the R-Fe-B sintered magnet, a heavy rare-earth element such as dysprosium (Dy) which is essentially added is concentratedly distributed only around the grain boundary, that is, on the surface of the ferromagnetic crystal grain. If the core-shell type structure is formed, it is possible to obtain a high coercive force while greatly reducing the amount of heavy rare earth element to be distributed evenly throughout the magnet by adding the heavy rare earth element in the mother alloy melting process.
이러한 구조를 얻기 위해 시도되고 있는 방법 중의 하나가 계면확산법(GBDP: Grain Boundary Diffusion Process)으로서, 이 방법은 소결자석 내 계면상의 화학 반응성이 매우 큰 점을 이용하여 소결자석의 표면에 중희토류 원소를 코팅한 후 열처리에 의해 계면을 따라 계면확산을 위하여 순수 메탈 또는 화합물을 자석 표면에 스퍼터 또는 전해증착을 이용해 코팅하거나 도포하는 방법과 중희토류 원소를 증발시켜 표면 확산시키는 방법 등이 이용되고 있으나 제조되고 있는 소결자석의 밀도가 90%이상으로 거의 완전 치밀화 되어있기 때문에 자석의 내부 중심까지 중희토류 원소가 확산되기 어렵다. One of the methods attempted to obtain such a structure is the Grain Boundary Diffusion Process (GBDP), which utilizes the fact that the chemical reactivity at the interface between the sintered magnets is very large, Coating or coating of pure metal or compound on the surface of the magnet by sputtering or electrolytic vapor deposition and surface diffusion by evaporation of heavy rare earth element are used for interfacial diffusion along the interface by heat treatment after coating, Since the density of the sintered magnet is almost completely densified at 90% or more, it is difficult for the heavy rare earth element to diffuse to the inner center of the magnet.
관련 선행기술로는 등록특허공보 제10-1516567호(발명의 명칭: 중희토 입계확산형 RE-Fe-B계 희토류 자석의 제조방법 및 이에 의해 제조된 중희토 입계확산형 RE-Fe-B계 희토류자석, 등록일자: 2015년 5월 15일)가 있다.As a related prior art, there is disclosed a method of manufacturing a rare earth magnet of RE-Fe-B type rare earth metal-based diffusion type RE-Fe-B system manufactured by the registered patent publication No. 10-1516567 Rare earth magnet, registered on May 15, 2015).
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 중희토류 원소가 소결자석의 계면상에 효율적으로 확산되도록 하여 소결자석의 보자력을 향상시킬 수 있는 융점강하원소를 이용한 희토류 소결자석의 제조방법을 제공할 수 있다.Disclosure of the Invention The present invention provides a method of manufacturing a rare earth sintered magnet using a melting point lowering element capable of effectively diffusing a heavy rare earth element on an interface of a sintered magnet to improve a coercive force of the sintered magnet can do.
상기 목적은, 본 발명에 따라, R-Fe-B계 자석 분말(여기서, 'R'은 희토류 원소 또는 희토류 원소의 조합)을 미리 설정된 온도로 가열하여 소결자석을 생성하는 단계; 중희토류 분말 및 융점강하원소 분말을 용매에 혼합하여 제조된 코팅 용액으로 상기 생성된 소결자석의 표면을 코팅하는 단계; 및 상기 코팅된 소결자석에 대해 열처리를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 융점강하원소를 이용한 희토류 소결자석의 제조방법 및 그에 따라 제조된 희토류 소결자석에 의해 달성된다.According to the present invention, there is provided a method for manufacturing a sintered magnet, comprising the steps of: heating a R-Fe-B based magnet powder (where R is a rare earth element or a rare earth element) to a preset temperature to produce a sintered magnet; Coating a surface of the resultant sintered magnet with a coating solution prepared by mixing a heavy rare earth powder and a melting point lowering element powder into a solvent; And performing a heat treatment on the coated sintered magnet. The method for producing a rare earth sintered magnet using the melting point lowering element and the rare earth sintered magnet produced by the method.
여기서, 상기 융점강하원소 분말은, 구리 분말 또는 알루미늄 분말로 제공될 수 있다.Here, the melting point lowering element powder may be provided as a copper powder or an aluminum powder.
상기 코팅 용액에서, 상기 중희토류 분말은 DyH2 분말이고, 상기 융점강하원소 분말은 구리 분말 또는 알루미늄 분말로 제공되고, 상기 코팅 단계는, 상기 소결자석을 상기 코팅 용액에 담근 후 꺼내어 건조시킬 수 있다.In the coating solution, the heavy rare earth powder was DyH 2 And the melting point lowering element powder is provided as copper powder or aluminum powder, and the coating step may be carried out by soaking the sintered magnet in the coating solution, followed by drying.
상기 코팅 용액은, 상기 코팅 용액은 전체 중량에 대하여 상기 중희토류 분말 20 내지 60 중량% 및 상기 구리 분말 3 내지 6 중량% 또는 상기 알루미늄 분말 3 내지 6 중량%를 포함할 수 있다.The coating solution may comprise 20 to 60 wt% of the heavy rare earth powder and 3 to 6 wt% of the copper powder or 3 to 6 wt% of the aluminum powder based on the total weight of the coating solution.
상기 열처리 단계는, 790 내지 910℃ 범위의 제1 열처리 온도에서 열처리를 수행하는 제1 열처리 단계; 및 상기 제1 열처리 단계 후에 450 내지 550℃ 범위의 제2 열처리 온도에서 열처리를 수행하는 제2 열처리 단계를 포함할 수 있다.Wherein the heat treatment step comprises: a first heat treatment step of performing a heat treatment at a first heat treatment temperature in a range of 790 to 910 占 폚; And a second heat treatment step of performing a heat treatment at a second heat treatment temperature in a range of 450 to 550 ° C after the first heat treatment step.
본 발명에 의한 융점강하원소를 이용한 희토류 소결자석의 제조방법은, 보자력을 향상시키기 위해 중희토류 원소를 소결자석의 표면에 코팅하여 확산시키는 입계확산법을 적용함에 있어서, 중희토류 원소를 소결자석의 표면에 코팅하는 코팅 용액에 융점강하원소를 첨가함으로써, 중희토류 원소의 확산 깊이를 향상시켜 희토류 소결자석의 보자력을 더욱 증가시킬 수 있다.In the method of manufacturing a rare earth sintered magnet using the melting point lowering element according to the present invention, in applying the intergranular diffusion method in which a heavy rare earth element is coated on the surface of a sintered magnet so as to improve coercive force, It is possible to further increase the coercive force of the rare-earth sintered magnet by improving the diffusion depth of the heavy rare earth element by adding the melting point lowering element to the coating solution coated on the rare earth sintered magnet.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 융점강하원소를 이용한 희토류 소결자석의 제조방법의 개략적인 순서도이다.
도 2는 도 1에 따른 코팅 용액을 제조하는 단계를 설명하기 위한 모식도이다.
도 3은 도 1에 따른 열처리 수행 단계를 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 도 2에 따른 코팅 용액에 구리 분말 및 알루미늄 분말을 첨가하기 전/후를 비교한 매핑 이미지이다.
도 5는 코팅된 소결자석에 대해 1차 열처리 후, 코팅 용액 성분별 온도에 따른 소결자석의 보자력 변화를 나타내는 감자곡선이다.
도 6은 도 5에 따른 각기 성분이 다른 코팅 용액으로 코팅된 소결자석의 확산 깊이 및 확산거동을 비교하는 매핑 이미지이다.
도 7은 구리 분말 및 알루미늄 분말이 첨가된 상태에서의 소결자석의 내부 미세구조를 나타낸 매핑 이미지이다.
도 8은 구리 분말과 알루미늄 분말이 소결자석 내에서 서로 다른 확산 깊이를 갖게 된 근거를 보여주는 시간-온도 그래프이다.1 is a schematic flow chart of a method of manufacturing a rare-earth sintered magnet using a melting point lowering element according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a schematic view for explaining a step of producing the coating solution according to Fig. 1;
3 is a flow chart for explaining the step of performing the heat treatment according to FIG.
4 is a mapping image comparing before and after the addition of copper powder and aluminum powder to the coating solution according to Fig.
5 is a potato curve showing changes in coercive force of the sintered magnet depending on the temperature of the coating solution component after the first heat treatment for the coated sintered magnet.
FIG. 6 is a mapping image comparing the diffusion depth and diffusion behavior of the sintered magnet coated with the coating solution of different compositions according to FIG.
7 is a mapping image showing the internal microstructure of the sintered magnet in the state that the copper powder and the aluminum powder are added.
Fig. 8 is a time-temperature graph showing the reason that the copper powder and the aluminum powder have different diffusion depths in the sintered magnet.
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and / or features of the present invention, and how to accomplish them, will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification. In the following description, well-known functions or constructions are not described in order to avoid unnecessary obscuration of the present invention.
설명에 앞서, 본 발명에 따른 희토류 소결자석에는 네오디뮴(Nd), 디스프로슘(Dy), 테르븀(Tb) 등의 희토류 원소가 선택적으로 사용될 수 있다. 다만, 본 발명을 설명하고 뒷받침하기 위한 실험 예에서는 네오디뮴(Nd)을 사용한 Nd-Fe-B 소결자석에 대해 예시적으로 설명한다.Prior to the description, rare earth elements such as neodymium (Nd), dysprosium (Dy), and terbium (Tb) may be selectively used for the rare earth sintered magnet according to the present invention. However, in an experimental example for explaining and supporting the present invention, an Nd-Fe-B sintered magnet using neodymium (Nd) will be described as an example.
본 발명에 따른 융점강하원소를 이용한 희토류 소결자석의 제조방법에 있어서, 소결 공정이 수행된 소결자석의 표면을 중희토류 원소가 첨가된 코팅 용액으로 코팅한 다음, 중희토류 원소를 확산 처리하는 방법 즉, 입계확산법(GBDP)을 채택한다. 이를 통해, 소결자석의 표면에 중희토류 원소가 주상의 외곽부분에 풍부하게 존재하는 구조 즉, core-shell type 구조를 형성하도록 한다.In the method for producing a rare earth sintered magnet using a melting point lowering element according to the present invention, the surface of the sintered magnet subjected to the sintering process is coated with a coating solution to which a heavy rare earth element is added, and then a method of diffusing the heavy rare earth element , And the boundary diffusion method (GBDP). Thus, a core-shell type structure is formed in which the heavy rare earth element is abundantly present on the outer periphery of the main phase on the surface of the sintered magnet.
이때, 본 발명은 소결자석에 대해 입계확산법을 적용함에 있어서 소결자석 내에서 중희토류 원소의 확산 깊이를 향상시키기 위하여 소결자석의 계면상의 융점을 낮춰주는 융점강하원소를 첨가한 코팅 용액을 사용한다. 즉, 본 발명은 융점강하원소를 분말 형태로 중희토류 분말과 함께 용매에 혼합하여 제조된 코팅 용액으로 소결자석의 표면에 코팅한 후 소정의 열처리 단계를 거치면서 융점강하원소가 소결자석의 계면상의 융점을 낮춰주어 중희토류 분말에 포함된 중희토류 원소의 소결자석 내의 확산 깊이를 더욱 향상시킬 수 있다.At this time, in applying the grain boundary diffusion method to the sintered magnet, a coating solution to which a melting point lowering element for lowering the melting point on the interface of the sintered magnet is added is used in order to improve the diffusion depth of the heavy rare earth element in the sintered magnet. That is, the present invention relates to a method of coating a sintered magnet on a surface of a sintered magnet with a coating solution prepared by mixing a melting point lowering element with a heavy rare earth powder in a solvent and a solvent, and then subjecting the sintered magnet to a predetermined heat treatment step, It is possible to further improve the diffusion depth in the sintered magnet of the heavy rare earth element contained in the heavy rare earth powder by lowering the melting point.
참고로, 본 명세서 상에서, 계면상(grain boundary)은 주상(즉, 1차상)을 둘러싸는 2차상을 의미하며, 또는, Nd-rich상, 삼중점상(triple junction phase)을 의미하기도 한다.For reference, in this specification, the grain boundary refers to a secondary phase surrounding a columnar phase (i.e., a primary phase), or an Nd-rich phase or a triple junction phase.
따라서, 본 발명에 따른 융점강하원소를 이용한 희토류 소결자석의 제조방법은, 중희토류 원소를 결정립계를 따라 소결자석 내부로 균일하게 확산시켜 자기이방성이 높은 층으로 강자성 결정립이 둘러 싸이게 함으로써 확산 깊이가 향상되어 보자력이 높아질 수 있다. Accordingly, the method for producing a rare earth sintered magnet using the melting point lowering element according to the present invention is a method of uniformly diffusing a heavy rare earth element into a sintered magnet along a grain boundary to surround the ferromagnetic crystal grains with a layer having high magnetic anisotropy, And the coercive force can be increased.
하기에서는 도 1내지 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 융점강하원소를 이용한 희토류 소결자석의 제조방법을 자세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a rare-earth sintered magnet using the melting point lowering element according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1 to FIG.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 융점강하원소를 이용한 희토류 소결자석의 제조방법의 개략적인 순서도이고, 도 2는 도 1에서 코팅 용액을 제조하는 단계를 설명하기 위한 모식도이며, 도 3은 도 1에서 열처리 수행 단계를 설명하기 위한 순서도다. FIG. 1 is a schematic flow chart of a method of manufacturing a rare earth sintered magnet using a melting point lowering element according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic view for explaining a step of manufacturing a coating solution in FIG. 1, 1 is a flowchart for explaining a heat treatment step.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 융점강하원소를 이용한 희토류 소결자석의 제조방법은, R-Fe-B계 자석 분말(여기서, 'R'은 희토류 원소 또는 희토류 원소의 조합)을 미리 설정된 온도로 가열하여 소결자석을 생성하는 단계(S110), 중희토류 분말 및 융점강하원소 분말을 용매에 혼합하여 제조된 코팅 용액으로 생성된 소결자석의 표면을 코팅하는 단계 (S130) 및 코팅된 소결자석에 대해 열처리를 수행하는 단계(S140)를 포함할 수 있다. 이때, 본 발명은 중희토류 분말 및 융점강하원소 분말을 용매에 혼합하여 코팅 용액을 제조하는 단계(S120)를 더 포함할 수 있다.1, a method of manufacturing a rare-earth sintered magnet using a melting point lowering element according to the present invention is a method of manufacturing a rare earth sintered magnet using an R-Fe-B based magnet powder (where R is a rare earth element or a rare earth element combination) (S130) of coating the surface of the sintered magnet produced from the coating solution prepared by mixing the heavy rare earth powder and the melting point element powder into a solvent (S110), and coating the sintered magnet And performing a heat treatment on the magnet (S140). At this time, the present invention may further include a step (S120) of preparing a coating solution by mixing a heavy rare earth powder and a melting point lowering element powder into a solvent.
먼저, R-Fe-B계 자석 분말을 미리 설정된 온도로 가열하여 소결자석을 생성하는 단계(S110)가 수행된다. 이때, R-Fe-B계 자석 분말은 합금 스트립을 제조하고, 제조된 합금 스트립에 대해 수소 처리 및 탈수소 처리를 수행한 후 이를 분쇄하여 마련될 수 있다. 이때, 자석 분말을 미리 정해진 크기 이하로 분쇄하여 사용되는데, 이에 대한 분쇄 작업은 제트 밀, 볼 밀 등의 미분쇄기에 의해 이루어질 수 있다. 한편, 상기 미리 설정된 온도는, 즉 소결온도는 1000 내지 1100℃ 범위를 갖는 것이 바람직하다. First, a step (S110) of generating a sintered magnet by heating the R-Fe-B based magnet powder to a preset temperature is performed. At this time, the R-Fe-B based magnet powder may be prepared by preparing an alloy strip, performing hydrogen treatment and dehydrogenation treatment on the alloy strip, and pulverizing the alloy strip. At this time, the magnet powder is pulverized to a predetermined size or less. The pulverizing operation may be performed by a pulverizer such as a jet mill or a ball mill. On the other hand, it is preferable that the predetermined temperature, that is, the sintering temperature is in the range of 1000 to 1100 ° C.
다음으로, 중희토류 분말 및 융점강하원소 분말을 용매에 혼합하여 코팅 용액을 제조하는 단계(S120)가 수행된다.Next, a step (S120) of preparing a coating solution by mixing the heavy rare earth powder and the melting point lowering element powder into a solvent is performed.
본 발명의 코팅 용액을 제조하는 단계(S120)에서 사용되는 중희토류 분말은 중희토류 화합물 또는 중희토류 합금분말로 제공되어 선택적으로 사용될 수 있다.이때, 중희토류 화합물은, R-X 화합물(R = 1종 이상의 Dy, Tb 등 중희토류 원소, X = 1종 이상의 H, O, N, F, B)이고, 중희토류 합금분말은, R-TM(-X) 합금분말(R = 1종 이상의 Dy, Tb 등 중희토류 원소, TM = 1종 이상의 천이금속, X = B, C)으로 마련될 수 있다. 특히, 중희토류 분말은 중희토류 화합물 중 디스프로슘 하이드라이드 분말(DyH2 분말)로 제공되는 것이 바람직하나, 본 발명은 이에 한정되지 아니한다. The heavy rare-earth powder used in the step (S120) of preparing the coating solution of the present invention may be provided as a heavy rare earth compound or a heavy rare earth alloy powder and may optionally be used. (R = at least one kind of Dy, Tb (at least one rare earth element such as Dy, Tb and the like, X = at least one kind of H, O, N, F, B), and the heavy rare earth alloy powder is R- A rare earth element such as tungsten, TM = at least one transition metal, X = B, C). In particular, the heavy rare earth powder is preferably provided as a dysprosium hydride powder (DyH 2 powder) in a heavy rare earth compound, but the present invention is not limited thereto.
융점강하원소 분말은 구리 분말 또는 알루미늄 분말로 제공되는 것이 바람직하다. 이때, 융점강하원소는 소결자석에 대해 입계확산법을 적용함에 있어서 소결자석 내에서 중희토류 원소의 확산 깊이를 향상시키기 위하여 소결자석의 계면상(grain boundary)의 융점을 낮춰주는 원소를 말한다. 계면상이라 함은 소결자석의 주상(즉, 1차상)을 둘러싼 주상의 외곽부분인 2차상을 의미하며, 본 발명의 일 실시예에서는 Nd-rich상이라고 표기될 수 있다. The melting point lowering element powder is preferably provided as copper powder or aluminum powder. Herein, the melting point lowering element refers to an element that lowers the melting point of the grain boundary of the sintered magnet in order to improve the diffusion depth of the heavy rare earth element in the sintered magnet when the grain boundary diffusion method is applied to the sintered magnet. The term interfacial phase means a secondary phase which is the outer portion of the columnar phase surrounding the columnar phase (i.e., the primary phase) of the sintered magnet, and may be referred to as an Nd-rich phase in an embodiment of the present invention.
본 발명에서 융점강하원소는 소결자석에 비해 상대적으로 융점이 낮을 것, 소결자석의 다른 자석특성에 부정적인 영향을 주지 않을 것, 주상과의 용해도 등을 고려하여 선정되어야 한다. 이러한 선정 기준에 입각하여 본 발명에서 융점강하원소로는 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al)이 가장 적합하다고 판단된다. 본 발명은 이러한 융점강하원소를 분말 형태로 중희토류 분말과 함께 용매에 혼합하여 제조된 코팅 용액으로 소결자석의 표면에 코팅한 후 소정의 열처리 단계를 거치면서 융점강하원소가 소결자석의 계면상의 융점을 낮춰주어 중희토류 분말에 포함된 중희토류 원소, 예컨대 디스프로슘(Dy)의 소결자석 내의 확산 깊이를 더욱 향상시킬 수 있다.In the present invention, the melting point lowering element should be selected in consideration of the fact that the melting point is relatively low as compared with the sintered magnet, the other magnet characteristics of the sintered magnet are not adversely affected, and the solubility with the column phase. Based on this selection criterion, copper (Cu) or aluminum (Al) is considered to be most suitable as a melting point lowering element in the present invention. The present invention relates to a method for producing a sintered magnet which comprises coating a surface of a sintered magnet with a coating solution prepared by mixing such a melting point reducing element in a solvent together with a heavy rare earth powder in a solvent and then subjecting the sintered magnet to a predetermined heat treatment step, The diffusion depth in the sintered magnet of the heavy rare earth element contained in the heavy rare earth powder such as dysprosium (Dy) can be further improved.
다시 말하면, 융점강하원소는 소결자석의 주상을 둘러싸고 있는 계면상의 융점을 낮춰주어 자석의 내부까지 중희토류 분말에 첨가된 디스프로슘(Dy)을 확산시킴으로써 보자력을 향상시키는데 캐리어(Carrier)의 역할을 하게 된다. 이러한 현상의 이유는, 열처리 단계(S140)시에 융점강하원소가 첨가된 코팅 용액이 계면상의 융점을 낮추게 됨으로써 액상구간을 보다 신속히 형성하게 되고 이에 따라 소결자석 내의 미세구조가 향상되어 디스프로슘(Dy)의 확산 깊이가 깊어질 수 있는 까닭이다.In other words, the melting point lowering element lowers the melting point on the interface surrounding the main phase of the sintered magnet, and diffuses dysprosium (Dy) added to the middle rare earth powder to the inside of the magnet to serve as a carrier to improve the coercive force . The reason for this phenomenon is that in the heat treatment step (S140), the coating solution to which the melting point lowering element is added lowers the melting point on the interface, so that the liquid phase is formed more rapidly, and the microstructure in the sintered magnet is improved, This is because the diffusion depth of the diffusion layer can be deepened.
용매는 중희토류 분말 및 융점강하원소 분말을 녹여 혼합시키는 역할을 한다. 이때, 용매는 무수알콜이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 중희토류 분말 및 융점강하원소 분말과 혼합된 용매는 이후 소결자석의 표면에 코팅 처리된 후 진공 상태에서 건조되어 제거될 수 있다.The solvent serves to melt and mix the heavy rare earth powder and the melting point lowering element powder. At this time, anhydrous alcohol may be used as the solvent, but it is not limited thereto. Further, the solvent mixed with the heavy rare earth powder and the melting point lowering element powder may be coated on the surface of the sintered magnet, and then dried and removed in a vacuum state.
한편, 본 발명에 따른 코팅 용액은 전체 중량에 대하여 DyH2 분말 20 내지 60 중량% 및 구리 분말 3 내지 6 중량%를 포함하거나, DyH2 분말 20 내지 60 중량% 및 알루미늄 분말 3 내지 6 중량%를 포함하는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명의 따른 코팅 용액에는 DyH2 분말에 대해 구리 분말 또는 알루미늄 분말은 0.01~0.04 중량 비율로 첨가되는 것이 바람직하다.The coating solution according to the present invention comprises 20 to 60% by weight of DyH 2 powder and 3 to 6% by weight of copper powder, 20 to 60% by weight of DyH 2 powder and 3 to 6% by weight of aluminum powder, . That is, in the coating solution according to the present invention, copper powder or aluminum powder is preferably added in a ratio of 0.01 to 0.04 weight with respect to DyH 2 powder.
다음으로, 앞서 S120 단계에서 제조된 코팅 용액으로 소결자석의 표면을 코팅하는 단계(S130)가 수행된다. 즉, 이 단계(S130)에서는 중희토류 분말 및 융점강하원소 분말을 용매에 혼합하여 제조된 코팅 용액을 사용하여 소결자석의 표면에 대해 코팅 처리한다. 예컨대, 소결자석을 코팅 용액에 담근 후 꺼내어 건조시키는 디핑 방식으로 소결자석의 표면에 대해 코팅 처리할 수 있다. 다만, 본 발명에서 코팅 단계(S130)는 디핑 방식 이외에도 다른 다양한 코팅 방식이 적용될 수 있음은 물론이다. Next, a step (S130) of coating the surface of the sintered magnet with the coating solution prepared in the step S120 is performed. That is, in this step S130, the surface of the sintered magnet is coated with a coating solution prepared by mixing a heavy rare earth powder and a melting point lowering element powder into a solvent. For example, the surface of the sintered magnet can be coated by a dipping method in which the sintered magnet is immersed in a coating solution and then taken out and dried. However, it goes without saying that various coating methods other than the dipping method may be applied to the coating step (S130) in the present invention.
마지막으로, 앞서 S130 단계에서 코팅된 소결자석에 대해 열처리를 수행하는 단계(S140)가 수행된다. 이때, 본 발명의 열처리 단계(S140)는 도 3에 도시된 바와 같이 790 내지 910℃ 범위의 제1 열처리 온도에서 열처리를 수행하는 제1 열처리 단계(S141) 및 제1 열처리 단계(S141) 후에 450 내지 550℃ 범위의 제2 열처리 온도에서 열처리를 수행하는 제2 열처리 단계(S142)를 포함할 수 있다.Finally, in step S130, a step of performing heat treatment on the coated sintered magnet (S140) is performed. 3, the heat treatment step S140 of the present invention includes a first heat treatment step S141 for performing a heat treatment at a first heat treatment temperature in the range of 790 to 910 占 폚 and a step 450 for performing heat treatment at a first heat treatment step S141, And a second heat treatment step (S142) for performing heat treatment at a second heat treatment temperature in the range of about 550 to about < RTI ID = 0.0 > 550 C. < / RTI >
여기서, 1차 열처리 단계(S141)는 790 내지 910℃ 범위를 갖는 것이 바람직하며, 2차 열처리 단계(S142) 는 450 내지 550℃ 범위를 갖는 것이 바람직하다. 이는, 이러한 온도 범위에서 중희토류 분말에 포함된 중희토류 원소를 소결자석의 표면에 확산시키는 확산작용이 원활히 진행되기 때문이다. 즉, 본 발명의 열처리 단계(S140)는 코팅처리 단계(S130)로부터 코팅된 소결자석의 열처리를 수행할 수 있다. Here, the first heat treatment step (S141) preferably has a range of 790 to 910 占 폚, and the second heat treatment step (S142) has a range of 450 to 550 占 폚. This is because the diffusion action of diffusing the heavy rare earth element contained in the heavy rare earth powder to the surface of the sintered magnet progresses smoothly in this temperature range. That is, the heat treatment step (S140) of the present invention can perform the heat treatment of the coated sintered magnet from the coating treatment step (S130).
구체적으로, 열처리 단계(S140)에서는 코팅된 소결자석을 열처리를 통하여 화학적 반응석이 큰 계면을 따라 중희토류 원소 즉, 디스프로슘(Dy)을 확산시킬 수 있다.Specifically, in the heat treatment step (S140), the coated sintered magnet is heat-treated to diffuse the heavy rare earth element, that is, dysprosium (Dy) along a large chemical reaction surface.
이상에서는 본 발명에 따른 융점강하원소를 이용한 희토류 소결자석의 제조방법을 설명하였으며, 본 발명은 상기한 제조방법에 의해 제조된 희토류 소결자석을 포함할 수 있다. In the foregoing, a method of manufacturing a rare earth sintered magnet using the melting point lowering element according to the present invention has been described. The present invention can include the rare earth sintered magnet manufactured by the above-described manufacturing method.
이하, 도 4 내지 도 8을 참조하여 본 실시예에 따른 융점강하원소를 이용한 소결자석의 제조방법의 작용효과를 실험예들을 통해 상세히 설명하기로 한다. 도 4는 도 2에 따른 코팅 용액에 구리 분말 및 알루미늄 분말을 첨가하기 전/후를 비교한 매핑 이미지이고, 도 5는 코팅된 소결자석에 대해 1차 열처리 후, 코팅 용액 성분별 온도에 따른 소결자석의 보자력 변화를 나타내는 감자곡선이며, 도 6은 도 5에 따른 각기 성분이 다른 코팅 용액으로 코팅된 소결자석의 확산 깊이 및 확산거동을 비교하는 매핑 이미지이고, 도 7은 구리 분말 및 알루미늄 분말이 첨가된 상태에서의 소결자석의 내부 미세구조를 나타낸 매핑 이미지이며, 도 8은 구리 분말과 알루미늄 분말이 소결자석 내에서 서로 다른 확산 깊이를 갖게 된 근거를 보여주는 시간-온도 그래프이다.Hereinafter, the operation and effect of the method of manufacturing the sintered magnet using the melting point lowering element according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 8 through experimental examples. FIG. 4 is a mapping image before and after the addition of the copper powder and the aluminum powder to the coating solution according to FIG. 2, FIG. 5 is a mapping image after the primary heat treatment for the coated sintered magnet, FIG. 6 is a mapping image for comparing diffusion depth and diffusion behavior of a sintered magnet coated with a coating solution having a different composition according to FIG. 5, and FIG. 7 is a graph showing the relationship between diffusion depth and diffusion behavior of copper powder and aluminum powder FIG. 8 is a time-temperature graph showing the reason why the copper powder and the aluminum powder have different diffusion depths in the sintered magnet. FIG. 8 is a time-temperature graph showing the internal microstructure of the sintered magnet in the added state.
<< 실험예Experimental Example >>
(1) 실험 방법(1) Experimental method
본 실험예에서는 29.00Nd 3.00Dy bal.Fe 0.97B 2.39M 조성의 합금을 용해한 후 스트립 캐스터를 통해 급속 냉각하여 합금 스트립을 제조하였다. 제조된 합금 스트립은 0.12 MPa의 수소압력으로 400℃에서 2시간 동안 수소처리를 실시한 후 진공 상태에서 가열하여 수소를 제거하였다. 수소/탈수소 처리한 합금 스트립은 제트 밀(jet mill)을 이용하여 6000rpm으로 자석 분말을 분쇄하여 제조하였다. 이렇게 혼합된 분말은 2.2 T의 자장하에서 일축자장성형을 한 후, 1060℃에서 4시간 동안 진공 소결을 하여 소결자석을 제조한다. 이어서, 에탄올에 DyH2 분말 1.0g과 융점강하원소인 구리 분말 0.01~0.04g을 혼합한 코팅 용액(실시예1), 에탄올에 DyH2 분말 1.0g과 융점강하원소인 구리 분말 0.01~0.04g을 혼합한 코팅 용액(실시예2), 에탄올과 DyH2 분말 1.0g을 혼합한 코팅 용액(비교예1)을 각각 제조한다. In this experimental example, an alloy of 29.00 Nd 3.00 Dy bal.Fe 0.97B 2.39M was melted and rapidly cooled through a strip caster to produce an alloy strip. The prepared alloy strips were hydrogenated at 400 캜 for 2 hours under a hydrogen pressure of 0.12 MPa and then heated in a vacuum to remove hydrogen. The hydrogen / dehydrogenated alloy strip was prepared by milling the magnet powder at 6000 rpm using a jet mill. The powder thus mixed is uniaxially magnetized under a magnetic field of 2.2 T and vacuum sintered at 1060 ° C. for 4 hours to produce a sintered magnet. Then, to the ethanol was added DyH 2 A coating solution (Example 1) in which 1.0 g of powder and 0.01 to 0.04 g of copper powder as a melting point lowering element were mixed, 1.0 g of DyH 2 powder and 0.01 to 0.04 g of copper powder as a melting point element were mixed in ethanol Example 2), and 1.0 g of ethanol and DyH 2 powder were mixed to prepare a coating solution (Comparative Example 1).
제조된 실시예1, 실시예2 및 비교예1의 코팅 용액에 소결자석을 각각 담근 후 건조하여 790 내지 910℃에서 2시간 동안 1차 열처리를 하였고, 500℃에서 2시간 동안 2차 열처리를 하였다. 이때, 1차 열처리 온도는 850℃, 880℃, 910℃에서 실시예1, 실시예2 및 비교예1에 대해 각각 열처리를 수행하는 실험을 하도록 한다.The sintered magnets were immersed in the coating solutions prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, dried, and subjected to a first heat treatment at 790 to 910 ° C for 2 hours and a second heat treatment at 500 ° C for 2 hours . At this time, the first heat treatment temperature is 850 ° C, 880 ° C, 910 ° C, and the heat treatment is performed for each of the first, second and first comparative examples.
이때, 구리, 알루미늄, 디스프로슘(Dy)의 분포(제조된 분말의 형상과 분포, 소결체의 미세구조)는 EPMA를 통하여 관찰하였고, 소결체(소결자석)의 자기특성은 B-H loop tracer (Magnet physik Permagraph C-300)를 이용하여 측정한다.The distribution of copper, aluminum, dysprosium (Dy) (shape and distribution of the powder produced, and microstructure of the sintered body) was observed through EPMA. The magnetic properties of the sintered body (sintered magnet) were determined by BH loop tracer -300).
이러한 실험을 통해, 디스프로슘(Dy) 화합물을 소결자석에 단순 도포한 뒤 열처리를 통하여 입계확산 시킴에 있어, 융점강하원소의 첨가로 디스프로슘(Dy)의 확산깊이를 향상시키고자 하였으며, 이에 따른 소결자석의 미세구조 및 자기특성 변화를 조사하였다. 이에 대해서는 하기의 실험 결과 데이터를 통해 상세히 설명하기로 한다. Through these experiments, it has been attempted to improve the diffusion depth of dysprosium (Dy) by adding a melting point lowering element in the diffusion of the dysprosium (Dy) compound to the sintered magnet through the heat treatment, Were investigated. This will be described in detail through the following experimental data.
실시예1: DyH2 분말 1.0g과 구리 분말 0.01~0.04g을 용매인 에탄올에 혼합한 코팅 용액Example 1: A coating solution prepared by mixing 1.0 g of DyH 2 powder and 0.01 to 0.04 g of copper powder in ethanol as a solvent
실시예2: DyH2 분말 1.0g과 알루미늄 분말 0.01~0.04g을 용매인 에탄올에 혼합한 코팅 용액Example 2: A coating solution prepared by mixing 1.0 g of DyH 2 powder and 0.01 to 0.04 g of aluminum powder in ethanol as a solvent
비교예1: DyH2 분말 1.0g을 용매인 에탄올에 혼합한 코팅 용액Comparative Example 1: A coating solution prepared by mixing 1.0 g of DyH 2 powder in ethanol as a solvent
(2) 실험 결과 분석(2) Analysis of experimental results
도 4는 Nd-Fe-B소결자석 내부에서의 구리 및 알루미늄 원소를 코팅 용액에 담궈 비교할 수 있도록 열처리하기 전과 후를 매핑한 이미지이다. 도 5의 좌측 이미지와 같이, 구리원소의 경우 주로 삼중점상(TJP)와 계면에 분포하고 있다는 것을 알 수 있다. 또한, 도 5의 우측 이미지와 같이, 알루미늄원소의 경우 계면을 따라 확산될 때 주상의 외곽부분에도 알루미늄원소가 함께 일부 확산되어 core-shell type 구조를 형성하는 것을 확인할 수 있다. 알루미늄원소의 경우에만 core-shell type 구조를 형성하는 이유는 구리의 경우 주상의 Fe와의 용해도가 전혀 없고, 알루미늄의 경우 주상과의 어느 정도의 용해도를 갖고 있기 때문인 것으로 판단된다.FIG. 4 is an image mapped before and after heat treatment so that copper and aluminum elements in the Nd-Fe-B sintered magnet are immersed in a coating solution and compared. As shown in the left image of FIG. 5, it can be seen that the copper element is mainly distributed in the interface with the triple point phase (TJP). In addition, as shown in the right image of FIG. 5, in the case of the aluminum element, it is confirmed that when the aluminum element is diffused along the interface, the aluminum element is partially diffused in the outer portion of the main phase to form a core-shell type structure. The reason why the core-shell type structure is formed only for the aluminum element is that it is because the copper has no solubility with the Fe in the columnar phase and the aluminum has some solubility with the columnar phase.
도 5에 도시된 바와 같이, 1차 열처리 온도에 따른 소결자석의 보자력 변화를 나타내는 감자곡선을 보면, 제1열처리 온도를 850℃, 880℃, 910℃로 각각 고정한 후, 실시한 결과를 표로 상기와 같이 나타냈다. As shown in FIG. 5, the potato curves showing changes in the coercive force of the sintered magnets according to the first heat treatment temperature were fixed at 850 ° C., 880 ° C., and 910 ° C., respectively, As shown.
실험에 따라 [표 1]을 작성하고 이를 그래프로 나타내면, 도 6과 같이, 코팅된 소결자석에 대해 1차 열처리 한 후 코팅 용액의 성분별 온도에 따른 소결자석의 보자력 변화를 나타내는 감자곡선이 생성된다. As shown in FIG. 6, when a coated sintered magnet is subjected to a first heat treatment, a potato curve showing the change in coercive force of the sintered magnet according to the temperature of each component of the coating solution is generated do.
도 5을 참조하면, 제1열처리 단계(S141)를 880℃에서 실시했을 때 가장 우수한 보자력을 얻을 수 있었다. 또한, 880℃에서 열처리한 소결자석에 대해, 비교예1의 코팅 용액을 첨가한 후 열처리 시에는 3.0 kOe의 보자력이 측정되었고, 실시예1의 코팅 용액을 첨가한 후 열처리 시에는 3.8 kOe의 보자력이 측정되었으며, 실시예2의 코팅 용액을 첨가한 후 열처리 시에는 4.7 kOe의 보자력이 측정되었다. 이는, 비교예1의 코팅 용액, 즉, 융점강하원소를 첨가하지 않은 경우 보다 실시예 1과 실시예 2와 같이 융점강하원소를 첨가한 경우에 보자력이 더욱 증가하는 것을 알 수 있다. 특히, 실시예1보다 실시예2의 코팅 용액, 즉, 구리보다 알루미늄을 첨가하였을 때 보자력이 더욱 증가하는 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 5, when the first heat treatment step (S141) was performed at 880 DEG C, the best coercive force was obtained. The coercive force of 3.0 kOe was measured during the heat treatment after the coating solution of Comparative Example 1 was added to the sintered magnet subjected to the heat treatment at 880 ° C and the coercive force of 3.8 kOe during the heat treatment after the coating solution of Example 1 was added. And a coercive force of 4.7 kOe was measured at the time of heat treatment after the coating solution of Example 2 was added. It can be seen that the coercive force is further increased when the melting point reducing element is added as in the case of Example 1 and Example 2, as compared with the case where the coating solution of Comparative Example 1, that is, the melting point lowering element is not added. In particular, it can be seen that the coercive force is further increased when aluminum is added to the coating solution of Example 2, that is, copper, than that of Example 1.
또한, 코팅된 소결자석에 대해서 1차 열처리 온도를 달리 하여 실험하였을 때, 1차 열처리 온도는 880℃에서 실시하는 것이 850℃ 또는 910℃에서 실시하는 것보다 더 큰 보자력을 얻을 수 있었다. 또한, 융점강하원소를 첨가 시에(실시예1 및 2) 보자력이 융점강하원소 미첨가 시(비교예1) 보다 증가한 것은, 열처리 시에 융점강하원소 분말이 Nd-rich상의 융점을 낮춰주는 역할을 하여, 중희토류 원소를 소결자석 분말의 표면에 확산시킨 것으로 판단된다.Also, when the coated sintered magnet was tested at a different first heat treatment temperature, the first heat treatment temperature was 880 ° C, which was larger than that at 850 ° C or 910 ° C. The reason why the coercive force is increased when the melting point lowering element is added (Examples 1 and 2) than when the melting point lowering element is not added (Comparative Example 1) is that the melting point lowering element powder lowers the melting point of the Nd- And it is judged that the heavy rare earth element is diffused on the surface of the sintered magnet powder.
도 6을 통해, 실시예1, 실시예2 및 비교예1의 코팅 용액 즉, 코팅 용액의 성분이 각기 다른 세가지 조건에서의 입계확산시킨 소결자석을 매핑한 이미지를 볼 수 있다. 이를 통해, 각기 다른 세 가지 조건에서의 디스프로슘(Dy)의 확산 깊이를 알 수 있다. 구체적으로, 비교예1의 코팅 용액의 경우 디스프로슘(Dy)의 확산 깊이가 약 90μm이며, 실시예1의 코팅 용액의 경우 이보다 조금 더 향상된 150μm이고, 디스프로슘(Dy)의 확산 깊이가 증가하면서 보자력이 증가하였고 이는 앞서 언급된 [표 1]과 일치되는 결과이다. 특히, 실시예2의 코팅 용액의 경우에는 확산 깊이가 525μm로 비교예1의 경우보다 약 6배 정도 향상된 깊이를 보였다.6, an image obtained by mapping the sintered magnets intergranularly diffused under the three different conditions of the components of the coating solution of Example 1, Example 2 and Comparative Example 1, that is, the coating solution, can be seen. This reveals the diffusion depth of dysprosium (Dy) under three different conditions. Specifically, in the case of the coating solution of Comparative Example 1, the diffusion depth of dysprosium (Dy) is about 90 m, the coating solution of Example 1 is 150 m, which is slightly more improved, and the coercive force This is in agreement with the above-mentioned [Table 1]. Particularly, in the case of the coating solution of Example 2, the depth of diffusion was 525 탆, which is about 6 times higher than that of Comparative Example 1.
도 7을 참조하면, 실시예1 및 실시예2의 코팅 용액을 첨가한 소결자석의 내부 미세구조가 나타난 고배율 이미지를 볼 수 있다. 이와 같이, 구리 분말의 첨가 및 알루미늄 분말의 첨가에 있어서, 이러한 효과가 서로 다른 차이를 보이는 것은 앞서 설명한 도 6과 같이, 소결자석 내에서 서로 다른 확산 거동을 보이기 때문인데 구리의 경우 주상과의 용해도가 없어 디스프로슘(Dy)을 주상으로 확산시키기 어려움이 있었지만, 알루미늄의 경우 주상과의 용해도가 있기 때문에 디스프로슘(Dy)이 자석 내부로 확산되는 것에 기여하면서 주상의 외곽부분까지 디스프로슘(Dy)을 확산시켜주어 core-shell type 구조를 형성시키기 때문인 것으로 판단된다. Referring to FIG. 7, a high magnification image showing the internal microstructure of the sintered magnet to which the coating solutions of Examples 1 and 2 are added can be seen. As described above, when the copper powder is added and the aluminum powder is added, the effects are different from each other because the diffusion behavior differs in the sintered magnet as shown in Fig. 6 described above. In the case of copper, It is difficult to diffuse dysprosium (Dy) into the main phase. In the case of aluminum, since dysprosium (Dy) diffuses into the magnet due to solubility with the main phase, dysprosium (Dy) diffuses to the outer periphery of the main phase And the core-shell type structure is formed.
즉, 도 8에 나타난 그래프와 같이, 구리 분말과 알루미늄 분말이 소결자석 내에서 서로 다른 확산 깊이를 갖게 된 까닭은, 구리는 1차 열처리 온도 내에서 고체상으로 존재하나, 알루미늄은 경우 1차 열처리 온도 내에서 액체상으로 존재하기 때문이다. 구체적으로, 알루미늄의 경우 1차 열처리 온도 내에서 액체상으로 존재하면서 Nd-rich상과 더욱 활발하게 반응하여 디스프로슘(Dy)을 자석 내부로 더욱 깊게 확산되도록 조력하나, 구리의 경우 1차 열처리 온도 내에서 고체상으로 존재하기 때문에 디스프로슘(Dy)의 확산을 크게 돕지 못한다. That is, as shown in the graph of FIG. 8, the copper powder and the aluminum powder have different diffusion depths in the sintered magnet because the copper exists in a solid phase within the primary heat treatment temperature, but aluminum has a primary heat treatment temperature In a liquid phase. Specifically, in the case of aluminum, it is present in the liquid phase within the first heat treatment temperature and reacts more actively with the Nd-rich phase to help dysprosium (Dy) diffuse deeper into the magnet. In the case of copper, It does not greatly assist in the diffusion of dysprosium (Dy) because it exists in a solid phase.
따라서, 구리 또는 알루미늄 등과 같은 융점강하원소를 첨가함으로써, 중희토류 원소는 결정립계를 따라 소결자석 내부로 균일하게 확산시켜 자기이방성이 높은 층으로 강자성 결정립이 둘러싸이게 함으로써 확산깊이가 깊어 보자력이 향상될 수 있다. 이때, 실시예1보다는 실시예2 즉, 구리보다는 알루미늄을 첨가하는 경우에 완전 치밀화된 자석의 내부까지 깊게 디스프로슘(Dy)를 확산시키게 됨에 따라 큰 보자력을 얻을 수 있다. Therefore, by adding a melting point lowering element such as copper or aluminum, the heavy rare earth element is uniformly diffused into the sintered magnet along the grain boundaries, and the ferromagnetic crystal grains are surrounded by the layer having high magnetic anisotropy, have. At this time, in the case of Example 2, that is, in the case where aluminum is added rather than copper in Example 1, dysprosium Dy is deeply diffused to the inside of the completely densified magnet so that a large coercive force can be obtained.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예들에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, Modification is possible. Accordingly, the spirit of the present invention should be understood only in accordance with the claims set forth below, and all of its equivalents or equivalent variations fall within the scope of the present invention.
Claims (6)
중희토류 분말 및 융점강하원소 분말을 용매에 혼합하여 제조된 코팅 용액으로 상기 생성된 소결자석의 표면을 코팅하는 단계; 및
상기 코팅된 소결자석에 대해 열처리를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 융점강하원소를 이용한 희토류 소결자석의 제조방법.
Heating the R-Fe-B based magnet powder (where R 'is a combination of rare earth elements or rare earth elements) to a preset temperature to produce a sintered magnet;
Coating a surface of the resultant sintered magnet with a coating solution prepared by mixing a heavy rare earth powder and a melting point lowering element powder into a solvent; And
And performing heat treatment on the coated sintered magnet. The method for manufacturing a rare earth sintered magnet according to claim 1,
상기 융점강하원소 분말은, 구리 분말 또는 알루미늄 분말로 제공되는 것을 특징으로 하는 융점강하원소를 이용한 희토류 소결자석의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the melting point lowering element powder is provided as copper powder or aluminum powder.
상기 코팅 용액에서, 상기 중희토류 분말은 DyH2 분말이고, 상기 융점강하원소 분말은 구리 분말 또는 알루미늄 분말로 제공되고,
상기 코팅 단계는, 상기 소결자석을 상기 코팅 용액에 담근 후 꺼내어 건조시키는 것을 특징으로 하는 융점강하원소를 이용한 희토류 소결자석의 제조방법.
3. The method of claim 2,
In the coating solution, the heavy rare earth powder was DyH 2 And the melting point lowering element powder is provided as a copper powder or an aluminum powder,
Wherein the coating step comprises immersing the sintered magnet in the coating solution, and then removing the sintered magnet and drying the sintered magnet.
상기 코팅 용액은,
상기 코팅 용액은 전체 중량에 대하여 상기 중희토류 분말 20 내지 60 중량% 및 상기 구리 분말 3 내지 6 중량% 또는 상기 알루미늄 분말 3 내지 6 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 융점강하원소를 이용한 희토류 소결자석의 제조방법.
The method according to claim 1,
The coating solution may contain,
Wherein the coating solution comprises 20 to 60 wt% of the heavy rare earth powder and 3 to 6 wt% of the copper powder or 3 to 6 wt% of the aluminum powder based on the total weight of the rare earth sintered magnet ≪ / RTI >
상기 열처리 단계는,
790 내지 910℃ 범위의 제1 열처리 온도에서 열처리를 수행하는 제1 열처리 단계; 및
상기 제1 열처리 단계 후에 450 내지 550℃ 범위의 제2 열처리 온도에서 열처리를 수행하는 제2 열처리 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 융점강하원소를 이용한 희토류 소결자석의 제조방법.
The method according to claim 1,
The heat treatment step may include:
A first heat treatment step of performing a heat treatment at a first heat treatment temperature in a range of 790 to 910 占 폚; And
And a second heat treatment step of performing a heat treatment at a second heat treatment temperature in a range of 450 to 550 ° C after the first heat treatment step.
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