DE2258780A1 - PROCESS FOR PRODUCING PERMANENT MAGNETS BASED ON COBALT-RARE EARTH ALLOYS - Google Patents

Description

Th. Goldschmidt AG₇ EssenTh. Goldschmidt AG ₇ Essen

Verfahren zum Herstellen von Permanentmagneten auf der Basis von Kobalt-Seltena Erden-LegierungenProcess for the production of permanent magnets on the basis of cobalt-rarea Earth alloys

In den letzten Jahren ist eine neue Klasse von Werkstoffen mit bevorzugten permanentmagnetischen Eigenschaften bekanntgeworden. Diese Werkstoffe bestehen aus Legierungen von etwa 10 bis 25 Atom-% von Elementen der Seltenen Erden, die allein oder in Mischung vorliegen können, und 75 bis 90 Atom-% Kobalt, welches zu einem Teil durch die Elemente Mangan, Eisen und/oder Nickel ersetzt sein kann. Ein weiterer Legierungspartner in diesen Legierungen kann Kupfer sein.In recent years a new class of materials with preferred permanent magnetic properties has become known. These materials consist of alloys of about 10 to 25 atomic percent of rare earth elements, which alone or in a mixture, and 75 to 90 atomic% cobalt, which is partly due to the elements manganese, Iron and / or nickel can be replaced. Another alloy partner in these alloys can be copper.

Man kann aus diesen Legierungen, welche hohe magnetische Kristallanisotropie aufweisen, Permanentmagnete in der Weise herstellen, daß man diese Legierungen zerkleinert, gegebenenfalls ein Bindemittel zusetzt, auf das Pulvergemisch ein Magnetfeld einwirken läßt und das Gemisch durch Pressen, . .,, Sintern oder Aushärten des Bindemittels verfestigt* Es istFrom these alloys, which have high magnetic crystal anisotropy, permanent magnets can be made in this way produce that one crushes these alloys, if necessary adding a binder, allowing a magnetic field to act on the powder mixture and pressing the mixture,. . ,, Sintering or curing the binder solidifies * It is

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ferner möglich, ein dauermagnetisches Verhalten auch im massiven Zustand dadurch zu erreichen, daß man Kupfer einlegiert und die Legierung einer entsprechenden Wärmebehandlung unterzieht. Die Magnete mit den besten Dauermagneteigenschaften sollten in diesem Fall grundsätzlich Gußstücke der Legierung sein. Im Falle der pulvennetallurgisch aus kupferfreien Seltene Erden-Kobalt-Legierungen hergestellten Magnete werden die besten Magnete durch Sintern oder Heißpressen zu möglichst hoher Dichte erzeugt. In beiden Fällen haben die Magnete aber den Nachteil schlechter mechanischer Eigenschaften. Sie sind spröde, haben oft innere Risse und sind nicht oder nur durch Schleifen bearbeitbar.It is also possible to achieve permanent magnetic behavior even in the solid state by alloying copper and subjecting the alloy to an appropriate heat treatment. The magnets with the best permanent magnet properties in this case should always be castings of the alloy. In the case of powder metallurgy Magnets made from copper-free rare earth cobalt alloys are made to make the best magnets by sintering or hot pressing generated to the highest possible density. In both cases, however, the magnets have the disadvantage of being less mechanical Properties. They are brittle, often have internal cracks and cannot be machined or can only be machined by grinding.

Diese Nachteile sind auch den in der Technik bisher fast ausschließlich verwendeten Ferrit- und Alnico-Werkstoffen zu eigen.These disadvantages are also related to the ferrite and alnico materials that have so far been used almost exclusively in technology own.

Die Verbesserung dieser Materialeigenschaften ist somit in hohem Maße wünschenswert. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu finden, mit welchem es möglich ist, Permanentmagnete auf der Basis, von Kobalt-The improvement of these material properties is therefore highly desirable. The invention is therefore based on the object of finding a method with which it is possible to make permanent magnets on the basis of cobalt

¹ X .ι ¹ X .ι

Seltene Erden-Legierungen, welche gegebenenfalls noch andere Legierungspartner enthalten können, herzustellen, welche gut formbar und bearbeitbar sowie nicht spröde sind und eineRare earth alloys, which may also contain other alloy partners, to produce which are good malleable and workable as well as not brittle and one

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mechanische Festigkeit aufweisen, die eine allgemeinere Verwendbarkeit gewährleistet. . .· ■have mechanical strength, which has a more general applicability guaranteed. . . · ■

Erfindungsgemäß gelingt dies durch ein Verfahren, welches in seiner einfachsten Form durch die folgenden Verfahrensschritte gekennzeichnet ist; . - . According to the invention, this is achieved by a method which is characterized in its simplest form by the following process steps; . -.

a) Vermischen der gepulverten Kobalt-Seltene Erden-Legierungen mit mindestens IO Gew.-% eines gepulverten, unterhalb 400⁰C schmelzenden Lotes,a) Mixing the powdered cobalt-rare earth alloys with at least 10% by weight of a powdered solder that ^{melts below 400 ° C.,}

h) Einbringen des Gemenges in eine Preßform in möglichst loser Schüttung^ h) Introducing the mixture into a mold in as loose a bed as possible ^

c) gegebenenfalls Ausrichten der Teilchen durch Anlegen eines Magnetfeldes geeigneter Stärke,c) if necessary, aligning the particles by applying them a magnetic field of suitable strength,

d) Verdichten des Gemenges durch Pressen,d) compacting the mixture by pressing,

e) Erhitzen des Preßlings auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes bzw» Schmelzbereichs des Lotes und Äbkühlenlassesi des Preßlings auf Raumtemperatur»e) heating the compact to a temperature above the Melting point or »melting range of the solder and Äbkühlenlassi of the pressed part to room temperature »

Die Verfahrensschritte (d) und (e) können kombiniert werden, d.h. es kann ein "Warmpressen" oder Drucksintern stattfinden. Dabei werden entweder gleichzeitig oder nacheinander in beliebiger Reihenfolge der Druck und die Temperatur auf die erwünschten Werte gebracht. Ein'Vor-Process steps (d) and (e) can be combined i.e. "hot pressing" or pressure sintering can take place. Either at the same time or successively in any order the pressure and the temperature are brought to the desired values. A 'for-

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teil dieses Vorgehens ist, daß die zum Erzielen einer guten Bindung notwendige Temperatur etwas erniedrigt wird und allenfalls auch im "teigigen" Bereich des Lotes liegen kann, sowie daß eine bessere Verdichtung des Gemenges und daher eine geringere Porosität des Magnetkörpers erzielt wird.Part of this procedure is that the temperature necessary to achieve a good bond is lowered somewhat and at most it can also be in the "doughy" area of the solder, as well as that a better compaction of the mixture and therefore a lower porosity of the magnet body is achieved.

Ferner kann das Erhitzen der Pulvermasse auch schon vor dem Anlegen des magnetischen Richtfeldes stattfinden, dem dann erst der Preßschritt folgt. Das kann bei Pulvern extrem hoher Koerzitivkraft ein Vorteil sein, weil für diese bei erhöhter Temperatur ein niedrigeres Feld zur magnetischen Sättigung ausreicht als bei Raumtemperatur erforderlich wäre. Ein höherer Sättigungsgrad der Teilchen bringt aber eine erleichterte und verbesserte Ausrichtbarkeit mit sich.Furthermore, the heating of the powder mass can take place even before the application of the magnetic directional field, the only then does the pressing step follow. This can be an advantage for powders with an extremely high coercive force, because for them at At higher temperatures, a lower field is sufficient for magnetic saturation than is necessary at room temperature were. A higher degree of saturation of the particles, however, results in easier and improved alignability.

Als Kobalt-Seltene Erden-Legierung kommen alle bekannten Kobalt-Seltene Erden-Legierungen mit hoher magnetischer Anisotropie in Frage. Die Legierungen können aus Kobalt und einem einzigen Seltenen Erdmetall oder aus Kobalt und einem Gemisch von zwei oder mehreren Seltenen Erdmetallen bestehen. Besonders geeignet ist als Mischung Seltener Erdmetalle das Cermischmetall (MM), welches im wesentlichen aus 50 bis 60 % Cer, Rest Lanthan und andere Seltene Erdmetalle, besteht. Ein Teil des Kobalts kann durch Mangan, Eisen oder Nickel ersetzt sein. Es ist auch möglich, die kupferhaltigen Kobalt-Seltene Erden-Legierungen zu verwenden, deren magnetische Eigenschaften durch eine Wärmebehandlung optimiert sind. Alle diese Legierungen werdenAs a cobalt-rare earth alloy, all known cobalt-rare earth alloys come with a high magnetic level Anisotropy in question. The alloys can be made from cobalt and a single rare earth metal or from cobalt and consist of a mixture of two or more rare earth metals. It is particularly suitable as a mixture of rare earth metals the mixed cerium metal (MM), which is essentially consists of 50 to 60% cerium, the remainder lanthanum and other rare earth metals. Part of the cobalt can be caused by manganese, Replaced iron or nickel. It is also possible to use the copper-containing cobalt-rare earth alloys, whose magnetic properties are optimized by heat treatment. All of these alloys will

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zur Erzielung optimaler magnetischer Eigenschaften auf eine niedrigere Teilchengröße gemahlen. Bei den kupferfreien Legierungen liegt die optimale Korngröße der Teilchen zwischen etwa 1 und 50 μ. ;to achieve optimal magnetic properties milled a smaller particle size. In the case of copper-free alloys, the optimal grain size of the particles lies between about 1 and 50 μ. ;

Innerhalb dieses Bereiches ist die optimale (bzw. eine maximal mögliche) Korngröße noch in engeren" Grenzen definiert durch die Wahl einer bestimmten Legierungszusammensetzung. So kann z.B. die Korngröße für die Legierung SmCo₅ an der oberen Grenze des Bereiches liegen (< 50 μ) und trotzdem noch eine brauchbare Koerzitivkraft geben. (Feinere Korngrößen sind aber durchaus verwendbar.) Für YCo₅/ CeCo₅ oder MMCo₅ sind Korngrößen unterhalb einiger μ, also nahe der unteren Grenze des angegebenen Bereiches nötig. Die maximale Korngröße für PrCo₅ - eine andere wichtige Legierung - liegt dazwischen, nämlich bei etwa 10 bis 20 μ . Dabei ist zu bedenken, daß die Koerzitivkraft für eine gegebene Legierung im allgemeinen umso höher ist, je kleiner die Teilchen sind. Die Koerzitivkraft kann aber in komplexer und noch nicht vollständig geklärter Weise auch durch eine Wärme- oder chemische Oberflächenbehandlung der Pulver beeinflußt werden, so daß präzisere Korngrößenangaben kaum gemacht werden können.Within this range, the optimum (or a maximum possible) grain size is defined within narrower "limits by the choice of a certain alloy composition. For example, the grain size for the alloy SmCo _{5 can be} at the upper limit of the range (<50 μ) and still give a usable coercive force. (Finer grain sizes can, however, be used.) For YCo ₅ / CeCo ₅ or MMCo ₅ , grain sizes below a few μ, i.e. close to the lower limit of the specified range, are necessary. The maximum grain size for PrCo ₅ - a different one important alloy - lies in between, namely around 10 to 20 μ. It should be borne in mind that the coercive force for a given alloy is generally higher the smaller the particles can also be influenced by a heat or chemical surface treatment of the powder, so that more precise grain size information can hardly be given k can.

