CH198198A - Permanent magnet alloy. - Google Patents

Permanent magnet alloy.

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CH198198A
CH198198A CH198198DA CH198198A CH 198198 A CH198198 A CH 198198A CH 198198D A CH198198D A CH 198198DA CH 198198 A CH198198 A CH 198198A
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CH
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sep
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nickel
alloy
cobalt
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German (de)
Inventor
Aktiengesellschaft Siem Halske
Original Assignee
Siemens Ag
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Description

  

      Dauermagnet-Legierung.       Die     Erfindung    bezieht sich auf     Legierun-          gen    für     Dauermagnete    mit hoher     Koerzitiv-          lcraft    und     Remanenz.     



  Es ist in den letzten Jahren gelungen,  hochwertige Dauermagnete aus     aluminium-          oder        titanhaltigen        Eisen-Nickel-    und     Eisen-          Nickel    - Kobalt -     Legierungen    herzustellen.  Diese     Materialien        sind    aber im     wesentlichen     nur hochwertig in bezug auf die magne  tischen Eigenschaften. Sie führen zu Schwie  rigkeiten in Fällen, wo es ausserdem auf an  dere Eigenschaften ankommt.

   Die Magnete  aus solchen Legierungen sind nämlich schwer       bearbeitbar;    sie     können    im allgemeinen nur  durch Schleifen bearbeitet werden, nicht aber  mit Bohrern und     andern        Schneidwerkzeugen.     Daher     muss    man die endgültige Form durch  Giessen erzeugen.

   Die Legierungen haben  ferner ein grobes Gefüge: Sie neigen zur  Bildung von Rissen und     Lunkern.    Darauf  ist es zurückzuführen, dass man häufig an  den     fertigen    Magneten nicht die gleichen    günstigen Eigenschaften erzielt, die man im  Laboratorium an     riss-    und     lunkerfreien        Stük-          ken    erreicht hat.

       Die,-Festigkeit    und Zähig  keit der     erwähnten    Legierungen ist verhält  nismässig     gering,    so dass man sie kaum be  nutzen kann für mechanisch hoch bean  spruchte     Magnete,    zum     Beispiel    umlaufende  Polräder     elektrischer    Maschinen oder     für     andere Magnete, die während ihrer Verwen  dung starken oder andauernden Erschütterun  gen ausgesetzt sind.  



  Es sind schon Legierungen für Dauer  magnete bekannt geworden, die durch Schnei  den, Bohrer und andere materialbeseitigende  Werkzeuge bearbeitet werden     können    und  auch eine höhere Festigkeit und     Zähigkeit     haben als die obengenannten     aluminium-    oder       titanhaltigen    Legierungen.

   Jedoch waren  die magnetischen Eigenschaften, insbesondere  die     Remanenz    und     Koerzitivkraft    der be  kannten     bearbeitbaren    Legierungen erheb  lich     schlechter.         Gegenstand der vorliegenden Erfindung  ist eine     Dauermagnetlegierung,    die sich durch  besonders gute magnetische Eigenschaften  auszeichnet und dabei hinsichtlich der oben  erwähnten andern Eigenschaften vorteilhaf  ter ist als die     aluminium-    und     titanhaltigen     Nickelstähle und     Kobalt-Nickel-Stähle.     



  Diese     Dauermagnetlegierung    ist dadurch  gekennzeichnet, dass sie 5 bis<B>70%</B> Kobalt, 10  bis 50 % Nickel und 20 bis 85 % Kupfer ent  hält.  



  Mit solchen Legierungen lassen sich  ausserordentlich hohe Werte der     Koerzitiv-          kraft    und     Remanenz    erreichen. Je nach der       Zusammensetzung    erzielt man für die     Koer-          zitivkraft    Werte bis etwa 1000     0e    und für  die     Remanenz    Werte bis zu etwa 8000 Gauss.  Bei einigen Zusammensetzungen erreichen  auch beide Eigenschaften zugleich bisher un  erreichte hohe Werte. Dabei zeigen die Mag  nete eine hohe Stabilität gegen thermische  Einflüsse und gegen Erschütterungen.

