DE1571414C - Verfahren zum Strangpressen von Fer ntdauermagneten und Strangpreßwerkzeug zur Ausübung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von stranggepreßten Ferritmagneten, insbesondere Barium-, Strontium- und Bleiferritmagneten. • Es ist bekannt, Bariumferritmagnete im Strangpreßverfahren herzustellen. Üblicherweise wird hierbei derart verfahren, daß feingemahlenes Ferritpulver mit einer Korngröße von 0,5 bis 5 μ mit 10 bis 20% Wasser und 0,5 bis 3% Plastifizierungsmittel gemischt wird. Aus dieser Masse wird durch Pressen unter gleichzeitigem Anlegen eines Vakuums an das Preßhohl ein Vorkörper erzeugt. Bei der Erzeugung des Vorkörpers wird die Masse entlüftet. Die entlüftete Masse wird sodann in einer Strangpresse durch ein geeignet geformtes Mundstück ausgepreßt und der Strang auf gewünschte Längen geschnitten. Die so erhaltenen Formkörper werden getrocknet, gesintert und magnetisiert.

Es ist ferner bekannt, Ferritmagnete aus Schneckenpressen zu extrudieren. Dieses bekannte Verfahren hat den Vorteil, daß auf die Herstellung eines Vorkörpers verzichtet werden kann.

Man hat auch schon versucht, die beim Strangpressen durch mechanische Kräfte erreichte Preßanisotropie durch Anlegen eines starken Magnetfeldes im Bereich des Mundstücks des Strangpreßwerkzeugs zu verbessern. Dies hat jedoch keinen Erfolg gebracht, weil die Masse zu zäh ist und den Teilchen keine ausreichende Möglichkeit gibt, sich in die Vorzugsrichtung auszurichten.

Die nach den beschriebenen Verfahren hergestellten Magnete haben eine Remanenz B_r von etwa 2700Gauß, eine Koerzitivfeldstärke nH_c von 2250 Oersted und ein maximales Energieprodukt {.BH)_max von etwa 1,6 MGOe. Diese Werte lassen erkennen, daß es sich um Magnete handelt, die in Teilbereichen, insbesondere in ihren Randbezirken, infolge von beim Strangpressen auftretenden Reibungskräften zwischen Düseninnenwand des Strangpreßwerkzeugs und den Pulverteilchen, anisotrop sind. Bisher war es jedoch nicht möglich, im Strangpreß- oder Schneckenpreßverfahren Ferritmagnete und insbesondere Bariumferritmagnete mit einer nennenswerten, sich über den gesamten Querschnitt der Magnete erstreckenden magnetischen Anisotropie herzustellen.

Aus dem ersten Zusatz 67 837 zu der französischen Patentschrift 1 114 010 ist auch schon ein Verfahren zum Ausrichten von Dauermagnetpartikeln, die in einer Flüssigkeitssuspension enthalten sind, in einem Magnetfeld beim sogenannten Naßpressen von Dauermagnetformkörpern bekannt. Nach diesem bekannten Verfahren lassen sich Dauermagnete mit einem Energieprodukt (BH)max = 1,7 bis 2,2 -10⁶G- Oe herstellen. Gleichartige Verfahren sind auch aus der österreichischen Patentschrift 196 988 und der französischen Patentschrift 1 080 514 bekannt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Verbesserung der Ausrichtung der Teilchen von nach dem Strangpreßverfahren hergestellten Dauermagneten. Hinweise zur Lösung dieser Aufgabe sind den vorgenannten Patentschriften nicht zu entnehmen.

