DE3248846T1

DE3248846T1 - Verbundpermanentmagnet fuer die magnetische erregung und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE3248846T1
Application number: DE823248846T
Authority: DE
Inventors: Muneyoshi Kumagaya Saitama Eino
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1981-07-14
Filing date: 1982-07-14
Publication date: 1983-07-07
Also published as: GB2112578B; GB2112578A; US4687608A; GB8306781D0; WO1983000264A1; DE3248846C2

Description

Verbundpermanentinagnet für die magnetische Erregung und Verfahren zu seiner Herstellung

Technisches Gebiet .

Die Erfindung betrifft einen Verbundpermanentmagneten für die magnetische Erregung, der in einer Drehmaschine mit Permanentmagneten, wie beispielsweise Permanentmagnetgeneratoren oder Permanentmagnetmotoren, verwandt wird. Die Erfindung betrifft insbesondere einen Verbundpermanentmagneten für die magnetische Erregung, der eine hohe Abgabe hat und hochbeständig gegenüber einer Entmagnetisierung ist, die während der Arbeit einer Drehmaschine verursacht wird.

Hintergrund der Erfindung

Elektrische Drehmaschinen mit Permanentmagneten, insbesondere kleinformatige Motoren, Generatoren und ähnliche, die einen bogensegmentförmigen Ferritmagneten verwenden, sind bisher in weitem Umfang benutzt worden. In der letzten Zeit wurde die Anwendung von Ferritmagneten auf grössere Motoren ausgedehnt. Insbesondere sind solche Motoren wie ein Anlassermotor zum Antreiben einer Maschine und ein Motor zum Antreiben eines Kompressors in einer Klimaanlage in vielen kürzlichen Fällen einer schweren Last zum Zeitpunkt des Anlaufens ausgesetzt. In Hinblick auf das starke Entmagnetisierungsfeld, das durch die Ankerreaktion in diesen Motoren entwickelt wird, sind Ferritmagnete mit einer hohen Beständigkeit gegenüber einer Entmagnetisierung verwandt worden. Herkömmliche Ferritmagnete (insbesondere diejenigen, die für Anlassermotoren verwandt werden) sind

jedoch in einigen Fällen in beträchtlichem Masse durch einen überstrom oder den Anlaufstrom beim Anlaufen bei niedriger Temperatur entmagnetisiert worden und daher in punkto Zuverlässigkeit nacht zufriedenstellend. ·

Ein Beispiel einer herkömmlichen Drehmaschine mit Permanent-. magneten hat eine Querschnittsansicht, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist. In dieser Figur umfasst ein Rotor 1 einen Ankerkern (auf dem eine Ankerwicklung vorgesehen ist) und ist ein Kommutator von Endstützen über Lager gehalten. Ein Gehäuse 2 hält Permanentfeldmagneten 31, 32. Bei dieser Form einer Drehmaschine mit Permanentmagneten besteht die Forderung nach einer kompakteren Auslegung, einer besseren Funktion und einer höheren Ausgangsleistung. Um eine höhere Ausgangsleistung zu erzielen, muss der als Feldmagnet benutzte Permanentmagnet eine höhere Restflussdichte Br haben. Eine Erhöhung der Ausgangsleistung ist andererseits Von einer Zunahme im Entmagnetisierungsfeld begleitet, das durch die Ankerreaktion entwickelt wird, was die Notwendigkeit verstärkt, einen Feldmagneten als Permanentmagneten zu verwenden, der eine höhere Koerzitivkraft H hat. Die Verwendung eines gesinterten Samarium-Kobalt-Permantmagneten mit einer Koerzitivkraft H von etwa 15 kOe und einer Restflussdichte von etwa 12 kG kann daher in Betracht gezogen werden. Dieser Magnet hat jedoch das Problem hoher Kosten und geringer mechanischer Festigkeit (gewöhnlich eineBiege-

