KR910009299B1 - 자기적으로 배열된 RE-Fe-B형 물질로된 플레이크 제조방법 및 그 장치 - Google Patents

자기적으로 배열된 RE-Fe-B형 물질로된 플레이크 제조방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

자기적으로 배열된 RE-Fe-B형 물질로된 플레이크 제조방법 및 그 장치
제1도는 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 챠트.
제2도는 자기적으로 등방성인 리본형의 입자를 제조하기 위한 장치를 나타내는 개략도.
제3도는 제2도의 리본형 입자를 프라즈마 분사하고 고온가공 하기 위한 장치를 나타내는 개략도.
제4도는 제3도의 장치에 있어서 변형캡의 상단부를 나타내는 확대도.
제5도는 구형으로 배열된 등방성 결정립을 나타내는 개략도.
제6도는 이방성 결정립을 제조하기 위하여 변형된 제5도의 결정립을 나타내는 개략도.
제7도는 등방성 결정립을 변형하기 위한 또 다른 공정을 나타내는 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
38,76,76a,76b : 입자(particle) 40 : 가열수단(heatingmeans)
44,46,48 : 임펠링수단(impelling means)
66,68 : 구동표면(movable surface)
70,72 : 고온가공수단(롤러)(hot-working means, roller)
74 : 갭(gap)
본 발명은 하나 또는 그 이상의 보다 가벼운 희토류(RE)원소, 하나 또는 그 이상의 천이금속(TM) 및 붕소를 포함하여 Nd-Fe-B형의 금속간상(intermetalic phase)을 갖는 미세한 결정질 합금의 자기적으로 등방성인 예비형태(preform)의 입자로부터 이방성 영구자석물질을 제조하기 위한 방법 및 그 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 대부분의 결정립 또는 결정(grain or crystallites)이 자기적으로 배열되도록 상기 등방성 입자를 고온가공 하기 위한 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
희토류(RE)원소, 천이금속(TM) 및 붕소를 기초로 하는 영구자석 조성물이 Ep-A-O,133,758 등에 알려져 있으며, 여기서, 희토류(RE)원소로는 네오디뮴(ND) 또는 프라세어디뮴(Pr) 또는 두 원소 모두 해당되고, 천이금속으로는 철(Fe) 또는 철과 코발트(Co)의 혼합물이 해당된다. 바람직한 조성물은 큰 비율의 RE2TM14B상(여기서 TM은 철을 포함하는 하나 또는 그 이상의 천이금속 원소임)을 포함하는 것이다.
상기 합금을 제조하는 바람직한 방법은 근본적으로 비정질구조를 등방성이고 영구자석 특성을 갖는 아주 미세한 결정구조(Crystalline microstructure)로 얻도록 빠른 응고용융 합금을 포함한다. 오버켄칭 되어 적절한 보자력(coercivity)을 갖지 않는 합금을 적절한 온도에서 아닐링 하여 결정립을 성장시키므로서 등방성 영구자석 특성을 갖는 물질에 있어서 자기 보자력을 유도하는 바람직한 또 다른 방법이 알려져 있다.
또한, 빠르게 응고되는 Re-Fe-B 기본 등방성 합금 입자가 근본적으로 고-밀도체로 고온 프레스되고 그리고 상기 고-밀도체가 소성변형 되도록 더욱 고온 가공되어 우수한 이방성 영구자석을 제조할 수 있는 방법이 알려져 있다.
따라서, 오버켄칭 되어 근본적으로 비정질 구조를 갖는 합금은 고온에서 가공되어 소성변형되고, 이렇게 함으로서 결정립 성장 및 결정 배열이 초래되므로 우수한 빠른 응고합금에서 보다 근본적으로 더 높은 에너지 생성을 초래하게 된다. 고온가공 즉, 용융-스피닝 된(meltspun) Nd-Fe-B 자석체에 대한 현재까지의 최대에너지 생성량은, 비록 이론적으로는 64MGOe의 에너지 생성이 가능하지만, 최대 약 50MGOe이다.
상술한 바와 같이, 바람직한 희토류(RE)-천이금속(TM)-붕소(B)형의 영구자석 조성물은 결정입계에서 층으로 존재하는 RE-함유부상(minor phasecs)을 갖는 RE2TM14B의 결정립을 지배적으로 구성한다.