   Sie  haben ferner eine hohe Festigkeit und Zähig  keit und     neigen    in erheblich geringerem Masse  zur Bildung von Rissen oder     Lunkern    als die  bisher bekannten hochwertigen Magnetlegie  rungen. Die Legierungen gemäss der Erfin  dung sind     ferner    gut     bearbeitbar,    z. B. durch  Drehen, Fräsen, Feilen, Bohren und Schnei  den.  



  Besonders günstige Ergebnisse in mag  netischer Hinsicht werden mit Legierungen  erzielt, die 15 bis<B>35%</B> Nickel, 20 bis 65  Kupfer und 15 bis     65%    Kobalt enthalten.  



  Ausser den Metallen Kupfer, Nickel und  Kobalt können die Legierungen noch andere  Elemente enthalten. So kann ein Teil des Ge  haltes an Nickel und Kobalt durch Eisen er  setzt werden. Durch den Eisenzusatz wird    im allgemeinen die     Remanenz    erhöht und die       Koerzitivkraft    erniedrigt. Die     Bearbeitbar-          keit    wird durch den Eisengehalt verbessert.  Man gelangt daher bei einem Gehalt an Eisen  in der Höhe von etwa 5 oder 10 % ebenfalls  zu wertvollen Dauermagneten. Bei zu hohem  Eisengehalt sinkt jedoch die magnetische  Güteziffer. Daher sollte ein eventueller Ei  sengehalt unter 30 % des Gesamtgewichtes  der Legierung bleiben.

   Die Legierungen  können ferner andere Metalle wie Mangan  oder Chrom enthalten, ferner auch Spuren  von     Metalloiden,    zum Beispiel von Silizium.  Der Gesamtgehalt an diesen weiter genann  ten Stoffen liegt zweckmässig unter 5 % der  Gesamtmenge. Bei Anwendung von Mangan  soll der Gehalt an diesem Metall unter 2  betragen.  



  Die Legierungen gemäss der Erfindung  haben nach dem Giessen bereits günstige mag  netische     Eigenschaften.    Diese Eigenschaften  lassen sich jedoch durch eine Wärmebehand  lung wesentlich verbessern. Als besonders  geeignet hat sich ein mehrstündiges Glühen  bei Temperaturen über 950   C, insbesondere  zwischen 1000   C und dem Schmelzpunkt er  wiesen. Nach dem Glühen werden die Le  gierungen abgekühlt. Die günstigste Ab  kühlgeschwindigkeit ist abhängig von der  Zusammensetzung und davon, ob eine höhere       Koerzitivkraft    oder eine höhere     Remanenz     bevorzugt wird. Besonders vorteilhaft ist es,  die Legierungen nach dem Glühen abzu  schrecken und sie anschliessend bei Tempera  turen von 500 bis 750  C anzulassen.  



  Einzelheiten bezüglich der Zusammen  setzung und der Wärmebehandlung sind im  Anschluss an folgende Tabelle näher beschrie  ben.    
EMI0003.0001     
  
    Leg. <SEP> Nr. <SEP> % <SEP> Cu <SEP> ,% <SEP> Ni <SEP> % <SEP> Co <SEP> Br <SEP> JH. <SEP> Br <SEP> . <SEP> JH, <SEP> . <SEP> 10-5
<tb>  1 <SEP> 60 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 1600 <SEP> 160 <SEP> 2,6
<tb>  2 <SEP> 60 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 2100 <SEP> 930 <SEP> <B>1</B>9,5
<tb>  3 <SEP> 40 <SEP> 20 <SEP> 40 <SEP> 4960 <SEP> 440 <SEP> 21,9
<tb>  4 <SEP> 21 <SEP> 20 <SEP> 59 <SEP> 7930 <SEP> 110 <SEP> 8,5
<tb>  5 <SEP> 30 <SEP> 20 <SEP> 50 <SEP> 6300 <SEP> 300 <SEP> 18,9
<tb>  6 <SEP> 34 <SEP> 23 <SEP> 43 <SEP> 5340 <SEP> 373 <SEP> 19,9
<tb>  7 <SEP> 37 <SEP> 25 <SEP> 38 <SEP> 4600 <SEP> 500 <SEP> 23,0
<tb>  8 <SEP> 37,5 <SEP> 25 <SEP> <B>3715</B> <SEP> 4000 <SEP> 520 <SEP> 20,

