CH194856A - Verfahren zur Herstellung von Dauermagneten aus zerkleinertem Werkstoff. - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Dauermagneten aus zerkleinertem Werkstoff.

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CH194856A
CH194856A CH194856DA CH194856A CH 194856 A CH194856 A CH 194856A CH 194856D A CH194856D A CH 194856DA CH 194856 A CH194856 A CH 194856A
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Aktiengesellsch Edelstahlwerke
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Deutsche Edelstahlwerke Ag
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  Verfahren zur Herstellung von Dauermagneten aus zerkleinertem Werkstoff.    Es ist bekannt, Dauermagnete beliebiger  Form dadurch zu erzeugen, dass zerkleinerte       Dauermagnetwerkstoffe    mit oder ohne Ver  wendung von Bindemitteln zusammengepresst  werden. Es ist auch schon vorgeschlagen  worden, die aus harzigen oder ähnlichen  Stoffen bestehenden Bindemittel zu verflüs  sigen und die erforderliche Form durch  Giessen herzustellen.  



  Derart hergestellte Dauermagnete haben  den Nachteil, dass selbst bei Anwendung  hoher     Pressdrücke    von 4000 kg und mehr  per     cm2    nur Körper hergestellt werden kön  nen, die eine erheblich geringere spezifische  Dichte aufweisen als der verwendete Magnet  werkstoff. Die Folge hiervon ist, dass die  Magnete auf die     Querschnittseinheit    berech  net eine verhältnismässig geringe     Remanenz     besitzen und die     Entmagnetisierungskurve     einen verschlechterten     Kurvenfüllfaktor    auf  weist, so dass eine nennenswerte Verminde  rung ihres nutzbaren     magnetischen    Energie-         inhaltes    beobachtet wird.

   Die     Koerzitivkraft     bleibt als Nullwert von der Dichte der  Packung und damit von der Art des Her  stellungsverfahrens unabhängig.  



  Für einen Dauermagneten ist es aber  wesentlich, dass     insbesondere    der     Kurvenfüll-          faktor,    ausgedrückt durch die Gleichung  
EMI0001.0014  
   möglichst gross ist, und dass  ausserdem die     Remanenz        einen    möglichst  hohen Wert besitzt, da abgesehen vom Werte  der     Koerzitivkraft    gerade von der Höhe der       Remanenz    und von der Grösse des Kurven  füllfaktors der Betrag der spezifischen mag  netischen Nutzenergie per cm' des Werk  stoffes abhängt.

   In der Gleichung bedeuten       wie    üblich<I>B</I> die Induktion,<I>H</I> die Feld  stärke,     B,.    die     Remanenz    und     H,;    die     Koerzi-          tivkraft.     



  Es mussten bisher somit für die Herstel  lung von Dauermagneten aus zerkleinertem  Werkstoff eine Reibe von Dauermagnetwerk-           stoffen    ausscheiden, und zwar diejenigen, deren  Betrag an spezifischer magnetischer Energie  per cm; so gering ist, dass sie infolge der bei  der Herstellung von Magneten aus zerkleiner  tem Werkstoff zwangsläufig eintretenden  Verminderung des Energieinhaltes nach dem       Zerkleinern    und     Formgeben    als Dauer  magnetwerkstoff nicht mehr anzusprechen  sind.  



  Zweck der Erfindung ist es, auch der  artige Werkstoffe für die Herstellung von  Dauermagneten aus zerkleinertem Werkstoff  geeignet zu machen und     darüber    hinaus  Werkstoffe, die auf Grund des ihnen inne  wohnenden verhältnismässig hohen Energie  inhaltes auch als Dauermagnet aus zerklei  nertem Werkstoff noch günstige     Werte    zei  gen, so zu verbessern, dass, bezogen auf den  fertigen     Magneten,    geringere     Querschnitte     und geringere Rauminhalte als bisher mög  lich sind.

