KR860001237B1 - 영구 자석 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
제1도는 IHc, (BH)max의 Cu함량 의존성과 시효처리의 효과를 나타내는 그래프.
제2도는 IHc의 Fe함량 의존성을 표시하는 그래프.
제3도는 실시예 및 비교예에 대한 시효처리에 따르는 보자력의 변화를 나타낸 그래프.
본 발명은 사마리움-코발트계의 영구자석에 관한 것으로, 특히 Sm2Co17계의 영구자석에 관한 것이다.
종래 Sm2Co17계 영구자석으로는 각종 조성의 것이 제안되고 있으나 Co의 일부를 Cu, Fe 및 Ti로 치환하므로써 보자력(IHc), 잔류자속밀도(Er) 및 최대 에너지적(BH)max) 또는 내산화성의 개량이 도모되고 있다. 본 발명은 이와같은 Sm2(Co, Cu, Fe, Ti)17계의 영구자석의 개량에 관한 것이다. 상기 특성중에서도 (BH)max 및 Br가 모우터 등의 용도에 있어서는 특히 중요하고, 가능한 한 큰것이 요망되나 IHc가 어느 일정치 이상이 아니면(BH)max, Br을 높이는 것은 곤란하다. 따라서(BH)max, Br가 큰 영구자석을 얻기위해서는 IHc를 크게하는 것이 필요하다.
그러나, Sm2(Co, Cu, Fe, Ti)17계의 자석에서는 Fe 함량을 증가시키거나, Cu함량을 감소시키면 잔류자속 밀도를 증가시킬 수 있음이 알려져 있다. 그러나 Fe함량을 증가시키거나, Cu함량을 감소시키면 보자력이 저하되기 때문에, 단순히 Fe함량을 증가시키고 Cu함량을 감소시킴으로써 잔류자속밀도나 최대 에너지적의 향상을 도모할 수는 없다. 그러므로 종래의 Sm2(Co, Cu, Fe, Ti)17계의 자석은 보자력은 어떤 값 이상으로 유지하면서 잔류자속밀도를 가능한한 크게하는 것을 목적으로 그 조성이 결정되었다. 예를들면, 특공소 55-15096호 공보기재의 Sm2(Co, Cu, Fe, Ti)17계의 자석에서는 Cu 5-20중량%, Fe 2-15중량%이다. 또, 특개소 52-109191호 공보 기재의 자석에서는 Cu 9-13중량%, Fe 3-12중량%이다. 이들의 조성은 Cu함량 및 Fe함량의 변동에 따라 일어나는 잔류자속밀도와 유지력의 변화를 타협적으로 적합시킨 결과이기 때문에 반드시 충분하다고는 할 수 없었다.
잔류자속밀도를 저하시키는 Cu분을 감소시키고, 이것을 향상시키는 Fe분을 증가시키고 동시에 보자력을 일정치 이상으로 유지할 수가 있으면 잔류밀도 및 최대에너지적이 큰 우수한 영구자석을 얻을 수 있다. 본 발명은 이러한 영구자석의 제공을 목적으로 하는 것이다.
본 발명자 등의 영구자석을 구성하는 합금의 조성 및 그 처리과정에 대하여 예의 연구를 거듭한 결과 합금의 조성을 Sm(Co, Cu, Fe, Ti)Z의 식으로 나타냈을때, z>6.9이고, 또한 소결후에 특정의 시효처리를 실시하면 Fe량을 증가하고, Cu량을 감소시키는 것으로도 종랭의 생각과는 전혀 반대로 보자력을 증가할 수 있음을 발견했다. 이 새로운 발견에 따라 이하에 설명하는 발명을 완성하고, Sm2(Co, Cu, Fe, Ti)17계 자석의 잔류자속밀도 및 최대에너지적을 현저히 높이는 것에 성공했다.
즉, 본 발명은 사마리움 23-27중량%와 티탄 0.2-7중량%와, 동 3-9중량%와 철 14-25중량%와 잔부로서 주로 코발트인 부분으로 구성되는 금속분말을 자계중에서 형성하고 소결후 350-900℃의 온도범위에서 고온측에서 저온측으로 다단계로 시효처리를 실시해서 구성되는 것을 특징으로하는 영구자석이다.
본 발명의 효과는 자석을 구성하는 금속원소의 조성과 처리방법, 그중에서도 시효 처리패턴과의 결합에서 나타난다.
원료 금속분말에서 Sm가 23중량%미만에서는 보자력의 증가는 없고, 27중량%를 초과했을 때도 증가는 없다. 또 자속밀도가 저하하고, 최대에너지적의 증대도 없다. Ti가 0.2중량%미만이면 보자력의 증대가 현저하지 못하고, 7중량%를 초과하면 자속밀도가 저하한다. Cu가 3중량%미만에서는 보자력의 증대는 없고, 9중량%를 초과하면 자속밀도가 저하하는 동시에 시효경화성이 낮고, 최대 에너지적의 증대도 거의 없다. Fe가 14중량%이하에서는 보자력의 증대는 얻을 수 없고 잔류자속밀도나 최대 에너지적의 향상도 거의 없다. Fe가 25중량%를 초과하면 보자력이 현저히 감소하고 시효경화서도 극히 낮고 최대 에너지적이 감소한다.
본 발명에서 소결공정이나 시효처리공정은 진공, 질소 가스 등의 불활성분위기에서 실시해야 하고, 소결은 약 1050-1250℃의 온도에서 실시된다. 또 소결에 관해서는 2단 이상의 소결을 실시하는 것도 가능하다.
시효처리는 본 발명에 있어서 대단히 중요한 공정이고 이 처리를 실시하므로써 보자력 및 최대 에너지적이 현저히 향상된다. 시효처리는 350℃에서 900℃의 온도범위에서 높은 온도로부터 낮은 온도로 2이상의 단계로 구성되는 다단계로 실시할 필요가 있다. 이러한 시효처리 패턴의 호적한 예를들면 Cu
7.5중량%에서 있어서는 제1단의 시효처리를 800-900℃의 온도범위에서 실시하고, 그후 차례로 600-800℃의 온도범위에서의 제2단, 400-700℃의 온도범위에서의 제3단의 처리를 적어도 포함하는 시효처리가 좋고, 또 Cu<7.5중량%에서 있어서는 제1단의 시효처리를 800-900℃의 온도범위를 실시하고 그후 차례로 650-800℃에서의 제2단, 450-700℃에서의 제3단, 350-600℃에서의 제4단의 처리를 최소한 포함되는 시효처리가 바람직하다.
이하 본 발명을 실시예를 따라 보다 구체적으로 설명한다.
[실시예]
이하의 실시예에 있어서는 본 발명에 관한 영구자석을 다음과 같이 제조했다. 소요의 조성비로 각 금속원소의 분말을 배합하고, 약 4kg을 진공고주파유도가열로에서 용융한후 냉각해서, 얻어진 균일한 주괴를 거칠게 분쇄(粉碎)한 후 제트밀(jet mill)에 의해서 미분말로 분쇄했다. 이 미분말을 소정의 압형틀에 넣어서 20,000어르스텟(oersted)의 자계를 부여하면서 2톤/cm2의 압력으로 압축성형했다. 얻은 성형품에 아르곤가스 분위기중에서 소정온도, 소정시간의 소결처리를 실시한후, 즉시 실온까지 냉각하여 아르곤 가스 분위기 속에서 소정의 종단계 시효처리를 실시했다.
이하에서 %는 다량%를 나타낸다.
실시예 1-IHc, (EH)max의 Cu함량 의존성과 시효처리의 효과
조성 : Sm 26.5%, Ti 1.20%, Cu 6-11.5%, Fe 16.0%, Co잔부.
소결조건 : 1180℃×1시간.
시효처리 : (850℃, 30분)+(750℃, 1시간)+(650℃, 2시간)+(550℃, 4시간)
비교를 위해, 시효처리를 행하지 아니한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 별도의 영구자석(비교예 1)을 제조했다.
제1도에 얻어진 영구자석의 Cu함량과 IHc 및 (BH)max와의 관계를 도시한다.
A…실시예 1의 IHc a…비교예 1의 IHc
B…실시예 1의 (BH)max b…비교예 1의 (BH)max
도면에서 명백한 바와같이 본 발명의 실시예 1은 Cu 9%이하에서도 보자력이 코고, (BH)max의 피이크(peak)도 시효전 10-11%(Cu)였던 것이 7-8%이하로 이동하고, 또(BH)max의 값도 상당히 커졌다.
[실시예 2] IHc의 Fe함량의 존성
조성 : Sm 25.8%, Ti 1.50%, Cu 6-7%, Fe 11-19%, Co잔부.
조성조건 : 1175℃×1시간.
시효처리 : (850℃, 30분)+(750℃, 1시간)+(650℃, 2시간)+(550℃, 4시간)
얻어진 영구자석의 Fe함량과 IHc의 관계를 제2도에 도시한다. Fe함량이 많을수록 IHc가 커지고, 본 발명의 범위인 Fe가 14%보다 많은 곳에서는 포화상태에 달하고 있다. 이와같이 Fe함량의 증가에 따라 IHc가 증가하는 것은 종래의 생각과는 전혀 다르고 본 발명의 하나의 특징이다.
[실시예 3]
실시예에 관한 시료 31-42와 비교시료 31-44를 제조했다. 각 시료의 조성, 소결 조건을 제1표에 표시했다. 시효처리의 조건은 모드 다음과 같았다. 번호로 표시한 시효처리의 패턴은 각각 다음과 같다. (시효처리 패턴)
1. 850℃, 30분+750℃, 1시간+650℃, 2시간+550℃, 4시간+450℃, 8시간
2. 850℃, 30분+650℃, 4시간
3. 750℃, 2시간+550℃, 8시간
4. 750℃, 3시간
5. 950℃, 30분+(시효패턴1)
6. 350℃, 100시간
비교예는 조성 또는 시효처리가 본 발명의 범위밖에 있는 것이다. 제조한 영구자석의 Er, IHc, (BH)max를 제1표에 병기했다.
또, 실시예의 시료 31 및 비교시료 35에 대하여 시효처리의 경과에 따르는 IHc의 변화를 나타낸 것이 제3도이다. 곡선 a가 시료 31이고, b가 비교시료 35이다. 제3도에 의하면 본 발명의 실시예인 시료 1의 경우 소결후 시효처리전에는 보자력이 작고 충분한 최대 에너지적을 얻을 수는 없으나 본 발명에 의한 시효처리에 의하여 보자력이 급증하고 따라서 최대 에너지적도 증대되는 것을 알수 있다.
[표 1]
Claims (1)
- 사마리움 23-27중량%와 티탄 0.2-7중량%와, 동 3-9중량%와, 철 14-25중량%이하와 잔부로서 주로 코발트로 구성되는 금속분말을 자계중에서 성형하고, 소결후 350-900℃의 온도범위에 있어서 고온측으로부터 저온측으로 다단계로 시효처리를 실시하여 구성되는 것을 특징으로 하는 영구자석.
Applications Claiming Priority (3)
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| JP56103434A JPS6047721B2 (ja) | 1981-07-03 | 1981-07-03 | 永久磁石の製造方法 |
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1981
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1982
- 1982-06-29 KR KR8202899A patent/KR860001237B1/ko active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6047721B2 (ja) | 1985-10-23 |
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