DE2358595A1 - Verfahren zur endgueltigen magnetisierung eines gesinterten magnetkoerpers vom typ m tief 5 r und durch dieses verfahren hergestellter dauermagnet - Google Patents
Verfahren zur endgueltigen magnetisierung eines gesinterten magnetkoerpers vom typ m tief 5 r und durch dieses verfahren hergestellter dauermagnetInfo
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Description
Va/i/H/λοοη
17-9-191S".
L-ino. HO PST AUirH
AkIe: PHN=- 6658 Anmeldung vom· 23» MOV. 1973
Verfahren zur endgültigen Magnetisierung eines gesinterten MagnetKorpers
vom Typ M1-R und durch dieses Verfahren hergestellt er Dauermagnet»
Di© Erfindung bezieht sich auf eis Verfahren zur endgültigen
Magnetisierung eines gesinterten MagnetkorperSj, der im wesentlichen aus
einem Material vom Tjp M1-R besteht, wobei M. Co oder eine Kombination
von Co mit mindestens einem Element der aus Fe, Ni und Cu bestehenden
Gruppe und E mindestens ein Element der aus I, Th und den seltenen
Erdmetallen bestehenden Gruppe darstellt·
Es ist bekannt, dass zum Magnetisieren eines derartigen
Magnetkörpers die endgültige Magnetisation in einem sehr starken Magnetfeld
(gleich dem Zwei- oder Dreifachen der Eigenkoersitivfeidstärke dee
Materials) erfolgen muss, um das Material derart zu sättigen, dass die
Hystereseschleife geschlossen wirde Sie Eigenkoerzitivfeldstärke von
ZeBo SmCo1- ist ± 12e000 Oe und es ist üblich, für dia Magnetisierung ein
Feld von etwa 40.000 Os zu verwenden» In der Praxis ist ein derartiges
hohes Feld bei der Massenherstellung schwer erzielbar9 so dass man sich
dann mij; einem endgültigen Erzeugnis .begnügen muss, das"hicfif
optimalen magnetischen Wert aufweist. Dieses Problem ist umso wichtiger!'
wenn ein Magnet vom vorliegenden Typ im entmagnetisierten Zustand in ein.
(?efät eingebaut werden soll. Ein vorher magnetisierter Magnet kann
infolge der von ihm ausgeübten anziehenden Kraft Probleme bei der llontage
der verschiedenen Teile verursachen. In solchen Fällen ist es wünschenswert,
den Magnet erst im montierten Zustand zu magnetisieren. Die für die Magnetisierung erforderlichen hohen Feldstärken können dann oft
schon durch die Form .des Gerätes, in dem der Magnet montiert ist, nicht
an der Stelle des Magneten erzeugt werden·
Andererseits ist es ebenfalls schwierig, einen Sauermagnet .
vom vorliegenden Typ zu entmagnetisieren, weil dies ein sehr starkes magnetisches Wechselfeld erfordert. - ■
Sie Erfindung bezweckt, ein Verfahren zu schaffen, das es
ermöglicht, für die endgültige LIagnetisierung bzw. Entmagnetisierung ein
Feld erheblich geringerer Starke, insbesondere ein Feld mit einer Stärke von weniger als dem Zweifachen der Eigenkoerzitivfeldstärke des Materials
zu verwenden) als es bei Anwendung des bekannten Verfahrens benötigt wire
Eine erste Ausführungsform des Verfahrens zur endgültigen
Magnetisierung eines gesinterten Magnetkörpers, der im wesentlichen aus
einem Material vom Typ M1-R besteht, ist nach der Erfindung dadurch
gekennzeichnet, dass die Magnetisierung lediglich in einer Richtung in
einem Feld erfolgt, dessen Stärke gleich weniger als dem Zweifachen der Eigenko'erzitivf eidstärke des Materials ist·
Es hat sich herausgestellt, dass, im Gegensatz zu den bisherigen
Annahnen, für die Magnetisierung τοη Mf.B-Magnet.en bis in den
SättigungBiustand aogar eine Feldstärke gleich der Eigenkoerzitivfeidstärke
des Materials genügt, vorauageeetst» dass lediglich in einer
Richtung magnetisiert wird. Eine !Magnetisierung mit einen Feld mit einer
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Stärke gleich der Koerzitivfeldstärke erweist sich als unmöglich, wenn
nicht konsequent in einer Richtung, sondern z.B. zunächst in einer ersten Richtung und dann in entgegengesetzter Richtung, magnetisiert wird. In
diesem Falle wird ein Feld mit einer Stärke gleich mindestens deia Zweibis
Dreifachen der Koerzitivfeldstärke b.enötigt, uin das Material bis in
den Sättigungszustand zu magnetisieren. * , :
Eine zweite Ausführungsform des.Verfahrens zur endgültigen
Magnetisierung eines gesinterten Magnetkörpers, der im wesentlichen aus
einem Material vom Typ M1-R besteht, ist nach' der Erfindung dadurch gekennzeichnet,