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festigkeit in der Grössenordnung von 13 kg/mm ).. Es wird auch in Betracht gezogen, einen Ferrit, der aus einem preiswerten Material hergestellt ist, beispielsweise einem Permanentmagneten aus gesintertem Oxid mit hexagonalem Gitter zu verwenden, der eine GrundzUsanunensetzung hat, die hauptsächlich aus MO-nFe-O^ besteht (wobei M ein Material ißt, das aus Ba, Si, Pb und Ca oder einem Gemisch daraus gewählt ist; η eine Zahl von 5 bis 6 ist), bei einem derartigen Material ist es jedoch schwierig, einen in einem

Stück ausgebildeten Permanentmagneten zu erhalten, der sowohl eine hohe Restflussdichte (Br) als auch eine hohe Koerzitivkraft (jH«) in Kombination hat. Im Fall ■ von Drehmaschinen, bei denen als Feldmagnet ein herkömmlicher Permanentmagnet mit einer Zusammensetzung aus einem einzigen Material verwandt wird, hat es somit bestimmte Grenzen der Verbesserung der Arbeit/ beispielsweise der Ausgangsleistung,des Drehmomentes und der Entmagnetisierungsbeständigkeit gegeben.

Um diese Beschränkungen zu überwinden, die bei den herkömmlichen Techniken auftreten, ist ein verbessertes Permanentmagnetfeldsystem für Drehmaschinen vorgeschlagen worden (japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. 52-61712 mit dem Titel "Drehmaschine mit Permanentmagneten" ) .

Die vorliegende Erfindung liefert auf der Grundlage von weiteren Verbesserungen zur Überwindung der oben erwähnten Probleme einen Verbundpermanentmagneten, der ausgezeichnete Eigenschaften für seine Verwendung als Magnet für die magnetische Erregung zeigt, sowie ein Verfahren zum Herstellen des Verbundpermanentmagneten.

Offenbarung der Erfindung

Fig. 2 zeigt eine Querschnittsansicht einer verbesserten Drehmaschine, die unter Verwendung dieser Erfindung hergestellt ist. In Fig. 2 hält ein Gehäuse 2 Permanent- feldmagneten, von denen jeder aus einer Vielzahl von Permanentmagneten 311 und 312 (oder 321 und 322) zusammengesetzt ist, die magnetische Eigenschaften haben, die voneinander verschieden sind, was ein Merkmal darstellt, dass sich von der in Fig. 1 dargestellten Drehmaschine unterscheidet. Bei einem Ausführungsbeispiel in der

oben erwähnten offengelegten Patentveröffentlichung Nr. 52-61712 wird eine Drehmaschine beschrieben, in der ein Permanentmagnet mit den magnetischen Eigenschaften von Br = 4200 G und H =2500 Oe und ein Permanent-magnet mit den Eigenschaften von Br =3400 G und _TH = 4000 Oe parallel so an einem Gehäuse befestigt sind, dass die beiden Magneten gemeinsam als Permanentfeld- ■ magnet dienen. Wenn jedoch zwei Permanentmagnete an einem Gehäuse parallel befestigt werden, wie es bei dem Oben erwähnten Beispiel der Fall ist, sind die Arbeitsschritte komplizierter als im Fall der Verwendung eines Permanentfeldmagneten, der aus einem einzigen Material aufgebaut ist, wie es in Fig. 1 dargestellt ist,und tritt das Problem auf, dass die Abmessungsgenauigkeit des Mägnetluftspaltes nicht leicht erhöht werden kann.

Die Erfindung liefert einen Permanentmagneten zur Verwendung als Feldmagnet, der aus einer Vielzahl von in einem Stück ausgebildeten magnetischen Materialien zusammengesetzt ist, von denen eines eine höhere Restflussdichte Br relativ zu den anderen (das im folgenden als Hoch-Br-Material bezeichnet wird) hat, während ein anderes eine höhere Koerzitivkraft H relativ zu ersterem hat. Der Permanentmagnet zur Verwendung als Feldmagnet wird beispielsweise dadurch hergestellt, dass zwei Arten von Materialien mit im wesentlichen derselben Grundzusammensetzung in eine Form geladen werden, die mit einer Unterteilung zum Trennen der Materialien voneinander versehen ist und dass anschliessend die Unterteilung entfernt wird und ein in einem Stück geformter Körper des Verbundpermanentmagneten für die magnetische Erregung erzeugt wird, worauf ein Sintern des Körpers auf einer hohen Temperatur folgt.

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In herkömmlicher Weise haben ein Hoch-Br-Material und ein Hoch-_H -Material jeweils geeignete Sintertemperatüren,

Xi V-*

welche beträchtlich voneinander verschieden sind. Im Fall von Oxidpermanentmagneten beträgt beispielseise die Sintertemperatur für das eine Hoch-Br-Material 1280°C, wohingegen die Sintertemperatur für das andere Hoch-jH -Material 1100 ⁰C beträgt. Es wurde daher niemals in Betracht gezogen, ein Hoch-Br-Material und ein Hoch- H^, -Material zu einem Körper in einem Stück zu formen und die Materialien auf derselben Temperatur zu sintern.

Die Erfinder haben herausgefunden, dass dann, wenn ein zweckmässiger Zusatz dem Hoch-_H -Material zugemischt wird, der Hoch-jH -Materialteil eine hohe Koerzitivkraft H_c beibehalten kann und eine ausreichende mechanische Festigkeit nach dem Sintern zeigt, selbst wenn die Sintertemperatur zugunsten des Hoch-Br-Materials gewählt ist. Der Verbundpermanentmagnet der Erfindung wurde auf der Grundlage dieser Erkenntnis erhalten.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht einer herkömmlichen

Drehmaschine;
25

Fig. 2 zeigt eine Querschnittsansicht einer verbesserten

Drehmaschine, die die vorliegende Erfindung

zum Ausdruck bringt;

Fig. 3 zeigt eine Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig.'4 zeigt eine Querschnittsansicht eines weiteren

Ausführungsbeispiels;
35

Fig. 5a und b zeigen jeweils die Vorderansichten eines

Prüfstückes eines herkömmlichen Magneten und eines Prüfstückes eines Magneten der vorliegenden Erfindung;

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Fig. 6 zeigt eine Vorderansicht eines Permanentmagneten zur Veryendung in einer Drehmaschine gemäss eines Ausführungsbeispiels der
. Erfindung;

Fig. 7 zeigt eine vertikale Teilquerschnittsan

sicht einer Formvorrichtung gemäss der
. · Erfindung; .

Fig. 8a bis 8d zeigen vertikale Teilquerschnittsansichten

einer Form, die die Zustände des Formens bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung angeben; .

Fig. 9 zeigt eine vertikale Teilquerschnittsan

sicht einer Formmaschine gemäss der Erfindung;

Fig. 10a bis 10e zeigen vertikale Teilquerschnittsansichten

einer Form, die die Zustände des Formens bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung

angeben;

Fig. 11a und 11b zeigen Querschnittsansichten eines geformten Körpers, der bei einem Beispiel
erhalten wird, wobei Fig. 11b eine

Vorderansicht des geformten Körpers zeigt;

Fig. 12 zeigt eine Querschnittsansicht eines Motors,

der der herkömmlichen Technik entspricht;

Fig. 13' zeigt ein Diagramm der magnetischen Flussdichteverteilung für den Luftspalt bei einem herkömmlichen Feldsystem;

Fig. 14 zeigt eine Querschnittsansicht eines Permanentmagnetgleichstrommotors gemäss eines Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 15 zeigt ein Diagramm der Flussdichteverteilung . für den Spalt in einem Feldsystem gemäss des

Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in Fig. 14 dargestellt ist.

Beste Art der Ausführung der Erfindung 15

Die Erfindung wird im folgenden weiter im einzelnen unter Bezug auf die folgenden Ausführungsbeispiele beschrieben.