  8
<tb>  9 <SEP> 45 <SEP> 25 <SEP> 30 <SEP> 3400 <SEP> 710 <SEP> 24,1
<tb>  10 <SEP> 50 <SEP> 25 <SEP> 25 <SEP> 3300 <SEP> 760 <SEP> 25,4
<tb>  11 <SEP> 50 <SEP> 30 <SEP> 20 <SEP> 3200 <SEP> 670 <SEP> 21,5
<tb>  12 <SEP> 32 <SEP> 35 <SEP> 33 <SEP> 4540 <SEP> 460 <SEP> 21,8
<tb>  13 <SEP> 35 <SEP> 40 <SEP> 25 <SEP> 3480 <SEP> 410 <SEP> 14a3            In    dieser Tabelle enthalten die Spalten 2,  3 und 4 die Gehalte an Kupfer, Nickel und  Kobalt. Spalte 5 gibt die Werte der Re  manenz     B,    und Spalte 6 die Werte der       Koerzitivkraft        JH,    an.

   Die     Spalte    7 enthält  die Produkte     aus    den Werten der Spalten 5       und    6     @        multipliziert        mit        10-5.    (Mit     JH,    ist  die     Koerzitivkraft    bei einer     Magnetisierung     J = 0 bezeichnet, im Gegensatz     zum    Wert       BH,    =     Koerzitivkraft    bei einer     Induktion     F = O).  



  Die Legierung 1 wurde als     Kokillenguss     ohne nachfolgende thermische Behandlung  untersucht und lieferte für     B,        einen    Wert  von 1600 und für     H,;    einen Wert von 160.  Die gleiche     Legierung        wurde    nun bei 1050   C  geglüht, dann in 01 abgeschreckt und schliess  lich zwei Stunden bei<B>650'</B> C angelassen. Es  ergaben sich die Werte der mit Nr.     2-bezeich-          neten    Legierung. Man erkennt, dass die       Koerzitivkraft    den besonders hohen Wert von  930 erreicht hat.  



       .Legierung    3 wurde bei 1150   C fünf       Stunden    lang geglüht, dann in 01 abge  schreckt und schliesslich vier     Stunden    bei  <B>650'</B> C     angelassen.     



  Die     Legierungen    4, 5 und 10 wurden bei  1050   C geglüht und in 01 abgeschreckt,  dann während sechs Stunden bei<B>650'</B> C  angelassen. Hierbei ergaben sich je nach der  Zusammensetzung besonders günstige Werte  für die     Koerzitivkraft        (Legierung        Nr.10)       öder für die     Remanenz    (Legierung     Nr.4).     Es sind auch Legierungen angegeben, bei  denen beide Werte hoch sind, z.

   B. bei den  Legierungen Nr. 7 und 8:  Die     Legierung        Ni.    6 wurde     fünf        Stunden     bei<B>1150'</B> C geglüht; in 01 abgeschreckt und       fünf        Stunden    bei<B>650'</B> C angelassen.

   Die  Legierungen Nr. 7     und    8     wurden    zehn Stun  den bei<B>1100'</B> C geglüht und nach dem Ab  schrecken in 01 während 16     Stunden    bei  <B>650'</B> C angelassen.     "Legierung    Nr. 9 'wurde  10     Stunden    bei<B>1100'</B> C geglüht,     in    01 ab  geschreckt und 32 Stunden     bei"   <B>600'</B>     C-    an  gelassen. Die Legierungen 11 und 12     wurden     nach einem zehnstündigen Glühen bei  <B>1100'</B> C in 01 abgeschreckt und 60     Stunden     lang auf<B>600'</B> C gehalten.

   Die Legierung  13 wurde fünf Stunden bei<B>1150'</B> geglüht  und nach dem Abschrecken in 01 vier Stun  den bei 650   angelassen.  



  Für die Wärmebehandlung gilt im all  gemeinen, dass die für das Glühen öder Anlas  sen benötigte Zeit     umso    kürzer sein kann, je  höher der Wert der verwendeten Temperatur  ist. Werden die Legierungen nach dem Glü  hen und Abkühlen oder Abschrecken an  gelassen - was bei den     meisten    obengenann  ten Beispielen zutrifft - so steigt die mag  netische Härte     (Koerzitivkraft)    stark an,  z.

