DE2121514B2 - Verfahren zur Herstellung eines intermetallischen Sinterwerkstoffes, insbesondere für Dauermagnete - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines intermetallischen Sinterwerkstoffes, insbesondere für DauermagneteInfo
- Publication number
- DE2121514B2 DE2121514B2 DE2121514A DE2121514A DE2121514B2 DE 2121514 B2 DE2121514 B2 DE 2121514B2 DE 2121514 A DE2121514 A DE 2121514A DE 2121514 A DE2121514 A DE 2121514A DE 2121514 B2 DE2121514 B2 DE 2121514B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- alloy
- cobalt
- sintered body
- samarium
- sintered
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
- H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/047—Alloys characterised by their composition
- H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
- H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
- H01F1/0555—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 pressed, sintered or bonded together
- H01F1/0557—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 pressed, sintered or bonded together sintered
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C1/0433—Nickel- or cobalt-based alloys
- C22C1/0441—Alloys based on intermetallic compounds of the type rare earth - Co, Ni
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
- C22C19/07—Alloys based on nickel or cobalt based on cobalt
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines intermetallischen Sinterwerkstoffes, insbesondere
für Dauermagnete, aus mindestens 65% CoiSE-Phase und bis zu 35% einer CoSE-Phase, deren Gehalt an
Seltenem Erdmetall (SE) höher ist als es der Zusammensetzung C05SE entspricht, wobei SE insbesondere
Samarium darstellt.
Aus der BE-PS 7 41459 ist ein Verfahren '.um
Herstellen von Dauermagneten bekannt, bei dem ein aus Samarium und Kobalt erschmolzener Magnetwerkstoff
mit einem Samariumanteil zwischen 34 und 42% pulverisiert, der pulverisierte Magnetwerkstoff in einem
Magnetfeld verpreßt, der gebildete Preßkörper bei einer Temperatur von 11000C in einer neutralen
Atmosphäre gesintert und der Sinterkörper dann in einem Magnetfeld magnetisiert wird. Beim Sintern der
gleiche Legierungszusammensetzung aufweisenden Teilchen tritt nun eine Verschlechterung der magnetischen
Eigenschaften auf.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das
zu einem intermetallischen Sinterwerkstoff mit verbesserten magnetischen Eigenschaften führt.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren der eingangs genannten Art, das erfindungsgemäß dadurch
gekennzeichnet ist. daß aus einer CoSE-Gruncllegicriing
und einer CoSE-Zusatzlcgierung, die einen höheren SE-Gehalt als die Grundlegierung hat, ein Teilchengemisch
bereitet wird, in dem die Zusatzlegierung in einer Menge von mindestens 0,5% vorhanden ist, das
Teilchengeniisch zu einem Preßkorper verdichtet und der Preßkörper in neutraler Aimosphärc bei einer
Temperatur gesintert wird, bei der die Zusatzlegierung zumindest teilweise in flüssiger Phase vorliegt.
Ein nach dem Verfahren der Erfindung hergestellter intermetallischer Sinterwerkstoff zeichnet sich durch
hervorragende magnetische Eigenschaften aus, insbesondere einen verbesserten Widerstand gegen Entmagnetisierung,
und eignet sich daher hervorragend für Dauermagnete.
Bei der Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn das Teilchengemisch im Magnetfeld verdichtet wird.
Bei der Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn das Teilchengemisch im Magnetfeld verdichtet wird.
Bevorzugt wird das Verfahren nach der Erfindung auf ein Teilchengemisch angewendet, das aus einer
Grundlegierung mit einem Samarium-Gehalt von 32 bis
i) 36%, gegebenenfalls mit Cer-Mischmetall, und einer
Zusatzlegierung mit einem Samarium-Gehalt von 46 bis 65% besteht
Die Erfindung wird näher anhand von Zeichnungen erläutert, in denen zeigt
Fig. 1 das Zustandsdiagramm von Kobalt-Samarium
und
F i g. 2 die Entmagnetisierungskurven von zwei nach
dem Verfahren der Erfindung hergestellten Dauermagneten im Vergleich zu einem bekannten Dauermagne-
r> ten aus Samarium und Kobalt
Beim Verfahren oach der Erfindung befindet sich die
Grundlegierung bei Sintertemperatur im festen Zustand, während die Zusatzlegierung zumindest teilweise
in flüssiger Phase vorliegt und damit zur Erhöhung der
jo Sintergeschwindvgkeit beiträgt Aus Grundlegierung
und Zusatzlegierung wird ein Teilchengemisch gebildet, dessen Gehalt an Kobalt und Seltenem Erdmetall dem
des angestrebten intermetallischen Sinterwerkstoffes entspricht
j> Das Teilchengemisch wird zu Preßkörper verdichtet,
vorzugsweise im Magnetfeld, und die Preßkörper werden dann gesintert. Das Sinterprodukt besteht aus
mindestens 65% Co5SE-Phase und bis zu 35% einer zweiten intermetallischen CoSli-Phase, die einen
reicheren Gehalt an Seltenem Erdmetall aufweist, als dieCo5SE-Phase.
Die Grundlegierung aus Kobalt und Seltenem Erdmetall, die bei dem Verfahren verwendet wird, ist
eine Legierung, die bei Sintertemperatur »Is einzige
■4". intermetallische CosSE-Phase vorliegt. Da die einzige
CojSE-Phase in ihrer Zusammensetzung verschieden sein kann, kann die Zusammensetzung der Grundlegierung
verschieden -,em, was aus dem Zustandsdiagramm
für das besondere System aus Kobalt und Seltenem
in Erdmetall oder empirisch bestimmt werden kann. Beispielsweise zeigt Fig. 1 für das Kobalt-Samarium-System,
daß der Samariumgehalt der Grundlegierung bei Zimmertemperatur zwischen 32 und 36% betragen
kann, da diese besondere Zusammensetzung bei
V) Sintertemperaturen zwischen 950 und 1200°C einphasig
ist. V01 zugsweise ist die Grundlegierung bei Zimmertemperatur einfachheitshalber eine intermetallische
Co5SE-Phase.
Die Zusatzlegicrung aus Kobalt und Seltenem
wi Eidmeiall ist eine Legierung mit einem reicheren
Gehalt an Seltenem Erdmetall als die Grundlegicrung. Sie muß ferner eine Legierung sein, die bei Sintcrtempcratur
zumindest teilweise flüssig ist. Die Zusammensetzung der Zusatzlegicrung kann verschieden sein und
h"> kann aus dem Zustandsdiagramm für das besondere
System aus Kobalt und Seltenem Erdmetall oder
empirisch bestimmt werden. F i g. I zeigt beispielsweise für das Kobalt-Samarium-System, daß es bei Tempern-
türen zwischen 950 und 12000C, was ein geeigneter
Sintertemperaturbereich für CoSm in dem Verfahren gemäß der Erfindung ist. Phasen gibt, die teilweise oder
vollständig flüssig sind. Jede Legierung innerhalb des in F i g. 1 gezeigten Bereichs, die bei der Sintertemperatur
eine zumindest teilweise flüssige Phase bildet, kann eine zufriedenstellende Zusatdegierung für das Verfahren
gemäß der Erfindung sein. Wie in Fig. 1 veranschaulicht,
kann beispielsweise die CcSm-ZusatzIegierung einen Samariumgehalt haben, der etwa 46% oder mehr
betragen kann. Eine Zusatzlegierung kann erforderlichenfalls empirisch durch eine Anzahl von Verfahren
gewählt werden, wie zum Beispiel durch eine genaue Uni ersuchung der Zusammensetzung bei Sintertemperatur,
d. h„ durch Erwärmung von Proben verschiedener
Zusatzlegierungszusammensetzungen auf die gewünscb'e Sintertemperatur und Beobachtung des
Ausmaßes der Entwicklung der Flüssigphase.
