KR0182428B1 - 튜브를 이용한 희토류계 수지 자석의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비정질 또는 미세결정질의 희토류계 합금분말을 이용한 수지 자석 제조시 튜브를 적용하여 내식성, 열적/기계적 내충격성이 우수한 희토류계 수지 자석을 제조하는 방법에 관한 것으로, 비정질 또는 미세 결정질의 희토류계 합금분말을 이용한 수지자석 제조시 튜브를 적용하여 내식성, 열적/기계적 내충격성이 우수한 희토류계 수지 자석을 제조하고자 하는 것이다.

Description

튜브를 이용한 희토류계 수지 자석의 제조방법

제1도는 본 발명의 희토류계 수지 자석 제조방법을 나타내는 공정도.

제2도는 본 발명의 튜브에 끼워진 희토류계 합금분말과 수지의 혼합성형체로써,

(a)는 원통형 튜브에 끼워진 상태도.

(b)는 사각형 튜브에 끼워진 상태도.

제3도는 본 발명의 희토류계 합금분말과 수지를 압축성형한 후 튜브에 끼우는 상태를 나타낸 공정도.

제4도는 본 발명의 냉각 및 열간가압 상태도로써, 희토류계 합금분말과 수지의 혼합물을 압축성형하는 것으로써,

(a)는 튜브내에서 직접 압축 성형하는 방법을 나타낸 상태도.

(b)는 압축성형된 튜브와 이를 절단한 상태도.

제5도는 본 발명의 희토류계 합금분말과 수지혼합물의 성형체, 그리고 사각 및 원형의 튜브를 이용한 압축성형상태를 나타내기 위한 개략도.

제6도는 본 발명의 영구자석을 제조하기 위한 금형 형태를 나타낸 개략적인 사시도로써,

(a)는 개방형 금형의 분해사시도.

(b)는 반폐쇄형 금형의 분해사시도.

(c)는 폐쇄형 금형의 분해사시도.

제7도는 본 발명의 튜브를 이용한 희토류계 수지자석의 제조시 금형 및 상하부 펀치의 형상에 따른 수지자석의 모양을 나타낸 것으로써,

(a)는 반폐쇄형 및 폐쇄형 금형을 나타낸 분해 사시도.

(b)는 판형의 영구자석 제조상태를 나타낸 상태도.

(c)는 C형의 영구자석 제조상태를 나타낸 상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 튜브 20 : 성형체

30 : 개방형 금형 40 : 반폐쇄형 금형

50 : 폐쇄형 금형 60 : 상부펀치

70 : 하부펀치 80 : 튜브를 이용하여 제조된 희토류계 수지 자석

본 발명은 비정질 또는 미세결정질의 희토류계 합금분말을 이용한 수지 자석 제조시 튜브를 이용하여 내식성, 열적/기계적 내충격성이 우수한 희토류계 수지 자석을 제조하는 방법에 관한 것으로, 특히 튜브가 끼워진 희토류계 합금분말과 수지의 압축성형체를 수지의 경화온도에서 큐어링(Curing)하여 기계적 강도와 내식성이 우수한 희토류 수지 자석을 제조하고자 하는 것이다.

종래의 희토류계 수지 자석 제조 방법을 제1도에서 도시된 바와같이 하나 또는 그 이상의 희토류 원소, 하나 또는 그 이상의 천이금속, 붕소, 탄소, 질소 가운데 하나 또는 그 이상의 원소를 포함하는 조성의 모합금을 용해한 후, 용융회전법(melt spinning)과 같은 급냉응고법(rapid solidfication process)으로 비정질 또는 미세결정질의 리본(ribon)이나 분말을 얻고, 일정크기로 분해한 후, 600~700℃의 온도에서 소둔열처리(annealing)를 행한다. 이렇게 하여 얻어진 희토류계 합금 분말에 수지, 경화제, 윤활제 등을 혼합(biending)하고 이를 압축성형(compacting)하여 수지가 경화되는 온도범위(100~150℃)에서 큐어링 한다.

