DD294124A5

DD294124A5 - PERMANENT MAGNET (MATERIAL) AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF

Info

Publication number: DD294124A5
Application number: DD34005890A
Authority: DD
Inventors: Oskar Pacher; Siegfried Heiss
Original assignee: Boehler Gesellschaft M. B. H.,At
Priority date: 1989-04-28
Filing date: 1990-04-24
Publication date: 1991-09-19
Also published as: ATA102189A; EP0395625A2; DE59007732D1; AT393177B; EP0395625A3; EP0395625B1; HU902587D0; HUH3605A; PL164473B1; HU219793B

Abstract

Die Erfindung betrifft einen gesinterten SE-Fe-B Permanentmagnet(-werkstoff) sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung. Erfindungsgemaesz ist zur Verbesserung der magnetischen Kennwerte vorgesehen, dasz in bzw. an den Korngrenzen und/oder im Korngrenzenbereich der magnetischen Phase, vorzugsweise SE2Fe14B, wobei SE zumindest ein Element aus der Gruppe der Seltenen Erden, vorzugsweise Neodym und/oder Praseodym und/oder Dysprosium und/oder Holmium ist, als Legierungszusatz zumindest ein weiteres Element aus der Gruppe der schweren Seltenen Erden, vorzugsweise Gadolinium, Holmium, Dysprosium und/oder Terbium und/oder zumindest eine metall-, gegebenenfalls oxidbildende Verbindung zumindest eines Elementes aus der Gruppe der Seltenen Erden, vorzugsweise der schweren Seltenen Erden, insbesondere Oxide und/oder Nitride, gegebenenfalls gemeinsam mit Kornlegierungszusaetzen, umfassend Oxide und/oder Nitride und/oder Boride, an- bzw. eingelagert ist (sind). Fig. 1{gesinterter SE-Fe-B Permanentmagnet(-werkstoff); magnetischer Kennwert; Verfahren; Korngrenze; Korngrenzenbereich; SE2F14B; Seltene Erden; schwere Seltene Erden; Oxid; Nitrid; Borid; Kornlegierungszusatz}The invention relates to a sintered SE-Fe-B permanent magnet (material) and a method for its production. According to the invention, in order to improve the magnetic characteristics, at least one of rare earth elements, preferably neodymium and / or praseodymium and / or dysprosium, is provided in the grain boundaries and / or in the grain boundary region of the magnetic phase, preferably SE2Fe14B and / or holmium is, as alloying addition, at least one further element from the group of heavy rare earths, preferably gadolinium, holmium, dysprosium and / or terbium and / or at least one metal, optionally oxide-forming compound of at least one element from the group of rare earths , preferably heavy rare earths, in particular oxides and / or nitrides, optionally together with Kornlegierungszusaetzen, comprising oxides and / or nitrides and / or borides, is incorporated or incorporated. Fig. 1 {sintered SE-Fe-B permanent magnet (material); magnetic characteristic value; Method; Grain boundary; Grain boundary; SE2F14B; Rare earth; heavy rare earths; Oxide; nitride; boride; Grain alloying}

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Die Erfindung betrifft einen gesinterten SE-Fe-B-Permanentmagnet (-werkstoff). Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von SE-Fe-B-Permanentmagnet(en) (-werkstoffen), wobei die Bestandteile des Grundwerkstoffes schmelzmetallurgisch hergestellt werden, sodann pulverisiert und im Magnetfeld verpreßt und anschließend gesintert werden. Aus der EP-PS 126802 sind Permanentmagnete bekannt, die unter anderem als Werkstoffe Seltene Erden sowie Bor und gegebenenfalls Kobalt enthalten. Diese Elemente sind aufgrund der eingesetzten Verfahrensparameter in der magnetischen Phase homogen verteilt. Bei der Herstellung der Magnete wird derart vorgegangen, daß eine schmelzmetallurgisch hergestellte Ausgangslegierung vermählen wird, worauf das Pulver in einem Magnetfeld gepreßt wird, worauf ein Sintervorgang und eine Wärmebehandlung folgen.The invention relates to a sintered SE-Fe-B permanent magnet (material). Furthermore, the invention relates to a method for producing SE-Fe-B permanent magnet (s) (materials), wherein the constituents of the base material are produced by melt metallurgy, then pulverized and pressed in the magnetic field and then sintered. From EP-PS 126802 permanent magnets are known, which contain, inter alia, as materials rare earths and boron and optionally cobalt. These elements are homogeneously distributed in the magnetic phase due to the process parameters used. In the production of the magnets, the procedure is such that a starting alloy produced by melt metallurgy is ground, whereupon the powder is pressed in a magnetic field, followed by a sintering process and a heat treatment.

