DE1179967B - Verfahren zur Herstellung von gesinterten metallischen Dauermagneten mit Rekristallisationstextur - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von gesinterten metallischen Dauermagneten mit RekristallisationstexturInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Deutsche Kl.: 18 c -1/78
Nummer: 1179 967
Aktenzeichen: M 51856 VI a/18 c
Anmeldetag: 17. Februar 1962
Auslegetag: 22. Oktober 1964
Es ist bekannt, Magnete vom Alnico-Typ der ungefähren
Zusammensetzung von 10 bis 40% Co, 10 bis 22«/a Ni, 5 bis 14% Al, 0 bis 10% Cu,
0 bis 10% Ti, 0 bis 3% Si, Rest Eisen mit den bei diesen Legierungen üblichen Zusätzen und/oder Verunreinigungen
von zusammen nicht mehr als 1% mit kristallographischer Textur herzustellen. Bei dieser
Textur handelt es sich um die Parallelrichtung jeweils einer Würfelkantenrichtung [100]; in den beiden
anderen Raumrichtungen sind die Würfelkanten gleichmäßig verteilt. Die durch eine Wärmebehandlung
im Magnetfeld erzeugte magnetische Vorzugsrichtung sowohl als auch die Magnetisierungsrichtung
bei der Verwendung des Magneten stimmen mit der allen Kristalliten gemeinsamen [100]-Richtung
überein. Bei Vorliegen obiger Textur spricht man auch von Magneten mit Stengelkristallisation
oder Stengelwachstum, wobei die allen Kristalliten gemeinsame [100]-Richtung mit Stengelachse bezeichnet
wird.
Zur Erzeugung dieser Textur stehen bei gesinterten Dauermagneten bisher folgende Verfahren zur
Verfügung:
a) In das Gemisch der die Legierung zusammensetzenden Metallpulver werden von Hand fertige
Einkristalle oder vorgebildete Stengel in der richtigen Orientierung als Keime eingelegt.
b) Auf andere Weise gewonnene Einkristallkörner einer gleichen oder ähnlichen Legierung werden
in das Gemisch der die Legierung zusammensetzenden Metallpulver eingebracht; diese Mischung
wird vor dem Verpressen zur endgültigen Form einem Magnetfeld ausgesetzt, das die
Alnico-Einkristallteilchen mit einer ihrer [100]-Richtungen parallel zum Magnetfeld ausrichten
soll. Diese ausgerichteten Kristallite haben dann wieder die Aufgabe, als Kristallisationskeime zu
dienen.
c) In das Gemisch der die Legierung zusammensetzenden Metallpulver werden Drähte aus
einem der Legierungspartner so eingelegt, daß die Drahtachsen mit der späteren Stengelachse
übereinstimmt. Bei der Zusammensetzung des Pulvergemisches war dem Mengenanteil der
Komponente, die in Drahtform eingebracht wurde, Rechnung zu tragen.
d) Es wurde außerdem vorgeschlagen, eine Vorzugskristallisation im gesinterten Dauermagneten
obengenannten Typs dadurch zu erzeugen, daß ein Konzentrationsgefälle von einem oder
mehreren der Legierungspartner in der Pulver-
Verfahren zur Herstellung von gesinterten
metallischen Dauermagneten mit
Rekristallisationstextur
metallischen Dauermagneten mit
Rekristallisationstextur
Anmelder:
Magnetfabrik Bonn G.m.b.H., vorm. Gewerkschaft Windhorst, Bonn, Dorotheenstr. 215
Als Erfinder benannt:
Dr. Erich Steingroever, Bonn,
Dipl.-Phys. Dr. Günther Heimke,
Alfter bei Bonn
Dr. Erich Steingroever, Bonn,
Dipl.-Phys. Dr. Günther Heimke,
Alfter bei Bonn
mischung innerhalb eines Sinterstückes erzeugt wurde. Auch die damit erfolgte Auszeichnung
einer Raumrichtung im Sinterung kann zur Vorzugskristallisation
in einer Raumrichtung und damit zur Stengelbildung führen.
