KR970003332B1 - 희토류 본드자석의 표면처리방법 - Google Patents

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Description

희토류 본드자석의 표면처리방법

본 발명은 희토류 본드자석의 표면처리방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 희토류 본드자석의 표면에 내식성 및 방청성을 부여하기 위하여 균일한 코팅층을 갖도록 하는 희토류 본드자석의 표면처리방법에 관한 것이다.

일반적으로 희토류 본드자석은 제조공정에서 모터류의 부품으로서 요구되는 정밀한 치수제어가 가능한 관계로 주로 사무자동화용 기기의 모터류 부품으로 사용하고 있으나, 주성분인 Nd, Fe가 산화성이 크기 때문에 표면에 우수한 방청성을 갖게 하는 표면도장이 필수적이라 할 수 있는데, 전체적으로 표면에 균일한 도막 두께를 얻을 수 있는 전착도장방법이 가장 많이 사용되고 있다.

이와 같이 방청성 및 균일한 도막 두께가 요구되는 철계 부품의 도장에 사용되는 전착도장의 처리공정은 통상「탈지-수세-표면조정-인산염 피막처리-수세-전착-수세-소부건조」의 순으로 진행된다.

상기의 처리공정 중에서 탈지공정은 도장하고자 하는 제품에 제작과정중에 묻은 기름 등의 오염물질을 제거하는 것으로, 오염에 의한 도막 불량을 방지하며 경우에 따라서는 생략이 가능하다.

그리고 표면조정과 인산염 피막처리는 금속표면과 도막과의 결합력을 증진시키고, 도막의 방청성을 향상시키는 공정으로 일반 전착도장 공정에서는 필수적이라 할 수 있다.

상기의 표면조정은 금속표면을 화학적으로 처리하여 인산염 피막이 용이하게 형성될 수 있도록 하며, 또한, 인산염 피막처리는 금속표면과 인산염의 화학반응에 의하여 금속표면에 인산염 피막을 형성시켜 도료의 밀착성을 증가시키며, 이때의 인산아연계 피막에 대한 화학반응식은 식(1)과 같다.

Fe+2Zn(H₂PO₄)₂+2P₂+H₂O→Zn₂Fe(PO₄)₂·4H₂O+2H₂PO₄+H₂O (1)

여기서 Fe는 금속표면, Zn(H₂PO₄)₂는 제1인산염, O₂는 산화제, ZnFe(PO₄)₂는 금속표면에 형성되는 인산아연계 피막을 나타내며, 특히 제1인산염은 산화제(O₂)와 물(H₂O)과 함께 금속표면의 Fe와 반응하여 금속표면에 Zn₂Fe(PO₄)₂의 인산염 피막을 형성시킨다.

전착공정은 실제로 제품표면에 도막을 형성시키는 공정으로 안료와 수지가 포함된 도료액 속에 제품을 침지시키고, 도료액과 제품 사이에 전압을 가하여 전기영동의 원리에 따라 안료와 수지가 제품표면에 부착되도록 한 후, 안료와 수지가 부착된 제품을 180℃에서 20분 정도 소부건조시키면 도장이 완성된다.

Nd계 희토류 본드자석은 판상의 조대한 금속분말(수십-수백㎛)과 수지를 혼련한 콤파운드를 금형을 사용하여 형성한 후, 180℃ 부근에서 경화하여 제조하기 때문에 자석 내부에 많은 기공이 존재하게 되며, 기공이 일부는 자석표면과 통하게 된다.

또한, 본드자석에서는 수지가 부피함량으로 16vol%정도 포함되어 있기 때문에 자석의 표면은 상당 부분 수지로 덮여있다.

이러한 본드자석의 특성때문에 금속표면과 화학반응에 의하여 인산염 피막을 생성시키는 인산염 피막처리 공정은 본드자석의 코팅에서 크게 효과를 발휘하지 못하며, 오히려 표면 특성의 불균일성을 초래할 확률이 크다.

또한 인산염 용액내에 존재하는 산화제와, 인산염 처리공정 중에 발생하는 물이 표면 부근의 기공으로 침투해 들어가 존재하는 경우에는 완전한 제거가 어려우며, 불완전 제거시에는 도장 후 내부 발청에 의한 도막의 부풀음 현상을 초래하게 된다.

상기와 같이 종래에는 일반 전착공정에 의하여 본드자석의 표면처리를 실시하였으나, 도막 외관상태와 염수분무 시험에 의한 방청성 평가시 도막의 특성이 균일하지 못하고, 제품에 따라 도막 외관상태가 불균일하거나 염수분무시험시 발청이나 도막의 부풀음 현상이 나타났으며, 그 원인은 본드자석에 제품특성에 기인하는 것으로 볼 수 있다.

따라서 본 발명에서는 위에서 언급한 본드자석의 특성을 고려하여 표면조정과 인산염 피막처리 공정을 생략한「전착-수세-소부건조」의 공정으로 본드자석의 표면처리를 행함으로써, 외관상태와 방청성이 우수한 도막을 희토류 본드자석에 코팅시키도록 한다.

본 발명은 본드자석의 표면에 분포하고 있는 수지층을 그대로 유지한 채로 코팅을 하기 때문에, 도료의 수지와 본드자석 내의 수지가 원활히 결합될 수 있으며, 도막의 밀착성도 증가하게 된다.

또한, 본드자석 표면 부근의 기공에 물이나 산화제가 침투할 가능성을 배제하여 내부로부터의 발청에 의한 도막의 부풀음 등을 방지할 수 있으며, 불완전 건조에 의한 도막 결함의 발생도 억제할 수 있다. 본 발명은 다음의 바람직한 실시예를 통하여 그 효과를 확인할 수 있다.

[실시예]

콤파운드를 금형을 사용하여 링타입을 성형한 후, 180℃부근에서 1시간동안 경화하여 본드자석을 제조하고, 제조한 본드자석을 완료와 수지가 포함된 도료액 속에 침지시킨 후, 100V의 도장전압으로 2분간 도장을 실시한 다음, 180℃에서 30분간 소부건조시킨다.

[비교예]

상기의 실시예에 따라 링타입의 본드자석을 제조한 후, 일반 전착도장 공정에 의하여 도장을 실시하고, 180℃에서 30분간 소부건조시켰다.

그리고 상기의 실시예와 비교예에 의하여 제조한 본드자석 중 각 5개씩 임의 선택하여 도막두께 외관검사 및 염수분무시험 500HR을 실시한 결과를 정리하면 <표 1>과 같다.

[표 1] : 도막특성 비교표

상기의 <표 1>에서 보는 바와 같이 본 발명의 실시예에 의하여 외관상태와 방청성이 우수한 도막이 본드자석에 코팅되는 것을 알 수 있다.

이와 같이 본 발명은 일반 전착도장 공정에서 필수적으로 행하던 표면조정과 인산염 피막처리 공정을 생략하고 바로 전착처리함으로써, 외관상태와 방청성이 우수한 도막을 희토류 본드자석에 코팅시킬 수 있다.

Claims (1)

1. 희토류 본드자석의 표면처리방법으로 전착도장을 적용함에 있어서, 표면조정과 인산염피막처리 공정을 생략하고 바로 전착공정을 실시하는 것을 특징으로 하는 희토류 본드자석의 표면처리방법.