   B. bis auf den     10fachen    Wert und höher;  während die mechanische Härte sich im we  sentlich geringeren     Masse'    ändert, im all-      gemeinen nur etwa 5 bis 10     %.    Bei den in  der Tabelle erwähnten Legierungen wurden  nach dem Giessen, Glühen und Abschrecken       mechanische    Härten von 160 bis 200     Brinell-          einheiten    gemessen.

   Nach dem Anlassen be  trugen die Härten 180 bis 220     Brinellein-          heiten.    Diese geringe Steigerung der me  chanischen Härte bei gleichzeitig starker Er  höhung der     Koerzitivkraft    hat einen wei  teren Vorteil der Legierungen gegenüber den  bisher bekannten Dauermagneten hoher       Koerzitivkraft    und     Remanenz    zur Folge.  Man kann nämlich die Legierungen gemäss  der Erfindung nicht nur vor der Wärme  behandlung bearbeiten und in ihre endgültige  Gestalt bringen, sondern man kann auch zu  nächst die magnetischen Eigenschaften durch  eine Wärmebehandlung verbessern und erst  später die endgültige Bearbeitung vornehmen.

    Bei den     martensitischen    Magnetstählen ist  eine derartige Herstellungsweise nicht mög  lich. Hier kann das Härten erst nach dem  Bearbeiten vorgenommen werden. Dabei  können sich die Magnete, insbesondere wenn  es sich um     verwickelte    Formen handelt, ver  ziehen. Bei Magneten nach der Erfindung  kann ein derartiger Nachteil vollständig ver  mieden werden.  



  Die Legierungen gemäss der Erfindung  zeichnen sich ferner durch eine hohe magne  tische Stabilität aus. Als Beispiel dafür seien  einige nähere Angaben zu den Legierungen  Nr. 8 und 9 gemacht. Die Zusammensetzung  und Wärmebehandlung beider Legierungen  ist bereits oben erwähnt. Bei Legierung  Nr. 8     betrug        (BH)m",.,    =<B>591000.</B> Bei einer  Induktion B = 2400 betrug die reversible       Permeabilität,ur    = 3,8. Bei B = 3200 war       ,Ur    = 3,6. Die Werte für     ,ur    sind also sehr  klein. Bei der Legierung Nr. 9 war     (BH)ma     = 690 000. Bei einer Induktion von B  = 2000 betrug Ar = 2,9 und bei B = 2600  betrug     ,ur    =b2,8.

   Die besonders kleinen Werte  der reversiblen     Permeabilität,    die zum Teil  unterhalb der bisher an hochwertigen Mag  netlegierungen überhaupt erreichten Werte  liegen, zeigen, dass die magnetische Stabili  tät bei verhältnismässig hohen Werten der         Remanenz    ausserordentlich gross ist. Die  Magnete sind daher weitgehend unempfind  lich gegen den Einfluss     entmagnetisierender     Felder.  



  Magnetlegierungen gemäss der Erfindung  haben ferner eine hohe thermische Stabilität.  Das ist darauf zurückzuführen, dass die Le  gierungen keinen     martensitischen    Charakter  und dabei einen hohen     Curie-Punkt    (700 bis  900   C) haben. Die magnetischen Eigen  schaften sind daher ziemlich unempfindlich  gegen thermische Einflüsse, Erhitzungen bis  über 500 C werden ertragen ohne Schaden  für die magnetischen Eigenschaften. Infolge  des stabilen Gefüges sind die Legierungen  ferner äusserst unempfindlich gegen Erschüt  terungen.  



  Für manche Zwecke der Elektrotechnik  kommt es bei Dauermagneten nicht so sehr  auf die höchsten Werte der     Koerzitivkraft     an als vielmehr auf eine möglichst grosse Re  manenz. Hier bieten Legierungen gemäss der  Erfindung zum ersten Male die Möglichkeit,  hohe     Remanenzen    zusammen mit dem Vorteil  einer guten     Bearbeitbarkeit    zu erreichen. Für  diese speziellen Anwendungen verwendet  man vorteilhaft Legierungen aus einem Ge  biet, das durch folgende Zusammensetzungen  begrenzt ist: 20 bis 35     %    Kupfer, 10 bis  <B>35%</B> Nickel und 35 bis 40% Kobalt. Die       Remanenz    kann dabei durch einen Zusatz von  Eisen gesteigert werden.  



