DE1302093C2

DE1302093C2 - Verfahren zur herstellung von durch bindemittel gebundenen vorzugsgerichteten dauermagneten

Info

Publication number: DE1302093C2
Application number: DE1959L0033648
Authority: DE
Inventors: Walter S. Cincinnati Ohio(V.St.A.) Blume jun.
Original assignee: Leyman Corp; Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: Leyman Corp; 3M Co
Priority date: 1958-07-15
Filing date: 1959-07-04
Publication date: 1977-04-14
Also published as: DE1302093B; NL112334C; US2999275A; CH398822A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von durch Bindemittel gebundenen, vorzugsgerichteten Dauermagneten aus oxidkeramischen hartmagnetischen Ferriten. wobei der zerkleinerte Ferritwerkstoff gleichmäßig mit dem erweichten Bindemittel gemischt wird, das Gemisch dann durch Walzen oder Strangpressen in die Form dünner Bahnen gebracht wird und danach das Bindemittel in einen festen Zustand übergeführt wird.

In jüngerer Zeit werden in verstärktem Ausmaß Dauermagneten auf der Basis von Bariumferrit der Summenformel BaFe^On oder der entsprechenden Blei- oder Strontiumferrite verwendet Diese oxidkeramischen hartmagnetischen Feinte entstehen durch Brennen von oxidischen oder karboa^tischen Ausgangsmaterialien, wie BaCOa oder PbO. mit Eisenoxid bei hohen Temperaturen.

Ein bekanntes Verfahren zur Herstellung von Dauermagneten auf Ferritbasis mit brauchbaren magnetischen Eigenschaften besteht darin, den Ferritwerkstoff nach dem Brennen zu zerkleinern, das zerkleinerte Material zu Preßlingen der gewünschten Form zu pressen und die Preßlinge dann bei einer hohen Temperatur zu sintern. Dieses Sinterprodukt ist sehr spröde, es kann nur durch Schleifen bearbeitet werden, platzt bei rauhei Behandlung und neigt insbesondere auch zum Ausbrechen der Kanten.

Die mit diesen Ferritwerkstoffen erzielbaren magnetischen Werte können durch Erzeugung einer magnetischen Vorzugsrichtung in den Dauermagneten noch wesentlich verbessert werden. So ist in der Zeitschrift »Philips Technische Rundschau«. Februar 1955. S. 221 bis 228. ein Verfahren zur Herstellung Vorzugsgerichteter Sintermagneten beschrieben, bei dem man den feinzerkleinerten Ferritwerkstoff in einer Flüssigkeit von verhältnismäßig geringer Viskosität dispergiert, diese Dispersion in die Preßform einfüllt, dann ein äußeres magnetisches Richtfeld zur Ausrichtung der Ferritteilchen anlegt, die Flüssigkeit während des Preßvorgangs entfernt und die so erhaltenen Preßlinge anschließend sintert

Es ist auch bekannt, Dauermagneten auf Ferritbasis dadurch herzustellen, daß der zerkleinerte Ferritwerkstoff durch ein im Endprodukt verbleibendes Bindemittel gebunden wird. Derartige gebundene Dauermagneten zeichnen sich gegenüber Sintermagneten durch eine bessere Bearbeitbarkeit aus und lassen sich daher auch in eine komplizierte Gestalt bringen, die durch Pressen and Sintern niete enejBht werdea kann. Ein Mangel der bekannten gebundenen Dauermagneten ist jedoch ihr vereleichswdse sdrwaches Energieprodukt

Normalerweise erfolgt die Herstellung gebundener Dauermagneten derart. daB die FerritteUchen z.R in einem Kunststoffbinder dispergiert und bis zur Erstarrung des Kunststoffs unter der Einwirkung eines äußeren Richtfeldes gehalten werden. Die belgische Patentschrift 5 65 556 zeigt auch bereits die Möglichkeit einer fcontinuierBcfaen Durchführung eines solchen Verfahrens auf, «idem das Gemisch aus Ferritwerkstoff Ädd Bindemittel durch Walzen oder Strangpressen kontinuierlich geformt wird and an den formgebenden Elementen Richtmagneten angeordnet sind, die sich swichron mit dem geformten Material bewegen und in diesem se lange ein magnetisches Richtfeld aufrechterhalten, bis das Bindemitter erstarrt ist

Die Ausrichtung der Ferritteilchen durch ein äußeres magnetisches Richtfeld setzt bei den vorangehend beschriebenen Verfahren ein Bindemittel von möglichst geringer Viskosität voraus, damit das infolge des Richtfeldes an den einzelnen Teilchen angreifende i Drehmoment überhaupt in der Lage ist die Teilchen entgegen der inneren Reibung des Bindemittels in die magnetische Vorzugs.ichtung zu drehen.

