DE2355051A1 - Soft magnetic ferrite parts having non-magnetic cavities - filled with permanently magnetic ferrite, and produced by press moulding - Google Patents

Soft magnetic ferrite parts having non-magnetic cavities - filled with permanently magnetic ferrite, and produced by press moulding

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DE2355051A1 DE19732355051 DE2355051A DE2355051A1 DE 2355051 A1 DE2355051 A1 DE 2355051A1 DE 19732355051 DE19732355051 DE 19732355051 DE 2355051 A DE2355051 A DE 2355051A DE 2355051 A1 DE2355051 A1 DE 2355051A1
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Abstract

Shaped parts of soft magnetic ferrites (I) contain non-magnetic cavities filled with permanently magnetic ferrites (II). (I) and (II) are firmly bonded to each other. Pref. (I) consists of Mn-Zn or Ni-Zn ferrite and (II) of Ba or Sr ferrite. The part can be parallelepiped with (alternating) layers of (I) and (II) or it can be E- or U-shaped. The part is made by pressing in a mould in an automatic press, each layer of (I) or (II) powder being pressed before adding the next, then sintering and finishing with parting and/or grinding tools. (I) can be free-running and granular and (II) not free-running and in the form of a fine powder. Prods. are used in the electrical and electronics inds., e.g. for recording, play-back and erasing heads for sound recording systems. The filled cavities act as air gaps but give a prod. which is more durable and also cheaper than those normally used.

Description

FRIEDo KRUPP GESELLSCHAFT mit beschränkter Haftung in EssenFRIEDo KRUPP GESELLSCHAFT with limited liability in Essen

Körper aus weichmagnetischen Ferrit en und Verfahren zur Herstellung der KörperBody made of soft magnetic ferrite and process for making the body

Die Erfindung betrifft unterschiedlich geformte und aus weiehmagnetisehen Ferrit en bestehende Körper, die unraagnetisehe Zwischenräume aufweisen und ein Verfahren zur Herstellung solcher Körper.The invention relates to differently shaped and composed of magnetically soft ferrite s Bodies that have non-magnetic interstices and a method for producing such Body.

Es ist bekannt, daß aus weiehmagnetisehen Ferriten, wie zum Beispiel Mangan-Zink-Ferrit oder Nickel-Zink-Ferrit, gesinterte Körper hergestellt werden können,.die mit unterschiedlich geformten, luftgefiillten Hohlräumen, den sogenannten Luftspalten, versehen sind. Der Luftspalt hat die Aufgabe, einen magnetischen Kreis zu scheren oder ein magnetisches Streufeld zu erzeugen bzwo aufzunehmen. Die Lüftspalte werden in die gesinterten, weiehmagne ti sehen Ferritkörper eingeschliffeno Anstelle von Luft kann in dem Spalt auch ein anderer unmagnetisch wirkender Stoff, ZkB. eine Kunststofffolie, vorgesehen sein. Wird eine unmagnetische Kunststofffolie zwischen zwei aus weichmagnetischem Ferrit bestehende Teile gelegt, so hat dieser Körper die Eigenschaft eines mit Luftspalt versehenen magnetischen Kreiseso U- mid E-förmige Körper werden ebenfalls aus weichmagnetischen Ferriten hergestellt und mit Folien versehen. Die soIt is known that sintered bodies can be produced from magnetically soft ferrites, such as, for example, manganese-zinc-ferrite or nickel-zinc-ferrite, which are provided with air-filled cavities of different shapes, the so-called air gaps. The air gap has the function of absorbing shear or a magnetic circuit respectively to produce a leakage magnetic field o. The ventilation gaps are ground into the sintered, magnetically soft ferrite bodies. Instead of air, another non-magnetic material, ZkB. a plastic film may be provided. If a non-magnetic plastic film is placed between two parts made of magnetically soft ferrite, this body has the property of a magnetic circuit with an air gap. U-shaped bodies are also made from magnetically soft ferrites and provided with foils. The so

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mit einem Luftspalt - oder besser gesagt einem unmagne ti seilen Zwischenraum — versehenen weichmagnetischen Körper werden in der Elektro« und Elektronikindustrie als Bauelemente verwendete So bestehen beispielsweise die in der Tonband-» technik benutzten Aufnahme-*, Wiedergabe- und Löschköpfe aus kleinen Bauelementen, die aus größeren weichmagnetischen Ferritkörpern mittels Schleif- und Trennwerkzeugen herausgearbeitet und anschließend so zusammengesetzt werden, daß die für die Funktionstüchtigkeit der Tonköpfe erforderlichen unmagnetischen Zwischenräume von in die Bauelemente eingeschliffenen Hohlräume oder von zwischen die Bauelemente gelegten unmagnetischen Folien gebildet werden. Kanten, Ecken und Spitzen der kleinen Bauelemente brechen aber während der Herstellung und des Zusammenbaus sehr leicht abo Dadurch werden Größe und Form der unmagnetischen Zwischenräume in unerwünschter TiTeise verändert, wodurch die Tonköpfe häufig unbrauchbar werden.Soft magnetic bodies with an air gap - or rather a non-magnetic interspace - are used as components in the electrical and electronics industry worked out from larger soft magnetic ferrite bodies by means of grinding and cutting tools and then assembled so that the non-magnetic gaps required for the functionality of the sound heads are formed by cavities ground into the components or by non-magnetic foils placed between the components. But edges, corners and tips of small components breaking during manufacture and assembly very easily o This size and shape to change the non-magnetic gaps undesirably TiTeise, which the heads are often unusable.

Aufgabe der Erfindung ist es, weichmagnetische Ferritkörper unterschiedlicher geometrischer Form zu schaffen, die haltbarer sind, als die üblicherweise in der Magnetbandtechnik verwendeten weichmagnetischen Bauelemente und deren unmagnetische Zwischenräume bereits bei der Herstellung der Ferritkörper gebildet werden könneno The object of the invention is to provide soft magnetic ferrite different geometric shape that are more durable, can be formed as those commonly used in the magnetic tape art soft magnetic components and their non-magnetic intermediate spaces during the production of the ferrite o

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Räume mit dauermagnetischen Ferriten gefüllt sind. Dauer-The object underlying the invention is achieved in that the rooms with permanent magnetic Ferrites are filled. Duration-

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magnetische Ferrite besitzen nämlich eine magnetische Permeabilität von annähernd 1 und -wirken daher gegenüber weichmagnetischen Ferriten, deren magnetische Permeabilität größer als 100 ist, als unmagnetische Materialien. Sie können daher Luft und Kunststoffolien, mit denen die als Luftspalt wirkenden Räume weichmagnetischer Ferritkörper üblicherweise gefüllt sind, ersetzen. Außerdem sind die Körper so beschaffen, daß die weich- und dauermagnetischen Ferrite fest miteinander verbunden sind. Die gemäß der Erfindung beschaffenen Körper haben eine besonders hohe Festigkeit, wenn sie aus weichmagnetischem Mangan-Zink- oder Nickel-Zink-Ferrit und aus dauermagnetischem Barium- oder Strontium-J?errit bestehen* Besonders vorteilhafte Eigenschaften haben gemäß der Erfindung aufgebaute Körper, die die Form eines Quaders besitzen und aus weich- und dauermagnetischen Ferritschichten bestehen·Magnetic ferrites have a magnetic one Permeability of approximately 1 and therefore act compared to soft magnetic ferrites, the magnetic permeability of which is greater than 100, than non-magnetic materials. You can therefore air and plastic films with which the spaces acting as an air gap are soft magnetic ferrite bodies are usually filled, replace. In addition, the bodies are such that the soft and permanent magnetic ferrites are firmly connected to each other. According to the Invention-created bodies have a particularly high strength if they are made of magnetically soft manganese-zinc or nickel-zinc ferrite and consist of permanent magnetic barium or strontium j? erite * special have advantageous properties according to Invention built body that took shape of a cuboid and made of soft and permanent magnetic ferrite layers

Normalerweise ist der quaderförmige Körper so aufgebaut, daß jede dauermagnetische Ferritschicht von zwei weichmagnetischen Ferritschichten umgeben ist. Die aus dauermagnetischen Ferriten bestehenden Schichten wirken dabei wie ein Luftspalt. In anderen Fällen wird es zweckmäßig sein, wenn der quaderförmige Körper so aufgebaut ist, daß jede weichmagnetische Ferritschicht von zwei dauermagnetischen Ferritschichten umgeben istq Es entspricht der Erfindung, daß die quaderförmigen Körper,auch aus mehr als drei Ferritschichten bestehen köniieno Für viele Anwendungszwecke ist es vorteilhaft, wenn weichmagnetische Ferritkörper eine E- oder U-Form besitzen.The cuboid body is normally constructed in such a way that each permanent magnetic ferrite layer is surrounded by two soft magnetic ferrite layers. The layers consisting of permanent magnetic ferrites act like an air gap. In other cases it will be convenient if the parallelepiped body is constructed so that each soft magnetic ferrite layer istq surrounded by two permanent magnetic ferrite layers, it corresponds to the invention that the parallelepiped body, consist of more than three ferrite layers köniien o For many applications, it is advantageous when magnetically soft ferrite bodies have an E or U shape.

5 0.9 81 97QB 3 45 0.9 81 97QB 3 4

Die unterschiedlich geformten und aus weichmagnetischen Ferriten bestehenden Körper, die mit dauermagnetischen Ferriten gefüllte Räume aufweisen, werden entsprechend der Erfindung nach einem Verfahren hergestellt, bei dem folgende Verfahrensstufen nacheinander ablauf eniThe differently shaped and made of soft magnetic Ferrites existing bodies, which have spaces filled with permanent magnetic ferrites, are according to the invention produced by a process in which the following process steps take place one after the other eni

a) Eingabe eines weich— oder dauermagnetischen Ferritpulvers in die formgebende Matrize eines Metallpulver-Preßautomatenja) Input of a soft or permanent magnetic ferrite powder into the shaping die of a metal powder press machine

b) Pressen des Matrizeninhalts mittels Ober- und Unterstempel jb) Pressing the contents of the die by means of and lower stamp j

c) Abheben des Oberstempeis und Aufgabe eines dauer- bzw· weichmagnetischen Ferritpulvers auf den Matrizeninhalt}c) Lifting off the Oberstempeis and giving up a permanent or soft magnetic ferrite powder on the matrix content}

d) Pressen des Matrizeninhalts mittels Ober- und Unterstempel jd) pressing the contents of the die by means of the upper and lower punches j

e) Abheben des Oberstempeis und Aufgabe eines weich- bzw. dauermagnetischen Ferritpulvers auf den Matrizeninhalt je) Taking off the top temp and giving up a soft or permanent magnetic ferrite powder on the matrix contents j

f) Pressen des Matrizeninhalts mittels Ober- und Unterstempel;f) Pressing the contents of the die by means of and lower stamp;

g) Ausstoß des Preßlings aus dem Preßautomaten; g) ejecting the compact from the automatic press;

h) Sinterung des Preßlings jh) sintering of the compact j

i) Nacharbeiten des Sinterkörpers mit Trenn- und/oder Schleifwerkzeugen»i) Reworking the sintered body with cutting and / or grinding tools »

509819/0 9:34509819/0 9:34

Die V er fahr ens stufen a) bis f) können je nach ge-TTÜnsciitem Schichtaafbau des Preßlings wiederiiölt werden. Die nach dem Verfahren hergestellten Körper reißen an den;Schichtgrenzen nicht, da die verwendeten Ferrite ein fast gleiches Schrumpfverhalten beim Sinterprozeß zeigen und annähernd gleiche thermische Ausdehnungskoeffizienten besitzen. The process stages a) to f) can be re-oiled depending on the layer structure of the compact. The bodies produced by the process tear at the ; Layer boundaries are not, since the ferrites used show almost the same shrinkage behavior during the sintering process and have almost the same thermal expansion coefficients.

An den Schichtgrenzen bildet sich ein homogenes Kristallgefüge, das den gemäß der Erfindung hergestellten Körpern weitgehende mechanische Stabilität verleiht. Das Herstellungsverfahren läßt sich besonders vorteilhaft durchführen, wenn die weichmagnetischen Ferritpulver riesel» fähig sind und wenn die dauermagnetisehen Ferritpulver nicht rieselfähig sind und die Kornstruktur eines feingemahlenen Pulvers besitzen. : A homogeneous crystal structure is formed at the layer boundaries, which gives the bodies produced according to the invention extensive mechanical stability. The manufacturing process can be carried out particularly advantageously when the magnetically soft ferrite powders are free-flowing and when the permanent-magnet ferrite powders are not free-flowing and have the grain structure of a finely ground powder. :

Die mit der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Bauelemente, die noch durch Trennen und/oder Schleifen aus den gemäß der Erfindung hergestellten Körpern gefertigt werden, haltbarer und billiger sind, als die heute verwendeten Bauelemente,The with the invention compared to the prior Technology achieved advantages are in particular that the components that still are made by cutting and / or grinding from the bodies produced according to the invention, are more durable and cheaper, than the components used today,

Sin Ausführungsbeispiel eines gemäß der Erfindung hergestellten Körpers ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert:Sin embodiment of one according to the Invention produced body is shown in the drawing and is in the following is explained in more detail:

-■■". -5:-- ■■ ". -5: -

509 8 19/0 93A509 8 19/0 93A

Der Körper hat die Form eines Quaders und besteht aus zwei weichmagnetischen Ferritschichtert 1 und 3> zwischen denen sich die dauermagnetische Ferritschicht 2 befindet, die als Luftspalt wirkt und mit den weichmagnetischen Ferritschichten fest verbunden isto Zur Herstellung des Körpers werden beispielsweise Mangan-Zink- oder Nickel-Zink-Ferrit als weichmagnetisch.es Material und Barium- oder Strontium-Ferrit als dauermagnetisches Material verwendet, wobei die weichmagnetischen Ferrite in granulierter, rieselfähiger Form und die dauermagnetischen Ferrite in feinpulvriger Form in den Metallpulver-Preßautomaten gegeben werden. Die in den Preßautomaten zudosierenden Ferritmengen werden gewichts- oder volumenabhängig gesteuert. Die Formgebung des Körpers erfolgt in drei getrennten Preßvorgängen, denen jeweils die Dosierung der weich- bzw. dauermagnetischen Ferrite vorausgeht» Der Preßling wird gesintert, wobei der Körper seine endgültigen Abmessungen und Festigkeitseigenscliaxten erhält. Ein quaderförmiger Körper nach, dar Erfindung hatte beispielsweise folgende Abmessungen;The body has the shape of a cuboid and comprises two soft magnetic Ferritschichtert 1 and 3> between which the permanent-magnetic ferrite layer 2 is acting as an air gap and fixedly connected with the soft magnetic ferrite layers is o For the preparation of the body, for example, manganese-zinc or Nickel-zinc ferrite is used as a soft magnetic material and barium or strontium ferrite is used as a permanent magnetic material, with the soft magnetic ferrites in granulated, free-flowing form and the permanent magnetic ferrites in fine powder form in the automatic metal powder press. The amounts of ferrite to be metered into the automatic presses are controlled as a function of weight or volume. The body is shaped in three separate pressing processes, each of which is preceded by the dosage of the soft or permanent magnetic ferrites. The pressed part is sintered, whereby the body receives its final dimensions and strength properties. A cuboid body according to the invention, for example, had the following dimensions;

Länge ) 100,0 nur.Length) 100.0 only.

. , ) des quaderförmigen ...n „ Br ex te ( ,... 100,0 mm. ,) of the cuboid ... n " Br ex te (, ... 100.0 mm

) Körpers ) Body

Wolle ) 10,1 nun Wool ) 10.1 well

Höhe der weichmagnetischenHeight of the soft magnetic

S chi cht en 510 mmP ight 510 mm

Höhe der dauermagnet!sehenHeight of permanent magnet! See

Schicht 0,1 mmLayer 0.1 mm

509819/0934509819/0934

Claims (1)

PatentansprücheClaims /Ϊ) Unterschiedlich geformte und aus weichmagnetischen Ferriten bestehende Körper, die unmagnetische Zwischenräume aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Räume mit dauermagnetischen Ferriten gefüllt sind. / Ϊ) Differently shaped and made of soft magnetic ferrite bodies which have non-magnetic intermediate spaces, characterized in that the spaces are filled with hard magnetic ferrites. Körper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weich- und dauermagnetischen Ferrite fest miteinander verbunden sind.Body according to claim 1, characterized in that that the soft and permanent magnetic ferrites are firmly connected to each other are. Körper nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus weichmagnetischem Mangan-Zink- oder Nickel-Zink-Ferrit und aus dauermagnetischem Bariumoder Strontium-Ferrit bestehen.Body according to claims 1 and 2, thereby characterized in that they are made of magnetically soft manganese-zinc or nickel-zinc ferrite and consist of permanent magnetic barium or strontium ferrite. Körper nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß sie die Form einesQuaders haben undaus weich-(l,3) und dauermagnetischen (2) Ferritschichten bestehen.Body according to claims 1 to 3 »thereby characterized in that they have the shape of a square and consist of soft (1, 3) and permanent magnetic (2) ferrite layers. 5. Körper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede dauermagnetische Ferritschicht (2) von zwei weichmagnetischen Ferritschichten (1,3) umgeben isto -5. Body according to claim 4, characterized in that that each permanent magnetic ferrite layer (2) is surrounded by two soft magnetic ferrite layers (1,3) isto - 6. Körper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede weichmagnetische Ferritschicht von zwei dauermagnetischen Ferritschichten umgeben ist.6. Body according to claim 4, characterized in that each soft magnetic ferrite layer is surrounded by two permanent magnetic ferrite layers. 7. Körper nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine E- oder U-Form besitzen.7. Body according to claims 1 to 3, characterized characterized in that they have an E or U shape. 509819/0934509819/0934 Verfahren zur Herstellung der Körper nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß folgende Verfahrensstufen nacheinander ablaufen;Process for producing the body according to Claims 1 to 7, characterized in that that the following process steps take place one after the other; a) Eingabe eines weich- oder dauermagnetischen Ferritpulvers in die formgebende Matrize eines Metallpulver-Preßautomatenja) Input of a soft or permanent magnetic ferrite powder into the shaping die of a metal powder press machine b) Pressen des Matrizeninhaltes mittels Ober- und Unterstempel jb) pressing the contents of the die by means of the upper and lower punches j c) Abheben des Oberstempels und Aufgabe eines dauer- bzw. weichmagnetischen Ferritpulvers auf den Matrizeninhaltjc) Lifting the upper punch and giving up one permanent or soft magnetic ferrite powder on the matrix content d) Pressen des Matrizeninhaltes mittels Ober- und Unterstempel;d) Pressing the contents of the die by means of and lower stamp; e) Abheben des Oberstempels und Aufgabe eines weich- bzw. dauermagnetischen Ferritpulvers auf den Matrizeninhalt;e) Lifting the upper punch and applying a soft or permanent magnetic ferrite powder on the matrix content; f) Pressen des Matrizeninhaltes mittels Ober- und Unterstempel;f) pressing the contents of the die by means of the upper and lower punches; g) Ausstoß des Preßlings aus dem Preßautomaten} h) Sinterung des Preßlings;g) ejection of the compact from the automatic press} h) sintering of the compact; i) Nacharbeiten des Sinterkörpers mit Trenn- und/oder Schleifwerkzeugen»i) Reworking the sintered body with cutting and / or grinding tools » 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekenn-» zeichnet, daß die Verfahrensstufen Jt) bis f) je nach gewünschtem Schichtaufbau des Preßlings wiederholt werden· 9. The method according to claim 8, characterized in that the process steps Jt) to f) are repeated depending on the desired layer structure of the compact. - 8 509819/0934 - 8 509819/0934 ΙΟ«, Verfahren nach Anspruch 8 oder 9? dadurch gekennzeichnet, daß die weichmagiletischen Ferritpulver rieselfähig sind und die Kornstruktur eines Granulats haben und daß die dauermagnetischen Ferritpulver nicht rieselfähig sind und die Kornstruktur eines feingemahlenen Pulvers besitzen.ΙΟ «, method according to claim 8 or 9? through this characterized that the soft magiletic Ferrite powders are free-flowing and have the grain structure of granules and that the permanent magnetic ferrite powder are not free-flowing and the grain structure of a finely ground powder. 5098 1 3/Q9345098 1 3 / Q934 LeerseiteBlank page
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