DE2604026C2

DE2604026C2 -

Info

Publication number: DE2604026C2
Authority: DE

Description

Die Erfindung betrifft einen gesinterten Dauermagnetwerkstoff auf der Basis von Kobalt und Samarium gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie er beispielsweise aus der deutsche ι Offenlegungsschrift 25 07 157 bekanntgeworden ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung des Dauermagnetwerksiofies.The invention relates to a sintered permanent magnet material based on cobalt and samarium according to the preamble of claim 1, as it is for example from the German ι Offenlegungsschrift 25 07 157 has become known, as well as a method for producing the Dauermagnetwerksiofies.

Diese Druckschrift, die gegenüber der Unionspriorität vorliegender Anmeldung nachveröffentlicht ist, gibt an, daß der z-Wert zwischen 6,0 und 7,8 liegen soll. Dem Beispiel 2 in der Tabelle dieser Druckschrift ist zu entnehmen, daß ein Spitzenwer/ für die Koerzitivkraft gegeben ist, wenn der z-Wert in der Nähe von 7,5 liegt und daß die Koerzitivkraft abnimmt, wenn der z-Wert über 7,5 steigt Die Tabelle dieser Druckschrift gibt eine Koerzitivkraft von 4800 Oersted bei einem z-Wert von 7,8 an. Dieser Wort für die Koerzitivkraft beruht auf der Verwendung von Mangan b*"i den nach dieser Druckschrift 'bekanntgewordenen Dauermagnetwerkstoffen. This document, which opposes the Union priority of the present application, indicates that the z-value should be between 6.0 and 7.8. To the Example 2 in the table of this publication can be seen that a peak value / for the coercive force is given when the z-value is in the vicinity of 7.5 and that the coercive force decreases when the z-value rises above 7.5 The table in this publication gives a coercive force of 4800 Oersted with a z value of 7.8 on. This word for coercive force is based on the Use of manganese b * "i the permanent magnet materials which became known according to this publication.

Aus der Zeitschrift »Metall«, Jahrgang 26, 1972, Seiten 456 bis 462, ist die Verwendung von SmCo,(mit ζ unter 5) als Sinterhilfsmittel in Verbindung mit SmCos bekanntgeworden. Nach dieser Druckschrift wird der Gehalt an Sm in dem erhaltenen Werkstoff durch Zugabe des Sinterhilfsmittels gesenkt, damit die Koerzitivkraft erhöht wird. Nach dieser Druckschrift kann anstelle von Sm₂Coi7 auch SmCo« geschrieben werden, so daß der z-Wert 8,5 ist.The use of SmCo (with ζ under 5) as a sintering aid in connection with SmCos has become known from the magazine "Metall", volume 26, 1972, pages 456 to 462. According to this publication, the content of Sm in the material obtained is reduced by adding the sintering aid so that the coercive force is increased. According to this publication, _{SmCo «can also be written instead of Sm 2} Coi7, so that the z value is 8.5.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten harten Dauermagnetwerkstoffes mit verbesserten magnetischen Kennwerten, insbesondere einer ausgezeichnet hohen Koerzitivkraft, sowie eines Verfahrens zu dessen Herstellung. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der Anspruch 2 stellt die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte zur Herstellung des Dauermagnetwerkstoffes heraus.The object of the invention is to create an improved hard permanent magnet material with improved magnetic characteristics, especially an excellent high coercive force, and one Process for its manufacture. According to the invention, this object is achieved by the characterizing Features of claim 1 solved. Claim 2 represents the method steps according to the invention for production of the permanent magnet material.

Nach der deutschen Offenlegungsschrift 25 07 157 liegt wie oben angegeben ein Spitzenwert für die Koerzitivkraft bei einem z-Wert in der Nähe von 7,5 vor, während beim Gegenstand vorliegender Erfindung ein Spitzenwert für die Koerzitivkraft bei einem z-Wert von etwa 8,0 liegt. Die Existenz eines weiteren Spitzenwertes für die Koerzitivkraft bei einem z-Wert von etwa 8,0 ist als überraschend anzusehen, da er von der Fachwelt an dieser Stelle nicht erwartet wird.According to German Offenlegungsschrift 25 07 157, as stated above, there is a peak value for the Coercive force at a z-value in the vicinity of 7.5 before, while in the subject matter of the present invention a peak value for the coercive force is at a z-value of about 8.0. The existence of another The peak value for the coercive force at a z-value of about 8.0 is to be regarded as surprising, since it is from experts are not expected at this point.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß Daut-rmagnetwerkstoffe mit Koerzitivkräften von über 10 000 Oersted zur Verfugung gestellt werden können.The invention achieves that Daut-rmagnetwerkstoffe can be provided with coercive forces of over 10,000 Oersteds.