  Für andere Zwecke der Elektrotechnik  kommt es dagegen mehr auf hohe Werte der       Koerzitivkraft    an, wobei ebenfalls eine gute       Bearheitbarkeit    und Festigkeit gefordert  wird. Für derartige spezielle Verwendungs  zwecke eignen sich besonders Legierungen,  die im folgenden Gebiet liegen: 40 bis 65  Kupfer, 15 bis 30 % Nickel und 15 bis 35  Kobalt.  



  Magnetlegierungen gemäss der Erfindung  können mit Vorteil angewandt werden für  Elektrizitätszähler,     Drehspul    - Galvanometer,  Oszillographen, polarisierte Relais, Motoren,  Generatoren, Tourenzähler, Zünd- und andere  Induktoren, elektromagnetische und elektro  dynamische Telephone, Lautsprecher und      Mikrophone,     magnetische    Kupplungen für  die     Mess-    und Steuertechnik, umlaufende  Magnete für Zeichengeber der Signaltechnik,  ferner für     Blasmagnete    und     Kompassmagnete.     



  Ein     wichtiges    Anwendungsgebiet sind  Polräder für elektrische     Maschinen    und Ap  parate, ferner auch Magnete für die Signal  technik, z. B. Magnete an Eisenbahnen und  andern Stellen, wo es auf eine hohe Stabili  tät gegen     Erschütterungen    ankommt.  



  Während die     bekannten        Aluminium-          Nickel-Eisen-,    insbesondere     Nickel-Eisen-          Titan-,        Eisen-Kobalt-Molybdän-,        Eisen-Ko-          balt-Wolfram-    und ähnliche Dauermagnet  legierungen ein     raumzentriert-kubisches    Git  ter     haben,    haben die Legierungen gemäss der  Erfindung ein kubisch - flächenzentriertes       bezw.        hexagonales    Gitter.



      Permanent magnet alloy. The invention relates to alloys for permanent magnets with high coercivity and remanence.



  In recent years, it has been possible to manufacture high-quality permanent magnets from aluminum or titanium-containing iron-nickel and iron-nickel-cobalt alloys. However, these materials are essentially only of high quality in terms of their magnetic properties. They lead to difficulties in cases where other properties are also important.

   The magnets made of such alloys are difficult to machine; they can generally only be machined by grinding, but not with drills and other cutting tools. Therefore one has to create the final shape by casting.

   The alloys also have a coarse structure: They tend to form cracks and cavities. It is due to this that the finished magnets often do not achieve the same favorable properties as those achieved in the laboratory on pieces free of cracks and voids.

       The strength and toughness of the alloys mentioned is relatively low, so that they can hardly be used for mechanically highly stressed magnets, for example rotating pole wheels of electrical machines or for other magnets that generate strong or persistent vibrations during their use genes are exposed.



  Alloys have already become known for permanent magnets that can be processed by cutting, drills and other material removing tools and also have a higher strength and toughness than the above-mentioned aluminum or titanium-containing alloys.

   However, the magnetic properties, especially the remanence and coercive force of the known machinable alloys were considerably worse. The subject of the present invention is a permanent magnet alloy which is characterized by particularly good magnetic properties and is more advantageous with regard to the other properties mentioned above than the aluminum and titanium-containing nickel steels and cobalt-nickel steels.



  This permanent magnet alloy is characterized in that it contains 5 to <B> 70% </B> cobalt, 10 to 50% nickel and 20 to 85% copper.



  With such alloys, extraordinarily high values of coercive force and remanence can be achieved. Depending on the composition, values of up to about 1000 0e are achieved for the coercive force and values of up to about 8000 Gauss for the remanence. With some compositions, both properties also reach high values that have not been achieved before. The magnets show a high level of stability against thermal influences and against vibrations.

   They also have high strength and toughness and tend to form cracks or cavities to a much lesser extent than the previously known high-quality magnetic alloy ments. The alloys according to the invention are also easily machinable, for. B. by turning, milling, filing, drilling and cutting the.



