DE2449361A1 - Cermischmetall-kobalt-magnete - Google Patents

Cermischmetall-kobalt-magnete

Info

Publication number
DE2449361A1
DE2449361A1 DE19742449361 DE2449361A DE2449361A1 DE 2449361 A1 DE2449361 A1 DE 2449361A1 DE 19742449361 DE19742449361 DE 19742449361 DE 2449361 A DE2449361 A DE 2449361A DE 2449361 A1 DE2449361 A1 DE 2449361A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
alloy
material according
excess
mixed
cerium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19742449361
Other languages
English (en)
Other versions
DE2449361C2 (de
Inventor
Sevi Gaiffi
Anton Dr Menth
Hartmut Dr Nagel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ugimag Recoma Ag Lupfig Ch Aimants Ugimag Sa
Original Assignee
BBC Brown Boveri AG Switzerland
BBC Brown Boveri France SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BBC Brown Boveri AG Switzerland, BBC Brown Boveri France SA filed Critical BBC Brown Boveri AG Switzerland
Publication of DE2449361A1 publication Critical patent/DE2449361A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2449361C2 publication Critical patent/DE2449361C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/047Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
    • H01F1/055Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/0433Nickel- or cobalt-based alloys
    • C22C1/0441Alloys based on intermetallic compounds of the type rare earth - Co, Ni
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C19/00Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/07Alloys based on nickel or cobalt based on cobalt
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/047Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
    • H01F1/055Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
    • H01F1/0555Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 pressed, sintered or bonded together
    • H01F1/0557Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 pressed, sintered or bonded together sintered

