Dauermagnet aus zerkleinertem Werkstoff. Es sind Dauermagnete bekannt, die durch Pressen zerkleinerten Werkstoffes mit oder ohne Benutzung eines beispielsweise harzi gen oder ähnlichen Bindemittels geformt werden. Es ist auch vorgeschlagen worden, das verflüssigte Bindemittel mit dem einge lagerten zerkleinerten Magnetwerkstoff zu giessen.
In den Fällen, wo ohne ein Binde mittel irgendwelcher Art gearbeitet wird, wird der zerkleinerte Magnetwerkstoff in Hülsen aus nicht magnetisierbarem Werk stoff eingepresst. Dauermagnete dieser Art haben den Nachteil, dass sie, selbst bei Ver wendung von hohen Pressdrücken (4000kglc2 und mehr) sich nur auf etwa 65 % der im ursprünglichen - gegossenen oder gewalzten - festen Zustand vorhandenen Dichte zu- sammenpreseen lassen und somit nur eine verhältnismässig geringe Dichte aufweisen.
Die Folge dieser verminderten spezifischen Dichte des gepressten oder sonstwie in seine Endform gebrachten Magnetes, also seines geringeren räumlichen Füllfaktors, ist eine allgemeine starke Erniedrigung der R,e- manenz des gepre-ssten Magnetes gegenüber einem querschnittsgleichen Magneten glei cher Zusammensetzung im gegossenen oder gewalzten Zustand.
Gleichzeitig verringert sich das Verhältnis
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(im folgenden als Fülllfaktor der Entmagnetisierungskurve, oder kurz "gurvenfüllfaktor" (77) bezeich net) gegenüber dem beim festen Werkstoff im Mittel um etwa<B>30%.</B> Die goerzitivkraft bleibt als Nullwert unbeeinflusst davon, ob ,der Magnetwerkstoff im festen oder im zer- kleinerten und gepressten Zustand vorliegt.
Dies hat zur Folge, dass der nutzbare Energieinhalt pro cm@ eines Dauermagnetes aus zerkleinertem Werkstoff, verglichen mit einem Dauermagneten im festen Zustand und gleicher Zusammensetzung, erheblich absinkt, und zwar werden Verminderungen beobach tet von etwa<B>60%.</B> Es muss daher für einen gegebenen Verwendungszweck ein gepresster Magnet aus zerkleinertem Werkstoff erheb lich grösseren Querschnittes verwendet wer den,
als wenn das betreffende Magnetsystem unter Anwendung eines kompakten Magnetes gleicher Zusammensetzung hergestellt wird. Dies ist für viele Verwendungszwecke un tragbar. Man hat zwar bisher für Magnete aus zerkleinertem Werkstoff im allgemeinen nur solche Werkstoffe verwendet, die an sich schon einen hohen magnetischen Energie inhalt aufweisen, wie beispielsweise die be kannten Eisen-Nickel-Aluminium- Magnet- legierungen. Aber auch bei Anwendung dieses Werkstoffes treten die oben gekenn zeichneten Mängel in Erscheinung.
Zweck der Erfindung ist es, Magnete aus zerkleinertem und gepresstem Werkstoff zu schaffen, die in grösserem Masse als bisher für die verschiedensten Verwendungszwecke, insbesondere für solche Verwendungszwecke geeignet sind., bei welchen ein verhä.Itnis- mässig grosser Querschnitt und ein verhältnis mässig grosses Volumen infolge der räum lichen Anordnung des betreffenden Magnet systems nicht zweckmässig erscheinen, d. h.
essollen der Energieinhalt pro cm' des ge pressten Magnetes aus zerkleinertem Werk stoff und, im Interesse der notwendigen Magnetquerschnittsverminderung, die Re manenz erhöht werden.
Die Erfindung beruht auf der neuartigen Erkenntnis, dass die verschiedensten Eigen schaften eines aus zerkleinertem Werkstoff mit oder ohne Zuhilfenahme von Bindemit teln gepressten Dauermagneten dadurch be einflusst werden kören, dass, nicht wie bisher, der Magnet aus einem einzigen zerkleinerten Dauermagnetwerkstoff, sondern aus zwei oder mehreren Dauermagnetwerkstoffen be steht.
Durch Veränderung des prozentualen Mischungsverhältnisses lassen sich sowohl magnetische Kennziffern. als auch sonstige Eigenschaften wie Temperaturbeständigkeit und dergleichen wirksam beeinflussen. Vor aussetzung dafür., dass einzelne Dauermagnet stoffe zur Erzielung besonderer Wirkungen miteinander gemischt werden können, ist, dass die Koerzitivkräfte der einzelnen zur Mischung gelangenden Werkstoffe möglichst gleich sind, jedoch nicht um mehr als. 20% voneinander abweichen.
