KR20170071333A - 플레이크형 입자 비정질 분말제조장치 및 그 분말제조방법 - Google Patents

플레이크형 입자 비정질 분말제조장치 및 그 분말제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20170071333A
KR20170071333A KR1020150179543A KR20150179543A KR20170071333A KR 20170071333 A KR20170071333 A KR 20170071333A KR 1020150179543 A KR1020150179543 A KR 1020150179543A KR 20150179543 A KR20150179543 A KR 20150179543A KR 20170071333 A KR20170071333 A KR 20170071333A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
powder
amorphous
molten steel
amorphous powder
cooling
Prior art date
Application number
KR1020150179543A
Other languages
English (en)
Inventor
남궁정
도병무
김용찬
Original Assignee
재단법인 포항산업과학연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 재단법인 포항산업과학연구원 filed Critical 재단법인 포항산업과학연구원
Priority to KR1020150179543A priority Critical patent/KR20170071333A/ko
Publication of KR20170071333A publication Critical patent/KR20170071333A/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/002Making metallic powder or suspensions thereof amorphous or microcrystalline
    • B22F1/0055
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/10Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying using centrifugal force

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Abstract

연자기 특성이 우수한 비정질 합금 용탕으로부터 분말 분쇄공정을 생략하고 급냉응고 과정에서 직접 플레이크 입자형 분말을 비정질 상 형태로 제조할 수 있도록 용강을 수용하면서 그 외주면에 유도코일이 감겨진 도가니; 상기 도가니의 하부에 설치되어 용강의 냉각을 통해 제조되는 플레이크형 비정질 금속분말을 수용하는 챔버; 상기 도가니의 하단부에 설치되어 용강을 상기 챔버로 분사할 수 있도록 된 노즐; 및 상기 노즐에서 분사된 용강을 급속 냉각시켜 플레이크형 비정질 금속분말을 제조하는 급속 응고부를 포함하는 플레이크형 입자 비정질 분말제조장치 및 그 분말제조방법을 제공한다.

Description

플레이크형 입자 비정질 분말제조장치 및 그 분말제조방법{APPARATUS FOR AMORPHOUS ALLOY POWDER WITH A FLAKE SHAPE PARTICLES AND THIS METHOD}
연자성 특성을 가지는 비정질 분말을 플레이크형 입자를 가지는 분말로 제조하는 플레이크형 입자 비정질 분말제조장치 및 그 분말제조방법을 개시한다.
일반 금속분말과 같이 플레이크 입자형상의 분말은 분무법, 기계적 파쇄법 및 화학법으로 제조된 구형, 각형, 스본지형 금속분말을 장시간 볼밀 분쇄 가공하거나, 리본형태의 박판을 형성 한 다음, 기계적인 분쇄방법으로 플레이크 입자형상의 분말을 제조하였다.
즉, 플레이크형 비정질 분말을 제조하는 종래의 발명으로 공개특허 10-2006-0124480호에 개시된 고주파 진공 유도 용해법(vacuum induction melting)에 따라 필요한 조성의 합금을 제조하고, 이를 급냉 응고시켜 비정질 분말로 제조한다.
급속 응고에는 수 분무 (water atomization), 가스 분무 (gas atomization), 원심 분무 (centrifugal atomization), 또는 멜트 스피닝 (melt spinning)후 분쇄 등의 방법을 이용할 수 있다.
이렇게 제조된 분말에 대하여 입자를 플레이크 형상으로 말들 목적으로 고에너지 밀을 이용하여 비정질분말의 형상을 변화시켜 비정질 분말 플레이크를 분말을 얻는다.
그리고, 또 다른 비정질 플레이크형 입자 분말제조방법으로 공개특허 10-2009-0057752호에서 제안하는 방법은, 비정질 합금 Fe-Si-B를 제조하는데 출발 물질로써 Fe-B를 모합금으로 하고, 여기에 조성비에 맞도록 전해철(Fe)과 Si를 배합하여, 용융로에서 함께 녹인 후 Fe79(Si,B)21 조성의 잉곳을 제작한다.