Ausführungsbeispiel 1: Ein Strontiumferritmaterial, das eine Menge an Si enthält, die ihm zugegeben ist,(Hoch-Br-Material) und ein Strontiumferritmaterial, das 3,2 Gewichts% Al-O^ enthält, das ihm zugegeben ist (Hoch-_TH_,-Material) , werden in ein Formwerkzeug mit einer Unterteilung, die zwischen den Materialien gesetzt ist, geladen;. Nach dem Entfernen der Unterteilung wird das eingeladene Material unter Druck verdichtet und bei 1280 ⁰C gesintert, welche Temperatur eine geeignete Sintertemperatur, für. das Hoch-Br-Material darstellt, um einen Verbundpermanentmagneten für ein Feldsystem in Form eines in einem Stück gesinterten Körpers 4 zu erhalten (mit einer Querschnittsansicht, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist)_; der aus einem Hoch-Br-Material 412 mit den magnetischen Eigenschaften von Br = 4180 G, ■j-H_c = 3200 Oe und einem Hoch-_H_C,-Material 411 zusammengesetzt ist, für das Br = 3100 G und H = 5100 Oe ist. Wenn

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der in dieser Weise erhaltene in einem Stück gesinterte Körper 4 als Permanentmagnet für ein Feldsystem beim Zusammenbau einer Drehmaschine verwandt wird/ sind die Arbeitsschritte dazu vereinfacht und hat die sich ergebende Drehmaschine eine ausgezeichnete Abmessungsgenauigkeit bezüglich des Magnetluftspaltes.

Ausführungsbeispiel 2: Ein Strontiumferritmaterial/ das Si, Ca und B enthält, das in Kombination dem Material zugegeben ist (ein Hoch-Br-Material), und ein Bariumferritmateriäl, das 1,8 Gewichts% Al₃O₃ enthält (ein Hoch-Η -Material), werden beide in einem Stück zu einem Körper verdichtet. Der verdichtete Körper wird anschliessend bei 1200⁰C gesintert, eine Temperatur, die eine geeignete Sintertemperatur für das Hoch-Br-Material ist, um einen in einem Stück gesinterten Permanentfeldmagneten 6 zu erhalten (die Querschnittsansicht ist in Fig.. 4 dargestellt, in der das Bezugszeichen 613 eine Verbindungsschicht bezeichnet), der aus einem Hoch-Br-Material 612 mit den magnetischen Eigenschaften von Br = 4300 G, -H-, = 310Q Oe und einem Hoch-_TH_r,-Material 611 mit Br - 2900 G und _TH =5050 Oe zusammengesetzt ist.

Trotz der relativ hohen Sintertemperatur, die zu Gunsten des Hoch-Br-Materials gewählt wurde, hat das Al₃O₃, das zusätzlich im Hoch- H -Material enthalten ist, die bemerkenswerte Wirkung, dass sich eine hohe Koerzitivkraft H^ von 5050 Oe ergibt.

Wie bei der obigen Beschreibung der Beispiele ider Erfindung können bei der Verwendung von Ferritrnaterialen zufriedenstellende Ergebnisse durch die Verwendung eines geeigneten Hoch-Br-Materials, das ein Material oder mehrere der Materialien Ca, Si, B und ähnliche enthält, und eines geeigneten Hoch- H -Materials beispielsweise desjenigen, das Al₃O₃ enthält, erhalten werden.

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- Ao -

Bei der Herstellung des Permanentfeldmagneten gemäss der vorliegenden Erfindung durch Nassverdichten liegen vorzugsweise die Kompressionsrichtung P und die Richtung l·? eines anliegenden Feldes parallel zueinander und in einer solchen Richtung bezüglich des verdichteten Körpers, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist.

Der Verbundfeldmaghet gemäss der Erfindung kann auch nach einem anderen Verfahren erhalten werden.

D.h., dass auf einen Teil eines bogenförmigen vorverdichteten homogenen Körpers oder eines vorgebrannten Körpers, der aus dem verdichteten Körper erzeugt würde, eine Lösung eines Zusatzes aufgebracht oder aufgesprüht wird, der einen Einfluss auf das Kristallwachstum oder die Zunahme in der Dichte oder auf andere Änderungen in den magnetischen Eigenschaften zur Zeitdes Brennens ausüben wird. Der Körper wird dann gesintert, um einen Oxidpermanentmagneten in Form eineSi in einem Stück ausgebildeten Verbundkörpers mit zwei oder mehr Arten magnetischer Eigenschaften zu erhalten. Durch die Ausnutzung der Flüssigkeitsabsorptionsfähigkeit des verdichteten oder vorgebrannten Körpers zum Eindringen der Lösung in den Körper wird die Lösung auf die Oberfläche des gewünschten Teiles des Körpers aufgebracht oder aufgesprüht. Um den gewünschten Teil deutlich zu begrenzen, kann in diesem Fall die Oberfläche des verdichteten Körpers mit Wachs, Fett oder einem Oberflächenbeschichtungsmaterial maskiert werden, wenn die Lösung aufgebracht wird, oder kann als Alternative ein Abschirmungselement für einen Teil des verdichteten oder vorgebrannten Körpers verwandt werden, wenn die Lösung aufgesprüht wird.

