KR970007284B1 - 희토류 본드자석의 표면처리방법 - Google Patents

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내용없음.

Description

희토류 본드자석의 표면처리방법

본 발명은 희토류 본드자석의 표면에 우수한 내식성 및 내습성을 부여하여 희토류 본드자석의 산화에 따른 자기적 특성의 감소를 방지하고, 사용중에 자분이 탈락되는 것을 방지하기 위하여 전착도장으로 자석의 표면을 코팅하는 희토류 본드자석의 표면처리방법에 관한 것이다.

일반적으로 희토류 본드자석은 알니코자석, 페라이트자석 보다 자기특성이 우수하며, 최근의 제품 경향이 경박단소화되는 것에 부응하여 사용이 급증하고 있다.

그러나 희토류 본드자석은 주성분인 Nd와 Fe의 산화성이 매우 크기때문에 산화방지를 위한 표면도장이 필수적이다.

통상 본드자석의 제조공정은 조대한 98wt%의 자석분말과 2wt%의 수지를 혼련하여 이를 금형 내에서 압축성형한 후, 그 성형체를 150-200℃ 부근에서 경화하여 얻는다.

이와 같이 희토류 본드자석은 조대한 금속분말을 수지와 혼련시켜 만들기 때문에 고밀도화를 이루기에는 한계가 있으며, 제품내부와 표면 부근에 기공이 다수 생성되고, 표면상태는 금속분말과 수지가 교차되기 때문에 굴곡이 매우 심하므로, 본드자석의 표면에 결함이 없는 도장처리를 한다는 것이 상당히 어렵다.

그리고 본드자석은 주로 모터 등과 같이 높은 치수정밀도를 요구하는 제품에 사용되므로, 도장 두께의 증가에 따른 도장 표면에서의 자성특성의 감소를 방지할 수 있는 방청성이 우수하면서도 되도록 얇고 균일한 도장 두께의 조절이 가능한 도장방법이 요구되며, 또한 도막의 두께는 10-40㎛ 정도를 이루는 것이 바람직한 관계로 본드자석의 도장에는 전착도장이 선호되고 있다.

일반적으로 전착도장은 『전처리→수세→전착→수세→소부건조』의 공정순으로 이루어진다.

도막의 특성은 주로 전착도장에 의하여 결정되어지며, 전착도장에서의 주요변수는 전착도료의 조성과 도장조건이 된다.

보통 전착도료의 구성은 주로 순수(Deionized Water), 안료(Pigment), 결합제(Binder), 용제(Solvent)로 이루어지며, 기타 첨가물이 소량 들어간다.

상기의 안료는 주로 금속산화물이 사용되며, 보통 수 ㎛의 입자로 이루어져 도막의 색을 결정하며 내부식성의 향상에 중요한 역할을 한다.

또한 결합제는 수지를 주성분으로 하는데, 수기는 도막의 주성분으로 도막의 경도 및 내마모성 등을 절정하게 된다.

도료의 제조에 있어서 사용되는 수지와 안료는 그 종류와 함께 혼합비율이 매우 중요한데, 보통 전제 도료액의 10-30wt%를 차지하는 수지와 안료의 합인 고형성분은 그 비율이 도막의 외관 및 특성에 많은 영향을 주게 된다.

만약 안료의 양이 너무 많게 되면 핀홀이 발생되며, 반대로 안료의 양이 너무 적을 경우에는 충분한 도막형성이 이루어지지 못해 크레이터링(Cratering)이 발생하게 된다.

따라서 수지 대 안료의 양은 전착도장을 하고자 하는 제품의 특성에 따라 알맞게 결정하여야 한다.

한편 도료의 주요성분인 용제는 도료가 피도물에 효과적으로 용착될 수 있도록 해주는데, 소부건조시 도막의 흐름성을 조절하여 균일한 도막 형성이 가능하도록 해주는 역할을 한다.

이와 같이 전착도장은 금속표면과 같이 표면특성이 균일하고 전기가 통하는 표면의 도장에 사용되기 때문에, 본드자석과 같이 도체인 금속과 부도체인 수지가 혼합된 표면의 도장에 적용하는 데는 많은 어려움이있다.

왜냐하면 본드자석의 표면에 존재하는 기공과 표면의 불균일성 때문에 전착도장 후 표면이 균일하지 못할 뿐만 아니라 핀홀과 같은 결함이 발생하며, 내방청성 시험을 통하여 발청이 나타나는 것을 알 수 있었다.

따라서 본 발명은 결함이 없이 균일한 외관을 가지면서 우수한 방청성능을 갖게 하는 전착도장으로 본드자석의 표면을 코팅하는 표면처리방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 고형성분(수지와 안료의 총량)이 도료액 전체에 대하여 10-30wt% 범위 내에서 안료 대 수지의 비가 0.15-0.30 : 1인 범위가 되도록 하며, 용제의 양은 1-6wt%가 되도록 도료액을 제조하여 전착도장을 하였으며, 이때 사용되는 안료는 TiO₂산화물이 주성분이고, 수지는 에폭시수지가 주성분을 이루며 그 색상은 회색계통을 띤다.

그리고 상기에 제시한 도료액 조성과 도료 조건으로 60-150V의 도장전압과 26-34℃의 도료액온도로 2-3분간 표면 도장하여 10-32㎛ 두께의 균일하고 방청성능이 우수한 도막을 얻는다.

상기의 도료 조성으로는 일반 금속철판에는 결함이 없는 도막 형성이 불가능하나, 본드자석의 경우에는 결함이 없는 균일한 도막 형성이 가능하다.

한편 도장전압, 도료액온도, 도장시간 등의 도장조건은 두께와 외관에 상당한 영향을 미치게 된다.

특히 도장전압과 도료액온도가 적정치 않을 경우에는 핀홀이나 크레이터링 등의 결함이 표면에 발생하여 도막 두께의 제어가 불가능해지므로 도장전압과 도료액온도의 설정도 매우 중요하다.

아래의 실시예를 통해 상기의 조건에 대한 도막 형성의 효과를 좀더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

실시예 1

제조된 링타입의 본드자석을 앞에서 제시한 전착공정에 따라 전착도장을 행하는데, 이때 전착도료의 조성은 20wt%의 고형분에서 안료 대 수지의 비를 각각 0.15 : 1, 0.25 : 1, 0.30 : 1로 하고, 용제의 양은 2wt%로 하여 100V의 도장전압과, 30℃의 도료온도로 유지하여 전착도장을 2분간 행한 후, 도장된 본드자석을 자연건조시킨 후 170-180℃에서 30분간 소부건조시킨다.

실시예 2

실시예 1에서 도료 조성물의 안료 대 수지비를 0.20 : 1로 하고 용제의 양을 각각 1wt%, 3wt%, 6wt%로 하여 전착도장을 실시한다.

실시예 3

실시예 1에서 도료 조성물의 안료대 수지비를 0.20 : 1, 용제의 양을 2wt%로 하고, 도장전압을 각각 60V, 90V, 150V로 하여 전착도장을 실시한다.

실시예 4

실시예 1에서 도료 조성물의 안료 대 수지비를 0.20 : 1, 용제의 양을 2wt%로 하고, 도장전압 100V에서 도료액의 온도를 각각 26℃, 30℃, 34℃로 하여 전착도장을 실시한다.

상기의 실시예 1,2,3,4에 의하여 제조된 제품의 도막에 대하여 외관상태 관찰, 염수분무시험, 도막두께 측정 등을 실시한 결과, 도막외관은 결함이 없는 균일한 상태를 유지하였으며, 염수분무시험 500시간 후에도 발청을 관찰할 수 없었으며, 도막의 두께는 10-40㎛의 범위 내의 균일한 두께를 갖는 것으로 측정되었다.

상기의 실시예에서 외관상태의 관찰 및 도막 두께의 측정은 입체현미경을 사용하여 관찰하였으며, 60℃의 도료액온도와 5wt%의 Nacl 용액을 사용하여 염수분무시험을 실시하였다.

이러한 시험결과에서 본드자석의 표면에 방청성능을 갖는 코팅이 충분히 이루어진 것으로 판단되며, 공정의 단순화로 제조경비의 절감과 우수한 품질의 희토류 본드자석을 제조할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명은 전착도장의 조건인 도료조성 및 도장조건 등을 개선한 표면처리방법을 제공함으로써, 희토류 본드자석의 표면에 우수한 내식성 및 내습성을 부여하여 산화에 따른 자기적 특성의 감소를 방지하는 것은 물론, 사용중에 자분이 탈락되는 것을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (3)

1. 결합제와 안료를 주성분으로 하는 전착도료를 사용하여 전착도장을 실시하는 희토류 본드자석의 표면처리방법에 있어서, 도료액의 고형성분(수지+안료)이 10-30wt% 범위 내에서 안료 대 수지의 무게비가 0.15-0.30 : 1이고, 용제의 양이 1-6wt% 정도 함유되는 전착도료를 사용하여 전착도장하는 것을 특징으로하는 희토류 본드자석의 표면처리방법.
2. 제1항에 있어서, 결합제와 안료의 주성분이 각각 에폭시수지와 TiO₂인 것을 특징으로 하는 희토류 본드자석의 표면처리방법.
3. 제1항에 있어서, 60-150V의 도장전압과 26-34℃의 도료액 온도로 전착도장하는 것을 특징으로 하는 희토류 본드자석의 표면처리방법.