Es ist bekannt, beispielsweise aus der genannten Literaturstelle in der Zeitschrift »Philips' Technische . Rundschau«, daß Eindomänenteilchen von Bariumfernt eine hexagonale Kristallstruktur und eine plättchenförmige Gestalt mit magnetischer Hauptachse senkrecht zur Plättchenebene besitzen. Somit fallen die magnetische die kristallofraphische und die geometrische Hauptachse der Teilchen zusammen, was grundsätzlich die Möglichkeit bietet eine magnetische Vorzugsrichtung durch geomet sehe Orientierung der Teilchen zu erzeugen. _ .

Es ist bereits bekannt eine geringfügige Anisotropie eines aus Bariumferritteilchen gepreßten oder in einer abgeschlossenen Umhüllung ge* alzten Magnetstücks zu erhalten. Demgegenüber hat man jedoch bisher eine Vororientierung der Bariumferritteilchen mittels eines magnetischen Orientierungsfeldes und eine zusätzliche Orientierung in einem anschließenden Sinterprozeß unter gleichzeitigem Teilchenwachstum vorgezogen. Die Erreichung einer Vorzugsorientierung von Bariumferritteilchen in einem durch ein Bindemittel gebundenen Dauermagneten durch mechanische Einwirkung wurde bisher für unmöglich gehalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das im Verhältnis zu Sintermagneten vergleichsweise schwache Energieprodukt bekannter gebundener Dauermagneten zu erhöhen und dieses allgemeine Ziel speziell mit Mitteln zu erreichen, welche den bisher zur Vorzugsorientierung von Bariumfemtteilchen oder vergleichbaren Teilchen in einem Bindemittel vorgesehenen magnetischen Richtfeldern an Einfachheit und großtechnischer Ausführbarkeit überlegen sind.

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung von durch Bindemittel gebundenen Dauermagneten aus oxidkeramischen, hartmagnetischen Ferriten wobei der zerkleinerte Ferritwerkstoff gleichmäßig mit einem elastomeren, plastischen oder halbfesten Bindemittel gemischt, das Gemisch dann durch Walzen oder Strangpressen durch einen Spalt in Bahnen gepreßt und danach das Bindemittel in einen festen Zustand überführt wird. Sie ist dadurch

«kennzeichnet, daß zur Vorzugsausridbtung der auf ^adomänengröße zerkleinerten Ferritteilchen das Gemisch unter hohes Scherkräften zwischen zwei mit eaterschiedficher Geschwindigkeit laufenden Walzen «i»aJzt oder stranggepreßt wird, wobei jeweils die Spa!*¹"⁶"*⁶ bis ze etwaOJS nun beträgt

Bei der Erfindung wird die bisher als nächteilig angesehene Reibung von Bariumferritteilchen m eine ai Bindemittel zum neuen Prinzip einer Orientierung von Barännferrittei«hen eines gebundenen Dauermagneten durch Übertragung starker Scherkräfte ausgenutzt, die derart gewählt sind, wie es von der Mastikation von Naturkautschuk bekannt ist Ferner werden die garnnnferritteilchen möglichst vollständig auf eine eindomänengroBe plättchenförmige Gestalt gebracht Erst durch die gleichzeitige Erfüllung dieser Bedingungen ßßt sich das etwa um den Faktor 2 überlegene Energieprodukt erreichen, indem unter Aasnutzung eines Geschwindigkeitgradienten scherende Orientierungskräfte jeweils von einem Teilchen zum anderen unter Vermittlung des Bindemittels über weite Strecken, z. B. praktisch über die Breite eines um drei Größenordnungen größer als ein eindomänengroßes Bariumferritteilchen bemessenen Walzenspaltes oder einer entsprechenden Extrusionsdüse, übertragen werden. Besonders ist in diesem Zusammenhang der für die Übertragung der starken Scherkräfte erforderliche hohe Beladungsgrad des eindomänengroßen Bariumferritpulvers im Bindemittel hervorzuheben.