특히, 바람직한 것은 영구자석 산물(permanent magnet product)에 있어서 평균적으로 RE2TM14B 결정립의 가장 큰 크기가 약 500 나도미터(nm) 이하가 되도록 하는 것이다.
한편, 고온다이-업세팅 절차를 이용하는 상기 고온-프레스 공정은 등방성 입자를 이방성 영구자석입자로 직접 변화시키기를 바라는 소정의 제조공정에 적절한 것이다. 다음에, 상기 이방성입자는 적절한 매트릭스물질과 혼합될 수 있고 그리고 자기적으로 이방특성을 갖는 결합영구자석을 형성하기 위하여 모양화 될 수 있다.
본 발명에 부합되도록 철, 네오디뮴/프라세어디뮴 및 붕소를 포함하는 자기적으로 이방성인 조성물을 제조하는 방법은 청구범위에 기재된 특징을 갖는다.
본 발명은 예를 들면, RE2TM14B의 결정립을 갖는 비정질 또는 미세한 결정질 물질의 용융-스피닝 된 리본형 입자로부터 영구자기-이방성물질의 플레이크(flake)를 제조하는 방법 및 그 장치를 제공하고자 하는 것이다. 상기에서, RE는 하나 또는 그 이상의 희토류원소를 나타낸 것으로서, 적어도 60%가 네오디뮴 및/또는 프라세이디뮴과 같은 희토류 물질이며, TM은 철 또는 철-코발트 혼합물이고 그리고 B는 붕소를 나타낸 것이다.
리본은 필요한 경우에는 상기 등방성 물질의 개개의 입자로 조각화 된다. 다음에, 개개의 입자는 소성상태(plastic stage)로 가열되고 개별적으로 가공되어 각각의 입자가 바람직한 자기측(magnetic axis)을 따라 결정립이 배열되도록 변형되고 그리고 서로 융착되지 않는 물질의 플레이크로 형성된다. 다음에, 결정이 상기와 같이 배열된 플레이크는 개별적으로 냉각되어 자기적으로 이방특성을 갖는 영구자석의 제조에 사용되기 위하여 수집된다.
본 발명의 특징은, 자기적으로 등방성인 물질의 개개의 입자가 가열원(heat source)을 통과하여 소상상태로 가열되고; 다음에, 개개의 입자는 소성상태에서 고온가공 장치의 일정한 간격의 표면에 반하여 임펠링(impelling)되고; 다음에, 개개의 입자는 소성상태로 일정간격을 갖는 표면사이에서 변형되므로서 개개의 플레이크로 모양화 되는 방법을 제공하는 것이다.
상기 방법은 개개의 플레이크가 함께 융착되는 것을 방지하기 위하여 상기 모양화 중에 개개입자의 제어된 간격을 유지하면서, 결정학적으로 바람직한 자기축을 따라 배열되는 결정립 구조를 제조하도록 계획된 것이다.
본 발명에 부합되는 방법의 특징은 등방성 입자가 프라즈마 토오치(torch)로 향하여 가열되고 프라즈마 분사(plasma spray)에 의해 모양화 다이표면에 반하여 상기 입자를 임펠링하므로서 소성상태로 가열되는 상기 목적 및 특징을 갖는 형태의 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 다른 특징은 등방성 입자가 소성상태에서 고온-가공톨 사이의 갭을 통과함으로서 소성입자(plastic particle)를 모양화 하는 단계를 포함하는 연속공정에 의해 제조되는 것이다.
본 발명의 또 다른 특징은, 다양한 모양의 이방성 영구자석으로 차후에 제조될 수 있는 매트릭스 물질과 혼합하기에 적절한 이방성 플레이크 물질을 형성하기 위하여, 1-350 마이크로미터(㎛)의 크기로 개개의 입자를 크기화 하는 단계를 포함하는 상기 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 특징은 프라즈마 분사 시스템 및 프라즈마 분사 시스템으로부터 분사된 입자를 자기적으로 이방성인 물질의 개개의 플레이크로서 모양화 하기 위한 한 쌍의 역-회전롤러를 포함하는 상기 방법을 실시하기 위한 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 적절한 천이금속성분, 적절한 희토류성분 및 붕소를 포함하는 조성물에 적용되는 것이다.