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Description

1U2/71»
Ka/j o
BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie. Baden (Schweiz)
Cermischmetal1-Kobalt-Magnete
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf permanentmagnetisches überwiegend cermischmetall (CeMM) - und kobalthaltiges Material und auf ein Verfahren zur Herstellung desselben.
Solches Material ist in. der Literatur bereits vielfach beschrieben worden. So haben beispielsweise D.V. Ratnam und M. G.H. Wells in AIP Conf. Proc. 1_8, American Institute of Physics, New York 1974 > die Eigenschaften von Mischmetall-Kobalt-Magneten angegeben. Ratnam und Wells berichten hierbei von einzelnen Magneten mit Energieprodukten bis 15 MGOe und Koerzitivfeidern bis 14 KOe, jedoch weisen gerade diese Magnete nur Entmagnetisierungskurven massig ausgeprägter Rechteckigkeit
auf.
609809/0633
- 2 - 102/74
Unter Cermischmetall werden die aus Erzen isolierten leichten seltenen Erden verstanden. So geben beispielsweise E.V. Kleber und B. Love in Technology of Scandium, Yttrium and the Rare Earth Metals, Pergamon Press, New York I963, S. 10 an, dass Bastnäsit bzw. Monazit folgenden prozentualen Gehalt
an seltenen Erden aufweisen:
Monazit
38
48,5 3,6 8,8
0,5
Die Zusammensetzung von Cermischmetall ist daher nicht konstant und schwankt je nach Ausgangserz für die wichtigsten Bestandteile Cer, Lanthan, Neodym und Praseodym zumindest zwischen 45 und 55, 20 und 40, 5 und 14, 0 und 5 Atomprozent.
Dies ist sicherlich ein Grund dafür, dass es schwierig ist, mit Cermischmetall bzw. Cermischmetallzusätzen zu Samarium
Magnete mit guten Eigenschaften und reproduzierbaren Werten herzustellen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein permanentmagnetisches, cermischmetallhaltiges Material anzugeben, welches nicht nur
Bastnäsit
La 30
Ce 50
Pr 4
Nd 14
Sm 1
6 0 9 8 0 9/0633
2U9361
_ 3 - 102/74
über Energieprodukte um ca. 16 MGOe und Koerzitivfeidstärken höher 8 KOe verfügt und durch eine rechteckige Entmagnetisierungskurve charakterisiert ist, sondern darüber hinaus auch wiederholbar und in wirtschaftlicher Weise herzustellen ist.
Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass mindestens eine der seltenen Erden des überwiegend Cer, Lanthan, Neodym und Praseodym enthaltenden Cer-Mischmetalls im Ueberschuss vorhanden ist.
Bei Verwendung eines handelsüblichen Cermischmetalls, dessen Zusammensetzung Ce ^ La g Nd j Pr ρ in den Grenzen 0,45 ^cC<C 0,55 j 0,20 < ρ < 0,40 j 0,05 < / ^ 0,14 j 0 ^ cf < 0,05 mit eC+ß+J+α #4 schwankt, werden durch Zugabe eines zusätzlichen seltenen Erdmetalls überraschende Verbesserungen der magnetischen Eigenschaften von cermischmatall-kobalt-haltigen Materialien, insbesondere von CeMMCo^ - Legierungenyerhalten.
Zur Herstellung solcher Materialien empfiehlt es sich, die Ausgangslegierung in grob zerkleinerter Form in eine Gegenstrahlmühle zu geben, unter Schutzgasen zu Pulver von wenigen μ Körnchengrösse zu zermahlen, in einem magnetischen Feld bei ca. 50 KOe auszurichten, isostatisch zu einem Presskörper zu verdichten, zwischen 1035 und 1045 C zu sintern und
ORIGINAL INSPECTEÖ 609809/0633
102/74
7 Λ Λ 9 3 6 1
oberhalb 300 C wärmezubehandeln.
