DE3040342A1 - Zur herstellung eines dauermagneten geeignete legierung - Google Patents
Zur herstellung eines dauermagneten geeignete legierungInfo
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Description
Th. Goldschmidt AG, Essen
Zur Herstellung eines Dauermagneten geeignete Legierung
Patentanspruch: Seite 2 =- ;.,.
Beschreibung : Seite 3-bis 9
Beschreibung : Seite 3-bis 9
Die Erfindung betrifft eine zur Herstellung- eines Dauermagneten
geeignete Legierung auf der Basis einer Kobalt-Seltene Erdmetall-Legierung im Atomverhältnis 5 : 1 bis
7:2, wobei die Seltene Erdmetall-Komponente aus mindestens 3 verschiedenen Seltenen Erdmetallen besteht.
Aus eier DE-OS 15 58 550 ist ein Dauermagnet bekannt, der
dadurch gekennzeichnet ist, daß er aus feinen dauermagnetischen Teilchen aufgebaut und dessen wesentlicher Bestandteil
M5R ist, wobei M = .Co oder eine Kombination
von Co mit einem oder mehreren der Elemente Fe, Ni und Cu, und R - La, Th oder eine Kombination von Th mit einem
oder mehreren der Elemente der Seltenen Erden oder eine Kombination von mindestens drei Elementen der Seltenen
Erden bedeutet. Dabei wird in der Offenlegungsschrift
darauf hingewiesen, daß der aus diesen Legierungen bestehende Dauermagnet bei einer Temperatur möglichst nahe
unter dem Schmelzpunkt in einer gegen oxydierende Einflüsse schützenden Atmosphäre hoinogenisi-ert werden soll,
damit sich die gewünschten Verbindungen ausbilden.
Es ist ferner aus der DE-AS 21 42 368 bekannt, gesinterte intermetallische Verbindungen aus Kobalt und Samarium für
Dauermagnete zu nutzen, wobei die gesinterte intermetallisch« Verbindung gekennzeichnet ist durch eine Zusammensetzung
aus
COPV
a) Samarium und Praseodym zu 36 bis 39 % bei einem Kobaltgehalt von 61 bis 64 %, wobei der Praseodymgehalt zwischen
10 und 90 % des Gehaltes an Seltenem Erdmetall beträgt, oder ·.. *"
b) Samarium und Lanthan zu 34'bis 39 % bei einem Kobaltgehalt
von 61 bis 66 %, wobei der Lanthangehait zwischen 10 und 90 % des Gehaltes an Seltenem Erdmetall beträgt,
oder
c) Samarium und Cer zu 34 bis 40 % bei einem Kobaltgehalt von 60 bis 66 %, wobei der Cergehalt zwischen 10 und
90 % des Gehaltes an Seltenem Erdmetall beträgt, oder
d) Samarium und Cer-Mischmetall zu 34 bis 39 % bei einem Kobaltgehalt von 61 bis 66 %, wobei der Cer-Mischmetallgehalt
zwischen 10 und 90 % des Gehaltes an Seltenem Erdmetall beträgt.
In einem Unteranspruch wird darauf Bezug genommen, daß Lanthan durch ein Seltenes Erdmetall, das aus Cer, Neodym,
Praseodym, Yttrium und Mischungen dieser Metalle besteht, in einer Menge ersetzt ist, so daß Lanthan in einer Mindestmenge
von 10 % des Gehaltes an Seltenem Erdmetall vorhanden bleibt.
Auch in dieser Auslegeschrift wird darauf hingewiesen, daß sich die Eigenschaften eines aus der gesinterten intermetallischen
Verbindung hergestellten Dauermagneten noch da-
COPY
durch weiter steigern lassen, daß der Dauermagnet bei einer Temperatur von 400 0C unterhalb der Sintertemperatur währen
24 h in neutraler Atmosphäre wärmeausgelagert wird.
Auch aus einer Vielzahl weiterer Veröffentlichungen wird dem Fachmann die Lehre gegeben, Kobalt-Seltene Erdmetall-Legierungen
des vorgenannten Legierungstyps zwecks Erhalt optimaler Eigenschaften zu tempern.
Dieser Temperungsschritt erfordert aber einen hohen Zeitaufwand,
da die Temperung normalerweise über einen Zeitraum von mehreren Stunden erfolgt. Außerdem ist der Energie
verbrauch beachtlich, da bei der Temperung eine Temperatur von etwa 800 bis 900 °C eingehalten werden muß.
Der vorliegenden, Erfindung liegt die Aufgabe, zugrunde, Kobalt-Seltene
Erdmetall-Legierungen zu finden, welche dieser Temperung nicht bedürfen und dennoch Eigenschaften aufweisen,
wie sie sonst nur durch eine Temperung zu erzielen sin
überraschenderweise wurde gefunden, daß Kobalt-Seltene Erdmetall-Legierungen
eines Atomverhältnisses von 5 :-· 1 bis 7:2 dann einer Temperung nicht bedürfen, wenn die Seltene
Erdmetall-Komponente aus
40 bis 60 Atom% Samarium, 15 bis 30 Atom% Lanthan, 15 bis 30 Atom% Neodym,
Rest herstellungsbedingter Gehalt an anderen
COPY
Seltenen Erdmetallen, gebildet ist.
Dieser abweichende Gehalt der erfindungsgemäßen Legierungen
war für den Fachmann völlig überraschend und durch keine der Veröffentlichungen nahegelegt.
Für den praktischen Einsatz dieser Kobalt-Seltene Erdmetall-Legierungen
als Dauermagnete bedeutet dies eine wesentliche Vereinfachung des Herstellverfahrens, verbunden mit verringertem
Zeit- und Energiebedarf. Hierdurch wird es möglich, diese Legierungen zu einem relativ niedrigen Preis herzustellen
und sie dadurch einer breiteren Verwendung zugänglich zu machen. Dabei ist von besonderem Wert, daß die Seltenen
Erdmetall-Komponenten Lanthan und Neodym zu den in der Natur verhältnismäßig häufig vorkommenden Seltenen Erden
gehören, so daß es bezüglich der Verfügbarkeit dieser Legierungsbestandteile keine Schwierigkeiten gibt.
In der folgenden Tabelle werden die magnetischen Eigenschaften nicht erfindungsgemäßer und erfindungsgemäßer Kobalt-Seltene
Erdmetall-Magnete vom Verbindungstyp
(Sm, La, Nd)Co5
miteinander verglichen. Die Legierungen 1, 2, 6 und 7 sind nicht erfindungsgemäß. Diesen nicht erfindungsgemäßen Legierungen
sind die Legierungen 3, 4 und 5 als erfindungsgemäß gegenübergestellt.
mT | nicht er findungs gemäß |
2 | erfindungsgemäß | 3* | 3** | 0,53 | 900 | 4* | 900 | 5 | 880 | nicht er findungs gemäß |
7 | - | |
kA/m | 1 | 0,53 | 0,15 | 600 | 620 | 0,60 | 1200 | 6 | 0,4 | - | |||||
Sm | kA/m | O,53 | 0,10 | 0,21 | 320 | 0,53 | 350 | 0,15 | 800 | 0,6 | - | ||||
kJ/m3 | 0,06 | 0,26 | 0,11 | 144 | 0,18 | 140 | 0,24 | 136 | - | 0,6 | |||||
La | 0,29 | 0,11 | 900 | 0,18 | - | 0,4 | - | ||||||||
Nd | 0,11 | 860 | 1200 | 0,11 | - | • 1020 | |||||||||
andere SE |
840 | 830 | 1120 | 900 | 2000 | 40 | |||||||||
BR · | 776 | 360 | 160 | 1160 | 400 | ||||||||||
A | 330 | 132 | 1040 | 320 | |||||||||||
HK | 120 | 160 | 140 | ||||||||||||
BHmax |
GO G -O-CD CO J^
KJ
p.
Bn bedeutet die Remanenz der Legierung.
.J-H0 bedeutet die Koerzitivf eidstärke der Polarisation. ·
H. ist das sogenannte Kniefeld und gibt dem Fachmann Auf-IC*
Schluß über die Rechteckigkeit der Entmagnetisierungskiirve.
ι ~~-
BHm bedeutet das' Energieprodukt.
Die Legierungen 1 und 2 liegen infolge des zu niedrigen Lanthangehaltes außerhalb des Bereiches der Erfindung. Sie
weisen überdies eine niedrigere Koerzitivfeidstärke auf.
Die Legierung 3 ist erfindungsgemäß zusammengesetzt und
zeigt ohne Temperung eine Remanenz von 900 mT. Die Koerzitivfeldstärke
beträgt 1200 kA/m. Das Kniefeld ist 1120 kA/m, und das Energieprodukt liegt bei 160 kJ/m .
Wenn man diese Legierung 3 h bei 890 0C tempert, erhält man
die Legierung 3 , mit erheblich schlechteren Werten für die Koerzitivfeldstärke, das Kniefeld und das Energieprodukt.
Das gleiche Bild ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Le-. gierung 4 . Die ungetemperte Legierung weist wiederum be-
. Ir«'
reits eine Koerzitivfeldstärke von 1160 kA/m, ein Kniefeld
von 1040 kA/m und ein Energieprodukt von etwa 160 kJ/m auf. Die bei 870 0C während eines Zeitraumes von 4 h getemperte
COPY
Legierung 4 '*" zeigt einen deutlichen Abfall der Koerzitivfeidstärke
auf 620 kA/m, des Kniefeldes auf etwa 350 kA/m und des Energieproduktes auf ungefähr 140 kJ/m .
Die Legierung 5, ebenfalls erfindungsgemäß, liegt im Grenzbereich
des erfindungsgemäßen Bereiches bezüglich des Samarium-
und Lanthangehaltes. Die Legierung hat noch eine hohe Koerzitivfeidstärke, die Remanenz ist geringfügig auf
880 mT abgefallen, jedoch liegt das Kniefcld bereits bei
800 kA/m.
Die nicht erfindungsgemäßen Legierungen 6 und 7 zeigen
selbst nach einer optimierenden Sinterbehandlung völlig unzureichende Koerzitivfeldstärken sowie ein unzureichendes
Kniefeld.
Die Tabelle zeigt somit, daß die erfindungsgemäßen Legierungen
ein von der Norm abweichendes, unerwartetes, technisch
jedoch besonders vorteilhaftes Verhalten aufweisen.
COPY
Claims (1)
- PatentanspruchZur Herstellung eines Dauermagneten geeignete Legierung auf der Basis einer Kobalt-Seltene Erdmetall-Legierung im Atovnverhältnis 5 : :1 bis 7. : 2, wobei die Seltene Erdmetall-Komponente aus mindestens 3 verschiedenen Seltenen Erdmetallen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Seltene Erdmetall-Komponente aus40 bis 60 Atom% Samarium,15 bis 30 Atom% Lanthan,15 bis 30 Atom% Neodym,Rest herstellungsbedingter Gehalt an anderenSeltenen Erdmetallen,gebildet ist.COPY
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