       Hierdurch    wird erreicht, dass Mag  nete aus zerkleinertem Werkstoff beispiels  weise auch dann verwendet werden können,  wenn nur ein verhältnismässig geringer Raum  für die Unterbringung des Magnetes im  System vorgesehen werden     kann.    oder Ge  wichtsfragen eine wesentliche Rolle spielen.  



  Gegenstand der Erfindung ist nun ein  Verfahren zur Herstellung von Dauermag  neten aus zerkleinertem Werkstoff, dadurch       gekennzeichnet,    dass der     Dauermagnetwerk-          stoff    einer ein schroffes Abschrecken ein  schliessenden Wärmebehandlung unterworfen  wird, durch die eine Erhöhung der     Remanenz     und des     Kurvenfüllfaktors   
EMI0002.0015  
    der     Entmagnetisierungskurve    erreicht wird.  Diese Wärmebehandlung     wird    zweckmässig  durchgeführt, ehe der     Dauermagnetwerkstoff     ganz fein zerkleinert wird.

   Handelt es sich  um einen     bindemittelfreien        Magneten,    so  kann die Wärmebehandlung auch während  des     Pressvorganges        durchgeführt    werden.  



  Zweck der Wärmebehandlung ist es, den       Kurvenfüllfaktor    der     Entmagnetisierungs-          kurve    und die     Remanenz    und damit den  Energieinhalt des fertigen, gepressten Mag  netes zu verbessern, wodurch zwangsläu-         fig    die anzustrebenden     Querschnittsverringe-          rungen    und dergleichen erzielt werden.

   Von  geringerer Bedeutung ist es, dass     infolge    die  ser Wärmebehandlung gleichzeitig meist eine  geringe     Verschlechterung    der     Koerzitivkraft     eintritt, weil dadurch nur eine mässige Ver  grösserung der an sich meist geringen Magnet  stablängen erforderlich     wird.     



  Grundsätzlich unterscheidet man zwei  verschiedene Arten von     Dauermagnetwerk-          stoffen    für die Herstellung gepresster Mag  nete, und zwar die Gruppe der auf der so  genannten Kohlenstoff - Stahlhärtung     be-          ruhendenbfagnetwerkstoffe    - Dauermagnet  stähle - und die Gruppe der     aushärtbaren          Dauermagnetlegierungen.    Beide Werkstoff  gruppen können einer Wärmebehandlung mit  dem oben dargelegten     Ergebnis        unterworfen     werden. Die     Wärmebehandlung    unterscheidet  sich für die beiden Gruppen infolge der ver  schiedenen Konstitutionsbedingungen.  



  Es ist bekannt, dass zur Erzielung beson  derer magnetischer Eigenschaften die auf der       Kohlenstoff-Stahlhärtung    beruhenden Dauer  magnetwerkstoffe einem Erhitzen und Ab  schrecken unterworfen werden. Die     Abküh-          lungsgeschwindigkeit    musste jedoch für feste       Magnete    so eingestellt werden, dass der  Magnetwerkstoff     rissfrei,    masshaltig und ver  zugsfrei blieb.

   Es sind daher immer nur  verhältnismässig     mildwirkende        Abschreck-          mittel,        wie    Luft, Pressluft, Öl und     dergl.     für die     Kohlenstoffstahlhärtungsmagnetwerk-          stoffe    verwendet worden.

   Um nun eine Er  höhung der     Remanenz    und des     Kurvenfüll-          faktors    zu erreichen, ist es zweckmässig, das  Abschrecken von Glühtemperatur unter An  wendung von     schroffwirkenden        Abschreck-          mitteln,    wie wässerige Lösungen, Wasser,  Kältemischungen und     dergl.    mit grösstmög  licher Geschwindigkeit durchzuführen. Die       Glühtemperatur    wird in Abhängigkeit von  der Zusammensetzung des jeweiligen Dauer  magnetwerkstoffes gewählt und liegt vor  zugsweise in den Grenzen von 875-975  .

    Gegebenenfalls können die abgeschreckten  Magnete noch einer     Anlassbehandlung    unter  worfen werden, beispielsweise einer Erwär-           mung    auf 100 bis 200', wodurch in an sich  bekannter Weise eine gewisse Erhöhung der       Remanenz    bei gleichzeitig gewisser Ernied  rigung der     Koerzitivkraft    erzielt wird.  