상기 천이금속성분은 철 또는 철과 하나 또는 그 이상의 코발트, 니켈(Ni), 크롬(Cr) 또는 망간(Mn)의 혼합물이다. 코발트는 약 40atm% 까지는 철과 서로 대체될 수 있다. 크롬, 망간 및 니켈은 적은양, 바람직하게는 약 10atm% 이하의 범위에서 서로 대체될 수 있다. 지르코늄(Zr) 및/또는 티타늄(Ti)은 적은양(약 철의 2atm%까지)에 있어서 철과 대체될 수 있다. 탄소 및 실리콘의 매우 적은 양이 저탄소강이 조성물에 대한 철의 원(source)인 경우에는 함유될 수 있다. 조성물은 약 50atm%-약90atm%의 천이금속성분(대부분 철)을 포함한다. 또한, 조성물은 약 10atm%-약50atm%의 희토류 성분을 포함한다.
네오디늄(Nd) 및/또는 프라세어디뮴은 근본적인 회토류성분이다. 상기한 바와 같이, 이들 성분은 서로 대체하여 사용될 수 있다. 사마륨(Sm), 탄타늄(La), 세륨(Ce), 테트븀(Tb) 및 디스프로늄(Dy)과 같은 비교적 적은 양의 다른 희토류원소가 소정의 자기 특성의 손실없이 네오디뮴 및 프라세어디뮴과 혼합될 수 있다. 바람직하게는 이들 원소는 회토류성분의 약 40atm% 이하를 구성한다. 또한, 희토류 성분과 함께 적은 양의 불순물이 포함될 수 있다. 또한, 조성물은 적어도 1atm%의 붕소, 바람직하게는 1-10atm% 붕소를 포함한다. 또한, 전 조성물은 경험식 RE1-x(tm1-yBy)X로 표현될 수 있다. 희토류(RE) 성분은 조성물(X=0.5-0.9)의 10-50atm%이고, 희토류성분의 적어도 60atm%는 네오디뮴 및/또는 프라세어디뮴이다.
여기서, 사용되는 천이금속(TM)은 전조성의 약 50-90atm%이며, 천이금속 성분의 약 60-80atm%는 철이다. 코발트, 니켈, 크롬 또는 망간과 같은 다른 성분은 상기 경헙식이 관련되는 경우에는 ″천이금속″이라 칭한다. 붕소는 전소성의 1-10atm%(y=0.01-0.11)의 범위를 갖는다.
본 발명의 실시는, 원자식 RE2TM14B로 표시되고, 물질의 지배적 성분으로서 정방구조결정상(phase)의 존재 또는 형성에 의하여 더욱 특징화 되는, 철-네오디뮴 및/또는 프라세어디뮴-붕소함유조성물 그룹에 적용된다. 한편, 고온가공 영구자석 산물은 적어도 50wt%의 상기 정방구조상을 포함한다. 여기서, RE는 근본적으로 Nd 또는 Pr을 의미하고 용이한 자기방향은 정방구조의 ″C″축에 평형한 방향이다. 또한 적절한 조성물은 적어도 하나의 추가상을 포함하는데, 전형적으로 RE2TM14B상의 결정입계에서 추가상 즉, 부상(minor phase)[주상(major phase)인 RE2TM14B상 보다 적은 양의 상]을 포함한다. 상기 부상은 희토류 성분을 포함하고 상기 성분의 양에 있어서 상기 주상보다 더 높다. 여기서, 조성물은 원자비로 표시되어 있으나, 조성혼합물을 준비하기 위해 중량비로 변화될 수 있다.
다음과 같은 조성비를 갖는 조성물, 즉 Nd0.13(Fe0.95B0.05)0.87을 사용하여 이하에서 본 발명이 설명될 것이다. 그러나, 본 발명은 상기 조성물에 한정되는 것은 아니고 사익 조성물 그룹에 적용될 수 있다. 상기 조성물은 합금잉고트를 형성하기 위하여 아크-용융된다. 잉고트는 제용융되고 바르게 응고되는데, 이 응고는 예를 들면, 작은 직경의 출구를 갖는 노즐을 통하여 회전칠 표면상에 용융-스피닝 즉, 방출시킴으로써 이루어진다. 따라서, 용융금속합금은 거의 순간적으로 응고되고 그리고 작은 리본형 입자의 형태로 회전표면을 빠져 나오게 된다.