Alle vorbeschriebenen Verfahren haben den Nachteil, daß bei der Herstellung des Preßlings zusätzlich
Maßnahmen ergriffen werden müssen, die eine wesentliche Verlangsamung im Ablauf der Herstellung
der Preßlinge bedingen oder im Falle der Magnetfeldausrichtung der Kristallisationskeime erhebliehe
zusätzliche Maßnahmen erfordern.
Beim erfindungsgemäßen Vorgehen wird die Stengelkristallisation durch eine Festkörperreaktion
am fertiggesinterten Werkstück mittels sekundärer Rekristallisation bewirkt.
Die Erzeugung von Einkristallen dieser Legierungsgruppe oder von Stengelkristallisation durch sekundäre
Rekristallisation ist von gegossenen Magneten des gleichen Legierungstyps her bekannt. Daß
diese Möglichkeit sich auf gesinterte Körper dieser Legierungszusammensetzung anwenden läßt, ist jedoch
neu und überraschend, da ein gesintertes Werkstück stets eine geringere Dichte hat als gegossene
Körper gleicher Legierungszusammensetzung und daher notwendigerweise meist eine hohe Zahl kleiner
Poren enthält. Außerdem sind gesinterte Magnete meist sehr feinkörnig. Bei der Umwandlung eines
solchen Gefüges in ein Gefüge mit Stengelkristallisation müssen also sehr viele Korngrenzen beseitigt
und verschoben werden. Es war daher erstaunlich,
5u daß es gelang, auch bei gesinterten Magneten die
Vorzugskristallisation durch sekundäre Rekristallisation zu erzeugen.
409 708/278
Gegenüber den oben beschriebenen Verfahren a) bis d) besitzt das erfindungsgemäße Vorgehen den Vorteil,
daß an dem ganzen Produktionsprozeß bis einschließlich der Sinterung keinerlei Änderungen oder
Zusätze vorgenommen zu werden brauchen. Erst die fertigen Sinterlinge werden auf die Rekristallisationstemperatur
erhitzt. Dabei werden sie vorzugsweise parallel zur gewünschten Richtung der Stengelachsen
durch einen Temperaturbereich bewegt, in dem sie auf eine Temperatur zwischen dicht unterhalb
ihres Schmelzpunktes bis 100° C unterhalb ihres Schmelzpunktes erhitzt werden. Nach einem
weiteren, bevorzugten Weg werden sie immer parallel zur gewünschten Richtung der Stengelkristallisation
in ein Tieftemperaturgebiet bewegt, so daß sich innerhalb der Proben ein Temperaturgradient
parallel zur Bewegung und der gewünschten Richtung der Stengelachsen einstellt. Der Temperaturgradient
soll dabei ^> 10° C/cm sein, vorzugsweise ;>
20° C/cm.
Dieser Rekristallisationsvorgang kann mit der üblichen
Wärmebehandlung im Magnefeld kombiniert werden, so daß die Erzeugung der Stengelkristallisation
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nur eine geringe Mehrbelastung bei der Wärmebehandlung
der Magnete erfordert.
Die Erwärmung auf die Rekristallisationstemperatur kann nach bekannten Verfahren durch Erhitzen
in einer Induktionsspule, durch Wärmeleitung, durch Wärmestrahlung oder durch Beschüß mit Elektronen
oder Ionen hoher Energie erfolgen.
Claims (4)
1. Verfahren zur Erzeugung einer Kristalltextur in gesinterten Dauermagneten vom Alnico-Typ,
dadurch gekennzeichnet, daß das gerichtete Kristallwachstum durch sekundäre Rekristallisation erzeugt wird, wobei der fertige
Sinterkörper auf Temperaturen dicht unterhalb des Schmelzpunkes gebracht und anschließend
einem Temperaturgradienten in Richtung der gewünschten Vorzugsrichtung der Kristallisation
ausgesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur im Hochtemperaturbereich
zwischen dem Schmelzpunkt und 100° C unterhalb des Schmelzpunktes gewählt wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturgradient
Ξ> 10° C/cm gewählt wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die an sich bekannte
Wärmebehandlung im Magnetfeld im Anschluß an die Rekristallisationswärmebehandlung
erfolgt, ohne daß der Magnet zwischen beiden Behandlungen abgekühlt wird.
409 708/278 10.54 @ Bundesdruckerei Berlin
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Family Applications (1)
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Also Published As
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