Durch die Erfindung soll es insbesondere möglich sein, Dauermagnetpreßlinge aus einem mit Wasser angefeuchteten und mit einem Plastifizierungsmittel versetzten Ferritpulver, insbesondere Barium-, Strontium- oder Bleiferritpulver, durch Strangpressen herzustellen, wobei die Preßlinge eine den ganzen Querschnitt der Magnete erfassende magnetische Vorzugsrichtung aufweisen sollen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Erzeugung von Preßlingen mit einer magnetischen Vorzugsrichtung eine Suspension von .Ferritpulver mit 30 bis 50°/₀ Wasser und 0,5 bis 3% Pflastifizierungsmittel unter Anlegung eines Magnetfeldes in an sich bekannter Weise gepreßt und gleichzeitig auf einen Gehalt von 10 bis 15'Vo entwässert wird, worauf der so erzeugte Preßling in einer Strangpresse zu Formkörpern verarbeitet wird. Die für das

ίο Strangpressen bestimmten vorgepreßten Körper können beliebige Gestalt erhalten und z. B. quader- oder zylinderförmig sein. Das Entwässern bis auf einen Restfeuchtegehalt von 10 bis 15% erfolgt z. B. durch Absaugen der Feuchtigkeit durch den porösen Preßstempel hindurch mittels einer Vakuumpumpe. Das Ferritpulver soll hierbei vorzugsweise eine Körnung von 0,5 bis 5 μ aufweisen. Das Plastifizierungsmittel besteht in an sich bekannter Weise aus organischen Substanzen, wie beispielsweise Polyvinylalkohol, Methylzellulose, Weizenmehl, Alginaten od. dgl.

Die auf diese Weise erzeugten magnetisch anisotropen Vorkörper mit axialer, radialer oder diametraler Vorzugsrichtung werden nunmehr in einer Strangpresse weiterverarbeitet. In an sich bekannter Weise wird ein Strang erzeugt, der anschließend in einzelne Abschnitte unterteilt wird. Diese Abschnitte werden getrocknet und schließlich gesintert.

Beim Strangpressen ist es im allgemeinen üblich, mit einem möglichst wirtschaftlichen Querschnittsverhältnis des Vorkörpers zum ausgepreßten Körper, beispielsweise etwa 50: 1, zu arbeiten, um mit einer möglichst geringen Stempelbewegung einen möglichst langen Strang zu erzeugen. Diesem Stand der Technik gegenüber wird erfindungsgemäß im vorliegenden Falle mit einem erheblich geringeren Querschnittsverhältnis, etwa 1,3:1 bis 5:1, vorzugsweise 2:1, gearbeitet. Auf diese Weise gelingt es, die durch das Vorpressen im Magnetfeld erzeugte magnetische Ausrichtung der einzelnen Teilchen beizubehalten. Wenn dagegen mit großen Querschnittsverminderungen gearbeitet würde, so ergäbe sich in mehr oder minder starkem Maße ein ungeregeltes Haufwerk der Ferritteilchen, und es bestünde die Gefahr, daß die zuvor eingeprägte magnetische Anisotropie wieder zerstört würde.

Bemerkenswerterweise hat es sich gezeigt, daß es ohne weiteres gelingt, die beschriebenen Vorkörper in der Strangpresse weiterzuverarbeiten und daß es nicht erforderlich ist, außer der auch sonst üblichen Evakuierung des Preßzylinders, besondere Vorkehrungen zu treffen, um eingeschlossene Luft aus der Masse zu entfernen.

Es ist wichtig — und hierin liegt ein wesentlicher Teil der Erfindung — daß der zunächst erzeugte Vorkörper hinsichtlich seiner beim Magnetfeldpressen erzeugten Vorzugsrichtung bewußt so in das Hohl der Strangpresse eingelegt wird, daß der Endkörper nach dem Strangpressen die gewünschte magnetische" Vorzugsrichtung aufweist. Das bedeutet konkret, daß

bei einem Strangpreßling, der eine Vorzugsrichtung senkrecht zur Strangpreßrichtung haben soll, der Vorkörper so in das Hohl der Strangpresse einzulegen ist, daß seine vom Magnetfeldpressen herrührende Vorzugsrichtung zur Vorzugsrichtung des Endkörpers

parallel· liegt. Auf entsprechende Weise ist beim Einlegen des durch geeignetes Magnetfeldpressen erzeugten Vorkörpers in das Hohl der Strangpresse zu verfahren, wenn der Endkörper eine magnetische