Aus der deutschen Auslegeschrift 10 33 813 ist zwar schon ein Verfahren zur Herstellung kunststoffgebundener Dauermagneten bekanntgeworden, bei dem ein Gemisch aus zerkleinertem Dauermagnetwerkstoff und Kunststoffpulver durch Walzen, vorzugsweise bei höherer Temperatur, zu Platten oder Bändern von geringer Schichtdicke von z. B. unter 2 mm ausgewalzt wird, aus denen dann Magnetkörper geringer Bauhöhe ausgestanzt werdea Durch dieses Verfahren soll das sonst zur Herstellung solcher Magneten von größeren Bauhöhen verwendete Pressen ersetzt v/erden, da ein solches Pressen bei geringen Preßhöhen nicht oder nicht mehr wirtschaftlich durchführbar ist. Bei diesem bekannten Verfahren liegt jedoch weder die Aufgabe einer Verbesserung der magnetischen Eigenschaften durch bevorzugte Teilchenausrichtung vor, noch sind die dafür erforderlichen Bedingungen angegeben.

Als Bindemittel sind bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kautschukartige Elastomere und alle Kunststoffe, wie Polyäthylen oder Polyvinylchlorid geeignet, die sich von einem Zustand verhältnismäßig hoher Viskosität (auch als plastischer, elastomere! oder halbfester Zustand bezeichnet) in einen festen Zustand überführen lassen. Das Bindemittel kann ein thermoplastisches Material sein, das hei höherer Temperatur viskos und bei Zimmertemperatur fest ist, es kann aber auch ein wärmehärtbares Material sein, das bei Erwärmung in den festen Zustand übergeht.

Das Einleiten der starken Scherkräfte in das Gemisch aus Bindemittel und Dauermagnetwerkstoff erfolgt bei einem Walzvorgang durch Auswalzen zwischen zwei sich mit unterschiedlicher Geschwindigkeit drehenden Walzen, deren Walzspalt bis zu etwa 0,75 mm beträgt. Ein derartig kleiner Walzspalt stellt in Verbindung mit dem Geschwindigkeitsunterschied der Walzen ausreichende Scherkräfte im Materialgemisch sicher, wenngleich das Ausmaß dieser Scherkräfte nicht nur von der Größe des Walzspalts abhängt, sondern auch noch von der Schichtstärkenverminderung, die das Materialge

misch beim Spaltdurchgang erleidet In entsprechender Weise wird das MaterialgemisA bei einem Strangpreßvorgang durch eine Strangpreßöffnung mit einer Spaltbreite bis zu etwa 0J5 mm ausgepreßt

Beim Walz- oder Strangptreßvorgang bilden sich dünne, folienartige Materialbahnen, die entweder a!s solche zn einem Magnetkörper verfestigt und weiterverarbeitet werden können oder die überemandergestapelt und zu einem Magnetkörper größerer Dicke zusammengefügt und verfestigt werden können, wobei sich anschließend aus diesem Magnetkörper Einzelmagneten ausschneiden lassen. Alternativ ist es auch möglich, aus den folienartigen Bahnen Formstücke auszustanzen und diese dann zu einem Magnetkörper zu verbinden, wobei die Stanzreste zur Wiederverarbeitung verwendet werden können.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausfuhrungsbeispielen näher beschrieben. Die hierbei zur Erläuterung benutzten Zeichnungen stellen dar in

F i g. 1 schematisch den Ausrichtungsvorgang der Ferritteilchen mit Hilfe eines Walzenpaares,

F i g. 2 schematisch die Aufmagnetisierung eines mehrschichtigen Magnetkörpers größerer Dicke,

F i g. 3 schematisch eine Art der Herstellung eines mehrschichtigen Magnetkörpers größerer Dicke.

Beispiel 1

Es wird zunächst als Dauermagnetwerkstoff Bariumferrit hergestellt, indem Bariumkarbonat mit Eisenoxid, z.B. im Verhältnis von 1 Mol BaCO3 zu 6 Mol Fe₂Oj, vermischt und das Gemisch 1 Stunde lang auf eine Temperatur von 1250⁰C erhitzt wird. Das sich dabei ergebende Bariumferrit-Rohmaterial (BaFe^Oi«) wird dann auf Eindomänengröße zerkleinert.

