DE2401934B2

DE2401934B2 - Verfahren zur Herstellung eines anisotropen Ferritmagneten

Info

Publication number: DE2401934B2
Application number: DE19742401934
Authority: DE
Inventors: Hiroaki Toyohashi Aiichi Kobayashi; Seihin Kosai Kobayashi; Michihiro Hamamatsu Torii
Original assignee: FDK Corp
Current assignee: FDK Corp
Priority date: 1974-01-16
Filing date: 1974-01-16
Publication date: 1980-08-14
Also published as: DE2401934A1; DE2401934C3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines anisotropen Ferritmagneten der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art. Es liegt ihr die Aufgabe zugrunde, einen zylindrischen anisotropen Ferritmagneten herzustellen mit einer in radialer Richtung liegenden Vorzugsachse. Das ist mit den herkömmlichen Verfahren schwierig. Bei dem üblichen nassen Magnetfeldformverfahren werden die Kristallkörner in der Richtung ihrer Vorzugsachse durch ein Magnetfeld von außen auf das pulverisierte, in einer Lösung verteilte Ferrit magnetisiert und danach unter Druck geformt.

Das Verfahren ist aber mit einer Reihe von Schwierigkeiten verbunden:

I. Da die Druckformung ausgeführt wird nach dem Orientieren der Kristallkörner in der Richtung der Vorzugsachse durch Ausüben eines Magnetfelds von außen auf das pulverisierte in der lösenden Lösung verteilte Ferrit, kann die einmal erreichte Orientierung der Kristallkörner verschoben werden und eine Änderung der Richtung der Vorzugsachse bewirken, was verschlechterte magnetische Eigenschaften bewirkt. Es ist insbesondere schwierig, einen zylindrischen anisotropen Ferritmagnet herzustellen mit einer in radialer

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radialen Richtung orientierten Kristallkörner senkrecht zusammengedrückt werden und hierdurch die Vorzugsachse zufällig verteilt wird. L Da das Erzeugnis aus einer schlammähnlichen Masse geformt wird durch stufenweises Entfernen des Lösungsmittels, dauert der gesamte Vorgang lange und eignet sich daher nicht für die Massenproduktion.

3. Zum Herstellen eines Ferritmagneten mit einer ίο gewünschten Formgebung muß eine Form vorbereitet werden, die der besonderen Formgebung entspricht Es ist daher extrem unwirtschaftlich, unterschiedliche Magnetgestalten herzustellen.

4. Da die auf jeden pulverisierten Ferriten in der Form ausgeübte Druckkraft wegen der Gestalt der Form nicht konstant ist, hat das Erzeugnis keine gleichförmige Ferritverteilung.

5. Bei der Herstellung eines zylindrischen anisotropen Ferritmagneten mit in der radialen Richtung liegenden Vorzugsachse, falls ein zu starkes Magnetfeld während der Magnetfeldformung ausgeübt wird, kann der Eisenkern der Formmaschine in einen magnetisch gesättigten Zustand gebracht werden und eine Verminderung der magnetischen Permeabilität des Eisenkerns bewirken, so daß es schwierig wird, die Vorzugsachse in der radialen Richtung zu orientieren. Falls das ausgeübte Magnetfeld zu schwach ist, ist es ebenfalls unmöglich, die Vorzugsachse genau in die radiale Richtung zu führen. Es tritt insbesondere eine extreme Schwierigkeit auf bei der Orientierung der Vorzugsachse in der radialen Richtung, wenn die Formungsmasse eine Höhe hat, die das Fünffache von deren Durchmesser übersteist. Zur Lösung der Aufgabe, ein zuverlässiges Verfahren zur Herstellung von zylindrischen anisotropen Ferritmagneten anzugeben, geht die Erfindung von dem bekannten Verfahren aus, das im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannt ist, bei dem ein Gemisch von pulverisiertem Ferrit und einem Bindemittel zwischen Kalanderwalzen gewalzt wird. Es ist bekannt, daß sich die Ferriikristalle beim Walzen orientieren. Die Erfindung macht Gebrauch von dem Umstand, daß die Vorzugsachsc kräftig senkrecht zur Oberfläche des gewalzten Bandes orientiert ist. Darauf bauend, löst sie die Aufgabe, einen zylindrischen Ferritmagneten herzustellen, dadurch, daß das gewalzte Ferritband fest zusammengerollt und zu einer zylindrischen Masse zusammengedrückt wird.

Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung, auf die Unteransprüche gerichtet sind, ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigt

Fi g. 1 einen Schnitt einer Stufe des erfindungsgemä-Ben Verfahrens, bei dem eine Knetmischung aus pulverisiertem Ferrit und ein viskoses Bindemittel mit einer Walze zu einem Blatt ausgewalzt werden;

Fig.2a und 2b Schrägansichten von zylindrischen

anisotropen Ferritmagneten, die durch Wickeln der durch Walzen gemäß Fig. 1 geformten Ferritblätter erhalten wurden, entsprechend den verschiedenen

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3a und 3b Ansichten, die durch Pfeile die Richtungen des Magnetfelds der zylindrischen anisotropen Ferritmagneten zeigen, die nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden.

Als erstes wird ein pulverisierter anisotroper Ferrit aufbereitet rnit M3^<Tncioⁿ!ⁱⁱrnt;i*kri^c'^!i!!^ctr!ⁱ^'ⁱⁱr rni*

hexagonalem System, bestehend hauptsächlich aus einer chemischen Zusammensetzung von MO-6 Fe^ (worin M Ba, Sr, Pb oder dergleichen ist). Das Fern* hat eine in Richtung der C-Achse verlaufende Vorzugsachse und wurde bei stark fortgeschrittenem Kristallwachstum kalziniert Das Ferrit wird mit einem organischen Bindemittel versetzt, etwa Polyvinylbutyral, einem Weichmacher, einem Lösungsmittel usw. Nach einem kräftigen Durchkneten wird die Mischung 1 wie in F i g. 1 gezeigt mit einer Kalanderwalze 2 zu einem Blatt ausgewalzt Das Ferrit ist ein hexagonales Kristal! mit entlang der C-Achse verlaufender Vorzugsachse, so daß der Kristall dazu neigt, sich in der planaren Richtung senkrecht zur C-Achse zu entwickeln, und dünne und flache plattenförmige Kristallkörner gebildet werden. Wenn diese flachen plattenförmigen Kristallkörner dem Auswalzen mit einer Walze unterworfen werden, und zwar unter einer senkrecht zur Walzrichtuni· ausgeübten Spannung, werden die Kristallkörner auf natürliche Weise und in regelmäßiger Ordnung aufeinandergelegt. Somit wird die zufällig verteilte Vorzugsachse nun kräftig in einer eingestellten Richtung orientiert. Auf diese Weise wird dank der Anordnung der Kristallkörner ein anisotropes Ferritblatt gebildet, dessen Vorzugsachse senkrecht zur Blattseite liegt, durch einfaches Auswalzen der Ferritblätter 3. Je mehr das Walzü jsmaß vergrößert wird, umso genauer wird die Orient.urung der C-Achse. Wenn das Auswalzen unter Ausübung eines Magnetfelds senkrecht zur Blattseite von außen her ausgeführt wird, wird die C-Achse kräftig durch die Wirkung des Magnetfelds orientiert, was weiter verbesserte magnetische Eigenschaften bewirkt. Es wird vorzugsweise eine Erhitzung im Bereich von etwa 50— 100°C während des Auswalzens ausgeübt, um die magnetischen Eigenschaften weiter zu verbessern.