이어서, 고주파 유도로에 상기 잉곳을 장입한 후 고주파 유도로에 전원을 인가하여 고주파 에너지를 잉곳에 부가함으로써 잉곳을 완전히 녹였다. 그 다음으로, 노즐을 통해 고속으로 회전하는 냉각 롤 에 고온의 용융된 상기 조성의 금속을 분사하여 평균 두께가 0.02mm의 두께를 갖는 비정질 합금 리본을 제조한다.
제조된 비정질 리본을 해머밀로 조분쇄 다각형 분말로 1차 제조한다. 해머밀을 통하여 제조된 비정질 분말은 편상화를 위해 볼밀공정을 통하여 크기 100μm이하, 두께 1μm크기의 분말로 제조하는 것이다.
고에너지 밀을 이용한 비정질 분말의 플레이크화에는 볼 밀(ball mill) 또는 아트리션밀(attrition mill) 등을 사용하여 건식 또는 습식으로 하는 것을 제안하고 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 기술은 1차적으로 일반적인 분말제조법에 의하여 플레이크가 아닌 구형, 각형, 불규칙형 입자형상의 분말 및 리본의 형태로 제조된 후, 고에너지 볼밀 등에 의하여 장시간 가공에 의하여 플레이크 형상의 분말이 얻어지는 것이다. 이러한 공정과정에서 비정질상이 가지는 높은 탄성, 변형량이 적은 특성, 고강도, 고경도 물리적인 특성을 가지므로 형상변형이 쉽지 않은 문제점이 있다.
연자기 특성이 우수한 비정질 합금 용탕으로부터 분말 분쇄공정을 생략하고 급냉응고 과정에서 직접 플레이크 입자형 분말을 비정질 상 형태로 제조할 수 있도록 된 플레이크형 입자 비정질 분말제조장치 및 그 분말제조방법을 제공한다.
플레이크형 입자 비정질 분말제조장치는, 용강을 수용하면서 그 외주면에 유도코일이 감겨진 도가니; 상기 도가니의 하부에 설치되어 용강의 냉각을 통해 제조되는 플레이크형 비정질 금속분말을 수용하는 챔버; 상기 도가니의 하단부에 설치되어 용강을 상기 챔버로 분사할 수 있도록 된 노즐; 및 상기 노즐에서 분사된 용강을 급속 냉각시켜 플레이크형 비정질 금속분말을 제조하는 급속 응고부를 포함한다.
상기 도가니는 그 중앙부에 수직방향으로 설치되어 상기 노즐을 개폐할 수 있도록 된 스토퍼를 더 포함한다.
상기 스토퍼는 승하강 가능하게 설치되어 상기 노즐의 입구를 막아주거나 개방함으로써 노즐을 통한 용강의 분사를 제어할 수 있다.
상기 급속 응고부는 상기 노즐의 하부에 설치되어 회전을 통해 용강을 분산 및 냉각시키는 냉각드럼과 이 냉각드럼의 내측에 설치되어 용강과 접촉되면서 용강을 급속 냉각시키는 냉각 디스크를 포함한다.
상기 냉각 디스크는 그 하부에 회전축이 설치되어 이 회전축의 회전 및 승하강 작동을 통해 상기 냉각드럼 내부에서 회전 및 승하강할 수 있는 구조이다.
플레이크형 입자 비정질 분말제조방법은, 용강 분사 및 용강의 급속 응고를 통해 비정질 분말을 제조하는 단계; 가스 분무와 수 분무 및 볼 밀을 이용하여 판상의 입자형상을 가지는 결정질 분말을 제조하는 단계; 비정질 분말에 상대적으로 소량 투입되는 결정질 분말이 균일하게 혼합되도록 하는 단계; 및 비정질 분말과 결정질 분말의 혼합 분말을 코어 형상으로 가압 성형하여 비정질 분말 코어를 제조하는 단계를 포함한다.
상기 가압 성형된 코어의 외관을 피복 코팅처리하는 후처리 공정 단계를 더 포함한다.
상기 비정질 분말 제조단계에서 가스 분무법과 냉각수 급냉에 의해 구형의 비정질 분말이 제조된다.
