DE19751367A1 - Verfahren zur Herstellung eines hartmagnetischen, aus einer Samarium-Kobalt-Basis-Legierung bestehenden Pulvers - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der metallurgischen Verfahrenstechnik und betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines hartmagnetischen, aus einer Samarium-Kabalt-Basis-Le­ gierung bestehenden Pulvers. Mit dem Pulver können hochkoerzitive Permanentmagnete durch Sintern, Heißkompaktierung oder Kunststoffbindung hergestellt werden.

Permanentmagnete auf Sm-Co-Basis werden bisher vorwiegend auf pulvermetallurgischen Wege durch Sintern hergestellt (K. Strnat and R. M. W. Strnat, J. Magn. Magn. Mater. 100 (1991) 38). Zur Herstellung des dafür benötigten Sm-Co-Pulvers ist es bereits bekannt, zunächst eine entsprechende Legierung zu erschmelzen, diese nach dem Erstarren zu zerkleinern und in einem Passivierungsgas unterhalb der Phasentransformationstemperatur der Legierung wärmezubehandeln (US 5 122 203). Eine derartige Herstellungsweise hat den Nachteil, daß eine energie- und zeitaufwendige mehrstufige Wärmebehandlung notwendig ist, um hohe Koerzitivfeldstärken einzustellen. Desweiteren hat eine derartige Herstellungsweise den Nachteil, daß für Magnete des Sm₂Co₁₇-Typs Additive wie Cu und Zr notwendig sind, um eine Mikrostruktur einzustellen, die eine hohe Koerzitivfeldstärke durch den Pinning-Mechanismus ermöglicht. Diese Additive verringern jedoch die Sättigungsmagnetisierung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das eine technologisch beherrschbare und kostengünstige Herstellung eines hartmagnetischen, aus einer Samarium-Kobalt-Basis-Legierung bestehenden Pulvers für hochkoerzitive Permanentmagnete ermöglicht.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung mit dem in den Patent­ ansprüchen beschriebenen Herstellungsverfahren gelöst.

Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man

• a) die einzelnen Elemente der Legierung in Pulverform und/oder eine oder mehrere pulverförmige Vorlegierungen zu einem Ausgangspulver miteinander vermischt,
• b) diese Pulvermischung bei einer Temperatur im Bereich von 50°C bis 500°C in einer Wasserstoffatmosphäre bei einem Wasserstoffdruck von <0,15 MPa während einer Dauer von 1 h bis 100 h einer intensiven Feinmahlung unterwirft, wobei das Pulver hydriert und disproportioniert wird, und
• c) danach an dem so erhaltenen Feinpulver mittels einer Wärmebehandlung im Bereich von 500°C bis 900°C eine Wasserstoffdesorptionsbehandlung durchführt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Pulvermischung bei einem Wasserstoffdruck im Bereich von vorzugsweise 0,5 MPa bis 2,5 MPa feingemahlen und disproportioniert.

Entsprechend weiterer Ausgestaltungen der Erfindung werden in der Verfahrensstufe a) zweckmäßigerweise solche Ausgangspulvermischungen eingesetzt, die Legierungen mit der Zusammensetzung Sm_xCo_100-x mit 10<x<30 oder der Zusammensetzung Sm_xCo_100-x-a-b-cFe_aCu_bZr_c mit 10<x<30, a<45, b<15 und c<15 ergeben.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine neue Möglichkeit für die magnetische Härtung von Sm-Co-Basis-Verbindungen geschaffen. Durch das Verfahren ergeben sich neue Ansätze für eine Optimierung der magnetischen Eigenschaften von Sm-Co-Magneten, die zu einer Verbesserung der Eigenschaften führt und eine kostengünstige Alternative für die Herstellung solcher Magnete darstellt.

Nachstehend ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Eine erschmolzene Sm₂(Co,Fe,Cu,Zr)₁₇ Ausgangslegierung, wie sie üblicherweise für die Herstellung von Sm-Co-Sintermagneten verwendet wird und deren Koerzitivfeldstärken durch den Pinning-Mechanismus bestimmt werden, wird bis auf Partikelgrößen kleiner 160 mm zerkleinert und anschließend mit Hilfe einer Vibrationsmühle in einer Wasserstoffatmosphäre von 1 MPa bei einer Temperatur des Mahlbechers von 350°C während einer Dauer von 20 h intensiv gemahlen. Hierbei findet neben einer Feinmahlung gleichzeitig infolge des anwesenden Wasserstoffs eine Disproportionierung der Legierung statt. Anschließend wird das Pulver zur Durchführung einer Wasserstoffdesorption unter ständigem Abpumpen von Wasserstoff bis auf 750°C aufgeheizt und bei dieser Temperatur eine halbe Stunde gehalten.

Das auf diese Weise hergestellte Pulver weist eine hohe Koerzitivfeldstärke H_c von etwa 10 kA/cm auf und kann zu leistungsfähigen Permanentmagneten verarbeitet werden.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung eines hartmagnetischen, aus einer Samarium-Kobalt-Basis-Legierung bestehenden Pulvers, dadurch gekennzeichnet, daß man

• a) die einzelnen Elemente der Legierung in Pulverform und/oder eine oder mehrere pulverförmige Vorlegierungen zu einem Ausgangspulver miteinander vermischt,
• b) diese Pulvermischung bei einer Temperatur im Bereich von 50°C bis 500°C in einer Wasserstoffatmosphäre bei einem Wasserstoffdruck von <0,15 MPa während einer Dauer von 1 h bis 100 h einer intensiven Feinmahlung und Disproportionierung unterwirft und
• c) danach an dem so erhaltenen Feinpulver mittels einer Wärmebehandlung im Bereich von 500°C bis 900°C eine Wasserstoffdesorptionsbehandlung durchführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulvermischung bei einem Wasserstoffdruck im Bereich von 0,5 MPa bis 2,5 MPa feingemahlen und disproportioniert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Verfahrensstufe a) eine Ausgangspulvermischung für eine Legierung mit der Zusammensetzung Sm_xCo_100-x (10<x<30) herstellt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Verfahrensstufe a) eine Ausgangspulvermischung für eine Legierung mit der Zusammensetzung Sm_xCo_100-x-a-b-cFe_aCu_bZr_c mit 10<x<30, a<45, b<15 und c<15 herstellt.