상기와 같이 회전표면을 빠져 나온 용융금속 합금산물은 비정질이거나 또는 매우 미세한 결정질물질이다.
만약, 상기 물질이 결정질이라면, 그 물질은 고자기대칭성(high magnetic symmetry)을 갖는 Nd2Fe14B형태의 금속간상을 포함한다. 켄칭된 물질은 형성된 그 상태로 자기적으로 등방성을 갖는다. 냉각속도에 따라, 용융천이금속-희토류-붕소조성물은 넓은 범위의 미세구조(microstructure)를 갖도록 응고될 수 있다. 그러나, 서너마이크로미터(several micrometer)보다 큰 결정립 크기를 갖는 용융-스피닝물질은 바람직한 영구자석 특성을 나타내지 못한다.
결정립의 최대크기가 약 20-500나노미터(nm)인 미세한 결정립 구조는 보자력 및 다른 적절한 영구자석 특성을 갖는다. 비정질물질은 보자력 및 적절한 영구자석 특성을 갖지 못한다. 그러나 몇몇 유리질(비정질) 구조물질은 등방성 자기특성을 갖는 미세한 결정립의 영구자석으로 변화되도록 아닐링 될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 오버켄칭 된 유리질(비정질) 물질에 적용된다. 또한, ″켄칭상태″로서 높은 보자력, 미세한 결정립을 갖는 물질에도 적용된다. 그런, 주의할 것은 과잉의 결정립 성장을 통한 보자력 손실을 방지하기 위하여 높은 온도에서 과잉시간 유지하는 것을 피하여야 한다는 것이다.
본 발명에 따라, 상기 리본형의 합금은 조대한 분말입자(coarse powder particle)로 입자화 된다. 다음에, 상기 빠른 응고물질의 개개의 입자는 가열되고 적절한 변형장치의 고온가공 표면상으로 향하게 된다. 개개의 입자는 소성상태(대략 750℃)에서 상기 변형장치에 의해서 변형된다. 각각의 Nd-Fe-B 입자는 개개의 입자 내에서 일반적으로 구형의 배열을 갖는 결정립이 소성변형되어 편평하게 되므로서 결정립 또는 결정이 결정학적으로 바람직한 자기축을 따라 배열되어 자기적으로 이방성인 물질로 제조된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 운반개스에 의하여 이송호퍼로부터 자기적으로 등방성인 입자를 이송하기 위한 장치가 제공된다. 입자는 프로즈마 아크에 의하여 가열되고 변형갭을 형성하기 위하여 일정한 간격을 갖고 배열된 2개의 역-회전롤러에 반하여 프라즈마 분사건(Plasma spray gun)으로부터 방출된다. 상기 갭은 리본입자의 작은 크기의 약 1/2 크기가 되도록 크기화 되어 소정의 변형양을 제공하게 된다. 입자는 갭상부의 롤러표면에 반하여 프라즈마 분사건으로부터 방출된다. 입자를 모양화 하기 위한 공정이 행하여지는 경우 입자는 소성상태(대략 750℃)에 있게 된다.
본 발명을 실시하기 위한 장치에 있어서, 소성입자는 갭의 상부에 롤러를 가로질러 스프래팅(splattering)되어 입자의 근본적인 양이 큰 입자로 융착됨이 없이 롤러 갭 내에서 분리되어 변형된다. 갭의 크기는 변형양을 조절하기 위하여 변화될 수 있다. 상기와 같이 변형된 입자는 구형으로부터 플레이크 형태로 편평화된다. 상기 플레이크는 냉각되고 갭의 하단부로부터 개개의 플레이크로 방출된다.
상기 변형 중에, 소성구상체(Plastic spheroid) 내의 개개의 등방성 결정립이 회전되어(Nd,Pr)2TM14B상의 ″C″축이 회전롤러에 의해서 부여된 소성흐름의 방향에 수직하게 된다. 결정학적으로 바람직한 자기축을 따르는 상기 방향은 개개의 플레이크에 있어서 자기적으로 이방성을 갖는 물질을 만들게 된다.