Im folgenden wird eine mehr ins einzelne gehende Be-Schreibung von Ausführungsbeispielen gegeben.

-w-

Ausführungsbeispiel 3: Ein verdichteter Körper eines Sr-Ferritmagneten, der 0,9 Gewichts% Al₉O. enthält und durch Nassverdichtung unter einem magnetischen Feld erhalten wurde, wird auf einen Wassergehalt von 1,0 % oder weniger getrocknet und eine 25 gewichts-%ige wässrige Lösung von Al(CH₃GOO)₃ wird auf einen Teil des getrockneten Körpers aufgebracht, der anschliessend einem Hauptbrennen bei 1160⁰C ausgesetzt wird, um einen in einem Stück ausgebildeten Verbundkörper des Oxidpermanentmagneten zu erhalten. Tabelle 1 zeigt die magnetischen Eigenschaften des in dieser Weise erhaltenen Permanentmagneten. Fig. 5a zeigt eine Vorderansicht eines verdichteten Körperprobestückes vor dem Aufbringen der Lösung, während Fig. 5b eine Vorderansicht des verdichteten Körpers nach dem Aufbringen der Lösung zeigt, wobei Bezugszeichen 52 den Teil bezeichnet, auf den die Lösung aufgebracht ist.

Tabelle 1

	Br (G)	B^Hc ^(Oe)	_TH (Oe) J- C
Nicht aufge tragener Teil	3500	3240	4140
Aufgetragener Teil	3140	2920	4780

Aus Tabelle 1 ist ersichtlich, dass der Teil, auf den die Lösung aufgebracht ist, einen Magneten ergeben hat, der einen höheren H -Wert verglichen mit dem Teil hat, auf den die Lösung nicht aufgebracht wurde. Eine ähnliche Gruppe von Ergebnissen wird für den Fall des Brennens des verdichteten Körpers erhalten, der in Fig. 6 dargestellt ist.

-M-

Ausführungsbeispiel-4: Nach dem teilweisen Aufbringen der 25 gewichts-%igen wässrigen Lösung von Al(CH₃COO)₃, wie beim Beispiel 3, wurde eine Vorbrennbehandlung bei 600⁰C für 3 Stunden durchgeführt und wurde auf den Teil, auf die wässrige Al (CH-.COO) ^-Lösung aufgebracht worden war, nochmals dieselbe Lösung aufgebracht, während auf den übrigen Teil, auf den vorher die Lösung nicht aufgebracht worden war, eine 10 gewichts-%ige wässrige CuSO₄-LÖsung aufgebracht wurde. Der in dieser Weise behandelte verdichtete Körper wurde dann dem Hauptbrennen unterworfen, um einen in einem Stück ausgebildeten Verbundkörper des Oxidpermanentmagneten zu gewinnen, der die magnetischen Eigenschaften hat, die in Tabelle 2 dargestellt sind.

Tabelle

	Br (G)	B^Hc «*>.	I^Hc ^(Oe)
.'!Der.. Teil, auf den die CuSO.-Lösung aufge bracht war	3850	3600	4280
-Der Teil, auf den das 'Al(CH₃COO)₃ aufgebracht war	3190	3000	5060

Aus Tabelle 2 ist ersichtlich, dass der Teil, auf den die wässrige Al (CH₃COO) ,-Lösung aufgebracht war, zu einem Hoch- H -Magneten wurde.

Das Aufbringen oder Aufsprühen einer Lösung auf einen Teil des verdichteten Körpers macht es somit möglich, einen in einem Stück ausgebildeten Verbundkörper des Oxidmagneten leicht herzustellen, ohne beträchtliche Abwandlungen am herkömmlichen Herstellungsverfahren vorzunehmen.

