DE2828462A1

DE2828462A1 - Verfahren zur herstellung von feinpartikel-dauermagneten

Info

Publication number: DE2828462A1
Application number: DE19782828462
Authority: DE
Inventors: Severino Gaiffi; Jaroslav Houska; Hartmut Dr Nagel
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1978-06-13
Filing date: 1978-06-29
Publication date: 1980-01-03

Description

Verfahren zur Herstellung von Feinpart.ikel-Dauermagnet.en
Es sind Verfahren zur Herstellung von Feinpartikel-Dauermagneten bekannt (CH-PS 582 410, CH-PS 525 054), wobei im wesentlichen eine Metallegierung schmelzmetallurgisch hergestellt wird, das Produkt bis auf Korngrösse von einigen Mikron gemahlen, im Magnetfeld ausgerichtet, zu einem Pulverkörper verpresst, der Presskörper bei Temperaturen 0 0 zwischen etwa 1050 C und 1200 C wärmebehandelt und anschliessend aufmagnetisiert wird.
Gemahlenes Pulver zur Herstellung von Permanentmagneten hat den Nachteil, dass es sich schwer umfüllen und einfüllen lässt, da es wenig rieselfähig ist. Dieses Problem taucht bei der Herstellung von Magneten in vielen Prozessschritten auf, wie a) Füllen von Formen für isostatisches Pressen b) Füllen von Matrizen bei uniaxialem Pressen c) Umschütten in Behälter d) Einwiegen bestimmter Pulvermengen Dieser Nachteil bedingt zum Teil grossen apparativen Aufwand und erhöhte Kosten bei der Herstellung von Permanentmagneten. Beim Füllen von Formen bzw. Matrizen ist es wichtig, dass das Pulver in der Pressform homogen verteilt ist. Inhomogenitäten verursachen ungleichmässiges Schrumpfen und Risse beim Sintern, was eine nachträgliche Bearbeitung des Sinterkörpers z.B. durch Schleifen, erfordert und Ausschuss verursacht.
Hier will die Erfindung, durch Verbesserung der Rieseleigenschaften des Pulvers, Abhilfe schaffen. Die Erfindung gibt ein Verfahren zur Herstellung von Feinpartikel-Dauermagneten an, bei dem das Ausgangsmaterial einem Magnetfeld ausgesetzt und zu einem Pulverkörper verpresst wird, wobei das Ausgangsmaterial nach der Magnetfeldbehandlung in ein gegenüber dem Ausgangsmaterial grob dispersiveres, nach aussen im wesentlichen magnetisch neutrales Granulat übergeführt wird und vor bzw. während des Pressvorgangs einer zweiten Magnetfeldbehandlung ausgesetzt wird. Die erste Magnetfeldbehandlung erfolgt in einem elektromagnetischen Feld, vorzugsweise mit einer Pulsdauer im Mikrosekundenbereich und einem Wert der magnetischen Feldstärke zwischen 15 und 30 kOe. Zur Herstellung des Granulats wird ein Pelletierteller, ein Rollbock oder ein Taumelmischer verwendet. Die zweite Magnetfeldbehandlung wird in einem elektromagnetischen Feld, vorzugsweise mit einer Pulsdauer im Mikrosekundenbereich und einem Wert der magnetischen Feldstärke von 7,5 kOe, durchgeführt.
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass Formen und Matrizen einfacher und homogener mit reproduzierbaren Mengen gefüllt werden können.
Dadurch wird eine'ungleichmässige Schrumpfüng und Rissbildung beim Sintern des Presslings weitgehend vermieden.
Eine Bearbeitung des Sinterkörpers durch Schleifen ist nur noch in geringem Umfang notwendig, was geringeren Materialverlust und erhöhte Wirtschaftlichkeit im Vergleich zu herkömmlichen Herstellungsverfahren zur Folge hat. Die Herstellung des rieselfähigen Granulats bedarf keiner aufwendigen Apparaturen.
Ueberraschenderweise wurde gefunden, dass bei der zweiten Magnetfeldbehandlung zum Ausrichten der Pulverkörner des Grünlings eine kleinere Feldstärke gegenüber nicht vormagnetisiertem Pulver ausreicht, um einen genügenden Ausrichtungsgrad zu erhalten.
Im folgenden wird das Verfahren anhand eines Uebersichtsdiagramms näher erläutert. Durch Mahlen der schmelzmetallurgisch oder chemisch gewonnenen Metallegierung bis zu einigen Mikron Korngrösse wird Magnetpulver hergestellt.
Das Magnet pulver wird nun in einem elektromagnetischen Feld, vorzugsweise in einem Pulsfeld mit einer magnetischen Feldstärke zwischen 15 und 30 kOel magnetisiert.
Das Pulver ist dabei unter nicht oxidierender Atmosphäre in einen Behälter aus unmagnetischem Material, z.B. Aluminium, eingefüllt. Nach erfolgter Magnetisierung wird das Magnetpulver mittels eines Siebes gesiebt, um Agglomeration der Pulverbestandteile zu beseitigen, verursacht durch magnetische Anziehungskräfte zwischen magnetisierten Pulverkörnern. Das vormagnetisierte Pulver wird nun in einen zylindrischen Behälter gefüllt und auf einem Rollbock oder mittels Taumelmischer bzw. Pelletiertrommel einer rollierenden Bewegung ausgesetzt. Ein Rollbock besteht im wesentlichen aus zwei gleichsinnig rotierenden parallel zur Längsachse horizontal angeordneten Walzen. Die Pelletiertrommel ist eine gegen die horizontale leicht geneigte um ihre Achse rotierende Trommel. Bei Verwendung eines Rollbocks wird der Rolleffekt durch Auflegen eines zylindrischen Behälters, in den das Magnetpulver eingefüllt wurde, auf die rotierenden Walzen erzielt Durch Rotation um die Längsachse des Behälters während des Mischvorgangs entsteht durch Abrollen des feinkörnigen Pulvers grobdispersives Granulat, dessen Bestandteile je nach Mischzeit und Mischgeschwindigkeit unterschiedliche Grösse besitzen. Die Granulatbestandteile sind nach aussen im wesentlichen magnetisch neutral und gut rieselfähig. Eine Pulvermenge von 200 g wird z.B. in einem zylindrischen Gefäss mit 15 cm Durchmesser mit 70 Umdrehungen pro Minute vorzugsweise zwischen 1 und 10 Minuten granuliert, wodurch Teilchen entstehen, deren Durchmesser zwischen einigen Zehntelmillimeter und ca. 3 mm liegen. Die Agglomeration der Pulverkörner zu grobdispersivem Granulat wird durch magnetische Anziehungskräfte zwischen den magnetischen Pulverbestandteilen verursacht. Die gute Rieselfähigkeit des Granulats im Vergleich zum Ausgangsmaterial wird durch Herabsetzen der zwischen den entsprechenden Bestandteilen von Granulat bzw. Magnetpulver auftretenden Kohäsions- und Reibungskräfte bewirkt. Im folgenden Verfahrensabschnitt wird das Granulat vorzugsweise unter nicht oxidierender Atmosphäre in die Pressform umgefüllt und isostatisch oder uniaxial zu einem Festkörper verpresst, wodurch die Granulatstruktur mit Beginn des Pressvorgangs durch eine zweite Magnetisierung in einem magnetischen Feld, vorzugsweise mit einer magnetischen Feldstärke von ca. 7,5 kOe, zerstört wird.
Dadurch wird erreicht, dass die Teilchen parallel zu ihrer Vorzugsrichtung nahezu gerichtet werden. Anschliessend erfolgt Wärmebehandlung des Presslings bei einer Temperatur oberhalb des Curie-Punktes der Magnetlegierung, z.B. 90 Minuten Sintern bei 11000C und 15 Stunden Tempern bei 9000C.
Nach der Wärmebehandlung ist der Pressling unmagnetisch.
Im nächsten Verfahrensabschnitt erfolgt gegebenenfalls in geringem Umfang eine Bearbeitung des Sinterkörpers durch Schleifen, da eine geringfügige Schrumpfung des Presskörpers beim Sintervorgang unvermeidlich ist. Schliesslich wird der Sinterkörper durch eine dritte Magnetisierung mit ca. 20 kOe aufmagnetisiert.