Anisotropie in axialer Richtung oder, beispielsweise bei zylindrischen oder hohlzylindrischen Körpern, in diametraler oder radialer Richtung aufweisen soll.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, Magnete herzustellen, die eine Remanenz Ä_rä 3000 G, eine Koerzitivfeldstärke nH_c = 2200 Oe und ein maximales Energieprodukt (BH)_max ^ 1,8 MGOe aufweisen.

Es ist bereits darauf hingewiesen worden, daß es zweckmäßig ist, beim Strangpressen gemäß der Erfindung keine zu großen Querschnittsverminderungen in der Strangpresse vorzusehen. Dies bedeutet, daß mit einer möglichst geringen Relativgeschwindigkeit zwischen dem Preßgut und den Wandungen gearbeitet werden sollte, um eine mechanische Störung der bereits vorliegenden magnetischen Ausrichtung zu verhindern. Zur weiteren Verringerung der Relativgeschwindigkeit des zu pressenden Materials gegenüber den Wandungen des Strangpreßwerkzeugs kann bei rechteckigem Querschnitt des Preßkolbens und der Vorkammer an dem Kolben eine zungenartige Verlängerung vorgesehen werden. Das Preßgut ruht auf dieser Zunge und wird mit ihr zur Düse vorgeschoben. Durch die Zunge wird erreicht, daß die Relativgesch'windigkeit der Pulverteilchen gegenüber der Wandung des Strangpreßwerkzeugs, jedenfalls im Zungenbereich, erheblich verringert wird. Damit wird sichergestellt, daß in diesem gefährdeten Bereich die eingeprägte magnetische Vorzugsrichtung nicht nennenswert beeinträchtigt wird.

In Abb. 1 ist im Längsschnitt schematisch ein Strangpreßwerkzeug in Einfüllstellung gezeigt. Dabei bedeutet 1 die Zunge des Preßkolbens 2, 3 der strangzuverpressende anisotrope Vorkörper aus Ferritpulver und 4 das Mundstück des Werkzeugs.

A b b. 2 zeigt das Werkzeug nach dem Strangpreßvorgang mit dem Kolben in Endstellung. Die magnetische Vorzugsrichtung im Vorkörper 3 sowie im erzeugten Strang ist durch die Pfeile 5 (A b b. 1) und 5' (A b b. 2) gekennzeichnet.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Strangpressen von Dauermagnetpreßlingen aus einem mit Wasser angefeuchteten und einem Plastifizierungsmittel versetzten Ferritpulver, insbesondere Barium-. Strontium- und Bleiferritpulver, dadurchgekennzeichnet, daß zur Erzeugung von Preßlingen mit einer magnetischen Vorzugsrichtung eine Suspension von Ferritpulver mit 30 bis 50% Wasser und 0,5 bis etwa 3% Plastifizierungsmittel unter Anlegung eines Magnetfeldes in an sich bekannter Weise gepreßt und gleichzeitig auf einen Gehalt von 10 bis 15°/₀ entwässert wird, worauf der so erzeugte Preßling in einer Strangpresse zu Formkörpern verarbeitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetisierungsrichtung des in die Strangpresse eingebrachten Vorkörpers senkrecht oder parallel zur Preßrichtung der Strangpresse steht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsverminderung in der Strangpresse 1,3:1 bis 5:1, vorzugsweise 2:1, beträgt.

4. Strangpreßwerkzeug zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für das Verpressen von quaderförmigen Vorkörpern in einer Kammer mit rechteckigem Querschnitt der Preßkolben eine zungenartige Verlängerung aufweist, auf der das Preßgut ruht und zur Düse vorgeschoben wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen