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Magnetischer Werkstoff
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf verbesserte magnetische Werkstoffe, welche langgestreck- te, besonders feine Magnetteilchen enthalten.
Die Herstellung von langgestreckten Magnetteilchen, deren Querabmessungen einem einzigen Weiss' sehen Bezirk entsprechen, durch Plattieren eines magnetischen Materials in einer geschmolzenen Metall- kathode, wie flüssigem Quecksilber, ist in der österr. Patentschrift Nr. 216224 beschrieben. Die rohe
Trennung der Magnetteilchen von Quecksilber wird ausgeführt durch Oxydation des Quecksilbers mit Luft, worauf das erhaltene Pulver gewaschen und im Vakuum oder unter Wasserstoff bei niederer Temperatur getrocknet wird, um die letzten Quecksilberspuren zu beseitigen. Sodann wird ein nichtmagnetischer me- tallischer oder ein nichtmetallischer Füllstoff mit den langgestreckten Magnetteilchen vermischt, wobei die Teilchen durch ein Magnetfeld ausgerichtet werden und das Gemisch in. die endgültige Form des festen
Magnetkörpers gepresst wird.
Obgleich durch die Oxydationsvorgänge das Quecksilber bzw. eine andere geschmolzene Metallgrundmasse (Matrix) aus dem Eisen wirksam abgeschieden werden kann, womit ein für viele Zwecke geeignetes Magnetmaterial erhalten wird, ist diese Vorgangsweise von vornherein mit wesentlichen Verlusten an magnetischer Sättigungsinduktion (Bij und remanenter Induktion (Br) und zugleich mit einer wesentlichen Einbusse des magnetischen Energieproduktes verbunden. Die Entfernung der Hauptmenge des Quecksilbers sowie der letzten Quecksilberspuren durch Waschvorgänge unter Benützung von niedrigschmelzenden Legierungen hat eine zu geringe Wirkung.
Anderseits können Vakuumdestillationsvorgänge, mit denen das Entfernen von Quecksilber erfolgreich durchführbar ist, nur bei verhältnismässig hohen Temperaturen von über etwa 2500C wirksam vorgenommen werden ; bei diesen hohen Temperaturen nehmen aber die langgestreckten Teilchen kugelige Gestalt an, was geringe Koerzitivkräfte und im allgemeinen auch niedrigere magnetische Energien zur Folge hat.
Um die magnetischen Eigenschaften des Magnetmaterials bei Destillations- oder Waschvorgangstemperaturen über 2500C aufrechtzuerhalten, erwies es sich als notwendig, ein geeignetes Bindemittel bzw. Grundmasse einzuführen, die die Magnetteilchen in dem fertigen Magnetkörper miteinander zu verbinden und gegen Oxydation zu schützen vermag.
Es wurde nun unerwarteterweise gefunden, dass reines Blei oder Blei mit einem Gehalt bis höchstens etwa 2 oder weniger Grew.-% Antimon bei Verwendung als Grundmasse oder Bindemittel für besonders feine Teilchen von Eisen oder Eisen-Kobalt-Legierungen einen nicht reagierenden Träger für die Magnetteilchen bildet und dazu dient, die Teilchen vor oxydierenden Einflüssen zu schützen. Ausser dem Schutz der Magnetteilchen stellt das Blei bzw. die angegebene Bleilegierung ein geeignetes physikalisches Spreizmittel oder Träger für die Teilchen dar. Weiters zeigen die Magnetteilchen in Gemischen oder in Lösungen mit Blei oder Bleilegierungen mit einem Gehalt bis etwa 2% Antimon in Quecksilber gute Temperaturstabilität. Antimon erweist sich in diesem Zusammenhang durch Bildung eines die Gestalt bzw.
Form der Magnetteilchen wahrenden Überzuges als sehr brauchbar. Das Antimon kann entweder vor der Zugabe des Bleis oder gleichzeitig mit diesem in Form der Blei-Antimon-Legierung zugesetzt werden.
Das Blei bzw. die vorgenannte Blei-Antimon-Legierung kann dem Gemisch aus Magnetteilchen und Quecksilber in jeder gewünschten Weise zugesetzt werden. Beispielsweise kann es als elementares Blei in Form von Stücken oder Kügelchen oder in Form von Gemischen aus Blei und Quecksilber zugesetzt werden, wobei ein Gemisch aus 50 Teilen Blei und 50 Teilen Quecksilber besonders leicht in ein gleichmässiges
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Gemisch mit dem Eisen, Antimon und Quecksilber enthaltenden Schlamm übergeführt werden kann. Die
Menge an Blei ist nur insofern kritisch, als eine Mindestmenge von etwa 50 g Blei je 1000 g des Schlam- mes aus Eisen, Antimon und Quecksilber zugesetzt werden soll, um das Eisen gegen Oxydation zu schüt- zen, wenn das Quecksilber entfernt worden ist.
Darüber hinausgehende Mengenanteile können natürlich benützt werden, doch beeinflussen diese lediglich den sogenannten Packfaktor bzw. die Konzentration der
Magnetteilchen des fertigen Magnetkörpers oder Gegenstandes.
Die in der Bleigrundmasse zulässige kritische Antimonmenge ist in der nachstehenden Tabelle I als
Konzentration des Antimons in Blei bzw. in der Blei-Antimon-Legierung in Gew.-'% ausgedrückt ; ausser- dem ist der Prozentsatz an raumzentriertem kubischem Eisen oder Magnetteilchen sowie die Koerzitiv- kraft angegeben, die bei den gegebenen Konzentrationen nach 30 min langem Behandeln bei 3500C vor- . handen ist.
Tabelle I :
EMI2.1
<tb>
<tb> Konzentration <SEP> an <SEP> Antimon <SEP> in <SEP> Blei- <SEP> % <SEP> raumzentriertes <SEP> kubisches <SEP> Koerzitivkraft <SEP> (Oersted)
<tb> oder <SEP> Blei-Quecksilberlegierung <SEP> (0/0) <SEP> Eisen <SEP> oder <SEP> Magnetmaterial
<tb> 0 <SEP> 100 <SEP> 1400
<tb> 0, <SEP> 53 <SEP> 98 <SEP> 1390
<tb> 1, <SEP> 20 <SEP> 95 <SEP> 1350
<tb> 2,0 <SEP> 55 <SEP> 1000
<tb>
EMI2.2
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die mehr oder weniger poröse Masse aus Eisen, Antimon und Blei, die nach dem Vakuumdestillationsprozess zurückbleibt, vermahlen und in einem zur Ausrichtung dienenden Magnetfeld unter Anwendung der in der Pulvermetallurgie gebräuchlichen Vorgänge gepresst wird,
wobei als typisch ein Pressdruck von etwa 3500 kg/cm2 und ein magnetisches Richtfeld von etwa 4000 Gauss oder mehr zur Anwendung kommt. Wahlweise kann die nach dem Vakuumdestillationsprozess zurückbleibende Masse in der Wärme bei einer Temperatur von etwa 3500C mit Drücken von 700 bis 3500 kg/cmz, vorzugsweise von 1260 kg/cm2 gepresst werden, so dass das Bleibindemittel in seine Position fliesst, wobei gleichzeitig ein magnetisches Richtfeld von etwa 4000 Gauss auf das Material zur Einwirkung gelangt.
Es wurde gefunden, dass vergleichbare BHmax-Werte unter Verwendung einer Grundmasse aus Blei etwa ein Sechstel des Pressdruckes erfordern, der zur Erzielung der gleichen BH-Werte in einer Quecksilbergrundmasse notwendig ist. Bei einer bestimmten Menge eines mit Antimon überzogenen Eisens mit einer Bleigrundmasse, wobei bei 3500C und unter einem Druck von 280 kg/cm2 verpresst wurde, war beispielsweise der erzielte Bs-Wert 6500 Gauss, der Br/Bs-Wert 0,79 und der BHmax-Wert 1,9 x 106 Gauss- Oersted.
Wurde ein Anteil der gleichen Ausgangsmenge des mit Antimon überzogenen Eisens mit einer Grundmasse aus Quecksilber unter einem Druck von 1680 kg ! cm2 bei 200C unter dem Einfluss eines Feldes der Stärke 7000 Oersted verpresst, so war der Bs-Wert 7350, der Br/Bs-Wert 0, 82 und der BHmax-Wert 2,22 x 106 Gauss-Oersted.
In der nachfolgenden Tabelle II sind die magnetischen Eigenschaften von unter 3500 kg/cm2 in Magnetform gepressten und unter den Einfluss eines Richtfeldes von 4000 Gauss gesetzten Materialien miteinander verglichen, u. zw. eines Materials gerade vor dem Entfernen des Quecksilbers sowie eines Materials nach der Bildung des Antimonidüberzuges.
Tabelle 11 :
EMI3.1
<tb>
<tb> Gepresst <SEP> in <SEP> Quecksilber <SEP> unter <SEP> 3500 <SEP> kg/cm2 <SEP> Gepresst <SEP> nach <SEP> der <SEP> Destillation <SEP> unter <SEP> 3500 <SEP> kg/cm <SEP>
<tb> Br <SEP> 7100 <SEP> Gauss <SEP> 6200 <SEP> Gauss
<tb> Bs <SEP> 8500 <SEP> Gauss <SEP> 7700 <SEP> Gauss
<tb> Hci <SEP> 795 <SEP> Oersted <SEP> 770 <SEP> Oersted <SEP>
<tb> Hc <SEP> 765 <SEP> Oersted <SEP> 755 <SEP> Oersted <SEP>
<tb> BHmax <SEP> 2, <SEP> 40 <SEP> x <SEP> 106 <SEP> Gauss-Oersted <SEP> 2, <SEP> 20 <SEP> x <SEP> 106 <SEP> Gauss-Oersted
<tb>
Aus vorstehender Tabelle ist zu ersehen, dass bezüglich der magnetischen Eigenschaften des fertigen Magnetkörpers, bei welchem das Quecksilber im wesentlichen beseitigt ist, ein Verlust von höchstens etwa 10% im Vergleich zu einem Magnetkörper vorliegt,
in welchem das Quecksilber noch vorhanden ist.
Durch die vorliegende Erfindung wird ein Mittel vorgesehen, das eine nicht reagierende Grundmasse zum Schutz solcher Teilchen aus magnetischem Eisen-und Eisen-Kobalt-Material schafft, die einen Antimonidüberzug aufweisen. Obwohl die Erfindung besonders anwendbar ist für langgestreckte Magnetteilchen mit einem einzigen magnetischen Bezirk, wie dies vorstehend beschrieben ist, können auch Magnetteilchen anderer Grössen mit einem Antimonidüberzug in der beanspruchten Weise behandelt werden, um ihre magnetischen Eigenschaften zu erhalten.