DE2161461B2 - Verfahren zum schmelzmetallurgischen Herstellen von Legierungen fur Dauermagnete - Google Patents

Description

Es ist bereits bekannt, Legierungsbestandteile in Standteils.

einem Lichtbogenofen unter Schutzgasatmosphäre Sobald der Diffusionsvorgang beendet ist, wird das

oder Vakuum, oder in einem feuerfesten Induktions- Ganze wieder etwas erhitzt, bis eine Verflüssigung schmelzofen, beispielsweise aus reiner Tonerde, oder 35 eintritt, und der Schmelztiegel sodann gekippt, wie in auch in einem Suspensionsschmelzofen zu schmelzen. F i g. 1 gestrichelt dargestellt ist, um den Inhalt in die Lichtbogenschmelzöfen ermöglichen nur kleine Kokille 3 zu gießen. In dieser wird die Legierung un-Chargenmengen, und die Homogenität der Legierung ter säulenförmiger Kristallisation verfestigt, und zwar ist nicht sehr groß. infolge eines Temperaturgradienten zwischen der

Es können ferner durch Spritzer Verluste an Be- 40 warmen Wand und dem kälteren Boden der Kokille, standteilen der Legierung auftreten, und schließlich F i g. 2 zeigt eine andere Vorrichtung zum Durchist auch ein Überhitzen und Verdampfen des Mate- führen des Verfahrens, welche beispielsweise zum rials zu befürchten. Ein Abschrecken ist nicht mög- Herstellen einer Legierung aus Samarium und Kobalt lieh. dient. Diese Vorrichtung umfaßt einen Schmelztie-

Auch die Verwendung von Suspensionsschmelz- 45 gel 9 aus Tonerde, der von einer Induktionsspule 9 a (öfen erlaubt nur eine geringe Chargenmenge und umgeben ist und sich über einer Kokille 10 befindet, bringt nicht kontrollierbare Verluste mit sich. Die Vorrichtung umfaßt ferner einen Vorratsbehälter

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein 11 für Samarium.

Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, Zwischen dem Schmelztiegel 9 und der Induk-

Hvelches sich mit einfachen Schmelztiegeln ausführen 50 tionsspule 9 α befindet sich ein Isolierbehälter 12, der läßt, verhältnismäßig einfach durchzuführen ist und oben einen halbkreisförmigen Deckel 12 a trägt und eine hohe Homogenität bei gleichbleibender Zu- der unten eine öffnung 12 & aufweist, die sich in eammensetzung der Legierung ergibt. Fluchtung mit einer öffnung,9 b in dem Schmelztie-

Die Lösung dieser Aufgabe ist darin zu sehen, daß gel befindet. Diese öffnung ist normalerweise durch Unter Schutzgasatmosphäre zuerst die Übergangsele- 55 eine Tonerdestange 13 verschlossen. Der Vorratsbeinente geschmolzen und die Schmelze bis zur begin- halter 11 ist an den Stellen 11 α und 11 b fest mit der lienden Verfestigung abgekühlt wird und daß die Tonerdestange 13 verbunden. Er besteht aus einem Seltenen Erden dann durch direkte Diffusion in die Quarzrohr, dessen unteres Ende normalerweise auf ibgekühlte Schmelze eingebracht werden. dem halbkreisförmigen Deckel 12 α ruht. Die Toner-

Die Erfindung ist im folgenden ergänzend be- 60 destange 13 läßt sich jedoch drehen, bis der Vorratstchrieben. behälter 11 über der öffnung im Deckel 12 a hängt,

F i g. 1 ist eine Schnittansicht einer Vorrichtung so daß das Samarium in den Tiegel 9 hinabfallen zum erfindungsgemäßen Herstellen einer Kobalt-Sa- kann.

marium-Legierung mit eine η gewissen Gehalt an Der Isolierbehälter 12 ruht auf einer in der Mitte

Kupfer und Eisen; 65 durchbohrten Platte 14 über der öffnung der Kokille

F i g. 2 ist ein Längsschnitt einer abgeänderten 10. Diese wird mittels einer Kühlwasserleitung 10 a Ausführungsform einer solchen Vorrichtung. gekühlt.

Fig. 1 zeigt einen druckdichten Behälter 1, in dem Man führt zuerst das Kobalt in den Schmelztiegel

ein und schmilzt dieses induktiv. Sodann läßt man das geschmolzene Kobalt bis auf 1100° C abkühlen und dreht die Tonerdestange 13, bis das Samarium in den Schmelztiegel hineinfällt Infolge der langsamen Diffusion desselben bildet sich eine homogeue Legierung. Man zieht nach Widererwärmung des Tiegelinhalts die Tonerdestange 13 heraus, so daß die öffnung 9 b freigegeben wird und der Schmelzfluß in die Kokille 10 fließt.

Die Vorrichtung nach Fig.2 läßt sich auch für eine SäulenkristaUisation verwenden. Hierzu \kird der Gießbehälter 10 lediglich an seinem Boden gekühlt und die Induktionsspule 9 α während des Gießens abgesenkt, so daß sie die Kokillenwand erhitzt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. ein Schmelztiegel 2 aus rekristallisierter Tonerde und

   Patentanspruch· eine Kokille 3 angeordnet sind. Der druckdichte Be

   hälter 1 steht unter emer Argonatmosphäre mit

   Verfahren zum Herstellen von Legierungen für einem Druck von 400 Torr. .

   Dauermagnete aus Übergangselementen des 5 Der Behälter 1 ist mit einer Öffnung 4 versehen Periodischen Systems und Metallen aus der durch die eine Stange 5 aus Samarium an einem Seil Gruppe der Seltenen Erden und Yttrium durch heruntergelassen werden kann.
   Induktionsschmelzen der Ausgangsstoffe in Der Schmelztiegel 3 ist von emer Hochfrequenz-

   einem feuerfesten Schmelztiegel, dadurch Induktionsspule 8 umgeben.

   gekennzeichnet, daß unter Schutzgasat- io Die Kokille3 ist mit einer Induküonswicklung3a mosphäre zuerst die Übergangselemente ge- umgeben, und der Boden 3 & ist auf irgendeme beschmolzen und die Schmelze bis zur beginnenden kannte Weise gekühlt (nicht dargestellt). Dies kann Verfestigung abgekühlt wird und daß die Seite- z.B. dadurch geschehen, daß der Boden aus emer nen Erden dann durch direkte Diffusion in die gut wärmeleitenden Metallplatte besteht, beispielsabgekühlte Schmelze eingebracht werden. 15 weise aus einer Eisenplatte.

   Die Wände der Kokille können auch aus Sand be-

   stehen, welcher ein brennbares Gemisch enthält. Dieses läßt sich dann vor dem Gießen entzünden oder

   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstel- selbst entzünden durch die Wärmegabe beim Gießen len von Legierungen für Dauermagnete aus Über- ao der Legierung.

   gangselementen des Periodischen Systems und Me- Man erzeugt zuerst eine Schmelze aus Kobalt,

   tallen aus der Gruppe der Seltenen Erden und Yt- Kupfer und Eisen durch Erhitzen auf etwa 1500° C. trium durch Induktionsschmelzen der Ausgangsstoffe Sodann läßt man die Schmelze bis auf 1100° C abin einem feuerfesten Schmelztiegel. kühlen und bringt die Samariumstange 5 in Berüh-

   £in derartiges Herstellungsverfahren ist in indu- »5 rung mit dem Inhalt des Schmelztiegels, wobei die striellem Maßstab mit erheblichen praktischen Temperatur desselben auf 1100 C gehalten wird. Schwierigkeiten verbunden. Das Verfahren verlangt Dabei erfolgt eine langsame Diffusion von Samarium das Herstellen eines Legierungspulvers der erforder- in die verfestigte Kobalt-Legierung. Dieser Vorgang liehen Zusammensetzung und die Verfestigung dieses vermeidet nicht nur ein Angreifen des Schmelztiegels Pulvers, etwa durch Sintern, um einen festen Magne- 30 durch das Samarium, sondern begrenzt auch ganz ten zu bilden. merklich die Verdampfung dieses letztgenannten Be-