Anhand der beigefügten Zeichnungen wcrder. bevorzugte Aus'führungsformen der Erfindung näher erläutert Use the attached drawings. preferred Embodiments of the invention explained in more detail

Fig. 1 ist ein Diagramm, das die Koerzitivkraft von gesinterten Proben mit Zusammensetzungen von etwa Sm(Cooi5Feo/»Cuo.io)z als Funktion des z-Wertes wiedergibt,Fig. 1 is a graph showing the coercive force of sintered samples with compositions of about Sm (Cooi5Feo / »Cuo.io) z as a function of the z-value reproduces,

F i g. 2 ist ein Diagramm, das die Koerzitivkraft, die mittlere Korngröße und die relative Dichte von Gußkörpern aus gesinterten Proben mit einer Nominalzusammensetzung von etwa Sm(Coas3Feo.asCuo.i)8.o als einer Ausführungsform der Erfindung als Funktion der .Sinterzeit bei einer Sintertemperatur von 1230⁰C wiedergibt, undF i g. 2 is a diagram showing the coercive force, the mean grain size and the relative density of cast bodies from sintered samples with a nominal composition of about Sm (Coas3Feo.asCuo.i) 8.o as an embodiment of the invention as a function of the sintering time at a sintering temperature of 1230 ⁰ C, and

F i g. 3 is a graph showing the coercive force for

andere Proben mit einer Nominalzusammensetzung von Sm(Coo33Feofl5Cuo.i)efl als Funktion der Sintertemperatur bei einer Sinterdauer von 30 Minuten wiedergibt.
Der harte Dauermagnetwerkstoff wird am geeignetsten durch die allgemeine Materialformel SEM, beschrieben, worin SE Seltenerdenelemente, vorzugsweise Sm, bedeutet und M im wesentlichen Co oder eine Kombination von Co, Fe und Cu bedeutet Gemäß der Erfindung ist gefunden worden, daß ein dem Sinterprozeß unterworfener Werkstoff mit der angegebenen Zusammensetzung eine unerwartet hohe Koerzitivkraft zeigt, wenn der z-Wert nahe bei 8,0 liegt. Die Abhängigkeit der Koerzitivkraft von dem z-Wert ist sehr kritisch, und dieses wird anhand der nachfolgendenshows other samples with a nominal composition of Sm (Coo33Feofl5Cuo.i) efl as a function of the sintering temperature with a sintering time of 30 minutes.
The hard permanent magnet material is most suitably described by the general material formula SEM, where SE means rare earth elements, preferably Sm, and M means essentially Co or a combination of Co, Fe and Cu with the stated composition exhibits an unexpectedly high coercive force when the z-value is close to 8.0. The dependence of the coercive force on the z-value is very critical, and this is illustrated by the following

Examples explained. example 1

Legierungen wurden durch Schmelzen der Bestandteile in einem geeigneten Verhältnis, so daß eine Nominalzusammensetzung von etwa SmiCooÄjFeo.osCuo.ioZno/öJe.o erzielt wird, hergestellt. Die chemischen Analysenwerte von verschiedenen erhaltenen Proben werden nachfolgend angegeben.Alloys are made by melting the ingredients in a suitable ratio so that a nominal composition of about SmiCooÄjFeo.osCuo.ioZno / öJe.o is achieved. the chemical analysis values of various obtained samples are given below.