  Particularly favorable magnetic results are achieved with alloys that contain 15 to 35% nickel, 20 to 65% copper and 15 to 65% cobalt.



  In addition to the metals copper, nickel and cobalt, the alloys can also contain other elements. For example, some of the nickel and cobalt content can be replaced by iron. The addition of iron generally increases the remanence and decreases the coercive force. The machinability is improved by the iron content. With an iron content of about 5 or 10%, valuable permanent magnets are also obtained. However, if the iron content is too high, the magnetic figure of merit drops. Any iron content should therefore remain below 30% of the total weight of the alloy.

   The alloys can also contain other metals such as manganese or chromium, and also traces of metalloids, for example silicon. The total content of these additional substances is expediently less than 5% of the total amount. When using manganese, the content of this metal should be less than 2.



  The alloys according to the invention already have favorable magnetic properties after casting. However, these properties can be significantly improved by heat treatment. Annealing for several hours at temperatures above 950 C, in particular between 1000 C and the melting point, has proven to be particularly suitable. After annealing, the alloys are cooled down. The most favorable cooling rate depends on the composition and on whether a higher coercive force or a higher remanence is preferred. It is particularly advantageous to quench the alloys after annealing and then temper them at temperatures of 500 to 750 C.



  Details regarding the composition and the heat treatment are described in more detail in the following table.
EMI0003.0001
  
    Leg. <SEP> No. <SEP>% <SEP> Cu <SEP>,% <SEP> Ni <SEP>% <SEP> Co <SEP> Br <SEP> JH. <SEP> Br <SEP>. <SEP> JH, <SEP>. <SEP> 10-5
<tb> 1 <SEP> 60 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 1600 <SEP> 160 <SEP> 2.6
<tb> 2 <SEP> 60 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 2100 <SEP> 930 <SEP> <B> 1 </B> 9.5
<tb> 3 <SEP> 40 <SEP> 20 <SEP> 40 <SEP> 4960 <SEP> 440 <SEP> 21.9
<tb> 4 <SEP> 21 <SEP> 20 <SEP> 59 <SEP> 7930 <SEP> 110 <SEP> 8.5
<tb> 5 <SEP> 30 <SEP> 20 <SEP> 50 <SEP> 6300 <SEP> 300 <SEP> 18.9
<tb> 6 <SEP> 34 <SEP> 23 <SEP> 43 <SEP> 5340 <SEP> 373 <SEP> 19.9
<tb> 7 <SEP> 37 <SEP> 25 <SEP> 38 <SEP> 4600 <SEP> 500 <SEP> 23.0
<tb> 8 <SEP> 37.5 <SEP> 25 <SEP> <B> 3715 </B> <SEP> 4000 <SEP> 520 <SEP> 20,

  8th
<tb> 9 <SEP> 45 <SEP> 25 <SEP> 30 <SEP> 3400 <SEP> 710 <SEP> 24.1
<tb> 10 <SEP> 50 <SEP> 25 <SEP> 25 <SEP> 3300 <SEP> 760 <SEP> 25.4
<tb> 11 <SEP> 50 <SEP> 30 <SEP> 20 <SEP> 3200 <SEP> 670 <SEP> 21.5
<tb> 12 <SEP> 32 <SEP> 35 <SEP> 33 <SEP> 4540 <SEP> 460 <SEP> 21.8
<tb> 13 <SEP> 35 <SEP> 40 <SEP> 25 <SEP> 3480 <SEP> 410 <SEP> 14a3 In this table, columns 2, 3 and 4 contain the copper, nickel and cobalt contents. Column 5 gives the values of the remanence B, and column 6 the values of the coercive force JH.

   Column 7 contains the products of the values in columns 5 and 6 @ multiplied by 10-5. (JH, the coercive force with a magnetization J = 0, in contrast to the value BH, = coercive force with an induction F = O).



  Alloy 1 was tested as a permanent mold casting without subsequent thermal treatment and gave a value of 1600 for B, and of H,; a value of 160. The same alloy was then annealed at 1050 C, then quenched in 01 and finally tempered at <B> 650 '</B> C for two hours. The results were the values of the alloy designated No. 2. It can be seen that the coercive force has reached the particularly high value of 930.