Falls Werkstoffe verwendet werden sollen, die in ihrer Koerzi- tivkraft mehr als 20 % abweichen, wird zweckmässig eine Sonderwärmebehandlung für einen oder mehrere der Werkstoffe durchgeführt, ,durch welche die Koerzitiv- kraftwerte einander angenähert werden. Die Wärmebehandlung kann entweder aus Er hitzen und Abschrecken oder bei aushärt- baren Legierungen in einer in geeigneter Weise beeinflussten Aushärtung bestehen.
Durch geeignete Mischung verschiedener Dauermagnetwerk.stoffe ergibt sich, abge sehen von den Vorteilen, ,die an sich schon durch das Pressverfahren gegeben sind, wie leichtere Herstellbarkeit schwieriger Formen, die Möglichkeit, Abfälle aus der Dauermag- neterzeugung verschiedenster Art nutzbrin gend zu verwerten, ohne dass ein erneutes Eingchmelzverfahren erforderlich ist.
Werk stoffe, die .durch das Pressverfahren insbeson dere bezüglich ihrer Remanenz und ihres Kurvenfüllfaktors ungünstige Werte be sitzen, können dadurch verbessert werden, dass ein oder mehrere Werkstoffe beigemischt werden, die bei annähernd gleicher Koerzi- tivkTaft eine höhere Remanenz und einen höheren Kurvenfüllfaktor aufweisen, die aber für sich allein zur Hexstellung von Pressmagneten weniger geeignet sind,
weil sie beispielsweise grosse Mengen teuerer Legie- rungsbestandteile aufweisen oder als. Abfall in nicht zureichendem Masse zur Verfügung stehen.
Ausser dem oben geschilderten Vorteil be züglich der magnetischen Werte kann bei geeigneter Wahl der Mischungsbestandteile auch eine Beeinflussung der Temperatur beständigkeit des fertigen gepressten Mag netes erzielt werden. Bei Dauermagnetwerk- stoffen mit etwa gleichen magnetischen Kennziffern. können beispielsweise die einzel- nen Stoffe verschiedene Temperaturbestän digkeit aufweisen.
Wird nun. einem Be standteil geringer Temperaturbeständigkeit ein Bestandteil zugemischt, der die Eigen schaft der Temperaturbeständigkeit in höhe rem Masse besitzt, so wird ein gepresster Magnet erzielt, der eine Temperaturbestän digkeit aufweist, .die zwischen den Tempera- turbeständigkeitseigenschaften beider Be standteile lieb . Der Wert lässt sieh durch das gewählte Mischungsverhältnis in geeigne ter Weise beeinflussen.
Im nachfolgenden werden einige zweck mässige Ausführungsbeispiele gemäss der Erfindung aufgeführt: Zur Herstellung eines Dauermagnetes aus gepresstem zerkleinerten Werkstoff wird eine Nickel -Aluminium -Kisen-Dauermagnetlegie- rung mit einer Koerzitivkraft von etwa 500 Oersted, einer Remanenz von etwa 6000 bis 6500 Gauss und einem Kurvenfüllfaktor <I>1</I> von 0,86 bis 0,
40 mit einem Nickel-Kobalt- Titan-Eisen-Dauermagnetwerkstoff mit einer Koerzitivkraft von 500 Oersted, einer Re manenz von etwa 9000 Gauss' und einem Kurvenfüllfaktor von #i '= 0,50 gemischt, und zwar beispielsweise im Verhältnis 1 : 1.
Der so erzeugte gepresste Dauermagnet weist etwa folgende Werte auf: B, etwa 4450 Gauss, H, etwa 500 Oersted; q etwa <B>0,31.:
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</B> etwa 28500 Erg/eni3. ;Selbstver- ständlich .sind auch andere Mischungsver- hältnisse als 1 : 1 und dadurch eine weit gehende Beeinflussung der oben aufgeführ ten magnetischen Gütewerte möglich.
Bei der Verwendung von Nickel-Alu- minium-Elsen-Dauermagnetl.egierungen kön nen auch Werkstoffe zugemischt werden, die an sich eine geringere Koerzitivkraft bei spielsweise von: 275 Oersted aufweisen, wobei die Remanenz 10000 Gauss beträgt.
Dies ist der Fall für Kobalt-Molybdän-Eisen-Dauer- magnetlegierungen. Um einen derartigen Werkstoff dem Nickel-Aluminium-Eisen- Dauerrnagnetwerkstoff beimischen zu kön nen, ist es erforderlich, die Koerzitivkraft des letztgenannten durch eine Soncl#erwärme- behandlung, die aus Erhitzen und Ab echrecken besteht, derart zu beeinflussen, dass sie ebenfalls angenähert 275 Oersted beträgt.