이하, 본 발명의 도면에 의거 상세히 설명한다. 제1도에 나타난 바와 같이, 본 발명은 다음과 같은 일반화된 단계 즉, 1. 자기적으로 등방성인 물질의 리본형 입자를 형성하는 형성단계(10), 2. 개개입자의 각각의 입자들을 소성상태에 놓이는 온도까지 가열하는 가열단계(12), 3. 소성입자를 고온가공장치의 표면에, 임펠링하는 임펠링단계(impelling step)(14), 4. 입자의 각각을 모양화하여 자기적으로 이방성인 물질의 플레이크를 형성하는 모양화단계(16), 5. 플레이크 형태의 입자를 개개의 플레이크가 서로 융착됨이 없이 고온가공장치로부터 제거하는 냉각 및 추출단계(18)를 포함한다.
본 발명의 형성단계(10)는 희토류원소가 많이 함유된 결정립계를 갖는 구형으로 모양화되고, 불규칙하게 배열된 Nd2-Fe14-B 결정립을 근본적으로 포함하는 자기적으로 등방성인 미세한 결정질물질 또는 비정질 물질에 적용된다. 적절한 조성물은 제2도에 도시된 바와 같이 용융-스피닝 장치(20)에 의해서 제조될 수 있다.
상기 Nd-Fe-B 출발물질은 석용도가니(22)와 같은 적절한 용기 내에 담겨진다. 조성물은 유도 또는 저항가열기(24)에 의해서 용융된다. 용융물은 아르곤과 같은 불활성 개스원(8)에 의해서 가압된다. 작은 예를 들면, 약 500 마이크로미터의 직경을 갖는 원형방출 오리피스(26)가 도가니(22)의 저부에 제공된다. 폐쇄기(closure)(28)가 아르곤이 가압되어 매우 미세한 스트림(30)상으로 용융물을 용기로부터 방출하기 위하여 도가니의 정부에 제공된다. 용융스트림(30)은 방출 오리피스 보다 약 6.35㎜ 하부에 위치되는 구동칠표면(32)으로 향하게 된다.
여기서 기술되는 일례에 있어서는, 칠표면이 25㎝의 직경과 1.3㎝의 두께를 갖는 구리휠(copper wheel)(34)이다. 원주상의 표면은 크롬판으로 구성되어 있다. 상기 휠은 냉각될 필요가 없는데, 그 이유는 휠의 크기가 휠표면상과 부딪히는 용융물의 양보다 훨씬 커 휠의 온도가 거의 변화되지 않기 때문이다. 또한, 수냉휠이 사용될 수 있다. 용융물이 회전휠과 충돌한 경우 용융물은 편평하게 되고 거의 순간적으로 응고되어 리본 또는 리본형입자(36)로 떨어지게 된다. 리본입자(36)의 두께 및 냉각속도는 휠의 원주속도에 의해 거의 결정된다.
이 작업에 있어서, 휠의 속도는 본 발명을 실행하기 위한 소정의 미세결정립의 리본을 제조하기 위하여 제어될 수 있다. 냉각속도 즉, 칠휠 속도는 평균적으로 가장 큰 것이 약 500㎜ 바람직하게는 200㎜ 이하인 RE2TM14B 결정립을 갖는 미세한 결정구조가 제조되도록 제어하는 것이 바람직하다. 리본 합금은 가장 큰 크기에서 150㎛의 평균크기의 조대한 크기의 분말입자(36)로 입자화 되거나 조각화된다. 출발물질은 입자화되거나 또는 조각화된 리본(36)으로부터 1-350㎛ 크기의 입자가 선택될 수 있다.
제3도는 상기한 단계 즉, 가열단계(12); 임펠링단계(14); 모양화단계(16) 및 냉각 및 추출단계(18)를 수행하기 위한 프라즈마분사장치(40) 및 롤(70,72)를 나타낸다. 특히, 상기 장치는 운반튜브(46)에 의해서 이송호퍼(44)에 연결된 프라즈마 분사건(40)을 포함한다. 이송호퍼(44)는 자기적으로 등방성인 리본형입자(38)를 포함한다. 이송호퍼는 개스원(48)으로부터 이송된 적절한 불활성개스에 의해서 가압된다. 이송개스는 프라즈마 토오츠(40)의 하부에서 입자(38)을 프라즈마 분사패턴(64)으로 향하게 한다.
