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Verfahren zur Verbesserung der Festigkeitswerte und zur Veränderung der Magnetisierungs- kurve von Dauermagneten
Es sind bereits verschiedene Verfahren zur Herstellung permanenter Magnete bekannt, die sich der Verpressung von Metallpulver bedienen.
Insbesondere kann man hochwertige Dauermagnete durch Verpressung von Metallpulver herstellen, deren Elementarteilchen eine Kleinheit von unter 1000 A aufweisen, indem man diese Pulver in die gewünschte Magnetform zusammenpresst, u. zw. vorzugsweise in kaltem Zustande oder wenigstens ohne die Temperatur von 250 C zu überschreiten. Jedenfalls muss die Temperatur genügend tief sein, um eine Sinterung oder auch nur das Zusammenwachsen der Körner zu vermeiden.
Falls keine sonstige Vorsichtsmassregel hinsichtlich der Pressbedingungen ergriffen wird, werden durch ein Zusammenwachsen der Körner die magnetischen Eigenschaften der fertigen Magnete ungünstig beeinflusst und insbesondere die Koerzitivkraft in übertriebener Weise vermindert, da man festgestellt hat, dass die hohen Qualitätswerte der Magnete sich nur dann erzielen lassen, wenn die Feinheit der Körnchen des Pulvers ausserordentlich gross ist.
Aber die so hergestellten Magnete besitzen oft eine gewisse Sprödigkeit, insbesondere wenn es sich um Stücke mit scharfen Winkeln handelt.
Die vorliegende Erfindung hat ein Verfahren zum Gegenstand, welches die Festigkeit der erfindungsgemässen Magnete bedeutend zu verbessern gestattet, ohne hiebei die magnetischen Eigenschaften zu beeinträchtigen bzw. welches sogar gleichzeitige Verbesserung dieser Eigenschaften erlaubt. Das Verfahren besteht im Wesen darin, dass man den Magneten gleichzeitig mit dem Verpressen oder nach demselben einer Erwärmung auf etwa 300-450'C, u. zw. in einer neutralen oder reduzierenden Atmosphäre aussetzt.
Es wurde gefunden, dass man, wenn man die durch Verpressen von Pulvern mit einer Korngrösse unter 1000 A hergestellten Magnete bei 300 C einer Wärmebehandlung in einer reduzierenden oder neutralen Atmosphäre unterwirft, in bemerkenswerte Weise ihre mechanischen Eigenschaften verbessert, ohne die magnetischen Eigenschaften nennenswert zu beeinträchtigen.
Es wurde auch festgestellt, dass sich, wenn man die Temperatur der Wärmebehandlung über die obgenannte Temperatur steigert, die mechanischen Werte ganz deutlich weiter bessern, dass jedoch diese Änderungen in einer von 300-450 C reichenden Temperaturzone nur von einem sehr schwachen Absinken des Qualitätsfaktors (BHmax) begleitet sind, während man eine sehr starke Erhöhung der Remanenz und eine gleichzeitige Verminderung der Koerzitivkraft feststellen kann. Das erfindungsgemässe Verfahren gestattet, die Form der Magnetisierungskurve zu beeinflussen und daher dem Magnet die Gesamtheit jener charakteristischen Eigenschaften zu verleihen, die seinem Verwendungszweck am besten entsprechen.
Im Gegensatz der Wirkung einer Wärmebehandlung auf massive Magnete, ist die Grösse der Änderungen bei den erfindungsgemässen Magneten eine sehr bedeutende. So ist es denn dank der einfachen erfindungsgemässen Wärmebehandlung möglich geworden, die Magnetisierungskurve eines Magneten, welche zu Beginn jener eines massiven Nickel-Alu-
EMI1.1
Die Wärmebehandlung gepresster Metallpulver zwecks Verbesserung ihrer mechanischen Eigenschaften ist an sich nicht neu, doch bezieht sich diese Arbeitsweise nicht auf zur Herstellung von Dauermagneten geeignete Metallpulver. Der bekannten Methode gegenüber ermöglicht erst das vorliegende Verfahren die angestrebte Ausbildung der besonderen magnetischen Eigenschaften und gleichzeitig damit eine namhafte Steigerung der Zug-und der Kantenscherfestigkeit der erhaltenen Magnete.
Nachstehend einige Anwendungen des er- findungsgemässen Verfahrens :
Beispiel 1 : Es wurde ein Magnet hergestellt, indem man ein Pulver in der Kälte verpresste.
Dieses Pulver wurde durch Abkühlung aus einer Mischlösung von Eisenformiat und Kalzium- formiat ausgefällt, worauf die ausgefällte Masse durch Erhitzung auf 320 C in einer Wasserstoffatmosphäre zerlegt und gleichzeitig reduziert wurde. Das so erhaltene Pulver, dessen Elementarteilchen eine Kleinheit von unter 1000 A besassen, wurde in der Kälte zusammengepresst und der erzielte Magnetformkörper hierauf während einer
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Stunde auf315 C erhitzt, u. zw. in einer feuchten Wasserstoffatmosphäre.
Hiebei änderten sich die magnetischen Eigenschaften wie folgt :
EMI2.1
<tb>
<tb> Rr <SEP> Hc <SEP> (BH) <SEP> max
<tb> vor <SEP> der <SEP> Behandlung <SEP> 6300 <SEP> 400 <SEP> 0#95.106
<tb> nach <SEP> der <SEP> Behandlung <SEP> 6600 <SEP> 390 <SEP> 1#06.105
<tb>
Die Zugfestigkeit hat sich auf das 2'6fache erhöht.
Die Scherfestigkeit der Kanten hat sich auf das 4-7fache erhöht.
Die Abmessungen des Magneten haben sich um 1% verkleinert.
Beispiel 2 : Ein gleichartiger Magnet wie oben wurde während einer Stunde einer Wärmebehandlung bei 350 C in einer feuchten Wasserstoffatmosphäre unterworfen. Es ergaben sich hiebei die folgenden Änderungen :
EMI2.2
<tb>
<tb> j <SEP> Br <SEP> Hc <SEP> (BH)max
<tb> vor <SEP> der <SEP> Behandlung <SEP> 6300 <SEP> 400 <SEP> 0#9.106
<tb> nach <SEP> der <SEP> Behandlung <SEP> 7300 <SEP> 335 <SEP> 11. <SEP> 10"
<tb>
EMI2.3
Die Kantenscherfestigkeit wuchs auf das 5-3fache an.
Die Abmessungen des Magneten erlitten eine Verkleinerung um 2-5%.
Beispiel 3 : Ein gleichartiger Magnet wurde eine Stunde lang auf 395 C in einer feuchten Wasserstoffatmosphäre erwärmt. Es ergaben sich die nachstehenden Veränderungen :
EMI2.4
<tb>
<tb> Br <SEP> Hc <SEP> (BH)max
<tb> vor <SEP> der <SEP> Behandlung <SEP> 6500 <SEP> 395 <SEP> 0#95.106
<tb> nach <SEP> der <SEP> Behandlung <SEP> 8500 <SEP> 255 <SEP> 0#92.106
<tb>
Die Zugfestigkeit erhöhte sich auf das 4-5fache.
Die Scherfestigkeit der Kanten erhöhte sich auf das 7tache.
Die Abmessungen des Magneten erlitten eine Verkleinerung von 5-5%.
Beispiel 4 : Ein gleichartiger Magnet wurde während einer Stunde auf 450 C in einer feuchten Wasserstoffatmosphäre erwärmt. Es ergaben sich nachstehende Veränderungen :
EMI2.5
<tb>
<tb> Br <SEP> Hc <SEP> (BH)max
<tb> vor <SEP> der <SEP> Behandlung <SEP> 6400 <SEP> 395 <SEP> 0#97.106
<tb> nach <SEP> der <SEP> Behandlung <SEP> 8700 <SEP> 190 <SEP> 0#72.106
<tb>
Die Zugfestigkeit stieg auf das 10-5fache.
Die Kantenscherfestigkeit stieg auf das 18fauche.
Die Abmessungen des Magneten schruirpften um 10% zusammen.
Beispiel 5 : Durch Verpressen in der Kdte wurde ein Magnet aus dem Pulver einer EisenKobalt-Legierung mit 33% Kobalt hergestellt. Dieses Pulver wurde durch Abkühlung aus einer Mischlösung von Eisenformiat und Kobaltformiat ausgefällt, worauf die erhaltenen Mischkristalle durch Erwärmung auf eine Temperatur von etwa 350 C in einer Wasserstoffatmosphäre zerlegt und gleichzeitig unter Bildung eines Pulvers mit einer Korngrösse unter 1000 A, reduziert wurden. Der durch Pressen in der Kälte aus diesem Pulver hergestellte Magnet wurde während einer Stunde auf 3600 C in Wasserstoff erwärmt.
Es ergaben sich die nachstehenden Änderungen :
EMI2.6
<tb>
<tb> (BH)max
<tb> Br <SEP> Hc <SEP> (BH)max <SEP> Br. <SEP> Hc <SEP> Dichte
<tb> vor <SEP> der
<tb> Behandlung <SEP> 7070 <SEP> 513 <SEP> 1#54.106 <SEP> 0#425 <SEP> 4#45
<tb> nach <SEP> der
<tb> Behandlung <SEP> 8100 <SEP> 355 <SEP> 1#31.106 <SEP> 0#456 <SEP> 4#48
<tb>
Die Scherfestigkeit der Kanten stieg auf das Dreifache.
Beispiel 6: Ein gleichartiger Magnet wie in Beispiel 5 wurde während einer Stunde auf 480 C in Wasserstoff erwärmt. Es ergaben sich folgende Änderungen :
EMI2.7
<tb>
<tb> (BH)max
<tb> Rr <SEP> Hc <SEP> (BH)max <SEP> Br. <SEP> Hc <SEP> Dichte
<tb> vor <SEP> der
<tb> Behandlung <SEP> 5670 <SEP> 517 <SEP> 1#12.106 <SEP> 0#382 <SEP> 4#28
<tb> nach <SEP> der
<tb> Behandlung <SEP> 6850 <SEP> 347 <SEP> 0#975.106 <SEP> 0#410 <SEP> 4#93
<tb>
Die Scherfestigkeit der Kanten stieg auf das 7'5fache an.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung für die Praxis liegt darin, dass die erfindungsgemäss behandelten Magnete vorteilhaft bei der Konstruktion moderner Elektrizitätszähler Anwendung finden können, u. zw. sowohl wegen ihrer magnetischen Kennwerte, als auch wegen ihrer Festigkeitswerte. Sie gehören zu den besten Magneten, die für die serienweise Erzeugung dieser Zähler verwendet werden können. Das erfindungsgemässe Verfahren gestattet die Herstellung von Magneten mit engem Luftspalt, ohne Polmassen oder Feldschlussplatten, welche Type allgemein für'die Fabrikation solcher Zähler verwendet wird.