DE877318C

DE877318C - Verfahren zur Verbesserung der magnetischen Guetewerte bei der Herstellung gesinterter Dauermagnete

Info

Publication number: DE877318C
Application number: DED349D
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl-Ing Schroeder
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Current assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Priority date: 1943-09-10
Filing date: 1943-09-10
Publication date: 1953-05-21

Description

Verfahren zur Verbesserung der magnetischen Gütewerte bei der Herstellung gesinterter Dauermagnete Abgesehen von den Verfahren der Herstellung von Dauermagnetkörpern auf dem Wege des Warmformgebens oder des Gießens bestehen noch zwei andere Möglichkeiten, bei denen von zerkleinertem Werkstoff oder pulverförmigem Werkstoff ausgegangen wird, die sich aber grundsätzlich voneinander unterscheiden.
Bei der Herstellung der sog. Preßmagnete wird ausgegangen von einer meist gegossenen Dauermagnetlegierung, die nach der erforderlichen Wärmebehandlung zur Erzielung des höchsten dauermagnetischen Zustandes zerkleinert wird. Der zerkleinerte Dauermagnetwerkstoff wird unter Beifügung eines nichtmagnetischen Bindemittels wie Kunstharzpreßstoff od. dgl. zu Formkörpern gepreßt. Die Formkörper werden nach dem Erhärten des Bindemittels magnetisiert. Bei der Herstellung der Sintermagnete dagegen wird ausgegangen von feingepulverten metallischen Komponenten und gegebenenfalls auch von feingepulverter Vorlegierung geeigneter Zusammensetzung, wobei unter Umständen auch gewisse Mengen Schrott der zu erzeugenden Legierung zugesetzt werden können. Aus der Pulvermischung wird ein Preßling hergestellt, der praktisch die Endform des zu erzeugenden Dauermagnetkörpers aufweist oder ihm zumindest angenähert entspricht, worauf dieser Körper einer Sinterung bei Temperaturen von etwa 130o°' C unterworfen wird.
Während im Fall der Preßmagnete von einer fertigen zerkleinerten Dauermagnetlegierung ausgegangen und ein metallisch nicht zusammenhängender Körper erzielt wird, wird bei den Sintermagneten ausgegangen von Einzelkomponenten und ein metallisch zusammenhängender Körper erzeugt. Für die Herstellung der Preßmagnete ist vorgeschlagen worden, die Mischung aus zerkleinertem Dauermagnetwerkstoff und nichtmagnetischem Bindemittel vor und während des Pressens bzw. Erhärtens des Bindemittels einem die einzelnen Magnetpartikelchen richtenden magnetischen Gleichfeld zu unterwerfen. .
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung gesinterter Dauermagnete, und zwar vorzugsweise solcher auf der Basis Eisen-Nickel-Aluminium oder Eisen-Kobalt-Titan mit oder ohne Zusätzen an weiteren Legierungsmetallen, wie sie an sich für derartige Werkstoffe bekannt sind.
Es hat sich nun überraschenderweise gezeigt, daß die magnetischen Gütewerte der Sinterdauermagnetkörper verbessert werden können, wenn bei der Herstellung ein magnetisches. Feld auf den Werkstoff zur Einwirkung gebracht wird. Bei der Herstellung sind zwei Arbeitsgänge zu unterscheiden, nämlich das Einfüllen des Pulvergemisches in Preßformen sowie das Pressen und das Sintern des so hergestellten Formkörpers im Ofen. Während beider Arbeitsgänge kann gemäß der Erfindung ein Magnetfeld auf den Werkstoff zur Einwirkung gebracht werden. Solange noch kein gesinterter Körper vorhanden ist, wird eine Richtwirkung auf die einzelnen Pulverteilchen erzielt. Bei Eintritt des Preßlings in den Sintervorgang befinden sich die einzelnen Pulverteilchen in magnetisch orientierter Lage. Zur Wirkung dieser magnetischen Orientierung kommt die Wirkung hinzu, die beim Sintern im magnetischen Feld hervorgerufen wird. Diese besteht offenbar darin, daß während des durch das Sintern hervorgerufenen Kristallwachstums sich die magnetisch bevorzugte Achse des Kristallgitters in Richtung des Magnetfeldes einstellt. Im Gegensatz zur Auswirkung einer Richtkraft auf die dauermagnetischen Partikelchen bei der Herstellung der sog. Preßmagnete konnte eine verbessernde Wirkung eines Magnetfeldes auf die Erzeugung von Sintermagneten nicht ohne weiteres erwartet werden, weil die Preßlinge nicht oder wenigstens zum überwiegenden Teil nicht aus dauermagnetischem Werkstoff bestehen, sondern aus einzelnen metallischen Komponenten.
Das Verfahren gemäß der Erfindung während der Herstellung der Preßlinge und/oder -während des Erhitzens auf Sintertemperatur und während der eigentlichen Sinfierüng.den Werkstoff der Einwirkung eines starken magnetischen Feldes zu unterwerfen, ist- anwendbar auf die Erzeugung aller Sinterdauermagnete. Besondere Vorteile bietet das Verfahren bei der Herstellung von Dauermagnetlegierüngen auf der Basis Eisen-Nickel-Aluminium oder Eisen-Kobalt-Titan, wobei die Legierungen gegebenenfalls noch zusätzliche Stoffe enthalten können. Dabei ist es gleichgültig, ob im einzelnen Fall von Pulvermischungen ausgegangen wird, die lediglich aus den einzelnen -Komponenten bestehen, oder ob die Pulvermischungen, wie dies vielfach üblich ist, auch Vorlegerungen enthalten, so beispielsweise eine Eisen-Aluminium-Vorlegierung. Das Verfahren ist ferner auch dann anwendbar, wenn der Pulvermischung Gußschrott aus fertigen Dauermagnetkörpern entsprechender Zusammensetzung zugesetzt ist.