Ferner sind aus der EP-PS 101652 Permanentmagnete bekannt, welche Seltene Erden und Bor und gegebenenfalls weitere Zusatzelemente enthalten. Bei diesen Magneten muß die magnetische Hauptphase allerdings eine intermetallische Verbindung konstanter Zusammensetzung sein, was eine homogene Verteilung allerElemente bedingt. Bei dieser Ausführungsform besteht jedoch der Nachteil im großen Aufwand auf der legierungstechnischen Seite bei der Herstellung der Ausgangslegierung, welche besonders rein sein muß, um kritische Verunreinigungen zu vermeiden. Abgesehen davon weisen diese Magnete starke Streuungen der magnetischen Daten und schlechte Reproduzierbarkeit auf.Furthermore, EP-PS 101652 discloses permanent magnets which contain rare earths and boron and optionally further additional elements. In these magnets, however, the main magnetic phase must be an intermetallic compound of constant composition, which causes a homogeneous distribution of all elements. In this embodiment, however, there is the disadvantage in great effort on the alloying side in the production of the starting alloy, which must be particularly pure in order to avoid critical contamination. Besides, these magnets have large scatter of the magnetic data and poor reproducibility.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gesinterten SE-Fe-B-Permanentmagnet (-werkstoff) sowie ein Verfahren zur Herstellung von SE-Fe-B-Permanentmagnet(en) (-werkstoffen), wobei die Bestandteile des Grundwerkstoffes schmelzmetallurgisch hergestellt werden, sodann pulverisiert und im Magnetfeld verpreßt und anschließend gesintert werden, zu schaffen, um die Nachtelle der bekannten Magnete bzw. ihrer Herstellungsverfahren zu beseitigen und Permanentmagnete, die Seltene Erden enthalten, zu erstellen, die gute Temperaturstabilität besitzen. Ferner sollen die Streuungen der magnetischen Kennwerte durch ein neues und verbessertes Fertigungsverfahren verringert werden.The invention is based on the object, a sintered SE-Fe-B permanent magnet (material) and a method for producing SE-Fe-B permanent magnet (s) (materials), wherein the constituents of the base material are produced by melt metallurgy, then pulverized and pressed in the magnetic field and then sintered, to create, to eliminate the Nachtelle of the known magnets and their manufacturing processes and permanent magnets, the rare earths contain create, which have good temperature stability. Furthermore, the scattering of the magnetic characteristics should be reduced by a new and improved manufacturing process.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabenstellung dadurch gelöst, daß in bzw. an den Korngrenzen und/oder im Korngrenzenbereich der magnetischen Phase, vorzugsweise SE₂FOt₄B, wobei SE zumindest ein Element aus der Gruppe der Seltenen Erden, vorzugsweise Neodym und/oder Dysprosium und/oder Praseodym und/oder Holmium ist, als Legierungszusatz zumindest ein weiteres Element aus der Gruppe der schweren Seltenen Erden, vorzugsweise Gadolinium, Holmium, Dysprosium und/oder Terbium und/oder zumindost eine metall-, gegebenenfalls oxidbi|dende Verbindung zumindest eines Elementes aus der Gruppe der Seltenen Erden, vorzugsweise der schweren Seltenen Erden, insbesondere Oxide und/oder Nitride, gegebenenfalls gomeinsam mit KorngrenzenleglerungszusStzen, umfassend Oxide und/oder Nitride und/oder Boride, zumindest eines der Elemente Kobalt, Chrom, Aluminium, Titan und/oder Tantal, an- bzw. eingelagert ist (sind).According to the invention the object is achieved in that in or at the grain boundaries and / or in the grain boundary region of the magnetic phase, preferably SE ₂ FOt ₄ B, SE at least one element from the group of rare earths, preferably neodymium and / or dysprosium and / or praseodymium and / or holmium is, as an alloying addition, at least one further element from the group of heavy rare earths, preferably gadolinium, holmium, dysprosium and / or terbium and / or at least one metal, optionally oxidizing compound of at least one element of the Rare earths, preferably heavy rare earths, in particular oxides and / or nitrides, optionally together with grain boundary regulators, comprising oxides and / or nitrides and / or borides, at least one of cobalt, chromium, aluminum, titanium and / or tantalum, attached or stored (are).

Ein Verfahren der eingangs genannten Art Ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der schmelzmetallurgisch hergestellte, pulverisierte Grundwerkstoff mit pulverisierten Legierungszusätzen, nämlich zumindest einem Element aus der Gruppe der schweren Seltenen Erden, vorzugsweise Gadolinium und/oder Holmium und/oder Dysprosium und/oder Terbium und/oder zumindest einer zumindest ein SE-Metall enthaltenden, vorzugsweise thermodynamisch stabilen, gegebenenfalls metalloxidbildenden Verbindung, insbesondere Oxiden und/oder Nitriden, gegebenenfalls gemeinsam mit pulverisierten Korngrenzenlegierungszusätzen, bestehend aus Oxiden und/oder Nitriden und/oder Boriden zumindest eines der Elemente Kobalt, Chrom, Aluminium, Titan oder Tantal vermengt und danach unter Magnetfeldausrichtung mit den Legierungszusätzen und gegebenenfallc den Korngrenzenlegierungszusätzen gemeinsam verpreßt und gesintert sind. Aufgrund der erfindungsgemäßen Vorgangsweise, die eine neue Art einer Korngrenienlegierungstechnik darstellt, wird eine Reihe vonA method of the type mentioned above According to the invention is characterized in that the melt-metallurgically produced, powdered base material with powdered alloying additions, namely at least one element from the group of heavy rare earths, preferably gadolinium and / or holmium and / or dysprosium and / or terbium and / or at least one, preferably thermodynamically stable, optionally metal oxide-forming compound, in particular oxides and / or nitrides, optionally together with pulverized grain boundary alloy additives consisting of oxides and / or nitrides and / or borides of at least one of the elements cobalt, chromium, Aluminum, titanium or tantalum and then pressed and sintered under magnetic field alignment with the alloying additions and optionally the grain boundary alloying additions. Due to the inventive method, which represents a new type of grain size alloy technique, a number of