Die Wärmebehandlung kann mit Vorteil auf zweierlei Weise geschehen. Einerseits dadurch, dass die Ausgangslegierung zwischen 950 und 1020°C, vorzugsweise 98Ο +_ 100C, 10 Stunden getempert, unmittelbar danach rasch abgekühlt und anschliessend zwischen 300 und 60O0C, vorzugsweise ca. 350 C, 30-40 Minuten, unter Umständen auch bis zu 60 Minuten anlassbehandelt wird. Andererseits ist es aber auch möglich, die Legierung nach dem Tempern in eine Zone niedrigerer Temperatur, etwa von 300 C, zu bringen und nach höchstens 1 Stunde, vorzugsweise aber bereits schon nach 15 Minuten, auf Raumtemperatur abzukühlen. Die solchermassen hergestellten magnetischen Materialien der erfindungsgemässen Zusammensetzungen zeichnen sich ohne Ausnahme durch hohe Energieprodukte, grosse Koerzitivfeldstärken und fast rechteckige Entmagnetisierungskurven aus. Insbesondere cermischmetall-kobalt-haltige Materialien CeMM _ SE Co1- mit einem Ueberschussanteil an Lanthan,
JL""" X X .2
der vorzugsweise zwischen 0 und 30 Atomprozent liegt, weisen überraschende Verbesserungen der Koerzitivfeldstärke auf, wohingegen cermischmetall-kobalt-haltige Materialien mit einem vorzugsweise zwischen 0 und 40 Atomprozent liegenden Ueberschussanteil an Neodym darüber hinaus auch eine verbesserte Remanenz aufweisen.
OWGINAL INSPECTED
609809/083 3
- 5 - 102/74
2U9361
Die Materialien können aus Ausgangslegierungen in einer Schutzgasatmosphäre, z.B. unter Helium oder Argon, gesintert werden. Zu empfehlen ist die Verwendung eines Sinterzusatzes, der mit der Ausgangslegierung vermischt wird. Als Sinterzusatz eignet sich eine 60 Gewichtsprozent seltenes Erdmetall, insbesondere Ce, La, Nd, Pr oder Sm, und 40 Gewichtsprozent Kobalt aufweisende Legierung, welche etwa 10-14 Gewichtsprozent am Gesamtgewicht der Mischung ausmacht. Von besonderem Vorteil ist es hierbei, die aus Sinterzusatz und Ausgangslegierung bestehende Mischung in grob zerkleinerter Form in einer Gegenst'rahlmühle zu mahlen.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen. Hierbei zeigen:
Fig. 1 die Entmagnetisierungskurven von permanentmagnetischem Material der Zusammensetzung CeMM1 Ce Co1-, wobei 1, 2, 3 Legierungen mit einem Ueberschussanteil .x an Cer von 0 j 0,15 und 0,30 bezeichnen.
Fig. 2 die Entmagnetisierungskurven von permanentmagnetischem Material der Zusammensetzung CeMM La Co , wobei 1» 4, 5, 6 Legierungen mit einem Ueberschussanteil K an Lanthan von 0 j 0,1 j 0,2 und 0,3 bezeichnen,
ORIGINAL INSPECTED 6 09809/0633
- 6■ - 102/m
7U9361
Pig. 3 die Entmagnetisierungskurven von permanentmagnetischem Material der Zusammensetzung CeMM Pr Co^, wobei 1, 7, 8 Legierungen mit einem Ueberschussanteil χ an Praseodym von 0 j 0,05 und 0,1 bezeichnen,
Pig. 1J die Entmagnetisierungskurve von permanentmagnetischem Material der Zusammensetzung CeMM, Nd Co^, wobei 1, 9, 10, 11, 12, 13 Legierungen mit einem Ueberschussanteil χ an Neodym von 0 'f 0,25; 0,1 ) 0,15; 0,3 und 0,5 bezeichnen,
Fig. 5 die Koerzitivfeldstärke Ja~ und die Remanenz BR von cermischmetall-kobalt-haltigem, permanentmagnetischem Material in Abhängigkeit vom Neodymanteil der Seltenen Erden,
Fig. 6 das Energieprodukt (BH) einer CeMM-haltigen Le-
ITIa, X
gierung in Abhängigkeit von der Sintertemperatur T und
Fig. 7 die Entmagnetisierungskurven von permanentmagnetischem Material der Zusammensetzung CeMM0 η Sm„ „ Co^ mit einer mittleren Körnchengrösse von ca. 4 u nach 20-minütigem Tempern bei 980 C, Abschrecken in flüssigem Stickstoff und Anlassen bei ca. 300, 350 und iJOO°C.
609809/0633 obigsnäl inspected
- 7 - 102/7^