  Die auf der Ausscheidungshärtung be  ruhenden     Dauermagnetlegierungen    werden  zweckmässig von Temperaturen abgeschreckt,  die möglichst an der     obern    Grenze des Tem  peraturgebietes der     Mischkristallbildung    lie  gen. Das Abschrecken selbst soll für die auf  Ausscheidungshärtung beruhenden Dauer  magnetlegierungen so schroff wie möglich  sein und zweckmässig werden hierzu Ab  schreckmittel wie wässerige Lösungen, Was  ser, Kältemischungen und     dergl.    verwendet.  Der Zweck einer derartigen Behandlung ist,  die Übersättigung des     Mischkristalles    auf  den höchstmöglichen Wert zu bringen und  während der Abkühlung auf Raumtempera  tur jegliche Ausscheidung zu unterdrücken.

    Zur Erzielung der Ausscheidung des über  sättigtgelösten Anteils, durch welchen die be  sonderen magnetischen Eigenschaften der  Legierung hervorgerufen werden, muss die  Legierung angelassen werden, je nach  der Zusammensetzung des Werkstoffes auf  Temperaturen bis etwa<B>750'.</B> Ein Wärme  behandlungsverfahren für     ausscheidungshär-          tungsfähige    Magnetlegierungen, gemäss wel  chem ein Abschrecken und Anlassen vorge  nommen wird, ist an sich bekannt. Die Ab  schreckgeschwindigkeiten mussten aber für  die festen Magnete bedeutend     geringer    sein,  da sonst unerwünschte Erscheinungen, wie       Rissigkeit,    Abweichung von gewünschten  Massen, Verziehen und     dergl.    nicht zu ver  meiden waren.  



  In der beigefügten Zeichnung ist die Aus  wirkung der Wärmebehandlung gemäss der  Erfindung schematisch dargestellt, und zwar  gilt dies sowohl für     Dauermagnetwerkstoffe     auf der Grundlage der     Kohlenstoff-Stahl-          härtung,    als auch für     aushärtbare    Magnet  werkstoffe.  



  Auf der Waagrechten ist die     Koerzitiv-          kraft    und auf der Senkrechten die     Remanenz     aufgetragen. Die     Entmagnetisierungskurve    1  gilt für einen     Dauermagnetwerkstoff,    der in    üblicher Weise zur Erzielung der äusserst er  reichbaren     Koerzitivkraft    unter Verzicht auf  den     Höchstwert    der     Remanenz    und des       Kurvenfüllfaktors    wärmebehandelt ist.

   Wird  ein derartiger Werkstoff zerkleinert und aus  diesem zerkleinerten Werkstoff ein Dauer  magnet hergestellt, so erhält die     Entmagneti-          sierungskurve        etwa    die Form nach z. Bei  gleichbleibender     Koerzitivkraft    hat sich die       Remanenz    vermindert und     gleichzeitig    weist  die     Entmagnetisierungskurve    einen abge  flachten Verlauf auf, das heisst der Kurven  füllfaktor     q    ist gesunken.

   Wird der Werk  stoff einer Wärmebehandlung gemäss der Er  findung     unterworfen,    so erhält die     Ent-          magnetisierungskurve,    bezogen auf den kom  pakten Zustand, die Form nach 3, das heisst  die     Koerzitivkraft    ist gesunken, während die       Remanenz    sich erhöht hat, wobei gleichzeitig  die Kurve eine     kräftige        Ausbauchung    auf  weist, das heisst einen günstigen     Kurvenfüll-          faktor        ii    zeigt. Ein aus derartig behandeltem  zerkleinertem Werkstoff hergestellter Dauer  magnet zeigt dann eine Kurvenform gemäss 4.

    Die     Remanenz    liegt über demjenigen Wert,  den der gleiche zerkleinerte Dauermagnet  werkstoff bei normaler Härtung (Kurve 2)  aufweist.  



  Die Kurve 4 ist ferner stärker ausge  baucht als die Kurve 2, woraus sich ergibt,  dass die     Entmagnetisierungskurve    des Werk  Stoffes einen grösseren     Kurvenfüllfaktor    be  sitzt. Der durch die Wärmebehandlung er  zielte Werkstoff gemäss der Kurve 3 ist so  mit in hervorragender Weise zur Herstellung  von Dauermagneten aus     zerkleinertem    Dauer  magnetwerkstoff geeignet, da die     Remanenz     und der     Kurvenfüllfaktor    in     einer    Weise  verändert sind, die dem durch das Zusam  menpressen einzelner kleiner Teilchen hervor  gerufenen Absinken dieser Werte wirksam       entgegengerichtet    ist.

   Demgegenüber fällt  der bewusste Verzicht auf einen gewissen Be  trag der maximal erreichbaren     Koerzitivkraft     nicht ins     Gewicht.     



  Im nachfolgenden werden einige Aus  führungsbeispiele für das Verfahren gemäss  der Erfindung beschrieben;      1. Bei Verwendung eines normalen     Ko-          baltstahls    mit etwa folgender Zusammen  setzung:  1 % Kohlenstoff  5 % Chrom  5 % Wolfram  1 %     Molybdän     <B>35%</B> Kobalt  zur Herstellung eines gepressten Magnetes  zeigt der fertige     Magnetkörper    ohne     Anwen-          dung    der     Wärmebehandlung    gemäss der Er  findung folgende Werte:

    
EMI0004.0008     
  
    Remanenz <SEP> 5600-6400 <SEP> Gauss
<tb>  Koerzitivkraft <SEP> 230- <SEP> 270 <SEP> Oersted
<tb>  Kurvenfüllfaktor <SEP> 17 <SEP> = <SEP> 0,30
<tb>  Spez. <SEP> Energieinhalt <SEP> 18000 <SEP> Erg/em'.            Wenn    die gleiche     Legierung    vor der Her  stellung der endgültigen Magnetform von       930-960'    in Wasser, wässerigen Lösungen  oder Kältemischungen abgeschreckt     wird,          zeigt    der fertige     Pressmagnet    folgende Werte:

    
EMI0004.0015     
  
    Remänenz <SEP> 7000-7300 <SEP> Gauss
<tb>  Koerzitivkraft <SEP> 190- <SEP> 230 <SEP> Oersted
<tb>  Kurvenfüllfaktor <SEP> ii <SEP> = <SEP> 0,35
<tb>  Spez. <SEP> Energieinhalt <SEP> 21000 <SEP> Erg/em'.       2.     Eine        aushärtbare        Nickel-Aluminium-          Eisen-Magnetlegierung    mit  22-25 % Nickel  10-14 % Aluminium  ergibt ohne     Wärmebehandlung    gemäss der  Erfindung einen     Pressmagneten    mit folgen  den Werten:  
EMI0004.0022     
  
    Remanenz <SEP> 3800-4000 <SEP> Gauss
<tb>  Koerzitivkraft <SEP> 420- <SEP> 500 <SEP> Oersted
<tb>  Kurvenfüllfaktor <SEP> 71 <SEP> = <SEP> 0,27
<tb>  Spez. <SEP> Energieinhalt <SEP> 19000 <SEP> Erg/em'.

         Wendet man bei der gleichen Legierung vor  der Herstellung des     Pressmagnetes    folgende       Wärmebehandlung    an: Abschrecken von  1250 bis<B>1325',</B> d. i. etwa die oberste Grenze  des     Mischkristallgebietes,    in Wasser, wässe  rigen Lösungen und nachfolgendes Anlassen  auf 625 bis<B>700'</B> während Stunde, so  zeigt der     Pressmagnet    folgende Werte:  
EMI0004.0027     
  
    Remanenz <SEP> 5700-6200 <SEP> Gauss
<tb>  Koerzitivkraft <SEP> 250- <SEP> 300 <SEP> Oersted
<tb>  Kurvenfüllfaktor <SEP> = <SEP> 0,36
<tb>  Spez. <SEP> Energieinhalt <SEP> 23500 <SEP> Erg/em'.       3.

   Bei Verwendung einer     aushärtbaren     Nickel - Aluminium - Eisen - Legierung mit  Kupfer- und     Kobaltzusätzen    etwa folgender  Zusammensetzung  24-27 % Nickel  10-14 %     Aluminium     4- 6 % Kupfer  4- 6 % Kobalt  ohne eine Wärmebehandlung gemäss der Er  findung zur Herstellung von     Pressmagneten     hat der fertige     Pressmagnet    folgende Güte  ziffern.  
EMI0004.0033     
  
    Remanenz <SEP> 3500-4000 <SEP> Gauss
<tb>  Koerzitivkraft <SEP> 600- <SEP> 700 <SEP> Oersted
<tb>  Kurvenfüllfaktor <SEP> 71 <SEP> = <SEP> 0,26
<tb>  Spez. <SEP> Energieinhalt <SEP> 25000 <SEP> Erg/em'.

         Bei Anwendung einer Wärmebehandlung ge  mäss der Erfindung dagegen, nämlich nach  Abschrecken von 1250 bis<B>1325'</B> in Wasser,  wässerigen Lösungen, Kältemischungen, not  falls auch in eisgekühltem<B>01</B> und nach  folgendem Anlassen auf 625-700  während       1/2-1    Stunde ergeben sich für den fertigen       Pressmagneten    folgende Werte:  
EMI0004.0036     
  
    Remanenz <SEP> 4900-5600 <SEP> Gauss
<tb>  Koerzitivkraft <SEP> 325- <SEP> 375 <SEP> Oersted
<tb>  Kurvenfüllfaktor <SEP> q <SEP> = <SEP> 0,37
<tb>  Spez. <SEP> Energieinhalt <SEP> 27000 <SEP> Erg/em'.

         Es ist ersichtlich, dass sowohl bei den     aus-          härtbaren        Legierungen,    als auch bei den  Legierungen, die der     Kohlenstoff-Stahlhär-          tung        unterliegen,    eine wesentliche Verbesse  rung des     Kurvenfüllfaktors    und eine wesent  liche Steigerung des Energieinhaltes durch  die     Wärmebehandlung    gemäss der     Erfindung     hervorgerufen wird.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Dauer magneten aus zerkleinertem Werkstoff, da durch gekennzeichnet, dass der Dauermagnet- werkstoff einer ein schroffes Abschrecken einschliessenden Wärmebehandlung unterwor fen wird, durch die eine Erhöhung der Rema- nenz und des Kurvenfüllfaktors EMI0005.0006 der Entmagnetisierungskurve erreicht wird. UNTERANSPRüCHE I.
    Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein der Kohlenstoff stahlhärtung unterliegender Werkstoff auf eine Temperatur zwischen 875 und <B>975'</B> C gebracht und unter Anwendung schroffer Abschreckmittel rasch abgekühlt wird. ?. Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der der Kohlenstoffstahlhärtung unterliegende Werkstoff nach der schrof fen Abkühlung auf 100 bis 200' angelas sen wird. 3. Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das schroffe Abschreckmittel eine wässerige Lösung ist. 4.
    Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das schroffe Abschreckmittel Wasser ist. 5. Verfahren nach Patentanspruch und rn- teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das schroffe Abschreckmittel eine Kältemischung ist. 6. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein aushärtbarer )Verkstoff auf eine Temperatur an der obern Grenze des Gebietes der llisch- kristallbildung gebracht und unter An wendung schroffer Abschreckmittel rasch abgekühlt und alsdann angelassen wird. 7.
    Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das schroffe Abschreckmittel eine wässerige Lösung ist. B. Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das schroffe Absehreckmittel Wasser Ist. 9. Verfahren nach, Patentanspruch und Un teranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das schroffe Abschreckmittel eine Kältemischung ist.
CH194856D 1935-11-28 1936-10-10 Verfahren zur Herstellung von Dauermagneten aus zerkleinertem Werkstoff. CH194856A (de)

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