프라즈마는 전극(52)과 유도하우징 세그먼트(54) 사이에서 형성된다. 전극(52)과 하우징 세그먼트(54)가 적절한 아크-전류 방생기(56)를 가로질러 연결된다. 아크개스는 통로(58,60)을 통과하여 입자가 운반개스에 의해서 분사되는 프라즈마 분사패턴(64)을 형성하게 된다. 입자인입점에서의 분사패턴(64)의 온도는 입자를 용융이 없이 소성상태(대략 750℃)로 가열할 정도면 된다. 분사패턴(64)은 개개의 입자 각각을 고온가공 하기 위하여 배열되고 작동되는 한 쌍의 역-회전롤러(70,72)의 표면(66,68)에 반하여 임펠링 된다.
제4도에 잘 나타난 바와 같이, 롤러(70,72)는 그들 사이에서 갭(74)을 한정하는 구동축상에서 유지된다. 상기 갭(74)은 롤러(70,72)에 반하여 임펠링 되는 개개 입자(76)의 크기 보다 작은 크기를 갖는다. 임펠링 된 입자(76)는 일반적으로 혈소판(platelet) 형태로 모양화 되지만 입자가 갭(74)의 상부에 위치하는 롤러 세그먼트(70a, 72a)상에 충돌될 경우에는 다소 공모양으로 변형될 것이다. 충돌된 공모양의 입자(76a)는 롤러(70,72)의 회전에 의하여 공모양의 입자(76a)를 매우 얇은 윤곽을 갖는 혈소판(76b) 형태로 압축시키도록 크기화 되는 갭(74)에서 드로잉 된다.
혈소판 형태의 입자(76a,76b)(이하 ″혈소판″이라 칭함)는 상기 변형 중에 소성상태로 남게 되며, 롤러세그먼트(70a, 72a)에 반하는 입자의 스프래팅 패턴은 가장 많은 수의 충돌된 입자가 그들 사이에서 융착됨 없이 분리된 상태로 남아 있도록 선택된다. 따라서, 대부분의 혈소판(76a)은 서로 융착되지 않는다. 혈소판(76b)은 이들이 갭(74)의 출구 즉 하단부를 통과할 때 냉각된다.
상기와 같이 제조된 산물은 변형된 다수의 개개의 혈소판의 물질이다. 제5도에 도시된 바와 같이, 입자(76)가 변형되기 앞서, 입자는 내부에서 자기적으로 등방성인 물질의 구형결정립 또는 결정을 갖는다. 상기한 바와 같이 RE2TM14B 결정립의 ″C″축은 불규칙한 방향으로 배열되어 상기와 같은 등방성 특성을 가져오게 된다. 제5도에서 결정립은 매우 큰 배율로 도시되어 있고, 입간(inter-granular phase)(82) 두께로 매우 확대되어 도시되어 있다. 입자(76)가 근본적인 구형(76a)으로부터 플레이크 모양(76b)으로 고온가공됨으로써 재모양화 되는 경우, 결정립(78)은 상기한 변형 또는 편평화 작용에 수직한 방향으로 회전되는 ″C″축을 갖는 혈소판(80)(제6도 참조)으로 형성된다.
결정학적으로 바람직한 자기축을 따르는 결정립의 상기 배열로 인하여, 플레이크(76b)는 양호한 영구자기이방성 특성을 갖도록 형성된다. 롤러(70,72)는 플레이크(76b)가 갭(74)내에서 냉각되는 속도를 조절하기 위하여 롤러를 통과하는 냉매를 포함할 수 있다. 가공공정을 위하여, 프라즈마 분사입자는 소성상태에서 롤러 사이를 통과해야만 한다. 상기 소성상태 이하로의 어떠한 입자의 냉각도 입자 내의 고온가공에 의한 결정학적인 배열이 방지되는 입자의 압착(crushing)을 가져오지는 못한다. 칼렌더(calender)형 롤러가 제3도의 장치에 도시되어 있지만, 다른 롤-형성장치도 본 발명을 실시함에 있어서 동등하게 적절히 사용될 수 있다.