상기 비정질 분말 제조단계에서 비정질 분말의 입자표면에 금속산화물 층을 0.1 ~ 10㎛ 두께 범위로 형성한다.
상기 비정질 분말은 연자기 특성을 갖는다.
상기 비정질 분말은 구형 또는 유사 구형으로 제조되면서 그 분말 입자의 크기는 10 ~ 150㎛ 범위를 갖는다.
상기 결정질 분말 제조단계에서 상기 결정질 분말은 연자기 특성을 나타내는 강자성 원소이거나 강자성 원소들로 구성된 합금분말로 제조된다.
상기 결정질 분말은 산화 피막이 형성되고, 상기 산화 피막의 두께는 10㎛ 이하의 범위를 갖는다.
상기 결정질 분말은 그 입자 두께와 길이 또는 폭의 비율을 나타내는 각형비가 1.1 ~ 5의 범위를 갖는다.
상기 비정질 분말과 결정질 분말의 혼합단계에서 혼합시 비정질 분말의 중량 분율이 50 ~ 90%의 범위를 갖는다.
상기 비정질 분말의 코어 제조단계에서 분말의 압축 성형시 성형 금형 및 분말의 온도를 상온에서 실시하거나 상온 보다 높은 50 ~ 300℃ 범위로 예열하여 실시할 수 있다.
본 장치에 따르면, 비정질 분말분말과 전연성과 연자기 특성이 있는 결정질 분말을 부분적으로 혼합하여 비정질 분말코아 성형방법은 연자기 특성이 우수한 비정질 합금고유의 성질을 유지하고, 비정질 분말코아의 성형성이 좋지 않은 문제로부터 자유롭게 분말 및 몰드의 예열이 필요없이 상온에서 압축 성형하여 고강도의 비정질 분말코아를 제작할 수 있다.
또한, 일반 금속 분말코아에서 필수적으로 실시하는 분말입자의 절연코팅을 위하여 유기물 또는 무기물 같은 절연코팅물질을 혼합하거나, 분말의 압축 성형 후 입자들에 축적된 응력제거를 위하여 별도의 후공정 열처리를 하지 않아도 되기 때문에 공정 축소가 가능하다.
도 1은 본 실시예에 따른 플레이크형 입자 비정질 분말제조장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 플레이크형 입자 비정질 분말제조방법의 단계별 과정을 도시한 흐름도이다.
이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 “포함하는”의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 이에, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 실시예에 따른 플레이크형 입자 비정질 분말제조장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 전자파 흡수제 제조용 및 일반 도료용 혼합 비정질 프레이크 입자 형상의 분말을 분쇄공정을 생략하고 급냉응고 과정에서 직접 플레이크 입자형 분말을 비정질 상태로 제조할 수 있는 분말제조장치를 개시한다.
상기 플레이크형 입자 비정질 분말제조장치는 크게 도가니(10)와 챔버(20)와 노즐(30) 및 급속 응고부(40)로 구성되어 용강(A)을 급속 냉각함으로써 플레이크형 비정질 금속분말(B)을 제조한다.
즉, 상기 플레이크형 입자 비정질 분말제조장치의 도가니(10)는 용강(A)을 수용하면서 그 외주면에 유도코일(11)이 감겨지고, 상기 챔버(20)는 상기 도가니(10)의 하부에 설치되어 용강(A)의 냉각을 통해 제조되는 플레이크형 비정질 금속분말(B)을 수용한다.
또한, 상기 노즐(30)은 상기 도가니(10)의 하단부에 설치되어 용강(A)을 상기 챔버(20)로 분사할 수 있고, 상기 급속 응고부(40)는 상기 노즐(30)에서 분사된 용강(A)을 급속 냉각시켜 플레이크형 비정질 금속분말(B)을 제조한다.
여기서, 상기의 구조로 이루어진 플레이크형 입자 비정질 분말제조장치는 상기 도가니(10)에 담겨진 용강(A)을 노즐(30)을 통해 상기 급속 응고부(40)로 분사함으로써 용강(A)이 급속 냉각됨으로써 플레이크형 비정질 금속분말(B)을 제조하게 된다.