그 후 내식성, 기계적 특성 취급성등의 향상을 목적으로 에폭시코팅(epoxy coating)과, 전기도금(electrolxtic plating) 및, 전착도장(electrolytic painging)등의 방법으로 표면처리를 한다.

이와 같이 하여 얻어진 희토류계 수지자석은 희토류 원소가 가진 특성으로 인하여, 부식에 취약하고 산화성 분위기에서 뿐만아니라 일반 대기중에서 사용할 경우에도 에폭시코팅, 전기도금, 전착도장등이 표면처리가 필요하므로 제조공정이 복잡하고 난해하다.

또한, 수지의 접착력으로 희토류계 합금분말을 성형하였으므로써 기계적 충격에 약하여 반복적인 진동과 충격이 가해지는 용도에는 사용하기가 어렵다.

뿐만 아니라 고온에서 장시간 사용할때에는 수지가 취화되고, 제조 과정중, 특히, 희토류계 합금분말과 수지등의 성형체를 큐어링하고 코팅하는 중간 과정에서 성형체가 손상받기 쉬워 제조 과정중 매우 세심한 주의가 필요한 문제점이 지적되고 있었다.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 감안하여 이를 해소하고자 발명한 것으로, 제2도에서 도시된 바와같이 튜브가 끼워진 희토류계 합금분말과 수지의 압축 성형체를 수지의 경화온도(100~150℃)에서 큐어링하여 기계적 강도와 내식성이 우수한 희토류 수지 자석을 제조하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 갖는 본 발명은 비정질 또는 미세 결정질의 희토류계 합금분말을 이용한 수지자석 제조시 튜브를 이용하여 내식성, 열적/기계적 내충격성이 우수한 희토류계 수지 자석을 제조하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 튜브(10)가 끼워진 상태의 희토류계 합금 분말과 수지가 혼합된 성형체(20)를 만드는데, 이때 다음과 같은 세가지 방법에 의하여 제조한다.

첫째, 튜브를 씌우기 전에 제3도와 같이 희토류계 합금분말을 수지, 경화제, 윤활제 등과 혼합한 후, 압축하여 튜브(10)의 치수에 맞는 성형체(20)를 만들고 튜브(10)를 끼운다.

둘째, 희토류계 분말, 수지, 경화제, 윤활제등이 혼합된 분말을 제4도(a)와 같이 튜브(10)에 채운 후 압축하여 튜브(10)가 끼워진 상태의 성형체(20)를 한번의 공정으로 얻는다.

이때 튜브(10)의 길이를 충분히 길게 하여 소정의 길이로 절단한 다음 사용할 수도 있다. 또한 제4도(b)와 같이 튜브(10)의 변형을 막기위하여 바깥쪽에 금형을 사용할 수도 있다.

셋째, 상기 첫째 및 둘째 방법에 의하여 튜브(10)가 끼워진 상태의 희토류계 합금분말과 수지의 혼합 성형체(20)를 얻거나, 튜브(10)에 희토류계 합금 분말과 수지의 혼합물을 채운후 제5도와 같이 튜브(10)면에 수직하게 압축한다.

이때 사용하는 대표적인 금형을 제6도에서 도시된 바와같이 개방형, 금형(30), 반폐쇄형 금형(40), 폐쇄형 금형(50)을 사용하는데, 이외에도 제품의 모양에 따라 여러가지 다른 모양의 금형을 사용할 수 있다.

따라서 상기 반폐쇄형 금형(40)(semi closed type) 및 폐쇄형 금형(50)(closed type)의 금형을 적용할 경우 튜브(10)가 끼워진 압축 성형체(20)의 길이(Cd)가 금형의 가공길이(Dd)와 같은 것이 바람직하며, 필요에 따라 어느 정도의 유격을 둘수도 있다.

이때 금형, 상부펀치(upper punch)(60) 및 하부펀치(lower punch)(70)의 설계에 따라 제7도와 같이 판형, C형 등 다양한 모양을 별도의 가공없이 얻을 수 있다.