Das magnetische Feld, das während der Sinterung zur Einwirkung gebracht wird, soll der Richtung nach der gewünschten Magnetisierung für den fertigen Magnet entsprechen.
Dauermagnetlegierungen, die einen Curiepunkt besitzen, der nicht wesentlich unter etwa Soo°- C liegt, können bekanntlich mit einer Vorzugslage der Magnetisierung versehen werden. Dies gilt beispielsweise für die aushärtbaren Dauermagnetlegierungen auf der Basis Eisen-Nickel-Aluminium mit oder ohne Zusätzen"an Kobalt, Titan, Kupfer od. dgl. oder auch ähnlichen Legierungssystemen. Bei der Erteilung der Vorzugslage der Magnetisierung wird der Dauermagnetkörper von einer von der Zusammensetzung abhängenden erhöhten Temperatur mit geregelter Geschwindigkeit abgekühlt, während gleichzeitig auf den Körper ein starkes Magnetfeld einwirkt. Dieses bekannte Verfahren läßt sich auch auf gesinterte Dauermagnetkörper anwenden, die während der Sinterung unter dem Einfluß eines Magnetfeldes gestanden haben. Es läßt sich auf diese Weise eine noch stärkere Gütesteigerung erzielen. Gemäß der Erfindung wird daher vorgeschlagen, die unter Einwirkung eines Magnetfeldes hergestellten gesinterten Dauermagnetkörper in einem Magnetfeld mit geregelter Geschwindigkeit abzukühlen und ihnen auf diese Weise, wie an sich bekannt, eine Vorzugslage der Magnetisierung zu erteilen.
Die Richtung des während der Sinterung einwirkenden Magnetfeldes und die Richtung des während der Erteilung der Vorzugslage wirkenden Feldes müssen, um eine Höchstwirkung zu erzielen, miteinander und mit der_Richtung der Gebrauchsmagnetisierung des gewünschten Magnetes übereinstimmen.
. Das Sintern von Dauermagneten bietet bekanntlich den Vorteil, daß Systeme, bestehend aus Dauermagnetwerkstoff und magnetisch weichem Werkstoff einstöckig hergestellt werden können, so daß mit Polschuhen, Leitstücken od. dgl. versehene Körper aus der Sinterung hervorgehen. eBei der Herstellung wird so verfahren, daß das. Ausgangspulver für den Dauermagnet und Pulver für den magnetisch weichen Werkstoff zusammen in die gleiche Formeingefüllt und der anschließend durch Pressen erzeugte Körper gesintert wird. Läßt man während des Einfüllens der Pulver, während des Preßvorganges und/oder während des Sinterns ein Magnetfeld einwirken,. so tritt außer im Dauermagnetwerkstoffauch im magnetisch weic'henWerkstoff eine Richtwirkung ein. Diese hat eine außerordentlich starke Erhöhung der magnetischen Leitfähigkeit der magnetisch weichen Teile des Formkörpers zur Folge. Es wird daher möglich,- mit Systemen geringeren Volumens größere Leistungen zu erzielen, weil die- Querschnitte ,der magnetischen Leitwege und die Länge der Dauermagnete geringer gehalten werden können. ' Die sintertechnischen Maßnahmen zur Erzeugung der Dauermagnetkörper mit oder ohne magnetisch weichen Teilen sind nicht Gegenstand der Erfindung. In Verbindung mit diesen Maßnahmen wird zur Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung noch eine zusätzliche gleichstromgespeiste Spule um den Ofenraum gelegt, um auf diese .Weise das erforderliche magnetische Feld zu erzeugen. Es kann zweckmäßig sein, die Sinterung im Magnetfeld und die Abkühlung im Magnetfeld in der gleichen Apparatur vorzunehmen. Es kann ferner die Spule, die das Magnetfeld erzeugt, gleichzeitig auch zum Erhitzen der Körper zusätzlich oder auch für sich allein ausgenutzt werden.

Claims

PATENTANSPRÜGIIE: i. Verfahren zur Verbesserung der magnetischen Gütewerte bei der Herstellung gesinterter Dauermagnete, vorzugsweise Eisen-Nickel-Aluminium- oder Eisen-Kobalt-Titan-Dauermagnete, die gegebenenfalls noch zusätzliche Legierungsmetalle enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß während der Herstellung der Preßlinge und/oder während des Erhitzens auf Sintertemperatur und während der eigentlichen Sinterung der Werkstoff der Einwirkung eines starken magnetischen Feldes unterworfen wird.
2. Verfahren zur Weiterbehandlung von Dauermagnetsinterkörpern, die nach Anspruch i hergestellt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Körper in an sich bekannter Weise in einem Magnetfeld mit geregelter Geschwindigkeit abgekühlt werden.
3. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch i oder 2 auf die einstückige Sinterung von Dauermagnetsystemen, die aus Dauermagnetwerkstoff und aus magnetisch weichem Werkstoff, vorzugsweise Weicheisen, bestehen.