상기 플레이크형 비정질 금속분말(B)은 비정질 합금이 가지는 고유의 연자기 특성을 유지하면서 연자성 비정질 분말 코어의 성형성을 확보할 수 있다.
그리고, 상기 도가니(10)는 그 중앙부에 수직방향으로 설치되어 상기 노즐(30)을 개폐할 수 있도록 된 스토퍼(50)를 더 포함하고, 상기 스토퍼(50)는 승하강 가능하게 설치되어 상기 노즐(30)의 입구를 막아주거나 개방함으로써 노즐(30)을 통한 용강(A)의 분사를 제어할 수 있다.
상기 스토퍼(50)의 승하강을 통해 노즐(30)이 개폐됨으로써 용강(A)을 상기 급속 응고부(40)로 분사할 수 있고, 상기 스토퍼(50)의 작동으로 인한 상기 노즐(30)의 개폐량을 제어함으로써 분사되는 용강(A)의 양을 제어할 수 있다.
한편, 상기 플레이크형 입자 비정질 분말제조장치의 상기 급속 응고부(40)는 상기 노즐(30)의 하부에 설치되어 회전을 통해 용강(A)을 분산 및 냉각시키는 냉각드럼(41)과 이 냉각드럼(41)의 내측에 설치되어 용강(A)과 접촉되면서 용강(A)을 급속 냉각시키는 냉각 디스크(42)를 포함할 수 있다.
상기 냉각 디스크(42)는 그 하부에 회전축(42a)이 설치되어 이 회전축(42a)의 회전 및 승하강 작동을 통해 상기 냉각드럼(41) 내부에서 회전 및 승하강할 수 있는 구조이다.
즉, 상기 냉각드럼(41)은 회전을 통해 공급되는 용강(A)을 분산되게 함으로써 플레이크형 비정질 금속분말(B)을 제조할 수 있고, 상기 냉각 디스크(42)는 회전축(42a)을 통해 회전되거나 승하강됨으로써 보다 효과적으로 용강(A)을 플레이크형 비정질 금속분말(B)로 제조할 수 있다.
도 2는 본 실시예에 따른 플레이크형 입자 비정질 분말제조방법의 단계별 과정을 도시한 흐름도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 플레이크형 입자 비정질 분말제조방법은, 용강 분사 및 용강의 급속 응고를 통해 비정질 분말을 제조하는 단계(S1); 가스 분무와 수 분무 및 볼 밀을 이용하여 판상의 입자형상을 가지는 결정질 분말을 제조하는 단계(S2); 비정질 분말에 상대적으로 소량 투입되는 결정질 분말이 균일하게 혼합되도록 하는 단계(S3); 및 비정질 분말과 결정질 분말의 혼합 분말을 코어 형상으로 가압 성형하여 비정질 분말 코어를 제조하는 단계(S4)를 포함한다.
또한, 상기 가압 성형된 코어의 외관을 피복 코팅처리하는 후처리 공정 단계(S5)를 더 포함할 수 있다.
즉, 비정질 분말 제조단계(S1)와 결정질 분말 제조단계(S2)와 비정질 분말과 결정질 분말 혼합단계(S3)와 비정질 분말 코어 제조단계(S4) 및 후처리 공정단계(S5)를 거치면서 플레이크형 입자 비정질 분말을 제조하고, 이 금속분말을 가압 및 성형함으로써 비정질 분말 코어를 제조할 수 있으며, 성형된 코어의 외관 피복에 코팅처리를 함으로써 공정을 마무리한다.
그리고, 상기 비정질 분말 제조단계(S1)에서 가스 분무법과 냉각수 급냉에 의해 구형의 비정질 분말이 제조되고, 상기 비정질 분말 제조단계(S1)에서 비정질 분말의 입자표면에 금속산화물 층을 0.1 ~ 10㎛ 두께 범위로 형성하며, 상기 비정질 분말은 연자기 특성을 갖는다.