Vorteilen erreicht, indem spezielle Diffusionszonen an den Korngrenzen ausgebildet werden bzw. im Korngrenzenbereich der magnetischen Phase eine Anreicherung von Zusatzwerkstoffen erfolgt, wodurch eine Behinderung der Domänwandbeweglichkeit bei gleichzeitig kleinerer Korngröße erreicht wird. Damit ergeben sich verbesserte Koerzitivkraftwerte bei gleichzeitig hoher Remanenz bzw. einer Steigerung des Energieproduktes BHmax. Ein besonderes Kennzeichen des neuen erfindungsgemäßen Permanentmagnet (-Werkstoffes) ist die spezifische Elementanreicherung in der Korngrenze bzw. im Korngrenzenbereich sowie ein Konzentrationsgradient am Kornrand der magnetischen Phase. Dadurch wird die Temperaturabhängigkeit der Koerzitivkraft ausgesprochen günstig beeinflußt und zeigt bei Raumtemperatur und insbesondere auch bei erhöhten Temperaturen bei gleichzeitiger hoher Remanenz günstige Werte. Durch diese Eigenschaften kann die Anwendbarkeit des erfindungsgemäßen Magnetwerkstoffes auf Arbeitstemperaturen von über 180"C erweitert werden, wobei die Curietemperati'.r über 500°C liegt.Advantages achieved by special diffusion zones are formed at the grain boundaries or in the grain boundary region of the magnetic phase enrichment of additional materials, whereby a disability of Domänwandbeweglichkeit is achieved with a smaller grain size. This results in improved coercive force values with simultaneously high remanence and an increase in the energy product BHmax. A special feature of the new permanent magnet (material) according to the invention is the specific element enrichment in the grain boundary or in the grain boundary region and a concentration gradient at the grain edge of the magnetic phase. As a result, the temperature dependence of the coercive force is influenced very favorable and shows at room temperature and especially at elevated temperatures with high remanence favorable values. By these properties, the applicability of the magnetic material according to the invention can be extended to working temperatures of over 180 "C, wherein the Curie temperature is above 500 ° C.

Besonders gute magnetische Werte werden erhalten, wenn die Legierungszusätze, d. h. die dem Grundwerkstoff zugegebenen Elemente bzw. Verbindungen aus der Gruppe der schweren Seltenen Erden ausgewählt werden und in Form von thermodynamisch stabilen, vorzugsweise die Oxide der SE-Metalle bildenden Verbindungen eingesetzt bzw. zulegiert werden, wobei vorteilhafterweise durch Mikrodiffusion entstehende Konzentrationsgradienten unter 5μ, vorzugsweise unter 0,5 μ, ausgebildet werden. Auch die Korngrenzenleglerungszusätze sollen thermodynamisch stabile Verbindungen sein. Die erfindungsgemäße Wirkung der Korngrenzenanreicherurtgen dürfte auf partielle Auflösungs- und Wiederausscheldungsvorgänge zurückzuführen sein, die völlig überraschend auch die Durchschnittskorngröße der magnetischen Phasen herabsetzt.Particularly good magnetic values are obtained when the alloying additives, i. H. the elements or compounds added to the base material are selected from the group of heavy rare earths and are used or alloyed in the form of thermodynamically stable compounds, preferably the oxides of the rare earth metals, wherein concentration gradients advantageously formed by microdiffusion are below 5μ, preferably below 0.5 μ, are formed. The grain boundary control additives should also be thermodynamically stable compounds. The effect of the grain boundary enrichment formulations according to the invention is likely to be due to partial dissolution and recharge processes, which, surprisingly, also reduces the average grain size of the magnetic phases.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Grundwerkstoff 15 Atom-% (±5Atom-%) SE, 77Atom-% (±10Atom-%) Fe und 8Atom-% (±5Atom-%) B aufweist. Gewisse Variationen in der Zusammensetzung des Grundwerkstoffes sind somit möglich; ebenso ist der Einsatz verschiedener Seltener Erden im Grundstoff bzw. in den Legierungszusätzen allein oder in Kombination möglich.In a preferred embodiment of the invention, it is contemplated that the base material has 15 at% (± 5Atom%) SE, 77 at% (± 10 at%) Fe, and 8 at% (± 5At%) B. Certain variations in the composition of the base material are thus possible; Similarly, the use of various rare earths in the base material or in the alloying additives alone or in combination is possible.

Es hat sich erwiesen, daß es zur Vermeidung der Wanderung der Domänwände ausreicht, wenn die Legierungszusätze 0,2 bis 2,5Gew.-%, vorzugsweise 0,8 bis 2Gew.-%, insbesondere 1 bis 1,5Gew.-% des Grundwerkstoffes ausmachen. Größere Mengen an Legierungszusätzen beeinflussen die Kennwerte des Werkstoffes in unerwünschter Weise.It has been found that it is sufficient to avoid the migration of the domain walls when the alloying additions 0.2 to 2.5 wt .-%, preferably 0.8 to 2Gew .-%, in particular 1 to 1.5Gew .-% of the base material account. Larger amounts of alloying additives undesirably affect the characteristics of the material.