Bei den kupferhaltigen Legierungen ist die Korngröße von geringerer Bedeutung. Sie wird im wesentlichen durch herstellungstechnische Überlegungen bestimmt. Die Teilchen-In the case of alloys containing copper, the grain size is of less importance. It is essentially through manufacturing technology Considerations determined. The particle

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größe dieser Legierungen kann bis zu 100 μ und darüber betragen.size of these alloys can be up to 100 μ and more.

Als unterhalb 400 C schmelzende Lote eignen sich die sogenannten Weichlote. Beispiele solcher Lote sind die folgenden Legierungen:So-called soft solders are suitable as solders that melt below 400 C. Examples of such solders are as follows Alloys:

1. Handelsübliche Zinn-Blei-Lote mit einem Zinngehalt zwischen etwa 40 und 70 Gew.-%. Besonders günstig sind wegen der niedrigen Liquidustemperatur die naheutektischen Lote mit etwa 60 bis 65 % Sn. Bei den letzteren liegt der günstigste Temperaturbereich für die Erzielung einer guten Bindung nach dem beschriebenen Verfahren ohne gleichzeitige Druckanwendung zwischen 190 und 260 C. Auch die durch geringe Zusätze von Indium, Silber, Antimon oder Wismut modifizierten Lote auf Zinn-Blei-Basis kommen in Frage. .1. Commercially available tin-lead solders with a tin content between about 40 and 70% by weight. Are particularly cheap the near-eutectic ones because of the low liquidus temperature Solders with about 60 to 65% Sn. The most favorable temperature range for the achievement lies in the latter a good bond according to the method described without the simultaneous application of pressure between 190 and 260 C. Also the tin-lead-based solders modified by adding small amounts of indium, silver, antimony or bismuth come into question. .

2.Reines Zinn (Schmelzpunkt t_ =» 232 C) oder durch geringe Zusätze von einigen Prozent Silber, Antimon oder Indium modifiziertes Zinn. Diese Metalle haben höhere Schmelzpunkte (220 bis 240°) als die Zinn-Blei-Lote und besseres Korrosionsverhalten bei vergleichbarer mechanischer Festigkeit, sie sind aber auch teurer.2. Pure tin (melting point t_ = »232 C) or by low Additions of a few percent silver, antimony or indium modified tin. These metals have higher melting points (220 to 240 °) than the tin-lead solders and better Corrosion behavior with comparable mechanical Strength, but they are also more expensive.

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3. Reines Blei (t = 325 C) oder durch geringe Zusätze von Zinn, Silber, Antimon oder Indium modifiziertes Blei (t = 280 bis 335°). Solche Bleilote sind billiger3. Pure lead (t = 325 C) or through small additives lead modified by tin, silver, antimony or indium (t = 280 to 335 °). Such lead solders are cheaper

als die Zinnbasislote, binden aber weniger gut und sind weniger korrosionsbeständig. Die zur Erzielung einer befriedigenden Bindung des Magnetkörpers nötigen Temperaturen oberhalb der Schmelz- bzw. Liquidustemperatur kommen den zur magnetischen Aushärtung der kupferhaltigen Magnetlegierungen verwendeten Temperaturen" nahe, so daß bei der Abbindung der letzteren mit Bleibasisloten rasches Arbeiten und eine genauere Temperatur— und Behandlungszeitkontrolle bei der Erwärmung nötig ist.than the tin base solders, but bind and are less good less corrosion resistant. The temperatures necessary to achieve a satisfactory bond of the magnetic body Above the melting or liquidus temperature, the copper-containing ones come to the magnetic hardening Magnetic alloys used temperatures "close, so that when setting the latter with lead-based solders, work quickly and more precise temperature and treatment time control when heating is necessary.

4. Handelsübliche indiumreiche Lote können grundsätzlich ebenfalls verwendet werden. Beispiele sind:4. Commercially available solders rich in indium can in principle also be used. Examples are:

a) Eine Legierung von 50 % In und 50 % Sn, die bei 117 C schmilzt und zwischen 120 und 180 schon gut bindet;a) An alloy of 50% In and 50% Sn, which melts at 117 C and is good between 120 and 180 binds;

b) eine bei 138°C schmelzende Legierung von 25 % In, 37,5 % Sn und 37,5 % Pb;b) an alloy of 25% In, 37.5% Sn and 37.5% Pb melting at 138 ° C;

c) Indium-Blei-Lot mit 80 % In, Schmelzpunkt t = 157°C; c) indium-lead solder with 80% In, melting point t = 157 ° C;

d) Indium-Blei-Lot mit 50 % In, t_e = 216°C;d) indium-lead solder with 50% In, t _e = 216 ° C;

e) Indium-Silber-Lot mit 90 % In, 10 % Ag, t = 232°C;e) Indium-silver solder with 90% In, 10% Ag, t = 232 ° C;

f) reines Indium mit t = 157°C.f) pure indium with t = 157 ° C.

Die indiumreichen Lote sind beträchtlich teurer als die Sn-Pb-Lote, ihre mechanische Festigkeit ist geringer undThe indium-rich solders are considerably more expensive than the Sn-Pb solders, their mechanical strength is lower and

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ihre Schmelztemperatur niedriger. Obgleich die beiden letzteren Eigenschaften herstellungstechnische Vorteile bringen, so beeinflussen sie doch das Temperaturverhalten des fertigen Magneten in einer oft unerwünschten Weise, so daß man sie wohl nur in Ausnahmefällen verwenden wird. (Die Legierung aus 50 % In und 50 % Pb ist eine günstige Ausnahme: Sie verhält sich ähnlich wie ein Sn-Pb-Lot, ist aber beträchtlich teurer.)their melting temperature is lower. Although the latter two properties have manufacturing advantages bring, they influence the temperature behavior of the finished magnet in an often undesirable way Wise, so that they will probably only be used in exceptional cases. (The alloy of 50% In and 50% Pb is a favorable exception: it behaves similarly to an Sn-Pb solder, but is considerably more expensive.)

5. Sehr niedrig schmelzende Lote mit einem hohen Gehalt an Wismut können grundsätzlich verwendet werden, haben aber wegen der niedrigen Schmelzpunkte von 50 bis 100°G kaum praktische Bedeutung. Sie können jedoch in Laborversuchen mit verschiedenen Mischungen von Magnetpulvern zur bequemen Bindung und magnetischen Ausrichtung der Teilchen bei nur mäßig erhöhter Temperatur vorteilhaf+: sein. Ein Beispiel für eine solche Lötlegierung ist das Wood¹S-Metall mit 12,5 % Sn, 2 5 % Pb, 50 % Bi und 12,5 % Cd, das bei 74 C schon vollständig geschmolzen ist.5. Very low-melting solders with a high content of bismuth can in principle be used, but have hardly any practical significance because of their low melting points of 50 to 100 ° G. However, they can be advantageous in laboratory tests with various mixtures of magnetic powders for convenient binding and magnetic alignment of the particles at only a moderately elevated temperature. An example of such a soldering alloy is the Wood ¹ S metal with 12.5% Sn, 25% Pb, 50% Bi and 12.5 % Cd, which is already completely melted at 74 C.

Das verwendete Magnetpulver kann eine einheitliche chemische Zusammensetzung haben, d.h. es kann z.B. nur SmCOc/ PrCo₅, MMCo₅, magnetisch ausscheidungsgehärtetes CeCo~ cCuFe_o c/ MMCo^Cu₀ oder jede andere der Vielzahl der grundsätzlich für Dauermagnete brauchbaren auf Seltenerd-Kobalt-Basis verwendet werden. Es können aber auch mehrere solcher Legierungen in einer PulvermischungThe magnetic powder used can have a uniform chemical composition, i.e. only SmCOc / PrCo ₅ , MMCo ₅ , magnetically precipitation hardened CeCo ~ cCuFe _o c / MMCo ^ Cu ₀ or any other of the multitude of those that are basically usable for permanent magnets on rare earth cobalt Base can be used. However, several such alloys can also be used in one powder mixture

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verwendet werden, wobei die chemisch unterschiedlichen Komponenten des Pulvers grundsätzlich in gleicher oder in verschiedener Korngröße vorliegen können sowie eine Korngrößenverteilung mit einem engen oder einem breiten Maximum oder auch eine mit mehreren Maxima haben können. Von den oben erwähnten magnetischen Bedingungen, die bei der Korngrößenwahl zu erfüllen sind, abgesehen, beeinflußt die Korngrößenverteilung zwar die erzielbare Packungsdichte und daher die höchstmöglichen Remanenzwerte der Magnete, nicht aber das hier erklärte Prinzip der Bindung durch "innere Verlötung". Auf welche Weise man durch geeignete Auswahl mehrerer Legierungen und Korngrößenfraktionen die magnetische Remanenz und daher das Energieprodukt optimieren kann, ist weiter unten kurz erläutert und in der USA-Patentschrift 3 677 147 ausführlich dargelegt worden.are used, the chemically different Components of the powder can in principle be present in the same or in different grain sizes as well as one Grain size distribution can have a narrow or a wide maximum or one with several maxima. Apart from the above-mentioned magnetic conditions which have to be fulfilled when choosing the grain size, influenced the grain size distribution, the achievable packing density and therefore the highest possible remanence values of the magnets, but not the principle explained here the bond through "internal soldering". In which way one can by suitable selection of several alloys and Grain size fractions can optimize the magnetic remanence and therefore the energy product is below briefly discussed and detailed in U.S. Patent 3,677,147.

Die mittlere Korngröße des Lötpulvers wird man aus Gründen optimaler Packung der Teilchen und zwecks bestmöglicher Dispersion in der zu bindenden Masse des Magnetpulvers wesentlich feiner wählen als die mittlere Korngröße des letzteren. Aus den gleichen Gründen ist es besser, wenn das Lötpulver möglichst korngrößeneinheitlich ist und vor allem keine sehr groben Teilchen enthält.The mean grain size of the solder powder is used for reasons of optimal packing of the particles and for the best possible purpose Select the dispersion in the mass of the magnetic powder to be bonded to be much finer than the mean grain size of the the latter. For the same reasons, it is better if the solder powder is as uniform as possible in grain size and before especially does not contain very coarse particles.

Das magnetische Pulver bzw. die Pulver der verschiedenen Magnetlegierungen werden nun mit dem Pulver des Bindemittels (Lot) und allenfalls einem Lötfluxpulver durchThe magnetic powder or the powder of the various magnetic alloys are now mixed with the powder of the binder (Solder) and possibly a solder flux powder

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Rühren, Schütteln oder Kneten innig vermischt. Das kann trocken oder naß geschehen, wobei bei Benutzung eines flüssigen Lötfluxes der letztere zur Befeuchtung der Masse verwendet werden kann.Stir, shake or knead intimately mixed. That can done dry or wet, with the use of a liquid solder flux the latter to moisten the mass can be used.

