DE2358595B2 - gesinterten Magnetkörpers, der aus einem Material vom Typ Co, R besteht - Google Patents
gesinterten Magnetkörpers, der aus einem Material vom Typ Co, R bestehtInfo
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Description
Verfahren zur endgültigen Magnetisierung eines gesinterten Magnetkörpers, der aus einem Material
vom Typ C05R besteht.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur endgültigen Magnetisierung eines gesinterten Magnetkörpers,
der aus einem Material vom Typ C05R besteht, wobei Co teilweise durch mindestens eines der
Elemente Fe, Ni, Cu ersetzt werden kann und R mindestens ein Element der aus Y1Th und den seltenen
Erdmetallen bestehenden Gruppe darstellt, bei dem der Magnetkörper zu seiner endgültigen Magnetisierung
einem Magnetisierungsfeld ausgesetzt wird.
Ein derartiges Verfahren ist aus der Zeitschrift »Metallwissenschaft und Technik«, 26. Jg., 1972, Nr. 5,
S. 456 bis 463, bekannt.
Aus der DE-AS 10 95 398 ist es bekannt, einen Dauermagneten zunächst zu entmagnetisieren und im
entmagnetisierten Zustand zu seiner endgültigen Magnetisierung einem Magnetisierungsfeld auszusetzen,
dessen Stärke dem Zweifachen der Koerzitivfeldstärke der Magnetisierung des Materials des Magnetkörpers
beträgt. Aus der Zeitschrift »Metallwissenschaft und Technik«, 26. Jg., 1972, Nr. 5, S. 456 bis 463,
insbes. S. 462. r. Sp., ist es bekannt, gesinterte Kobalt-Seltenerdendauermagnete
bei einer um 3000C unter der Sintertemperatur liegenden Temperatur zu glühen. Aus
der AT-PS 163 680 ist es bekannt, die endgültige Magnetisierung des Magnetkörpers während der
Abkühlung des Körpers von der Ausglühtemperatur auf Zimmertemperatur durchzuführen. Aus der FR-PS
20 76 007 ist es bei der Herstellung von CosR-Dauermagneten bekannt, das Zwischenprodukt bei einer
unterhalb seines Curiepunktes liegenden Temperatur in erhitztem Zustand einem Magnetisierungsfeld auszusetzen.
Es ist bekannt, daß zum Magnetisieren eines derartigen Magnetkörpers die endgültige Magnetisation
in einem sehr starken Magnetfeld (gleich dem Zweioder Dreifachen der Koerzitivfeldstärke des Materials)
is ?rfolgen muß, um das Material derart zu sättigen, daß
die Hystereseschleife geschlossen wird. Die Koerzitivfeldstärke von z. B. SmCo5 ist ±96 · 104 A/m und es ist
üblich, für die Magnetisierung ein Feld von etwa 32 · 105A/m zu verwenden. In der Praxis ist ein
derartiges hohes Feld bei der Massenherstellung schwer erzielbar, so daß man sich dann mit einem endgültigen
Erzeugnis begnügen muß, das nicht den optimalen magnetischen Wert aufweist. Dieses Problem ist um so
wichtiger, wenn ein Magnet vom vorliegenden Typ im entmagnetisierten Zustand in ein Gerät eingebaut
werden soll. Ein vorher magnetisierter Magnet kann infolge der von ik.-n ausgeübten anziehenden Kraft
Probleme bei der Montage 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 Dauermagnet vom vorliegenden Typ zu entmagnetisieren,
weil dies ein sehr starkes magnetisches Wechsnlfeld erfordert.
Der Erfindung liegt die Auff.be zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das es ermöglicht, für die
endgültige Magnetisierung bzw. Entmagnetisierung ein Feld erheblich geringerer Stärke, 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 wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der zuvor entmagnetisierte Magnetkörper bei einer
Temperatur zwisriien 200°C und 0,5 χ (t + 273)°C
(1 — Curietemperatur in °C) und bei einer Magnetisicrungsfeldstärke,
die weniger als das Zweifache der Koerzitivfeldstärke der Magnetisierung (iHc) des
Materials des Magnetkörpers beträgt, endgültig magnetisiert wird, und daß das Magnetisierungsfeld während
der anschließenden Abkühlung des Magnetkörpers bis zu einer Temperatur unterhalb 2000C aufrechterhalten
wird.
Es ist an sich bekannt, daß gesinterte ferromagnetische Materialien mit Magnetopiumbitstruktur bei einer
Temperatur in der Nähe 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 Curietemperatur von SmCos
etwa 73O°C. Überraschenderweise wurde aber gefunden,
daß die betreffenden CosR-Materialien schon bei
einer die Curietemperatur erheblich unterschreitenden Temperatur, insbesondere bei einer Temperatur von
weniger als dem 0,5fachen der Kelvintemperatur des Curiepunktes (d.h. weniger als 500'-C im Falle von
S1T1C05), 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 Buch der Vorteil erhalten, daß auch in Fällen magnetisiert werden
kann, wo dies mit dem üblichen Verfahren nicht möglich ist oder zu unerwünschten Komplikationen führt.
Beispielsweise seien die Magnetisierung an einer für das anzulegende Feld schwei zugänglichen Stelle und die
Herstellung eines mehrpoligen Magneten erwähnt.
Insbesondere hat sich gezeigt, daß bei Anwendung des obenstehenden Verfahrens ein Magnetisierungsfeld
genügt, dessen Stärke gleich oder sogar geringer als die Koerzitivfeldstärke des Materials ist, vorausgesetzt, daß
die Magnetisierung bei einer genügend hohen Temperatur, insbesondere oberhalb 400°Cstatifindet.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des erfi- dungsgemäßen
Verfahrens erfolgt die endgültige Magnetisierung in einem Magnetisierungsfeld, dessen Stärke
kleiner als oder gleich der Koerzitivfeldstärke der Magnetisierung des Materials des Magnetkörpers ist,
wobei die Temperatur zwischen 400° C und 0,5 χ (t + 273)"1C (t = Curietemperaturin0 C) liegt.
Nach einer anderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der gesinterte Magnetkörper,
bevor er in das Magnetisierungsfeld eingeführt wird, bei einer Temperatur zwischen der Sintertemperatur und
einer um 3000C 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 Koerzitivkraft auf.
Wenn der Magnetkörper sofort nach der Ausglühbehandlung magnetisiert werden soll, erfolgt gemäß einer
weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens die endgültige Magnetisierung des Magnetkörpers
während der Abkühlung des Magnetkörpers von der Ausglühtemperatur auf Zimmertemperatur.
Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise anhand der Zeichnung und einiger Versuche näher
erläutert. Fs zeigt
F i g. 1 die Koerzitivkraft iHc als Funktion verschiedener
Magnetisierungsfelder H,
Fig. 2 für auf verschiedene Weise vorbehandelte Magnete die Koerzitivkraft |H( als Funktion verschiedener
Magnetisierungsfelder H.
F i g. 3 für verschiedene Magnetisierungsfelder die relative Koerzitivkraft iHc (rel.) als Funktion verschiedener
Magnetisierungstemperaturen Tund
Fig.4 für einen SmCos-Magnet eine Reihe von
magnetischen Flußdichten B mit einem Magnetfeld // zunehmender Stärke in einer Richtung.
Versuch I
Ein gepreßter Block, der aus Teilchen der Verbindung
SmCo? besieht, wurde bei 11000C gesintert. Der
erhaltene Sinterkörper wurde bei Zimmertemperatur in einem Feld von 36· 10''A/m magnetisiert. Die
Ö-W-Kurve des auf diese Weise magnetisierten Körpers
wurde dann gemessen. Die Koerzitivkraft iHc betrug,
wie sich herausstellte, 88· WA/m. Anschließend wurde der Körper bei 5000C in einem Wechsclfeld mit
siner maximalen Feldstärke von 16 ■ IfH A/m entmagnetisiert.
Dann wurde bei Zimmertemperatur die Abhängigkeit der |H( von der Stärke des Magnetisierungsfeldes
gemessen (Fig. 1). Ein Magnetisierungsfeld
von 20 · 105A/m erweist sich als erforderlich, um dic
|H( von 88 W A/m wiederzugewinnen, d.h. um
wieder an die Außenschleife der fl-ZY-Kurve zu
gelangen. Es sei bemerkt, daß der Körper nicht immer konsequent in einer Richtung magnetisiert wurde.
Versuch Il
Der bei dem ersten Versuch verwendete Magnetkörper wurde einige Minuten lang auf eine Temperatur von
925C erhitzt. Diese Temperatur liegt oberhalb der Curietemperatur (etwa 73OaC) und der Körper wurde
daher entmagnetisiert. Nach Abkühlung auf Zimmertemperatur wurde die iHc als Funktion des Magnetisierungsfeldes
H gemessen. Daraus ergi'jt sich die Kurve I der F i g. 2. Der Magnet wurde dann bei 50C°C in einem
Wechselfeld entmagnetisiert, wonach wiederum die iHt
als Funktion des Magnetisierungsfe'ies H gemessen
wurde. Daraus ergib! sich die Kurve 1L Es is· deutlich ersichtlich, daß in beiden Fällen die maximale [Hc nach
Magnetisierung in einem Feld von 20 · 105 A/m erreicht
wird (vergl. Versuch I). Es ist dabei auffallend, daß nach der Ausglühbehandlung auf 925' C eine höhere maximale
iHc (und zwar 1 · 106 A/m) als nach der Entmagnetisierung
auf 5000C (88 · ΙΟ4 A/m) erreicht wird. Weiter
ist es bemerkenswert, daß sich der Magnet nach der Ausglühbehandlung auf 925CC (der sogenannten thermischen
Entmagnetisierung) leichter magnetisieren läßt. Eine Magnetisierung in einem Feld von 8 · 105A/m
ergibt sogar einen Magnet mit einer Koerzitivkraft iHc
von 88 ■ 10* A/m. Dies trifft nicht zu. wenn der Magnet bei 500°C einer Entmagnetisierungsbehandlung in
einem Wechselfeld unterworfen worden ist (Kurve II). Eine Magnetisierung in einem Feld von 8· 105A/m
ergibt dann nur einen Magnet mit einer /Hc von
56 · IO4 A/m.
Versuch 1
Der bei den vorhergehenden Versuchen verwendete SmCo5-Magnet wurde bei 500°C in einem Wechselfeld
entmagnetisiert und bei drei verschiedenen Magnetisierungsfcldern von 40 ■ 104, 64 · IO4 bzw. 80 10* A/m
wurde die Abhängigkeit der Magnetisierung von der Temperatur geprüft. Das Ergebnis der Prüfungen ist in
F i g. 3 dargestellt. Als Ordinate ist die relative iHc, d. h.
die iHc des Magneten geteilt durch die |H{ nach
Magnetisierung bei Zimmertemperatur in einem Feld von 36 · 105A/m aufgetragen. Als Abszisse ist die
Temperatur Taufgttragen, bei der magnetisiert wurde. Die Kurve I gibt den Verlauf der relativen iHc bti
Anwendung eines Magnetisierungsfeldes von 40 ■ Iu4 A/m an; die Kurve Il gibt diesen Verlauf bei
Anwendung eines Feldes von 64 · IO4 A/m an, und die
Kurve III gibt diesen Verlauf bei Anwendung eines Feldes von 80 · IO4 A/m an. Es können also Magnetisierungsfelder
verwendet werden, deren Stärke viel geringer als die de aus Fig. 1 abzuleitenden Feldes ist
(die 20 1O5AZm beträgt), vorausgesetzt, daß eine
geeignete Magnetisierungstemperatur gewählt wird. Diese höhere Temperatur liegt aber noch weit
unterhalbderCurictemperatur(73O°C).
Fig. 4 zeigt anhand einer Anzahl ß-/7-Kurven, wie
Ό bei einem bestimmte.1 Versuch ein SmCos-Magnetköiper
konsequent in einer Richtung magnetisiert wurde. Der Körper wurde zunächst in ein kleines Feld
eingeführt;dieses Feld ließ man abnehmen,dann wieder
in der ursprünglichen Richtung auf einen den Anfangswert Überschreilenden Wert zunehmen, wieder abnehmen,
usw. Auf diese Weise werden stets Innenschleifen in Richtung auf die Außcnschleife der ß-//-Kurve
beschrieben. Aus diesem Versuch geht hervor, daß die
ili(-Werte der aufeinanderfolgenden Innenschleifen
stets viel größer als die benötigten Magnetisieriingsfcldcr
sind. Ils sei noch bemerkt, daß die Richtung, in der
magnetisiert wird, nicht von dein Material, sondern nur
von der Richtung abhiingt, mit der angefangen wurde.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Verfahren zur endgültigen Magnetisierung eines gesinterten Magnetkörpers, der aus einem
Material vom Typ C05R besteht, wobei Co teilweise durch mindestens eines der Elemente Fe, Ni und Cu
ersetzt werden kann und R mindestens ein Element der aus Y, Th und den seltenen Erdmetailen
bestehenden Gruppe darstellt, bei dem der Magnetkörper zu seiner endgültigen Magnetisierung einem
Magnetisierungsfeld ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der zuvor entmagnetisierte
Magnetkörper bei einer Temperatur zwischen 2000C und 0,5 χ (t + 273)°C (t = Curietemperatur
in 0C) und bei einer Magnetisierungsfeldstärke, die weniger als das Zweifache der Koerzitivfeldstärke
der Magnetisierung (1 Hc) des Materials des Magnetkörpers beträgt, endgültig magnetisiert wird, und
daß das Magnetisierungsfeld während der anschließenden Abkühlung des Magnetkörpers bis zu einer
Tempera turunterhalb 20O0C aufrechterhalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die endgültige Magnetisierung in
einem Magnetisierungsfeld erfolgt, dessen Stärke kleiner als oder gleich der Koerzitivfeldstärke der
Magnetisierung des Materials des Magnetkörpers ist, wobei die Temperatur zwischen 400°C und
0,5 χ (r+273)°C(i=Curietemperaturin°C)liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gesinterte Magnetkörper, bevor er
in das Magnptisierungsfeld eingeführt wird, bei einer Temperatur zwischen der Sintertemperatur und
einer um 3000C niedrigeren Temperatur geglüht
wird.
4. Verfahren nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, daß die endgültige Magnetisierung des
Magnetkörpers während der Abkühlung des Magnetkörpers von der Ausglühtemperatur auf Zimmertemperatur
erfolgt.
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