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KR100198357B1 - Method for manufacturing permanent magnets having complementary poles - Google Patents

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KR100198357B1 KR1019960054566A KR19960054566A KR100198357B1 KR 100198357 B1 KR100198357 B1 KR 100198357B1 KR 1019960054566 A KR1019960054566 A KR 1019960054566A KR 19960054566 A KR19960054566 A KR 19960054566A KR 100198357 B1 KR100198357 B1 KR 100198357B1
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Abstract

본 발명은 보극을 갖는 영구자석 제조방법에 관한 것으로, 종래의 영구자석과 보극은 각각 개별적으로 제조된 후 전동기 요크(Yoke)의 관형 프레임에 고정되므로 제조공정이 복잡한 문제가 있었다.The present invention relates to a method of manufacturing a permanent magnet having a complementary pole. Since the conventional permanent magnet and the complementary pole are individually manufactured and fixed to the tubular frame of the electric motor yoke, the manufacturing process is complicated.

본 발명은 희토류 합금을 용융상태에서 급속응고시켜 제조한 비정질 또는 미세 결정 구조를 갖는 급냉리본을 상온에서 압축성형하여 예비성형체를 형성하는 단계와, 상기 예비성형체 일측에 저탄소강재질로 이루어진 보극을 부착하는 단계와, 상기 예비성형체 및 보극을 소정의 형상을 갖는 튜브에 삽입하는 단계와, 상기 튜브를 금형장치에 장입하고 진공분위기 아래에서 열간압축가공 및 열간소성변형시켜 이방성을 갖는 영구자석 조립체를 형성하는 단계를 제공함으로써, 관형 프레임에 설치되는 다수개의 영구자석과 보극이 일체로 형성되어 그 조립공정을 단축시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.The present invention relates to a method for manufacturing a preform, comprising the steps of: forming a preform by compression molding a quenched ribbon having an amorphous or microcrystalline structure formed by rapidly solidifying a rare earth alloy in a molten state at room temperature; Inserting the preform and the counter electrode into a tube having a predetermined shape; loading the tube into a mold apparatus and hot-pressing and hot-plastic-deforming the tube under a vacuum atmosphere to form an anisotropic permanent magnet assembly; A plurality of permanent magnets and a plurality of counterspots provided in the tubular frame are integrally formed and the assembly process can be shortened.

Description

보극을 갖는 영구자석 제조방법Method for manufacturing permanent magnets having complementary poles

본 발명은 Re-TM-B 합금을 기초로 한 영구자석 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 튜브내에 예비성형체와 함께 보극을 삽입하여 영구자석 성형체를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a permanent magnet based on a Re-TM-B alloy, and more particularly, to a method of manufacturing a permanent magnet compact by inserting a counter electrode into a tube together with a preform.

희토류(Rare Earth)원소, 천이금속(Transition Metal ; 이하 TM이라 약칭함) 및 그 붕소(B)를 기초로 하는 영구자석 조성물이 이미 알려져 있으며, 여기서 희토류 원소로는 네오디뮴(Nd), 또는 프라세어디뮴(Pr) 또는 두원소 모두 해당되고, 천이금속으로서는 철(Fe) 또는 철과 코발트(Co)의 혼합물이 해당된다. 이들의 바람직한 조성물은 Re2TM14B 상( 여기서 TM은 철을 포함하는 하나 또는 그 이상의 천이금속 원소 임)을 포함하는 것이다.BACKGROUND ART A permanent magnet composition based on a rare earth (Rare Earth) element, a transition metal (hereinafter abbreviated as TM) and a boron (B) thereof has been already known, and rare earth elements include neodymium (Nd) (Pr) or both elements, and the transition metal corresponds to iron (Fe) or a mixture of iron and cobalt (Co). These preferred compositions comprise Re 2 TM 14 B phase wherein TM is one or more transition metal elements comprising iron.

이와같은 Re-TM-B 합금을 기초로하는 영구자석 제조방법은 Re-TM-B 합금을 분쇄하여 자장중에서 압축성형한 후 고온에서 소결하여 이방성 영구자석을 얻는 소결법과, 급냉된 리본형 입자를 열간압축성형 및 열간소성변형하여 이방성 영구자석을 얻는 급속응고법(Rapid Solidification Process) 등이 있다.Such a permanent magnet manufacturing method based on a Re-TM-B alloy is a method in which a Re-TM-B alloy is crushed and sintered at a high temperature by compression molding in a magnetic field to obtain an anisotropic permanent magnet, A rapid solidification process in which anisotropic permanent magnets are obtained by hot compression molding and hot plastic deformation.