Probesample als Gußas a casting Gehaltsalary (Gew.-%)(Wt .-%) FeFe CuCu ZnZn insgesamtall in all Nr.No. als Gußas a casting SmSm CoCo 3,93.9 8,18.1 1,11.1 99,699.6 Z3Z3 gesintertsintered 24,424.4 62,162.1 3,93.9 8,28.2 1,11.1 99,799.7 Z6Z6 als Gußas a casting 24,024.0 62,5 ■62.5 ■ 3,83.8 8,28.2 <0,l<0, l 99,499.4 24,224.2 63,163.1 4,04.0 8,08.0 1,11.1 99,299.2 Z 12Z 12 23.523.5 62,662.6

Zum Beispiel kann die gesinterte Probe Nr. Z 6 durch die Formel Z 6 — Sm(Coo*oFeaD53Cuo,ioiZnoj)oi)732 ausgedrückt werden, wenn andere Verunreinigungen nicht festgestellt worden sind, oder vernachlässigt werden. Die chemische Analyse des absoluten Werts des Sm-Gehalts kann jedoch Fehler bis zu 0,5% ergeben. Jedoch liegt Zink in einem gesinterten Körper kaum vor, weil Zink während des Sinterns verdampft. Relative Anteile von Sm gegenüber dem Rest der Zusammensetzung dieser Legierungen wurden aufgrund der Intensität der charakteristischen Röntgenstrahlung von Sm mittels der Röntgenstrahlungfluoreszenzanalyse ermittelt Die Ergebnisse werden nachfolgend angegeben.For example, the sintered sample No. Z 6 can pass through the formula Z 6 - Sm (Coo * oFeaD53Cuo, ioiZnoj) oi) 732 expressed when other impurities have not been detected or are neglected will. However, chemical analysis of the absolute value of the Sm content can have errors up to 0.5% result. However, zinc hardly exists in a sintered body because zinc evaporates during sintering. Relative proportions of Sm versus the rest of the composition of these alloys were due to the intensity of the characteristic X-ray radiation from Sm by means of the X-ray fluorescence analysis determined The results are given below.

Probe
Nr.sample
No.

Relative Sm-Anteile (willkürliche Einheit)Relative Sm proportions (arbitrary unit)

Z3Z3

Z4Z4

Z5Z5

Z6Z6

Z8Z8

Z9Z9

ZlOZlO

Z12Z12

Z 13No. 13

Z 14Z 14

1,1746 1,17.51 1,1643 1,1527 1,1561 1,1379 1,1472 1,1179 1,1443 1,12301.1746 1.17.51 1.1643 1.1527 1.1561 1.1379 1.1472 1.1179 1.1443 1.1230

Der relative Sm-Anteil wird auf diese Weise sehr genau bestimmt, während ein absoluter Wert für den Sm-Anteil nicht ermittelt werden kann.The relative Sm content becomes large in this way precisely determined, while an absolute value for the Sm content cannot be determined.

Die Legierungen werden zu groben Teilchen zerkleinert und dann zu feinen Pulvern in einer Jet-Mühle pulverisiert, deren Teilchengröße im Durchschnitt etwa 3 μηι beträgt Die Pulver werden in einem Magnetfeld von 15 kOe vorgepreßt und durch Anwendung eines isostatischen Drucks von 3000 bar weiter verdichtet. D^;s so verdichteten Körper werden bei einem Unterdruck von 0,66 bar während 25 bis 30 Minuten bei verschiedenen Temperaturen zwischen 1125 und 1260°C gesintert. Die besten Werte für die Koerzitivkraft der erhaltenen gesinterten Dauermagnetwerkstoffe werden bei einer Sintertsmperatur von etwa 1240⁰C erzielt Die Fig. 1 zeigt iie besten Werte für die Koerzitivkraft, aufgetragen gegen den z-Wert.The alloys are crushed into coarse particles and then pulverized into fine powders in a jet mill, the average particle size of which is about 3 μm. The powders are pre-pressed in a magnetic field of 15 kOe and further compressed by applying an isostatic pressure of 3000 bar. D ^; S bodies compacted in this way are sintered at a negative pressure of 0.66 bar for 25 to 30 minutes at various temperatures between 1125 and 1260 ° C. The best values for the coercive force of the obtained sintered permanent magnetic materials are at a Sintertsmperatur of about 1240 ⁰ C, the obtained Fig. 1 shows iie best values for the coercive force versus the z-value.

Die chemische Analyse zeigt, daß fast das gesamte Zink während des Sinterns verdampft Die Zugabe einer kleinen Zink-Menge fördert das Sintern und führt so zuChemical analysis shows that almost all of the zinc evaporates during sintering. The addition of a small amount of zinc promotes sintering and thus leads to

einem besseren Schrumpfen der Proben, jedoch enthalten die fertigen Dauermagnetwerkstoffe keine wesentlichen Anteile an Zn.better sample shrinkage, however the finished permanent magnet materials do not contain any significant amounts of Zn.

