AT152782B

AT152782B - Verfahren zur Herstellung von permanenten Magneten und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Info

Publication number: AT152782B
Authority: AT
Original assignee: Max Baermann Jr; Dynamit Nobel Ag
Priority date: 1934-07-11
Filing date: 1935-07-11
Publication date: 1938-03-10

Description

Verfahren zur Herstellung von permanenten Magneten und Einrichtung zur Durchführung des
Verfahrens.
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darin zu suchen, dass gerade die hochwertigen, für das Verfahren besonders geeigneten ferromagnetischen Legierungen mit mehr als 240 Orstedt aus Kristallite bestehen, die anisotrop sind, d. h. die Permeabilität ist ganz verschieden in den verschiedenen Achsenrichtungen der Kristallite. Das gleiche gilt auch für die sonstigen magnetischen Eigenschaften.

Durch die nach der Erfindung vorgeschlagene Vormagnetisierung der aus Metallkörnern und Bindemitteln bestehenden Mischung in einem Zustand, in welchen die Körner noch beweglich sind, wird also gewissermassen eine Vororientierung der Kristallite nach der für die spätere Polung günstigsten Achsenrichtung bewirkt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird bei der Herstellung der permanenten Pressmagnete so verfahren, dass zunächst die aus ferromagnetisehem Stoff hoher Koerzitivkraft und Bindemitteln bestehende Mischung unter gleichzeitiger Einwirkung eines starken magnetischen Feldes vorgepresst, dann das so erhaltene magnetische Brikett unter hohem Druck und zweckmässig unter gleichzeitiger Erwärmung fertig gepresst und hierauf endgültig unter Innehaltung der Richtung der Vormagnetisierung magnetisiert wird. Bei dem Vorverfahren, bei welchem die Mischung in einen geschlossenen magnetischen Kreis eingeschaltet ist, wird der Pressdruck so weit getrieben, dass die Metallkörner und das Bindemittel fest aneinanderhaften und insbesondere die Metallkörner ihre unter dem Einfluss des magnetischen Feldes eingenommene magnetische Vorzugslage nicht mehr ändern können.

Diese Lage der Metallkörner bleibt bei der Fertigpressung, welche mit Rücksicht auf den hohen Pressdruck in einer aus Stahl bestehenden Vorrichtung (Matrize) vorgenommen wird, erhalten.

Als Bindemittel kann jeder Stoff benutzt werden, welcher der Mischung in erkaltetem oder in gepresstem Zustand eine feste und dauerhafte Gestalt und Form verleiht. Insbesondere eignen sich in flüchtigen Stoffen gelöste Harze, Kunstharze und pressfähige Kunststoffe aller Art.

In ähnlicher Weise wird nach der Erfindung verfahren, wenn als Bindemittel nicht Kunstharze oder leicht verformbare, plastische oder pulverförmige Kunststoffe, sondern ein Metall mit wesentlich niedrigerem Schmelzpunkt als die magnetische Legierung benutzt wird, indem die Vormagnetisierung vor der Erstarrung des flüssigen Bindemittels vorgenommen wird. Die Verflüssigung der Mischung, die zweckmässig unter Druck erfolgt, damit das überschüssige Metall abgepresst wird, kann in der gleichen Vorrichtung erfolgen, wie sie für die Vorpressung bei Verwendung von Kunstharzen und Kunststoffen benutzt wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die aus den permanent-magnetischen Teilchen hoher Koerzitivkraft und einem Bindemittel bestehende Mischung unmittelbar in der gewünschten Gestalt gegossen oder gepresst, so dass jegliche Nachbearbeitung fortfällt. Es können hiebei auch gleichzeitig Anschlussklemmen, Befestigungsösen, Buchsen u. dgl. mit hineingepresst werden.

In vielen Fällen ist es zum Schutze des permanent-magnetischen Presslinges vorteilhaft, wenn dieser von einer Hülse aus widerstandsfähigem unmagnetischem Material umgeben ist. Erfindungsgemäss wird daher vorgeschlagen, bei Herstellung eines gegen mechanische, z. B. Stossbeanspruchung besonders widerstandsfähigem Pressmagneten von vornherein in der Weise vorzugehen, dass die Mischung in eine Hülse aus unmagnetischem Material genügender Festigkeit eingebracht und in dieser gepresst oder geschmolzen wird.

Erfindungsgemäss kann das ganze Herstellungsverfahren weiterhin noch vereinfacht werden, indem die Verformung der Mischung durch Pressen oder Giessen gegebenenfalls unter Erwärmung der Form sowie das Einbringen der Polplatten in den Magnetkörper in einem einzigen Arbeitsgang erfolgt.

