DE1026013B

DE1026013B - Verfahren und Einrichtung zur Herstellung eines mehrpoligen, anisotropen, zylinderfoermigen, gesinterten Permanentmagneten

Info

Publication number: DE1026013B
Application number: DEN8732A
Authority: DE
Inventors: Gerard Hugo Weber
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1953-04-11
Filing date: 1954-04-07
Publication date: 1958-03-13

Description

Verfahren und Einrichtung zur Herstellung eines mehrpoligen, anisotropen, zylinderförmigen, gesinterten Permanentmagneten Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung eines mehrpoligen, anisotropen, zylinderförmigen, gesinterten Permanentmagneten aus einem Material, das im wesentlichen aus nichtkubischen Kristallen von Polyoxyden des Eisens und mindestens eines der Metalle Ba, Sr, Pb und gegebenenfalls Ca besteht, vorzugsweise aus einem Material, dessen ferromagnetische Eigenschaften im wesentlichen durch einfache und/oder Mischkristalle mit der Struktur des Magnetoplumbits von der Zusammensetzung Me 06 Fee 03 bedingt sind, wobei 1e eines der Metalle Pb, Ba oder Sr darstellt.
Ein solches Dauerinagnetmaterial ist an sich bekannt, ebenso ein mehrpoliger, anisotroper, zylinderförmiger Stahlmagnet.
Weiterhin ist ein -'erfahren zur Herstellung von Permanentmagneten bekannt, bei dem ein permanentniagnetisierbarer Stoff, z. B. aus einer Nickel-Aluminium-Stahl-Legierung, zerkleinert, mit einem erhärtenden Bindemittel gemischt und in einer von zwei Stahlstempeln begrenzter Matrize aus unmagnetischem Material unter Einwirkung eines die Stahlstempel und den dazwischenliegenden Preßling durchdringenden magnetischen Kraftfluß zur Erzielung einer axialen Vorzugsrichtung der Magnetisierung zusammengepreßt wird. Mit diesem Verfahren läßt sich jedoch nur eine einzige magnetische Vorzugsrichtung im Permanentmagneten erzeugen, so daß dieser nur zweipolig ausgebildet werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Permanentmagneten aus dem eingangs erwähnten Stoff zu schaffen, bei dem die Permanentmagneten während der Herstellung mit mehreren magnetischen Vorzugsrichtungen versehen werden. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß das Magnetmaterial in feinverteiltem Zustand in eine etwa zylinderförmige Matrize eingeführt und zur Erzielung von Vorzugsrichtungen zwischen den am Umfang des herzustellenden Zylindermagneten verteilten Polen der Einwirkung von wenigstens zwei -Magnetfeldern unterworfen wird und daß das Material während der Einwirkung dieser Magnetfelder zusammengepreßt und anschließend gesintert wird.
Ein auf diese Weise hergestellter Permanentniagnet eignet sich insbesondere als Rotor mit radial gerichteten Polen für elektrische Maschinen geringer Leistung, wie z. B. Synchronmotoren und Fahrraddynamos. Da bei den Magneten nach der Erfindung praktisch keine Entinagnetisierung auftritt, ist auch auf längere Dauer eine konstante Leistung erzielbar. Außerdem lassen sich diese Magneten wirtschaftlicher herstellen als Magneten aus den bekannten Ni-AI-Co-FeStählen. Der (BH)""".-Wert der anisotropen Magneten nach der Erfindung kann 2 300 000 und höher, z. B. 3 000 000 betragen.
Zweckmäßig werden bei dem Verfahren nach der Erfindung die fertiggesinterten Magnete am Polumfang rundgeschliffen, da die Schrumpfung des anisotropen Materials nach dem Sintervorgang in der Vorzugsrichtung einerseits und senkrecht dazu andererseits verschieden sein kann (z. B. 21 bzw. 16%), so daß ein ursprünglich kreiszylindrisch gepreßter --Magnet finit z. B. sechs Polen als ein etwa hexagonaler Magnet den Ofen verläßt, wobei seine sechs Ecken in den neutralen Zonen liegen. Durch Abschleifen entsteht dann wieder ein kreisförmiger Zylinder.
Die Erfindung wird an Hand einiger schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In Fig.l enthält die Matrize drei Permanentmagneten 9., B und 3 je mit einem N- und einem S-Pol (Z-Pol). Das Material dieser Magneten hat eine Remanenz von mindestens 1500 Gauß und einen PH-Wert von mindestens 1000 0e. Solche Materialien sind z. B. die bekannten Mii-Wi-Legierungen. Vorzugsweise besteht auch dieses Magnetmaterial mindestens im wesentlichen aus nichtkubischen Kristallen von Polyoxyden des Eisens und eines der Metalle Ba, Sr, Pli und gegebenenfalls Ca. Die Magneten sind vorzugsweise anisotrop. Der übrige Teil der ?Matrize besteht aus den Füllstücken 4 und 5 aus nichtferromagnetischem Material und der unigebenden Wand 6. Im Querschnitt nach Fig. 2 der Matrize ist der Boden 7 mit feinen Filtrieröffnungen 8 versehen und eine Deckplatte 9 angebracht. Der Oberstempel 10 kann mit einem gestrichelt dargestellten Kernteil 11 versehen sein, der durch eine Öffnung des Bodens 7 ragt, wodurch in dein zu pressenden kreiszylindrischen Magneten zugleich eine Öffnung für eine Welle od. dgl. verbleibt.
Eine Füllmasse mit einem flüssigen Mittel wird in den Raum 12 eingeführt, wonach .die Flüssigkeit durch Senken des Oberstempels 10 durch die gegebenenfalls mit Filtrierpapier bedeckten Filtrierlöcher 8 entfernt wird und ein zusammengepreßter sechspoliger 1-Iagnetltörper mit Vorzugsrichtungen, wie durch die Pfeile 13 (Fig. 1) angedeutet, entsteht. Mittels des Oberstempels 10 kann der Preßmagnet mit einer :Marke versehen werden, z. B. um die richtige Stelle einer neutralen Zone (z. B. 14 in Fig. 1) anzudeuten, so daß nach dem Sintern und gegebenenfalls Abschleifen des Magneten die Pole der Vorzugsrichtungen richtig den Polen der schließlich zur @-erwendung kommenden Magnetisiervorrichtung gegenüber angeordnet werden können.
In den Fig. 3 und 4- sind Weiterbildungen der Erfindung dargestellt. In Fig. 3 bestehen die drei 'Magneten 1, 2 und 3 aus einem Stück, die erbsprechend den gestrichelten Linien magnetisiert sind.
In Fig. d sind gesonderte stabförmige Magneten 15 am Innenumfang der Matrize angeordnet, die von einem Joch 16, z. B. aus Weicheisen, zum Schließen der Kraftlinien (gestrichelte Linie 17) umgeben sind. Die Magneten können entweder zusammenliegen, wie bei 18, da praktisch keine Entmagnetisierung eintritt, oder durch Trennstücke 19 aus nichtmagnetischem Material voneinander getrennt sein. Wenn die Füllstücke, wie bei 20 angedeutet, ausgebildet sind, besitzt der nachher gepreßte Magnet mehr oder weniger ausgeprägte Pole. Auch diese Matrizen können entsprechend Fig. 2 finit einem Boden 7 und einer Abdeckplatte 9 ausgestattet :ein.
Statt einer Matrize mit einem kreisförmigen Innenumfang kann die Form des Innenumfangs (z. B. einigermaßen eckig) der ungleichmäßigen Schrumpfung beim Sintern derart angepaßt sein, daß der endgültige Magnet trotzdem einen kreisförmigen Umfang hat. Die Ecken sollen dann an den Polen liegen. Ähnliches gilt für die Form des in Fig. ? mit 11 bezeichneten inneren Stiftes.

Claims

PATENTANSPßttCHE-1. Verfahren zur Herstellung eines mehrpoligen, anisotropen, zylinderförmigen, gesinterten Permanentmagneten, aus einem Material, das im wesentlichen aus nichtkubischen Kristallen von Polyoxyden des Eisens und mindestens eines der Metalle Ba, Sr, Pb und gegebenenfalls Ca besteht, vorzugsweise aus einem Material, dessen ferroinagnetische Eigenschaften im wesentlichen durch einfache und/oder Mischkristalle mit der Struktur des Jlagnetopluml)its von der Zusammensetzung Me 06 Fez 03 bedingt sind, wobei JIe eines der Metalle Pb, Ba oder Sr darstellt. dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetmaterial in feinverteiltem Zustand in eine etwa zylinderförmige Matrize eingeführt und zur Erzielung von Vorzugsrichtungen zwischen den am Umfang des herzustellenden Zylindermagneten verteilten Polen der Einwirkung von wenigsten: zwei Magnetfeldern unterworfen wird und daß das -Material während der Einwirkung dieser- Magnetfelder zusammengepreßt und anschließend gesintert wird. ?. `'erfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Preßling Marken für die Lage der Pole eingeprefit «-erden. 3. \-erfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die fertiggesinterten Magneten aiii Polumfang rundgeschliffen werden. -1. Prelleinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet. daß die Matrize finit einem in axialer Richtung bewegbaren Obertempel aus niclitferroniagnetiscliern Material versehen ist und daß zur Erzeugung der magnetischen Richtfelder am Innenumfang der Matrize mehrere vorzugsweise anisotrope Dauerinagrieten angeordnet sind, die aus einem Material mit einer Remanenz von wenigstens 1500 Gauß und einem i@H,-Wert von mind:stens 1000 0,i-sted 1)estelien. 5. 1?inrichtung nach Anspruch d. dadurch gekennzeichnet, daß die in der Matrize angebrachten l)atierinagtieten stal)förn)ig ausgebildet und die Außenpole der :NIagneten durch ein Joch aus magiietiscli weichem 3:Interial miteinander #; erl)t#.uden sind. 6. Einrichiling nach Ans,)ruch 4- oder J. iladurch gekennzeichnet. (?af@ die ='@Iatr ize init FiltrierUfnungen verseben ist. tim leint Pressen ein flüssiges Mittel abzuführen. 7. Einrichtung rtacii der< Ansprüchen d bis 6. dadurch gekennzeichnet, da-:- der hinenunifang der Matrize eckig ist und die Ecken sich an den Polen befinden. In Betracht gezogene Druclcsclirifteri: Deutsche Patentschrift Z r. 663 95-1: schweizerische Patentschriften N r. 18-1 107-21119-1, belgische Patentschriften Nr. 504 405. 50-1686; H e n n i g . »Dauermagnettechnik«, 1952, S. 111: Philips Technische Rundschau v, Juni 1952, S. 361 bis 376: Firmenschrift »Indiana Permaiieiit @lagriet .Manual Nr. =1«, 19d8, S. 13, 15, 21.