Ausführungsbeispiel 5: Ein verdichteter Körper eines Srfreien Al„O.,-Ferritmagneten, der durch Nassverdichten in einem magnetischen Feld erhalten wurde, wurde getrocknet, um einen Wassergehalt von 1 % oder weniger zu erhalten. Anschliessend wurde ein Teil des geformten Körpers in eine 12 gewichts-%ige wässrige Al (CHnCOO)-,-Lösung eingetaucht. Nach dem Herausnehmen des Körpers aus der Lösung wurde der Körper bei 1200⁰C gebrannt, damit sich ein in einem Stück ausgebildeter Verbundkörper eines Permanentmagneten ergibt, der Unterschiede in den magnetischen Eigenschaften zwischen dem imprägnierten Teil und dem nicht imprägnierten Teil zeigt. Tabelle 3 zeigt die magnetischen Eigenschaften des in dieser Weise erhaltenen Magneten.

Tabelle 3

25 30

	Br (G)	B^Hc ^(Oe)	I^Hc ^(Oe)
Nicht imprägnierter Teil	4120	3050	3090
Imprägnierter Teil	3620	3320	4040

Eine Analyse des imprägnierten Teiles,der in dieser Weise im H -Kennwert verbessert ist, hat das Vorhandensein von Aluminium in einer Menge von 0,16 Gewichts-% gezeigt, was einem Al-O^-Gehalt von 0,3 Gewichts-% entspricht, was bedeutet, dass die Erhöhung in der _H^, durch die Zugabe

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von AIpO., erhalten wird.

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Ausführungsbeispiel 6: Derselbe verdichtete Körper, wie er bei dem Ausführungsbeispiel 5 verwandt wurde, wurde bei 900⁰C 30 Minuten lang vorgebrannt und nagh derselben

Imprägnierungsbehandlung wie beim Ausführungsbeispiel 5 einem Hauptbrennen bei 1200⁰C ausgesetzt, um einen in einem Stück ausgebildeten Verbundkörper des Oxidpermanentmagneten zu bilden. Tabelle 4 zeigt die magnetischen Eigenschaft des in dieser Weise erhaltenen Magneten.

Tabelle 4

	Br (G)	B^Hc <^Oe)	I^Hc <^Oe>
Nicht .imprägnierter Teil	4120	3050	3090
Imprägnierter Teil	3560	3260	4150

Ausführungsbeispiel 7: Ein verdichteter Körper, der ähnlich demjenigen ist, der beim Ausführungsbeispiel 5 verwandt wurde, wurde unter denselben Bedingungen wie beim Beispiel 6 vorgebrannt und ein Teil des Körpers wurde in eine 50 Gewichts-%ige wässrige CrO^-Lösung für 1 Minute eingetaucht. Nach der Herausnahme des Körpers aus der Lösung wurde das Hauptbrennen des Körpers bei 1200⁰C durchgeführt, wodurch ein in einem Stück ausgebildeter Verbundkörper des Oxidpermanentmagneten erhalten wurde. Tabelle 5 zeigt die magnetischen Eigenschaften des Magneten.

Tabelle 5

	Br (G)	B^Hc ^(Oe)	I^Hc ^(Oe)
Nicht imprägnierter ¹ Teil	4090	3080	3130
Imprägnierter Teil	3300	3120	4730

-H-

Es kann angenommen werden, dass CrO₃ während des Hauptbrennens zu Cr₃O₃ oxidiert wurde.

Ausführungsbeispiel 8: Ein Teil eines verdichteten Körpers eines Sr-Ferritmagneten, der 0,3 Gewichts-% SiO₂ und 0,2 Gewichts-% H₃BO₃ enthält und der durch Nassverdichten in einem magnetischen Feld erhalten wurde, wurde in eine wässrige Losung getaucht, die Na(CH₃GOO) und Al₃ (SO. )₃-InH₂ (m = 17) enthält, woraufhin ein Brennen folgte, um einen Oxidpermanentmagneten zu erhalten. Die magnetischen Eigenschaften des Magneten sind in Tabelle 6 dargestellt.