Bevorzugte Zusatzlegierungen haben einen verhältnismäßig geringen Gehalt an Seltenem Erdmetall, so
daß die unerwünschten Eigenschaften des renen Seltenen Erdmetalle in der Zusatzlegierung so gering
wie möglich gehalten werden. Reines Samarium ist beispielsweise sowohl pyrophor und sehr verformbar
und infolgedessen schwer zu zermahlen und mit der Grundlegierung zu vermischen, da es das Bestreben hat,
sich abzutrennen und auf den Boden des Behälters zu fallen. Andererseits ist die CoSm-Zusatzlegierung mit
einem Samariumgehalt von vorzugsweise weniger als 70% bei Zimmertemperatur an Luft im wesentlichen
nicht reaktiv, sie kann ferner durch herkömmliche Verfahrensweisen zermahlen werden und da sie
geringfügig magnetisch ist, haftet sie an der Grundlegierung an, was zu einem im wesentlichen gründlichen
stabilen Teilchengemisch führt. Wenn jedoch der Samariumgehalt der CoSm-Zusatzlegierung erhöht
wird, wird die Zusatzlegierung mehr reaktiv und schwieriger zu vermischen. Je höher andererseits der
Kobaltgehalt der Zusatzlegierung ist, desto stärker sind ihre magnetischen Eigenschaften und desto stabiler ist
da« Teilchengemisch, das sie mit der Grundlegierung bildet.
Die zur Bildi_ng der Legierungen und intermetallischen
Sinterkörpern aus Kobalt und Seltenem Erdmetall gemäß der Erfindung verwendbaren Seltenen
Erdmetalle sind die fünfzehn Elemente der Lanthanid-Reihe mit den Atomzahlen 57 bis einschließlich 71. Das
Element Yttrium (Atomzahl 39) ist für gewöhnlich in dieser Gruppe von Metallen eingeschlossen und wird
hier als Seltenes Erdmetall angesehen. Es können auch mehrere Seltene Erdmetalle verwendet werden. Die
Legierungen oder intermetallischen Sinterkörper können beispielsweise Dreistoff- oder Vierslofflegierungen
oder -verbindungen sein oder sie können sogar eine noch größere Anzahl an Seltenen Erdmetallen enthalten.
Typische Legierungen aus Kobalt und Seltenem Erdmelall, die als Grundlegierung und Zusatzlegierung
gemäß der Erfindung verwendbar sind, sind Kobalt-Zerium, Kobalt-Praseodym, Kobalt-Neodym, Kobalt-Promethium,
Kobalt-Samarium, Kobalt-Europium, Kobalt-Giidolinium, Kobalt-Terbium. Kobalt Dysprosium, Kobaüt-Holmium,
Kobalt-Lrbitim, Kobalt-Thulium, Kobalt-Ytterbium,
Kobalt-Cassiopeium, Kobalt-Yttrium. Kobalt-Lanthan und Kobalt Mischmctall. Mischmetall ist
die bekannteste Legierung der Seltenen Erdmetalle, die
die Metalle etwa in dem Verhältnis enthält, in dem sie in
ihren bekanntesten natürlich vorkommenden Ys/cn enthalten sind. Beispiele für besondere DreistoiTlegierungen
umfassen Kobalt-Samarium-Mischmetall, Kobalt-Zerium-Praseodym, Kobalt-Ytirium-Praseodym
und Kobalt-Praseodym-Mischmetall. Bei Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung können die Grund- und Zusatzlegierungen
aus Kobalt und Seltenem Erdmetall durch eine Reihe von verschiedenen Verfahren gebildet werden. Beispielsweise
kann jede Legierung durch Lichtbogen-Schmelzung des Kobalts und des Seltenen Erdmeralls
zusammen in den entsprechenden Mengen in einer im wesentlichen neutralen Atmosphäre, wie z. B. Argon,
hergestellt werden, woraufhin die Schmelze erstarren kann. Vorzugsweise wird die Schmelze in einen Block
gegossen.
Die Grund- und Zusatzlegierungen in festem Zustand können in bekannter Weise in Teilchenforrr. umgewandelt
werden. Eine derartige Umwandlung kann an Luft bei Zimmertemperatur durchgeführt werden, da die
Legierungen im wesentlichen r'/ht reaktiv sind. Beispielsweise kann jede Legierung π it Mörser und
Stößel zermahlen werden und dann durch Strahlmahlen zu einem feinen Pulver zerkleinert werden. Die
Teilchengröße der Grund- und Zusatzlegierungen aus Kobali und Seltenem Erdmetall, die zur Bildung des
Teilchengemisches gemäß der Erfindung verwendet werden, kann verschieden sein. Jede Legierung kann in
so fein verteilter Form vorgesehen werden, wie es erwünscht ist Für die meisten Verwendungszwecke
so reicht die durchschnittliche Teilchengröße von etwa 1 μιη oder weniger bis zu etwa ΙΟμηι. Größere
Teilchengrößen können verwendet werden, aber bei Erhöhung der Teilchengröße ist die erzielbare maximale
Koerzitivkraft geringer, da sich die Koerzitivkraft im π allgemeinen im umgekehrten Verhältnis mit der
Teilchengröße ändert Je kleiner ferner die Teilchengröße ist, desto geringer ist die anzuwendende Sintertemperatur.
Bei der Bildung des Teilchengemisches beim Verfahren gemäß der Erfindung werden die Grund- und
Zuaatzlegierungen jeweils in einer Menge verwendet, so daß das sich ergebende Gemisch einer, Gehalt an
Kobalt und Seltenem Erdmetall aufweis·, der im wesentlichen dem Gehalt der Phasenzusammensetzung
•π des gewünschten Sinterkörpers entspricht. Ferner sollte
jedoch bei Bildung des Gemisches die Zusatzlegierung
in einer Menge verwendet werden, die zur Förderung des Sinterns ausreicht Diese Menge hängt weitgehend
von der besonderen Zusammensetzung der Zusatzlegie-
■*> rung ab und kann empirisch bestimmt werden, aber
allgemein gesagt sollte die Zusatzlegierung in einer Mindestmenge von 0,5% des aus Grundlegierung und
Zusa'.zJegierung bestehenden Gemisches verwendet werden. Je Größer der Bestandteil an Seltenem
v> Erdmetall der Zusutzlegierung ist, desto geringer ist die
benötigte Menge der Zusatzlegierung.
Der Sinterkörper sollte bei Sintertemperatur eine Phasenzusammrjnsetzung haben, die außerhalb des
CosSE-Einphasenoereichs auf der Seite mit reicherem bo Gehalt an Seltenem Erdmetall liegt. Die Magnetisierung
eines derartigen Sinterkörpers führt zu einen. Dauermagneten mit erheblich verbesscrien magnetischer
Eigenschaften. Wenn andererseits ein Sinterkörper bei
Sintcrtcmperaturcn oder Zimmertemperaturen nur aus h">
einer einzigen intermetallischen CovSE-Phase besteht,
oder wenn es eine zweite intermetallische Phase aus Kobalt und Seltenem F.rdmetall mit einem geringeren
Gehalt an Seltenem Erdmetall als die COvSI -Phase
enthält, kann nur ein Dauermagnet mit schlechteren magnetischen Eigenschaften erzeugt werden, gleichgültig
wie die Magnetisierung ausgeführt wird.
Bei Sintertemperatur sowie bei Zimmeriemperatur enthält der Sinterkörper eine Hauptmenge an fester -,
intermetallischer Co^SE-Phase, die im allgemeinen mindestens etwa 65% beträgt, und bis zu 35% einer
zweiten festen intermetallischen CoSE-Phase, die einen reicheren Gehalt an Seltenem Erdmetall aufweist als die
CosSE-Phase. Spuren von anderen intermetallischen mi Phasen aus Kobalt und Seltenem Erdmetall, in den
meisten Fällen weniger als 1% des Sinterkörpers, können außerdem vorhanden sein. Sinterkörper mit den
höchsten Energieprodukten sind diejenigen, die den kleinsten Gehalt der zweiten CoSE-Phase aufweisen, ι -,
Der bevorzugte Sinterkörper besteht daher vorwiegend aus der intermetallischen Co^SE-Phase. d. h.. etwa 95%
oder mehr, aber weniger als 100%, mit einem sehr geringen Gehalt der zweiten CoSE-Phase. d. h.. 5% oder
weniger. Falls es erwünscht ist, kann für ein besonderes _ό System aus Kobalt und Seltenem Erdmetall gemäß der
Erfindung eine genaue Untersuchung der Zusammensetzung, d. h., eine Versuchsreihe bei gleicher Sintertemperatur
mit proportional verschiedenen Mischungen aus Grundlegierung und Zusatzlegierung durchgeführt _>-,
werden, um die Zusammensetzung des Sinterkörpers zu bestimmen, die die besten magnetischen Eigenschaften
erzeugt. Die Bestimmung der zweiten CoSE-Phase kann durch eine Reihe von besonderen Verfahrensweisen
vorgenommen werden, wie zum Beispiel Röntgenbeu- m gungsanalyse sowie metallographische Standardanalyse.
Wenn der Gehalt der intermetallischen CosSE-Phase bei dem Sinterkörper gemäß der Erfindung herabgesetzt
wird, verringern sich die erzielbaren magnetischen Eigenschaften entsprechend. Wenn der Gehalt der η
intermetallischen CosSE-Phase unter 65% sinkt, werden
dauermagnetischen Eigenschaften des Sinterkörpers in sehr starkem Maße verringert.
Bei der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung wird die Grundlegierung mit der Zusatzlegie- 4»
rung in jeder gewünschten Weise vermischt, um ein gründliches aus Teilchen bestehendes Gemisch zu
erhalten. Das Teilchengemisch kann dann zu einem Preßkörper der gewünschten Größe und Dichte durch
eine Reihe von Verfahrensweisen verdichtet werden. 4i
wie zum Beispiel hydrostatisches Verdichten oder Verfahren, bei denen Stahlgesenke verwendet werden.
Vorzugsweise wird das Teilchengemisch in Gegenwart eines ausrichtenden Magnetfeldes verdichtet, um die
Teilchen entlang der Achse ihrer leichteren Magneti- ->o sierbarkeit auszurichten, oder die Mischung kann auch
verdichtet werden, nachdem die Teilchen magnetisch ausgerichtet worden sind, wenn dies erwünscht ist. Je
größer die magnetische Ausrichtung der Teilchen ist desto besser sind die sich ergebenden magnetischen
Eigenschaften. Vorzugsweise wird ferner die Verdichtung auch ausgeführt um einen Preßkörper mit der
höchstmöglichen Dichte zu erzeugen, da die Sintergeschwindigkeit umso größer ist je höher die Dichte des
Preßkörpers ist. Preßkörper mit einer Dichte von etwa bo
40% oder mehr der theoretischen Dichte werden bevorzugt
Der Preßkörper wird gesintert um einen Sinterkörper mit gewünschter Dichte zu erzeugen. Vorzugsweise
wird der Preßkörper zu einem Sinterkörper gesintert, f>5
bei dem die Poren im wesentlichen nicht untereinander in Verbindung stehen. Dadurch, daß die Poren nicht
untereinander in Verbindung stehen, werden die daucrmagnctischcn Eigenschaften des Sinterkörper
stabilisiert, da das Innere des Sinterkörpers vor der Berührung mil der umgebenden Atmosphäre geschützt
ist.
Die bei dem Verfahren gemäß der Erfindung angewandte .Sintertemperatur hängt weitgehend vom
Gemisch aus Kobalt und Seltenem Erdmetall ab, das gesintert werden soll, und in weniger hohem Maße von
der Teilchengröße. Die Mindestsintertemperatur muß aureichend hoch sein, daß ein Sintervorgaiiig stattfindet,
el. h., sie muß hoch genug sein, um eint: Zusammenbai·
lung der einzelnen Teilchen zu bewirken. Vorzugsweise
wird das Sintern so durchgeführt, daß die Poren des Sinterkörpers im wesentlichen nicht untereinander in
Verbindung stehen. Ein Sinterkörper mit einer Dichte von mindestens etwa 87% der theoretischen Dichte ist
im allgemeinen ein Körper, bei dem die Poren im wesentlichen nicht untereinander in Verbindung stehen.
Dies ist durch metallographische Standardverfahren bestimmbar, wie z. B. durch mit Hilfe von Durchlcuchtungs-Elektronenmikroskopen
angefertigte Aufnahmen eines Querschnitts des Sinterkörpers. Die maximale Sintertemperatur ist vorzugsweise eine Temperatur, bei
der ein nennenswertes Wachstum der Teilchen nicht stattfindet, da eine zu große Erhöhung der Korngröße
die magnetischen Eigenschaften, wie zum Beispiel die
Koerzitivkraft, verschlechtert. Der Preßkörper wird in einer in» wesentlichen neutralen Atmosphäre, wie /. B.
Argon, gesintert, und bei Beendigung des Sinterns wird der Sinterkörper vorzugsweise ebenfalls in einer im
wesentlichen neutr&len Atmosphäre auf Zimmertemperatur
abgekühlt.
Der Sintertemperaturbereich kann empirisch bestimmt werden, indem beispielsweise eine Reihe von
Versuchen bei nacheinander höheren Sintertemperaturen durchgeführt werden, und dann die magnetischen
Eigenschaften des Sinterkörpers bestimmt werden. Für das Kobalt-Samarium-Legierungsgemisch gemäß der
Erfindung ist ein Sintertemperaturbereich von etwa 950°C bis 12000C geeignet, wobei eine Sintertemperatur
von HOO0C besonders zufriedenstellende Ergebnisse
liefert.
Die Dichte des Sinterkörpers kann verschieden sein. Die Dichte hängt weitgehend von den gewünschten
dauermagnetischen Eigenschaften ab. Um einen Sinterkörper mit im wesentlichen stabilen dauermagnetischen
Eigenschaften zu erhalten, sollte die Dichte des Sinterkörpers vorzugsweise einen Wert aufweisen, bei
dem die Poren im wesentlichen nicht untereinander in Verbindung stehen, und dies ist für gewöhnlich bei p-ner
Dichte von etwa 87% der Fall. Für viele Verwendungsfälle kann die Dichte allgemein zwischen etwa 80% bis
100% betragen. Für Verwendungszwecke bei niederen Temperaturen kann beispielsweise ein Sinterkörper mit
einer Dichte bis hinunter zu etwa 80% zufriedenstellende Ergebnisse liefern. Die bevorzugte Dichte des
Sinterkörpers ist die höchstmögliche Dichte, bei der kein Kornwacfcstum hervorgerufen wird, das die
magnetischen Eigenschaften erheblich verschlechtern würde, da die magnetischen Eigenschaften umso besser
sind, je höher die Dichte ist Für Kobalt-Samarium-Sinterkörper gemäß der Erfindung wird eine Dichte von
mindestens etwa 87% der theoretischen Dichte und bis zu etwa 96% der theoretischen Dichte bevorzugt, um
Dauermagneten mit im wesentlichen stabilen geeigneten magnetischen Eigenschaften zu erzeugen.