Es ist häufig von Vorteil, das Gemenge vor Einbringen in die Preßform in einem Magnetfeld vorzumagnetisieren, welches die Koerzitivfeldstärke der magnetisch härtesten Komponente des Gemenges überschreitet. Hierdurch wird erreicht, daß die permanentmagnetischen Teilchen parallel zu ihrer magnetischen Vorzugsrichtung nahezu gesättigt werden und sich anschließend in einem mäßig hohen Richtfeld besser ausrichten lassen.It is often advantageous to mix the mixture in before adding it to pre-magnetize the mold in a magnetic field, which the coercive field strength of the magnetically hardest component of the mixture exceeds. This ensures that the permanent magnetic particles parallel to their magnetic ones Preferred direction are almost saturated and themselves then have it aligned better in a moderately high directional field.

Das so erhaltene Gemenge wird in eine Preßform eingebracht. Will man die magnetisch wirksamen Teilchen des Gemenges durch Anlegen eines Magnetfeldes geeigneter Stärke in ihrer Lage zueinander ausrichten, so soll das Gemenge in möglichst loser Schüttung in die Preßform eingebracht werden, damit das Ausrichten der Teilchen möglichst ungehindert vor sich gehen kann. Das Ausrichten der Teilchen kann durch Vibrationen, durch Aus- und Einschalten des Magnetfeldes oder durch überlagerung eines elektromagnetischen Wechselfeldes begünstigt werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß man eine Flüssigkeit zusetzt, die gleichsam schmierend wirkt und die Reibung der Teilchen aneinander herabsetzt.The mixture obtained in this way is introduced into a compression mold. If you want the magnetically active particles of the mixture align their position to each other by applying a magnetic field of suitable strength, so the mixture should be as close as possible loose bulk material are introduced into the mold so that the alignment of the particles is as unimpeded as possible can go. The alignment of the particles can be done by vibrations, by switching the magnetic field off and on or be favored by superimposing an alternating electromagnetic field. Another possibility is to that a liquid is added which has a lubricating effect, as it were, and which reduces the friction between the particles.

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Es ist jedoch bei der Herstellung des Permanentmagneten nicht unbedingt notwendig, die Teilchen in einem Magnetfeld auszurichten, da auch ohne eine Ausrichtung der Teil- · chen Permanentmagnete, wenn auch geringerer Stärke, hergestellt werden können.However, it is in the manufacture of the permanent magnet it is not absolutely necessary to align the particles in a magnetic field, since even without an alignment of the partial Chen permanent magnets, albeit of lower strength, can be produced.

Es ist weiterhin von Vorteil, im Falle der Ausrichtung der Teilchen in einem Magnetfeld das Gemenge vor dem Verpressen in einem Magnetfeld vorzuverdichten. Bei dieser Vorverdichtung werden die Teilchen in ihrer Lage fixiert, so daß beim Fertigverpressen kein Magnetfeld mehr angewendet werden muß. Dies ermöglicht die Verwendung üblicher Preßwerkzeuge für die Anwendung von einachsigem oder hydrostatischem Druck.It is also beneficial in the case of targeting the Particles in a magnetic field precompact the mixture in a magnetic field before pressing. With this pre-compaction the particles are fixed in their position so that a magnetic field no longer has to be applied during the final pressing. This enables the use of conventional pressing tools for the application of uniaxial or hydrostatic pressure.

Werden die Teilchen im Magnetfeld nicht ausgerichtet, kann die Forderung nach möglichst loser Schüttung in der Preßform entfallen. Ein solcher Magnet hat zwar merklich schlechtere magnetische Eigenschaften (B , BH ) als einIf the particles are not aligned in the magnetic field, the requirement for loose bulk in the mold may be required omitted. Such a magnet has noticeably poorer magnetic properties (B, BH) than one

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gerichteter. In manchen Anwendungen nimmt man das aber hin, weil dafür durch die Vereinfachung des Verfahrens eine Kostenersparnis erzielt wird. In anderen Fällen wird ein ohne Richtfeld hergestellter, isotroper Magnet sogar bevorzugt, weil er die Magnetkreisgestaltung vereinfachen kann. Diese Situation ist'ganz analog zu der bei den Ferriten. · .more directed. In some applications, however, this is accepted because the simplification of the procedure means that one Cost saving is achieved. In other cases, an isotropic magnet produced without a directional field is even preferred, because it can simplify the magnetic circuit design. This situation is very similar to that of the Ferrites. ·.

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Das in der Presse befindliche Gemenge wird nun durch Beaufschlagen der Presse mit Druck verdichtet. Durch diesen Preßvorgang wird die Formgebung des Permanentmagneten bewirkt. Anschließend wird der Preßling auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzbereichs des Lotes erhitzt und anschließend auf Raumtemperatur gebracht.The mixture in the press is now exposed to it the press compacted with pressure. The permanent magnet is shaped by this pressing process. The compact is then heated to a temperature above the melting range of the solder and then brought to room temperature.

Der so erhaltene Permanentmagnet läßt sich in einfacher Weise spanabhebend bearbeiten, wie z.B. fräsen, sägen, bohren, drehen. Es ist ferner möglich, Befestigungsmittel, Anschlüsse oder andere Verbindungen direkt auf der Oberfläche des Magneten anzulöten. Hierdurch ist es möglich, in einfacher Weise die Permanentmagnete dem Verwendungszweck anzupassen und entsprechend konstruktiv zu gestalten. Es ist ferner möglich, Magnete miteinander oder mit Eisenteilen zu komplizierten magnetischen Kreisen zu verlöten oder aus einer Mehrzahl von kleineren Magneten größere oder räumlich kompliziertere Magnete herzustellen, wie es Stand der Technik ist.The permanent magnet obtained in this way can be machined in a simple manner, such as milling, sawing, drill, turn. It is also possible to have fasteners, connectors or other connections directly on the surface of the magnet. This makes it possible to use the permanent magnets in a simple manner adapt and design accordingly. It is also possible to have magnets with each other or to be soldered with iron parts to form complicated magnetic circuits or from a multitude of smaller magnets manufacture larger or spatially more complex magnets, as is the state of the art.

Zur Erzielung einer möglichst hohen Packungsdichte im fertigen Permanentmagnet ist es von besonderem Vorteil, mehrere in bezug auf die Korngröße in sich einheitliche, jedoch voneinander verschiedene Korngrößenfraktionen des magnetischen Materials zn verwenden. Dabei können gleiche odei verschiedene Seltene: ];rd-horfiei uncjcn verwendet verdc-nIn order to achieve the highest possible packing density in the finished permanent magnet, it is particularly advantageous to use several grain size fractions of the magnetic material that are uniform in terms of grain size, but differ from one another. The same or different rare ones can be used:]; rd-horfiei uncjcn used verdc-n

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So ist es z.B. möglich, als gröbste Fraktion eine ausscheidungsgehärtete kupferhaltige Seltene Erden-Kobalt-Legierung zu verwenden, als zweite, feinkörnigere Fraktion ein Pulver einer reinen Seltene Erden-Kobalt-Legierung, wobei die Teilchen.zur Verbesserung der chemischen Stabilität und zur Erhöhung der Benetzbarkeit durch das geschmolzene Lot allenfalls auch metallisiert sein können, wie dies bereits von Luborsky am Beispiel der Eisen-Feinteilchen-Magnete gezeigt worden ist. Die dritte, feinste Teilchengrößenfraktion ist dann das Lot.For example, it is possible to use a precipitation-hardened fraction as the coarsest fraction copper-containing rare earth cobalt alloy to use a powder of a pure rare earth-cobalt alloy as the second, finer-grained fraction, the particles. to improve the chemical stability and to increase the wettability by the molten Solder can at best also be metallized, as was already done by Luborsky using the example of iron fine-particle magnets has been shown. The third, finest particle size fraction is then the solder.

Die Bindung der feingepulverten Kobalt-Seltene Erden-Legierungsteilchen durch das geschmolzene Lot kann in besonderer Weise begünstigt werden, wenn man dem Gemenge zu einem beliebigen Zeitpunkt vor dem Erhitzen einen Lötflux zusetzt. So ist es beispielsweise möglich, pulverförmige Fluxmittel dem Gemenge von Kobalt-Seltene Erden-Legierungen und Lot zuzusetzen. Man kann auch flüssige Fluxmittel verwenden, in welche z.B. der Preßling vor dem Erhitzen eingetaucht werden kann. Ein solches flüssiges Fluxmittel kann auch schon vor dem Pressen dem Gemenge zugesetzt werden, um - wie vorhin ausgeführt - das Ausrichten der Teilchen in einem Magnetfeld zu erleichtern. Man kann auch gasförmige Fluxmittel auf das Pulvergemenge oder auf den Preßling einwirken lassen.The binding of the finely powdered cobalt-rare earth alloy particles The molten solder can be particularly beneficial if you add to the mixture add a solder flux at any time before heating. For example, it is possible to use powdered Add flux to the mixture of cobalt-rare earth alloys and solder. You can also use liquid fluxing agents, in which e.g. the compact can be immersed before heating. One such liquid flux can also be added to the batch before pressing in order to - as explained above - align the To facilitate particles in a magnetic field. You can also use gaseous fluxing agents on the powder mixture or on the Let the compact take effect.

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Geeignete feste Fluxmittel sind feinstgepulvertes Zinnoder Zinkchlorid. Diese Fluxmittel können auch in gelöster Form in die Mischung eingebracht werden. Das Lösungsmittel wird dann aber vor oder nach dem Pressen durch Verminderung des Gasdruckes (Evakuieren) verdampft und entfernt, so daß der Flux wieder fest in feinstverteilter Form auf der Oberfläche der zu verbindenden Metallteilchen vorliegt.Suitable solid flux agents are finely powdered tin or Zinc chloride. These flux agents can also be introduced into the mixture in dissolved form. The solvent but is then evaporated and removed before or after pressing by reducing the gas pressure (evacuation), so that the flux is again firmly in finely divided form on the surface of the metal particles to be connected.

Geeignete flüssige Fluxmittel sind in Wasser oder einem geeigneten organischen Lösungsmittel gelöstes Zinn- oder Zinkchlorid, Anilinhydrochlorid, Hydrazinhydrochlorid oder Hydrazinhydrobromid.Suitable liquid flux agents are in water or a suitable one organic solvent dissolved tin or zinc chloride, aniline hydrochloride, hydrazine hydrochloride or Hydrazine hydrobromide.

Geeignete gasförmige Fluxmittel sind Wasserstoffgas oder trockenes HCl-Gas. Diese sind den festen oder flüssigen Fluxmitteln vorzuziehen, weil sie keine Rückstände verursachen, die zu einer Korrosion des Magneten führen können.Suitable gaseous flux agents are hydrogen gas or dry HCl gas. These are solid or liquid Preferable to flux agents because they do not leave residues that can corrode the magnet.

Bei Verwendung eines gasförmigen Fluxmittels kann man den in Luft fertig gepreßten, porösen Metallkörper in einen Behälter einbringen, der evakuiert und nachher mit dem Fluxgas gefüllt werden kann. Dabei wird die Luft in den Poren zum größten Teil durch das Gas ersetzt. Die Erwärmung wird dann vorzugsweise in einer Atmosphäre des gleichen Gases vorgenommen. Es kann aber auch der mit dem Flux-When using a gaseous flux, you can use the Put the porous metal body completely pressed in air into a container, which evacuates and afterwards with the Flux gas can be filled. Most of the air in the pores is replaced by the gas. The warming is then preferably carried out in an atmosphere of the same gas. But it can also be the one with the flux

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gas beladene Preßling zum Erwärmen in eine mit Wasserstoff, einem Edelgas oder allenfalls auch mit Stickstoff oder Luft gefüllte Ofenkammer gebracht oder in ein geschmolzenes Salzbad getaucht werden. Im Falle eines solchen Transfers ist rasches Arbeiten wesentlich, damit das Fluxgas keine Zeit hat, aus dem porösen Körper herauszudiffundieren.Gas-laden compact for heating in a with hydrogen, a noble gas or possibly also with nitrogen or air Filled oven chamber or immersed in a molten salt bath. In the case of such a transfer is Working quickly is essential so that the flux gas does not have time to diffuse out of the porous body.

Man kann aber auch schon in einer evakuierbaren Preßform vor dem Kontaktieren die Luft durch das Fluxgas ersetzen, oder sogar das Mischen und die Handhabung des losen Pulvers vor dem Pressen im Fluxgas etwa in einer Wasserstoffatmosphäre vornehmen. Das letztere ist dann vorteilhaft,■ wenn man mit sehr feinen Pulvern arbeitet, die zur Pyrophorität neigen.But you can also replace the air with the flux gas in an evacuable mold before contacting, or even mix and handle the loose powder before pressing in the flux gas, for example in a hydrogen atmosphere. The latter is advantageous ■ when working with very fine powders tend to the placarding.

Die erfindungsgemäß hergestellten Permanentmagnete weisen ein dichtes Gefüge auf und sind durch das verwendete Lot vor mechanischen und-atmosphärischen Angriffen weitgehend geschützt. Man kann die so erhaltenen Permanentmagnete noch dadurch zusätzlich schützen, daß man sie nach ihrer Verformung in die Schmelze eines geeigneten Lotes eintaucht. Hierdurch wird eine besonders dichte Oberfläche erzielt.The permanent magnets produced according to the invention have have a dense structure and are largely protected from mechanical and atmospheric attack by the solder used protected. The permanent magnets obtained in this way can also be additionally protected by following them The deformation is immersed in the melt of a suitable solder. This creates a particularly dense surface achieved.

Die Erfindung wird nun anhand von einigen Bei spielen beficlniebon. Das ist so zu* verstehen, daß diese; BeispieleThe invention will now be explained on the basis of a few examples. This is to be understood in such a way that this; Examples

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lediglich der Erläuterung der Erfindung dienen und in keiner Weise eine Begrenzung der vielen Möglichkeiten gesehen werden kann, wie sie ohne Abweichung vom Erfindungsgedanken in der Anwendung der Erfindung und in den beigefügten Patentansprüchen gegeben sind.serve only to explain the invention and in none Way a limitation of the many possibilities can be seen can, as it is without departing from the inventive concept in the application of the invention and in the attached claims given are.

Beispiel 1example 1 Zuberei tung der LegierungenPreparation of the alloys

Die magnetischen Anteile, die zur Herstellung der verschiedenen Magnete in den folgenden Beispielen gebraucht werden, sind die Verbindungen SmCo₅, PrCo₁-, MMCo₅, MMCo₃Cu₂ und SmCo- J-CuFe_n (-. MM steht für Mischmetal 1. Der Begriff Mischmetall, wie er hier gebraucht wird, bezeichnet eine Mischung von leichten Seltenen Erd-Metallen, in denen Cer und Lanthan den Hauptbestandteil bilden. Das Mischmetal], welches in den beschriebenen Versuchen gebraucht wix'd, ist ein Produkt der Firma Konson Metals Corporation "Ceralloy lOOX" mit der ungefähren Zusammensetzung von 55 Gew.-^ Cer.The magnetic components that are used to manufacture the various magnets in the following examples are the compounds SmCo ₅ , PrCo ₁ -, MMCo ₅ , MMCo ₃ Cu ₂ and SmCo J-CuFe _n (-. MM stands for mixed metal 1. The term mischmetal, as it is used here, denotes a mixture of light rare earth metals, in which cerium and lanthanum form the main component. The mischmetal], which was used in the experiments described, is a product of the Konson Metals company Corporation "Ceralloy 100X" with the approximate composition of 55 wt .-% cerium.

Als Bindeinetal Ie werden entweder reines Zinn odor eine Zinn-Blei-Lot-Legierung oder Wood's Mot all gebraucht. Das erste Beispiel boschreibt kurz dar; al Igeiiit-i no Herstellungsverfahren dieser Legierung, dio Uiu.vandlung dieser LegierungenEither pure tin or a Tin-lead-solder alloy or Wood's Mot all used. That first example briefly describes; al Igeiiit-i no manufacturing process this alloy, the transformation of these alloys

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in Pulver und das Extrahieren der gewünschten Teilchengrößenfraktion dieses Pulvers. Alle diese Herstellungsverfahren sind Stand der Technik und in früheren Veröffentlichungen und Patentanmeldungen beschrieben worden. Die Herstellungsverfahren/ wie sie in den einleitenden Versuchsstufen beschrieben werden, dienen der besseren Veranschaulichung der Sache. Es muß bemerkt werden, daß es einige andere und ähnliche Verfahrensweisen für die Legierung und die Pulverzubereitung gibt.into powder and extracting the desired particle size fraction this powder. All of these manufacturing methods are state of the art and in previous publications and patent applications. The manufacturing process / as used in the preliminary experimental stages are described, serve to better illustrate the matter. It must be noted that it is there are some other and similar procedures for alloying and powder preparation.

Die Legierungen, wie sie in den beschriebenen Versuchen gebraucht werden, werden im allgemeinen durch Zusammenschmelzen der einzelnen metallischen Bestandteile berei-tet. Metallisches Samarium oder Praseodym oder Mischmetall und die Partner der Übergangsmetalle Kobalt und Kupfer, welche angewendet werden, werden entsprechend der oben angegebenen Formel abgewogen. Das soll anhand von zwei Beispielen gezeigt werden.The alloys as used in the experiments described are generally prepared by melting the individual metallic components together. Metallic samarium or praseodymium or misch metal and the partners of the transition metals cobalt and copper, which are used are weighed according to the formula given above. This should be shown using two examples will.

a) Um einen Gußblock, von SmCo₁. von 1 kg Gewicht herzustellen, werden 338,5 g Samarium und 661,5 g Kobalt - beide in Form von ungefähr erbsengroßen, kleinen Stücken - in einen Aluminiumtiegel eingebracht und dann in einem Induktionsschmelzofen bei etwa 145O°C geschmolzen. Während des Abkühlens wird der Gußblock für L/2 Stunde bei einer Temperatur von 1.200⁰C gehalten, um Homogenität zii erreichen.a) Around a cast block, from SmCo ₁ . weighing 1 kg, 338.5 g samarium and 661.5 g cobalt - both in the form of roughly pea-sized, small pieces - are placed in an aluminum crucible and then melted in an induction melting furnace at about 1450 ° C. During the cooling, is / holding the ingot for L2 hour at a temperature of 1200 ⁰ C to achieve homogeneity zii.

BADBATH

3ϋ9Β2Γ>/07563ϋ9Β2Γ> / 0756

b) Für die Herstellung der Legierung MMCo^Cu- werden das Mischmetall, Kobalt und Kupfer entsprechend den Verhältnissen der Formeln zu einem ungefähren Ansatz von 50 g gewogen. Die Metalle werden in einem Lichtbogenofen mit einer wassergekühlten Wolframelektrode unter einer Schutzgasatmosphäre einer Mischung von 75 % Argon und 25 % Helium geschmolzen. Die knopfförmigen Gußblöcke v/erden umgedreht und noch dreimal geschmolzen, um eine gute Homogenität zu erreichen. Fünf solcher Gußblöcke werden unter den gleichen Bedingungen hergestellt und in kleine Stücke gebrochen. Die Stücke werden gemischt und im Vakuum für 4 Stunden auf 500 C erhitzt, um eine nichtmagnetische Ausscheidung für die charakteristischen Teilchengrößen und die Verteilung in der magnetischen Matrix zu entwickeln, um die besten magnetischen Eigenschaften zu erreichen.b) For the manufacture of the alloy MMCo ^ Cu- will be the Misch metal, cobalt and copper according to the proportions of the formulas to an approximate approach of Weighed 50 g. The metals are in an electric arc furnace with a water-cooled tungsten electrode under a Inert gas atmosphere of a mixture of 75% argon and 25% helium melted. Ground the button-shaped cast blocks turned over and melted three more times to achieve good homogeneity. There are five such ingots made under the same conditions and broken into small pieces. The pieces are mixed and in a vacuum heated to 500 C for 4 hours to obtain a non-magnetic Develop precipitation for the characteristic particle sizes and the distribution in the magnetic matrix, to achieve the best magnetic properties.

Beispiel 2Example 2 Herstellung der PulverMaking the powder

Die Pulver werden dann bereitet und die gewünschten Teilchengrößenfraktionen in folgender Welse extrahiert. Die Legierungen wurden mit Mörser und P ist IlL behände Lt und die Pulverf raktionpn dor folgenden Bereiche der Tti i Lchemit öp> η werden durch Bioben mit Hilfe eines nichtmagnotischen Drahtnetzes oder eines Schütte Is Lubes; heitjer· te L Lt :The powders are then prepared and the desired particle size fractions extracted in the following catfish. The alloys were handled with mortar and P is IlL Lt and the Powder fraction pn the following areas of the Tti i Lchemit öp> η are determined by biobes with the help of a non-magnetic wire mesh or a Schütte Is Lubes; heitjer te L Lt:

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< 37 μ, 37 bis 53 μ, 53 bis 74 μ, 74 bis 105 μ, 105 bis 149 μ und 149 bis 250 μ.<37 μ, 37 to 53 μ, 53 to 74 μ , 74 to 105 μ, 105 to 149 μ and 149 to 250 μ.

Ein Teil dieses Pulvers mit einer Teilchengröße von < 37 μ wird weiter in einer Kugelmühle gemahlen und dann durch ein Kupfersieb mit einer Maschenweite von 20 μ, zuerst durch Schütteln, dann durch Bürsten, gesiebt, so daß zwei Teilchenfraktionen von 20 bis 37 μ und < 20 μ erhalten werden.Part of this powder with a particle size of <37 μ is further ground in a ball mill and then through a Copper sieve with a mesh size of 20 μ, first by shaking, then by brushing, sieved so that two particle fractions from 20 to 37 μ and <20 μ can be obtained.

Im Falle der ausscheidungsgehärteten Legierung MMCo->CUp wird eine andere Methode angewendet, um die feinste Korngröße zu erhalten. Wieder wird eine Fraktion von < 37 μ zuerst durch Mörsern und Sieben hergestellt, aber die feineren Fraktionen werden durch zweimaliges Zentrifugieren in einem Zentrifugalaussehender (Bahco Micro-Particle Classifier der H.W. Dietert Company, Detroit, Michigan) hergestellt. Auf diese Weise werden drei zusätzliche Fraktionen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von ungefähr 28, 18 und 10 μ, gemäß der mikroskopischen Untersuchung, erhalten.In the case of the precipitation hardened alloy MMCo-> CUp becomes used another method to get the finest grain size. Again a faction of <37 μ first produced by mortar and sieving, but the finer fractions are obtained by centrifuging twice in a centrifugal dispenser (Bahco Micro-Particle Classifier from H.W. Dietert Company, Detroit, Michigan). In this way three additional fractions with an average particle diameter of approximately 28, 18 and 10 μ, according to microscopic examination.

Feinere Fraktionen von < 20 μ, < 10 μ und¹< 4 μ Teilchengröße der Bindemittelpulver Zinn und Zinn-Blei-Lot werden ebenso mit dom Zenirifugalausscheider hergestellt, wie die oben beschriebenen. Das Ausgangsmaterial ist Piilver mit einer Teilößci von < G3 ]i.Finer fractions of <20 μ, <10 μ and ¹ <4 μ particle size of the binder powder tin and tin-lead solder are also produced with the centrifugal separator, like those described above. The starting material is Piilver with a part size of <G3] i.

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In einigen Fällen werden die magnetischen Pulver durch Überziehen der Teilchenoberflächen mit Zink oder Zinn verbessert, Solche Behandlung verbessert die Anfangskoerzitxvkraft und schützt die Teilchen vor dem Verlust der Koerzivität bei der Durchführung der Herstellung oder bei der Legierung. Ein zusätzlicher Nutzen liegt in der Tatsache, daß die Benetzbarkeit der Teilchenoberflächen durch das Lötmittel während des Erhitzens der Massen verbessert wird.In some cases, the magnetic powders are coated by coating the particle surfaces are improved with zinc or tin, such treatment improves the initial coercivity and protects the particles from loss of coercivity during manufacture or alloying. An additional benefit resides in the fact that the wettability of the particle surfaces by the solder is improved during the heating of the masses.

Das überziehen der Teilchen mit Zink geschieht folgendermaßen: Die Pulver werden mit 5 Gew.-% Zinkstaub innig gemischt und diese Mischung Wird im Vakuum für 10 Min. auf 450 C erhitzt. Ein Pulver von MMCo- mit einer Teilchengröße von < 20 μ, in dieser Weise behandelt, hat eine Induktionskoerzitivkraft von H = 2700 Oe.The particles are coated with zinc as follows: The powders are intimately mixed with 5% by weight of zinc dust and this mixture is applied in vacuo for 10 minutes 450 C heated. A powder from MMCo- with a particle size of < 20 µ, treated in this way, has an induction coercive force of H = 2700 Oe.

In den Fällen, in denen Zinn als überzugsmittel der Teilchenoberflächen angewendet wird, geschieht dieses durch eine Elektrolyse von zugefügtem Pulver mit einer Teilchengröße < 50 μ in einer Lösung, die SnCl„ und Natriumtartrat in Wasser enthält, der soviel Schwefelsäure zugefügt wird, daß man einen pH-Wer₍t von 2,8 erreicht. Das Legierungspulver wird als Kathode gebraucht und das sehr reine Zinn als Anode geschaltet. Die Elektrolyse wird an 2 g SmCo₁. bei Raumtemperatur in 3 1/2 Std. bei einem Strom von 0,08 A/sec. durchgeführt. Es v/ird ein endgültiger Zinngohalt. von 1,4 % des Gauamtgewiclit.es dos Pulvers erhalten.In cases in which tin is used as a coating agent for the particle surfaces, this is done by electrolysis of added powder with a particle size <50 μ in a solution that contains SnCl "and sodium tartrate in water to which so much sulfuric acid is added that one pH value ₍ t of 2.8 reached. The alloy powder is used as the cathode and the very pure tin is connected as the anode. The electrolysis is carried out on 2 g of SmCo ₁ at room temperature in 3 1/2 hours with a current of 0. 08 A / sec .. A final tin content of 1.4% of the total weight of the powder is obtained.

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Dieses überzogene Pulver wird einer Erhitzung im Vakuum bei 10 Min. und einer Temperatur von 45O°C unterworfen. Nach dieser Behandlung wird das Pulver in eine' Fraktion von 37 bis 50 μ, die eine eigentliche Koerzitivkraft von 604 Oe hat und in eine von einer Teilchengröße von < 37 μ geteilt. Eine kleine Menge des Materials mit einer Teilchengröße. < 20 μ wird aus der letzten Fraktion extrahiert und hat eine Koerzivitat von 2000 Oe.This coated powder is subjected to heating in vacuo for 10 minutes and a temperature of 450.degree. To this treatment turns the powder into a 'fraction of 37 to 50 μ, which has an actual coercive force of 604 Oe and divided into one with a particle size of <37 μ. A small amount of the material with a particle size. <20 μ is extracted from the last fraction and has a coercivity of 2000 Oe.

Beispiel 3Example 3

Bindung von MMCo,--Pulver mit reinem Zinn Binding of MMC o, - powder with pure tin

MMCo₅~Pulver mit einer Teilchengröße von 37 bis 50 μ, das mit Zinn elektrolytisch beschichtet, ferner diffusionshitzebehandelt ist, wird mit Zinnpulver einer Teilchengröße < 37 μ gemischt. Die relativen Mengen dieser zwei Pulver sind 80 bzw. 20 Gew.-%. Diese Pulver werden innig durch Rühren und Schütteln gemischt und in einer speziell konstruierten Preßform in prismenförmige Proben der Größe 0,63 * 0,63 * 1,9 cm verdichtet. Preßform und Preßstempel bestehen im wesentlichen aus einer nichtmagnetischen und oberflächengehärteten Kupfer-Beryllium-Legierung, und die Konstruktion dieses Preßwerkzeuges gestattet die Anwendung eines magnetisch ausgerichteten Feldes von ungefähr 36 kOe parallel zu einer der kurzen Richtungen der Probe mit Hilfe eines'Laboratoriums-ELcktromagnetcn. Die Preßform _{MMCo 5} ~ powder with a particle size of 37 to 50 μ, which is electrolytically coated with tin and also diffusion heat treated, is mixed with tin powder with a particle size of <37 μ. The relative amounts of these two powders are 80% and 20% by weight, respectively. These powders are intimately mixed by stirring and shaking and compacted in a specially constructed mold into prismatic samples of size 0.63 * 0.63 * 1.9 cm. The die and ram consist essentially of a non-magnetic and surface-hardened copper-beryllium alloy, and the construction of this die permits the application of a magnetically aligned field of about 36 kOe parallel to one of the short directions of the sample using a laboratory electric magnet. The mold

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kann evakuiert und wie gewünscht mit Gas rückgefüllt werden. Die Pulvermischung wird in solcher Weise in die Form eingebracht, daß eine sehr geringe Dichte erhalten wird. Das magnetische Feld wird wiederholt ein- und ausgeschaltet.can be evacuated and refilled with gas as required. The powder mixture is introduced into the mold in such a way that that a very low density is obtained. The magnetic field is turned on and off repeatedly.

Die Schmelze wird dann in Gegenwart des Feldes evakuiertThe melt is then evacuated in the presence of the field

2 und es wird ein Druck von ungefähr 3,52 t/cm für 1 Min. in der kürzesten Richtung des Preßlings senkrecht zum magnetischen Feld angewendet. Das Ergebnis ist ein Magnet mit einer Packungsdichte des magnetischen Bestandteiles MMCo_r von 61 %, einer Restmagnetisierung von 3700 Gauß und einer Induktionskoerzitivkraft von 590 Oe. Ein auf diese Weise hergestellter Magnet hat eine gute Kohäsion und eine beachtliche mechanische Festigkeit, so daß er ohne besondere Maßnahme gehandhabt werden kann. Für einige Anwendungen wird eine größere mechanische Festigkeit gewünscht. Dies kann durch eine nachfolgende Erhitzung, bei der innere Verlötung und konsequenterweise eine bessere Bindung auf der magnetischen Probe geschaffen werden, erreicht werden.2 and a pressure of about 3.52 t / cm is applied for 1 min in the shortest direction of the compact perpendicular to the magnetic field. The result is a magnet with a packing density of the magnetic component MMCo _r of 61%, a residual magnetization of 3700 Gauss and an induction coercive force of 590 Oe. A magnet manufactured in this way has good cohesion and considerable mechanical strength, so that it can be handled without any special measures. For some applications, greater mechanical strength is desired. This can be achieved by subsequent heating, during which internal soldering and consequently a better bond on the magnetic sample are created.

Der magnetische Preßling wird in ein Quarzrohr eingebracht, welches durch eine mechanische Vakuumpumpe auf ein Vakuum von 10~ Torr evakuiert wird, und dann für 5 Min. auf 28O°C erhitzt. Der erhaltene Magnet hat im wesentlichen eine verbesserte mechanische Festigkeit. Dabei spielt offenbar die Tatsache eine Rolle, daß das Zinn in ein zusammenhängendes; Netzwerk schmilzt und die Teilchen bindet. Eine mikroskopische Untersuchung eines; metal. Loyraphischen Sch LiELb i Ldos tli.;;iu:tThe magnetic compact is placed in a quartz tube, which is applied to a vacuum by a mechanical vacuum pump is evacuated from 10 ~ Torr, and then heated to 280 ° C for 5 min. The magnet obtained has essentially an improved one Mechanic solidity. The fact that the tin is in a coherent; Network melts and binds the particles. A microscopic one Investigation of a; metal. Loyraphic Sch LiELb i Ldos tli. ;; iu: t

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Probe beweist dieses; aber ebenso wird offenbar, daß die guten Bindungseigenschaften allein nur in einem Teil des Materials erhalten werden.Trial proves this; but it also becomes evident that the good bonding properties only exist in a part of the Materials are obtained.

Beispiel 4 'Example 4 '

Bindung von MMCo,.-Pulver mit. Wood's Metall Binding of MMCo,. -Powder with. Wood's metal

Im Verlauf der Versuche, in welchen die Bindungen ausgewertet werden, die man mit verschiedenen niedrig schmelzenden Metallbindern erreichen kann, wird als nächster Schritt dasselbe zinnüberzogene MMCo_t--Pulver (Teilchengröße 37 bis 50 y) mit Hilfe der niedrig schmelzenden Legierung, die als Wood's Metall bekannt ist, in einen festen Magnetkörper zusammengefügt. Ein kleiner Porzellanmörser wird auf einer Heizplatte auf etwa 150°C vorgewärmt, 5 g Wood's Metallspäne werden in den Mörser eingebracht und geschmolzen, dazu kommen 15 g der zinnüberzogenen MMCo--Teilchen. Die zwei Verbindungen werden gründlich mit einem ebenfalls vorgewärmten Porzellanpistill für einige Minuten durch Kneten vermischt. Die oben beschriebene Preßform wird auf ungefähr die gleiche Temperatur erwärmt, die Mischung in die Vertiefung der Form eingefülltIn the course of the experiments, in which the bonds that can be achieved with various low-melting metal binders are evaluated, the next step is to use the same tin-coated MMCo _t powder (particle size 37 to 50 y) with the help of the low-melting alloy known as Wood's Metal is known to be assembled into a solid magnetic body. A small porcelain mortar is preheated to about 150 ° C. on a hot plate, 5 g of Wood's metal shavings are placed in the mortar and melted, plus 15 g of the tin-coated MMCo particles. The two compounds are thoroughly mixed by kneading for a few minutes using a porcelain pestle, which has also been preheated. The mold described above is heated to approximately the same temperature and the mixture is poured into the cavity of the mold

und die Probe mit einem Druck von etwa 1,41 t/cm , den man 1 Min. aufrechterhält, verdichtet. Ein magnetisches Feld wird nicht gebraucht, da man nur sehen will, ob eine zu-and compressing the sample with a pressure of about 1.41 t / cm which is maintained for 1 minute. A magnetic field is not needed, because you just want to see whether a

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friedenstelJende Bindung erhalten wird, ehe ein Magnet mit besten Eigenschaften hergestellt wird. Nach Abkühlung auf Raumtemperatur wird die Probe aus der Form genommen und wieder in Hinsicht auf Kohäsion, mechanische Festigkeit und - unter dein Mikroskop - die Gleichmäßigkeit und Qualität der Bindung zwischen Matrix und Teilchen beurteilt. Die Probe hat eine gute physikalische Integrität, Ecken und Kanten entsprechen der Gestalt dor Form und brechen nicht ab bzw. krümelten nicht. Die Probe kann mit einem Messer zerschnitten werden. Die Untersuchung eines Schliffbildes unter dem Mikroskop zeigt, daß das Wood's Metall sich als zusammenhängendes Netzwerk gebildet hat, welches die magnetischen Teilchen umgibt und daß die Benetzbarkeit der MMCOc-Oberflächen gut und gleichförmig überall in der Probe sichtbar ist.Peaceful bond is obtained before a magnet with the best properties is produced. After cooling down At room temperature, the sample is removed from the mold and restored in terms of cohesion and mechanical strength and - under your microscope - the uniformity and quality the bond between matrix and particle is assessed. the Sample has good physical integrity, corners and edges conform to the shape and do not break off or did not crumble. The sample can with a knife be cut up. Examination of a micrograph under the microscope shows that Wood's metal turns out to be coherent network has formed which surrounds the magnetic particles and that the wettability of the MMCOc surfaces well and uniformly throughout Sample is visible.

Beispiel 5Example 5

Bindung von MMüo_c -Pulvor mit einem fast eutektischen Zinn-Blei-Lot Bonding of MMüo _c -Pulvor with a fast eutectic tin-lead solder

Es wild ein Versuch durchgefühlt, die in gleicher Weise elektrolytisch überzogenen MMCo_r-Tei.!dien , wie sie in den B(Ji spiel (311 3 und 4 veivendot werden, mit Hilfe e.inoi> '/Λ nn-Blei -Lot en dor Ζη;>πΐιΐΗκ.η:ΗΜ vung GO ?, ijn/40 I Vh τ,η An attempt was made to use the MMCo _r parts electrolytically coated in the same way as they are veivendot in the B (Ji game (311 3 and 4, with the help of e.inoi>'/ Λ nn lead solder en dor Ζη;> πΐιΐΗκ.η: ΗΜ vung GO?, ijn / 40 I Vh τ, η

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binden. Das Verfahren gleicht im wesentlichen demjenigen, wie in Beispiel 3 beschrieben, außer daß ein Pulver der Lötmittellegierung einer Teilchengröße < 20 μ ein frühertie. The procedure is essentially the same as that described in Example 3, except that a powder of Solder alloy with a particle size <20μ a earlier

«5-«5-

gebräuchliches Zinnpulver ersetzt. Ein höherer Druck, nämlich 8,9 t /cm , wird während des Pressens in Gegenwart eines Feldes von 36 kOe angewendet. Der erhaltene Magnet ähnelt demjenigen, wie er in der Anfangsstufe des Beispiels hergestellt wird, in jeder Hinsicht sehr genau. Als nächstes wird der Preßling wieder in ein auf IO Torr evakuiertes Quarzrohr eingebracht und dann langsam auf eine Temperatur von 260 C erhitzt und diese Temperatur für 5 Min. gehalten. Man läßt die Probe auf Raumtemperatur abkühlen, während man das Vakuum aufrechterhält. Der erhaltene Magnet hat wiederum merklich höhere mechanische Festigkeit und eine bessere physikalische allgemeine Integrität als in der anfänglichen Lötstufe,und er hat eine perfektere Gestalt und glattere Oberflächen als der Magnet _f der mit reinem Zinn als Bindemittel hergestellt war. Die mikroskopische Untersuchung offenbart, daß das Bindemittel das magnetische Pulver wieder nur unvollkommen benetzt, da sich Inseln gebildet haben, wo die Matrix eine Gruppe von Partikeln umgibt, welche isoliert voneinander und eingebettet in Bereiche sind, in denen die Lötung deutlich unvollständig ist und außerdem in der Verbindung viele kleine Hohlräume zu erkennen sind.replaces common tin powder. A higher pressure, namely 8.9 t / cm, is applied during pressing in the presence of a field of 36 kOe. The magnet obtained closely resembles the one made in the initial stage of the example in every respect. Next, the compact is returned to a quartz tube evacuated to 10 Torr and then slowly heated to a temperature of 260 ° C. and this temperature is maintained for 5 minutes. The sample is allowed to cool to room temperature while maintaining the vacuum. The magnet obtained has in turn significantly higher mechanical strength and better physical integrity than general in the initial soldering step, and he has a more perfect shape _f and smoother surfaces than the magnet was prepared with a pure tin as a binder. The microscopic examination reveals that the binder does not completely wet the magnetic powder again, since islands have formed where the matrix surrounds a group of particles which are isolated from one another and embedded in areas in which the soldering is clearly incomplete and also in Many small cavities can be seen in the connection.

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Beispiel 6Example 6

Verbesserte Bindung mit einem Sn-Pb-Lot durch die Verwendung eines flüssigen Fluxmittels Improved bonding with a Sn-Pb solder through the use of a liquid flux agent

Ein anderer Preßling wird in der gleichen Weise hergestellt, wie im 1. Absatz des Beispiels 5 beschrieben. Vor dem Erhitzen wird die Probe für einige Minuten in ein vollständig neutrales flüssiges Lötfluxmittel getaucht, d.h. in eine wäßrige Lösung von Zinkchlorid. Danach wird die Probe in einem Quarzrohr in einer Argongasatmosphäre auf 260 C erhitzt. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wird ein Querschnitt der Probe bereitet und unter dem Mikroskop untersucht. Es ist ersichtlich, daß in einer ungefähr 1 mm dicken Oberflächenschicht die Benetzbarkeit der Teilchen durch das Lot und die Zusammenballung der Lotteilchen in der zusammenhängenden Matrix sehr verbessert wird. Die Probe hat eine sehr starke mechanische Hülle, die erheblich unebener ist als irgendeine der früher hergestellten Proben. Das Innere der Probe hat dasselbe Aussehen der unvollständigen Benetzbarkeit und Bindung, wie vorher beobachtet. Die physikalischen Ausmaße der Probe haben sich nicht meßbar während der Erhitzung verändert. Die magnetischen Eigenschaften der auf diese Weise hergestellten Probe sind folgende:Another compact is produced in the same way as described in the 1st paragraph of Example 5. Before heating the sample is immersed for a few minutes in a completely neutral liquid soldering flux, i.e. in a aqueous solution of zinc chloride. The sample is then heated to 260 ° C. in a quartz tube in an argon gas atmosphere. After cooling to room temperature, a cross section of the sample is prepared and examined under the microscope. It can be seen that in an approximately 1 mm thick surface layer the wettability of the particles by the solder and the agglomeration of the solder particles in the coherent matrix is greatly improved. The sample has a very strong mechanical shell that is significant is more uneven than any of the previously prepared samples. The inside of the specimen has the same appearance as the incomplete wettability and bonding as previously observed. The physical dimensions of the sample have changed not measurably changed during heating. The magnetic properties of those made in this way Sample are the following:

Restinduktion 3000 GaußResidual induction 3000 Gauss

InduktionskoerzLtivkraft 550 OeInduction coercive force 550 Oe

10 9 8 2 6/075 β10 9 8 2 6/075 β

Beispiel 7Example 7

Gleichmäßige Bindung mit Sn-Pb-Lot durch verbesserte Imprägnierung mit einem flüssigen Fluxmittel' Uniform bond with S n-Pb solder through improved impregnation with a liquid flux agent '

■■ '" ' ' — ι.-™»., I ι I .Ul. I . IIP»» , . ... , ,, ,^■■ '"' '- ι.- ™»., I ι I .Ul. I. IIP »»,. ..., ,,, ^

Eine gleichmäßige Bindung überall in der gesamten Probe wirdThere will be an even bond throughout the sample

durch folgende Modifizierung des Verfahrens nach Beispiel 6 erhalten:obtained by the following modification of the method according to Example 6:

Nach dem Pressen wird die Probe wieder mit einem flüssigen Lotfluxmittel für einige Minuten imprägniert, aber die Imprägnierung erfolgt im Vakuum. Die das Fluxmittel enthaltende Schale und die eingetauchte Probe werden in einen Vakuumexsikka'tor gestellt und der Raum über der Probe und der Flüssigkeit wird mit einer mechanischen Pumpe evakuiert. Nach einigen Minuten wird der Exsikkator geöffnet und die Probe aus der Flüssigkeit herausgenommen, die dann im Vakuum für 1/2 Std. getrocknet wird, um das Lösungsmittel des Fluxmittels zu entfernen. Als nächster Schritt wird die Probe in eine Quarzampulle gefüllt und für 10 Min. auf 270 C erhitzt. Die mikroskopische Untersuchung des er- " haltenen Körpers zeigt, daß das Lot gleichmäßig überall in der gesamten Probe geschmolzen ist und die magnetischen Teilchen, benetzt und bindet und daß im wesentlichen alle Poren geschlossen sind. In der gleichen Art wurde das nur iür die dünne; äußern Hüll« in Bei «pi öl 6 beobachtet. Dieser MagiKΛ ist iuc.clmnisch feat und vollkommen undurchlässigAfter pressing, the sample is again impregnated with a liquid solder flux for a few minutes, but the impregnation takes place in a vacuum. The dish containing the fluxing agent and the immersed sample are placed in a vacuum desiccator and the space above the sample and the liquid is evacuated with a mechanical pump. After a few minutes, the desiccator is opened and the sample is removed from the liquid , which is then dried in vacuo for 1/2 hour in order to remove the solvent in the flux. In the next step, the sample is filled into a quartz ampoule and heated to 270 ° C. for 10 minutes. Microscopic examination of the body obtained shows that the solder has melted uniformly throughout the entire sample, and wets and binds the magnetic particles, and that essentially all pores are closed. This was done in the same way only for the thin one; Outer Hüll "observed in Bei" pi Öl 6. This MagiK Λ is iuc.clmnisch feat and completely impermeable

309(126/(17GG309 (126 / (17GG

gegenüber Flüssigkeiten und atmosphärischen Gasen. Die äußeren Dimensionen und magnetischen Eigenschaften dieser Probe entsprechen im wesentlichen wieder der Probe nach Beispiel 3 und werden kaum durch Ilitzebehandlung verändertto liquids and atmospheric gases. the external dimensions and magnetic properties of these Sample again essentially correspond to the sample according to Example 3 and are hardly changed by the Ilitz treatment

Beispiel 8Example 8

Anwendung eines feste η Fluxmitte l_s_Application of a fixed η flux center l_s_

Eine gepreßte magnetische Probe, wie sie im Prinzip im Beispiel 5 beschrieben wird, wird mit der einzigen Ausnahme hergestellt, daß 0,5 Gew.~-% eines festen FluxmitteIs zu der Mischung aus MMCc^-Pulver und Zinn-Blei-Lot-Pulver hinzugefügt werden. Trockenes Zinnchlorid wird zu einem feinen Pulver mit Mörser und Pistill zerrieben, ausgewogen und mit der Metallpulvermischung vermischt. Das Gemenge wird wieder unter Argongasatmosphäre bei einem Druck von 1 atm. bei einer Temperatur von 270 C für 10 Min. erhitzt. Die mikroskopische Untersuchung zeigt, daß die magnetischen Partikel deutlich gleichmäßig in vollem Umfang in der Probe benetzt und gebunden sind, obgleich die Struktur nicht ganz so perfekt erhalten wird, wie nach dem Verfahren in Beispiel 7.A pressed magnetic sample, as in principle in Example 5 is described, with the only exception that 0.5% by weight of a solid flux to the mixture of MMCc ^ powder and tin-lead-solder powder to be added. Dry tin chloride is ground to a fine powder with a mortar and pestle, weighed out and mixed with the metal powder mixture. The mixture is again under an argon gas atmosphere at one pressure from 1 atm. heated at a temperature of 270 C for 10 min. Microscopic examination shows that the magnetic Particles are clearly evenly wetted and bound to the full extent in the sample, although the structure is not quite as perfectly obtained by following the procedure in Example 7.

309826/0756309826/0756

Beispiel 9
Anwendung· eines gasförmigen Fluxmittels Example 9
Use of a gaseous flux agent

Es wird eine andere Pulvermasse, genauso wie im 1. Absatz des Beispiels 5 beschrieben-, hergestellt= Sie wird in ein Quarzheizrohr eingebracht, das Rohr wird mit einer mechanischen Pumpe evakuiert, und man läßt die Probe für 1 Std. ausgasen. Dann wird das abgekühlte Rohr mit trockenem
Wasserstoffgas auf einen Druck von 1 atm. gebracht. Die
Probe wird dann für 10 Min. auf 27O°C erhitzt und dann in der Wasserstoffatmosphäre abgekühlt. Die mikroskopische
Untersuchung eines Probenquerschnitts zeigt¹, daß ausgezeichnete Benetzung und Bindung der magnetischen Teilchen durch das Lot erhalten werden. Der Körper ist im wesentlichen gleich mit dem, der nach dem Verfahren in Beispiel 7 erhalten wird.Another powder mass is produced exactly as described in the 1st paragraph of Example 5 = it is placed in a quartz heating tube, the tube is evacuated with a mechanical pump, and the sample is allowed to degas for 1 hour. Then the cooled tube with dry
Hydrogen gas to a pressure of 1 atm. brought. the
The sample is then heated to 270 ° C. for 10 minutes and then cooled in the hydrogen atmosphere. The microscopic
Examination of a sample ^{cross-section,} Figure ¹ shows that excellent wetting and bonding can be obtained of the magnetic particles by the solder. The body is essentially the same as that obtained by the procedure in Example 7.

Beispiel 10Example 10

Herstellung eines Magneten aus zwei Teilchenqrößenfraktionen eines magnetischen PulversManufacture of a magnet from two particle size fractions of a magnetic powder

Als nächstes wird ein Versuch durchgeführt, um das beste
Verfahren für die innere Lötung mit einem flüssigen Fluxmittel anzuwenden, durch Vermischen von zwei verschiedenenNext, an attempt is made to find the best
To apply a method for internal soldering with a liquid flux, by mixing two different ones

3 0 9 8 2 6/07563 0 9 8 2 6/0756

Größenfraktionen ein- und demselben magnetischen Materials, ein Verfahren, das eine verbesserte Packungsdichte und dadurch eine höhere Restmagnetisierung und ein höheres Energieprodukt erbringen soll. Als magnetische Verbindung wird wieder MMCo,- verwendet. Die zwei Pulverfraktionen, die angewendet werden, bestehen aus einer Fraktion mit einer Teilchengröße von 37 bis 50 μ, wie in allen früheren Beispielen mit Zinn überzogen, und einer Fraktion mit einer Teilchengröße < 20 μ, die mit 5 Gew.-% Zink überzogen und hitzebehandelt ist, wie im Beispiel 2 beschrieben. 7 Gewichtsteile der groben MMCo_- Fraktion, 3 Gewichtsteile der feinen MMCo„-Fraktion und 1 Gewichtsteil des Zinn-Blei-Lot-Pulvers mit einem Teilchendurchmesser < 10 μ werden innig gemischt und zu einem Preßling, wie in Beispiel 5 beschrieben, gepreßt. Die Probe wird dann mit einem flüssigen Lötfluxmittel, wie in Beispiel 7, vakuum-imprägniert und in der gleichen Weise, wie dort beschrieben, erhitzt. Es wird ein Magnet mit ausgezeichneter physikalischer Integrität erhalten, der die gleichen Dimensionen wie unmittelbar nach dem Pressen aufweist. Er hat folgende magnetische Daten:Size fractions of the same magnetic material, a process that has an improved packing density and thereby a higher residual magnetization and a higher energy product should provide. MMCo, - is used again as a magnetic connection. The two powder fractions that applied consist of a fraction with a particle size of 37 to 50 μ, as in all previous examples with tin coated, and a fraction with a particle size <20 μ, which is coated with 5% by weight of zinc and heat-treated as described in Example 2. 7 parts by weight of the coarse MMCo_- Fraction, 3 parts by weight of the fine MMCo "fraction and 1 part by weight of the tin-lead-solder powder with a particle diameter <10 μ are intimately mixed and form a compact, as described in Example 5, pressed. The sample is then treated with a liquid soldering flux, as in Example 7, vacuum-impregnated and in the same way as described there, heated. A magnet with excellent physical integrity and having the same dimensions is obtained as shown immediately after pressing. It has the following magnetic data:

^Br ^B r 42004200 GaußGauss M^Hc -M ^H c - 24002400 OeOe BH
maxbra
Max 33 MGOeMGOe

309826/0756309826/0756

■ ■- 31 - ■ ■■ ■ - 31 - ■ ■

Beispiel 11Example 11

Herstellung eines Magneten aus zwei verschiedenen magnetischen Materialien auf der Basis von Sm-Co Manufacture of a magnet from two different magnetic materials based on Sm-Co

Eine Mischung von zwei magnetischen Pulvern mit den Gewichtsverhältnissen a : b = 7 : 3 wird mit den folgenden Materialien hergestellt:A mixture of two magnetic powders with the weight ratios a: b = 7: 3 is made with the following materials manufactured:

(a) SmCo-, cCuFe^ ,,, 4 Std. auf 475°G erhitzt,-(a) SmCo-, cCuFe ^ ,,, heated to 475 ° G for 4 hours, -

Teilchengröße 74 bis 105 μ;Particle size 74 to 105 microns;

(b) SmCo₁-, behandelt mit 5 Gew.-I Zink bei(b) SmCo ₁ -, treated with 5% by weight of zinc

45O⁰C, Teilchengröße < 37 μ.45O ⁰ C, particle size <37 μ.

4 g dieser Mischung werden mit 1 g eines eutektischen Zinn-Blei-Lot-Pulvers mit einer Teilchengröße < 10 μ innig gemischt. Die Pulvermischung wird dann in eine wäßrige äinnchloridlösung getaucht, die Flüssigkeit wird abgefiltert und das Pulver bei Raumtemperatur im Vakuum getrocknet. Das trockene Pulver wird zu einer magnetischen Probe gepreßt, wie es in Beispiel 3 beschrieben ist. Die magnetischen Eigenschaften werden in einem magnetischen Feld von 22 kOe gemessen. Die Masse wird dann im Vakuum auf 28O°C erhitzt und bei dieser Temperatur für 8 Min. gehalten. Nach dem Abkühlen ■auf Raumtemperatur werden die Eigenschaften wieder gemessen. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle gezeigt, die Demagnetisierungskurve der Probe in ihrem letzten Zustand wird in Figur 1 gezeigt.4 g of this mixture are mixed with 1 g of a eutectic tin-lead-solder powder intimately mixed with a particle size <10 μ. The powder mixture is then dissolved in an aqueous solution of sodium chloride immersed, the liquid is filtered off and the powder is dried at room temperature in a vacuum. That dry powder is pressed into a magnetic sample as described in Example 3. The magnetic properties are measured in a magnetic field of 22 kOe. The mass is then heated to 280 ° C. in vacuo and held at this temperature for 8 min. After cooling to room temperature, the properties are measured again. The results are shown in the following table, the demagnetization curve of the sample in its final state is shown in FIG.

309826/0756309826/0756

..H (Oe) _,H (Oe) B (G) BH (MGOe)..H (Oe) _, H (Oe) B (G) BH (MGOe)

Mc Bc r maxMc Bc r max

Nach dem Pressen 6890 Nach dem Erhitzen 6540After pressing 6890 After heating 6540

39 40 375039 40 3750

4620
45664620
4566

4,64.6

4,44.4

Es hat sich in Versuchen, den Magneten zu bearbeiten, als zweckmäßig erwiesen, ein Loch mit einem normalen Werkstoffstahlbohrer zu bohren. Außerdem kann er mit einem feingezackten Metallsägeblatt und durch Abdrehen auf der Drehbank bearbeitet werden. Es ist möglich, Kupfer- und Stahldrähte auf der Oberfläche des Magneten mit Hilfe eines elektrischen, 80 Watt starken, eisernen Lötkolbens und mit einem Harzseele enthaltenden Zinn-Blei-Draht-Lot zu löten. Zuletzt wird der Magnet kurz in ein Bad eines schmelzenden Lotes der gleichen- Art getaucht. Dadurch wird die weiche Lotlegierung mit einem glatten überzug gleichmäßig bedeckt, welcher den Magneten vollkommen gegenüber Flüssigkeiten und Gasen verdichtet, so daß man auf diese Weise zusätzlich Stabilität und Widerstand gegen Korrosion erhält.In attempts to machine the magnet, it has proven to be useful to make a hole with a normal material steel drill to drill. It can also be done with a finely serrated hacksaw blade and turning it on the lathe to be edited. It is possible to put copper and steel wires on the surface of the magnet with the help of a electric, 80 watt iron soldering iron and tin-lead-wire solder containing a resin core soldering. Finally, the magnet is briefly immersed in a bath of melting solder of the same type. Through this becomes the soft solder alloy with a smooth coating evenly covered, which compresses the magnet completely against liquids and gases, so that one in this way, additional stability and resistance to corrosion is obtained.

Beispiel 12Example 12

Herstellung eines Magneten aus zwei verschiedenen magnetischen Materialien auf der Basis von MM-Co und Pr-CoManufacture of a magnet from two different magnetic materials based on MM-Co and Pr-Co

Die folgenden Pulver werden in einem GewichtsverhältnisThe following powders are in a weight ratio

309826/0756309826/0756

-■ 33 -- ■ 33 -

von a:b:c=^!6:2:l gemischt.from a: b: c = ^! 6: 2: 1 mixed.

(a) MMCo₃Cu₂, 3 Std. erhitzt auf 50O°C,(a) MMCo ₃ Cu ₂ , heated to 50O ° C for 3 hours,

Teilchengröße 53 bis 74 μ;Particle size 53 to 74 μ;

(b) PrCo₁-, behandelt mit 3 Gew.-% Zink bei 45O°C,(b) PrCo ₁ -, treated with 3% by weight zinc at 450 ° C,

Teilchengröße 1.0 bis 20 μ;Particle size 1.0 to 20 μ;

(c) Lötmittel, 60 Gew.-% Sn/40 .Gew.-% Pb,(c) solder, 60 wt% Sn / 40 wt% Pb,

Teilchengröße < 4 μ.Particle size <4 μ.

Die lockere Pulvermischung wird in einem magnetischen Feld auf 26 kOe vormagnetxsiert. Sie wird dann in eine PreßformThe loose powder mixture is premagnetized to 26 kOe in a magnetic field. It is then put into a mold

2 gebracht und mit einem Druck von 3,52 t/cm verdichtet. Vor der Verdichtung wird ein ausgedichtetes Feld von nur 10 kOe angewendet, die Form mit einer mechanischen Pumpe evakuiert und mit Wasserstoffgas rückgefüllt. Die Masse wird dann auf 25O°C in einem Ofen unter Stickstoff erhitzt und bei dieser Temperatur 15 Min. gehalten. Ein metallographischer Querschnitt (100-fache Vergrößerung) dieses Magneten wird in Figur 2 gezeigt.2 and compacted with a pressure of 3.52 t / cm. Before compaction, a compacted field of only 10 kOe applied, the mold evacuated with a mechanical pump and backfilled with hydrogen gas. The crowd is then heated to 250 ° C in an oven under nitrogen and held at this temperature for 15 minutes. A metallographic cross section (100x magnification) this magnet is shown in FIG.

Der erhaltene Magnet hat eine gute mechanische Integrität, eine Rockwellhärte von R - 40, gemessen auf der Ober-The obtained magnet has good mechanical integrity, a Rockwell hardness of R - 40, measured on the upper

fläche, und die folgenden magnetischen Eigenschaften:area, and the following magnetic properties:

8 8 26/078 8 26/07

M^HcM ^H c 4500 Oe4500 Oe bVbV 3400 Oe3400 Oe B
rB.
r 4300 Oe4300 Oe (BH)
max(BRA)
Max 3,7 MGOe3.7 MGOe

Beispiel 13Example 13 Bindung durch Eintauchen in ein SalzbadBonding by immersion in a salt bath

Ein Gemenge, wie in Beispiel 12 beschrieben, wird hergestellt, aber die innere Lötung wird durch Eintauchen der Probe für 2 Min. in ein Bad aus geschmolzenem SnCl₂ vollzogen, welches auf ungefähr 26O°C gehalten wird. Der Magnet entspricht im wesentlichen dem Magnet des Beispiels 12.A batch is prepared as described in Example 12, but the internal soldering is _{accomplished by immersing the sample for 2 min. In a bath of molten SnCl 2} which is kept at approximately 260 ° C. The magnet essentially corresponds to the magnet of Example 12.

Beispiel 14Example 14 Bindung durch Eintauchen in ein flüssiges LotBonding by dipping in a liquid solder

Es wird eine Masse, wie in Beispiel 12 beschrieben, mit der Ausnahme hergestellt, daß man die Verdichtung in Gegenwart von Luft anstelle des Wasserstoffgases vornimmt. Die Probe wird dann für 2 Min. in ein Bad aus geschmolzenem Zinn-Blei-Lot (60 % Zinn, 40 % Blei), bedeckt mit SnCi₃-Fluxmittel, bei 300°C eingetaucht.A mass is prepared as described in Example 12, with the exception that the compression is carried out in the presence of air instead of the hydrogen gas. The sample is then immersed in a bath of molten tin-lead solder (60% tin, 40% lead) covered with SnCi ₃ flux at 300 ° C. for 2 min.

30 3 8 26/01*1:6 -.30 3 8 26/01 * 1: 6 -.

225878Ö225878Ö

Der Magnet ist vollständig mit dem Lot bedeckt. Die mikroskopische Untersuchung zeigt,'daß eine gute Bindung im Innern erreicht wird. Die magnetischen Eigenschaften sind im wesentlichen dieselben wie die der Probe im Beispiel 12.The magnet is completely covered with the solder. Microscopic examination shows that there is a good bond is achieved inside. The magnetic properties are essentially the same as those of the sample in the example 12th

Ber Magnet besteht im wesentlichen aus mindestens einem, vorzugsweise aus zwei magnetischen Pulvern oder Granulaten. Jeder von ihnen wird aus einer Legierung aus der Familie der Seltenen Erd-Kobalt-Metalle von hartmagnetischen Legierungen und einem Bindemittel aus einer niedrig schmelzenden Lotlegierung bereitet, wobei die Lotlegierung eine Bindung zwischen den magnetischen Teilchen bewirkt und diesen als eine weiche Matrix dient. Die Magnete sind nicht spröder als die meisten anderen hochgradigen Permanentmagnete, aber sie haben vielmehr eine erhebliche Duktilität. Sie können durch Pressen und konventionelle Bearbeitungsmethoden geformt werden und sie können aneinander oder zu strukturellen Komponenten durch Weichlöten mit Zinn-Blei-Legierungen oder anderen konventionellen Lötmitteln verbunden werden.The magnet essentially consists of at least one preferably from two magnetic powders or granules. Each of them is made from an alloy from the family of the rare earth cobalt metals from hard magnetic ones Alloys and a binder prepared from a low-melting solder alloy, the solder alloy creates a bond between the magnetic particles and serves them as a soft matrix. The magnets are no more brittle than most other high grade permanent magnets, but rather they have a substantial amount Ductility. You can press and conventional Machining methods are shaped and they can be soldered together or into structural components by soft soldering tin-lead alloys or other conventional solder.

309826/07 §S309826/07 §S

In den Zeichnungen zeigt:In the drawings shows:

Figur 1 die Demagnetisierungskurve der Magnete, die anhand des Verfahrens des Beispiels 11 hergestellt wurden;FIG. 1 shows the demagnetization curve of the magnets produced using the method of Example 11;

undand

Figur 2 einen metallographischen Querschnitt eines im Innern gelöteten Magneten, der in Beispiel 12 beschrieben wird.FIG. 2 shows a metallographic cross section of an internally soldered magnet, which is described in Example 12. FIG will.

309826/07 5 6309826/07 5 6

Claims (7)

PatentansprücheClaims 1. Verfahren zum Herstellen von Permanentmagneten auf der Basis von Kobalt-Seltene Erden-Legierungen, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:1. Process for the production of permanent magnets on the basis of cobalt-rare earth alloys, characterized through the following process steps: a) Vermischen der gepulverten Kobalt-Seltene Erden-Legierungen mit mindestens 10 Gew.-% eines gepulverten, unterhalb 400 C schmelzenden Lotes, a) Mixing the powdered cobalt-rare earth alloys with at least 10% by weight of a powdered solder that melts below 400 C, b) Einbringen des Gemenges in eine Preßform in möglichst loser Schüttung,b) Introducing the mixture into a mold in as possible bulk, c) gegebenenfalls Ausrichten der Teilchen durch Anlegen eines Magnetfeldes geeigneter Stärke,c) if necessary, aligning the particles by applying them a magnetic field of suitable strength, d) Verdichten des Gemenges durch Pressen,d) compacting the mixture by pressing, e) Erhitzen des Preßlings auf eine Temperatur oberhalb des, Schmeizbereichs des Lotes", und Abkühlenlassen! auf Raumtemperatur.e) heating the compact to a temperature above of the "melting area of the solder" and let it cool down! Room temperature. 2. Verfahren nach Anspruch l_f dadurch gekennzeichnet, daß man mehrere in sich einheitliche Korngröß.enfraktionen von Kobalt-Seltene Erden-Legierungspulvern verwendet.2. The method according to claim l _f, characterized in that one uses several uniform Kornlarge.enfraktionen of cobalt-rare earth alloy powders. 30 9826/075630 9826/0756 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Korngrößenfraktionen untereinander zusätzlich in bezug auf die Zusammensetzung der Kobalt-Seltene Erden-Legierungen unterscheiden.3. The method according to claim 2, characterized in that the grain size fractions are in addition to each other differ with regard to the composition of the cobalt-rare earth alloys. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemenge vor Einbringen -in die Preßform in einem Magnetfeld vormagnetisiert, das die Koerzitivfeldstärke der magnetisch härtesten Komponente des Gemenges überschreitet.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the mixture is premagnetized in a magnetic field before it is introduced into the mold, which exceeds the coercive field strength of the magnetically hardest component of the mixture. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemenge vor dem Verpressen in einem Magnetfeld vorverdichtet.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the mixture is prior to pressing pre-compressed in a magnetic field. 6. Verfahren nach einem der -vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Gemenge Lötflux zu einem beliebigen Zeitpunkt vor dem Erhitzen zusetzt.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that one adds solder flux to the mixture added at any time before heating. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lot eine eutektische oder nahezu eutektische Blei-Zinn-Legierung verwendet.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that a eutectic or almost eutectic lead-tin alloy is used as the solder. 26/071626/0716 LeerseiteBlank page