Die Fig.2 zeigt die Koerzitivkraft, die mittlere Korngröße und die Dichte der erhaltenen gesinterten Proben mit einer Nominalzusammensetzung von Sm(Co(i83Fe()iD5Cu_ftlZ!io₁fl2)_w> als Funktion der Sinterdauer bei einer Sintertemperatur von 1230⁰CThe Figure 2 shows the coercive force, the average grain size and the density of the resulting sintered samples with a nominal composition of Sm (Co (i83Fe () iD5Cu _ftl Z! Io ₁ fl2) _w> as a function of sintering time at a sintering temperature of 1230 ⁰ C.

Example 2

Den Proben Z 12 und Z 4 des Beispiels 1 entsprechende Pulver wurden in einem geeigneten Verhältnis vermischt, so daß die Zusammensetzung der Probe Z 6 erhalten wird. Die vermischten Pulver wurden wie nach Beispiel 1 behandelt, die Sinterkörper zeigten eine Koerzitivkraft zwischen 5000 und 8000Oe, was im wesentlichen dem Höchstwert für die Koerzitivkraft im Beispiel 1 entsprichtPowders corresponding to Samples Z 12 and Z 4 of Example 1 were mixed in a suitable ratio mixed so that the composition of sample Z 6 is obtained. The mixed powders were like after Treated Example 1, the sintered bodies showed a coercive force between 5000 and 8000Oe, which in the substantially corresponds to the maximum value for the coercive force in Example 1

Example 3

Proben mit den Nummern Z 17, Z iä, Z 19 und Z 20 mit Nominalzusammensetzungen von etwa SmCCoftöFeaosCuaio)«) wurden wie im Beispiel 1 hergestellt Die relativen Sm-Anteile dieser Proben werden in der nachfolgenden Tabelle angegeben, und zwar in der gleichen Einheit wie im Beispiel 1. Es wurden die folgenden Ergebnisse erhalten:Samples with the numbers Z 17, Z iä, Z 19 and Z 20 with nominal compositions of about SmCCoftöFeaosCuaio) «) were as in Example 1 The relative Sm proportions of these samples are given in the table below, and in the same unit as in example 1. The following results were obtained:

Probesample RelativeRelative Sinter-Sinter Sinisr-Sinisr- (Oe)(Oe) Nr.No. Sm-AnteileSm shares temperaturtemperature dauerlength of time (willkürliche(arbitrary CQCQ (min)(min) Einheit)Unit) 19001900 Z 17Z 17 1,12161.1216 11901190 3030th 1400014000 Z18Z18 1,15671.1567 11401140 3030th 13 80013 800 Z19Z19 1,17241.1724 11401140 3030th 24002400 Z 20Z 20 1,13721.1372 1140 '1140 ' 3030th 600600 Z21Z21 1,18221.1822 11401140 3030th 1430014300 Z 22Z 22 1,15631.1563 11401140 2525th 1060010600 Z 23Z 23 1,13491.1349 11401140 2525th 1410014100 Z 24Z 24 1,12921.1292 11401140 2525th 1200012000 Z 25Z 25 1,11851.1185 11351135 2525th 22002200 Z 26Z 26 1,13631.1363 11401140 2525th 1500015000 Z 27Z 27 1,13441.1344 11191119 2525th 13 60013 600 Z 28Z 28 1,13141.1314 11251125 2525th

Die Figur 3 zeigt die Koerzivkraft als Funktion der Sintertemperatur der Proben Z19 bei einer Sintertemperatur von 30 Minuten.FIG. 3 shows the coercive force as a function of the sintering temperature of the samples Z19 at a sintering temperature of 30 minutes.

For this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Sintered permanent magnet material based on cobalt and samarium, characterized in that its composition corresponds to the formula SE (Coi - _x -jFe / 2u _r ) _z , where SE is samarium or samarium and praseodymium and χ = 0.01 to 0 , 15, y = 0.05 to 0.15 and z = 7.8 to 8.2.

2. A method for producing a sintered permanent magnet material according to claim 1, characterized in that characterized in that an alloy from the alloy partners with 0.1 to 2% zinc, based on these partners, melted, pulverized the obtained alloy into a fine powder and this fine Powder is sintered.