Um die Oberfläche des pulverisierten Grundwerkstoffes mit den pulverisierten Legierungszusätzen In guten Kontakt zu bringen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Legierungszusätze Teilchen mit Abmessungen kleiner als 5 μ, vorzugsweise kleiner als 1 μ, Insbesondere kleiner als 0,5 μ, vermählen werden und daß der schmelzmetallurgisch hergestellte Grundwerkstoff zu Teilchen mit Abmessungen kleiner als 200μ, vorzugsweise kleiner als 100μ, insbesondere kleiner als 50μ, insbesondere durch hochenergetische Zerkleinerung, zerkleinert wird. Erfindungsgemäß Ist sodann vorgesehen, daß die pulverisierten Legierungszusätze und der zerkleinerte Grundwerkstoff zur Vermengung gemeinsam vermählen werden, bis die Teilchen des Grundwerkstoffes Abmessungen kleiner als 30μ, vorzugsweise kleiner als 20μ, insbesondere kleiner als 15μ, erreichen. Durch das gemeinsame Vermählen tritt neben einer Homogenisierung eine Anlagerung der feinen Legierungszusätze an den zerkleinerten Teilchen des Grundwerkstoffes ein, was den nachfolgenden Sintervorgang ausgesprochen gut beeinflußt. Der Grundwerkstoff kann dabei im wesentlichen vollständig mit dem feineren Pulver umgeben werden. Beim Sintern wird derart vorgegangen, daß im Vakuum so lange gesintert wird, bis an bzw. in den Korngrenzen einer Anreicherung der Legierungszusätze erfolgt bzw. bis sich durch Mikrodiffusion in der magnetischen Phase an den Korngrenzen Konzentrationsgradienten ausbilden, die 5μ, vorzugsweise 1 μ, insbesondere 0,5μ, nicht wesentlich überschreiten. Vorteilhaft ist es dabei, wenn nicht länger als 20 Minuten, vorzugsweise 10 bis 20 Minuten, insbesondere etwa 16 Minuten, gesintert wird bzw. das Sintern gegebenenfalls nur so lange durchgeführt wird, daß keine Zerlegung bzw. vollständige Diffusion der zugegebenen Verbindung, Insbesondere keine vollständige Zerlegung gebildeter SE-Oxlde bzw. Korngrenzenlegierungszusätze eintritt. Zu große Anlagerungen der Legierungszusätze würden die magnetischen Eigenschaften des Werkstoffes verschlechtern; eine unerwünschte Zerlegung (z.B. Oxidzerlegung) einer zugegebenen Verbindung eines Seltenen Erdmetalle könnte z.B. die Auflösung des Metalles in der magnetischen Phase bewirkenIn order to bring the surface of the pulverized base material with the powdered alloying additions in good contact, the invention provides that the alloying additions particles with dimensions smaller than 5 μ, preferably less than 1 μ, in particular less than 0.5 μ milled, and that the melt-metallurgically produced base material to particles with dimensions smaller than 200μ, preferably smaller than 100μ, in particular smaller than 50μ, in particular by high-energy crushing, is crushed. According to the invention it is then provided that the pulverized alloy additives and the comminuted base material are ground together for mixing until the particles of the base material dimensions smaller than 30μ, preferably less than 20μ, especially less than 15μ reach. Due to the joint grinding occurs in addition to a homogenization, an addition of the fine alloying additions to the crushed particles of the base material, which affects the subsequent sintering very well. The base material can be surrounded substantially completely with the finer powder. During sintering, the procedure is such that sintering takes place in vacuo until enrichment of the alloying additives takes place at or in the grain boundaries or until concentration gradients form by microdiffusion in the magnetic phase at the grain boundaries, which are 5 .mu.m, preferably 1 .mu.m, in particular 0.5μ, do not exceed significantly. It is advantageous if no longer than 20 minutes, preferably 10 to 20 minutes, in particular about 16 minutes, is sintered or the sintering is optionally carried out only so long that no decomposition or complete diffusion of the added compound, in particular no complete Disassembly of formed SE Oxlde or grain boundary alloy additives occurs. Excessive additions of the alloying additions would degrade the magnetic properties of the material; undesired decomposition (e.g., decomposition of oxides) of an added compound of a rare earth metal could e.g. cause the dissolution of the metal in the magnetic phase

Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen The invention will be explained in more detail by exemplary embodiments. In the accompanying drawing show

Fig. 1: ein Flußdiagramm, welches die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte schematisch wiedergibt, Fig.2: einen Ablagerungs- bzw. Konzentrationsverlauf.1 shows a flowchart which schematically reproduces the method steps according to the invention, FIG. 2 shows a deposition or concentration profile.

Im folgenden wird die erfindungsgemäße Verfahrensführung anhand des in Fig. 1 dargestellten schematischen Flußdlagrammes erläutert. Ausgehend von einer schmelzmetallurgisch hergestellten Grundlegierung erfolgt eine Zerkleinerung dieser Legierung zu einem Pulver mit Abmessungen von vorteilhafterweise kleiner als 50 μ. Die ausgewählten Legierungszusätze werden ebenfalls pulverisiert bzw. vermählen, vorteilhafterweise auf Teilchen mit Abmessungen kleiner als 5μ. Diese beiden Pulver werden sodann gemeinsam vermählen, bis die Teilchen des schmelzmetallurgisch hergestellten Grundwerkstoffes Abmessungen, vorzugsweise kleiner als 10 μ bzw. 15 μ, erhalten. Dieses Pulver mit einer im wesentlichen homogen vorliegenden Teilchenverteilung, die gegebenenfalls nach einem Homogenisierungsschritt erreicht wird, wird sodann zu der gewünschten Form im Magnetfeld verpreßt und anschließend bei Temperaturen von 900 bis 1200⁰C gesintert.In the following, the process control according to the invention will be explained with reference to the schematic Flußdlagrammes shown in Fig. 1. Starting from a base alloy produced by melt metallurgy, this alloy is comminuted into a powder having dimensions of advantageously less than 50 μ. The selected alloying additives are also pulverized, advantageously on particles smaller than 5μ in size. These two powders are then ground together until the particles of the base material produced by melt metallurgy receive dimensions, preferably less than 10 μ or 15 μ. This powder with a substantially homogeneous particle distribution, which is optionally achieved after a homogenization step, is then pressed into the desired shape in the magnetic field and then sintered at temperatures of 900 to 1200 ⁰ C.