Bei Durchführung der Zerkleinerung in einer Kugelmühle wird zweckmäßig so vorgegangen, daß das Bariumferrit 90 Stunden lang in Wasser gemahlen, dann aus der Kugelmühle entnommen, getrocknet, eine kürzere Zeit bei einer Temperatur von ungefähr 1000⁰C wärmebehandelt und anschließend wiederum 90 Stunden lang in der Kugelmühle gemahlen wird. Das Bariumferrit kann andererseits aber auch in einer Standard-Reibmühle unter Verwendung von Kugeln aus korrosionsbeständigem Stahl so lange gemahlen werden, bis es auf Eindomänengröße zerkleinert ist. Im allgemeinen arbeitet die Reibmühle zehn- bzw. zwanzigmal schneller als die Kugelmühle und ist daher vorzuziehen.

Die Wärmebehandlung während des Zerkleinerns ist wünschenswert, weil dadurch die Koerzitivfeldstärke des Endprodukts erhöht wird. Im Fall von Bleiferrit kann diese Erhöhung bis 100% betragen, im Fall von Barium- und Strontiumferrit ist die Wirkung der Wärmebehandlung etwas geringer.

Bevorzugt soll die Teilchengröße im gemahlenen Material in dem Bereich von 3,5 μπι liegen, aber es lassen sich auch noch mit Teilchen von etwas größerer Diirchschnittsgröße Magnete mit guten Eigenschaften herstellen. Nach dem letzten Mahlen wird das Pulver getrocknet und von Klumpenbildungen befreit. Es ist danach zur Verwendung bereit. Das Erreichen der Eindomänengröße kann mittels periodischer Untersuchungen des Materials mit einem Elektronenmikroskop oder einfacher, obgleich nicht so genau, durch Vergleichen der Farbe eines Abstrichs des gerade bearbeiteten Pulvers mit der eines Vergleichspulvers von Eindomänengröße bestimmt werden. Bariumferritpulver von Eindomänengröße besitzt eine tiefrote

Farbe. Bei fortschreitender Zerkleinerung durchläuft die Farbe eines bei einer Temperatur von ungefähr 125O⁰C gebrannten Bariumferrits die Stufen Schwarz, Purpur und Rotbraun.

Das auf Eindomänengröße zerkleinerte Bariumferrit wird mit einem Bindemittel auf der Grundlage eines kautschukartigen Elastomeren zu einem dauermagnetischen Material verarbeitet, das die folgende Zusammenstellung besitzt:

Naturkautschuk (Standard-Qualität)	Gewichtsteile 123
Stearinsäure	0,1
Zinkoxid	03
Bariumferrit	136,0
Phenylnaphthylamin	02
Schwefel	03
Tetramethylthiuramdisulfid	03
Zinksalz des Merkaptobenzothiazols	0,1

Zur Herstellung dieses Materials wird zuerst der Naturkautschuk durch einen üblichen Zwei-Walzen-Gummikalander geführt der mittels eines Getriebes so geschaltet ist daß die beiden Walzen ein Geschwindigkeitsverhältnis von 1,1 :1 haben. Dieser Geschwindigkeitsunterschied der beiden Walzen erzeugt in dem durch den Walzspalt durchlaufenden Fell eine Scherkraft indem die eine Oberfläche des Fells relativ zur anderen Oberfläche beschleunigt wird Auf diese Weise wird im Walzenmischer ein Kneteffekt erzielt durch den der Kautschuk weich und etwas plastisch wird Ein während der gesamten Bearbeitung durch die Walzen zirkulierendes Kühlmittel bewirkt daß der Kautschuk auf einer Arbeitstemperatur im Bereich von 49 bis 82° C gehalten wird Oberhalb dieses Temperaturbereichs neigt der Kautschuk zu einer vorzeitigen Vulkanisation.

Der Kautschuk wird ungefähr 5 Minuten lang kalandert bis er zwischen den Walzen ein glattes Fell mit gleichmäßiger Dicke bildet Nach dieser Zeitspanne werden die anderen Bestandteile zugefügt, und zwar in der Reihenfolge der vorstehenden Aufstellung. Von diesen Bestandteilen ist der Schwefel das primäre Vulkanisationsmittel. Das Zinkoxid wirkt bei der anschließenden Vulkanisation des Kautschuks, während die Stearinsäure die Aktivierung der Beschleuniger unterstützt. Diese Beschleuniger sind die restlichen organischen Bestandteile, die sowohl in die Vulkanisation eintreten als auch die Wirkung des Schwefels beschleunigen.

