DE1812011B2 - Ausgangswerkstoff zur herstellung eines dauermagneten aus pulver einer verbindung des typs co tief 5 r und verfahren zur herstellung des pulvers - Google Patents

Ausgangswerkstoff zur herstellung eines dauermagneten aus pulver einer verbindung des typs co tief 5 r und verfahren zur herstellung des pulvers

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Description

SmCo5 plattiert mit Ni-P
SmCo5 plattiert mit Ni-B
SmCo5 plattiert mit Ni-Co-P
SmCo5 plattiert mit Co-P
SmCo5 plattiert mit Sn
SmCo5 plattiert mit Cu
11 (X)O Oe
8000 Oe
7700 Oe
15300Oe
9300 Oe
Die Erfindung bezieht sich auf einen Ausgangswerkstoff zur Herstellung eines Dauermagneten, der aus feinen dauermagnetischen Teilchen besteht und dessen wesentlicher Bestandteil eine Verbindung mit einer hexagonalen Struktur des Typs C05R ist, wobei Co teilweise durch Fe, Ni und/oder Cu ersetzt sein kann und Re eines oder mehrere der Elemente der Seltenen Erden und/oder Th bedeutet.
Zu den Elementen der Seltenen Erden wird in diesem Zusammenhang auch das Element Yttrium gerechnet.
Derartige Ausgangswerkstoffe sind aus der DT-OS 58 550 bekannt. Sie weisen eine hohe magnetische Anisotropie, zusammen mit einer oft hohen Magnetisierung auf.
Da an einen Ausgangswerkstoff zur Herstellung von Dauermagneten die Anforderung gestellt wird, daß /Hc <\s und die Magnetisierung ausreichend groß sind, werden die obengenannten CosR-Verbindungen erfolgreich zu diesem Zweck angewandt.
Es sei bemerkt, daß die Magnetisierung der plattierten Teilchen von der Dicke der umhüllenden Schicht abhängig ist. Wie in der graphischen Darstellung Kurve 1 angegeben ist, nimmt 02s koc im Vergleich mit der des unplattierten Ausgangswerkstoffes bei zunehmender Schichtdicke — was mit einer längeren Plattierungszeit feinhergeht — zunächst zu und danach wieder ab. Inder Kurve II ist der Zusammenhang zwischen iHc und der Plattierungszeit t dargestellt.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Ausgangswerkstoffes, wie dieser im Obenstehenden beschrieben worden ist, und zwar insofern die Schichten aus einem oder mehreren Metallen aus der Spannungsreihe edler als Zn, gegebenenfalls legiert mit Metallioden, bestehen.
Bei diesem Verfahren wird ein schmelzmetallurgisch hergestelltes Gußstück zerkleinert. Das Zerkleinern erfolgt so lange, bis die Teilchen die gewünschten magnetischen Eigenschaften aufweisen, wie beispielsweise eine gewünschte ;f/cund Richtbarkeit.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß die Teilchen zunächst geätzt werden, danach nötigenfalls gewaschen und schließlich in ein Bad gebracht werden, das eine Lösung von Salzen enthält, die auf der Oberfläche der Teilchen chemisch oder elektrochemisch die gewünschte Schicht niederschlagen.
Eine zweite Verfahrensvariante gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberfläche der Teilchen die erwünschte Schicht mit Hilfe eines Sprühverfahrens aufgetragen wird.
18 12 Oil
Ausführungsbeispiel 1
Die Auftragung einer Ni-P-Schicht auf SmCo5-TeiI-cheri geschieht wie folgt: das S;.iCo5-Pulver wird mit Hilfe von 1 n-H2SO4 in einem Uliraschallschwingungsgefäß 60 Sekunden lang bei einer Temperatur zwischen 200C und 500C geätzt. Bei niedrigeren Temperaturen muß die Ätzzeit entsprechend langer sein. Danach wird die Säure entfernt und mit kaltem Wasser gespült.
Das Pulver wird nun in ein Bad gebracht, das folgende Stoffe enthält:
35 g/l NiSO, · 7 H2O
30 g/l amino-Essigsäure
15 g/l NaH2PO2 · H2O.
Es wurde bei einem pH-Wert von 4,5 (einstellbar mit N H4OH) und einer Temperatur von 500C gearbeitet.