Tabelle 6

	Br (G)	B^Hc ^(Oe)	I^Hc i°^e>
Nicht imprägnierter Teil ■	4100	3700	4120
Imprägnierter Teil	3860	3480	50 90

Es wurde somit ein Permanentmagnet mit hohen magnetischen Eigenschaften durch die kombinierte Wirkung von Na(GB^COO) und

erhalten.

Bei. dem Verfahren der Herstellung eines Magneten gemäss der Erfindung kann als Quelle des Stoffes zum Ändern der magnetischen Eigenschaften eine Lösung, die Na, Si, B, Ti, A, Cr, Ca, Sr, Pb, Ba oder ein ähnliches Material in Form von Ionen enthält, oder eine wässrige Lösunge von Borsäure, Borax, Wasserglas oder ähnlichem oder eine wässrige Lösung verwandt werden, die NO₃, CrO.,COOH, PO₃, SO₄ oder BO₃ in Form von Ionen enthält.Die Verwendung von Alumniumsulfat, Natriumacetat, Aluminiumchlorid oderAmmoniumalaun liefert gleichfalls günstige Ergebnisse.

Als nächstes werden im folgenden Ausführungsbeispiele der Verdichtung von breiförmigen Materialien beschrieben/ wobei ein Formhohlraum in eine Vielzahl von Hohlraumteilen unter Verwendung von Unterteilungselementen unterteilt ist, und dann die breiförmigen Materialien, die Ferritmaterialien mit verschiedenen Eigenschaften enthalten, in die Hohlraumteile jeweils geladen werden und die Unterteilungselemente entfernt werden, um die breiförmigen Materialien zu verdichten.

Ausführungsbeispiel 9: Fig. 7 zeigt eine vertikale Teilschnittansicht einer Verdichtungsvorrichtung, die bei der Erfindung verwandt wird, und Fig. 8 zeigt vertikale Teilschnittansichten einer Form zur Durchführung des Verfahrens der Herstellung eines verdichteten Magnetkörpers unter Verwendung der in Fig. 7 dargestellten Verdichtungsvorrichtung. In den Figuren ist ein Hauptkörper 71 der Form von einer Vielzahl von Stangen 79b gehalten, die an einer beweglichen Platte 79 befestigt sind, die an einem unteren Zylinder 710 angebracht ist, so dass der Hauptkörper 71 auf- und abbewegt werden kann. Der Hauptkörper 71 ist mit einem Formhohlraum 73 versehen und die Seitenwände des Hohlraumes sind mit Einlasslöchern 713, 714 für die breiförmigen Materialien jeweils versehen. Jedes der Löcher 713, 714 ist mit einer nicht dargestellten Fördereinrichtung für die breiförmigen Materialien verbunden. Ein unterer Stempel 72 ist an einem Ständer 78a gehalten, der auf einem Boden 78b angeordnet ist^, und ein Unterteilungselement 72a ist in einen Teil des Stempels 72 so gepasst, dass das Unterteilungselement 72a in vertikaler Richtung über einen Zwischenzylinder 711 bewegt werden kann, um eine Vielzahl von Formhohlräumen 73, 73a zu bilden. Um ein Auslaufen des breiförmigen Materials aufgrund des Breidruckes im Inneren des Hohlraumes 73 zu verhindern, sind Dichtungen 712, wie beispielsweise ein O-Ring am Umfangsteil des unteren Stempels

72 und an den Verbindungsteilen zwischen dem Stempel 72 und dem Unterteilungselement 72a eingepasst. Ein oberer Stempel 74, der an einem oberen Zylinder 77 befestigt ist, ist in vertikaler Richtung bewegbar und kann mit der oberen Aussenflache des Hohlraumteiles 73 zusammengepasst werden. Der obere Stempel 74 ist mit Ablauflöchern 75 versehen ,durch jfuie ein flüssiges Medium des Breies vom Inneren des HohlB-aumteiles. 73 abgeführt wird, während es durch das Filterelement 715 gefiltert wird, und das Medium wird von der Vorrichtung nach aussen über eine Flüssigkeitssammelkammer 76 und einen Flüssigkeitsabführungskanal 716 abgeleitet. Am Aussenumfang des Hauptkörpers ■ 71 ist eine Feldspule 717 angeordnet, die es erlaubt, ein magnetisches Pulver während des Verdichtungsvorganges auszurichten.