       Alloy 3 was annealed at 1150 C for five hours, then quenched in 01 and finally tempered for four hours at <B> 650 '</B> C.



  Alloys 4, 5 and 10 were annealed at 1050 C and quenched in 01, then tempered at 650 C for six hours. Depending on the composition, this resulted in particularly favorable values for the coercive force (alloy No. 10) or for the remanence (alloy No. 4). Alloys are also indicated where both values are high, e.g.

   B. Alloys No. 7 and 8: The alloy Ni. 6 was annealed at <B> 1150 '</B> C for five hours; Quenched in 01 and tempered at <B> 650 '</B> C for five hours.

   Alloys 7 and 8 were annealed for ten hours at <B> 1100 '</B> C and, after quenching, tempered in 01 for 16 hours at <B> 650' </B> C. "Alloy No. 9 'was annealed for 10 hours at <B> 1100' </B> C, quenched in 01 and left on for 32 hours at" <B> 600 '</B> C-. The alloys 11 and 12 were quenched after ten hours of annealing at <B> 1100 '</B> C in 01 and held at <B> 600' </B> C for 60 hours.

   Alloy 13 was annealed at 1150 for five hours and tempered at 650 for four hours after quenching.



  For heat treatment, the general rule is that the time required for annealing or tempering can be shorter, the higher the temperature used. If the alloys are left on after annealing and cooling or quenching - which applies to most of the above-mentioned examples - the magnetic hardness (coercive force) increases sharply, e.g.

   B. up to 10 times the value and higher; while the mechanical hardness changes to a much lesser extent, generally only about 5 to 10%. For the alloys mentioned in the table, mechanical hardnesses of 160 to 200 Brinell units were measured after casting, annealing and quenching.

   After tempering, the hardness was 180 to 220 Brinel units. This slight increase in the mechanical hardness with a simultaneous strong increase in the coercive force results in a further advantage of the alloys over the previously known permanent magnets of high coercive force and remanence. Namely, you can not only edit the alloys according to the invention before the heat treatment and bring them into their final shape, but you can also first improve the magnetic properties by a heat treatment and only later make the final machining.

    In the case of martensitic magnetic steels, such a production method is not possible, please include. Here hardening can only be carried out after processing. The magnets, especially when it comes to intricate shapes, can pull one another. In magnets according to the invention, such a disadvantage can be completely avoided.



  The alloys according to the invention are also characterized by a high level of magnetic stability. As an example, some details on alloys no. 8 and 9 are given. The composition and heat treatment of both alloys has already been mentioned above. For alloy no. 8 (BH) was m ",., = <B> 591000. </B> At an induction B = 2400, the reversible permeability was, ur = 3.8. At B = 3200, Ur = 3 , 6. The values for, ur are very small. For alloy No. 9, (BH) ma = 690,000. With an induction of B = 2000, Ar = 2.9 and with B = 2600, ur = b2.8.

   The particularly small values of the reversible permeability, some of which are below the values previously achieved in high-quality magnetic alloys, show that the magnetic stability is extraordinarily high with relatively high values of remanence. The magnets are therefore largely insensitive to the influence of demagnetizing fields.



  Magnet alloys according to the invention also have high thermal stability. This is due to the fact that the alloys do not have a martensitic character and have a high Curie point (700 to 900 C). The magnetic properties are therefore quite insensitive to thermal influences, heats up to over 500 C can be endured without damage to the magnetic properties. As a result of the stable structure, the alloys are also extremely insensitive to vibrations.



  For some purposes in electrical engineering, permanent magnets do not depend so much on the highest values of the coercive force as on the greatest possible remanence. Here, alloys according to the invention offer for the first time the possibility of achieving high remanences together with the advantage of good machinability. For these special applications it is advantageous to use alloys from a Ge area which is limited by the following compositions: 20 to 35% copper, 10 to 35% nickel and 35 to 40% cobalt. The remanence can be increased by adding iron.



  For other purposes in electrical engineering, on the other hand, high values of the coercive force are more important, with good machinability and strength also being required. Alloys in the following areas are particularly suitable for such special uses: 40 to 65 copper, 15 to 30% nickel and 15 to 35% cobalt.



  Magnetic alloys according to the invention can be used with advantage for electricity meters, moving coil galvanometers, oscilloscopes, polarized relays, motors, generators, trip counters, ignition and other inductors, electromagnetic and electro-dynamic telephones, loudspeakers and microphones, magnetic couplings for measuring and Control technology, rotating magnets for signaling devices, as well as for blow magnets and compass magnets.



  An important area of application are pole wheels for electrical machines and Ap parate, also magnets for signal technology, z. B. Magnets on railways and other places where it depends on a high Stabili ity against vibrations.



  While the known aluminum-nickel-iron, in particular nickel-iron-titanium, iron-cobalt-molybdenum, iron-cobalt-tungsten and similar permanent magnet alloys have a body-centered cubic lattice, the alloys according to FIG Invention a cubic - face-centered respectively. hexagonal grid.

 

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE I. Dauermagnet-Legierung, dadurch ge kennzeichnet, dass sie 5 bis<B>70%</B> Kobalt, 10 bis 50 % Nickel und 20 bis 85 Kupfer enthält. II. Verfahren zur Herstellung einer Legie rung nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass der Werkstoff zu nächst bei Temperaturen zwischen 1000 C und dem Schmelzpunkt geglüht und dann abgekühlt wird. <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> 1. Legierung nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass sie aus 15 bis <B>65%</B> Kobalt, 15 bis <B>35%</B> Nickel und 20 bis<B>65_%</B> Kupfer besteht. 2. PATENT CLAIMS I. Permanent magnet alloy, characterized in that it contains 5 to <B> 70% </B> cobalt, 10 to 50% nickel and 20 to 85% copper. II. A method for producing an alloy according to patent claim I, characterized in that the material is first annealed at temperatures between 1000 C and the melting point and then cooled. <B> SUBClaims: </B> 1. Alloy according to patent claim I, characterized in that it consists of 15 to <B> 65% </B> cobalt, 15 to <B> 35% </B> nickel and 20 until <B> 65_% </B> consists of copper. 2. Legierung nach Patentanspruch I, mit hoher Koerzitivkraft, dadurch gekenn zeichnet, dass sie aus 15 bis 35 % Ko balt, 15 bis 30 % Nickel, 40 bis 65 Kupfer besteht. 3. Legierung nach Patentanspruch I, mit hoher Remanenz, dadurch gekennzeich net, dass sie aus 35 bis 70 % Kobalt, 10 bis 35 % Nickel und 20 bis 35 % Kupfer besteht. 4. Legierung nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass sie ausser Ko balt, Nickel und Kupfer noch bis zu 30 der Gesamtmenge Eisen enthält. 5. Legierung nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass sie noch bis zu 5 % der Gesamtmenge weitere Zusätze enthält. 6. Alloy according to patent claim I, with high coercive force, characterized in that it consists of 15 to 35% cobalt, 15 to 30% nickel, 40 to 65% copper. 3. Alloy according to patent claim I, with high remanence, characterized in that it consists of 35 to 70% cobalt, 10 to 35% nickel and 20 to 35% copper. 4. Alloy according to claim I, characterized in that it contains up to 30 of the total amount of iron in addition to Ko balt, nickel and copper. 5. Alloy according to claim I, characterized in that it still contains up to 5% of the total amount of further additives. 6th Legierung nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, da.ss sie noch bis zu 2 % Mangan enthält. 7. Verfahren nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass der Werkstoff zunächst bei Temperaturen zwischen 1.000 C und dem Schmelzpunkt geglüht, alsdann abgeschreckt und schliesslich bei Temperaturen von 500 bis 750 C wie der angelassen wird. Alloy according to patent claim I, characterized in that it still contains up to 2% manganese. 7. The method according to claim II, characterized in that the material is first annealed at temperatures between 1,000 C and the melting point, then quenched and finally tempered again at temperatures of 500 to 750 C.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE960768C (en) * 1951-08-07 1957-03-28 Dr Reinhard Straumann Components for clocks and apparatus
US7778436B2 (en) 2005-04-15 2010-08-17 Samsung Electronics Co., Ltd Vibration-sound generating device and yoke thereof

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