DE1235599B - Process for the production of magnetically and crystallographically anisotropic sintered permanent magnets - Google Patents

Process for the production of magnetically and crystallographically anisotropic sintered permanent magnets

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DE1235599B
DE1235599B DE1960M0052884 DEM0052884A DE1235599B DE 1235599 B DE1235599 B DE 1235599B DE 1960M0052884 DE1960M0052884 DE 1960M0052884 DE M0052884 A DEM0052884 A DE M0052884A DE 1235599 B DE1235599 B DE 1235599B
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magnetically
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sintered
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Dr Guenther Heimke
Dr Erich Steingroever
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Magnetfabrik Bonn GmbH
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Magnetfabrik Bonn GmbH
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    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. CL:Int. CL:

C22cC22c

Deutsche KL: 40 b-33/02 German KL: 40 b -33/02

Nummer: 1235 599Number: 1235 599

Aktenzeichen: M 52884 VI a/40 bFile number: M 52884 VI a / 40 b

Anmeldetag: 1. September 1960Filing date: September 1, 1960

Auslegetag: 2. März 1967Open date: March 2, 1967

Es ist bekannt, Magnete aus Legierungen herzustellen, die neben Eisen im wesentlichen Kobalt (15 bis 30%), Nickel (11,5 bis 20%)i undAluminium (6 bis ll"/o) enthalten (Alnico-Mägnete). Neben diesen Elementen und Verunreinigungen können auch Ti (0 bis 6%), Cu (0 bis 7%), V, Nb gemeinsam, einzeln oder in Kombinationen enthalten sein. Bei diesen Magneten lassen sich grob vier große Gruppen unterscheiden: ■;, · .It is known to manufacture magnets from alloys which, in addition to iron, essentially contain cobalt (15th century) up to 30%), nickel (11.5 to 20%) and aluminum (6 to 11 "/ o) contain (Alnico magnets). In addition to these elements and impurities, Ti (0 to 6%), Cu (0 to 7%), V, Nb may also be included together, individually or in combinations. These magnets can be roughly divided into four large groups: ■ ;, ·.

a) AlnicprMagnete, deren magnetische Eigenschaften in allen Raumrichtungen die gleichen sind (isotrope Alnipo-Magnete), die eine magnetische Güte von etwa 'a) AlnicprMagnete, their magnetic properties are the same in all spatial directions (isotropic Alnipo magnets), the one magnetic Goodness of about '

erreichen;reach;

b) Alnico-Magnete, bei denen durch eine geeignete Wärmebehandlung im Magnetfeld eine Raumrichtung magnetisch ausgezeichnet ist (anisotrope Alnico-Magnete); mit ihnen erzielt man magnetische Gütewerte bis etwab) Alnico magnets, in which a spatial direction through a suitable heat treatment in the magnetic field is magnetically excellent (anisotropic alnico magnets); with them one achieves magnetic quality values up to about

gemessen in der ausgezeichneten Richtung (Vorzugsrichtung); measured in the marked direction (preferred direction);

c) Alnico-Magnete, die zunächst eine kristallographische Vorzugsrichtung erhalten, so daß der überwiegende Teil der vorhandenen Kristallite mit je einer ihrer [100]-Richtungen parallel liegt (Stengelkristallisation) und bei denen dann eine Wärmebehandlung im Magnetfeld angeschlossen wird, wobei die magnetische und die kristallographische Vorzugsrichtung übereinstimmen. Hier können Werte der magnetischen Güte bis zuc) Alnico magnets, which initially receive a crystallographic preferred direction, so that the predominant part of the existing crystallites each with one of their [100] directions is parallel (Stem crystallization) and then followed by a heat treatment in a magnetic field where the magnetic and crystallographic preferred directions coincide. Here values of the magnetic quality can be up to

erreicht werden;to be achieved;

d) Alnico-Magnete, die aus einem Einkristall bestehen und bei denen die magnetische Vorzugsrichtung einer [100]-Richtung des Kristalls parallel liegt. Magnetische Gütewerte vond) Alnico magnets, which consist of a single crystal and in which the preferred magnetic direction is parallel to a [100] direction of the crystal lies. Magnetic quality values of

12 · 106 G · Oe12 106 G Oe

sind an solchen Kristallen gemessen worden.have been measured on such crystals.

Magnete der Gruppe a, b und c werden bereits technisch in großen Mengen hergestellt; diejenigen der Gruppe d werden bisher nur im Labormaßstab unter besonderen Vorsichtsmaßnahmen aus der Schmelze gezogen.Group a, b and c magnets are already being produced technically in large quantities; those of group d are so far only on a laboratory scale under special precautionary measures from the Melt pulled.

Verfahren zur Herstellung magnetisch und
kristaUographisch anisotroper
gesinterter Dauermagnete
Method of manufacture magnetic and
KristaUographically anisotropic
sintered permanent magnets

Anmelder:Applicant:

Magnetfabrik Bonn G. m. b. H.,
vorm. Gewerkschaft Windhorst,
Bonn, Dorotheenstr. 215
Magnet factory Bonn G. mb H.,
vorm. Windhorst union,
Bonn, Dorotheenstr. 215

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Dr. Günther Heimke, Buschdorf;Dr. Günther Heimke, Buschdorf;

Dr. Erich Steingroever, BonnDr. Erich Steingroever, Bonn

Magnete der Gruppen a und b werden sowohl gußals auch sintertechnisch erzeugt. Zur Gruppe c gehörige Magnete werden bisher meist durch Guß hergestellt, da die Stengelkristallisation bei den Magneten dieser Gruppe durch Erzeugung eines möglichst starken Temperaturgradienten während des Erstarrens aus der Schmelze erzwungen werden muß.Magnets of groups a and b are produced both by casting and sintering. Belonging to group c Up to now, magnets have mostly been made by casting, because of the column crystallization in magnets this group by generating as strong a temperature gradient as possible during solidification must be forced from the melt.

Es wurde auch vorgeschlagen, derartige Magnete durch Sintern im Magnetfeld zu erzeugen oder dadurch, daß in den Preßling ein Keimkristall eingelegt wird, dessen Kristallachse in der gewünschten Magnetisierungsrichtung liegt und der das Kristallwachstum des ganzen Magneten bestimmen soll. Das Sintern im Magnetfeld ist aber praktisch kaum durchführbar, weil stets im Vakuum oder unter Schutzgas gearbeitet werden muß und die Einrichtungen zur gleichzeitigen Erzeugung des Vakuums bzw. Schutzgases, des Magnetfeldes und der zum Sintern erforderlichen hohen Temperaturen sich gegenseitig außerordentlich behindern; der andere Vorschlag, einen Keimkristall in den Preßling einzulegen, ist bei größeren Stückzahlen der Magnetproduktion nicht durchzuführen und zudem unzuverlässig, weil an den Stellen des Preßlings, die weiter von dem Keim entfernt sind, spontan Kristalle mit unerwünschten Achsenrichtungen zu wachsen beginnen.It has also been proposed to produce such magnets by sintering in a magnetic field or by that a seed crystal is inserted into the compact, the crystal axis of which is in the desired position Direction of magnetization and which should determine the crystal growth of the whole magnet. That Sintering in a magnetic field is hardly feasible in practice, because work must always be carried out in a vacuum or under protective gas and the facilities for simultaneous generation of the vacuum or protective gas, the magnetic field and that required for sintering high temperatures interfere with each other extraordinarily; the other suggestion, one Inserting a seed crystal into the pressed part is not possible when producing larger quantities of magnets perform and also unreliable because at the points of the pressed part that are further away from the germ are, crystals spontaneously begin to grow with undesired axis directions.

Bei dem Verfahren gemäß dieser Erfindung wird die Stengelkristallisation an Alnico-Magnete, die auf dem Wege der Sintertechnik hergestellt werden, auf eine neuartige und zudem zuverlässige Weise erzeugt.In the method according to this invention, the columnar crystallization is carried out on Alnico magnets which are placed on are manufactured using sintering technology, produced in a novel and also reliable way.

Diese kristallographische Vorzugsrichtung kann durch die nachstehend beschriebene Maßnahme erzwungen werden:This preferred crystallographic direction can be enforced by the measure described below will:

709517/436709517/436

Claims (2)