Ausführungsbeispiel 2
Auftragung einer Co-P-Schicht auf SmCO5-Teilchen. Zunächst wird geätzt, wie im Ausführungsbeispiel 1 beschrieben. Das Bad enthält in diesem Fall:
27,1 g/l CoCb · 6 H2O
45,3 g/l NH4CI
90 g/l Na-Zitrat · 2 H2O
9 g/l NaH2PO2 · H2O
Mit HiITe von NH4OH wurde der pH-Wert auf 8,5 gebracht. Bei 75°C betrug die Wachsgeschwindigkeit der Schichtdicke 0,005 μΐη/πιίη.
Ausführungsbeispiel 3
Auftragung einer Ni-Co-P-Schicht. Zunächst wird geätzt, wie im Ausführungsbeispiel 1 beschrieben worden ist.
Die Badzusammensetzung ist die des Ausführungsbeispiels 1, der 12 g/l CoSO4 zugesetzt worden ist.
Es wurde bei einem pH-Wert von ca. 7 und bei einer Temperatur von 600C plattiert.
Ausführungsbeispiel 4
Auftragung einer Cu-Schicht. Zunächst wird geätzt, wie im Ausführungsbeispiel 1 beschrieben worden ist.
Das Bad enthält: 200 g/l CuSO4
60 g/l H2SO4
Es wurde bei einer Temperatur von 200C plattiert.
Ausführungsbeispiel 5
Auf SmCo4.9 läßt sich auch eine Schicht auftragen, und zwar mit Hilfe eines Sprühverfahrens. So wurde 1 Stunde lang Cu gesprüht, wodurch eine 0,24 μπι dicke Cu-Schichi entstand.
Die an den Pulvern gemessenen Werte von σ und //Y1 stiegen von 91,5 auf 93 Erg/g. Oe bzw. von 6500 Oe auf s 9600Oe.
Ausführungsbeispiel 6
Auf SmCo4.) wurde eine Silberschicht gesprüht. Die
iü Dauer des Sprühverfahrens betrug 1 Stunde; die Dicke der Ag-Schicht betrug 0,36 μιτι.
Die Werte von ο und //Y1 stiegen von 91,5 auf 94,5 Erg/g. Oe bzw. von 6500 auf 10 000 Oe.
Ein aus dem erfindungsgemäß hergestellten Aus-
!s gangswerkstoff aufgebauter anisotroper Dauermagnet ist z. B. ein Magnet aus mit einer Ni-P-Schicht plattierten SmCos-Teilthen. Dieser Magnet hat einen (BH)ma»-Werl von 9 10" GOe und einen ,//c-»Vert von 17 000 Oe, während ein Magnet, der aus unplattierten,
zo aber sonst gleichen SmCo5-Teilchen aufgebaut ist, einen (BH)n)J,-Wert von 7 · !O6 GOe und einen /W1-Wert von 6500 Oe aufweist.
Insbesondere wenn aus einem erfindungsgemäßen Ausgangswerkstoff ein anisotroper Dauermagnet hergestellt wird, tritt der Vorteil dieser Ausgangswerkstoffe hervor; es ist bekannt, daß an einen Ausgangswerkstoff zur Herstellung eines anisotropen Dauermagneten — außer ausreichend hohe //Y1-- und o-Werte, welche Werte beide bei einer geeigneten Plattierung erhöht worden sind — auch die Anforderung gestellt werden muß, daß die Teilchen in einem Magnetfeld gut richibar sind. Ein Maß für die Richtbarkeit der Teilchen ist das Verhältnis Uh, in dem /r die Remanenz und /5 die Sättigungsmagnetisierung je Volumeneinheit darstellt.
Es hat sich nun herausgestellt, daß während des Zerkleinerungsverfahrens, bei dem die feinen Teilchen erhalten werden, nach einer bestimmten Zerkleinerungszeit das UIs sinkt. Zur Erreichung optimaler iHc-Werte ist es jedoch notwendig, das Zerkleinerungsverfahren eine bestimmte Zeit lang durchzuführen; das Verhältnis Uh sinkt aber bereits ab, bevor die optimale //Yc erreicht ist.
Da jedoch der erfindungsgemäß plattierte Ausgangswerkstoff einen soviel höheren //Y1-Wert aufweist als ein
4s vergleichbarer nichtplattierter Ausgangswerkstoff, kann ein kurzes Zerkleinerungsverfahren gewählt werden, so daß das Verhältnis Uh noch nicht oder kaum abgenommen hat. Der auf diese Weise erhaltene nichtoptimale //Yc-Wert wird danach mit Hilfe der Plattierung so sehr erhöht, daß der endgültige iHc- Wert des plattierten Pulvers dennoch weit über dem der unplattierten Teilchen liegt. Der Vorteil der besseren Richtbarkeit der Teilchen kommt im höheren (ΒΗ),,ΜΛ-Produkt des Magneten zum Ausdruck.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

18 12 Oil Patentansprüche:
1. Ausgangswerkstoff zur Herstellung eines Dauermagneten aus Pulverteilchen aus einer Verbindung mit hexagonaler Kristallstruktur des Typs C05R, wobei Kobalt teilweise durch Eisen und/oder Nickel und/oder Kupfer ersetzt sein kann und R eines oder mehrere der Elemente der Seltenen Erden und/oder Thorium darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen von einer metallischen Schicht umgeben sind.
2. Werkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn R = Sm ist, die metallische Schicht aus gegebenenfalls mit P oder B legiertem Ni oder Co besteht.
3. Werkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß. wenn R = Sm ist, die metallische Schicht aus gegebenenfalls mit Zn oder Cd legiertem Sn besteht.
4. Werkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn R = Sm ist, die metallische Schicht aus Cu besteht.
5. Verfahren zur Herstellung eines Ausgangswerkstoffes nach Anspruch 1, bei dem aus den Werkstoffen ein Gußstück hergestellt wird, das, gegebenenfalls nach Homogenisierung durch eine Glühbehandlung, zerkleinert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Schicht auf die Oberfläche der Teilchen mit Hilfe eines Sprüh verfahrens aufgetragen wird.
6. Verfahren zur Herstellung eines Ausgangswerkstoffes nach Anspruch 1, bei dem die metallische Schicht aus einem oder mehreren Metallen aus der Spannungsreihe edler als Zink, gegebenenfalls mit Metalloiden legiert, besteht, wobei aus den Werkstoffen ein Gußstück hergestellt wird, das, gegebenenfalls nach Homogenisierung durch eine Glühbehandlung, zerkleinert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen zunächst geätzt, dann nötigenfalls gewaschen und schließlich in ein Bad gebracht werden, das eine Lösung von Salzen enthält, mit deren Hufe die metallische Schicht auf der Oberfläche der Teilchen chemisch oder elektrochemisch niedergeschlagen wird.
Ein derartiger bekannter Ausgangswerkstoff wird beispielsweise durch feine Teilchen der Verbindung SmCo5 gebildet.
Diese Teilchen können — abhängig von ihrem Verformungsgrad und ihrer Größe — einen ,H-Wert von 10 000 Oe und eine Magnetisierung O25 KOc von 90 Erg/g. Oe aufweisen. Aus diesem Ausgangswerkstoff läßt sich ein Dauermagnet herstellen, der einen (BH)„U,-Wert von 8,1 · 106GOe, einen ßW,.-Wert von 5200 Oe und einen ,Wt-Wert von 10 000 Oe besitzt.
Ein erfindungsgemäßer Ausgangswerkstoff weist nun das Kennzeichen auf, daß die Teilchen von einer metallischen Schicht umgeben sind.
Unter »metallisch« ist auch eine Schicht aus einer Legierung von Metallen oder aus einer Legierung eines oder mehrerer Metalle mit einem oder mehreren Metalloiden zu verstehen.
Derartige erfindungsgemäße Ausgangswerkstoffe haben durch ihre Plattierung einen erhöhten //Z1-Wert.
Zur Erläuterung dieser ,H-Verbesserung eines erfindungsgemäßen Ausgangswerkstoffes dienen die folgenden an SmCo5 gemessenen Werte. Dabei wurde jeweils von einem unplattierten SmCo5-Pulver mit einem /W1-Wert von 6500Oe ausgegangen. Nach der Plattierung wurden die untenstehenden Ergebnisse erhalten:
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