특히, 근본적으로 등방성을 갖는 급냉리본 입자를 원형 또는 각형의 튜브안에 넣고 상온에서 압축성형하여 예비성형체를 제조하고, 상기 예비성형체를 약 700∼850℃ 까지 가열한 상태에서 열간압축가공하여 예비성형체에 고밀도의 등방성을 부여하며, 상기 등방화된 예비성형체를 다이-업셋(Die-Upset) 가공하여 소성변형이 일어나도록 함으로써 대체로 가압방향의 축과 평행을 이루는 방향으로 자기적 이방성을 갖도록 하는 열간압축성형공정과 다이업셋공정을 한 번의 스트로크(One Stroke)로 제조할 수 있는 고에너지 영구자석 제조방법이 있다.Particularly, a quasi-isotropic quenched ribbon particle is placed in a circular or square tube and compression-molded at room temperature to prepare a preform, and the preform is hot-pressed at a temperature of about 700 to 850 DEG C to form a preform And the preform is subjected to die-upsetting to cause plastic deformation so as to have magnetic anisotropy in a direction substantially parallel to the axis of the pressurizing direction, There is a high-energy permanent magnet manufacturing method capable of manufacturing the process and the die upset process in one stroke.

한편, 종래의 RE-TM-B으로 이루어진 희토류계 합금은 산화성이 높아 부식이 쉽게 일어나며, 이로인해 자기적 특성이 저하되므로 이를 방지하기 위해 전착도장 또는 니겔도금 등의 표면처리공정이 진행된다.On the other hand, a rare earth-based alloy made of RE-TM-B has a high oxidizing property and is susceptible to corrosion. As a result, magnetic properties are deteriorated. Therefore, surface treatment such as electrodeposition coating or nickel plating is carried out.

이와같은 Re-TM-B 영구자석은 다양한 종류 및 용도의 전동기나 발전기의 내부구성 부재로 이용되고 있다.Such Re-TM-B permanent magnets are used as internal components of electric motors and generators of various types and applications.

도 1 은 종래의 전동기용 요크(Yoke)에 설치되는 영구자석을 보인 단면도로서, 관형 프레임(1)의 내주연에 다수의 영구자석(2)이 소정간격 이격되어 고정 설치되며, 각각의 영구자석(2)의 일측에는 코깅(Cogging)특성을 개선하기 위해 저탄소강 재질의 보극(3)이 설치된다.FIG. 1 is a cross-sectional view showing a permanent magnet installed in a conventional yoke for a motor, wherein a plurality of permanent magnets 2 are fixedly installed at an inner periphery of the tubular frame 1 with a predetermined space therebetween, A counter electrode 3 made of a low carbon steel material is installed on one side of the base 2 to improve cogging characteristics.

한편, 관형 프레임(1)의 내주연은 호형곡면으로 이루어지므로 개별 영구자석(2)의 형상은 도 2 에 도시된 바와 같은 C형으로 형성되어 관형 프레임(1)의 내주연에 밀착되어 고정된다.On the other hand, since the inner periphery of the tubular frame 1 is formed of an arc-shaped curved surface, the shape of the individual permanent magnets 2 is formed into a C-shape as shown in Fig. 2 and is fixed tightly to the inner periphery of the tubular frame 1 .

여기서, C형 영구자석(2)은 급속응고법으로 급냉된 리본형 입자를 장방형의 튜브(4)안에 넣고 상온에서 압축성형한 예비성형체(5)를 약 700∼850℃ 까지 가열한 상태에서 열간압축가공하여 예비성형체(5)에 고밀도의 등방성을 부여한 후, 계속되는 가압으로 상기 등방화된 예비성형체(5)를 열간소성변형을 일으키도록 가공하여 최종형상이 C형상을 갖는 영구자석(2)을 갖도록 한 것이다.Here, the C-type permanent magnet 2 is obtained by placing the ribbon-shaped particles quenched by the rapid solidification method into a rectangular tube 4, compressing and molding the preform 5 at room temperature to a temperature of about 700 to 850 캜, And then the isotropic preform 5 is subjected to hot plastic deformation so as to have a permanent magnet 2 having a C shape in its final shape by applying a high density isotropy to the preform 5, It is.

그런데 이와같은 종래의 영구자석과 보극은 각각 개별적으로 제조된 후 요크의 관형 프레임에 고정되므로 제조공정이 복잡한 문제가 있었다.However, since the conventional permanent magnet and the counter electrode are individually manufactured and fixed to the tubular frame of the yoke, the manufacturing process is complicated.

따라서, 본 발명은 이와같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 영구자석 제조공정시 영구자석과 보극을 함께 성형하여 제조공정을 단축시킬 수 있는 영구자석 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a permanent magnet manufacturing method capable of shortening a manufacturing process by molding a permanent magnet and a counter electrode together in a permanent magnet manufacturing process.