Zur Gestaltung eines zylindrischen anisotropen Ferritmagneten n.it in der radialen Richtung verlaufenden Vorzugsachse wird ein durch das Auswalzen erhaltenes Ferritblatt 3 aufgerollt und fest um einen Kern 4 so gewickelt, daß, wie in Fig. 2a gezeigt, kein Zwischenraum zwischen den benachbarten Lagen gebildet wird. Wahlweise wird das Ferritblatt 3 ohne Verwendung irgendeines Kerns aufgerollt und fest aufgewickelt, so daß, wie in Fig.2b gezeigt, kein Zwischenraum zwischen den Lagen gebildet wird. Das aufgewickelte Blatt wird dann z. B. zur Bildung einer einstückigen Masse einem hydrostatischen Preßvorgang unterworfen. Die so gebildete zylindrische Masse wird dann bei 1100—1300⁰C gesintert Nach dem Sintern wird mit einem bekannten Verfahren ein magnetisches Feld ausgeübt um hierdurch einen Ferritmagneten zu erhalten, dessen Vorzugsachse in der radialen Richtung verläuft und der magnetisiert wurde, zur Erzielung von zwei Polen, wie in Fig.3a gezeigt, oder zur Erzielung von vier Polen, wie in Fig.3b gezeigt.

Zum Erzielen eines zylindrischen Magneten wird also eine solche Magnetplatte zur Bildung des gewünschten Erzeugnisses aufgewickelt. Das vorliegende Verfahren gestattet somit ein leichtes Gestalten der Erzeugnisse und eignet sich für die Massenproduktion. Es wird auch möglich, einen extrem dünnen flachen Magnet in der Größenordnung von 0,1 mm Dicke herzustellen. Zur Herstellung zylindrischer Magnete ist es nicht nötig, eine unterschiedliche Form für jede unterschiedliche Größe des herzustellenden Magneten vorzubereiten, so daß das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung sich bei der Herstellung derartiger Magnete als sehr wirtschaftlich erweist. Darüber hinaus ist die Ferritverteilung im Erzeugnis sehr gleichmäßig, da die Knetmischung des pulverisierten Ferrits durch eine Walze oder dergl. ausgewalzt wird, so daß die Magnetstromdichte nach der Magnetisierung gleichförmig wird. Hierdurch können verschiedene Magnetisierungsarten verwendet

" werden, wie Impulsmagnetisierung, Vielfachpolmagnetisierung, Einseitenmagnetisierung oder dergl. Darüber hinaus hat der gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellte Ferritmagnet eine höhere Dichte und eine größere mechanische Festigkeit als die herkömmlichen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines anisotropen Ferritmagneten, bei dem pulverisiertes Ferrit mit einem organischen Bindemittel gemischt wird, wobei die Ferritpartikel eine hexagonale Kristallstruktur vom Magnetopiumbittyp aufweisen und einen Stoff der chemischen Zusammensetzung MO - 6Fe₂O₃, in welchem M, Ba, Sr oder Pt) ist, umfassen, das pulverisierte Ferrit calziniert wurde und ein weit fortgeschrittenes Kristallwachstum aufweist, die Mischung zwischen Kalanderwalzen gewalzt wird zur Ausbildung eines Ferritbandes zur Ausrichtung der Ferritpartikel mit ihrer Vorzugsmagnetisierungsrichtung senkrecht zur Oberfläche des Ferritbandes und "das Ferritprodu!:t gesintert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Ferritband fest zusammengerollt und zu einer zylindrischen Masse zusammengedrückt wird.

2. Verfahren zur Herstellung eines anisotropen Ferritmagneten mit radialer Orientierung der Ferritpartikel nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung während des Walzschritts auf Temperaturen zwischen 50° und 100⁰C erwärmt wird.

3. Verfahren zur Herstellung eines anisotropen Ferritmagneten mit radialer Orientierung der Ferritpartikel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ferritband um einen Kern gewickelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Masse bei einer Temperatur von 1100° bis 130ö° C gesintert wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Ferritmasse einer Magnetisierung unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Magnetfeld auf den fertigen Zylinder einwirken läßt.