Wenn man von einem Grundwerkstoff ausgeht, der 15 Atom-% Seltene Erden, 77 Atom-% Eisen und 8 Atom-% Bor enthält, wobei a!» Seltene Erden voiteilhafterwelse Neodym eingesetzt wird, so erhält man In dem schmelzmetallurgisch hergestellten Grundwerkstoff drei ausgeschiedene Phasen mit folgender Zusammensetzung:Assuming a base material containing 15 atomic% of rare earths, 77 atomic% of iron and 8 atomic% of boron using a rare earth neodymium, three phases are precipitated in the base material produced by fusion metallurgy with the following composition:

Eine erste Phase, die etwa 90 bis 95Vol.-% ausmacht, mit einer Zusammensetzung von 1,8Atom-% Neodym, 82,4 Atom-% Eisen und 5,8 Atom-% Bor, welche die magnetische Phase darstellt. Als weitere Phase erhält man in einer Menge von etwa 5 bis 10Vol.-% eine Phase mit etwa 11,1 Atom-% Neodym, 44,4 Atom-% Eisen und 44,4 Atom-% Bor, wobei das Verhältnis von 1:4 von Seltenen Erden zu Eisen etwas variieren kann (z. B. [1 + E]:4) Als weitere Phase erhält man in einer Menge von bis 5Vol.-% eine neodymreiche Phase, wobei die letzteren beiden Phasen weitgehend paramagnetisch sind. Um diese drei Phasen beim magnetischen Werkstoff homogen vorliegen zu haben, erfolgt die Pulverisierung bzw. das Mahlen des Grundwerkstoffes. Gleichzeitig hat diese Homogenisierung bzw. Zerkleinerung den Zweck, daß, da beim Sintervorgang die magnetische erste Phase nicht geschmolzen wird, durch ein An- bzw. Aufschmelzen der weiteren Phase die metallische Bindung des Sinterwerkstückes erfolgt. Diese weitere aufschmelzende Phase c'.Jlit ferner den Träger für die zugegebenen LegierungszusätzeA first phase, which is about 90 to 95% by volume, having a composition of 1.8 at.% Neodymium, 82.4 at.% Iron and 5.8 at.% Boron, which represents the magnetic phase. The further phase obtained in an amount of about 5 to 10% by volume is a phase containing about 11.1 atom% neodymium, 44.4 atom% iron and 44.4 atom% boron, the ratio being 1: 4 may vary slightly from rare earths to iron (eg [1 + E]: 4) The further phase obtained in a quantity of up to 5% by volume is a neodymium-rich phase, the latter two phases being largely paramagnetic. In order to have these three phases present homogeneously in the magnetic material, the pulverization or milling of the base material takes place. At the same time, this homogenization or comminution has the purpose that, since the magnetic first phase is not melted during the sintering process, the metallic bond of the sintered workpiece takes place through the onset or melting of the further phase. This further melting phase c'.Jlit also the carrier for the added alloying additions

dar und diffundiert mit diesen in die Korngrenzenbereiche der magnetischen Phase bzw. lagert sich dort an. Schematisch ist diese Anlagerung in Fig. 2 dargestellt, in der der Konzentrationsverlauf der Legierungszusltze über den Grenzverlauf zweier Körner dargestellt ist. Man erkennt die an der Grenze zwischen den Körnern angelagerten Legierungszusätze, welche ein Wandern der Domänwände verhindern und somit die Koerzitivkraft der magnetischen Phase erhöhen. In der beiiigenden Tabelle 1 werden für vorteilhafte Legierungen die'erfindungsgemäß erreichbaren Werte von BHmax für 25⁰C und 16O⁰C angegeben. Man erkennt, daß die korngrenzenlegierten Werkstoffe durchweg ein besseres Energieprodukt BHmax aufweisen, abgesehen davon, daß auch eine bessere Temperaturbeständigkeit und eine einfachere Herstellung gegeben sind. In der beiliegenden Tabelle 2 sind die erfindungsgemäßen Legierungszusätze angeführt, wie sie den in der Tabelle 1 angeführten Grundwerkstoffen zugesetzt sind.and diffuses with these in the grain boundary areas of the magnetic phase or is deposited there. Schematically, this attachment is shown in Fig. 2, in which the concentration profile of the alloying alloy is shown over the boundary course of two grains. One recognizes the alloy additions attached at the border between the grains, which prevent a wandering of the domain walls and thus increase the coercive force of the magnetic phase. In the accompanying Table 1 the achievable values of BHmax for 25 ⁰ C and 16O ⁰ C are given for advantageous alloys. It can be seen that the grain-boundary-alloyed materials consistently have a better energy product BHmax, in addition to better temperature resistance and easier production. The attached Table 2 shows the alloying additions according to the invention, as added to the base materials listed in Table 1.