Das Vennischen der Bestandteile nimmt im allgemeinen eme Zdt von ungefähr 20 Minuten in Anspruch. Die einzelnen Stoffe werden dabei unmittelbar vor dem Einlauf in den Walzspalt gleichmäßig auf die Kautschukschicht aufgegossen oder pht Im Augenblick des Zufügens des Bariuraferrhs tritt zunächst eine anfängliche Erweichung ein, die jedoch bei weiterem Zufügen von Ferritpnlver wieder verschwindet Nachdem alle Bestandteile zugegeben sind, wird das got durchgemischte FeD von dem Walzenmischer abgenommen. Das Fell bzw. Band hat vorzugsweise eine Dicke von ungefähr ft5 bis 075 mm und ist verhältnismäßig steif, dh, es ist sogar bei einer sehr geringen Schichtdicke noch selbsttragend

Das vorstehend beschriebene Verfahren wird an Hand der Fig. 1 näher erläutert Das Gemisch aus Bindemittel und Ferritpulver bildet vor dem Einlauf in den Spalt 5 der beiden Walzen 2 und Jemen Stau !.Die Walze 2 läuft mit etwas höherer Geschwindigkeit als die Walze 3. Das Bariumferrit besitzt die Form kleinei Plättchen 4, die in dem Stau 1 willkürlich orientiert sind Diese Plättchen sind in F i g. 1 aus Anschauungsgründen übertrieben groß dargestellt

Im Walzspalt 5 wirken auf das Gemisch Scherkräfte ein, die auf einen im Walzspalt innerhalb des Gemisches entstehenden Geschwindigkeitsgradienten zurückgehen, sowie zum Teil auch Druckkräfte, die von den

ίο beiden Walzen auf das Gemisch übertragen werden. Die Folge dieser Einwirkungen ist eine: mechanische Ausrichtung der Plättchen 4 derart daß die ebenen Flächen aller Plättchen ungefähr parallel zur Oberfläche der Materialbahn verlaufen, wie dies in F i g. 1 im

ij Bereich 6 angedeutet ist Infolge der festen Lage der geometrischen Hauptachse in bezug auf die magnetische Hauptachse der Teilchen ist diese mechanische Ausrichtung der Plättchen gleichbedeutend mit der Erzeugung einer magnetischen Vorzugsrichtung. Ein

to optimales Ergebnis läßt sich unter Urnständen nicht beim ersten Durchgang des Materials durch die Walzen erhalten, sondern tritt erst nach und nach bei wiederholtem Durchgang auf. Als Faustregel kann dabei gelten, daß der Ausrichtungsgrad um so besser ist je

2j dünner die gebildete Schicht ist oder genauer, je größer die Verminderung der Schichtdicke bei jedem Durchlauf des Materials durch den Walzspalt ist

Die Scherkräfte werden im Walzspalt 5 quer durch die gesamte Materialschicht hindurch übertragen, da sich im Walzspalt in dem gesamten Material ein Geschwindigkeitsgradient einstellt Durch diesen Effekt werden alle plattenförmigen Teilchen, deren Ebene nicht in der Bewegungsebene der Materialschicht liegt beim Spaltdurchgang innerhalb des Bindemittels in diese Ebene gedreht da sie nur in dieser Lage denn geringsten Drehmoment ausgesetzt sind, bzw. das Drehmoment auf den gegenüberliegenden Flächen der Teilchen entgegengesetzt und gleich ist. Auf diese Weise ergibt sich im Walzspalt die gewünschte Ausrichtung, die sich durch magnetische und Röntgen-Untersuchungen beweisen läßt

Eine ähnliche Ausrichtung der plättchenförmigen Teilchen wird auch erreicht wenn das Gemisch aus Bindemittel und Ferritpulver an Stelle durch einen Walzspalt durch eine Strangpreßdüse hindurchgepreßt wird deren Zuführung und Ablauf vorzugsweise in der Ebene der gewünschten Ausrichtung liegen.