Der Sinterkörper gemäß der Erfindung hat das Aussehen eines flüssiggesinterten Produktes. Die
Untersuchung einer polierten Qiierschnitisfläche des
.Sinterkörpers unter einer Röntgen-Mikrosonde oder
einem Lichtmikroskop zeigt, daß sein Kern im Aussehen
erheblich von den ursprünglichen Teilchen abweicht, die zur Bildung des Preßkörpers verwendet wurden. Die
ursprünglichen Teilchen haben ein eckiges rauhes Oberflächengefüge. Im Gegensatz dazu ist nahezu alles
Korn ,i/s Sinterkörper abgerundet und hai eine glatte
Fläche, d. h., das Aussehen ist das einer flüssiggesinterten glatten Fläche. Unter einem Lichtmikroskop sowie
unter einer Röntgenmikrosonde kann ferner in einer Anzahl der Poren Material festgestellt werden, das bei
hohen Temperaturen flüssig gewesen zu sein scheint. Während des Sinterns wird offensichtlich ein Teil der
Flüssigkeit beim Verschließen der Poren eingeschlossen. Die Poren des Sinterkörper stehen vorzugsweise
im wesentlichen nicht untereinander in Verbindung. Damit der Sinterkörper gute magnetische Eigenschaften
aufweist. Minien «Jas Koni lies Sctiierkürpers
vorzugsweise eine Größe haben, die 30μπι nicht
übersteigt.
Der Sinterkörper nach der Erfindung ist als Dauermagnet verwendbar. Seine dauermagnetischen
Eigenschaften können jedoch erheblich verstärkt werden, wenn er einem magnetisierenden Feld ausgesetzt
wird. Der sich ergebende Dauermagnet ist im wesentlichen stabil in Luft und kann vielfältig verwendet
werden. Beispielsweise können die Dauermagneten gemäß der Erfindung in Telefonen, elektrischen Uhren.
Radios, Fernsehgeräten und Plattenspielern verwendet werde·!. Sie sind ferner in tragbaren Vorrichtungen
verwendbar, wie z. B. elektrischen Zahnbürsten und elektrischen Messern, sowie für den Betrieb von
Automobilzubehör. In industriellen Einrichtungen können die Dauermagneten gemäß der Erfindung vielfältig
verwendet werden, wie z. B. in Meßgeräten und -instrumenten. magnetischen Trennvorrichtungen,
Computern und Mikrowellenvorrichtungen.
Wenn es erwünscht ist. kann der Sinterkörper gemäß der Erfindung auf eine gewünschte Teilchengröße,
vorzugsweise ein Pulver, zermahlen werden, das
besonders geeignet für die Ausrichtung und Bindung in einer Grundmasse zur Bildung eines stabilen Dauermagneten
ist. Die Grundmasse kann sehr verschieden sein, und kann beispielsweise plastischer Kunststoff,
Gummi oder Metall, wie z. B. Blei. Zinn, Zink, Kupfer oder Aluminium, sein. Die das Pulver enthaltende
Grundmasse kann gegossen, gepreßt oder stranggepreßt werden, um den gewünschten Dauermagneten zu
bilden.
Alle hier genannten Teile und Prozentsätze sind Gewichtsteile und -prozente, wenn es nicht anders
bestimmt ist
Die Erfindung wird weiter durch die nachfolgenden Beispiele veranschaulicht, bei denen die Bedingungen
und die Verfahrensweise wie folgt waren, wenn es nicht anders erwähnt ist:
Das Magnetfeld wurde verwendet, um eine Ausrichtung entlang der Achse der leichteren Magnetisierbarkeit
vorzunehmen.
Der Sinterofen war eine Keramikröhre.
Das Sintern wurde stets in einer neutralen Atmosphäre aus gereinigtem Argon durchgeführt und bei
Beendigung des Sinterns wurde der Sinterkörper in derselben gereinigten Argon-Atmosphäre abgekühlt
Die Teilchengröße wurde durch ein metallographisches Standardverfahren bestimmt
Die Dichte des Preßkörpers sowie des Sinterkörpers ist in Prozent der theoretischen Dichte angegeben. Die
Dichte wurde durch ein Standarclverfahren unter Verwendung der folgenden Gleichung bestimmt:
Gewicht
Volumen
8.5 g/cm·'
Volumen
8.5 g/cm·'
χ 100 = % Dichte
wobei 8,5 g/cm1 die Dichte vor. CosSrn ist.
ίο Das Energieprodukt wurde auf Grund von Messungen
des Offenen-Stromkreis-Flusses der Probe, ihrer Eigenkoerzitivkraft und ihrer Abmessungen geschätzt.
Auf einem Diagramm B gegen H wurde der offene Stromkreis-Fluß auf einer Belastungslinie aufgezeich-
I) net, die der Probenform entsprach, und der Punkt der
Eigenkoerzitivkraft wurde auf der Linie B = H in dem dritten Quadranten gezeichnet. Dieser Punkt und der
Punkt des offenen Stromkreises wurden durch eine gerade Linie verbunden. Der übrige Teil der EiuiiuigiiL·-
-'Ii tisierungskurve wurde durch eine gerade Linie von dem
Punkt des offenen Stromkreises zu der Achse H — O mit
einer Neigung von 45° ungefähr dargestellt. Das maximale Energieprodukt auf dieser Linien-Segment-Entmagnetisierungskruve
ist das geschätzte Energie-
:■> produkt.
Die Eigenkoerzitivkraft H11 oder ,,,H- ist die Feldstärke,
bei der die Magnetisierung (B-H)oder 4 .τ Mgleich
null ist. Die normale Koerzitivkraft f/c ist die Feldstärke,
bei der die Induktion B null wird.
j" Das maximale Energieprodukt (BH)„UX stellt das auf
der Entmagnetisierungskurve bestimmte maximale Produkt des magnetischen Feldes Wund der Induktion
ßdar.
j. Beispiel 1
Eine Grundlegierungsschmelze und eine Zusatzlegierungsschmelze aus Kobalt und Samarium wurden unter
gereinigtem Argon durch Lichtbogenschmelzung hergestellt und in Blöcke gegossen. Die Grundlegierung
J" wurde aus 33,3% Samarium und 66,7% Kobalt gebildet.
Die Zusatzlegierung wurde aus 60% Samarium und 40% Kobalt gebildet. Jeder Block wurde zunächst
mittels Mörser und Stößel zermahlen und dann durch Strahlrnahlen mit Strömungsmittelenergie zu einem
Pulver zerkleinert, dessen Teilchen einen Durchmesser • von etwa 1 bis 10 μηι und eine durchschnittliche
Teilchengröße von etwa 6 μιη hatten.
Die Proben für die Versuche Nr. 1 bis 10 wurden von 12-g-Gemischen genommen, die durch Vermischung
>n von 10 g des Grundlegierungspulvers mit 2,14 g des
Zusatzlegierungspulvers gebildet wurden und aus 62% Kobalt und 38% Samarium bestanden. Da die
Zusatzlegierung an Luft im wesentlichen nicht reaktiv und geringfügig magnetisch war, wurde ein stabiles
Gemisch der beiden Pulver erzeugt. Eine chemische Naßanalyse des Gemisches ergab 37,4 ±03% Samarium.
Teile der Mischung wurden dann zu Preßkörpern verdichtet die gesintert wurden, worauf dann die
magnetische Eigenschaften der Sinterkörper bestimmt
bo wurden.
In Tabelle 1 ist die besondere Verfahrensweise tabellarisch dargestellt die bei jedem gemachten
Versuch angewendet wurde. Bei den Versuchen 1 bis 10 wurde ein Teil des Gemisches abgewogen und dsmn zu
einer runden Scheibe verdichtet. Die Verdichtung wurde in einem Stahlgesenk in einem Magnetfeld von 7
bis 15 Kilo-Oersted durchgeführt das von einem Eisen-Elektromagneten geliefert wurde. Jede Scheibe
wurde dann gesintert, und ihre Eigenschaften wurden nach dem Sintern festgestellt. Nach Magnetisierung bei
Zimmertemperaturen in einem Feld von 25 Kilo-Oersted wurden die magnetischen Eigenschaften der
Scheibe bestimm·
In den Versuchen Il bis 16 war die Verfahrensweise
im wesentlichei. die gleiche wie bei den Versuchen I bis 10, mit der Abweichung, daß die Probe für jeden
Versuch aus einem Teilchengemisch entnommen wurde, die aus 173 g der Grundlegierung und 37 g der
Zusatzlegierung gebildet wurde und 62% Kobalt und 38% Samarium enthielt. Bei den Versuchen 11 bis 16
wurde jede Probe in einem Gummirohr angeordnet und in diesem magnetisch ausgerichtet. Bei den Versuchen
11 bis 13 wurde das Magnetfeld durch einen Elektromagneten geliefert und betrug zwischen 7 und
15 Kilo-Oersted. Bei den Versuchen 14 bis 16 wurde das
Magnetfeld durch eine supraleitende Spule geliefert und
betrug bei den Versuchen 14 und 15 je 100 Kilo-Oersted
und bei Versuch 16 60 Kilo-Oersted. Nach der magnetischen Ausrichtung bei den Versuchen 11 bis 16
wurde das Gummirohr evakuiert, um die Ausrichtung zu fixieren bzw. einzufrieren. Sodann wurde es hydrosta-
Tabclle I
tisch unter Druck gesetzt, um den Preßkörper zu bilden. Die in der Tabelle aufgeführte Sintertemperatur von
10500C oder HOO0C ist eine Temperatur, bei der die
Zusatzlegierung in teilweise flüssiger Phase vorhanden ist. Um die Kontrolle des Versuchs Nr. 17 vorzubereiten,
wurden 13,95 g des Grundlegierungspulvers und 0,41 g eines Legierungspulvers verwendet, das aus 77%
Kobalt und 23% Samarium gebildet wurde. Das Legierungspulver hatte dabei die gleiche Teilchengröße
und wurde in der gleichen Weise hergestellt, wie das Grundlegierungspulver. Daraus wurde ein Gemisch mit
67% Kobalt und 33% Samarium gebildet. Ein Teil des Kontrollgemisches wurde in einem Gummirohr angeordnet
und in diesem durch ein von einer supraleitenden Spule geliefertes Magnetfeld von 100 Kilo-Oerstetl
magnetisch ausgerichtet. Das Rohr wurde dann evakuiert, um die Ausrichtung zu fixieren bzw.
einzufrieren, und wurde dann hydrostatisch unter Druck gesetzt, um den Preßkörper zu bilden. Die Schätzung
der Dichte des Kontrollpreßkörpers vor dem Sintern beruhte auf den gemessenen Werten für die einsprechenden
Proben, die in der gleichen Weise hergestellt wurden.
Versuch
Verdichtungsdruck
N
mm2
Verdichtete l'uivcrschcinc (f'rcHkörper)
Gewicht Cirölte (nm)
(μ)
Dichte
Durchmesser Dicke oder (%)
Länge
Länge
1 137Ο l 8,10
2 1370 2,5 12,88
3 Körper von Versuch 2 langer gesintert
4 Körper von Versuch 3 langer gesintert
5 1370 2,5 12,88
6 Körper von Versuch 5 langer gesintert
7 1370
8 1370
9 1370
10 1370
11 1345
12 1345
13 410
14 1370
15 1370
16 1370
17 1370
(Kontrolle)
2,92
2,87
2,87
2,87
2,5 | 12,90 | 2,81 |
2,5 | 12,88 | 2,81 |
2,5 | 12,88 | 2,89 |
2,5 | 12,83 | 2,87 |
8,32 | 7,03 | 31,24 |
5,98 | 6,35 | 27,28 |
7,24 | 8,08 | 27,94 |
nicht | gemessen | |
6,42 | 6,32 | 31,74 |
6,92 | 6,32 | 31,8 |
nicht | gemessen |
78,4
79,1
79,1
79,2
82,2
80,1
78
79,3
80,5
81
41
81,6
81,6
81
(geschätzt)
81,6
81
(geschätzt)
Sinterverlahren | Temp |
Zeit | ( C) |
(Stil.) | 1100 |
I | 1100 |
I | 1100 |
2 | 1100 |
3 | IKK) |
1 | 1100 |
2 | 1100 |
1 | 1100 |
'/: | 1050 |
15 | 1100 |
1A | 1100 |
'/2 | 1100 |
'./: | 1100 |
I'/J | 1100 |
2 | 1100 |
'/> | 1100 |
'/2 | 1100 |
Ίΐ | |
Tabelle I (Fortsetzung)
Versuch Sinterkörper
Gewicht Größe (mm)
(g)
Durchmesser Dicke oder Länge
Magnetische Eigenschaften des
Sinterkörper nach Magnetisierung
Sinterkörper nach Magnetisierung
Dichte Max. Energie-Prod. Eigenkocr-
zitivkrafl
(%) (5//),„„v(l0hGaußX ,,,H1 (KOe)
Oersted)
1
2,5
2,5
7.76 12,24
2,77 2,74
90
91
91
(geschätzt)
(geschätzt)
(geschätzt)
-19,7
>-U,6
>-U,6
■ 1 1 | [ | (i rotte (mm) | nicht gemessen | 6,12 | 21 21 | 514 | 12 | Ligenkoer- | |
0,42 | 6,15 | /ilivkriil'l | |||||||
Fortsetzung | Sinterkörper | Durchmesser | 6,92 | 6,73 | ,„//, (K Oe) | ||||
Versuch | 6,73 | ||||||||
Gewicht | 12,19 | - 15,5 | |||||||
Probe | Dichte | Magnetische I:igensehalten des | - 13,5 | ||||||
(g) | gebrochen | Sinterkörpers nach Magnelisier 1(1 | |||||||
12,29 | Dicke oder | ("'») | Max. Fncrgie-I'rod. | - 20.8 | |||||
2,5 | 12,24 | Länge | - 19.2 | ||||||
3 | 2,5 | 12,32 | 2.69 | 94 | <«//)„„„ (K)" (iaullx | -20.0 | |||
4 | 12,2 | 2,68 | Probe | Oersted) | - 17.5 | ||||
2,5 | 12,59 | gebrochen | 8 (geschützt) | - 20.8 | |||||
5 | 2,5 | 12,29 | 2,73 | 91 | -21.0 | ||||
6 | 2,5 | 6,81 | 2,67 | 94 | ->- 12 | ||||
7 | -7,5 | 6.12 | 2,67 | 93 | 7,5 (geschätzt) | > 12 | |||
8 | 2,5 | 7,15 | 2,69 | 93 | 7,5 (geschützt) | > - 12 | |||
9 | 2,5 | 2,83 | 83 | 8 (geschätzt) | - 15.2 | ||||
IO | 8,319 | 2,74 | 90 | 7.5 (geschät/t) | >- 12 | ||||
11 | 5,966 | 29,20 | 92 | 7,5 (geschätzt) | ■·- 12 | ||||
12 | 7,24 | 26.14 | 91,4 | 8 (geschätzt) | -1.7 | ||||
13 | 25,27 | 83 | 15 | ||||||
14 | - | 10,8 | |||||||
15 | 28,19 | 91 | 13,4 | ||||||
16 | 30,37 | 90 | - | ||||||
17 | 26,80 | 83 | 14.8 | ||||||
(Kontrolle) | 16 | ||||||||
6 | |||||||||
Tabelle I zeigt, daß durch die Sinterung des Preßkcrpers ein Sinterkörper erzeugt wird, der etwa
das gleiche wiegt, wie der Preßkörper, was darauf hindeutet, daß kein Verlust der Kobalt- und Samariumbestandteile
stattgefunden hat. Dagegen unterliegt der Preßkörper während des Sinterns einer gewissen
Schrumpfung, was durch die Dichte des Sinterkörpers veranschaulicht wird, die bei jedem Versuch erheblich
höher ist als die Dichte des Preßkörpers. Bei den Versuchen 1 bis 10 wurde das Energieprodukt auf der
Grundlage der geometrischen Abmessungen geschätzt.
