DE1433766B2

DE1433766B2 - Verfahren zur herstellung anisotroper dauermagnete mit axialer kristalltextur

Info

Publication number: DE1433766B2
Application number: DE19641433766
Authority: DE
Inventors: Anthonie Izaak; Koch Adolf Johannus; Marks Christiaan Philip; Emmasingel Eindhoven Luteijn (Niederlande)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1956-05-04
Filing date: 1964-02-11
Publication date: 1972-04-13
Also published as: CH461652A; NL289045A; BE643866A; NO118389B; SE309457B; GB860127A; DK117444B; CH365395A; GB1057904A; DE1433766A1; US3189957A

Description

chnitt gleich dem des zu bildenden Stabes ist. Im (BH)_maz-Wert von etwa 5 · 10⁸ bis 8 · 1O⁶ G · Oe zu

orliegenden Falle hat der Stab einen Durchmesser (Koerzitivkraft 710 bis 780 Oersted, Remanenz 12 500

on etwa 10 bis 200 mm. Der Tiegel 4 ist von einer bis 13 200 Gauß). Weiter zeigt es sich, daß bei einer

-iochfrequenzspule 6 umgeben, die aus einer nicht konstanten Wartezeit von 30 Sekunden der (BH)_maxargestellten Stromquelle gespeist wird und die zum 5 Wert von etwa 5 · 10⁸ G · Oe bis 8,8 -10⁸G- Oe an-

Erzeugen einer Schmelze 7 des Materials 1 dient. Um steigt (Koerzitivkraft 710 bis 790 Oersted, Remanenz

u verhüten, daß die Schmelze von Gasen angegriffen 12 500 bis 13 600 Gauß), wenn die Geschwindigkeit

Ατά, insbesondere von Sauerstoff, wird der obere während des Ziehschrittes von 10 auf 2 mm/sec

'eil des Tiegels 4 mit einer inerten oder nicht oxy- abnimmt. Im allgemeinen kann gesagt werden, daß iierenden Atmosphäre gefüllt, z.B. mit Argon, ίο für einen vorherbestimmten Wert von (BH)_max,

ielium oder Wasserstoff, welches Gas durch eine z. B. zwischen 8,0 und 8,5 -10⁸G- Oe, die Wartezeit

lintrittsöffnung 8 eintritt und durch eine Auslaß- um so länger ist, je größer die Geschwindigkeit

ffnung 9 abgeführt wird. Der Tiegel 4 ist von einem während des Ziehschrittes ist.

/ärmeisolierenden Mantel 10 umgeben. Die nachfolgende Tabelle gibt einen Eindruck von Eine zweite (Widerstands)-Erhitzungsspule 11, wel- 15 der Ähnlichkeit der magnetischen Eigenschaften,

he zur Bestimmung der Abfuhrrichtung der Er- welche an langen Ziehstäben gemessen werden. Die

carrungswärme beiträgt, umgibt das Rohr 5 und magnetischen Eigenschaften von drei Teilen (dem

nrd aus einer nicht dargestellten Stromquelle gespeist. unteren, mittleren und oberen Teil) eines Stabes mit

Jas untere Ende des Rohres 5 ist durch einen Bolzen 12 einer Länge von 2 m werden angegeben, wobei die erschlossen, der aus Eisen bestehen kann. Dem 20 Legierung gleich der der vorhergehenden Beispiele ist. olzen 12 wird eine axiale Bewegung M durch zwei

ander 13 erteilt, die mit veränderlichen Geschwin- Tabelle
igkeiten in schrittweiser Bewegung mittels geeigneter,

.1 sich bekannter Vorschubmechanismen gedreht 1. ■ ' ■ erden können. 25
Aus F i g. 2 zeigt es sich, daß das Rohr 5 eine
rstarrungszone 14 begrenzt. Um praktisch alle
rstarrungswärme in axialer Richtung dem geschmolzen Material zu entziehen, wird der in der Erstaringszone gebildete Magnetstab durch eine mit 30
'asser gekühlte Vorrichtung 15 geeigneter Konruktion geführt.

Nachdem der Stab 16 zwischen den Rollen 13 2.

ndurchgeführt ist, gelangt er in ein Gerät 17, in dem

auf übliche Weise durch Wärmebehandlung in 35 Geschwindigkeit

nem Magnetfeld magnetisch-anisotrop gemacht wird. ³ mm/sec

arauf wird der Stab in Stücke von gewünschter Wartezeit 30 Sekunden
Inge geschnitten, die schließlich magnetisiert werden.

In der vorstehend beschriebenen Vorrichtung wurde \BH)_max ■··

;m Stab 16, der einen Durchmesser von etwa 14 mm 40 zl

itte und aus einer Legierung von 24 % Co, 14 °/o Ni, ^c

Y₉ Al, 3% Cu, 0,5% Nb und Rest Eisen mit den

Eichen herstellungsbedingten Verunreinigungen be-

and, eine diskontinuierliche Bewegung erteilt. Nach Geschwindigkeit

.r Wärmebehandlung wurden Magnetkörper mit 45 . 5 mm/sec

aer Länge von etwa 15 mm aus dem Stab 16 ge- Wartezeit 60 Sekunden

hnitten und axial magnetisiert. In F i g. 3 sind die —

irbei benutzten Verfahrensschritte angegeben. Die {BH)_max 8,4 8,4 .8,6

ischwindigkeit während des Ziehschrittes (d in B_r 13 720 13 770 13 640

m/sec) ist auf die vertikale Achse und die Warte- 50 H₀ 770 765 775

iten (t in see) sind auf die horizontale Achse auftragen. Aus dieser Tabelle geht hervor, daß jedenfalls die Aus dieser Fig. 3, in der auch die Ergebnisse der Streuung in den (Äfl^maarWerten innerhalb von ignetischen Messungen in bezug auf den (BH)_max- 0,5 -10⁸G- Oe gehalten werden kann, was für eine ert in MG · Oe angegeben sind, läßt sich folgendes 55 Massenproduktion annehmbar ist. Durch verbesserte •.nehmen: Kontrolle des Verfahrens kann eine kleinere Toleranz Bei einem konstanten Wert der Geschwindigkeit erzielt werden, z. B. von 0,2 bis 0,3 -10⁸G- Oe. hrend des Ziehschrittes von 10 mm/sec nimmt mit Die Streuung der Koerzitivkraft und der Remanenz igender Wartezeit von 30 bis 180 Sekunden der liegt im allgemeinen unterhalb 1%.

Wartezeit 30 Sekunden	Unterer Teil	Mittlerer Teil	Oberer Teü
[BH)max B_r	7,2 13 420 765	7,7 13 500 775	7,2 13 400 765
Hc

Unterer
Teil

6,8

13100
785

3.

Mittlerer
Teil

7,1

13 150
785

Oberer Teil

Unterer Teil

Mittlerer
Teil

Oberer Teil

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2

(BH)_max-Wert ist naturgemäß durch die Zusammen-

Patentanspruch: Setzung der benutzten Legierungen bedingt.

Es sei bemerkt, daß der (2?//)_max-Wert von dem

Verfahren zur Herstellung anisotroper Dauer- erzielten Grad der axialen Kristallorientierung abmagnete mit axialer Kristalltextur aus einer 5 hängig ist in dem Sinne, daß (BH)_max-Werte über Ni-Al-Co-Fe-Legierung, die neben den üb- 6-10⁶G-Oe bei einem hohen Grad von Kristalllichen Verunreinigungen 15 bis 42% Co, 10 bis orientierung erzielt werden. Wenn keine Kristall-20 % Ni, 6 bis 10 % Al und gegebenenfalls Zusätze, orientierung vorhanden ist, beträgt der (BH)_max-Wert wie bis zu 8 % Cu, bis zu 4 % Nb und bis zu 8 % Ta, etwa 4,5 bis 5 · 10⁶ G · Oe. Zwischen dem zuletzt enthält, wobei der Niob- und/oder Tantalanteil io genannten (BH)_max-WeTt und dem (5if)_maa;-Wert teilweise durch Titan ersetzt werden kann, bei dem von 6 · 10⁶ G · Oe liegt eine Strecke, in der eine die Legierung im geschlossenen Zustand dem partielle Kristallorientierung auftritt und in der somit oberen Ende eines Rohres zugeführt und im festen das erfindungsgemäße Verfahren auch verwendet Zustand in Form eines Stabes am unteren Ende werden kann.

des Rohres diskontinuierlich abgeführt wird, 15 Die Stäbe können diskontinuierlich aus einem Rohr wobei die Rohrwand auf eine so hohe Temperatur mit einer Länge von etwa 10 cm mit einer Geschwindigerhitzt wird, daß die Wärme im wesentlichen in keit von 0,1 bis 10 mm/sec gezogen werden, wobei die axialer Richtung abgeführt wird, dadurch Wartezeiten zwischen etwa 10 und 200 Sekunden gekennzeichnet, daß der Stab schrittweise schwanken können in dem Sinne, daß die niedrigeren mit einer kontinuierlichen Geschwindigkeit von 20 Geschwindigkeiten mit kürzeren Wartezeiten ver-0,1 bis 10 mm/sec aus dem Rohr gezogen wird, bunden werden. Wenn diese Bedingungen, insbesonwobei die Wartezeiten zwischen den Ziehschritten dere die minimale Wartezeit, nicht erfüllt werden, sich mit größerer Ziehgeschwindigkeit erhöhen werden Stäbe mit schlechter Oberflächenbeschaffen- und mindestens 10 Sekunden betragen. heit erhalten, die bei der Bewegung öfters zu Bruch

25 gehen. In diesen Fällen tritt praktisch keine Kristallorientierung auf, und dementsprechend ist der

(BH)_max-WeTt geringer als 5-10⁶G- Oe.