또한 튜브(10)의 모양은 제2도에서 도시된 바와같이 정, 직사각형 및 원형 이외에도 어떠한 기하학적 모양이나 임의의 모양이 될 수 있다.

그리고 튜브(10)의 재질은 금속, 합금금속, 플라스틱, 고무 등 제한이 없으며, 튜브(10) 형태의 모양을 가지면 된다.

튜브(10)에 끼워진 희토류계 합금분말과 수지의 혼합성형체(20)를 수지의 경화 온도범위 즉, 레진 사용시 100~150℃에서 큐어링 한다.

이상의 방법으로부터 얻은 희토류계 수지 자석(80)은 기계적 특성(내충격성, 강도 등…) 내식성등을 향상시킬 목적으로 필요에 따라 희토류계 합금이 노출된 부위(튜브에 수직한 단면) 혹은 전면을 표면 처리한다.

이와같은 본 발명의 효과는 다음과 같다.

본 발명의 방법으로 제조된 희토류계 영구자석은 자석표면의 대부분을 튜브가 감싸고 있어, 종래의 방법에 의해 제조된 자석에 비해 기계적특성(내충격성, 가공성, 성형성, 강도…)이 매우 우수하고, 따라서 제조시 또는 사용시 균열 발생이나 깨짐으로 인한 자석의 손실을 줄일 수 있어 제품의 신뢰성이 높임은 물론 경제적이다.

뿐만 아니라 자석의 표면을 감싸는 튜브의 재질을 적절하게 선정함으로써, 사용 환경에 적합한 내식성을 에폭시코팅 전기도금, 전착도장등과 같은 별도의 표면처리 과정없이 얻을 수 있다.

그리고 사각형 및 원형 자석 제조시 취약한 모서리 부위를 튜브가 감싸고 있어 별도의 추가 공정없이 제품의 상품성을 크게 향상시킬 수 있는 발명인 것이다.

Claims (5)

1. 희토류계 수지자석을 제조함에 있어서, 금속재, 금속합금재, 플라스틱, 비닐 등의 재질로 이루어진 튜브를 준비하는 과정; 상기와 같은 튜브속에 하나 또는 그 이상의 희토류 원소와, 하나 또는 그 이상의 천이금속, 붕소, 탄소, 질소 가운데 하나, 또는 그 이상의 원소가 함유된 희토류계 합금분말과, 수지 및 기타 첨가제를 넣어 상, 하 펀치로써 혼합성형체를 형성하는 과정; 상기와 같이 성형된 혼합 성형체를 수지의 경화 온도에서 큐어링하는 과정; 큐어링된 혼합 성형체의 전체부분을 에폭시 코팅, 전기도금, 전착도장 등과 같은 방법으로 코팅하는 과정; 을 거쳐 제조함을 특징으로 하는 튜브를 이용한 희토류계 수지 자석의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 성형체를 압축 성형시 가압 방향이 튜브면에 수직인 것을 특징으로 하는 튜브를 이용한 희토류계 수지 자석의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 성형체의 압축 성형시 금형은 개방형, 반폐쇄형, 폐쇄형의 금형중 어느 하나의 금형을 사용하는 것을 특징으로 하는 튜브를 이용한 희토류게 수지 자석의 제조방법.
4. 제3항에 있어서, 반폐쇄형 금형을 사용시 금형의 가공 안길이(Dd)가 튜브이 길이(Cd)와 같거나 긴 금형을 사용하는 것을 특징으로 하는 튜브를 이용한 희토류계 영구자석의 제조방법.
5. 제1항에 의하여 얻어진 희토류계 수지 자석을 희토류계 합금이 노출된 부위의 면만을 부식 및 깨짐등으로부터 보호하기 위하여 에폭시코팅, 전기도금, 전착도장등과 같은 방법으로 표면 처리하는 것을 특징으로 하는 튜브를 이용한 희토류계 수지 자석의 제조방법.