한편, 다른 가열원 및 임펠링 시스템이 등방성 출발물질을 변형갭으로 향하도록 사용될 수 있다. 예를 들면, 제7도에 도시된 바와 같이, 입자는 분사노즐(90)로부터 가열전극(92)과 원심형보울(centifuge bowl)(94) 사이에서 형성되는 아크를 통하여 흐르게 될 수 있다. 보울(94)은 소성상태로 임펠링되고 가열된 입자를 수용하고 입자가 부착되는 내부표면(96)을 포함한다. 보울은 등방성물질의 혈소판을 이방성물질의 플레이크 형태로 편평화 하도록 크기화 되고 내부표면(96)과 함께 갭(100)을 형성하는 롤러(98)에 대하여 회전된다.
스크레퍼(scraper)(102)가 플레이크를 내부표면(96)으로부터 제거하여 호퍼(104)내로 수집하기 위하여 제공된다. 입자의 상기 변형은 각각의 개개 입자내의 결정립의 자기축이 동일한 소정결정 방위를 형성하게 된다. 입자는 갭(100)에서의 변형 및 장치로부터의 추출공정 중에 개개입자의 융착을 방지하기 위하여 내부표면(96)에 반하여 스프레터패턴(splatter pattern)에 의해서 분리된다.
본 발명의 다른 실시예가 제안될 수 있는데, 예를 들면, 자기적으로 등방성인 물질의 입자가 쌍 또는 배치된 고온가공롤 사이의 갭 상에 수직하게 배치된 튜브 아래로 하강되는 경우 적절하게 가열될 수 있다.

Claims (11)

  1. 철(Fe), 네오디뮴(Nd)/프라세어디뮴(Pr) 및 붕소(B)를 포함하고, 제조된 상태로 적절한 보자력(coercivity)를 갖거나 또는 적절한 보자력을 얻기 위하여 열처리되는 조성물을 다음과 같은 단계 즉, 철 및 철과 코발트의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택된 천이금속(TM), 네오디뮴 및 프라세어디뮴을 포함하는 하나 또는 그 이상의 희토류금속(RE), 및 붕소를 포함하고, 상기 성분의 비율이 경험식 RE2TM14B를 갖는 정방구조의 결정혼합물을 근본적으로 구성하는 산물(product)를 충분히 형성하도록 결정되는 용융혼합물을 준비하는 단계; 상기 혼합물을 포함하고 평균크기가 200nm 이하인 작고 일반적으로 구형인 결정립을 갖는 매우 미세한 결정질 물질 또는 비정질 물질의 자기적으로 등방성 입자(38)를 형성하기 위하여 빠르게 응고시키는 단계 ; 상기한 자기적으로 등방성인 물질을 자기적으로 이방성인 조성물로 변화시키기 위하여 자기적으로 등방성인 물질을 고온가공 하는 단계를 포함하여 자기적으로 이방성인 조성물로 변화시키기 위하여 자기적으로 등방성인 물질을 고온가공 하는 단계를 포함하여 자기적으로 이방성인 조성물을 제조하는 방법에 있어서, 상기 방법이 입자(38)를 고온가공 온도롤 가열하는 단계; 가열된 입자(76)를 고온가공장치(70,72)의 상호 작용하는 가공표면(66,68)에 반하여 개별적으로 임펠링 하는 단계; 입자 내에 소성흐름(plastic flow)을 형성하여 결정립을 편평하게 하고, 이렇게 하므로서 편평하게 된 입자가 자기적으로 이방성이 되도록 상기 가공표면(66,68) 사이에서 개개의 입자(76a)를 프레스 하는 단계; 및 편평화 된 입자(76b)가 약 500nm 이하의 평균 결정크기를 갖도록 개개의 편평한 입자(76b)를 제거하고 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기적으로 배열된 RE-Fe-B형 물질로 된 플레이크 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 자기적으로 등방성인 입자(38)가 프라즈마분사 건(40)에 의하여 형성되는 분사패턴(64)으로 입자(38)를 방출하므로서 가열되고, 상기 가열된 입자(76)를 프라즈마 분사에 의하여 모양화 표면(66,68)에 반하여 임펠링 하는 것을 특징으로 하는 자기적으로 배열된 RE-Fe-B형 물질로된 플레이크 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 가열된 입자(76)가 고온가공장치(70,72)의 상호작용표면(66,68) 사이의 갭(74)내로 향하게 되어 개개의 입자(76a)가 가압방식에 의해 개개의 플레이크(76b)로 모양화 되는 것을 특징으로 하는 자기적으로 배열된 RE-Fe-B형 물질로 된 플레이크 제조방법.
