<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur Herstellung eines für Dauermagnete geeigneten Eisenpulvers sowie aus diesem Pulver hergestellte Dauermagnete
EMI1.1
und die anderen Salze beispielsweise in Form von Formiate oder Oxalaten vorliegen können, eine Ausfällung von solchen aus Eisen-und den anderen Metallsalzen bestehenden Kristallen bewirkt, die sich bei Temperaturen von unter 500 C in ntaler oder reduzierender Atmosphäre in metallisches Eisen und die Oxyde der anderen Metalle zersetzen lassen, worauf man die Kristalle durch Zersetzen in neutraler oder reduzierender Atmosphäre bei einer Temperatur von unter 500 C und erforderlichenfalls durch eine zusätzliche Reduktion der Zersetzungsprodukte mit den gleichen Mitteln in ein das Eisen fast zur Gänze in metallischem Zustande, die anderen Metalle dagegen als Oxyde enthaltendes Gemisch überführt.
So erhält man in einfacher und nicht kostspieliger Weise Pulver, deren Teilchen ullra- mikroskopische Abmessungen aufweisen und die nach Verpressen und Magnetisieren hochwertiger Magnete als jene liefern, welche man durch das Verpressen von ultramikroskopischen Teilchen aus Eisen ohne Gehalt an Metalloxyden erhält.
Als in der Wärme zersetzbare Metallver- bindungen verwendet man vorzugsweise Formiate,
Oxalate oder Azetate.
Der Einfachheit halber ist in den nachstehenden
Ausführungen nur von Kalk oder Kalzium- salzen die Rede, doch sei festgestellt, dass diese
Stoffe zur Gänze oder zum Teil durch Magnesia,
Tonerde oder Kadmiumoxyd bzw. durch sauer- stoffhaltige Salze der entsprechenden Metalle ersetzt werden können.
Die oberwähnte Mischlösung lässt sich auf verschiedene Weise erreichen. Man kann z. B. unmittelbar in der gleichen Lösungsflüssigkeit die Eisenverbindung und das Sauerstoff ent- haltende Kaliumsalz in Lösung bringen bzw. kann man vorbereitete Lösungen der einzelnen
Stoffe miteinander vermischen oder schliesslich das Kaliumsalz in einer Lösung der Eisen- verbindung auflösen oder umgekehrt.
Ein anderer vorteilhafter Weg zur Erzeugung der Mischlösung besteht darin, dass man das Kalziumsalz bzw. die Eiseaverbindung gleich- zeitig mit der Herstellung der Lösung bildet.
<Desc/Clms Page number 2>
Zu diesem Zweck kann man der Lösung eines Sauerstoff enthaltenden Eisensalzes Kalk zusetzen oder, was noch bessere Ergebnisse zeitigt, kann man der Lösung einer, den zu bildenden Salzen entsprechenden Säure, wie z. B. Ameisensäure, Oxalsäure, Essigsäure, allmählich Eisen in Form von Abfällen oder Drehspänen sowie Kalk zusetzen.
Der Prozentsatz an Kalk oder Kalziumsalz, welcher in die ursprüngliche Lösung eingebracht wird, muss sich so stellen, dass die Kristalle nach der Fällung 0-1-10% Kalziumoxyd enthalten. Die Menge an Kalk oder Salz, die der Lösung zuzusetzen ist, um dieses Ergebnis zu erhalten, lässt sich leicht durch Vorversuche feststellen. Wenn man z. B. einer 10% igen Eisenformiatlösung 40 g Kalk je Liter Lösung zusetzt, erhält man Kristalle, die ungefähr l"n CaO aufweisen. Setzt man der gleichen Lösung 15 g Kalk je Liter zu, so ergeben sich Kristalle mit ungefähr 0-4% CaO. Die Ausfällung der Kristalle erfolgt auf bekanntem Wege, z. B. durch Abkühlung, worauf die Kristalle zentrifugiert und getrocknet werden.
Die Zersetzung und die Reduktion der Kristalle kann nacheinander oder gleichzeitig erfolgen. Jedenfalls empfiehlt sich hiefür die Anwendung möglichst niedriger Temperaturen. Das sich ergebende Pulver wird dann die bestmöglichen Eigenschaften haben, wenn das reduzierende Gas von oxydierenden Elementen, wie Sauerstoff oder WasserdaMpf, frei ist oder dieselben nur in sehr geringem Grade enthält. Ausserdem müssen die gasförmigen Reaktionsprodukte (d. h.
Wasserdampf im Falle der Verwendung von Wasserstoff als Reduktionsmittel) rasch aus dem Reaktionsbereich entfernt werden. Schliesslich ist die Reduktion so weit zu treiben, dass das Eisen zum Grossteil bis zum metallischen Zustand reduziert wird.
Die in dieser Weise erzeugten Pulver sind oftmals pyrophor und es ist in diesem Falle nötig, sie nach ihrem Austritt aus der reduzierenden Ofenatmosphäre in ein Schutzmittel einzutauchen, wozu sich z. B. Azeton oder Äther besonders eignen. Man kann die Pulver auch bis zu ihrer Verwertung in einem Behälter unter reduzierendem Gas aufbewahren.
Die erfindungsgemässen Pulver besitzen die folgenden Vorteile gegenüber den bekannten
Pulvern, welche ohne Zusatz von Oxyden, wie Kalk oder Kalksalze, hergestellt werden : a) Falls die gleichen Reduktionsbedingungen angewandt werden, d. h. bei gleicher Reduktions- temperatur, gleichem Reduktionsgas, gleicher Gas- menge usw. erlaubt es das Kalkpulver Magnete zu erzeugen, deren Koerzitivkraft um 20 oder mehr Prozent höher liegt als jene der aus reinem
Eisen hergestellten Magnete. b) Unter sonst gleichen Verhältnissen ist die
Remanenz der Kalkmagnete wesentlich höher, als jene der aus reinem Eisenpulver erzeugten. c) Die Anwesenheit des Kalkes in den Kristallen gestattet die Reduktion bei höherer Temperatur durchzuführen, als sie bei den reinen Eisenpulvern angewendet wird, wobei sich in beiden Fällen die gleiche Koerzitivkraft ergibt.
Das Verpressen der Pulver zwecks Herstellung der Magnete kann mit oder ohne Bindemittel erfolgen, u. zw. bei einer genügend tiefen Temperatur, damit kein Zusammenwachsen der Körner untereinander erfolge. Doch muss der Druck ein genügend hoher sein, um dem Presskörper die nötigen mechanischen Eigenschaften und einen entsprechenden Widerstand gegen chemische Angriffe zu verleihen. Anderseits darf der Druck nicht zu hoch sein, da dann die Koerzitivkraft im Presskörper zu schwach würde.
In der Praxis ergibt ein Presskörper, ohne Bindemittel unter einem Druck von 5 bis 10 t/cm2 hergestellt, ausgezeichnete Ergebnisse, wobei unter sonst gleichen Bedingungen bei den kleinsten Drücken die höchsten Koerzitivkräfte und die kleinsten Remanenzen erhalten werden.
Nachstehend sind einige Ausführungsformen des Verfahrens und die sich hiebei ergebenden Resultate angegeben :
Beispiel l : Einer auf 1000 C erwärmten Lösung von Ameisensäure wurde Eisen in Form von Abfällen und Spänen und nach Angriff des Eisens auch Kalk zugesetzt, so dass sich eine Lösung von 10% Eisenfbrmiat und 10% Kalzium- formiat ergab. Durch Abkühlung dieser Lösung erhielt man Kristalle von Eisenfbrmiat, enthaltend 1% CaO. Diese Kristalle wurden bei 320 C einer Zersetzung und einer Reduktion in einer Wasserstoffatmosphäre unterworfen, welch letztere sorgfältig von oxydierenden
Elementen befreit und getrocknet wurde. Der Wasserstoffstrom stellte sich auf O'l Minute je g Salz.
Das erzeugte Pulver wurde gleich nach seiner Herstellung unter Azeton gesetzt.
Beim nicht agglomerierten Pulver ergab sich eine Koerzitivkraft von 920 Oersted.
Das Verpressen wurde in der Kälte unter einem Druck von 5 tom2 durchgeführt. Nach
Magnetisierung in gewöhnlicher Weise war die
Koerzitivkraft des Presskörpers 550 Oersted und die Remanenz 5500 Gauss.
Ein Eisenpulver, hergestellt unter den gleichen
Reduktionsbedingungen aus einer kalkfreien
Eisenformiatlösung, unter demselben Druck ver- presst und unter denselben Bedingungen magnetisiert, ergab eine Remanenz von
5500 Gauss und eine Koerzitivkraft von bloss
400 Oersted.
Beispiel 2 : Ein Eisenpulver, hergestellt wie in Beispiel l, jedoch durch Reduktion bei einer
Temperatur von 350 C, ergab, unter dem- selben Druck verpresst, nach Magnetisierung eine Remanenz von 6500 Gauss und eine Koerzitiv- kraft von 425 Oersted.
Beispiel 3 : Ein Pulver auf Eisenbasis, enthaltend 1'5%Magnesia, hergestellt im Sinne der Erfindung und in analoger Weise, wie im
Beispiel l beschrieben, wobei der Kalk durch
Magnesia ersetzt wurde, ergab nach Kaltver- pressen unter einem Druck von 5 t/cm2 und
<Desc/Clms Page number 3>
Magnetisierung in gewohnter Weise Magnete mit nachstehenden Kennwerten :
EMI3.1
<tb>
<tb> Koerzitivkraft <SEP> 520 <SEP> Oersted
<tb> Remanenz <SEP> 5400 <SEP> Gauss.
<tb>
Beispiel 4 : Ein Pulver, hergestellt laut vorigem Beispiel, enthaltend 3-2% MgO, verpresst und. magnetisiert unter denselben Bedingungen wie im Beispiel 3, ergab Magnete mit folgenden Kennwerten :
EMI3.2
<tb>
<tb> Koerzitivkraft <SEP> 550 <SEP> Oersted
<tb> Remanenz <SEP> 4900 <SEP> Gauss.
<tb>
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung eines für Dauermagnete geeigneten Eisenpulvers mit einem Gehalt an schwer reduzierbaren Metalloxyden, wie jene der Erdalkalimetalle, des Magnesiums od. dgl. durch Reduktion der entsprechenden Oxydgemische mittels reduzierender Gase unter 500 C, dadurch gekennzeichnet, dass man aus einer neben Eisensalzen andere Metallsalze enthaltenden Mischlösung, wobei die Oxyde dieser anderen Metalle eine höhere Bildungwärme als Eisenoxyd aufweisen, eine Ausfällung von solchen, aus Eisen-und den anderen Metallsalzen bestehenden Kristallen bewirkt, die sich bei Temperaturen von unter 500 C in neutraler oder reduzierender Atmosphäre in metallisches Eisen und die Oxyde der anderen Metalle zersetzen lassen,
worauf man die Kristalle durch Zersetzen in neutraler oder reduzierender Atmosphäre bei einer Temperatur von unter 500 C und erforderlichenfalls durch eine zusätzliche Reduktion der Zersetzungsprodukte mit den gleichen Mitteln in ein das Eisen fast zur Gänze in metallischem Zustande, die anderen Metalle dagegen als Oxyde enthaltendes Gemisch überführt.