Es werden mehrere Mischungen der Metallpulver hergestellt, die sich durch den Gehalt eines der Pulver der wesentlichen Legierungsmetalle unterscheiden. Die Konzentrationen der Mischungen an dem gewählten Legierungsmetall sollen dabei nicht zu weit von der magnetisch optimalen Zusammensetzung abweichen. Liegt die Konzentration des Kobalts für die Erzielung magnetisch hochwertiger Körper z. B. bei 24°/oj so kann man Pulvermischungen mit 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28*/oCo herstellen. Diese Pulvermischungen werden nacheinander in die Preßform eingebracht, so daß ein gleichmäßiges Konzentrationsgefälle entsteht. Zweckmäßig wird dabei nach Einbringen jeder einzelnen Mischung mit ein Fünfzigstel bis ein Zehntel des üblichen Druckes fixiert, bevor die Mischung mit der benachbarten Konzentration darübergeschichtet wird. Zum Schluß wird dann mit dem bei der Herstellung solcher Sinterkörper üblichen Druck nochmals gepreßt. Die Weiterverarbeitung dieser Sinterkörper mit einem zo Konzentrationsgefälle erfolgt in an sich bekannter Weise. Das Magnetfeld steht bei der Wärmebehandlung wieder parallel zur Stengelachse. An dem ausgeführten Beispiel wurden in Vorzugsrichtung magnetische Gütewerte von 7,6 -106G- Oe gefunden, as Das oben beschriebene Verfahren gestattet auch die Erzeugung einer gekrümmten Stengelkristallisation. Hierbei muß das Konzentrationsgefälle eine der vorgesehenen Krümmung der Stengelachsen entsprechende Krümmung erhalten. Patentansprüche:Several mixtures of the metal powders are produced, which differ in the content of one of the powders of the essential alloy metals. The concentrations of the mixtures in the selected alloy metal should not deviate too far from the magnetically optimal composition. Is the concentration of cobalt for the achievement of magnetically high quality body z. B. at 24 ° / oj so you can produce powder mixtures with 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 * / oCo. These powder mixtures are introduced into the mold one after the other, so that a uniform concentration gradient is created. Expediently, after each individual mixture has been introduced, it is fixed with one fiftieth to one tenth of the usual pressure before the mixture with the adjacent concentration is layered over it. Finally, it is then pressed again with the pressure customary in the production of such sintered bodies. The further processing of these sintered bodies with a concentration gradient of zo takes place in a manner known per se. During the heat treatment, the magnetic field is again parallel to the stem axis. In the example carried out, magnetic quality values of 7.6 -106G-Oe were found in the preferred direction, as The method described above also allows the production of a curved columnar crystallization. Here, the concentration gradient must have a curvature corresponding to the intended curvature of the stem axes. Patent claims: 1. Verfahren zur Herstellung von gesinterten, magnetisch anisotropen Dauermagneten aus einer Legierung des Eisens mit im wesentlichen Kobalt, Nickel und Aluminium, die parallel zur Richtung der magnetischen Vorzugslage eine kristallographische Vorzugsrichtung enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßling aus mehreren Schichten aufgebaut wird, deren Metallpulvergemisch sich schrittweise in der Konzentration eines der Legierungselemente Kobalt, Nickel oder Aluminium unterscheidet in der Weise, daß in dem Preßling ein Konzentrationsgefälle bezüglich des gewählten Legierungselementes entsteht, mit einer mittleren Konzentration entsprechend der an sich bekannten Zusammensetzung, worauf in bekannter Weise gesintert und wärmebehandelt wird.1. Process for the production of sintered, magnetically anisotropic permanent magnets from a Alloy of iron with essentially cobalt, nickel and aluminum that are parallel to the direction the preferred magnetic layer contain a preferred crystallographic direction, thereby characterized in that the compact is built up from several layers, the metal powder mixture of which is gradually increased in concentration one of the alloying elements cobalt, nickel or aluminum differentiates in such a way that there is a concentration gradient in the compact with respect to the selected alloying element arises, with an average concentration corresponding to the composition known per se, which is sintered and heat-treated in a known manner. 2. Verfahren zur Herstellung von gesinterten Dauermagneten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine gekrümmte kristallographische (und magnetische) Vorzugsrichtung innerhalb des Magneten erzeugt wird, indem das Konzentrationsgefälle eine der gewünschten Krümmung der Vorzugslage entsprechende Krümmung erhält 2. A process for the preparation of sintered permanent magnets according to claim 1, characterized in that a curved crystallographic (and magnetic) preferential direction is generated within the magnet by the concentration gradient receives a desired curvature of the preferred position corresponding curvature In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 877 318;
französische Patentschrift Nr. 1 018 451.
Considered publications:
German Patent No. 877,318;
French patent specification No. 1 018 451.
709 517/436 2.67 © Bundesdruckerei Berlin709 517/436 2.67 © Bundesdruckerei Berlin
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1018451A (en) * 1949-05-04 1953-01-08 Thomson Houston Comp Francaise Manufacturing process of sintered alloys for magnets
DE877318C (en) * 1943-09-10 1953-05-21 Deutsche Edelstahlwerke Ag Process for improving the magnetic quality values in the manufacture of sintered permanent magnets

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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