Um an den Polen dieser Magnete die Kraftlinien wirksam zu vereinigen und einen guten Übergang derselben zu bewirken, werden erfindungsgemäss die Magnetkörper an den Polstellen mit einem Stoff von hoher Permeabilität versehen. Insbesondere wird für diesen Zweck eine hoch permeabile Eisenlegierung vorgeschlagen.

Dabei wird die Haftfähigkeit dieser Polplatten an den Polen vorteilhaft dadurch vergrössert, dass diese Platten mit in den gepressten Magnetkörper hineinragenden Ansätzen oder Vorsprüngen aus zweckmässig nicht magnetischem Stoff versehen sind. Die Vorsprünge werden deswegen aus nicht magnetischem Stoff hergestellt, um die Kristalle, mit welchen diese Vorsprünge im Innern des gepressten Magnetkörpers in Berührung kommen, nicht kurz zu schliessen, da dadurch deren magnetische
Wirksamkeit erheblich geschwächt würde.

Zur Durchführung des Verfahrens wird nach der Erfindung eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei welcher die Mischung in einen von zwei Stahlstempel begrenzten Hohlkörper aus unmagnetischem
Stoff eingebracht wird, wobei entweder in die Stahlstempel von aussen ein magnetischer Kraftfluss eingeleitet oder mittels einer von einem Gleichstrom durchflossenen den Hohlkörper umschliessenden
Spule bei gleichzeitigem magnetischem Schluss der beiden Stahlstempel ein magnetischer Kraftfluss in dem über die zu pressende ferromagnetische Mischung geschlossenen magnetischen Kreise erzeugt wird. Von den beiden Stahlstempel ist zweckmässig der eine fest und der andere beweglich angeordnet.
Beide Stahlstempel stehen aussen über einen Kurzschlussbügel aus Weicheisen in magnetsehlüssiger
Verbindung.

Die Erzeugung des Kraftflusses mittels der Magnetisierungsspule kann auch so erfolgen, dass die Spule auf dem Schlussbügel angeordnet ist.

Als besonders geeignet für dieses Verfahren hat sich gemäss der Erfindung die Verwendung von ferromagnetischen Stoffen mit einer Koerzitivkraft von mehr als 240 Örstedt erwiesen, u. zw. führt die Benutzung des bei der Herstellung dieser Legierungen anfallenden erheblichen Ausschuss- materials durch Gussfehler zu demselben technischen Erfolg wie das gute Material, so dass auch für dieses Ausschussmaterial, welches magnetisch einwandfrei sein muss, durch die Erfindung nunmehr eine Verwendungsmöglichkeit geschaffen ist.

Für die Herstellung der Pressmagnete erwies sich eine ferromagnetische Stoffmischung als besonders geeignet, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die durch Zerkleinern von grösseren magnetischen Stücken gewonnene Kornmischung aus Körnern der verschiedensten Grösse besteht, so dass alle Korngrössen von etwa 0-01 bis beispielsweise 1 mm Durchmesser in der Mischung vorhanden sind. Hiebei erwies sich als besonders wirksam eine Kornmischung in den Grenzen von 0-05-1 mm Durchmesser. Diese Auswahl des Kornes nach verschiedenen Grössen bedingt eine bessere Ausfüllung des Raumes und innigere Berührung der Körner untereinander, so dass im Inneren des aus diesen Körnern gepressten permanenten Magneten eine magnetschlüssige Verbindung unter den einzelnen ferromagnetischen Teilchen in weitgehendem Masse erreicht wird.

Der Erfolg dieser Massnahmen zeigt sich insbesondere in einer weiteren Steigerung der Remanenz. Die genannten Vorteile treten noch stärker in Erscheinung, wenn erfindungsgemäss vor dem Sortieren der Körner gegebenenfalls noch vorhandene unmagnetische Teilchen ausgeschieden werden.

Der neue Pressmagnet, der bei Verwendung geeigneter Bindemittel eine erhebliche Festigkeit besitzt, ist verhältnismässig billig in der Herstellung. Mit Rücksicht auf seine hohe Koerzitivkraft, die den Wert des zur Verwendung gelangenden Grundstoffes erreicht, ist er in der Lage, andere hochwertige Eisenlegierungen, wie Kohlenstoff-, Chrom-oder Kobaltstähle sowie Nickel-Aluminium-Stähle an allen den Stellen und in allen den Apparaten zu ersetzen, in welchen sie bisher ausschliesslich Verwendung fanden. Gegenüber diesen hochwertigen magnetischen Legierungen besitzt der neue Pressmagnet ausserdem noch den sehr wesentlichen Vorteil, dass er unempfindlich gegen Erschütterungen ist und nicht rostet.

Der Prozentsatz des benötigten Bindemittels ist um so geringer, je feiner das Legierungsmaterial zerkleinert und je höher der zur Verfügung stehende Pressdruck ist.

PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von permanenten Magneten, dadurch gekennzeichnet, dass ein ferromagnetischer Stoff von grosser Koerzitivkraft und Remanenz zerkleinert, mit einem Bindemittel gemischt oder getränkt und die Mischung durch Giessen, Pressen oder sonstige kalte oder warme Behandlung verfestigt und dann in bekannter Weise magnetisiert wird.

2. Verfahren zur Herstellung von permanenten Magneten, dadurch gekennzeichnet, dass die ferromagnetischen Stoffe von hoher Koerzitivkraft und Remanenz ohne besondere Bindemittel lediglich unter Anwendung von hohen Drücken, jedoch ohne Anwendung von Hitze in der gewünschten Form gepresst werden.

Claims

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aus ferromagnetischem Stoff hoher Koerzitivkraft und Bindemitteln bestehende Mischung bereits während der Herstellung bzw. des Pressverfahrens der Einwirkung eines magnetischen Gleichfeldes unterworfen wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die aus permanentmagnetischem Stoff und einem Bindemittel bestehende Mischung zunächst unter gleichzeitiger Einwirkung eines starken magnetischen Gleichfeldes vorgepresst, dann das so erhaltene ferromagnetische Brikett unter hohem Druck und zweckmässig bei gleichzeitiger Erwärmung fertig gepresst und hierauf endgültig unter Innehaltung der Richtung der Vormagnetisierung magnetisiert wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass den zerkleinerten permanent magnetischen Teilchen hoher Koerzitivkraft als Bindemittel ein nicht ferromagnetisches Metall in geschmolzenem Zustande zugesetzt und die Vormagnetisierung vor der Erstarrung des Bindemittels vorgenommen wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die permanentmagnetische Mischung in einem Hohlkörper aus unmagnetischem Stoff gepresst wird, der auch nach erfolgter Pressung mit der Mischung fest verbunden bleibt.

7. Verfahren nach dem Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die permanent-magnetische Mischung in einem Hohlkörper aus unmagnetischem Stoff gepresst wird, der auch nach erfolgter Schmelzung und naehheriger Erstarrung des Bindemittels mit der Mischung fest verbunden bleibt.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformung der Mischung durch Pressen oder Giessen gegebenenfalls unter Erwärmung der Form und das Einbringen der Polplatten in den Magnetkörper in einem Arbeitsgange erfolgt.

9. Permanenter Magnet gemäss dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einem zerkleinerten, mit einem Bindemittel versetzten ferromagnetischen Stoff von grosser Koerzitivkraft und Remanenz besteht, der durch Giessen, Pressen oder sonstige kalte <Desc/Clms Page number 4> oder warme Behandlung (Schmelzen und Erkalten) verfestigt und dann in an sich bekannter Weise magnetisiert wird.

10. Permanenter Magnet nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass er einen ferromagnetischen Stoff mit einer Koerzitivkraft von mehr als 240 Örstedt enthält.

11. Permanenter Magnet nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass er als Bindemittel Harz, Kunstharz, pressfähige Kunststoffe, plastische oder backende Stoffe, leicht schmelzende Metallegierungen od. dgl. enthält.

12. Permanenter Magnet nach den Ansprüchen 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Bindemittel hergestellten Magnetkörper an den Polstellen mit einem Stoff von hoher Permeabilität versehen ist.

13. Permanenter Magnet nach den Ansprüchen 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Polplatten mit Ansätzen, Vorsprüngen od. dgl. aus zweckmässig unmagnetischem Stoff ausgerüstet sind, die in den Magnetkörper hineinragen.

14. Permanenter Magnet nach den Ansprüchen 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die z. B. durch Zerkleinern von grösseren magnetischen Stücken gewonnene Kornmischung aus Körnern der verschiedendsten Grössen besteht.

15. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüchen 1 bis 8 und Herstellung von permanenten Magneten gemäss den Ansprüchen 9 bis 14, gekennzeichnet durch die Anordnung eines die Mischung aufnehmenden und von zwei Stahlstempeln begrenzten Hohlkörpers aus unmagnetischem Material, wobei entweder in die Stahlstempel von aussen ein magnetischer Kraftfluss eingeleitet oder mittels einer von einem Gleichstrom durchflossenen, den Hohlkörper umschliessenden Spule, bei gleichzeitigem magnetischen Kurzschluss der beiden Stahlstempel ein magnetischer Kraftfluss in dem über die zu pressende ferromagnetische Mischung geschlossenen magnetischen Kreise erzeugt wird.