Strip-cast 조건이 Nd-Fe-B 합금의 미세조직 형성에 미치는 영향

Abstract

고에너지 Nd-Fe-B 소결자석 제조용 strip-cast 합금의 미세조직 개선을 위하여, Nd-Fe-B 합금을 다양한 조건하에서 strip casting법으로 제조한 후, 제조 조건이 상 형성, 상 분포 및 조직 형성에 미치는 영향을 조사하였다. 냉각속도 즉, wheel speed가 5 m/s 이하일 때 고특성 소결자석 제조에 적합한 미세조직을 갖는 Strip 합금들을 제조할 수 있었으며, 이때의 한계 조성은 Nd<TEX>$_{14}$</TEX>Fe<TEX>$_{79}$</TEX>B<TEX>$_{7}$</TEX> 정도로 추정되었다. 또한 조성에 상관없이 5 m/s 이하에서는 strip 표면에 수직한 방향으로 <001> preferred orientation이 발생하였는데, 이것은 궁극적으로 합금의 분쇄.성형시 결정립 배향도 향상에 유리하게 작용할 것으로 보인다. 한편 냉각속도가 증가할수록 Nd<TEX>$_2$</TEX>Fe<TEX>$_{14}$</TEX>B 결정립의 미세화로 인하여 보자력이 증가하였으나, Nd 함량이 감소할 경우 <TEX>$\alpha$</TEX>-Fe 정출의 증가로 인하여 보자력이 감소하였다. In order to improve the microstructure of the strip cast Nd-Fe-B alloys that are frequently used for production of high energy sintered magnets, influence of various strip casting conditions on the microstructure and phase formation and distribution were investigated. Nd-Fe-B strips consisting of microstructures suitable for preparation of high energy sintered magnets could be obtained when the wheel speed was below 5 m/s. The compositional limit that can avoid the crystallization of free iron in the as-cast state was estimated to be Nd<TEX>$\_$</TEX>14/Fe<TEX>$\_$</TEX>79/B<TEX>$\_$</TEX>7/. Regardless of the compositional variation, <001> preferred orientation of Nd<TEX>$_2$</TEX>Fe<TEX>$\_$</TEX>14/B normal to the strip surface was always occurred below 5 m/s, which would eventually enhance the grain alignment during pressing the powder under a magnetic field. While the coercivity of the strip cast alloys increased with the increase of the wheel speed, mainly due to the refinement of Nd<TEX>$_2$</TEX>Fe<TEX>$\_$</TEX>14/B grains, it decreased with the reduction of Nd content in the alloy composition as the formation of free iron increased.