7449361
Als Ausgangssubstanzen für das herzustellende, permanentmagnetische Material wurden Cermischmetall, dessen Zusammensetzung mit Hilfe eines Röntgenfluoreszenzspektrometers auf ca. 1% genau bestimmt wurde, und 53,7 Gewichtsprozent Cer, 30,2 Gewichtsprozent Lanthan, 12,0 Gewichtsprozent Neodym und 4,0 Gewichtsprozent Praseodym aufwies, jeweils 99,9 % reines Sm, Ce, La, Nd und Pr sowie 99,99 % reines Kobalt verwendet. Alle Legierungen wurden in Chargen zu je 120 g in einem 'Bornitridtiegel unter Argon als Schutzgas in einem Mittelfrequenzofen bei ca. 1200 C erschmolzen. Die erschmolzenen, spröden Legierungen wurden sodann zu Teilchen mit Durchmessern kleiner 0,5 mm zerschlagen und anschliessend in einer Gegenstrahlmühle zu Pulver mit einer Körnchengrösse zwischen 2,5 und 4 u zermahlen. Die Pulver wurden bei massigem Druck zu zylinderförmigen Probekörpern verpresst, in einem Magnetfeld von ca. 50 KOe magnetisch ausgerichtet, bei 600 atm isostatisch verpresst und anschliessend mindestens eine halbe Stunde zwischen 1035 und 1045 C gesintert. Durch eine nachfolgende Wärmebehandlung, deren Ablauf nachfolgend noch ausführlich beschrieben wird, konnten die magnetischen Eigenschaften der hergestellten Materialien noch wesentlich verbessert werden.
Vor dem Sintern wurden den zermahlenen Ausgangslegierungen Sinterzusätze aus einer 60 Gewichtsprozent Sm und 40 Gewichts-
60 9809/06 3 3 OMQlNAL
- 8 - 102/74
Prozent Kobalt aufweisende Legierung zugegeben. Das Gewicht dieses Sinterzusatzes schwankte zwischen 10 und 14# des Gesamtgewichtes des zu sinternden Presskörpers„ Neben den SmCo-Legierungen sind auch die anderen leichten seltenen Erden Ce, La5, Pr und Nd in Form einer SE 60~ Co 40 - Legierung als Sinterzusatz geeignete
Die pulverisierten Ausgangslegierungen wurden neben dem Erschmelzen aus den Elementen auch durch Vermischen von zerkleinerten CeMMCo,-- und SECo^-Legierungen und anschliessendem gemeinsamem Mahlen hergestellt„ Entsprechend wurden den zerkleinerten Ausgangslegierungen zerkleinerte Sinterzusätze zugegeben und diese Mischung in der Gegenstrommühle zu Pulver zermahlen.
Auf diese Weise wurden aus den erschmolzenen 4 Legierungsreihen CeMM Ce Co , CeMM La Co , CeMM Pr Co1- und CeMM
X ™ X X _3 J- 0-X X [5 X ™* X X [p X^X
Nd Cop- permanentmagnetische Materialien hergestellt. Die Entmagnetisierungskurven dieser Materialien wurden mit einem Vibrationsmagnetometer bei einer maximalen Feldstärke von 50 KOe aufgenommen.
Die Messergebnisse einiger repräsentativer Materialien sind in der Tabelle und den Figuren 1-5 zusammengefasst.
60 98 0 9/0633
102/74
Zusammensetzung der erschmol
zenen Legierung (Atomprozent)
La Nd Pr 13R
[KG]
J11C
[KOeJ
(BxH)
max.
i>lGOe;j
Erschmol
zene Le
gierung
Ce 30.2 12.0 4.0 8.1 7.4 15.5
1 53.7 25.6 10.2 3.4 8.0 8.1 15.0
2 b0.7 21.1 8.4 2.8 7.7 6.2 14.3
3 67.6 - 37.2 10.8 3.6 8.1 8.3 15.8
4 48.3 . 44.2 9.6 3.2 8.05 10.0 14.7
VJl 43.0 51.1 8.4 2.8 7.95 12.7 15.1
6 37.6 28.7 11.4 8.8 8.35 8.2 16.0
7 51.0 27.2 10.8 13.6 8.1 7.5 15.0
8 48.3 28.7 16.4 3.8 7.85 16.5 14.8
9 51.0 27.2 20.8 3.6 8.15 16.1 16.1
10 48.3 24.2 29.6 3.2 8.10 13.2 15.8
11 43.0 21.1 38.4 2.8 8.05 12.85 15.2
12 37.6 15.1 56.0 2.0 8.9 4.7 16.2
13 26.9
Tabelle: Zusammensetzung der erschmolzenen Legierungen, sowie die hartmagnetischen Daten der daraus hergestellten Magnete.
609809/0633
- 10 - 102/74
7449361
Aufgrund von Messungen an permanentmagnetischen Materialien, die aus den Legierungen 1, 2 und 3 hergestellt wurden, ist aus der Tabelle und Fig. 1 zu erkennen, dass eine Erhöhung des Ceranteils im Cermischmetall (Legierung 1, in den Figuren 1-4 ist das hieraus hergestellte permanentmagnetische Material mit 1 bezeichnet) zunächst eine Vergrösserung der Koerzitivfeldstärke bewirkt (Legierung 2 mit einem zusätzlichen Ceranteil von χ = 0,15), dass mit weiter steigendem Ceranteil aber eine Verschlechterung der Koerzitivfeldstärke, der Remanenz und der Rechteckigkeit der MH-Kurve eintritt, sodass gemäss der Tabelle in erster Näherung ein Anteil von 0,55 bis 0,65 Atomprozent Cer am Cermischmetall sich vorteilhaft auf die magnetischen Eigenschaften auswirkt.
Aus der Tabelle (Legierungen 1, 4, 5f 6) und Fig. 2 ist zu ersehen, dass eine Erhöhung des Lanthananteils mit einer Steigerung der Koerzitivfeldstärke von ,Η~ = 7,4 KOe bei einer Cermischmetall-Legierung ohne zusätzlichen Lanthananteil aufjH"c = 12,7 KOe für einen Lanthananteil von 51,1 Atomprozent vorhanden ist. Die magnetische Remanenz BR bleibt innerhalb der Messgenauigkeit unverändert, ebenso die Rechtwinkligkeit der Magnetisierungskurve und das Energieprodukt (BH) · Hieraus lässt sich mit Sicherheit feststellen, dass ein Lanthananteil von 0,14 bis 0,50 eine erhebliche Verbesserung zumindest der Koerzitivfeldstärke bewirkt,
6 09809/06 3 3
102/74
2U9361
Hingegen bewirkt gemäss Tabelle (Legierungen 1, 7S 8) und Fig. 3 eine Steigerung des Praseodymanteils über etwa 10 Atomprozent hinaus eine Verringerung der Koerzitivfeidstärke, so dass sich eine Erhöhung des Praseodymanteils nur zwischen 5 und 10 Atomprozent vorteilhaft auf die magnetischen Eigenschaften auswirkt.
Wie aus der Tabelle und Fig. 4 zu ersehen ist, bewirkt eine Erhöhung des Neodymgehalts die grösste Steigerung der Koerzitivf eidstärke. Die Erhöhung von 12 Atomprozent bei der Cermischmetall-Legierung 1 ohne zusätzlichen Neodymanteil auf beispielsweise 20,8 Atomprozent bei der Legierung 10 steigert sowohl den H^-Wert von 7»4 KOe auf 16,1 KOe als auch die
ti ν
Remanenz. Bei einer Steigerung des Neodymanteils auf über 40 Atomprozent (Legierung 12) verschlechtert sich die Koerzitivfeldstärke THL· zusehends und erreicht bei 56sO Atomprozent
«J O
nur noch Werte von 4,7 KOe, weist in dieser Zusammensetzung jedoch eine Remanenz von 8,9 KG auf. Eine Verbesserung der magnetischen Eigenschaften von Cermischmetall-Kobalt-Legierungen tritt daher - wie insbesondere auch aus Fig. 5 zu erkennen ist - bei einem Neodymgehalt von 12 bis 50 Atomprozent ein.
Die erfindungsgemässen Materialien, aber auch alle anderen SECo1--, insbesondere CeMM-haltigen permanentmagnetischen
609809/0633
- l
2U9361
Materialien können durch Sintern bei der geeigneten Temperatur und durch eine nachfolgende Wärmebehandlung noch ganz erheblich in ihren magnetischen Eigenschaften verbessert werden.