Beispielexample

Eine Legierung der Zusammensetzung Nd (33Gew.-%), Fe (53Gew.-%),Co (13Gew.-%) und B (1 Gew.-%) wird auf eine Korngröße kleiner als 100 μ vorzerkleinert und gemeinsam mit feingemahlenem Dy₂O₃ (kleiner 5μ) weiter vermahien. Durch das gemeinsame Vermahien entsteht eine innige, homogene Vermischung zwischen den beiden Pulvern. Die homogene Mischung der feinen Pulver wird in einem Magnetfeld aufmagnetisiert, ausgerichtet und verpreßt. Bei einer Temperatur zwischen 1000⁰C und 1100°C wird der Grünling gesintert und anschließend zwischen 600⁰C und 900⁰C wärmebehandelt. Die Remanenz der Magnete bei Raumtemperatur beträgt 1,2T und reduziert sich auf ca. 1,1T bei 16O⁰C. Die Koerzitivkraft wird von 1400 kA/m bei Raumtemperatur auf 65OkAAn bei 160°C reduziert. Das maximale Energieprodukt variiert zwischen 280 kJ/m³ und 240 kJ/m³ im Temperaturbereich zwischen 2O⁰C und 160⁰C. Durch die inhomogene Verteilung des Dysprosiums im hartmagnetischen (Nd, Dy)₂FOuB Korn, insbesondere durch den Dysprosium-Konzentrationsgradienten entlang des Kornquerschnittes mit steigendem Dy-Gehalt zu den Korngrößen hin, wird auch*bei Co-haltigen SE-Fe-B-Permanentmagneten mit erhöhter Curie-Temperatur aufgrund der Koerzitivkraftsteigerung ein Einsatz dieser Magnete über 16O⁰C möglich.An alloy of the composition Nd (33% by weight), Fe (53% by weight), Co (13% by weight) and B (1% by weight) is pre-comminuted to a particle size smaller than 100 μ and together with finely ground Dy ₂ O ₃ (less than 5μ) continue to conjecture. The mutual Vermahien creates an intimate, homogeneous mixing between the two powders. The homogeneous mixture of fine powders is magnetized, aligned and pressed in a magnetic field. At a temperature between 1000 ⁰ C and 1100 ° C, the green compact is sintered and then heat treated between 600 ⁰ C and 900 ⁰ C. The remanence of the magnets at room temperature is 1.2T and reduced to about 1.1T at 16O ⁰ C. The coercive force is reduced from 1400 kA / m at room temperature to 65OkAAn at 160 ° C. The maximum energy product varies between 280 kJ / m ³ and 240 kJ / m ³ in the temperature range between 2O ⁰ C and 160 ⁰ C. The inhomogeneous distribution of dysprosium in hard magnetic (Nd, Dy) ₂ FOuB grain, in particular by the dysprosium concentration gradient along the grain cross-section with increasing Dy content toward the grain sizes, also * Co-containing SE-Fe-B permanent magnets with increased Curie temperature due to the coercive force increase, a use of these magnets above 16O ⁰ C is possible.

Tabelle 1Table 1

Zusammensetzungcomposition erfindungsgemäßinventively BHmaxBH max BHmaxBH max ohne Korngrenzenwithout grain boundaries BHmaxBH max korngrenzenlegiertkorngrenzenlegiert W/m³ W / m ³ kJ/m³ kJ / m ³ legierungalloy kJ/m³ kJ / m ³ Atom-%Atom-% 25⁰C25 ⁰ C 17O⁰C17O ⁰ C BHmaxBH max 17O⁰C17O ⁰ C 290290 kJ/m³ kJ / m ³ Zusätzeadditions 285285 8585 25⁰C25 ⁰ C 77Fe-8B-15Nd77Fe-8B-15ND 290290 8585 6060 A1A1 285285 105105 A2A2 280280 130130 A3A3 285285 8080 B1B1 150150 B2B2 270270 160160 77Fe-8B-13Nd-2DY77Fe-8B-13Nd-2DY 275275 160160 270270 A1A1 280280 160160 A2A2 8080 B1B1 270270 8080 71Fe-eCc-8B-15Nd71Fe ECC 8B-15ND 260260 170170 270270 A1A1 265265 165165 A2A2 180180 175175 B1B1 270270 165165 A3A3 9595 A4A4 270270 110110 65Fe-12Co-6B-15Nd65Fe-12Co-6B 15ND 260260 175175 260260 A1A1 280280 185185 A2A2 265265 160 160 A3A3 270270 165165 B1B1 100100 A4A4 260260 115115 57Fe-20Co-8B-15Nd57Fe-20Co-8B-15ND 265265 155155 210210 A1A1 220220 155155 A2A2 270270 165165 B2B2 270270 170170 A3A3 A4A4

-ε- 294124 Tabelle 2: Zusammensetzung der Legierungszusätze-ε- 294124 Table 2: Composition of the alloying additives

Zusätze Zusammensetzung der Zusätze in Gew.-%Additions Composition of the additives in% by weight

(Bezeichnung in Tab. 1) bezogen auf Pulvergewicht des Grundmaterial(Name in Tab. 1) based on powder weight of the base material

A1 1,0%Dy₂O₃ A1 1.0% Dy ₂ O ₃

A3 0^5% Dy₂O₃+ o!ö% AIBxA3 0 ^ 5% Dy ₂ O ₃ + o! Ö% AIBx

A4 0,5%Dy₂O₃ + 0,5%TiNA4 0.5% Dy ₂ O ₃ + 0.5% TiN

B1 ' 0,5% Dy₂O₃+ 0,5% TaN+0,5 DyB1 '0.5% Dy ₂ O ₃ + 0.5% TaN + 0.5 Dy

B2 1,0%CoB + 0,5%TaNB2 1.0% CoB + 0.5% TaN

Claims

Patentansprüche:claims:

1. Gesinterter SE-Fe-B-Permanentmagnet (-werkstoff), dadurch gekennzeichnet, daß in bzw. an den Korngrenzen und/oder im Korngrenzenbereich der magnetischen Phase, vorzugsweise SE₂FOi₄B, wobei SE zumindest ein Element aus der Gruppe der Seltenen Erden, vorzugsweise Neodym und/oder Dysprosium und/oder Praseodym und/oder Holmium ist, als Legierungszusatz zumindest ein weiteres Element aus der Gruppe der schweren Seltenen Erden, vorzugsweise Gadolinium, Holmium, Dysprosium und/oder Terbium und/oder zumindest eine metall-, gegebenenfalls oxidbildonde Verbindung zumindest eines Elementes aus der Gruppe der Seltenen Erden, vorzugsweise der schweren Seltenen Erden, insbesondere Oxide und/oder Nitride, gegebenenfalls gemeinsam mit Korngrenzenlegierungszusätzen, umfassend Oxide und/oder Nitride und/oder Boride, zumindest eines der Elemente Kobalt, Chrom, Aluminium, Titan und/oder Tantal, an- bzw. eingelagert ist (sind).1. Sintered SE-Fe-B permanent magnet (material), characterized in that in or at the grain boundaries and / or in the grain boundary region of the magnetic phase, preferably SE ₂ FOi ₄ B, wherein SE at least one element from the group of Rare earths, preferably neodymium and / or dysprosium and / or praseodymium and / or holmium, is, as alloying additive, at least one further element from the group of heavy rare earths, preferably gadolinium, holmium, dysprosium and / or terbium and / or at least one metalloid. optionally oxide-forming compound of at least one element from the group of rare earths, preferably heavy rare earths, in particular oxides and / or nitrides, optionally together with grain boundary alloying additives comprising oxides and / or nitrides and / or borides, at least one of the elements cobalt, chromium , Aluminum, titanium and / or tantalum, is deposited or are (are).

2. Permanentmagnet (-werkstoff) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die An- bzw. Einlagerungen an den Korngrenzen bzw. im Korngrenzenbereich eine Dicke von 0,005 bis 10μ, vorzugsweise von 0,05 bis 1 μ, insbesondere von 0,05 bis 0,5 μ, besitzen.2. permanent magnet (material) according to claim 1, characterized in that the arrival or inclusions at the grain boundaries or in the grain boundary region has a thickness of 0.005 to 10μ, preferably from 0.05 to 1 μ, in particular from 0.05 to 0.5 μ, possess.

3. Permanentmagnet (-werkstoff) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundwerkstoff 15Atom-% (±5Atom-%) SE, 77Atom-% (±10Atom-%) Fe und 8Atom-% (±5Atom-%) B aufweist.3. Permanent magnet (material) according to claim 1 or 2, characterized in that the base material 15 atom% (± 5 t / m) SE, 77 atomic% (± 10 atom%) Fe and 8 atom% (± 5 t / m%) B has.

4. Permanentmagnet (-werkstoff) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Eisen bis zu 30 Atom-% durch Kobalt substituiert ist.4. permanent magnet (material) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the iron is substituted up to 30 atomic% by cobalt.

5. Permanent (-werkstoff) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierungszusätze 0,2 bis 2,5Gew.-%, vorzugsweise 0,8 bis 2Gew.-%, insbesondere 1 bis 1,5Gew.-% des Grundwerkstoffes ausmachen.5. Permanent (-material) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the alloying additions 0.2 to 2.5 wt .-%, preferably 0.8 to 2Gew .-%, in particular 1 to 1.5Gew.- make up% of the base material.

6. Verfahren zur Herstellung von SE-Fe-B-Permanentmagnet(en) (-werkstoffen), wobei die Bestandteile des Grundwerkstoffes schmelzmetallurgisch hergestellt werden, sodann pulverisiert und im Magnetfeld verpreßt und anschließend gesintert werden, insbesondere zur Herstellung von Permanentmagnet(en) (-werkstoffen) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der schmelzmetallurgisch hergestellte, pulverisierte Grundwerkstoff mit pulverisierten Legierungszusätzen, nämlich zumindest einem Element aus der Gruppe der schweren Seltenen Erden, vorzugsweise Gadolinium und/oder Holmium und/oder Dysprosium und/oderTerbium und/oder zumindest einer zumindest ein SE-Metall enthaltenden, vorzugsweise thermodynamisch stabilen, gegebenenfalls metalloxidbildenden Verbindung, insbesondere Oxiden und/oder Nitriden, gegebenenfalls gemeinsam mit pulverisierten Korngrenzenlegierungsuis^tzan, bestehend aus Oxiden und/oder Nitriden und/oder Bonden zumindest eines der Elemente Kobalt, Chrom, Aluminium, Titan oderTantal vermengt und danach unter Magnetfeldausrichtung mit den Legierungszusätzen und gegebenenfalls den Korngrenzenlegierungszusätzen gemeinsam verpreßt und gesintert wird.6. A process for the preparation of SE-Fe-B permanent magnet (s) (materials), wherein the constituents of the base material are produced by melt metallurgy, then pulverized and pressed in the magnetic field and then sintered, in particular for the production of permanent magnet (s) ( materials) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the melt-metallurgically produced, pulverized base material with powdered alloying additions, namely at least one element from the group of heavy rare earths, preferably gadolinium and / or holmium and / or dysprosium and / or terbium and / or at least one, preferably thermodynamically stable, optionally metal oxide-forming compound containing at least one SE metal, in particular oxides and / or nitrides, optionally together with pulverized grain boundary alloy constituting oxides and / or nitrides and / or bonding at least one of the elements Cobalt, chrome , Aluminum, titanium or tantalum and then pressed together under magnetic field alignment with the alloying additions and optionally the grain boundary alloying additives and sintered.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierungszusätze zu Teilchen mit Abmessungen kleinerBp, vorzugsweise kleiner 1 μ, insbesondere kleiner 0,5 μ, vermählen werden.7. The method according to claim 6, characterized in that the alloying additions to particles with dimensions less than Bp, preferably less than 1 μ, in particular less than 0.5 μ, are ground.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der schmelzmetallurgisch hergestellte Grundwerkstoff zu Teilchen mit Abmessungen kleiner 200 μ, vorzugsweise kleiner 100 μ, insbesondere kleiner 50μ, insbesondere durch hochenergetische Zerkleinerung, zerkleinert wird.8. The method according to claim 6 or 7, characterized in that the melt-metallurgically produced base material to particles with dimensions less than 200 μ, preferably less than 100 μ, in particular less than 50μ, in particular by high-energy crushing, is crushed.

