DE3040342A1 - Zur herstellung eines dauermagneten geeignete legierung - Google Patents

Zur herstellung eines dauermagneten geeignete legierung

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DE3040342A1 DE19803040342 DE3040342A DE3040342A1 DE 3040342 A1 DE3040342 A1 DE 3040342A1 DE 19803040342 DE19803040342 DE 19803040342 DE 3040342 A DE3040342 A DE 3040342A DE 3040342 A1 DE3040342 A1 DE 3040342A1
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Description

Th. Goldschmidt AG, Essen
Zur Herstellung eines Dauermagneten geeignete Legierung
Patentanspruch: Seite 2 =- ;.,.
Beschreibung : Seite 3-bis 9
Die Erfindung betrifft eine zur Herstellung- eines Dauermagneten geeignete Legierung auf der Basis einer Kobalt-Seltene Erdmetall-Legierung im Atomverhältnis 5 : 1 bis 7:2, wobei die Seltene Erdmetall-Komponente aus mindestens 3 verschiedenen Seltenen Erdmetallen besteht.
Aus eier DE-OS 15 58 550 ist ein Dauermagnet bekannt, der dadurch gekennzeichnet ist, daß er aus feinen dauermagnetischen Teilchen aufgebaut und dessen wesentlicher Bestandteil M5R ist, wobei M = .Co oder eine Kombination von Co mit einem oder mehreren der Elemente Fe, Ni und Cu, und R - La, Th oder eine Kombination von Th mit einem oder mehreren der Elemente der Seltenen Erden oder eine Kombination von mindestens drei Elementen der Seltenen Erden bedeutet. Dabei wird in der Offenlegungsschrift darauf hingewiesen, daß der aus diesen Legierungen bestehende Dauermagnet bei einer Temperatur möglichst nahe unter dem Schmelzpunkt in einer gegen oxydierende Einflüsse schützenden Atmosphäre hoinogenisi-ert werden soll, damit sich die gewünschten Verbindungen ausbilden.
Es ist ferner aus der DE-AS 21 42 368 bekannt, gesinterte intermetallische Verbindungen aus Kobalt und Samarium für Dauermagnete zu nutzen, wobei die gesinterte intermetallisch« Verbindung gekennzeichnet ist durch eine Zusammensetzung aus
COPV
a) Samarium und Praseodym zu 36 bis 39 % bei einem Kobaltgehalt von 61 bis 64 %, wobei der Praseodymgehalt zwischen 10 und 90 % des Gehaltes an Seltenem Erdmetall beträgt, oder ·.. *"
b) Samarium und Lanthan zu 34'bis 39 % bei einem Kobaltgehalt von 61 bis 66 %, wobei der Lanthangehait zwischen 10 und 90 % des Gehaltes an Seltenem Erdmetall beträgt, oder
c) Samarium und Cer zu 34 bis 40 % bei einem Kobaltgehalt von 60 bis 66 %, wobei der Cergehalt zwischen 10 und 90 % des Gehaltes an Seltenem Erdmetall beträgt, oder
d) Samarium und Cer-Mischmetall zu 34 bis 39 % bei einem Kobaltgehalt von 61 bis 66 %, wobei der Cer-Mischmetallgehalt zwischen 10 und 90 % des Gehaltes an Seltenem Erdmetall beträgt.
In einem Unteranspruch wird darauf Bezug genommen, daß Lanthan durch ein Seltenes Erdmetall, das aus Cer, Neodym, Praseodym, Yttrium und Mischungen dieser Metalle besteht, in einer Menge ersetzt ist, so daß Lanthan in einer Mindestmenge von 10 % des Gehaltes an Seltenem Erdmetall vorhanden bleibt.
Auch in dieser Auslegeschrift wird darauf hingewiesen, daß sich die Eigenschaften eines aus der gesinterten intermetallischen Verbindung hergestellten Dauermagneten noch da-
COPY
durch weiter steigern lassen, daß der Dauermagnet bei einer Temperatur von 400 0C unterhalb der Sintertemperatur währen 24 h in neutraler Atmosphäre wärmeausgelagert wird.
Auch aus einer Vielzahl weiterer Veröffentlichungen wird dem Fachmann die Lehre gegeben, Kobalt-Seltene Erdmetall-Legierungen des vorgenannten Legierungstyps zwecks Erhalt optimaler Eigenschaften zu tempern.
Dieser Temperungsschritt erfordert aber einen hohen Zeitaufwand, da die Temperung normalerweise über einen Zeitraum von mehreren Stunden erfolgt. Außerdem ist der Energie verbrauch beachtlich, da bei der Temperung eine Temperatur von etwa 800 bis 900 °C eingehalten werden muß.
Der vorliegenden, Erfindung liegt die Aufgabe, zugrunde, Kobalt-Seltene Erdmetall-Legierungen zu finden, welche dieser Temperung nicht bedürfen und dennoch Eigenschaften aufweisen, wie sie sonst nur durch eine Temperung zu erzielen sin
überraschenderweise wurde gefunden, daß Kobalt-Seltene Erdmetall-Legierungen eines Atomverhältnisses von 5 :-· 1 bis 7:2 dann einer Temperung nicht bedürfen, wenn die Seltene Erdmetall-Komponente aus
40 bis 60 Atom% Samarium, 15 bis 30 Atom% Lanthan, 15 bis 30 Atom% Neodym,