Soll z. B. ein (BH)_max-Wert von etwa 8 · 10⁶ G · Oe erzielt werden, so kann die Ziehgeschwindigkeit

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung 30 10 mm/sec betragen mit einer anschließenden Warteanisotroper Dauermagnete mit axialer Kristalltextur zeit von 180 Sekunden. Soll dieser (BH)max-Wert mit aus einer Ni-Al-Co-Fe-Legierung, die neben den einer Ziehgeschwindigkeit von 5 mm/sec erzielt werden, üblichen Verunreinigungen 15 bis 42% Co, 10 bis so müssen die Wartezeiten dementsprechend kürzer, 20% Ni, 6 bis 10% Al und gegebenenfalls Zusätze, z. B. zwischen 30 und 60 Sekunden, gewählt werden, wie bis zu 8 % Cu, bis zu 4 % Nb und bis zu 8 % Ta, 35 Wenn bei diesen Ziehgeschwindigkeiten kürzere enthält, wobei der Niob- und/oder Tantalanteil Wartezeiten gewählt werden, ergibt sich ein niedrigerer teilweise durch Titan ersetzt werden kann, bei dem die (BH)_max-Wert. Die gleiche Wirkung tritt auf, wenn bei Legierung im geschmolzenen Zustand dem oberen gleichen Wartezeiten größere Ziehgeschwindigkeiten Ende eines Rohres zugeführt und im festen Zustand gewählt werden.

in Form eines Stabes am unteren Ende des Rohres 40 Das Verfahren nach der Erfindung wird nunmehr

diskontinuierlich abgeführt wird, wobei die Rohrwand beispielsweise an Hand der Zeichnung näher erläutert,

auf eine so hohe Temperatur erhitzt wird, daß die F i g. 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung zum

Wärme im wesentlichen in axialer Richtung abgeführt Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens;

wird. - F i g. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Teil

Bei einem aus der österreichischen Patentschrift 45 der Vorrichtung nach F i g. 1;

210 909 bekannten Verfahren dieser Art wird der F i g. 3 zeigt eine Übersicht einer Anzahl von

Stab mit Intervallen von je 1 Minute um etwa 0,5 cm Meßergebnissen bei einem schrittweise gezogenen

aus dem zusätzlich erhitzten Rohr herausgezogen. Magneten.

Es wurde nun gefunden, daß bei diesem Herstellungs- Nach F i g. 1 ist körniges Material 1 aus einer

verfahren die Ziehgeschwindigkeit und die dazwischen- 50 Legierung für den herzustellenden Magneten in einer

liegenden Wartezeiten für die gewünschten magne- Füllvorrichtung 2 untergebracht, aus der es mittels

tischen und mechanischen Eigenschaften des gezogenen einer Schnecke 3 in einen Tiegel 4 geführt wird. Die

Stabes wichtig sind und daß in den meisten Fällen Schnecke wird mit regelbarer Geschwindigkeit durch

beide Faktoren nicht beliebig gewählt werden können. einen nicht dargestellten Antriebsmechanismus ge-

Gemäß der Erfindung ist das Verfahren eingangs 55 dreht. Die Legierung 1 kann aus etwa 15 bis 42%

erwähnter Art dadurch gekennzeichnet, daß der Stab Kobalt, etwa 10 bis 20% Nickel, etwa 6 bis 10%

schrittweise mit einer kontinuierlichen Geschwindig- Aluminium mit nach Wahl bis zu 8 % Kupfer und/oder

keit von 0,1 bis 10 mm/sec aus dem Rohr gezogen bis zu etwa 4% Niob und/oder bis zu 8% Tantal

wird, wobei die Wartezeiten zwischen den Zieh- bestehen, wobei der Niob- und der Tantal-Gehalt

schritten sich mit größerer Ziehgeschwindigkeit er- 60 teilweise durch Titan ersetzt werden können, während

höhen und mindestens 10 Sekunden betragen. der Rest aus Eisen mit den üblichen herstellungs-

Die Erfindung geht also von der Erkenntnis aus, bedingten Verunreinigungen besteht. In dem zu

daß die zwischen den Ziehschritten eingelegten Warte- beschreibenden Ausführungsbeispiel wird eine Le-

zeiten um so länger gewählt werden müssen, je größer gierung mit 24 % Kobalt, 14 % Nickel, 8 % AIu-

die Ziehgeschwindigkeit ist. Hierdurch lassen sich 65 minium, 3% Kupfer, 0,5% Niob und Rest Eisen

Magnete mit vorherbestimmten (BH)max-Werten von verwendet.

über 5-10⁶G-Oe, insbesondere von mehr als Der Tiegel 4 besteht aus einem keramischen Trichter,

6-10⁶G- Oe, herstellen. Der maximal erzielbare der in ein keramisches Rohr 5 mündet, dessen Quer-