이와같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 하나 또는 그 이상의 희토류 원소, 하나 또는 그 이상의 천이금속 및 붕소를 함유하는 희토류계 합금으로 이루어진 영구자석 제조방법에 있어서, 희토류 합금을 용융상태에서 급속응고시켜 제조한 비정질 또는 미세 결정 구조를 갖는 급냉리본을 상온에서 압축성형하여 예비성형체를 형성하는 단계와, 상기 예비성형체 일측에 저탄소강재질로 이루어진 보극을 부착하는 단계와, 상기 예비성형체 및 보극을 소정의 형상을 갖는 튜브에 삽입하는 단계와, 상기 튜브를 금형장치에 장입하고 진공분위기 아래에서 열간압축가공 및 열간소성변형시켜, 이방성을 갖는 영구자석 조립체를 형성하는 단계로 이루어진 보극을 갖는 영구자석 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method of manufacturing a permanent magnet comprising one or more rare earth elements, one or more transition metals and a rare earth-base alloy containing boron, wherein the rare earth alloy is produced by rapid solidification in a molten state A step of forming a preform by compression molding a quenched ribbon having an amorphous or microcrystal structure at a room temperature, attaching a negative electrode made of a low carbon steel material to one side of the preform, And forming a permanent magnet assembly having anisotropy by thermocompression processing and hot-plastic-deforming the tube under a vacuum atmosphere by charging the tube into a mold apparatus. to provide.

도 1은 종래의 전동기용 요크(Yoke)에 설치되는 영구자석을 보인 단면도.1 is a sectional view showing a permanent magnet installed in a conventional yoke for a motor.

도 2는 종래의 영구자석 제조방법을 개략적으로 보인 도면.2 is a view schematically showing a conventional permanent magnet manufacturing method.

도 3은 본 발명에 따른 영구자석 조립체 제조방법을 개략적으로 보인 도면.3 is a schematic view of a method of manufacturing a permanent magnet assembly according to the present invention.

도면의 주요부분에 대한 부호 설명DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.

1;관형 프레임10;예비성형체1, a tubular frame 10, a preform

12;보극14;튜브12;

20;영구자석 성형체20; permanent magnet formed body

이하, 본 발명에 따른 영구자석 제조방법을 첨부 도면과 함께 상세하게 설명한다.Hereinafter, a permanent magnet manufacturing method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 영구자석 조립체 제조방법을 개략적으로 보인 도면이다.3 is a schematic view illustrating a method of manufacturing a permanent magnet assembly according to the present invention.

본 발명은 하나 또는 그 이상의 희토류 원소, 하나 또는 그 이상의 천이금속 및 붕소를 함유하는 희토류계 합금으로 이루어진 예비성형체(10)를 준비한다.The present invention provides a preform (10) made of a rare earth-based alloy containing one or more rare earth elements, one or more transition metals, and boron.

예비성형체(10)는 RE-TM-B의 합금으로 이루어진 영구자석 재료를 용해한 후 급속냉각하여 제조한 급냉리본을 냉간에서 압축하여 제조한 것이다.The preform 10 is produced by dissolving a permanent magnet material made of an alloy of RE-TM-B and rapidly cooling the quenched ribbon produced by cold pressing.

이어서, 영구자석이 이용되는 전동기의 코깅특성을 개선하기 위한 저탄소강재질의 보극(12)을 준비하여 상기 예비성형체(10)의 일측에 부착한다.Next, a low carbon steel material counter electrode 12 is prepared and attached to one side of the preform 10 to improve the cogging characteristics of the motor in which the permanent magnet is used.

이어서, 금속재질로 이루어진 튜브(14)에 상기 예비성형체(10)와 보극(12)을 삽입한다.Next, the preform 10 and the counter electrode 12 are inserted into a tube 14 made of a metal material.

튜브(14) 산화속도가 빨라 부식성이 높은 Re-TM-B 합금을 기초로 하는 예비성형체(10)의 표면이 외기중에 노출되는 것을 방지하며, 예비성형체(10) 및 보극(12)의 열간소성변형시 원할하게 변형될 수 있도록 지지하는 기능을 한다.The surface of the preform 10 based on the Re-TM-B alloy having a high corrosion rate due to the rapid oxidation of the tube 14 is prevented from being exposed to the outside air and the hot plasticity of the preform 10 and the complementary electrode 12 So that it can be deformed smoothly when deformed.

이와같은 예비성형체(10)와 보극(12)이 삽입된 튜브를 밀폐형 금형에 장입하고, 진공분위기 아래에서 예비성형체(10)의 온도가 약 700∼850℃를 유지할 수 있도록 가열한 후, 열간압축변형 및 열간소성변형이 일어날 수 있도록 가압한다.The tube having the preform 10 and the counter electrode 12 inserted therein is charged into a closed mold and heated so that the temperature of the preform 10 can be maintained at about 700 to 850 占 폚 under a vacuum atmosphere, So that deformation and hot plastic deformation can occur.

이때, 예비성형체(10)는 소성변형되기 전까지 튜브(26) 내부의 예비성형체(10)가 고밀도로 압축되면서 등방성을 갖게 되며, 그 이상의 가압력에 의해 예비성형체(10)는 소성변형을 일으키면서 자화 용이축이 가압방향과 대체로 평행한 방향으로 이방화된다.At this time, the preform 10 in the preform 10 is compressed to a high density until it is plastic-deformed, so that the preform 10 undergoes plastic deformation due to a higher pressing force, The easy axis is anisotropic in a direction substantially parallel to the pressing direction.

한편, 보극(12)은 특성변화 없이 열간소성변형이 예비성형체(10)와 함께 변형되어 최종적으로 도 3b에 도시된 바와 같이, 튜브(14) 내부에서 이방화된 영구자석 성형체(20)와 함께 형성된다.On the other hand, the compensator 12 is deformed together with the preform 10 without any change in characteristics, and finally, as shown in FIG. 3B, together with the permanent magnet compact 20 which is anisotropized inside the tube 14 .

이와같이 상기 공정에 의해 이방화된 C형 영구자석 성형체(20)와 보극(12)이 삽입된 튜브(14)를 관형 프레임(1) 내주연에 소정간격 이격되어 배열될 수 있도록하여 통상의 스트립부재 또는 금속세선을 이용하여 고정시킨다.The C-shaped permanent magnet compact 20 and the tube 14 inserted with the complementary electrode 12 can be arranged at a predetermined interval on the circumference of the tubular frame 1 by the above process, Or metal thin wire.

즉, 관형 프레임의 내주연에 영구자석과 보극을 각각 개별적으로 고정시키는 종래의 제조공정과 비교할 때 본 발명은 영구자석과 보극이 일체로 형성되어 영구자석과 보극을 한 번의 조립공정으로 단축시킬 수 있다.That is, compared to the conventional manufacturing process in which the permanent magnet and the counter electrode are individually fixed to the inner periphery of the tubular frame, the present invention is characterized in that the permanent magnet and the counter electrode are integrally formed to shorten the permanent magnet and the counter electrode to one assembly process have.

이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명이 속하는 분야의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정 및 그 변경을 가할 수 있다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims.

따라서 본 발명에 따르면, 관형 프레임에 설치되는 다수개의 영구자석과 보극이 일체로 형성된 조립체를 제공함으로써 그 조립공정을 단축시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.Therefore, according to the present invention, it is possible to obtain the effect of shortening the assembling process by providing an assembly in which a plurality of permanent magnets and a counter electrode are integrally formed in a tubular frame.

Claims (1)

하나 또는 그 이상의 희토류 원소, 하나 또는 그 이상의 천이금속 및 붕소를 함유하는 희토류계 합금으로 이루어진 영구자석 제조방법에 있어서,1. A method of manufacturing a permanent magnet comprising one or more rare earth elements, one or more transition metals, and a rare earth-base alloy containing boron, 희토류 합금을 용융상태에서 급속응고시켜 제조한 비정질 또는 미세 결정 구조를 갖는 급냉리본을 상온에서 압축성형하여 예비성형체를 형성하는 단계와,Forming a preform by compression molding a quenched ribbon having an amorphous or microcrystalline structure prepared by rapidly solidifying a rare earth alloy in a molten state at room temperature, 상기 예비성형체 일측에 저탄소강재질로 이루어진 보극을 부착하는 단계와,Attaching a negative electrode made of a low carbon steel material to one side of the preform; 상기 예비성형체 및 보극을 소정의 형상을 갖는 튜브에 삽입하는 단계와,Inserting the preform and the counter electrode into a tube having a predetermined shape; 상기 튜브를 금형장치에 장입하고 진공분위기 아래에서 열간압축가공 및 열간소성변형시켜, 이방성을 갖는 영구자석 조립체를 형성하는 단계로 이루어진 보극을 갖는 영구자석 제조방법.Forming a permanent magnet assembly having anisotropy by applying the tube to a mold apparatus and hot compression-molding and hot-plastic-deforming under a vacuum atmosphere to form a permanent magnet assembly having anisotropy.
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St.27 status event code: A-4-4-P10-P22-nap-X000