DE2113932A1 - Verfahren zum Herstellen eines Ausgangspulvers fuer Dauermagneten - Google Patents

Verfahren zum Herstellen eines Ausgangspulvers fuer Dauermagneten

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DE2113932A1 DE19712113932 DE2113932A DE2113932A1 DE 2113932 A1 DE2113932 A1 DE 2113932A1 DE 19712113932 DE19712113932 DE 19712113932 DE 2113932 A DE2113932 A DE 2113932A DE 2113932 A1 DE2113932 A1 DE 2113932A1
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Description

Ρα1—tnnv/αίί
Anmelder: N. V. S1MUPS1 CL33UHPENFABRIEKHI
Akte: PHN- -"819
Anmeldung vomi 22. MärZ. 1971
K.V. Philips1 Gloeilampenfabrieken, Eindhoven/Holland
Verfahren zum Herstellen eines Ausgangspulvers für Bauermagneten
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Ausgangspulvers, das der für die dauermagnetischen Eigenschaften wesentliche Saustein für dauermagnetisierbare Körper ist, welches Pulver aus einer Verbindung mit einer hezagonalen Kristallstruktur besteht, deren Existenzgebiet mit dem der im M-R-System vorkommenden Verbindung M1-R ein Ganzes bildet, wobei M Co oder eine Kombination von Co mit einem oder mehreren der Elemente Pe, Ni und Cu darstellt und wobei R eines oder mehrere der Elemente der seltenen Erden und/oder Th darstellt, welches Pulver dadurch
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erhalten wird, das Giesslinge der Verbindung pulverisiert werden.
Zu den Elementen der seltenen Erden wird in diesem Zusammenhang auch das Element Y gerechnet.
Ein derartiges Verfahren ist in der offengelegten niederländischen Patentanmeldung 6 807 894 beschrieben.
An das herzustellende Ausgangspulver wird u.a. die Anforderung gestellt, daß die Koerzitivkraft H_ sowie die Richtbarkeit in einem Magnetfeld möglichst hoch sein müssen. Ein Maß für diese Richtbarkeit - und zugleich für die Rechteckigkeit der magnetischen Hystereseschleife - ist das Verhältnis σ / σ , in dem
σ die Sättigungsmagnetisierung und σ die remanente Magnetisierung ist.
Aus der genannten niederländischen Patentanmeldung 6 807 894· ist es bekannt, daß bei Pulverisierung der Giesslinge aus den betreffenden Legierungen in erster Linie die Koerzitivkraft En sowie das Verhältnis σ / σ zunehmen, je länger gemahlen wird. Zugleich r s
stellt sich nach dieser Veröffentlichung heraus, daß En sowie σ_ /σ als Punktion der Mahldauer Maximal-
werte aufweisen. Siehe dazu insbesondere Pig. 4 der genannten Patentanmeldung und Pig. 1 des Artikels von Strnat u.v.a. in "Journal of Applied Physics" 1968, Seiten 1263 - 1265. Die Maximalwerte treten jedoch nicht nach derselben Mahldauer auf: ein maximales Verhältnis σΓ / σ wird früher erreicht als eine maximale Koerzitivkraft H . Man wird also, wenn eine maxi-
— 3 —,
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mal gute Richtbarice it des Pulvers erforderlich ist, mit einer noch nicht maximalen Koerzitivkraft zufrieden sein müssen, während, wenn andererseits eine maximal große Koerzitivkraft erforderlich ist, die Richtbarkeit nicht mehr maximal sein kann. Da die Richtbarkeit des Pulvers unmittelbar im maximalen Energieprodukt (BH^g^. eines daraus hergestellten Dauermagneten zum Ausdruck kommt, bedeutet Obenstehendes, daß ein derartiger Dauermagnet nicht gleichzeitig einen maximalen (BH)max~Wer't' und eine maximale Koerzitivkraft H0 aufweisen kann. Dies ist ein Nachteil.
Dieser Nachteil tritt noch in verstärktem Maße hervor, wenn ein derartiger Dauermagnet ein sogenannter Preßmagnet ist, d.h. ein Hagnet, der aus zusammengepreßtem Pulver aufgebaut ist. Wenn nämlich ein Ausgangspulver, das eine bestimmte Koerzitivkraft aufweist, zu einem Magnetkörper zusammengepreßt wird, ist die Koerzitivkraft dieses Magnetkörpers immer niedriger als die des Ausgangspulvers. Das kann bedeuten, daß bei einem maximalen (BH)max-Wert die Koerzitivkraft für bestimmte Anwendungsgebiete zu niedrig ist.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die obengenannten Nachteile wesentlich verringert und manchmal sogar völlig ausgeschaltet. Dieses Verfahren weist dazu das Kennzeichen auf, daß das Pulverisieren der Griesslinge in einer Wasserstoff atmosphäre, gegebenenfalls zusammen mit einem Edelgas, erfolgt.
Gegebenenfalls werden die Giesslinge zunächst grob zermahlen, beispielsweise zu Teilchen mit einem maximalen Durchmesser von 300 /um, wonach diese Teilchen erfindungsgemäß pulverisiert werden.
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Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind im Grunde zweierlei:
1. Als Punktion der Mahldauer nimmt die Koerzitivkraft des Pulvers viel schneller zu als bei den bisher bekannten, beispielsweise in der niederländischen Patentanmeldung 6 807 894 beschriebenen Verfahren, während sich die Zunahme der Richtbarkeit mit der Mahldauer dabei im allgemeinen nicht ändert. Das bedeutet, daß die Koerzitivkraft eher - d.h. nach einer kürzeren Mahldauer - ihren Maximalwert erreicht und daß also, wenn so lange gemahlen wird, bis die Richt-
φ barkeit maximal ist, die dabei auftretende Koerzitivkraft des Pulvers höher ist als dies nach dem bekannten Verfahren erreichbar war.
2. Die maximal erreichbare Koerzitivkraft ist wesentlich höher als bei einem Ausgangspulver gleicher Zusammenstellung, das aber gemäß einem der bekannten Verfahren pulverisiert wurde.
Mit Hilfe der graphischen Darstellung nach Fig. 1 werden die obengenannten Vorteile näher erläutert: als Punktion der Mahldauer sind der Verlauf der Koerzitivkraft Hß, sowie der Richtbarkeit σ / σ des Pulvers dargestellt. En ist die Koerzitivkraft, die
1
an Pulver gemessen wurde, das in Argon gemahlen ist,
H ist die Koerzitivkraft, die an Pulver gemessen C2
wurde, das gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren gemahlen wurde. Es stellt sich heraus, daß beim Mahlen unter Wasserstoff die σ_ /σ -Kurve im allgemeinen mit der, welche an Pulver gemessen wurde, das in einer
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inerten Atmosphäre gemahlen wurde, zusammenfällt. Wenn nach beispielsweise einer Mahldauer t. die
Koerzitivkraft EL und das Verhältnis σ_ /σβ des
Pulvers gemessen werden, tritt der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens deutlich hervor: die Kombination (H_ = A, σ_/σ = B) ist eine un-
günstigere Kombination als (H = C; σ Γ/σ 8 = B).
In der nachfolgenden !Tabelle ist für einige Verbindungen von M und R, auf die sich die Erfindung bezieht, der Effekt des erfindungsgemäßen Verfahrens auf die Größe der Koerzitivkraft und Richtbarkeit des Pulvers angegeben: die Werte der Koerzitivkraft und der Richtbarkeit sind an Pulvern gemessen worden, die unter verschiedenen Wasserstoffgasdrücken ρ™
Ά2
pulverisiert waren, wobei die Atmosphäre gegebenenfalls noch Argon bis zu einem Gesamtdruck von 1_ enthielt. Immer ist von einer ausgesiebten Fraktion zermalmter Giesslinge der betreffenden Zusammenstellung ausgegangen, wobei der Durchmesser der Teilchen maximal 300 /um betrug. Das Pulverisieren erfolgte in einer Schwingmühle, in der der Grus 30 Minuten lang gemahlen wurde.
Mit Ce (MM) ist Ce-reiches Mischmetall gemeint, mit nachfolgender Zusammensetzung: 90 Gew.^ Ce, 7 Gew.^ La, restlicher !Teil: übrige Elemente der seltenen Erden.
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2 Ί13932
M-R Verbindung 0 H2 Zusatz
atmo
sphäre
Hc(Oe) σ /σ
τ' β
GdCo ρ- 0 Argon 10.000 0,95
0 ,4 Il 10.400 0,95
1 ,8 η 14.000 0,95
0 ,6 14.000 0,95
SmCo. ο
4,ο
0 Argon 4.400 0,88
0 ,1 Il 8.000 0,95
0 ,2 Il 8.000 0,88
0 ,4 Il 12.400 0,97
1 ,8 η 19.400 0,98
3 ,6 19.400 0,99
0 ,2 20.600 0,99
TCo5 0 Argon 800 0,57
0 ,4 π 800 0,60
1 ,8 Il 1.200 0,62
0 .6 2.000 0,62
Ce(MM)Co5 ο, Argon 800 0,66
ο, ,2 Il 1.200 0,67
ο, ,4 Il 1.200 0,61
1, 8 Il 1.800 0,67
,6 2.000 0,63
— 7 —
10 9 8 4 6/1158
ORlGiNAL IMSPECTEO
13932
In den graphischen Darstellungen nach Pig. 2 und 3 ist dargestellt, wie für die in der Tabelle genannten Verbindungen die Koerzitivkraft vom Wasserstoffgasdruck beim Pulverisieren abhängig ist. Es stellt sich heraus, daß bereits bei sehr niedrigen Wasserstoffgasdrücken eine wesentliche Erhöhung der Koerzitivkraft auftritt, während
bei höheren Wasserstoffgasdrücken abnimmt.
Aus der Tabelle geht, entsprechend dem Obenstehenden, hervor, daß σ Γ/σ Β als Punktion des Wasserstoffgasdruckes beim Pulverisieren im allgemeinen nahezu konstant bleibt. Eine Ausnahme bildet in diesem Zusammenhang jedoch die Verbindung SmCo- Q, bei der außer Hc
auch er /σ mit zunehmendem Wasserstoff gasdruck zunimmt. γ s
Das bedeutet, daß für diese Verbindung - und im allgemeinen für Verbindungen, in denen M Co und R Sm ist und die in dem eingangs genannten Existenzgebiet liegen das erfindungsgemäße Verfahren noch zusätzliche Vorteile bietet.
In der graphischen Darstellung nach Pig. 4 ist für die Verbindung SmCo. Q a~/a a als Punktion des Waeser-
«l·, ö Γ Β
Stoffgasdruckes aufgetragen.
Kurze Beschreibung des Mahlprozesses, wie es bei den Verbindungen, an denen die in der Tabelle aufgeführten H0 - und cfr/aß-Werte gemessen wurden, angewandt wurde.
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Eine auf bekannte Weise erhaltene Bogenschmelze der Verbindung wurde in einem stählernen Schlagmörser zerstoßen. Eine Fraktion mit einem Durchmesser von weniger als 300 /um wurde aus dem Grus ausgesiebt und in einen Mahltopf aus gehärtetem Stempelstahl gegeben; das Gesamtgewicht dieses Pulvers betrug ca. 2g» Dieser Mahltopf hatt© einen Inhalt von ca. 100 cm5 und enthielt 250 Stahlkugeln (Durchmesser 3 mm). Der Topf wurde hermetisch geschlossen und evakuiert (10""* mm Hg), ebenso wie die Zuführungsleitungen, die das Innere des Topfes mit einem Argonbzw. Wasserstoffgaszylinder verbanden. Mit Hilfe eines Regelhahnes mit einem Reduktionsventil ließ sich der Druck im Topf einstellen und während des Schwingens konstant halten. Der Mahltopf wurde danach in einen Schwingapparat gestellt und 30 Minuten lang mit ca. 1400 Schwingungen/Minute geschwungen. Nach diesem Schwingprozeß stellte es sich heraus, daß die mittlere Teilchengröße unter 1 /um lag.
Nach dem Schwingprozeß wurde, nachdem die Argon- bzw. Wasserstoffgaszufuhr abgeschlossen war, der Raum innerhalb des Topfes über dem Pulver und den Kugeln wieder evakuiert. Zum Schluß wurde das Pulver aus dem Topf entfernt und auf bekannte Weise wurden die H- und
σΓ/σ -Werte daran gemessen.
Das verwendete Wasserstoffgas enthielt weniger als 10 p.p.m. Sauerstoff und/oder Wasserdampf.
Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf Ausgangspulver zum Herstellen von Dauermagneten, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden sind, sowie auf dauermagnetisierbare, gegebenenfalls magnetisierte Körper, die aus feinen Teilchen aufgebaut
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sind, deren für die dauermagnetisehen Eigenschaften wesentlicher Bestandteil ein derartiges Ausgangspulver ist. Die dauermagnetisierbaren Körper können aus zusammengepreßtem Pulver oder auch aus gesintertem Pulver "bestellen.
Patentansprüche; - 10 -
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Claims (8)

Patentansprüche t
1. Verfahren zum Herstellen eines Ausgangspulvers, das der für die dauermagnet!sehen Eigenschaften wesentliche Baustein für dauermagnetisierbare Körper ist, welches Pulver aus einer Verbindung mit einer hexagonalen Kristallstruktur besteht, deren Existenzgebiet mit dem der im M-R-Systern vorkommenden Verbindung McR ein Ganzes bildet, wobei M Co oder eine Kombination von Co mit einem oder mehreren der Elemente Pe, Hl und Cu darstellt, und wobei R eines oder mehrere der Elemente der seltenen Erden und/oder Th darstellt, welches Pulver dadurch erhalten wird, daß Giesslinge der Verbindung pulverisiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulverisieren in einer Wasserstoffatmosphäre, gegebenenfalls zusammen mit einem Edelgas, erfolgt.
2. Ausgangspulver zum Herstellen eines Dauermagneten, welches Pulver nach Anspruch 1 hergestellt wurde.
3. Ausgangspulver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R das Element Sm und H das Element Co darstellt.
4. Ausgangspulver nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß R das Element Gd und H das Element Co darstellt.
5. Ausgangspulver nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß R das Element Y und M das Element Co darstellt.
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6. Ausgangspulver nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß R ein Cerium-reiches Mischmetall und H das Element Co darstellt.
7. Gegebenenfalls magnetisierter dauermagnetisierbarer Körper, der aus feinen Teilchen aufgebaut ist, deren für die dauermagnetischen Eigenschaften wesentlicher Bestandteil ein Auegangspulver nach einem der Ansprüche 2 bis 6 oder ein Gemisch dieser Ausgangspulver ist.
8. Dauermagnetisierbarer Körper nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß er aus zusammengepreßten feinen Teilchen aufgebaut ist.
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DE19712113932 1970-04-18 1971-03-23 Verfahren zum Herstellen eines Pulvers aus Co tief 5 R für Dauermagnete Expired DE2113932C3 (de)

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NL7005646 1970-04-18
NL7005646A NL7005646A (de) 1970-04-18 1970-04-18

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DE2113932A1 true DE2113932A1 (de) 1971-11-11
DE2113932B2 DE2113932B2 (de) 1976-03-18
DE2113932C3 DE2113932C3 (de) 1976-10-28

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JPS5021313B1 (de) 1975-07-22
BE765905A (fr) 1971-10-18
AU2754771A (en) 1972-10-19
DE2113932B2 (de) 1976-03-18
CH560955A5 (de) 1975-04-15
US3681151A (en) 1972-08-01
NL7005646A (de) 1971-10-20
BR7102237D0 (pt) 1973-04-19
FR2089761A5 (de) 1972-01-07

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