Die optimale Gintertemperatur wurde an einem CeMMCo1-- Magneten ermittelt. Der Magnet wurde unter Verwendung von 8-16 Gewichtsprozent eines 60 Gewichtsprozent Sm und 40 Gewichtsprozent Co aufweisenden Sinterzusatzes hergestellt. Hierbei wurden die CeHMCon-- und die Sm 60 Co 40- Legierungen getrennt in einer Gegenstrahlmühle gemahlen, 1/2 h gemischt, bei 50 KOe in einem Magnetfeld ausgerichtet und bei 100 atm Druck isostatisch verpresst„ Für die Mischungen mit 8, 10, 14 und l6 Gewichtsprozent wurden Proben bei verschiedenen Temperaturen im Bereich 1015°C ι T C 1O55°C gesintert. Es zeigte sich, dass die Dichte^» und die Remanenz B„ stetig mit der Sintertemperatur zunehmen. Das Energieprodukt zeigte hingegen gemäGs Fig. 6 ein ausgeprägtes Maximum, welches sich mit zunehmender Menge an Sinterzusatz zu kleineren Werten verschiebt und in erster Näherung der optimalen Sintertemperatur entspricht. Es ergab sich aus dieser Versuchsreihe, dass Sintertemperaturen zwischen 103'^ C und 1043 C für alle cermischmetallhaltigen Kobaltmagnete zu bevorzugen sind·
Die magnetischen Materialien wurden bei der anschliessenden
803809/0633
102/74 - 13 -
Wärmebehandlung zunächst zwischen 950 C und 1020 C getempert. Die Temperzeiten lagen zwischen 20 Minuten und 50 Stunden. Nach dem Tempern wurde die Probe rasch abgekühlt, etwa durch Abschrecken in Flüssigkeiten, wie flüssigem Stickstoff, Gycerin oder einer anderen ölartigen organischen Flüssigkeit, wie Silikonöl. Als sehr geeignet hat sich auch das Abkühlen in einer kalten Schutzgasatmosphäre, wie unter Argon oder Stickstoff, herausgestellt. In einer nachfolgenden Anlassbehandlung bei Temperaturen zwischen 300 C und 600 C über 10 bis 60 Minuten erfolgte eine weitere Verbesserung der magnetischen Eigenschaften.
Die Verbesserung der permanentmagnetischen Eigenschaften wird anhand der in Fig. 7 dargestellten Entmagnetisierungskurven eines Magneten der Zusammensetzung CeMM „ η SmQ „ CO(- erläutert. Eine Verbesserung der permanentmagnetischen Eigenschaften durch die vorstehend beschriebene Wärmebehandlung ist selbstverständlich auch für jeden anderen cermischmetallkobalt-haltigen Magneten denkbar. In Fig. 7 stellen die durchgezogen dargestellten Linien die Entmagnetisierungskurven nach dem Sintern bei T = 1040 C dar. Die strichpunktierte Linie markiert die Entmagnetisierungskurve nach dem Tempern bei 98Ο C und dem Abschrecken in flüssigem Stickstoff, während die feinstrichliert, die punktiert und die grobstrichliert dargestellten Entmagnetisierungskurven nach dem Anlassen bei
609809/0633
-14- 102/7^
2^49361
300 C, 350 C und 400 C aufgenommen wurden. Hieraus ist zu ersehen, dass durch das Tempern und Abschrecken die Koerzitivfeldstärke um den Faktor 2,25 gesteigert werden konnte, während die daran anschliessende Anlassbehandlung eine weitere Steigerung von ΤΗ_, um 1-2 KOe bewirkt.
In weiteren Versuchen zeigte es sich, dass für das Tempern eine Temperatur von 98Ο _+ 10°C optimal ist. Die Steigerung der Koerzitivfeldstärke ist hierbei von der Temperzeit abhängig. Neben einer Steigerung von TH„ auf das bis zu 2,5-fache ist ausserdem eine Annäherung der Entmagnetisierungskurve an einen rechteckigen Verlauf, sowie eine Zunahme der Remanenz BR festzustellen, wenn die Temperzeit 6 und mehr Stunden beträgt. Ferner zeigte es sich, dass die Abkühlgeschwindigkeit ein äusserst kritischer Parameter des Verfahrens ist. Das Abschrecken mit Stickstoff ist hierbei besonders zu empfehlen, da so eine beträchtliche Steigerung der rEn - Werte auftritt und das Energieprodukt bei Temperzeiten > 6 zunimmt (im Beispiel der Fig. 7 von l6 auf 17 MGOe).
Für die Anlassbehandlung ist die Anlasstemperatur- und Zeit von Wichtigkeit. Optimale Verbesserungen der magnetischen Eigenschaften werden bei einer Anlasstemperatur von 350 C und einer Anlassdauer zwischen 30 und 40 Minuten erreicht.
609809/0633

