DE102013205435B4

DE102013205435B4 - Verfahren zum Herstellen eines Magneten

Info

Publication number: DE102013205435B4
Application number: DE102013205435.1A
Authority: DE
Inventors: Yucong Wang
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-04-04
Filing date: 2013-03-27
Publication date: 2019-09-26
Anticipated expiration: 2033-03-28
Also published as: JP2013219352A; CN103366940A; CN103366940B; US8728390B2; DE102013205435A1; US20130266471A1; JP5661843B2

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines Magneten (20), wobei das Verfahren umfasst, dass:eine Beschichtung auf einem Legierungspulver (10) mittels physikalischer Gasphasenabscheidung gebildet wird, um ein beschichtetes Pulver (14) zu bilden, wobei das Legierungspulver (10) Neodym, Eisen, Bor und andere Metalle umfasst, wobei die Beschichtung (12) eine Komponente (16) umfasst, die aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Dysprosium, Terbium, Eisen und Legierungen daraus besteht; undein Permanentmagnet (20) aus dem beschichteten Pulver (14) gebildet wird, wobei der Permanentmagnet (20) eine ungleichmäßige Verteilung von Dysprosium und/oder Terbium aufweist; dadurch gekennzeichnet , dass das Legierungspulver (10) während der Bildung der Beschichtung auf einem das Legierungspulver (10) transportierenden Transportband (32) zum Vibrieren gebracht wird.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Magneten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie der Art nach im Wesentlichen aus der EP 2 141 710 A1 bekannt.
HINTERGRUND
Permanentmagnete (PM) werden in verschiedensten Vorrichtungen einschließlich Elektrofahrmotoren für Hybrid- und Elektrofahrzeuge eingesetzt. Gesinterte Neodym-Eisen-Bor (Nd-Fe-B)-Permanentmagnete besitzen sehr gute magnetische Eigenschaften bei niedrigen Temperaturen. Infolge der niedrigen Curie-Temperatur der Nd₂Fe₁₄B-Phase in Nd-Fe-B-Permanentmagneten nehmen allerdings die magnetische Remanenz und die Eigenkoerzitivkraft mit erhöhter Temperatur schnell ab. Es ist bekannt, dass der Austausch von Dy gegen Nd oder Fe in Nd-Fe-B-Magneten Erhöhungen des anisotropen Feldes und der Eigenkoerzitivkraft und eine Herabsetzung der Sättigungsmagnetisierung zur Folge haben (C.S. Herget, Metal, Poed. Rep. V. 42, S. 438 (1987); W. Rodewald, J. Less-Common Met., V111, S. 77 (1985); und D. Plusa, J. J. Wystocki, Less-Common Met. V. 133, S. 231 (1987). Es ist allgemeine Praxis, die schweren SE-Metalle wie z. B. Dysprosium (Dy) oder Terbium (Tb) vor dem Schmelzen und Legieren in die gemischten Metalle hinzuzufügen. Allerdings sind Dy und Tb sehr selten und kostspielig. Schwere SE enthalten nur etwa 2-7 % Dy und nur ein kleiner Bruchteil von SE-Minen weltweit enthält schwere SE. Der Preis für Dy ist in letzter Zeit stark gestiegen. Tb, das benötigt wird, wenn höhere magnetische Eigenschaften erforderlich sind, als Dy bereitstellen kann, ist sogar noch kostspieliger als Dy.
Typische Magnete für Elektrofahrmotoren in Hybridfahrzeugen enthalten zwischen etwa 6 und 10 Gew.-% Dy, um den erforderlichen magnetischen Eigenschaften zu entsprechen. Herkömmliche Verfahren zum Herstellen von Magneten mit Dy oder Tb haben zur Folge, dass das Dy oder Tb in den Körnen und in den Phasen entlang der Korngrenzen innerhalb des Magneten verteilt wird. Nd-Fe-B-Permanentmagnete können mithilfe eines Pulvermetallurgieprozesses gefertigt werden, welcher das Schmelzen und den Bandguss, eine Wasserstoff-Dekrepitation (Hydrieren und Dehydrieren), das Pulverisieren (mittels Stickstoffstrahlvermahlen), das Sieben und das Mischen von Legierungspulvern für die gewünschte chemische Zusammensetzung beinhaltet. Ein typischer Pulvermetallurgieprozess ist folgender: Wiegen und Pressen unter einem Magnetfeld zur Pulverausrichtung (Vakuumfolieren), isostatisches Pressen, Sintern und Auslagern (z. B. etwa 5 bis 30 h bei etwa 500 °C bis 1100 °C im Vakuum) und die mechanische Bearbeitung zu Magnetstücken. Schließlich werden die Magnete einer Oberflächenbehandlung durch Phosphatieren, stromloses Überziehen mit Nickel (Ni), Epoxidbeschichten oder dergleichen unterzogen, falls erwünscht.
Die ideale Mikrostruktur für gesinterte Magnete auf Nd-Fe-B-Basis sind Fe₁₄Nd₂B-Körner, die durch die nicht-ferromagnetische Nd-reichen Phasen (einer eutektischen Matrix aus hauptsächlich Nd plus einige Fe₄Nd_1,1B₄ und Fe-Nd-Phasen, stabilisiert durch Verunreinigungen) völlig isoliert sind. Der Zusatz von Dy oder Tb führt zu der Bildung von ganz anderen ternären intergranularen Phasen auf der Basis von Fe, Nd und Dy oder Tb. Diese Phasen befinden sich in dem Korngrenzengebiet und an der Oberfläche der Fe₁₄Nd₂B-Körner.
Es werden mit Dy oder Tb (oder deren Legierungen) beschichtete Nd-Fe-B-Pulver verwendet, um den Magnet herzustellen, was eine ungleichmäßige Verteilung von Dy oder Tb in dem Magnet mikroskopisch zur Folge hat. Es kann z. B. die Menge an Dy und/oder Tb um etwa 20 % oder mehr verglichen mit herkömmlichen Prozessen oder etwa 30 % oder mehr oder etwa 40 % oder mehr oder etwa 50 % oder mehr oder etwa 60 % oder mehr oder etwa 70 % oder mehr oder etwa 80 % oder mehr oder etwa 90 % oder mehr abhängig von der relativen Menge zwischen Oberflächenpulver und Kernpulver und der Dy oder Ty-Konzentration in dem Oberflächenpulver, dem Sinterschema (welches die Diffusion von Dy oder Ty in die Masse von der Kornoberfläche beeinflusst) reduziert werden. Der Prozess beinhaltet das Beschichten des Pulvers auf Nd-Fe-B-Basis, um gesinterte Nd-Fe-B-Permanentmagnete mit Dy- oder Tb-Metallen oder -Legierungen herzustellen. Das Pulver auf Nd-Fe-B-Basis kann mittels physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD, vom engl. physical vapor deposition) beschichtet werden.
Es besteht demgemäß Bedarf an verbesserten Verfahren zum Herstellen von Permanentmagneten und insbesondere von Magneten auf Nd-Fe-B-Basis.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, diesem Bedarf gerecht zu werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst
In einer anderen Ausführungsform ist ein Verfahren zum Herstellen eines Permanentmagneten vorgesehen. Das Verfahren umfasst, dass ein Legierungspulver vorgesehen wird, welches Neodym, Eisen und Bor umfasst. Das Legierungspulver wird von einem Transportband auf einem hohem Niveau zu einem Transportband auf einem mittleren und dann zu einem Transportband auf einem niedrigen Niveau transportiert. Das Transportband auf einem mittleren Niveau wird zum Vibrieren gebracht, sodass auch das Legierungspulver zum Vibrieren gebracht wird. Es wird eine Beschichtung auf dem Legierungspulver mittels physikalischer Gasphasenabscheidung gebildet, um ein beschichtetes Pulver zu bilden. Die Beschichtung umfasst eine Komponente, die aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Dysprosium, Terbium, Eisen und anderen Metallen und Legierungen daraus besteht. Es wird ein Permanentmagnet aus dem beschichteten Pulver gebildet. Der Permanentmagnet weist bezeichnenderweise eine ungleichmäßige Verteilung von Dysprosium und/oder Terbium auf.
Figurenliste
Exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden aus der detaillierten Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, in denen:

1 ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines Permanentmagneten ist;
2 eine Veranschaulichung eines Substrats bereitstellt, welches linear in einer vertikalen Richtung zum Vibrieren gebracht wird;
3 eine Veranschaulichung eines Substrats bereitstellt, welches linear in einer horizontalen Richtung zum Vibrieren gebracht wird;
4 eine Veranschaulichung eines Substrats bereitstellt, welches linear in einer vertikalen Richtung zum Vibrieren gebracht wird und linear in zumindest einer horizontalen Richtung zum Vibrieren gebracht wird;
5 eine Veranschaulichung eines Substrats bereitstellt, welches kreisförmig zum Vibrieren gebracht wird und linear in einer vertikalen Richtung zum Vibrieren gebracht wird;
6 eine Veranschaulichung eines Substrats bereitstellt, welches entlang einer horizontalen Richtung zum Schwingen gebracht wird und linear entlang einer vertikalen Richtung zum Vibrieren gebracht wird; und
7 ein Schema ist, welches ein kontinuierliches Fertigungsverfahren zum Bilden eines Permanentmagneten veranschaulicht.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nunmehr wird im Detail Bezug auf zur Zeit bevorzugte Zusammensetzungen, Ausführungsformen und Verfahren der vorliegenden Erfindung genommen, welche die besten Arten, die Erfindung praktisch umzusetzen, darstellen, die den Erfindern derzeit bekannt sind. Die Fig. sind nicht unbedingt maßstabgetreu. Es ist jedoch einzusehen, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich beispielhaft für die Erfindung sind, die in verschiedenen und alternativen Formen ausgeführt sein kann. Daher sind hierin offenbarte Einzelheiten nicht als einschränkend, sondern rein als eine repräsentative Basis für jeden Aspekt der Erfindung und/oder als eine repräsentative Basis, um einem Fachmann zu vermitteln, wie er die vorliegende Erfindung auf verschiedene Weise einsetzen kann, zu betrachten.
Außer in den Beispielen, oder wo anderweitig ausdrücklich angegeben, sind alle numerischen Größen in dieser Beschreibung, die Mengen bzw. Beträge von Reaktions- und/oder Gebrauchsmaterial oder -bedingungen angeben, so zu verstehen, dass sie durch das Wort „etwa“ zur Beschreibung des Schutzumfanges im weitesten Sinne der Erfindung modifiziert sind. Die Praxis innerhalb der angegebenen numerischen Grenzen wird allgemein bevorzugt. Außerdem, wenn nicht ausdrücklich das Gegenteil angegeben wird: implizieren Prozent, „Teile von“ und Verhältniswerte pro Gewicht; die Beschreibung einer Gruppe oder Klasse von Materialien als geeignet oder bevorzugt für einen gegebenen Zweck in Verbindung mit der Erfindung, dass Mischungen aus zwei oder mehreren der Mitglieder der Gruppe oder Klasse gleichermaßen geeignet oder bevorzugt sind; die Beschreibung von Bestandteilen in chemischer Hinsicht bezieht sich auf die Bestandteile zum Zeitpunkt der Zugabe zu einer beliebigen Kombination, die in der Beschreibung angegeben ist, und schließt chemische Wechselwirkungen zwischen den Bestandteilen einer Mischung, sobald sie gemischt ist, nicht unbedingt aus; die erste Definition eines Akronyms oder einer anderen Abkürzung trifft auf alle nachfolgenden Verwendungen derselben Abkürzung hierin zu und trifft sinngemäß auf die normalen grammatikalischen Varianten der anfänglich definierten Abkürzung zu; und, wenn nicht ausdrücklich das Gegenteil angegeben wird, wird die Messung einer Eigenschaft durch dieselbe Technik bestimmt, wie zuvor oder später für dieselbe Eigenschaft angeführt.
Es sollte auch einzusehen sein, dass diese Erfindung nicht auf die spezifischen Ausführungsformen und Verfahren beschränkt ist, die unten stehend beschrieben sind, da spezifische Komponenten und/oder Bedingungen selbstverständlich variieren können. Des Weiteren wird die hierin verwendete Terminologie nur zum Zweck der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet, und soll in keiner Weise einschränkend sein.
Es ist auch anzumerken, dass, wie in der Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen verwendet, die Einzahlform „ein/e“ und „der/die/das“ die Mehrzahlformen umfassen, es sei denn, der Kontext bringt deutlich das Gegenteil zum Ausdruck. Zum Beispiel soll die Bezugnahme auf eine Komponente in der Einzahl eine Vielzahl von Komponenten umfassen.
Mit Bezugnahme auf 1 ist ein Flussdiagramm vorgesehen, welches ein Verfahren zum Herstellen eines Permanentmagneten veranschaulicht. Das Verfahren umfasst, dass ein Legierungspulver 10 beschichtet wird. Im Speziellen wird die Beschichtung 12 auf dem Legierungspulver 10 mittels physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD) gebildet, um ein beschichtetes Pulver 14 in Schritt a) zu bilden. Beispiele für PVD-Prozesse, die verwendet werden können, umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Sputtern, Verdampfen, Elektronenstrahlverdampfen, Bogenentladungs-Kathodenzerstäubungsbeschichtung, Laserstrahlverdampfen und dergleichen. 1 veranschaulicht ein Beispiel, welches eine Verdampfung verwendet, bei der ein Beschichtungsmaterial 16 von einem Verdampfungsobjekt 18 verdampft wird, indem das Objekt mit Stickstoff- oder Argongas-Ionen beschossen wird. Typischerweise wird solch eine Erwärmung mittels Widerstandsheizung bewerkstelligt. Die Pulverlegierung 10 umfasst Neodym, Eisen, Bor und andere Metalle und Legierungen daraus. Die Beschichtung 12 umfasst bezeichnenderweise eine Komponente, die aus der Gruppe gewählt ist, welche aus Dysprosium, Terbium, Eisen und Legierungen daraus besteht. Das Legierungspulver 10 wird während des Ausbildens der Beschichtung zum Vibrieren gebracht. Solch eine Vibration wird durch eine Bewegung des Legierungspulvers 10 entlang einer oder mehrerer Richtungen d₁ , d₂ , d₃ , d₄ und d₅ erreicht. Außerdem umfasst solch eine Bewegung, welche die Pulver zum Vibrieren bringt, lineare Vibrationen (Richtungen d₁ , d₂ , d₃ ), „Schaukel“-Schwingungsbewegungen (Richtung d₄ ) und kreisförmige Schwingungen (Richtung). In Schritt b) wird anschließend ein Permanentmagnet 20 aus dem beschichteten Pulver gebildet. In einer Verfeinerung wird das beschichtete Pulver geformt, indem das Legierungspulver 10 in einer Form 22 angeordnet wird. Zusätzliche Details der Bildung und des Formens des Legierungspulvers sind nachstehend dargelegt.
Die U.S.-Anmeldung US 2012 / 0 182 102 A1 , eingereicht am 14. Januar 2011, mit dem Titel „Method of Making Nd-Fe-B Sintered Magnets With Dy Or Tb“ beschreibt Magnete und Verfahren zum Herstellen solcher Magnete unter Verwendung von viel weniger Dy oder Tb als bei jenen, welche herkömmliche Verfahren verwenden, während ähnliche magnetische Eigenschaften erhalten werden wie durch Beschichten der Kernpulverpartikel mit einer Dy- oder Tb-reichen Beschichtung mittels physikalischer Gasphasenabscheidung. Der gesamte Offenbarungsgehalt dieser Patentanmeldung ist hierin durch Bezugnahme aufgenommen. Die vorliegende Erfindung ist eine Verbesserung gegenüber dieser Patentanmeldung und sieht neue Verfahren zum Fertigen gleichmäßig beschichteter magnetischer Pulver mittels physikalischer Gasphasenabscheidung vor. Überdies stellt dieses Patent zusätzliche Informationen darüber bereit, wie Magnete aus Pulvern hergestellt werden, welche auf die vorliegende Erfindung angewendet werden können.
Der Permanentmagnet der vorliegenden Ausführungsform weist bezeichnenderweise eine ungleichmäßige Verteilung von Dysprosium und/oder Terbium auf. In einer Verfeinerung umfasst der Permanentmagnet z. B. Gebiete, in denen magnetische Neodym-, Eisen- und Borbereiche mit einer Schicht beschichtet sind, welche Dysprosium und/oder Terbium umfasst. In einer Verfeinerung weist die Beschichtung eine Dicke zwischen etwa 10 und etwa 50 Mikrometer auf. In einer anderen Verfeinerung weist die Beschichtung eine Dicke zwischen etwa 50 nm und etwa 5 Mikrometer auf. In einer noch anderen Verfeinerung weist die Beschichtung eine Dicke zwischen etwa 100 nm und etwa 3 Mikrometer auf. In einer Verfeinerung wird das beschichtete Pulver geformt, indem das Legierungspulver 10 in einer Form 22 angeordnet wird. Das Legierungspulver 10 wird üblicherweise unter einem Magnetfeld gepresst. Ein Permanentmagnet umfasst typischerweise zwischen etwa 0,01 und etwa 8 Gewichtsprozent Dysprosium und/oder Terbium des Gesamtgewichts des Permanentmagneten. Die Oberflächenkonzentration an Dysprosium und/oder Terbium kann jedoch zwischen etwa 3 und etwa 50 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts der Beschichtungsschicht betragen.
Magnete, welche mithilfe des vorliegenden Prozesses hergestellt werden, verwenden üblicherweise weniger Dy oder Tb als jene, welche herkömmliche Verfahren nach dem Stand der Technik verwenden, während ähnliche magnetische Eigenschaften erhalten werden. In dem vorliegenden Prozess werden die mit Dy oder Tb beschichteten Nb-Fe-B-Pulver verwendet, um einen Magnet herzustellen, der eine viel stärkere Verteilung von Dy oder Tb in den Korngrenzen aufweist, was mithilfe eines Rasterelektronenmikroskops mit einer Mikrosonde zu sehen sein und gemessen werden kann. Herkömmliche Verfahren verwenden Nb-Fe-B-Pulver mit Dy oder Tb als Legierungselemente, wobei Dy oder Tb typischerweise mikroskopisch gleichmäßig verteilt sind. Die vorliegende Erfindung verwendet eine ungleichmäßige Verteilung dieser Elemente, was ermöglicht, dass der vorliegende Prozess viel weniger Dy oder Tb für die ähnlichen magnetischen Eigenschaften verwendet. Die Menge an Dy und/oder Tb kann z. B. um etwa 20 % oder mehr verglichen mit herkömmlichen Prozessen oder etwa 30 % oder mehr oder etwa 40 % oder mehr oder etwa 50 % oder mehr oder etwa 60 % oder mehr oder etwa 70 % oder mehr oder etwa 80 % oder mehr oder etwa 90 % oder mehr reduziert werden.
Wie oben stehend dargelegt, gestattet es der Beschichtungsprozess der vorliegenden Erfindung, die durchschnittliche Dy- oder Tb-Konzentration zu reduzieren und ändert die Verteilung des Dy oder Tb in dem Magneten. Die durchschnittliche Dy- oder Tb-Konzentration kann in einem Bereich von etwa 0,1 bis etwa 5 Gew.-% oder etwa 0,3 bis etwa 4 Gew.-% oder etwa 0,3 bis etwa 3 Gew.-% verglichen mit etwa 6-9 Gew.-% für traditionelle Magnete mit ähnlich hohen magnetischen Eigenschaften liegen. Der Beschichtungsprozess erzeugt Pulverpartikel mit einer Dy- oder Tb-Oberflächenkonzentration von bis zu etwa 3 bis etwa 50 Gew.-% oder mehr und einer geringen Dy- oder Tb-Volumenkonzentration. In diesem Kontext bezieht sich eine Oberflächenkonzentration auf die Gewichtsprozent von Dy und/oder Tb in der das Legierungspulver beschichtenden Schicht. Der Beschichtungsprozess wird in die vorliegende Zubereitung für den Pulvermetallurgieprozess als ein zusätzlicher Schritt eingeführt.
In einer Variante der vorliegenden Ausführungsform wird das Legierungspulver wie folgt gebildet. Eine Legierung, welche Neodym, Eisen und Bor enthält, wird geschmolzen und Schleudergegossen, um Streifen zu bilden. Die Legierungsstreifen werden dann mit Wasserstoff dekrepitiert indem die Legierung hydriert wird. Dieser Schritt wird typischerweise in einem Wasserstoffofen bei einem Druck von ungefähr 1 bis 5 atm durchgeführt, bis die Legierung dekrepitiert [deprecated] ist. Daraufhin wird die Legierung typischerweise in einem Vakuum bei einer erhöhten Temperatur (z. B. 300 bis 600 °C) für 1 bis 10 Stunden dehydriert. Das Ergebnis der Hydrierung und Dehydrierung besteht darin, dass die Legierung zu einem groben Pulver, typischerweise mit einer durchschnittlichen Partikelgröße zwischen 0,1 mm und 5 mm, dekrepitiert ist. Das grobe Pulver wird dann (mittels Stickstoffstrahlvermahlen) pulverisiert, um ein Ausgangspulver herzustellen. In einer Verfeinerung kann das Legierungspulver optional gesiebt und dann mit einem zweiten Legierungspulver gemischt werden, um die chemische Zusammensetzung anzupassen. Dann wird das Legierungspulver mithilfe eines physikalischen Gasphasenabscheidungsprozesses mit einer Dy und/oder Tb enthaltenden Schicht beschichtet. Die Pulver werden während des Beschichtens zum Vibrieren gebracht, wie oben stehend dargelegt. Das resultierende beschichtete Pulver kann optional erneut gesiebt werden.
In einer anderen Variante der vorliegenden Ausführungsform wird das beschichtete Pulver zu einem Permanentmagneten gebildet. In einer Verfeinerung werden Magnete mithilfe eines Pulvermetallurgieprozesses gebildet. Solche Prozesse beinhalten typischerweise das Wiegen und Pressen unter einem Magnetfeld (Vakuumfolieren), ein isostatisches Pressen oder Stoßverdichten für eine höhere Rohdichte, das Sintern in einer Form und das Auslagern (z. B. etwa 30 h bei etwa 1100 °C im Vakuum) und die mechanische Bearbeitung zu Magnetstücken. Schließlich werden die Magnete üblicherweise einer Oberflächenbehandlung (z. B. Phosphatieren, stromloses Überziehen mit Nickel, Epoxidbeschichten etc.) unterzogen.
Die vorliegende Erfindung beinhaltet mehrere verschiedene Arten von Vibration zum Fertigen gleichmäßig beschichteter Pulver. Die in den 2-6 veranschaulichten Vibrationsmaschinen sind besonders brauchbar für eine Chargenfertigung in Kleinserien. In einer Variante, welche in 2 dargelegt ist, wird das Legierungspulver linear entlang einer vertikalen Richtung d₁ zum Vibrieren gebracht. Die Vibration in dieser Variante findet in einer einzigen vertikalen Richtung statt. In einer anderen Variante, welche in 3 dargelegt ist, wird das Legierungspulver linear entlang einer horizontalen Richtung d₂ zum Vibrieren gebracht. Die Vibration in dieser Variante findet in einer einzigen horizontalen Richtung statt. In einer anderen Variante, welche in 4 dargelegt ist, wird die Pulverlegierung linear entlang einer vertikalen Richtung d₁ und zumindest einer von horizontalen Richtungen d₂ und d₃ zum Vibrieren gebracht. Die Vibration dieser Variante kann eine dreidimensionale vibrierende Bewegung sein, wenn zwei horizontale Bewegungen verwendet werden. Eine schwingende Vibrationsmaschine dieser Variante sorgt für eine Schaukelbewegung. Eine seitenalternierende Vibration ist eine wichtige Komponente zur Verbesserung der Beschichtungsgleichmäßigkeit. In einer anderen Variante, welche in 5 dargelegt ist, wird das Legierungspulver kreisförmig entlang einer horizontalen Richtung d₅ zum Vibrieren gebracht und linear entlang einer vertikalen Richtung d₁ zum Vibrieren gebracht. In dieser Variante ist eine dreidimensional vibrierende Bewegung eine Kombination aus einer horizontalen rotatorischen Bewegung (im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn) und einer vertikalen vibrierende Bewegung. In einer noch anderen Variante, welche in 6 dargelegt ist, wird das Legierungspulver entlang einer horizontalen Richtung d₄ zum Schwingen gebracht und linear entlang einer vertikalen Richtung d₁ zum Vibrieren gebracht. In dieser Variante kombiniert eine dreidimensionale vibrierende Bewegung eine kreisförmige schwingende Bewegung mit einer vertikalen vibrierenden Bewegung. Es sollte einzusehen sein, dass hier auch eine vertikale, kreisförmige, schwingende Bewegung verwendet werden kann.
Wie oben stehend dargelegt, können Vibrationsmaschinen, welche Vibrationsmotoren verwenden, als Vibrationsquellen eingesetzt werden. Die Motoren können installiert werden, um eine obere Vibration oder eine Seitenvibration bereitzustellen. Es können Dämpfungsvorrichtungen in einer Aufhängungsform installiert sein. Es können z. B. Dämpfungsfedern (z. B. Stahlfedern) für diesen Zweck verwendet werden. Die in den 2-6 dargelegten Vibrationen zeichnen sich durch eine Leistung zwischen 1 und 4000 Kilowatt, eine Vibrationsfrequenz von 5 bis 50 Hz und eine Amplitude von 0,5 bis 5 mm aus.
Mit Bezugnahme auf 7 ist ein Schema vorgesehen, welches ein kontinuierliches Fertigungsverfahren zum Bilden eines Permanentmagneten veranschaulicht. Das Verfahren umfasst, dass ein Legierungspulver 10, welches Neodym, Eisen und Bor umfasst, von einem oberen Behälter bereitgestellt wird. Das Legierungspulver 10 wird von einem Transportband 30 auf einem hohem Niveau zu einem Transportband 32 auf einem mittleren Niveau und dann zu einem Transportband 34 auf einem niedrigen Niveau transportiert. Optional wird das Transportband 30 auf einem hohen Niveau zum Vibrieren gebracht, um einen gleichmäßigen Pulvertransport (mit einer der in den 2 bis 6 dargelegten Bewegungen) sicherzustellen. Das Transportband 32 auf einem mittleren Niveau wird mit einer der in den 2-6 dargelegten Bewegungen zum Vibrieren gebracht, sodass das Legierungspulver 10 ebenfalls in dieser Weise für eine gleichmäßige Beschichtung zum Vibrieren gebracht wird. Die Vibrationen der vorliegenden Variante zeichnen sich für alle Bänder durch eine Leistung zwischen 1 und 4000 Kilowatt, eine Vibrationsfrequenz von 5 bis 50 Hz, eine Flächenneigung von 0 bis 15 Grad, eine Beschichtungsoberfläche von 0 bis 1000 cm², eine Kapazität von 10 bis 500 kg Pulver/Stunde und eine Amplitude von 0,5-5 mm aus. Die Beschichtung 36 wird auf dem Legierungspulver 10 mittels physikalischer Gasphasenabscheidung gebildet, um ein beschichtetes Pulver 40 zu bilden. Für diesen Zweck werden Verdampfungsquellen 42 und 44 verwendet. Für eine verbesserte Beschichtungseffizienz wird eine Vorspannung zwischen den Verdampfungsquellen und dem mittleren Transportband angelegt. Die Beschichtung 36 umfasst bezeichnenderweise eine Komponente, die aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Dysprosium, Terbium, Eisen und anderen Metallen und Legierungen daraus besteht. Alle Transport- und Beschichtungsvorrichtungen der vorliegenden Ausführungsform sind im Inneren eines Vakuumbehälters positioniert, wie für die physikalische Gasphasenabscheidung erforderlich. Das Legierungspulver 10 und das beschichtete Pulver 40 können über separate Sperrvakuumkammern in eine Beschichtungsmaschine hinein und aus dieser heraus zugeführt werden. Ein Permanentmagnet 48 wird mithilfe einer Form 50 aus dem beschichteten Pulver 40 gebildet wird, wie oben stehend dargelegt. Bezeichnenderweise weist der Permanentmagnet eine ungleichmäßige Verteilung von Dysprosium und/oder Terbium auf.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Magneten (20), wobei das Verfahren umfasst, dass: eine Beschichtung auf einem Legierungspulver (10) mittels physikalischer Gasphasenabscheidung gebildet wird, um ein beschichtetes Pulver (14) zu bilden, wobei das Legierungspulver (10) Neodym, Eisen, Bor und andere Metalle umfasst, wobei die Beschichtung (12) eine Komponente (16) umfasst, die aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Dysprosium, Terbium, Eisen und Legierungen daraus besteht; und ein Permanentmagnet (20) aus dem beschichteten Pulver (14) gebildet wird, wobei der Permanentmagnet (20) eine ungleichmäßige Verteilung von Dysprosium und/oder Terbium aufweist; dadurch gekennzeichnet , dass das Legierungspulver (10) während der Bildung der Beschichtung auf einem das Legierungspulver (10) transportierenden Transportband (32) zum Vibrieren gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Permanentmagnet (20) Gebiete umfasst, in denen magnetische Neodym-, Eisen- und Borbereiche mit einer Schicht (12) beschichtet werden, welche Dysprosium und/oder Terbium umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Legierungspulver (10) linear entlang zumindest einer horizontalen Richtung und entlang einer vertikalen Richtung zum Vibrieren gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Legierungspulver (10) kreisförmig entlang einer horizontalen Richtung zum Vibrieren gebracht wird und linear entlang einer vertikalen Richtung zum Vibrieren gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Legierungspulver (10) entlang einer horizontalen Richtung zum Schwingen gebracht wird und linear entlang einer vertikalen Richtung zum Vibrieren gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Permanentmagnet (20) mithilfe eines Pulvermetallurgieprozesses gebildet wird. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Legierungspulver (10) mit Wasserstoff dekrepitiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Legierungspulver (10) mit Wasserstoff dekrepitiert wird.