Die Versuche 1 bis 16 veranschaulichen die erheblich besseren magnetischen Eigenschaften, die durch das
Verfahren gemäli der Erfindung im Vergleich zu den Ergebnissen des Versuchs Nr. 17 erhalten werden, bei
dem keine Zusatzlegierung gemäß der Erfindung verwendet wurde.
Die Untersuchung der Sinterkörper der Versuche Nr. 5 und 16 durch metallographische Standardanalyse
zeigte, daß in jedem Sinterkörper zwei Phasen vorhanden waren. Mikroskopische Aufnahmen eines
polierten Querschnittes jedes Sinterkörpers zeigten, daß die Poren im wesentlichen nicht untereinander in
Verbindung standen und daß eine Hauptmenge der einen Phase zusammen mit einer kleineren Menge einer
zweiten Phase vorhanden war und daß Spuren einiger weiterer Phasen vorhanden zu sein schienen. Ferner
können unter einem Lichtmikroskop sowie unter einer Röntgen-Mikrosonde in einer Anzahl der Poren
Materialablagerungen festgestellt werden, die bei hohen Temperaturen flüssig gewesen zu sein scheinen. Ferner
war nahezu ailes Korn jedes Sinterkörper abgerundet
und hatte eine glatte Fläche, die eine flüssig gesinterte glatte Fläche zu sein schien. Die durchschnittliche
Korngröße jedes Sinterkörpers betrug etwa 7 μπι.
Die Untersuchung eines polierten Querschnittes des Sinterkörper des Kontroll- oder Vergleichsversuchs
Nr. 17 durch metallographische Standardanalyse zeigte nur eine einzige intermetallische Phase. Die chemische
Naßanalyse des Vergleichs- oder Kontrollsinterkörpers zeigte einen Samariumgehalt von 33 Gew.-%.
Nach Alterung des Sinterkörpers des Versuchs Nr. 1 über 400 Stunden bei einer Temperatur von 150°C an
Luft wurde seine Eigenkoerzitivkraft bestimmt und fur unverändert befunden. Dies veranschaulicht die jjßerordentlich
stabilen Eigenschaften dieses Dauermagneten.
Bei diesem Beispiel wurde die Stabilität der magnetischen Eigenschaften des Sinterkörpers des
Beispiels 1 bestimmt.
Der Sinterkörper des Versuchs Nr. 14 von Beispiel I hatte eine Eigenkoerzitivkraft von 15 200 Oersted.
Dieser Sinterkörper wurde dazu verwendet, die Proben für Beispiel 2 in Teilchenform zu liefern. Zunächst wurde
der Sinterkörper mittels Mörser und Stößel zu einer Teilchengröße zwischen 210 und 420 μΐη zermahlen. Ein
Teil dieses zermahlenen Sinterkörpers wurde für eine Zeitdauer von 17 Stunden in einem Ofen bei einer
Temperatur von 150°C an Luft angeordnet. Seine Koerzitivkraft wurde dann festgestellt und die Ergebnisse
sind in dem Versuch Nr. 18 in Tabelle 11 gezeigt. Für den Versuch Nr. 19 in Tabelle 11 wurde der
verbleibende Teil des zermahlenen Sinterkörpers weiter in der gleichen Weise zermahlen, um ein Pulver
zu erzeugen, dessen Teilchengröße zwischen 42 und 2l0 μπι betrug, und sodann wurde ebenso verfahren, wie
bei dem Versuch Nr. 18.
Für Versuch Nr. 20 wurde der verbleibende
Pulverrest auf eine Teilchengröße von weniger als
42 μηη zermahlen, und sodan.n wurde in der gleichen Weise verfahren, wie bei Versuch Nr. 18.
Bei allen Versuchen in Tabelle Il wurde die Eigenkoerzitivk'-afi des Sinterkörperpulvers aus Kobalt
und Seltenem Erdmetall bei Zimmertemperatur in der gleichen Weise gemessen. Ein Teil des Pulvers wurde für
die magnetische Messung dadurch vorbereitet, daß es in geschmolzenes Paraffinwachs in einer kleinen Glasrohre eingeführt wurde und das Wachs in einem
ausrichtenden magnetischen Feld von etwa 17 500 Oersted abgekühlt wurde, bis das Paraffin erstarrt war. Die
Eigenkoerzitivkraft jeder derartig hergestellten Probe wurde dann nach Magnetisierung in einem Feld von
17 500 Oersted gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle II gezeigt
Eigenkoerzitivkrafi
(mHr, K Oc)
frisch
gemahlen
Eigenkoerzilivkraft
(m//c. K Oe)
nach 17 Stunden ca. 150°
an Luft
210-420
42-210
< 42
14,2
14,2
10,0
8,2
Tabelle Il zeigt die gute Stabilität der erfindungsgemäß hergestellten dauermagnetischen Stoffe. Nach
ausgiebiger Wärmealterung an Luft zeigte die Probe des Versuchs Nr. 18 keine Änderung der Koerzitivkraft,
und die Probe des Versuchs Nr. 19 zeigte einen sehr geringen Verlust der Koerzitivkraft Versuch Nr. 20
zeigte einen gewissen Verlust der Koerzitivkraft und deutete darauf hin, daß ein Pulver mit sehr kleiner
Teilchengröße weniger stabile magnetische Eigenschaften hat
Das aus dem Sinterkörper gebildete Pulver gemäß Tabelle II ist besonders geeignet zur magnetischen
Ausrichtung und Bindung in einem Grundstoff, um einen stabilen Dauermagneten zu ergeben.
Bei diesem Beispiel wurden die magnetischen Eigenschaften der Sinterkörper bestimmt, die aus drei
verschiedenen Kobalt-Samarium-Gemischen gebildet wurden.
Teile des in Beispiel 1 beschriebenen Grundlegierungspulvers (66,7% Kobalt und 333% Samarium) und
des Zusatzlegierungspulvers (40% Kobalt und 60% Samarium) wurden verwendet, um die drei Teilchengemische dieses Beispiels herzustellen. Für den Versuch
Nr. 21 wurden 13,12 g der Grundlegierung mit 038 g der
Zusatzlegierung vermischt, um ein Gemisch zu bilden, das 65% Kobalt und 35% Samarium enthielt Für den
Versuch Nr. 22 wurden 112,08 g der Grundlegierung mit
1,92 g der Züsatzlegierung vermisch!, urn eine aus 63%
Kobalt und 37% Samarium bestehendes Gemisch zu bilden. Für den Versuch 23 wurden 11.04 g der
Grundlegierung mit 2,96 g der Zusatzlegierung vermischt, um eine aus 61% Kobalt und 39% Samarium
bestehendes Gemisch zu bilden, jedes Gemisch wurde in der gleichen Weise gebildet und zu Stäben mit im
wesentlichen der gleichen Größe geformt, wie es für den
Versuch Nr. 11 des Beispiels 1 offenbart wurde. Jeder
Stab wurde bei einer Temperatur von 11000C '/2 Stunde
lang gesintert. Die Dichte bei Versuch Nr. 21 (35% Samarium) betrug 84%, bei Versuch Nr. 22 (37%
Samarium) 89% und bei Versuch Nr. 23 (39% Samarium) 87%. Jeder Stab wurde bei Zimmertemperatur in einem Feld von 100 Kilo-Oersted magnetisiert.
Jeder Stab wurde dann gemäß Fig.2 im Magnetfeld entmagnetisiert, und seine Magnetisierung 4 η M in
ίο diesem Feld wurde bestimmt Da sich bei keinem der
und Samariumgehalte die gleichen, wie bei dem
magnetische Feld (H) in Kilo-Oersted und die Ordinate
ist die Magnetisierung 4 -τ M in Kilo-Gauß. Aus den
Entmagnetisierungskurven in F i g. 2 ist ersichtlich, daß der Sinterkörper des Versuchs 22 mit einem Gehalt von
37% Samarium die besten magnetischen Eigenschaften
hat Dies wird insbesondere durch seine hohe Eigenkoerzitivkraft veranschaulicht Wie es aus dem Zustandsdiagramm der F i g. 1 ersichtlich ist besteht dieser
Sinterkörper bei der Sintertemperatur von 11000C
sowie bei der Zimmertemperatur aus einer Hauptmen
ge des einphasigen intermetallischen CosSm, d.h., zu
etwa 95%, und einer kleineren Menge der Co7Sm2-Phase, dh, etwa 5%. Eine Röntgenbeugungsanalyse des
Sinterkörpers zeigte, daß er zwei Phasen aufweist
F i g. 2 zeigt schlechte magnetische Eigenschaften für
μ den Sinterkörper des Versuchs 21, der 65% Kobalt und
35% Samarium enthält, was nach F i g. I die Zusammensetzung für eine einzige intermetallische Phase ist Die
mikroskopische Analyse des Sinterkörpers des Versuchs 21 zeigte, daß er einphasig ist.
Bei diesem Beispiel waren die Verfahrensweise und das Ausgangsmaterial im wesentlichen die gleichen, wie
bei Beispiel I für die Herstellung der verdichteten
durchgeführt
Ausgangsgemisches sowie des Sinterkörpers jedes Sinterganges zeigte, daß die Sinterkörper jeweils den
gleichen Gewichtsanteil an Samarium hatten, wie das Ausgangspulver.
Bei diesem Beispiel wurde ein Dauermagnet gebildet, der aus dem Sinterkörper gemäß der Erfindung
hergestelltem Pulver bestand, das in einem Metallgrundstoff verteilt war.
$5 Um eine gründliche Mischung zu erzeugen, wurde das
Pulver des Versuchs Nr. 18 aus Beispiel 2 zunächst
entmagnetisiert, indem es für fO Minuten auf eine Temperatur von 900° C erwärmt wurde. Das entmagnetisierte Pulver wurde dann mit einem Aluminiumpulver
μ mit einer Teilchengröße 0,149 mm vermischt, um ein
Pulvergemisch herzustellen, das zu 80 Vol.-% aus Sinterkörper-Pulver und 20 Vo!.-% aus Aluminiumpulver bestand.
Von dem Pulvergemisch wurde mit Isopropylalkohol
hi eine Aufschlämmung zubereitet und in einer Gesenkpresse in einem Magnetfeld von 15 Kilo-Oersted unter
einem Druck von 1370 N/mm2 verdichtet. Der so gebildete Körper hatte einen Durchmesser von 8.5J mm
und eine Länge von 8,91 mm. Nach seiner Magnetisierung in einem Feld von 15 Kilo-Oersted hatte der sich
ergebende Magnet eine offene Stromkreis-Induktion B0
von 2395 Gauß.
Eine Grundlegierungssciimelze und eine Zusatzlegierungsschmelze
wurden unter gereinigtem Argon durch Lichtbogenschmelzung gebildet und in Blöcke gegossen.
Die Grundlegierung wurde aus 68% Kobalt, 16% Samarium und 16% Cer-Mischmetall gebildet Die
Zusatziegierung wurde aus 40,8% Kobalt und 59,2% Samarium gebildet Jeder Block wurde in derselben
Weise wie in Beispiel 1 zu einem Pulver umgeformt, dessen Teilchen einen Durchmesser von etwa 1 bis
10 μηι bei einer durchschnittlichen Teilchengröße von
etwa 6 μπι hatten.
24,48 g der Grundlegierung wurden mit 5,51 g der Zusatzlegierung vermischt, um ein im wesentlichen
gründliches Teilchengemisch zu bilden, das 63% Kobalt und 37% Seltenes Erdmetaü enthielt
7,83 g dieses Teilchengemisches wurden in einem Magnetfeld von 60 Kilo-Oersted ausgerichtet und dann
unter einem Druck von 1370 N/mm2 zu einem Stab verdichtet, der einen Durchmesser von 7,31 mm, eine
Länge von 2730 mm und eine Dichte von 79% hatte. Der Stab wurde '/2 Stunde lang bei einer Temperatur
von 10500C gesintert Bei Beedigung der Sinterung hatte der Stab einen Durchmesser von 7,21 mm, eine
Länge von 25,91 mm und eine Dichte von 87%. Er wog ebenfalls 7,83 g, was darauf hindeutet, daß während des
Sinterns kein Materialverlust aufgetreten ist Nachdem der gesinterte Stab in einem Feld von 16,5 Kilo-Oersted
magnetisiert wurde, hatte er eine Eigenkoerzitivkraft mHc von 4600 Oersted und eine offene Stromkreis-Induktion
Bo von 6160 Gauß in einem Selbstertmagnetisierungsfeld
von —300 Oersted.
Hierzu 2 Biali Zeichnungen
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung eines intermetallischen Sinterwerkstoffes, insbesondere für Dauermagnete,
aus mindestens 65% CosSE-Phase und bis zu 35% einer CoSE-Phase. deren Gehalt an
Seltenem Erdmetall (SE) höher ist als es der Zusammensetzung Co5SE entspricht, wobei SE
insbesondere Samarium darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß aus einer CoSE-Grundlegierung
und einer CoSE-Zusatzlegierung, die einen höheren SE-Gehalt als die Grundlegierung hat, ein
Teilchengemisch bereitet wird, in dem die Zusatzlegierung in einer Menge von mindestens 0,5%
vorhanden ist, das Teilchengemisch zu einem Preßkörper verdichtet und der Preßkorper in
neutraler Atmosphäre bei einer Temperatur gesintert wird, bei der die Zusatzlegierung zumindest
teilweise 43flüssiger Phase vorliegt
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Teilchengemisch im Magnetfeld verdichtet wird.
3. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 auf ein Teilchengemisch aus einer Grundlegierung
mit einem Samarium-Gehalt von 32 bis 36%, gegebenenfalls mit Cer-Mischmetall, und einer
Zusatzlegierung mit einem Samarium-Gehalt von 46 bis 65%.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US3334770A | 1970-04-30 | 1970-04-30 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2121514A1 DE2121514A1 (de) | 1971-11-18 |
DE2121514B2 true DE2121514B2 (de) | 1980-12-04 |
Family
ID=21869882
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2121514A Ceased DE2121514B2 (de) | 1970-04-30 | 1971-04-30 | Verfahren zur Herstellung eines intermetallischen Sinterwerkstoffes, insbesondere für Dauermagnete |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3655464A (de) |
JP (1) | JPS5230451B1 (de) |
CA (1) | CA929383A (de) |
DE (1) | DE2121514B2 (de) |
GB (1) | GB1343536A (de) |
NL (1) | NL174571C (de) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3919004A (en) * | 1970-04-30 | 1975-11-11 | Gen Electric | Liquid sintered cobalt-rare earth intermetallic product |
US3892603A (en) * | 1971-09-01 | 1975-07-01 | Raytheon Co | Method of making magnets |
US3905839A (en) * | 1971-12-17 | 1975-09-16 | Gen Electric | Liquid sintered cobalt-rare earth intermetallic product |
US3798391A (en) * | 1972-06-22 | 1974-03-19 | Gen Electric | Movable magnet loudspeaker |
US3909647A (en) * | 1973-06-22 | 1975-09-30 | Bendix Corp | Rotor assembly for permanent magnet generator |
CA990772A (en) * | 1973-09-24 | 1976-06-08 | Eric Whiteley | Permanent magnet field structure for dynamoelectric machines |
US3887395A (en) * | 1974-01-07 | 1975-06-03 | Gen Electric | Cobalt-rare earth magnets comprising sintered products bonded with cobalt-rare earth bonding agents |
US3933535A (en) * | 1974-01-28 | 1976-01-20 | General Electric Company | Method for producing large and/or complex permanent magnet structures |
JPS5510128B2 (de) * | 1974-02-04 | 1980-03-14 | ||
CH601484A5 (de) * | 1974-12-18 | 1978-07-14 | Bbc Brown Boveri & Cie | |
US4092184A (en) * | 1975-10-08 | 1978-05-30 | General Electric Company | Method of preparing and installing cobalt-rare earth permanent magnets |
EP0265006A1 (de) * | 1986-10-13 | 1988-04-27 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Verfahren zur Herstellung eines Dauermagneten |
US6696015B2 (en) * | 1999-03-03 | 2004-02-24 | Sumitomo Special Metals Co., Ltd. | Method for producing rare-earth magnet |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3425828A (en) * | 1966-03-11 | 1969-02-04 | Coast Metals Inc | Production of cobalt strip and the like |
NL6608335A (de) * | 1966-06-16 | 1967-12-18 | ||
US3424578A (en) * | 1967-06-05 | 1969-01-28 | Us Air Force | Method of producing permanent magnets of rare earth metals containing co,or mixtures of co,fe and mn |
-
1970
- 1970-04-30 US US33347A patent/US3655464A/en not_active Expired - Lifetime
-
1971
- 1971-04-22 GB GB1087871*[A patent/GB1343536A/en not_active Expired
- 1971-04-28 CA CA111545A patent/CA929383A/en not_active Expired
- 1971-04-29 NL NLAANVRAGE7105959,A patent/NL174571C/xx not_active IP Right Cessation
- 1971-04-30 DE DE2121514A patent/DE2121514B2/de not_active Ceased
- 1971-04-30 JP JP46029354A patent/JPS5230451B1/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA929383A (en) | 1973-07-03 |
JPS5230451B1 (de) | 1977-08-08 |
GB1343536A (en) | 1974-01-10 |
NL7105959A (de) | 1971-11-02 |
US3655464A (en) | 1972-04-11 |
NL174571C (nl) | 1984-07-02 |
DE2121514A1 (de) | 1971-11-18 |
NL174571B (nl) | 1984-02-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69911138T2 (de) | Gesinterter R-T-B-Dauermagnet | |
DE69031250T2 (de) | Magnetisches Material | |
DE3783413T2 (de) | Verfahren zur herstellung eines seltenerd-eisen-bor-dauermagneten mit hilfe eines abgeschreckten legierungspuders. | |
DE60206031T2 (de) | Verfahren zur herstellung von seltenerdlegierungs sinterformteilen | |
DE60319339T2 (de) | Verfahren zur herstellung eines seltenerdelement-permanentmagneten auf r-t-b-basis | |
DE1558550B2 (de) | Dauermagnet | |
DE60317767T2 (de) | R-t-b-seltenerd-permanentmagnet | |
DE102014105551B4 (de) | R-t-b-basierter gesinterter magnet | |
DE9018099U1 (de) | Dauermagnet mit verbessertem Korrosionswiderstand | |
DE112012003478T5 (de) | Verfahren zur herstellung von magnetischen grünlingen, magnetischer grünling und sinterkörper | |
DE2121514B2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines intermetallischen Sinterwerkstoffes, insbesondere für Dauermagnete | |
DE112018008152T5 (de) | Seltenerdmagnet, Seltenerd-Sputtermagnet, Seltenerddiffusionsmagnet und Verfahren zur Herstellung | |
DE2631781A1 (de) | Permanentmagnet und verfahren zur herstellung desselben | |
DE68927460T2 (de) | Gesinterter seltenerdelement-b-fe-magnet und verfahren zur herstellung | |
DE69503957T3 (de) | SE-Fe-B Magneten und ihrer Herstellungsverfahren | |
DE102015105905B4 (de) | R-T-B-basierter Permanentmagnet und rotierende Maschine | |
DE60031914T2 (de) | Magnetpulver und isotroper Verbundmagnet | |
DE3685656T2 (de) | Verfahren zur herstellung eines voellig dichten gegenstandes. | |
DE60317460T2 (de) | Seltenerdelement-permanentmagnet auf r-t-b-basis | |
CH638566A5 (de) | Material fuer permanente magneten und verfahren zu dessen herstellung. | |
DE2121453B2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines intermetallischen Sinterwerkstoffes, insbesondere für Dauermagnete | |
DE2321368A1 (de) | Neues sinterprodukt aus einer intermetallischen kobalt-neodym-samarium-verbindung und daraus hergestellte permanentmagnete | |
DE60220773T2 (de) | Verfahren zur herstellung eines sinterprodukts | |
DE60010385T2 (de) | Dauermagnetmaterialien vom typ r-fe-b und herstellungsverfahren dafür | |
DE69307970T2 (de) | Verfahren zum Herstellen eines Dauermagneten auf Basis von NdFeB |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OD | Request for examination | ||
8263 | Opposition against grant of a patent | ||
8235 | Patent refused |