Claims (1)

  1. - 15 - 102/7^
    Patentansprüche
    j 1. J Permanentmagnetisches, überwiegend cermischmetall (CeMM)- und kobalthaltiges Material, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Seltenen Erden (SE) des überwiegend Cer, Lanthan, Neodym und Praseodym enthaltenden Cer-Mischmetalls im Ueberschuss vorliegt.
    2. Material nach Anspruch I5 gekennzeichnet durch die Zusammensetzung CeMM -. „ SEV CoR n ~, wobei 0<x<l.
    1"~X X _) τ U, ei
    3. Material nach einem der Ansprüche 1 oder 2S dadurch gekennzeichnet, dass das Cer-Mischmetall annähernd die Zusammensetzung Ce^ LaA Nd^- Pr ρ aufweist, wobei
    0,45 < «A < 0,55
    0,20 < ß -< 0,40
    . 0,05 < f < 0,15
    0,00 <C S <C 0,05 und <x
    4. Material nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass <* und d näherungsweise die Werte 0,54; 0,32; 0,12 und 0,04 auf weisen.
    6 09809/0633
    - 16 - 102 /7'1 D
    2 4.49381
    5. Material nach Anspruch 3S gekennzeichnet durch die Zusammen-
    Setzung Ce ^1La-I Nd ^,Yv -ι Co
    -I Nd ^,Yv -ι Co5 ^0
    t ' ' P' λ
    6. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 5S dadurch gekennzeichnet, dass Cer im Ueberschuss vorhanden ist.
    7. Material nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet,
    t
    dass der Cer-Anteil cC zwischen O355 und Os65 liegt.
    8. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 5S dadurch gekennzeichnet s dass Lanthan im Ueberschuss vorhanden ist.
    9. Material nach den Ansprüchen 5 und 82 dadurch gekennzeichnet, dass der Lanthan-Anteil ρ zwischen O5^O und O570 liegt.
    10. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 55 dadurch gekennzeichnet, dass Neodym im Ueberschuss vorhanden ist.
    11. Material nach den Ansprüchen 5 und 10s dadurch gekennzeichnet, dass der Neodym-Anteil ^ zwischen O5I1I und 0,51I liegt.
    12. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, dass Praseodym im Ueberschuss vorhanden ist.
    13. Material nach den Ansprüchen 5 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Praseodym-Anteil d zwischen 0,05 und 0,10 liegt.
    609809/0633
    - 17 - 102 /74 D
    2*49361
    14. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 13> dadurch gekennzeichnet, dass als weitere Seltene Erde Samarium enthalten
    ist.
    15. Material nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Samariumgehalt höchstens 25 Gewichtsprozent der Seltenen
    Erden beträgt.
    16. Material nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch die Zusam-
    mensetzung Ce ^" La /j-'Nd χ» Pr r* Sm c*Coc +0 2* wot)ei 0^ +■ β
    17· Verfahren zur Herstellung von permanentmagnetischem, überwiegend cermischmetall- und kobalthaltigem Material, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die . Ausgangslegierung in grob zerkleinerter Form in eine Gegenstrahlmühle gegeben, unter Schutzgas zu Pulver von wenigen
    \A- Körnchengrösse zermahlen, in einem magnetischen Feld bei ca. 50 KOe ausgerichtet, isostatisch zu einem Presskörper
    verdichtet, zwischen 1035 und 10450C gesintert und oberhalb 300 C wärmebehandelt wird.
    18. Verfahren nach Anspruch 17> dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangslegierung zwischen 95O0C und 10200C bis zu 50 Stunden getempert wird.
    609809/0633
    - 18 - 102 /TH D
    19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangslegierung bei 980 +1OC mindestens 6 Stunden getempert wird.
    20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung unmittelbar nach dem Tempern rasch abgekühlt wird.
    21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung in einer Flüssigkeit, insbesondere Silikonöl, Glycerin oder flüssigem Stickstoff, abgekühlt wird.
    22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung in einer Schutzgasatmosphäre, insbesondere Argon oder Stickstoff, abgekühlt wird.
    23. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung zwischen 300 C und 600 C bis zu 60 Minuten anlassbehandelt wird.
    24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung bei ca. 350 C ca. 30-40 Minuten anlassbehandelt wird.
    25· Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung nach dem Tempern in eine Zone niedrigerer Tempera-
    6 09809/0633
    - 19 - 102/74 D
    2U9361
    tür, vorzugsweise 300 C, gebracht und nach höchstens 1 Stunde, vorzugsweise 15 Minuten, auf Raumtemperatur abgekühlt wird.
    26. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangslegierung aus CeMMCo- und SECor- Legierungen erschmolzen wird, wobei SE = Ce, La, Nd, Pr.
    27. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangslegierung aus vermischten und zerkleinerten CeMMCo1-- und SECor.-I.egierungen besteht, wobei SE = Ce,La,Nd,Pr.
    28. Verfahren nach Anspruch 17S dadurch gekennzeichnet, dass die pulverisierte Ausgangslegierung mit einem pulverisierten SECo-Sinterzusatz vermischt wird, wobei SE = Ce, La, Nd, Pr und Sm.
    29. Verfahren nach Anspruch 28s dadurch gekennzeichnet, dass der Sinterzusatz ca. 60 Gewichtsprozent SE und ca. 40 Gewichtsprozent Co bei einem Gewichtsanteil des Sinterzusatzes von Ca. 10 - 14 Gewichtsprozent am Gesamtgewicht der Mischung aufweist.
    30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Seltene Erdmetall Sm oder die im Ueberschuss vorhandene Seltene Erde ist.
    609809/0633
    - 20 - 102/74 D
    3-1. Verfahren nach Anspruch 17dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangslegierung mit einem Sinterzusatz vermischt und gemahlen wird»
    BBC Aktiengesellschaft Drown3 Boveri & Cie.
    609809/0 6 33
DE2449361A 1974-08-13 1974-10-17 Verfahren zur Herstellung von permanentmagnetischem Material Expired DE2449361C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH1102574A CH618537A5 (en) 1974-08-13 1974-08-13 Permanent-magnetic material containing rare earths and cobalt.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2449361A1 true DE2449361A1 (de) 1976-02-26
DE2449361C2 DE2449361C2 (de) 1985-10-17