Auf das Gesamtvolumen des Gemisches bezogen, kann beim Mischen im Walzenmischer das Bariumferrit in einer Menge von 65 Volumprozent in das Gummi eingearbeitet werden, aber es sind auch noch größere Mengen möglich. Eine theoretische obere Grenze des Beladungsgrades der Mischung an Bariumferrit ist erreicht, wenn sich die Ferritteilchen im Gemisch gegenseitig zu stören beginnen. Wenn dieser Zustand erreicht ist, verhindern die zwischen den einzelnen Ferritteilchen auftretenden Reibungskräfte ein Ausrichten durch die einwirkenden Scherkräfte. In Versuchen wurde gefunden, daß Beladungsgrade bis zu 70

Volumprozent Bariumferrit möglich sind Es ist dann jedoch schwierig, das Gemisch vor dem Vulkanisieren zu handhaben and außerdem ist die Festigkeit nach dem Vulkanisieren schlecht, so daß Neigung zum Krümeln besteht Die größere Elastizität des Materials bei einem Beladungsgrad von 65 Volumprozent macht derartiges Material für generelle Verwendungszwecke geeigneter. Nachdem der Vorgang zur Herstellung von Materialbahnen mit ausgerichteten Ferritteilchen beendet ist

werden die gebildeten dünnen Bahnen entweder für sich vulkanisiert bzw. ausgehärtet und magnetisiert oder aber übereinandergestapelt, bis eine Schichtung der gewünschten Dicke erhalten wird. Da die Ferritteilchen innerhalb jeder einzelnen Schicht so ausgerichtet sind, daß ihre Flächen in der Schichtebene und somit ihre magnetischen Hauptachsen senkrecht zur Schichtebene liegen, hat bei einem Übereinanderstapeln der Schichten die entstandene Schichtung eine magnetische Vorzugsrichtung senkrecht zur Flächenebene, und zwar unabhängig von der Anzahl der Schichten in der Schichtung.

Zur Verbindung der übereinandergestapelten Schichten zu einem Verbundkörper wird die Schichtung einem Druck von ungefähr 7 kp/cm² und einer zur Aushärtung des Bindemittels ausreichenden Temperatur, z. B. von ungefähr 150⁰C, ausgesetzt. Aus dem so gebildeten Verbundkörper können dann Dauermagneten mit jeder gewünschten Form ausgeschnitten werden. Bei dem Schneidevorgang wird die Orientierung der Teilchen nicht gestört, da sie unbeweglich in dem Bindemittel festgehalten werden.

Das Endprodukt wird durch ein äußeres Magnetfeld permanent magnetisiert, wobei es derart in dem Magnetfeld angeordnet wird, daß das Feld parallel zur magnetischen Hauptrichtung des Magnetkörpers verläuft. F i g. 2 zeigt als Beispiel ein Verfahren zur Magnetisiei ung eines kleinen zylindrischen geschichteten Dauermagneten 13, der in der vorangehend erläuterten Weise hergestellt ist. Der Magnet 13 liegt zwischen den Polstücken 10 und 11 eines Elektromagneten, und zwar in der richtigen Lage in bezug auf den durch die gestrichelten Linien 12 angedeuteten Verlauf der Kraftlinien zwischen den Polen Der Pfeil 14 bezeichnet die magnetische Hauptrichtung des Magneten 13 und verläuft parallel zu den Kraftlinien 12 des äußeren Feldes. Wenn daher z.B. der Pol 10 der Nordpol des Elektromagneten ist, wird die gegenüberliegende Fläche 15 des Magneten 13 zum Südpol.

An Stelle des Ausschneidens der Magneten aus einer verfestigten Schichtung von mehreren übereinandergestapelten Bahnen lassen sich die Magneten auch dadurch formen, daß aus einer einzigen Bahn Formstükke des gewünschten Querschnitts ausgestanzt, übereinandergestapelt und dann zu einem Verbundkörper verfestigt werden. In F i g. 3 ist dieses Verfahren dargestellt. Die aus einer Bahn ausgestanzten Formstükke 40 werden in der Ausnehmung 41 einer Form 42 übereinandergestapelt und dann mittels Stempeln 43 in der Form zusammengepreßt. Durch gleichzeitige Erwärmung werden die Schichten ausgehärtet und untereinander verbunden. Ein solches Verfahren ist vorteilhaft, weil es Abfall verhindert, da die noch nicht ausgehärteten Stanzreste leicht wieder bei der Herstellung neuer Bahnen mitverarbeitet werden können.

An Stelle der Magnetisierung nach dem Aushärten kann bei dem Verfahren gemäß F i g. 3 auch ein äußeres Magnetfeld 44 während der Aushärtung des Verbundkörpers in der Form angelegt werden, indem die Stempel 43 der Form selbst als Polstücke eines Magneten ausgebildet werden.