9. Ver ahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die pulverisierten Legierungszusätze und der zerkleinerte Grundwerkstoff zur Vermengung gemeinsam vermählen werden, bis die Teilchen des Grundwerkstoffes Abmessungen kleiner als 30 μ, vorzugsweise kleiner 20μ, insbesondere kleiner 15μ, erreichen.9. Ver hours according to any one of claims 6 to 8, characterized in that the pulverized alloying additions and the comminuted base material for mixing are ground together until the particles of the base material dimensions smaller than 30 μ, preferably less than 20μ, especially less than 15μ reach.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Sintern im Vakuum bei Temperaturen zwischen 800⁰C und 1300⁰C, vorzugsweise 900⁰C bis 1200°C, vorteilhafterweise bei Temperaturen bis 1000⁰C, insbesondere bei Temperaturen erfolgt, bei denen die magnetische Phase noch nicht, die anderen Phasen des Grundwerkstoffes jedoch zumindest auf- bzw. angeschmolzen sind,10. The method according to any one of claims 6 to 9, characterized in that the sintering in vacuo at temperatures between 800 ⁰ C and 1300 ⁰ C, preferably 900 ⁰ C to 1200 ° C, advantageously at temperatures up to 1000 ⁰ C, especially at temperatures takes place in which the magnetic phase is not at least, the other phases of the base material but at least on or melted,

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß so lange gesintert wird, bis an bzw. in den Korngrenzen(bereichen) eine Anreicherung der Legierungszusätze erfolgt bzw. bis sich durch Mikrodiffusion in der magnetischen Phase ar. bzw. in den11. The method according to any one of claims 6 to 10, characterized in that sintering is carried out until at or in the grain boundaries (areas) an enrichment of the alloying additives takes place or until ar by microdiffusion in the magnetic phase. or in the

Korngrenzen(bereichen) Konzentrationsgradienten ausbilden, die 5 μ, vorzugsweise 1 μ, insbesondere 0,5 μ, nicht wesentlich überschreiten.Grain boundaries (areas) form concentration gradients that do not significantly exceed 5 μ, preferably 1 μ, in particular 0.5 μ.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß nicht länger als12. The method according to any one of claims 6 to 11, characterized in that no longer than

20 Minuten, vorzugsweise 10 bis 20 Minuten, insbesondere etwa 15 Minuten, gesintert wird bzw. das Sintern gegebenenfalls nur so lange durchgeführt wird, daß keine Zerlegung bzw. vollständige Diffusion der als Legierungszusatz zugegebenen Verbindung(en) bzw. allfälliger Komgrenzenlegierungszusätze eintritt.20 minutes, preferably 10 to 20 minutes, in particular about 15 minutes, is sintered or the sintering is optionally carried out only so long that no decomposition or complete diffusion of alloy added as added compound (s) or any Komgrenzenlegierungszusätze occurs.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß als schmelzmetallurgisch hergestellter Grundwerkstoff ein Werkstoff mit 15Atom-% (±5 Atom-%) Seltene Erden, 77 Atom-% (±10 Atom-%) Eisen und 8 Atom-% (+5Atom-%) Bor eingesetzt wird.13. The method according to any one of claims 6 to 12, characterized in that the melt-metallurgically produced base material is a material with 15 atomic% (± 5 atomic%) rare earths, 77 atomic% (± 10 atomic%) of iron and 8 atom -% (+ 5Atom%) boron is used.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß in dem schmelzmetallurgisch hergestellten Werkstoff Eisen bis zu 30 Atom-% durch Kobalt substituiert wird.14. The method according to any one of claims 6 to 13, characterized in that in the melt-metallurgically produced material iron up to 30 atomic% is substituted by cobalt.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierungszusätze im Ausmaß von 0,2 bis 2,5Gew.-%, vorzugsweise 0,8 bis 2Gew.-%, insbesondere 1 bis 1,5Gew.-% des schmelzmetallurgisch hergestellten pulverisierten Grundwerkstoffes diesem zugesetzt werden.15. The method according to any one of claims 6 to 14, characterized in that the alloying additions in the amount of 0.2 to 2.5Gew .-%, preferably 0.8 to 2Gew .-%, in particular 1 to 1.5Gew .-% the melt metallurgically produced powdered base material are added to this.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Grundwerkstoff eingesetzt wird, der als Seltene Erden Neodym und/oder Dysprosium und/oder Holmium enthält.16. The method according to any one of claims 6 to 15, characterized in that a base material is used, which contains as rare earth neodymium and / or dysprosium and / or holmium.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der gesinterte Werkstoff einer Wärmebehandlung in einem Temperaturbereich von 35O⁰C bis 1200⁰C unterzogen wird.17. The method according to any one of claims 6 to 16, characterized in that the sintered material is subjected to a heat treatment in a temperature range of 35O ⁰ C to 1200 ⁰ C.