Infolge dieser Wärmebehandlung weist .der Magnetwerkstoff eine Remanenz von 8000 bis 8500 Gauss auf. Der Kurvenfüllfaktor n beträgt für den wärmebehandelten Nickel- Aluminium-Eisen-Werkstoff 0,50 bis 0,60.
Bei einem Mischungsverhältnis von 1 : 1 der vorgenannten Werkstoffe ergibt sich ein Dauermagnet mit etwa folgenden Gütewer ten: B, <B>5550</B> Gauss; H, 275 Oersteg; 11 0,86;
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2200(l Erg/em3.
Kohlenstoff -Chrom-Kobalt-Eisen-Dauer- magnetIegierungen und Kobalt-Molybdän- Eisenlegierungen weisen bei geeigneter Zu sammensetzung im wesentlichen die gleichen magnetischen Kennziffern auf, beispiels weise haben beide Legierungen eine Koerzi- tivkraft von etwa 275 Oersted und eine Re manenz von 9000 bezw. 10000 Gauss.
Kohlen stoff-Chrom-Kobalt-Eisenlegierungen haben die unerwünschte Eigenschaft, gegen Tem peratureinflüsse empfindlich zu sein, wäh rend die aushärtbaren Dauermagnetlegierun- gen auf der Basis Kobalt-Molybdän-Eisen äusserst temperaturunempfindlich sind. Durch geeignete Mischung beider Legierungen wer den Dauermagnete erzeugt, die eine erheb lich bessere Temperaturbeständigkeit auf weisen als Dauermagnete,
die aus Kohlen- stof f-Chrom-Kobalt-Eisen-Dauermagnetlegie- rungen für sich allein bestehen.
Aus den angeführten Beispielen geht her vor, dass es durch geeignete Wahl der zu mischenden Bestandteile ohne Schwierigkei ten gelingt, aus bekannten, in Form von Ab fall, Auss chuss. oder dergleichen vorliegenden Magnetwerkistoffen Dauermagnete mit jedem Sonderfall weitgehend angepassten Eigen schaften herzustellen, so dass den Dauermag neten aus gepresstem, zerkleinertem Werk stoff mit oder ohne Bindemittel neue Anwen dungsgebiete erschlossen werden,
für die sie bisher beispielsweise aus Raum- und Kon- struktionsgründen nicht verwendet werden konnten.
Permanent magnet made of crushed material. There are permanent magnets known that are formed by pressing crushed material with or without the use of, for example, harzi gene or similar binder. It has also been proposed to pour the liquefied binder with the crushed magnetic material stored therein.
In cases where no binding agent of any kind is used, the crushed magnetic material is pressed into sleeves made of non-magnetizable material. Permanent magnets of this type have the disadvantage that, even when using high pressures (4000kglc2 and more), they can only be compressed to around 65% of the density present in the original - cast or rolled - solid state and thus only a relatively low density Have density.
The consequence of this reduced specific density of the pressed or otherwise brought into its final shape, i.e. its lower spatial filling factor, is a general strong decrease in the emanity of the pressed magnet compared to a magnet with the same cross-section and the same composition in the cast or rolled state .
At the same time, the ratio decreases
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(hereinafter referred to as the fill factor of the demagnetization curve, or "curve fill factor" (77) for short) compared to the solid material by about <B> 30% on average. </B> The goerzitivkraft as a zero value remains unaffected by whether the magnetic material is in the solid or in the crushed and pressed state.
As a result, the usable energy content per cm @ of a permanent magnet made of crushed material, compared to a permanent magnet in the solid state and with the same composition, drops considerably, and reductions of around <B> 60%. </B> are observed For a given purpose, a pressed magnet made of crushed material must therefore be used with a considerably larger cross-section,
than when the magnet system in question is manufactured using a compact magnet of the same composition. This is unsustainable for many uses. It is true that so far only those materials have generally been used for magnets made of comminuted material which already have a high magnetic energy content, such as the known iron-nickel-aluminum magnet alloys. But even when using this material, the defects identified above appear.
The purpose of the invention is to create magnets made of crushed and pressed material, which are suitable to a greater extent than before for a wide variety of uses, in particular for those uses, in which a relatively large cross-section and a relatively moderately large volume do not appear appropriate due to the spatial arrangement of the relevant magnet system, d. H.
The energy content per cm 'of the pressed magnet made of crushed material and, in the interest of the necessary reduction in magnet cross-section, the re manence are to be increased.
The invention is based on the novel knowledge that the various properties of a permanent magnet pressed from crushed material with or without the aid of binders can be influenced by the fact that, not as before, the magnet is made from a single crushed permanent magnet material, but from two or several permanent magnet materials exist.
By changing the percentage mixing ratio, both magnetic indicators. as well as other properties such as temperature resistance and the like. The prerequisite for the fact that individual permanent magnet materials can be mixed with one another to achieve special effects is that the coercive forces of the individual materials being mixed are as equal as possible, but not by more than. 20% differ from each other.
If materials are to be used that differ in their coercive force by more than 20%, it is advisable to carry out a special heat treatment for one or more of the materials, by means of which the coercive force values are approximated. The heat treatment can either consist of heating and quenching or, in the case of hardenable alloys, a suitably influenced hardening process.
By suitably mixing different permanent magnet materials, apart from the advantages that are already provided by the pressing process, such as easier production of difficult shapes, the possibility of utilizing various types of waste from permanent magnet production is possible without that a new melting process is required.
Materials that have unfavorable values due to the pressing process, especially with regard to their remanence and their curve filling factor, can be improved by adding one or more materials which have a higher remanence and a higher curve filling factor with approximately the same coercivity, which, however, are less suitable in themselves for the hex position of press magnets,
because they have, for example, large amounts of expensive alloy components or as. Waste is not available in sufficient quantities.
In addition to the advantage described above with regard to the magnetic values, the temperature resistance of the finished, pressed magnet can also be influenced with a suitable choice of the mixture components. With permanent magnet materials with roughly the same magnetic code numbers. For example, the individual substances can have different temperature resistance.
Will now. If a component with low temperature resistance is mixed with a component that has the property of temperature resistance to a higher degree, a pressed magnet is obtained that has a temperature resistance that is between the temperature resistance properties of both components. The value can be influenced in a suitable manner by the selected mixing ratio.
In the following, some useful embodiments according to the invention are listed: To produce a permanent magnet from pressed, crushed material, a nickel-aluminum-iron permanent magnet alloy with a coercive force of about 500 Oersted, a remanence of about 6000 to 6500 Gauss and a curve fill factor <I> 1 </I> from 0.86 to 0,
40 mixed with a nickel-cobalt-titanium-iron permanent magnet material with a coercive force of 500 Oersted, a re manence of about 9000 Gauss 'and a curve fill factor of #i' = 0.50, for example in a ratio of 1: 1.
The pressed permanent magnet produced in this way has approximately the following values: B, approximately 4450 Gauss, H, approximately 500 Oersted; q about <B> 0.31 .:
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</B> about 28500 erg / eni3. ; Of course, mixing ratios other than 1: 1 are also possible, thereby influencing the above-mentioned magnetic quality values to a large extent.
When using nickel-aluminum-Elsen permanent magnet alloys, materials can also be added which have a lower coercive force, for example: 275 Oersteds, with a remanence of 10,000 Gauss.
This is the case for cobalt-molybdenum-iron permanent magnet alloys. In order to be able to mix such a material with the nickel-aluminum-iron permanent magnet material, it is necessary to influence the coercive force of the latter by a sonic heat treatment consisting of heating and quenching in such a way that it is also approximately 275 Oersted is.
As a result of this heat treatment, the magnetic material has a remanence of 8000 to 8500 Gauss. The curve fill factor n for the heat-treated nickel-aluminum-iron material is 0.50 to 0.60.
With a mixing ratio of 1: 1 of the aforementioned materials, a permanent magnet results with approximately the following quality values: B, 5550 Gauss; H, 275 Oersteg; 11 0.86;
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2200 (l erg / em3.
Carbon-chromium-cobalt-iron permanent magnetIalloys and cobalt-molybdenum iron alloys have essentially the same magnetic indexes with a suitable composition, for example both alloys have a coercive force of about 275 oersted and a re manence of 9000 respectively . 10,000 gauss.
Carbon-chromium-cobalt-iron alloys have the undesirable property of being sensitive to the effects of temperature, while the hardenable permanent magnet alloys based on cobalt-molybdenum-iron are extremely insensitive to temperature. By appropriately mixing the two alloys, permanent magnets are produced, which have a significantly better temperature resistance than permanent magnets,
which consist of carbon-chromium-cobalt-iron-permanent magnet alloys on their own.
From the examples cited, it can be seen that, through a suitable choice of the constituents to be mixed, it is possible to reject known components in the form of waste without difficulty. or similar existing magnetic materials to produce permanent magnets with properties that are largely adapted to each special case, so that new areas of application can be opened up for permanent magnets made of pressed, shredded material with or without binding agents,
for which they could not be used up to now, for example for reasons of space and construction.