  4. 제3항에 있어서, 갭(74)이 한 쌍의 회전롤(70,72) 사이에서 형성되는 것을 특징으로 하는 자기적으로 배열된 RE-Fe-B형 물질로 된 플레이크 제조방법.
  5. 제4항에 있어서, 롤(70,72)이 역회전롤인 것을 특징으로 하는 자기적으로 배열된 RE-Fe-B형 물질로 된 플레이크 제조방법.
  6. 제1항에서 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, 입자 크기가 1-350㎛인 입자를 얻기 위하여 자기적으로 등방성인 입자(38)를 크기화 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기적으로 배열된 RE-Fe-B형 물질로 된 플레이크 제조방법.
  7. 제6항에 있어서, 자기적으로 등방성인 입자(38)의 크기화 단계가 150㎛의 공칭적인 평균크기를 갖는 개개의 입자(38)를 제조하는 것을 특징으로 하는 자기적으로 배열된 RE-Fe-B형 물질로 된 플레이크 제조방법.
  8. 영구자기 이방성물질을 제조하기 위하여 희토류원소, 철 및 붕소를 기본으로 하고, RE2Fe14B(여기서, RE는 하나 또는 2 이상의 희토류원소로서, RE 중의 적어도 60atm%가 네오디뮴/프라세어디뮴이고, TM은 철 또는 철과 코발트의 혼합물을 나타내고, B는 붕소를 나타냄)의 미세한 결정립구조를 갖는 부서진 리본형의 입자(38)로 형성되는 영구자기 등방성 물질을 제조하는 장치에 있어서, 상기 장치가 입자(38)를 소성상태로 가열하는 가열수단(40); 고온가공수단(70,72); 개개의 소성입자(76a)를 형성하기 위하여 소상상태에서 입자(76)를 상기 고온가공수단(70,72)에 반하여 임펠링하는 수단(44,46,48) 및 영구자기 이방성 물질의 개개의 플레이크를 형성하기 위하여 상기 개개의 모양화된 입자(76b)를 상기 고온가공수단(70,72)으로부터 냉각시키고 제거시키기 위한 수단을 포함하며, 상기 고온가공수단(70,72)의 구동표면(66,68)을 포함하여 소송상태에서 입자(76a)를 상기 구동표면(66,68) 상에서 변형시킴으로써 개개의 소성입자(76a)를 모양화 하도록 구성되고, 상기 구동표면(66,68)은 상기 모양화 단계 중에 개개의 소성입자(76a) 사이의 제어간격을 유지하여 개개의 모양화된 입자(76b)의 융착을 방지하면서 각각의 모양화된 입자(70b)의 결정립구조를 결정학적으로 바람직한 자기축에 따라 배열시키도록 임펠링된 입자(76a)에 대하여 이동되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자기적으로 배열된 RE-Fe-B형 물질로 된 플레이크 제조장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 가열수단이 프라즈마분사 건(40)을 포함하고, 임펠링수단(44,46,48)이, 상기 구동표면(66,68)에 반하여 입자(38)를 임펠링 하기 앞서, 상기 입자(38)를 소성상태로 가열하기 위하여 형성된 상기 프라즈마 건(40)의 분사패턴(64)으로 자기적으로 등방성인 물질의 입자를 방출하도록 배열된 것을 특징으로 하는 자기적으로 배열된 RE-Fe-B형 물질로 된 플레이크 제조장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 고온 가열수단이 소성입자(76a)가 이를 통과되므로서 모양화되는 갭(74)를 그들 사이에서 갖는 고온가공롤러(70,72)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기적으로 배열된 RE-Fe-B형 물질로 된 플레이크 제조장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 고온가공물이 역회전 칼렌더형 롤(70,72)인 것을 특징으로 하는 자기적으로 배열된 RE-Fe-B형 물질로 된 플레이크 제조장치.
KR1019890005660A 1988-04-28 1989-04-28 자기적으로 배열된 RE-Fe-B형 물질로된 플레이크 제조방법 및 그 장치 KR910009299B1 (ko)

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