An Stelle des Naturkatiwchuks kann auch eine groBe Anzahl thermoplastischer oder wärmehärtbarer Stoffe als Bindemittel verwendet werden. Beispielsweise kann der Dauermagnetwerkstoff in einen Polyvinyl-Kunst stoff oder in Polyäthylen eingebettet werdea

Die Untersuchung eines erfindungsgemäß hergestell

ten Dauermagneten mit 65 Volumprozent Bariumferrit ergab eine Remanenz von ungefähr 2100 Gauß, eine Koerzitivf eidstärke von 1200 Oersted und ein maximales Energiepiodukt von 0,9 · 10* Gauß · Oersted. Der Magnet ließ sich leicht handhaben und bearbeiten, ohne daß eine Bruchgefahr bestand, und er ließ sich bequem mit einem Messer oder einem anderen Werkzeug schneiden. Der gleiche Magnet, gemessen unter einem rechten Winkel zur Hauptrichtung der mechanischen Ausrichtung, ergab ein maximales Energieprodukt von 0,28 ■ 10" Gauß · Oersted, eine Remanenz von 1200 Gauß und eine Koerzitivf eidstärke von 800 Oersted.

Beispiel 2

Es wird analog Beispiel 1 vorgegangen, jedoch an Stelle Bariumferrit als Dauermagnetwerkstoff Bleiferrit verwendet.

Zur Herstellung des Bleiferrits werden 17,5 Gewichtsteile Bleimonoxid (1,5 Mol PbO) innig mit 50 Gewichtsteilen Eisenoxid (6,0 Mol Fe₂Oa) vermischt. Das Gemisch wird dann in einer Luftatmosphäre, beginnend mit 700⁰C, gebrannt, und die Temperatur wird nach und nach über eine Zeitspanne von 6 Stunden auf 900° C erhöht, bis sich kristallines Bleiferrit bildet.

Nach dem Abkühlen in Luft wird das erzeugte Bleiferrit auf Eindomänengröße vermählen (z. B. durch 2stündiges Mahlen in einer Reibmühle, anschließender Wärmebehandlung bei 850⁰C für 15 Minuten und weitere Mahlung über 1 Stunde), worauf es getrocknet wird.

Als Bindemittel für das Bleiferrit wird die schon im Beispiel 1 beschriebene Kautschukmischung verwendet, jedoch mit der Ausnahme, daß das Bleiferrit in einer Menge von 116 Gewichtsteilen zugesetzt wird. Dies entspricht einem Beladungsgrad an Bleiferrit von 57 Volumprozent. An Stelle des Kautschuks können aber auch andere Bindemittel, wie schon im Beispiel 1 beschrieben, verwendet werden.

Beispiel 3

Es wird analog Beispiel 1 vorgegangen, jedoch als Dauermagnetwerkstoff Strontiumferrit verwendet.

Zur Herstellung des Strontiumferrits werden 7,7 Gewichtsteile Strontiumkarbonat (1 Mol SrCO₃) innig mit 50 Gewichtsteilen Eisenoxid (6 Mol Fe₂O₃) vermischt. Das Gemisch wird in Luft ungefähr 1 Stunde auf einer Temperatur von 1250⁰C gehalten und anschließend gemahlen und in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise behandelt.

Das so hergestellte Stronthimferrit wird mit dem Naturkautschuk gemäß Beispiel 1 in einer Menge von 123 Gewichtsieilen vermischt, was einem Beladungsgrad an Strontiumferrit von 62 Volumprozent entspricht.

Abschließend sei noch vermerkt, daß die zahlenmäßigen magnetischen Eigenschaften des Endprodukts, wie das maximale Energieprodukt, die Koendtivfeidstärke oder die Remanenz, sich mit der Art des ausgewählten Ferrits, mit dessen Herstellungsverfahren, mit dem Mahlen, mit der Art des Bindemittels und auch mit der Durchführung des Auswalzens oder Strangpressens ändern können. Das Grundkonzept des mechanischen Ausrichtens der magnetischen Teilchen führt jedoch in jedem Fall zu einer verbesserten Ausnutzung der mit dem eingesetzten Material vorgegebenen möglichen Werte.

Hierzu 1 Blatt Zeichrungen

709 «S/443

Claims

Patentanspruch:

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