Family

ID=4369273

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2449361A Expired DE2449361C2 (de) 1974-08-13 1974-10-17 Verfahren zur Herstellung von permanentmagnetischem Material

Country Status (10)

Country Link
JP (1) JPS6037602B2 (de)
BE (1) BE832313A (de)
CA (1) CA1033970A (de)
CH (1) CH618537A5 (de)
DE (1) DE2449361C2 (de)
FR (1) FR2281993A1 (de)
GB (1) GB1505574A (de)
IT (1) IT1040305B (de)
NL (1) NL182678C (de)
SE (1) SE7508965L (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH599661A5 (de) * 1975-01-14 1978-05-31 Bbc Brown Boveri & Cie
DE3040342C2 (de) * 1980-10-25 1982-08-12 Th. Goldschmidt Ag, 4300 Essen Zur Herstellung eines Dauermagneten geeignete Legierung
JPS6057601A (ja) * 1983-09-08 1985-04-03 Sumitomo Special Metals Co Ltd 永久磁石材料の製造方法
JP6927906B2 (ja) * 2017-09-29 2021-09-01 トヨタ自動車株式会社 希土類磁石

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5110807B2 (de) * 1972-07-18 1976-04-07

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Broschüre der Firma TH. Goldschmidt AG, "Cer-Mischmetall", Februar 1964 *
Kobalt, Nr. 32, September 1966, S. 117-124 *
Kobalt, Nr. 50, März 1971, S. 10-14 *
Technical Report AFML-TR-65-446, Mai 1966 *
Zeitschrift für Metallkunde, Bd. 61 (1970), H. 6, S. 461-470 *

Also Published As

Publication number Publication date
FR2281993B1 (de) 1981-10-09
DE2449361C2 (de) 1985-10-17
GB1505574A (en) 1978-03-30
SE7508965L (sv) 1976-02-16
JPS6037602B2 (ja) 1985-08-27
CH618537A5 (en) 1980-07-31
FR2281993A1 (fr) 1976-03-12
NL182678C (nl) 1988-04-18
BE832313A (fr) 1975-12-01
NL182678B (nl) 1987-11-16
CA1033970A (en) 1978-07-04
IT1040305B (it) 1979-12-20
NL7509524A (nl) 1976-02-17
JPS5155993A (en) 1976-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1944432C3 (de) Dauermagnet
DE3780876T2 (de) Dauermagnet auf der basis der seltenen erden.
DE3750661T2 (de) Dauermagnet mit guter thermischer Stabilität.
DE60206031T2 (de) Verfahren zur herstellung von seltenerdlegierungs sinterformteilen
DE102017115791B4 (de) R-T-B-basierter Seltenerdpermanentmagnet
DE3786426T2 (de) Dauermagnet und Dauermagnetlegierung.
DE60311421T2 (de) Seltenerdelement-permanentmagnet auf r-t-b-basis
DE19626049A1 (de) Magnetwerkstoff und Verbundmagnet
DE102017222060A1 (de) Permanentmagnet auf R-T-B-Basis
DE2545454A1 (de) Permanentmagnet und verfahren zu dessen herstellung
DE102017222062A1 (de) Permanentmagnet auf R-T-B-Basis
US4087291A (en) Cerium misch-metal/cobalt magnets
DE69118577T2 (de) Seltenerd-basierte magnetische Materialien, Herstellungsverfahren und Anwendung
DE3685656T2 (de) Verfahren zur herstellung eines voellig dichten gegenstandes.
DE2452905B2 (de) Verwendung eines gesinterten dauermagnetwerkstoffes auf kobalt-seltenerdmetall-basis
DE60317460T2 (de) Seltenerdelement-permanentmagnet auf r-t-b-basis
DE2121514A1 (de) Flüssiggesinterte intermetallische Verbindung aus Kobalt und seltenem Erdmetall
DE69108829T2 (de) Permanent magnetisierbares Puder vom R-Fe-B Typ und Verbundmagnet daraus.
DE2321368A1 (de) Neues sinterprodukt aus einer intermetallischen kobalt-neodym-samarium-verbindung und daraus hergestellte permanentmagnete
DE2449361A1 (de) Cermischmetall-kobalt-magnete
DE69027201T2 (de) Korrosionsbeständiger magnet vom tm-b-re-typ und dessen herstellungsverfahren
DE2121453A1 (de) Verfahren zur Herstellung gesinterter intermetallischer Verbindungen aus Kobalt und seltenem Erdmetall unter Verwendung eines festen Sinterzusatzes
DE2215827A1 (de) Verfahren zur Herstellung stabilisierter Dauermagnetstoffe
DE2443071A1 (de) Kupfergehaertete permanentmagnetische legierung
US4290826A (en) Process for the production of cobalt-rare earth alloy powders

Legal Events

Date Code Title Description
8120 Willingness to grant licences paragraph 23
8110 Request for examination paragraph 44
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: UGIMAG RECOMA AG, LUPFIG, CH AIMANTS UGIMAG S.A.,

8125 Change of the main classification

Ipc: C22C 19/07

8128 New person/name/address of the agent

Representative=s name: LUECK, G., DIPL.-ING. DR.RER.NAT., PAT.-ANW., 7891

AG Has addition no.

Ref country code: DE

Ref document number: 2543916

Format of ref document f/p: P

D2 Grant after examination
AG Has addition no.

Ref country code: DE

Ref document number: 2543916

Format of ref document f/p: P

8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee