DE1045006B

DE1045006B - Verfahren zur Herstellung von anisotropen Dauermagnetkoerpern

Info

Publication number: DE1045006B
Application number: DED25148A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Eberhard Schwabe
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Current assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Priority date: 1957-03-13
Filing date: 1957-03-13
Publication date: 1958-11-27

Description

Verfahren zur Herstellung von anisotropen Dauerrnagnetkörpern Die Herstellung von anisotropen Dauerrnagnetkörpern auf Bariumferritbasis erfolgte bisher in bekannter Weise wie nachstehend aufgeführt: a) Mischen von Eisenoxyd und Bariumcarbonat; b) Verpressen dieser Mischung; e) Vorbrennen dieser Vorpreßlinge bei Temperaturen oberhalb 13.00° C derart, daß die verschiedenen Komponenten miteinander reagieren können und feste, chemisch homogene Körper mit relativ großen Kristalliten entstehen; d) Zerkleinern dieser vorgebrannten Körper bis auf Teilchengrößen zwischen 1 und 10 [,.
e) Dieses Pulver wird wahlweise nach zwei verschiedenen Methoden weiterverarbeitet: 1. Trockenes Verpressen des Pulvers Das Pulver wird in völlig trockenem Zustand in ein Preßwerkzeug eingefüllt, die einzelnen Teilchen werden durch ein magnetisches Feld mit einer Feldstärke von mindestens 1000 Örsted ausgerichtet. Unmittelbar anschließend erfolgt der eigentliche Preßvorgang. Die Werkzeuggestaltung ist dabei so gewählt, daß durch den Preßvorgang der Körper zwar verdichtet, aber die vorher durch das Feld bewirkte Ausrichtung der Teilchen nicht wieder zerstört wird.
2. Verpressen von Suspensionen: In diesem Falle wird das Pulver im aufgeschlämmten Zustand zusammen mit einer Flüssigkeit in das Werkzeug eingefüllt und durch ein Magnetfeld ausgerichtet. Unmittelbar anschließend daran findet der Preßvorgang statt, bei dem auch in diesem Falle die Ausrichtung nicht wieder zunichte gemacht werden darf. Die Flüssigkeit tritt hierbei durch besondere Öffnungen im Werkzeug aus. Ein kleiner Teil verbleibt im Preßling. Deshalb muß nach dem nassen Verpressen jeder Preßling noch getrocknet werden, wobei es besonders bei größeren Stücken häufig zu Trocknungsrissen kommt, welche durch das Fertigsintern nicht mehr zu beseitigen sind.
f) Die nach e, 1 oder 2 hergestellten Vorkörper werden bei Temperaturen zwischen 1200 und 1350° C fertiggesintert, wobei die Wahl der Temperatur von der Größe der Pulverteilchen sowie von der gewünschten Koerzitivkraft des Fertigmagneten abhängt.
In diesem bekannten Verfahren sind die unter e) aufgeführten Schritte unwirtschaftlich und haben besondere Nachteile. Das trockene Pulver hat eine geringe Schüttdichte und ein schlechtes Fließverhalten. Es läßt sich daher nicht mit selbsttätig arbeitenden Füllschuhen in die Preßmatrizen einfüllen. Das Pressen nimmt daher erhebliche Zeiten in Anspruch. Das Nachpressen von Pulversuspensionen ist fertigungstechnisch ein unangenehmes Verfahren. Außerdem besteht vor allem bei größeren Formkörpern die Gefahr der Bildung von unheilbaren Trockenrissen. Infolgedessen ist dieses Verfahren in der Praxis tunlichst zu vermeiden.
Um das Pressen der der- Endsinterung zuzuführenden Dauermagnetkörper wirtschaftlich zu gestalten und zu erleichtern, könnte daran gedacht werden, ,das Pulver zu granulieren, wie dies an sich in der Pulvermetallurgie bekannt ist. Die bekannten Granulationsverfahren bieten aber keine Möglichkeit, die Teilchen während des Granulierungsprozesses auszurichten, was für die Herstellung anisotroper Dauermagnete unbedingt erforderlich ist.
Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, soll ein Verfahren angegeben werden, welches es ermöglicht, die Magnetkörper in einem Trockenpreßverfahren, jedoch mit einem Pulver mit derartig guten Fließ- und Fülleigenschaften herzustellen, daß selbst die Verwendung automatischer Füllvorrichtungen ermöglicht wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem in an sich bekannter Weise durch Pressen anisotrop hergestellte Vorkörper erzeugt werden. Diese Vorkörper können gegebenenfalls einem schwachen VOTsintern bei Temperaturen zwischen 900 und 1100° C unterworfen werden, wie dies in anderem Zusammenhang ebenfalls bekannt ist. Der Zusammenhalt der einzelnen Pulverteilchen in den Vorkörpern ist derart gering, daß es unter Aufwendung nur geringer Kräfte möglich ist, die Vorkörper zu einem aus mehr oder weniger großen Körnern bestehenden Granulat zu zermahlen. Es hat sich als zweckvoll erwiesen, den Mahlvorgang derart auszuführen, daß Körner mit einer Größe von etwa 0,05 bis 0,5 mm Durchmesser entstehen. Die einzelnen Elementarteilchen der so erhaltenen Granulatkörner haben insgesamt eine bestimmte magnetische Vorzugsrichtung. Sie lassen sich daher nach dem Einfüllen in ein Preßwerkzeug durch ein von außen angelegtes Feld in der üblichen Weise ausrichten. Der Vorteil, der durch die Herstellung eines derartigen Granulats erzielt wird, besteht einmal in dem äußerst günstigen Fließverhalten desselben, so daß mit einem automatisch betätigten Füllschuh gearbeitet werden kann, zum anderen aber auch in seiner hohen Schüttdichte. Diese Schüttdichte ist etwa doppelt so hoch wie die des bisher verwendeten trockenen Pulvers. Die auf Endform gepreßten Magnetkörper werden anschließend bei Temperaturen zwischen 1200 und 1350° C fertiggesintert, wie dies auch sonst üblich ist.
Es war zwar bekannt, anisotrope metallische Dauermagnetgußkörper zu einem Granulat zu vermahlen und dieses dann in Mischung mit Pulver anschließend zu Magnetkörpern zu sintern. Ein derartiges Verfahren unterscheidet sich aber dadurch von der erfindungsgemäß angegebenen Herstellung eines Vorgranulats, daß es zu einem Granulat von gleich großer Härte führt, wie sie auch die fertigen Magnetkörper aufweisen. Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden aber die sehr weichen Granulatkörner beim Vorgang des Fertigpressens wieder völlig zerstört. Um so überraschender ist es, daß dennoch die magnetische Vorzugsrichtung der Elementarteilchen erhalten bleibt.
Auch die Verwendung von Sintertemperaturen in der Größenordnung von 900 bis 1100° C war in anderem Zusammenhang bereits bekannt, jedoch soll diese Temperatur beim vorliegenden Verfahren lediglich dazu dienen, den einzelnen Teilchen der Vorkörper nur wenig größeren Zusammenhang zu verleihen als dies durch bloßes Pressen geschieht, während sie bei dem vorbekannten Verfahren dazu verwendet wird, Fertigerzeugnisse mit besonders guten Eigenschaften herzustellen.
Wird der Vorkörper durch Verarbeiten einer Pulversuspension hergestellt, so ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorteilhaft, die Suspensionsflüssigkeit in einer Nutsche abzusaugen und während des Absaugens das Ausrichten der Pulverteilchen mit Hilfe eines hinreichend starken Magnetfeldes zu bewirken. Der in der Nutsche entstehende fast trockene Kuchen ist magnetisch ausgerichtet und wird bei Temperaturen vorzugsweise zwischen 100 und 200,° C getrocknet. Er ist so fest, daß er ohne weiteres durch schonendes Mahlen auf ein Granulat gewünschter Korngröße verarbeitet werden kann. Es ist aber auch unter Umständen zweckmäßig, den Kuchen vor der Zerkleinerung bei Temperaturen zwischen 900, und 1100° C vorzusintern.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von anisotropen Dauermagnetkörpern auf Bariumferritbasis unter Verwendung von Vorkörpern, die zermahlen werden, unter Verpressen des Granulats im magnetischen Richtfeld und anschließendem Sintern, dadurch gekennzeichnet, daß anisotrope Vorkörper verwendet werden, die aus dem pulverförmigen Ausgangsmagnetwerkstoff durch Pressen im magnetischen Richtfeld und gegebenenfalls anschließender Sinterung bei Temperaturen von 900 bis 1100° C erzeugt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die anisotropen Vorkörper aus einem in einer Flüssigkeit suspendierten pulverförmigen Ausgangsmagnetwerkstoff durch Auspressen der Suspensionsflüssigkeit unter gleichzeitiger Anwendung eines magnetischen Richtfeldes und anschließendes Trocknen, vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 100 und 200° C, sowie gegebenenfalls anschließendes Vorsintern bei Temperaturen von 900, bis 1100° C erzeugt werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 758 112, 921255; deutsche Auslegeschrift N 10517 VIII c/21 g (bekanntgemacht am 24. 5. 1956), deutsche Patentanmeldung N 4920 Kl. 80b (bekanntgemacht am 9. 9. 1954) ; ETZ-A, 1953, H. 13, S. 388 und 389.