dass die endgültige Magnetisierung bei einer Temperatur zwischen 2000C und dem Curiepunkt des Materials in einem Feld mit einer
Stärke von weniger als dem Zweifachen der Eigenkoerzitivfeldstärke des
Materials stattfindet. ' . ·
Es ist an sich bekannt, dass gesinterte ferromagnetische
Materialien mit Magnetopluinbitstruktur bei einer Temperatur in der Bähe ihres Curiepunktes in einem Feld magnetisiert werden können, das
beträchtlich schwächer als das bei Zimmertemperatur benötigte Feld ist. Dieses Magnetisierungsverfahren kommt bei den vorliegenden Materialien,
jedoch nicht in Betracht, weil diese Materialien Curiepunkte aufweisen,
die dafür zu hoch liegen. So ist die Cürietemperatur von SmCo1- etwa
7300C. Ueberraschenderweise wurde aber gefunden, dass die betreffenden
Mj-R-Materialien schon bei einer die Curietemperatür erheblich unterschreitenden
Temperatur, insbesondere bei einer Temperatur von weniger als dem 0,5-fachen der Kelvintemperatur des Curiepunktes (d.h. weniger al£
5000C im Falle von SmCo1-), in einem verhältnismässig schwachen Feld,
magnetisiert werden können. - '
Durch Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens wird ausser dem sich bei der Magnetisierung mit einem schwächeren Feld
ergebenden Vorteil auch der Vorteil erhalten, dass auch in Fällen magnetisiert
werden kann, wo dies mit dem üblichen Verfahren nicht möglich ist
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oder zu unerwünschten Komplikationen führt. Beispielsweise seien die
Magnetisierung an einer für das anzulegende Feld schwer zugänglichen Stelle und die Herstellung eines mehrpoligen Magneten erwrähnt.
Insbesondere hat sich gezeigt, dass bei Anwendung des
obenstehenden Verfahrens ein Magnetisierungsfeld genügt, dessen Stärke
gleich oder sogar geringer als die Eigenkoerzitivfeldstärke des
Materials ist, vorausgesetzt, dass die Magnetisierung bei einer genügend hohen Temperatur, insbesondere oberhalb 4000C, stattfindet.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen
Verfahrens wird, wenn die Magnetisierung bei einer Temperatur oberhalb 20O0C erfolgt, bei der anschliessenden Abkühlung auf Zimmertemperatur
das magnetisierende Feld bis zu einer Temperatur unterhalb 2000C und vorzugsweise bis zu Zimmertemperatur aufrechterhalten. V/enn
dies nicht der Fall ist, besteht die Möglichkeit, dass der ,inagnetisierte
Körper sich selbst völlig oder teilweise entmagnetisiert.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäss der Erfindung wird der gesinterte JJagnetkb'rper, bevor er
in das Magnetisierungsfeld eingeführt wird, bei einer Temperatur zwischen der Sintertemperatur und einer 5000C niedrigeren Temperatur geglüht.
Ein auf diese Weise vorbehandelter Magnetkörper lässt sich, wie gefunden wurde, nicht nur leichter magnetisieren, sondern der erhaltene Magnet
weist auch eine höhere Eigenkoerzitivkraft auf.
Wenn der Magnetkörper sofort nach der Ausglühbehandlung
magnetisiert werden soll, ist es empfehlenswert, das liagnetisierungsfelci
.bei der Abkühlung von der Glühtemperatur auf Zimmertemperatur auf den
Körper einwirken zu lassen. Dadurch wird eine zusätzliche j-nheizungs-/
Abkühlungsphase überflüssig.
Weiterhin besieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum
Entmagnetisieren eines gesinterten IJagnetkörpers, der in wesentlichen
aus einem Material vom Typ MrE besteht, wobei K Co oder eine Kombination
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von Co mit mindestens einem Element der aus Fe, Hi und Cu bestehenden
Gruppe und H mindestens ein Element der aus Y8 Th und den Metallen der
seltenen- Erden bestehenden Gruppe darstellt, welches Verfahren dadurch
gekennzeichnet ist» dass die Entmagnetisierung in einem Wechselfeld bei
einer Temperatur zwischen 2000C und der Curietemperatur des Materials
stattfindet.
Auch bezieht sich die Erfindung auf einen unter Verwendung
eines der genannten Verfahren hergestellten Dauermagneten.
Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise an Hand der Zeichnung und einiger Yersuche näher erläutert. Es zeigern
Fig. 1 die Eigenkoerzitivkraft TBL als Punktion, verschiedene!
Magnetisierungsfelder H, .
Fig. 2 für auf verschiedene ¥eise vorbehandelte Magnete
die Eigenkoerzitivkraft ,H-, als Funktion verschiedener llagnetisierungsfelder
H, - . ·
Fig. 3 £^r verschiedene Magnetχsxerungsfeider die relative
Eigenkoerzitivkraft ,.H -(rel.) als Funktion verschiedener Magnetisierung=,
temperaturen T9 und
Fig, 4 fur einen SmCo ,--Magnet eine Reihe von Magnetisierunge:
mit einem Feld zunehmender Stärke in einer Sichtung. Versuch I
Ein gepresster Blocks der aus.Teilchen der Verbindung
c besteht, wurde bei 11000C gesintert. Der erhaltene Sinterkörper
wurde bei Zimmertemperatur in einem Feld von 45»000 Oe magnetisiert.
.Die B-H-Kurve des auf diese 'Heise magnetisieren .Körpers wurde dann
gemessen. Die Eigenkoerzitivkraft·yH" betrug, wie sich herausstellte,
1 ToOOO Oe0 Anschliessend vairde der Körper bei 50O0C in einem V/echselfeld
mit einer riaxinalen Feldstärke von 2000 Oe entmagnetisiert. Dann
wurde bei kSiianerteaporatur"die Abhängigkeit der TK„ von der Stärke des
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Magnetisierungsfeldes genessen (Fig. 1). Ein LIagnetisierungsfeld von
25·ΟΟΟ Oe erweist sich als erforderlich, um die . H_ von 11.000 Oe
wiederzugewinnen, d.h. um wieder an die Aussenschleife der B-U-Kurve zu
gelangen. Es sei bemerkt, dass der Körper nicht immer konsequent in einer
Richtung magnetisiert wurde.
Versuch 11
Versuch 11
Der bei dein ersten. Versuch verwendete Magnetkörper wurde
einige Minuten lang auf eine Temperatur von 9250C erhitzt. Diese
Temperatur liegt oberhalb der Curieteoperatur (etwa 7300C) und der
Körper wurde daher entmagnetisiert. IJach Abkühlung auf Zimmertemperatur
wurde die TE„ als Funktion des i,Iagnetisierungsfeldes η gemessen. Daraus
X l»
ergiht sich die Kurve 1 der Fig. 2. Der LIagnet wurde dann bei 500°C in
einem Wechselfeld entmagnetisiert, wonach wiederum die TH_ als Funktion
X U
des Magnetisierungsfeldes H gemessen wurde. Daraus ergibt sich die
Kurve il. Es ist deutlich ersichtlich, dass in beiden Fällen die
maximale ,Kn nach Magnetisierung in einem Feld von 25·ΟΟΟ üe erreicht
wird (vgl. Versuch I). ^s ist dabei auffallend, dass nach der Aus^lühbehandlung
auf 9250C eine höhere maximale II (und zwar 12.500 Üe) als
X v/
nach der Entmagnetisierung auf 5000C (11.000 Oe) erreicht wird, «eiter
ist es bemerkenswert, dass sich der JJagnetnach der Ausglühbehandlung auf
925°C (der sogenannten thermischen Entmagnetisierung) leichter magnetisieren
lässt. Eine JJagnetisierung in einem Feld von 10.000 Oe ergibt
sogar einen Uagnet mit einer Eigenkoerzitivkraft TR von 11.000 Oe. Dies
trifft nicht zu, wenn der Llagnet bei 5000C einer Entnagnetisierungshc—
handlung in einem wechselfeld unterworfen worden ist (Kurve Xl). Eine
Magnetisierung in einem Feld von 10.000 Oe ergibt dann nur einen ila^net
mit einer H von 7OOO Oe.
Xw
Der bex den vorhergehenden Versuchen verv/er.dete SnCo1--'..c^nez
wurde bei 5000C in einem './echselfeld entmagnetisiert und bei drei ver-
409825/0758
■ ; -7-
schiedenen LIagnetisierungsf eldern von 5000» 60Ό0 bzw. 10.000 Oe wurde
die Abhängigkeit der-Magnetisierung-von der Temperatur geprüft. Das
Ergebnis der Prüfungen ist in Fig. 5 dargestellt. Als Ordinate ist die
relative T-HnV d.h. die .EL" des Magneten geteilt durch die .Hn nach
J-O Xu . Xl/
Magnetisierung bei Zimmertemperatur in einem Feld von 45·ΟΟΟ Oe aufge- ·
tragen. Als Abszisse ist die Temperatur T aufgetragen,.bei der magne- .
tisiert wurde. Die Kurve 1 gibt den Verlauf der relativen Hn bei
■ . ■ Xu
Anwendung eines Magnetisierungsfeldes von 5000 Oe an; die Kurve Il gibt
diesen Verlauf bei Anwendung eines Feldes von 8000 Oe an, und die Kurve
III gibt diesen Verlauf bei Anwendung eines Feldes von 10.000 Oe an. Es
können also LIagnetisierungsfeider verwendet werden, deren Stärke viel
geringer als die "des aus Fig. 1 abzuleitenden Feldes ist (die 25.000 Ue
beträgt), vorausgesetzt, dass eine geeignete ivlagnetisierungsteinperatur
gewählt wird. Diese höhere Temperatur liegt aber noch weit unterhalb
der Curietemperatur (73OÖC)» ' . , ·
Fige 4 zeigt an Hand einer Anzahl B-H-Kurven, wie bei einem
bestimatenVersuch ein SraCot--MagnetkÖrper konsequent in einer Richtung
magnetisiert wurde« Her Korper"wurde zunächst in ein kleines Feld eingeführt! dieses Feld lisss man abnehmen, dann wieder'in der ursprünglichen
Richtung auf einen den Anfangsv/ert überschreitenden Wert zunehnen, wieder
abnehmen, usw. Auf diese Weise werden stets Innenschleifen in Richtung
auf die Aussenschleife der B-E-Kurve beschrieben. Aus diesem Versuch
geht hervor, dass die TH -Werte der aufeinanderfolgenden Innenschleifen
X.v/
stets viel grosser als die benötigten LIagnetisierungsf eider sind. Es
sei noch bemerkt, dass die Richtung, in der magnetisiert wird, nicht von ■
dem. llaterial, sondern nur von der Richtung abhängt, mit der angefangen
wurde»
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Claims (1)
- Patentansprüchei1 .J Verfahren zur endgültigen Magnetisierung eines gesinterten Magnetkörpers, der im wesentlichen aus einem Material vom Typ LI1-R besteht, wobei M Co oder eine Kombination von Co mit mindestens einem Element der aus Pe, Ki und Cu bestehenden Gruppe und R mindestens ein Element der aus Y, Th und den seltenen Erdmetallen bestehenden Gruppe darstellt» dadurch gekennzeichnet, dass die endgültige llagnetisierung in einem Feld erfolgte, dessen Stärke weniger als das Zweifache der Eigenkoerzitivfeidstärke des Materials beträgt·2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetisierung nur in einer Richtung erfolgt.5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieendgültige Magnetisierung bei einer Temperatur zwischen 2000C und dem Curiepunkt des Materials', vorzugsweise zwischen 2000C und dem 0,5-Fachen der Kelvintemperatur des'Curiepunktes, stattfindet.4· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch, gekennzeichnet, dass die endgültige llagnetisierung in einem Feld erfolgt, dessen Stärke gleich der Eigenkoerzitivfeidstärke des Materials ist.5· Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass die endgültige Magnetisierung in einem Feld erfolgt, dessen Stärke kleiner al oder gleich der Eigenkoerzitivfeidstärke des Materials ist, wobei die Temperatur zwischen 4000C und dem Curiepunkt liegt.6. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass bei der anschliessenden.^Abkühlung des Magnetkörpers auf Zimmertemperatur aas raagnetisierende Feld bis zu einer Temperatur unterhalb 2000C aufrechterhalten wird.7· Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass der gesinterte i-Iagnetkörper, bevor er in das Magnetisierungsfeld eingeführt v;ird, bei einer Temperatur zwischen der Sinter temperatur und einer409825/0756-3-500°G niedrigeren Temperatur geglüht wird. "8. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch,gekennzeichnet, dass die endgültige- Magnetisierung -des Mägnetkorpers während der Abkühlung des Körpers von der Ausglühtemperatur auf Zimmertemperatur erfolgt.9. Verfahren zur Entmagnetisierung eines gesinterten Magnetkörpers, der im wesentlichen aus einem Material vom Typ M1-R besteht, wobei M Co oder eine Kombination von Go mit mindestens einem Element der aus Fe, Ni und Cu bestehenden Gruppe und R mindestens ein Element der aus Y, Th und den Metallen der seltenen Erden bestehenden Gruppe .darstellt,'dadurch gekennzeichnet, dass die Entmagnetisierung in einem Wechselfeld bei einer Temperatur zwischen 2000C und der Curietemperatur des Materials stattfindet.10« Verfahren, nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, dass bei der anschliessenden Abkühlung auf Zimmertemperatur das Wechselfeld bis zu einer Temperatur unterhalb 2000C aufrechterhalten wird. 11o Dauermagnetj der unter Verwendung eines oder mehrerer Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 8 hergestellt ist«40982570756
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