상기 비정질 분말 제조단계(S1)에서는 분말입자 표면에 분말합금조성으로 구성된 금속원소가 산화되어 산화피막이 0.1~10㎛ 두께로 형성되게 한다. 산화 피막의 두께가 0.1㎛ 이하이면 절연효과가 미약하며 10㎛ 이상이 되면 산화피막이 견고하지 못하여 부스러지거나 비자성 물질의 증가에 의하여 분말 코아 전체의 연자기 특성이 저하될 수 있다. 보다 적정한 산화 피막의 두께는 2~5 ㎛이 바람직하다.
상기 비정질 합금분말의 합금계는 Fe-Si-B, Fe-Si-B-C, Fe-Si-B-Nb-Cu, Fe-Si-B-P-Cu, Ni-Fe-Si-B, Co-Fe-Si-B 연자기 특성 및 비정질 형성능이 우수한 Fe계, Ni계, Co계 비정질 합금계로 3원계, 4원계, 5원계, 6원계 범위에서 공히 통용될 수 있다.
또한, 상기 비정질 분말은 구형 또는 유사 구형으로 제조되면서 그 분말 입자의 크기는 10 ~ 150㎛ 범위를 갖는다.
상기 비정질 분말의 입자형상은 각형, 편상, 불규칙형, 구형들 모두 적용할 수 있으나 구형이나 유사구형입자 형상을 분말의 크기는 10~150㎛ 범위에서 적용하는 것으로 하나 보다 적합하게는 30~70um크기 수준에서 적용할 것을 권장한다. 비정질 분말 크기가 10㎛ 이내로 작으면 연자기 특성이 열위하고 분말크기가 150㎛ 이상이 되면 비정질 분말의 충진율 및 성형성이 열위해지기 때문이다.
한편, 상기 결정질 분말 제조단계(S2)에서 상기 결정질 분말은 연자기 특성을 나타내는 강자성 원소이거나 강자성 원소들로 구성된 합금분말로 제조된다.
상기 결정질 분말은 산화 피막이 형성되고, 상기 산화 피막의 두께는 10㎛ 이하의 범위를 갖으며, 상기 결정질 분말은 그 입자 두께와 길이 또는 폭의 비율을 나타내는 각형비가 1.1 ~ 5의 범위를 갖는다.
상기 결정질 분말입자 표면의 산화 피막은 있거나, 없거나 무방하다. 산화 피막이 있게 하는 경우는 상술한 바와 같이 산화 피막의 두께가 10㎛ 이상이 넘지 않도록 한다.
결정질 분말의 입형은 별도로 한정하지는 않지만 비정질 분말입자들과의 접촉 면적과 압축성형공정에서 분말 입자들 사이에서 쉽게 변형되어 기계적 결합력을 좋게 하기 위하여 구형분말 및 각형 분말입자에 비하여 형상비가 입자두께와 길이 또는 폭의 비율이 1.1~5 정도의 편상형 또는 침상, 봉상형 분말입자가 되게 한다.
상기 분말 입자의 각형비가 1.1 이하는 접촉면적 증가 및 변형에 효과가 미약하며 각형비 5 이상이면 성형공정에서 혼합된 결정질 분말입자들이 유동성을 방해하여 충진성을 저하시킨다.
보다 적합하게는 결정질 분말의 각형비는 1.5 ~ 3 정도가 바람직하다. 결정질 분말의 입자크기는 혼합되는 비정질 분말 입자크기에 범위에 상응하도록 적용하는 것으로 한다.
상기 결정질 분말의 합금은 연자기 특성이 우수한 Fe-Ni계, Fe-Al계, Fe-Si계, Fe-Co계 등 강자성 2원계 합금 및 이들 2원계 합금에 제 3원소, 4원소로서, Mo, Cr, Mn, Zr, V, Y, N, Cu등의 원소를 첨가한 합금계을 적용할 수 있으며 Fe, Ni, Co 등 단일원소 강자성 금속재료분말도 적용할 수 있다.
또한, 합금 분말입자들에서 분말제조공정에서 발생한 가공, 잔류응력을 최소화 하도록 충분한 재결정화 풀림(어닐링) 열처리를 실시한 상태로 적용하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 비정질 분말과 결정질 분말의 혼합단계(S3)에서 혼합시 비정질 분말의 중량 분율이 50 ~ 90%의 범위를 갖는다.
분말 코어 성형전에 비정질 분말과 결정질 분말을 혼합할 때 혼합비는 중량비로 9.9:0.1 ~0.1:9.9의 범위에서 실시한다. 보다 적합하게는 비정질 분말의 중량 분율이 50 ~ 90% 범위로 적용하는 것이 바람직하다.
비정질 분말의 중량비율이 99% 이상 높으면 성형성이 미약하며, 결정질 분말의 중량분율이 99% 이상 높으면 비정질 분말의 고유 특성이 미약하고 일반 결정질 금속 분말 코어와 같이 별도의 분말입자간 절연피막처리를 하여야 한다.
또한, 상기 비정질 분말의 코어 제조단계(S4)에서 분말의 압축 성형시 성형 금형 및 분말의 온도를 상온에서 실시하거나 상온 보다 높은 50 ~ 300℃ 범위로 예열하여 실시할 수 있다.
상기 비정질 분말과 결정질 분말을 균일하게 혼합하여 압축성형하는 단계(S4)에서는 결정질 분말은 분말입자들 사이에서 소성변형되어 기계적 결합력을 발생시키고, 비정질 분말은 변형이 없고 비정질 표면에 형성된 금속산화피막도 부스러져 주변을 이탈하여 다른 입자들 범위까지 흩어지지 않도록 적정 인가압력 범위에서 성형하여 연자기 특성이 우수한 비정질 분말의 고유 특성을 유지한 금속 분말 코어를 제조한다.
압축성형할 때의 성형 금형 및 분말의 온도는 상온범위에서 실시하는 것으로 하며, 금형 및 분말의 온도를 상온보다 높은 온도인 50 ~ 300oC 범위로 예열하여 실시해도 무방하다. 이후 성형된 분말 코어의 열처리는 생략할 수 있으며, 비정질 분말의 결정화 온도 이하에서 열처리를 실시하여도 무방하며 분말 코어의 피복처리는 약속된 조건과 일반적인 방법을 따른다.
따라서, 비정질 분말분말과 전연성과 연자기 특성이 있는 결정질 분말을 부분적으로 혼합하여 비정질 분말코아 성형방법은 연자기 특성이 우수한 비정질 합금고유의 성질을 유지하고, 비정질 분말코아의 성형성이 좋지 않은 문제로부터 자유롭게 분말 및 몰드의 예열이 필요없이 상온에서 압축 성형하여 고강도의 비정질 분말코아를 제작할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.
10 : 도가니 11 : 유도코일
20 : 챔버 30 : 노즐
40 : 급속 응고부 41 : 냉각드럼
42 : 냉각 디스크 42a : 회전축
50 : 스토퍼 A : 용강
B : 플레이크형 비정질 금속분말

Claims (16)

  1. 용강을 수용하면서 그 외주면에 유도코일이 감겨진 도가니;
    상기 도가니의 하부에 설치되어 용강의 냉각을 통해 제조되는 플레이크형 비정질 금속분말을 수용하는 챔버;
    상기 도가니의 하단부에 설치되어 용강을 상기 챔버로 분사할 수 있도록 된 노즐; 및
    상기 노즐에서 분사된 용강을 급속 냉각시켜 플레이크형 비정질 금속분말을 제조하는 급속 응고부를 포함하는 플레이크형 입자 비정질 분말제조장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 도가니는 그 중앙부에 수직방향으로 설치되어 상기 노즐을 개폐할 수 있도록 된 스토퍼를 더 포함하는 플레이크형 입자 비정질 분말제조장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 스토퍼는 승하강 가능하게 설치되어 상기 노즐의 입구를 막아주거나 개방함으로써 노즐을 통한 용강의 분사를 제어하는 플레이크형 입자 비정질 분말제조장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 급속 응고부는 상기 노즐의 하부에 설치되어 회전을 통해 용강을 분산 및 냉각시키는 냉각드럼과, 이 냉각드럼의 내측에 설치되어 용강과 접촉되면서 용강을 급속 냉각시키는 냉각 디스크를 포함하는 플레이크형 입자 비정질 분말제조장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 냉각 디스크는 그 하부에 회전축이 설치되어 이 회전축의 회전 및 승하강 작동을 통해 상기 냉각드럼 내부에서 회전 및 승하강할 수 있는 구조의 플레이크형 입자 비정질 분말제조장치.
  6. 용강 분사 및 용강의 급속 응고를 통해 비정질 분말을 제조하는 단계(S1);
    가스 분무와 수 분무 및 볼 밀을 이용하여 판상의 입자형상을 가지는 결정질 분말을 제조하는 단계(S2);
    비정질 분말에 상대적으로 소량 투입되는 결정질 분말이 균일하게 혼합되도록 하는 단계(S3); 및
    비정질 분말과 결정질 분말의 혼합 분말을 코어 형상으로 가압 성형하여 비정질 분말 코어를 제조하는 단계(S4)를 포함하는 플레이크형 입자 비정질 분말제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 가압 성형된 코어의 외관을 피복 코팅처리하는 후처리 공정 단계(S5)를 더 포함하는 플레이크형 입자 비정질 분말제조방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 비정질 분말 제조단계(S1)에서 가스 분무법과 냉각수 급냉에 의해 구형의 비정질 분말이 제조되는 플레이크형 입자 비정질 분말제조방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 비정질 분말 제조단계(S1)에서 비정질 분말의 입자표면에 금속산화물 층을 0.1 ~ 10㎛ 두께 범위로 형성하는 플레이크형 입자 비정질 분말제조방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 비정질 분말은 연자기 특성을 갖는 플레이크형 입자 비정질 분말제조방법.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 비정질 분말은 구형 또는 유사 구형으로 제조되면서 그 분말 입자의 크기는 10 ~ 150㎛ 범위를 갖는 플레이크형 입자 비정질 분말제조방법.
  12. 제 6 항에 있어서,
    상기 결정질 분말 제조단계(S2)에서 상기 결정질 분말은 연자기 특성을 나타내는 강자성 원소이거나 강자성 원소들로 구성된 합금분말로 제조되는 플레이크형 입자 비정질 분말제조방법.
  13. 제 6 항에 있어서,
    상기 결정질 분말은 산화 피막이 형성되고, 상기 산화 피막의 두께는 10㎛ 이하의 범위를 갖는 플레이크형 입자 비정질 분말제조방법.
  14. 제 6 항에 있어서,
    상기 결정질 분말은 그 입자 두께와 길이 또는 폭의 비율을 나타내는 각형비가 1.1 ~ 5의 범위를 갖는 플레이크형 입자 비정질 분말제조방법.
  15. 제 6 항에 있어서,
    상기 비정질 분말과 결정질 분말의 혼합단계(S3)에서 혼합시 비정질 분말의 중량 분율이 50 ~ 90%의 범위를 갖는 플레이크형 입자 비정질 분말제조방법.
  16. 제 6 항에 있어서,
    상기 비정질 분말의 코어 제조단계(S4)에서 분말의 압축 성형시 성형 금형 및 분말의 온도를 상온에서 실시하거나 상온 보다 높은 50 ~ 300℃ 범위로 예열하여 실시할 수 있는 플레이크형 입자 비정질 분말제조방법.
KR1020150179543A 2015-12-15 2015-12-15 플레이크형 입자 비정질 분말제조장치 및 그 분말제조방법 KR20170071333A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150179543A KR20170071333A (ko) 2015-12-15 2015-12-15 플레이크형 입자 비정질 분말제조장치 및 그 분말제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150179543A KR20170071333A (ko) 2015-12-15 2015-12-15 플레이크형 입자 비정질 분말제조장치 및 그 분말제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170071333A true KR20170071333A (ko) 2017-06-23

Family

ID=59283509

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150179543A KR20170071333A (ko) 2015-12-15 2015-12-15 플레이크형 입자 비정질 분말제조장치 및 그 분말제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20170071333A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111230133A (zh) * 2020-03-31 2020-06-05 四川科匠轻金属材料科技有限公司 一种快速凝固金属粉末的生产设备以及生产方法
KR20220073637A (ko) * 2020-11-26 2022-06-03 주식회사 이엠엘 고순도 Mo계 합금 분말 및 타겟 제조방법
CN116586620A (zh) * 2023-07-07 2023-08-15 西安稀有金属材料研究院有限公司 一种钎焊用钛基合金非晶粉末的制备方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111230133A (zh) * 2020-03-31 2020-06-05 四川科匠轻金属材料科技有限公司 一种快速凝固金属粉末的生产设备以及生产方法
CN111230133B (zh) * 2020-03-31 2023-10-31 四川科匠轻金属材料科技有限公司 一种快速凝固金属粉末的生产设备以及生产方法
KR20220073637A (ko) * 2020-11-26 2022-06-03 주식회사 이엠엘 고순도 Mo계 합금 분말 및 타겟 제조방법
CN116586620A (zh) * 2023-07-07 2023-08-15 西安稀有金属材料研究院有限公司 一种钎焊用钛基合金非晶粉末的制备方法
CN116586620B (zh) * 2023-07-07 2023-09-29 西安稀有金属材料研究院有限公司 一种钎焊用钛基合金非晶粉末的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102121181B1 (ko) 연자성 압분 자심의 제조 방법 및 연자성 압분 자심
JP3771224B2 (ja) 非晶質軟磁性合金粉末及びそれを用いた圧粉コア及び電波吸収体
CN105405568B (zh) 用于磁芯的粉末、制备压粉磁芯的方法、压粉磁芯和制备用于磁芯的粉末的方法
CN104858441B (zh) 一种微细片状金属软磁合金粉末的制备方法
JP4562022B2 (ja) 非晶質軟磁性合金粉末及びそれを用いた圧粉コアと電波吸収体
JP4591633B2 (ja) ナノコンポジットバルク磁石およびその製造方法
US10109418B2 (en) System and process for friction consolidation fabrication of permanent magnets and other extrusion and non-extrusion structures
JP5305126B2 (ja) 軟磁性粉末、圧粉磁心の製造方法、圧粉磁心、及び磁性部品
JP2004204296A (ja) 金属ガラスからなるバルク状のFe基焼結合金軟磁性材料及びその製造方法
KR101426021B1 (ko) 비정질 합금분말 제조방법 및 그 제조장치
Kustas et al. Emerging opportunities in manufacturing bulk soft-magnetic alloys for energy applications: A review
KR20170071333A (ko) 플레이크형 입자 비정질 분말제조장치 및 그 분말제조방법
EP2153921A1 (en) Metallic powder for powder magnetic core and process for producing powder magnetic core
JP2005286145A (ja) 軟磁性材料の製造方法、軟磁性粉末および圧粉磁心
CA1317203C (en) Method for making flakes of re-fe-b type magnetically aligned material
US20190013129A1 (en) Dust core
JPH0851010A (ja) 軟磁性合金圧密体とその製造方法および軟磁性合金圧密体形成用コーティング粉末
JP2002249802A (ja) 非晶質軟磁性合金圧密体及びそれを用いた圧粉磁心
JP2007251125A (ja) 軟磁性合金圧密体及びその製造方法
JP2007231330A (ja) 圧粉磁心用金属粉末および圧粉磁心の製造方法
TWI820323B (zh) 非晶形合金薄帶、非晶形合金粉末、奈米結晶合金壓粉磁心及奈米結晶合金壓粉磁心的製造方法
JP2013089929A (ja) 軟磁性粉末、圧粉磁芯、及び磁気デバイス
WO2020179535A1 (ja) 磁性体粉末とその製造方法、及び磁心コアとその製造方法、並びにコイル部品
KR101426017B1 (ko) 비정질 합금분말 및 제조방법과 비정질 합금분말로 제조되는 자성분말 코어
JP7104905B2 (ja) 磁心コアとその製造方法、及びコイル部品

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application