Claims

Patentansprüclie 1. Verfahren zur Herstellung von Feinpartikel-Dauermagneten, insbesondere von Feinpartikel-Dauermagneten aus Verbindungen der Art SeCo5 oder SE (Co, Mn, Fe, Cm)17, bei dem das Ausgangsmaterial einem Magnetfeld ausgesetzt und zu einem Pulverkörper verpresst wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsmaterial nach der Magnetfeldbehandlung in ein gegenüber dem Ausgangsmaterial grob dispersiveres, nach aussen im wesentlichen magnetisch neutrales Granulat übergeführt wird und vor bzw. während des Pressvorganges einer zweiten Magnetfeldbehandlung ausgesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Magnetfeldbehandlung in einem elektromagnetischen Feld, vorzugsweise mit einer Pulsdauer im Mikrosekundenbereich und einem Wert der magnetischen Feldstärke zwischen 15 und 30 kOe, erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Magnetfeldbehandlung und dem Granulieren das Material gesiebt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung des Granulats ein Pelletierteller, ein Rollbock oder ein Taumelmischer verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Magnetfeldbehandlung mit Beginn des Pressvorganges erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Magnetfeldbehandlung in einem elektromagnetischen Feld, vorzugsweise mit einer Pulsdauer im Mikrosekundenbereich und einem Wert der magnetischen Feldstärke von höchstens 7,5 kOe, erfolgt.