Rest herstellungsbedingter Gehalt an anderen
COPY
Seltenen Erdmetallen, gebildet ist.
Dieser abweichende Gehalt der erfindungsgemäßen Legierungen war für den Fachmann völlig überraschend und durch keine der Veröffentlichungen nahegelegt.
Für den praktischen Einsatz dieser Kobalt-Seltene Erdmetall-Legierungen als Dauermagnete bedeutet dies eine wesentliche Vereinfachung des Herstellverfahrens, verbunden mit verringertem Zeit- und Energiebedarf. Hierdurch wird es möglich, diese Legierungen zu einem relativ niedrigen Preis herzustellen und sie dadurch einer breiteren Verwendung zugänglich zu machen. Dabei ist von besonderem Wert, daß die Seltenen Erdmetall-Komponenten Lanthan und Neodym zu den in der Natur verhältnismäßig häufig vorkommenden Seltenen Erden gehören, so daß es bezüglich der Verfügbarkeit dieser Legierungsbestandteile keine Schwierigkeiten gibt.
In der folgenden Tabelle werden die magnetischen Eigenschaften nicht erfindungsgemäßer und erfindungsgemäßer Kobalt-Seltene Erdmetall-Magnete vom Verbindungstyp
(Sm, La, Nd)Co5
miteinander verglichen. Die Legierungen 1, 2, 6 und 7 sind nicht erfindungsgemäß. Diesen nicht erfindungsgemäßen Legierungen sind die Legierungen 3, 4 und 5 als erfindungsgemäß gegenübergestellt.
mT nicht er
findungs
gemäß		 2 erfindungsgemäß 3* 3** 0,53 900 4* 900 5 880 nicht er
findungs
gemäß		 7 -
kA/m 1 0,53 0,15 600 620 0,60 1200 6 0,4 -
Sm kA/m O,53 0,10 0,21 320 0,53 350 0,15 800 0,6 -
kJ/m3 0,06 0,26 0,11 144 0,18 140 0,24 136 - 0,6
La 0,29 0,11 900 0,18 - 0,4 -
Nd 0,11 860 1200 0,11 - • 1020
andere
SE		 840 830 1120 900 2000 40
BR · 776 360 160 1160 400
A 330 132 1040 320
HK 120 160 140
BHmax
GO G -O-CD CO J^ KJ
p.
Bn bedeutet die Remanenz der Legierung.
.J-H0 bedeutet die Koerzitivf eidstärke der Polarisation. ·
H. ist das sogenannte Kniefeld und gibt dem Fachmann Auf-IC*
Schluß über die Rechteckigkeit der Entmagnetisierungskiirve. ι ~~-
BHm bedeutet das' Energieprodukt.
Die Legierungen 1 und 2 liegen infolge des zu niedrigen Lanthangehaltes außerhalb des Bereiches der Erfindung. Sie weisen überdies eine niedrigere Koerzitivfeidstärke auf.
Die Legierung 3 ist erfindungsgemäß zusammengesetzt und zeigt ohne Temperung eine Remanenz von 900 mT. Die Koerzitivfeldstärke beträgt 1200 kA/m. Das Kniefeld ist 1120 kA/m, und das Energieprodukt liegt bei 160 kJ/m .
Wenn man diese Legierung 3 h bei 890 0C tempert, erhält man die Legierung 3 , mit erheblich schlechteren Werten für die Koerzitivfeldstärke, das Kniefeld und das Energieprodukt.
Das gleiche Bild ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Le-. gierung 4 . Die ungetemperte Legierung weist wiederum be-
. Ir«'
reits eine Koerzitivfeldstärke von 1160 kA/m, ein Kniefeld von 1040 kA/m und ein Energieprodukt von etwa 160 kJ/m auf. Die bei 870 0C während eines Zeitraumes von 4 h getemperte
COPY
Legierung 4 '*" zeigt einen deutlichen Abfall der Koerzitivfeidstärke auf 620 kA/m, des Kniefeldes auf etwa 350 kA/m und des Energieproduktes auf ungefähr 140 kJ/m .
Die Legierung 5, ebenfalls erfindungsgemäß, liegt im Grenzbereich des erfindungsgemäßen Bereiches bezüglich des Samarium- und Lanthangehaltes. Die Legierung hat noch eine hohe Koerzitivfeidstärke, die Remanenz ist geringfügig auf 880 mT abgefallen, jedoch liegt das Kniefcld bereits bei 800 kA/m.
Die nicht erfindungsgemäßen Legierungen 6 und 7 zeigen selbst nach einer optimierenden Sinterbehandlung völlig unzureichende Koerzitivfeldstärken sowie ein unzureichendes Kniefeld.
Die Tabelle zeigt somit, daß die erfindungsgemäßen Legierungen ein von der Norm abweichendes, unerwartetes, technisch jedoch besonders vorteilhaftes Verhalten aufweisen.
COPY

Claims (1)

  1. Patentanspruch
    Zur Herstellung eines Dauermagneten geeignete Legierung auf der Basis einer Kobalt-Seltene Erdmetall-Legierung im Atovnverhältnis 5 : :1 bis 7. : 2, wobei die Seltene Erdmetall-Komponente aus mindestens 3 verschiedenen Seltenen Erdmetallen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Seltene Erdmetall-Komponente aus
    40 bis 60 Atom% Samarium,
    15 bis 30 Atom% Lanthan,
    15 bis 30 Atom% Neodym,
    Rest herstellungsbedingter Gehalt an anderen
    Seltenen Erdmetallen,
    gebildet ist.
    COPY
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