Die Verdichtungsvorrichtung arbeitet in der folgenden Weise.

■ Die obere Aussenflache des unteren Stempels 72, der am Ständer 78a befestigt ist, bildet eine Bezugsebene 7a, auf deren Grundlage das Unterteilungselement 72a, die Seitenwände des Hohlraumes des Hauptkörpers 71 und der obere Stempel 74, der über das Filterelement 715 angeordnet ist, der Reihe nach in vertikaler Richtung bewegt werden.

25. Zuerst wird der untere Zylinder 710 betätigt, um den Haupte körper 71 bis auf eine Höhe 7a über die Stangen 79b nach oben zu bewegen, die auf der beweglichen Platte 79a vorgesehen sind. Der obere Stempel 74 wird auf die obere Stirnfläche 7b des Hauptkörpers 71 mit dem dazwischen gehaltenen Filterelement 715 abgesenkt. Gleichzeitig wird das Unterteilungselement 72a nach oben durch die Arbeit des Zwischenzylinders 711 bewegt, bis die obere Stirnfläche des Unterteilungselementes die Ebene 7a erreicht, um den anderen Hohlraumteil 73a zu begrenzen, so dass der Hohlraumteil durch den oberen Stempel 74, die Seitenwände des Hohl-

raumes des Hauptkörpers 71 und des Unterteilungselementes 7 2a, den unteren Stempel 72 und ähnliche begrenzt ist. Unter Bezug auf Fig. 8a werden als nächstes die breiförmigen Materialien unter hohem Druck von den nicht dargestellten Fördereinrichtungen für die breiförmigen Materalien in die Hohlraumteile 73, 73' durch die Einlasslöcher 713' und 714 jeweils des Hauptkörpers 71 eingeführt. Während des Einführens des breiförmigen Materials in den Hohlraum in einem Magnetfeld bewirkt der Förderdruck, dass das flüssige Medium des Breies nach und nach durch das Filterelement 715 und die Ablauflöcher 75 in die Flüssigkeitssammelkammer 76 abgeführt wird, von der das Medium nach aussen durch den Abführungskanal 716 abgeführt wird, so dass sozusagen ein Vorformvorgang im Gange ist. Während der obere Stempel 74 langsam durch den oberen Zylinder 77 nach unten gedrückt wird, und die Fläche 7b des Hauptkörpers

71 nach unten getrieben wird, wird das Zuführen des breiförmigen Materials unter Druck fortgesetzt, bis das Einlassloch 713 durch den unteren Stempel 72 geschlossen wird.

Das Zuführen des breiförmigen Materials wird unterbrochen,

wenn die Einlasslöcher 713, 714 geschlossen werden. Nach der Vorformung auf die Höhe der unteren Stempelflache 7b in Fig. 8b wird das Unterteilungselement 72a durch den Zwischenzylinder 711 abgesenkt, bis die obere Stirnfläche des Elementes 72a mit der Fläche 7a des unteren Stempels

72 fluchtet, so dass sich darüber .ein einheitlicher Hohlraum ergibt. Dann werden der obere Stempel 74 und der Hauptkörper 71 weiter mit einer etwas höheren Geschwindigkeit abgesenkt und wird gleichzeitig der Schwebedruck des oberen Zylinders 710 und des Zwischenzylinders 711 allmählich entlastet, während das Material zwischen dem oberen . Stempel 74 und den unteren und sich bewegenden Stempeln 72, 72a gepresst wird, um ein abschliessendes Pressen in Fig. 8c zu bewirken. In diesem Augenblick ist der Schwebe-

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druck des unteren Zylinders 710 und des Zwischenzylinders 711 auf einen Druck entlastet, der gerade ausreicht, um das Gewicht vom Hauptkörper 71 und ähnlichem zu halten.

An diesem Punkt werden der verdichtete Körper X₁, der in den Hohlraumteil 73 auf der rechten Seite geladen wurde, und der verdichtete Körper X~ aus einem anderen Material, der in den Hohlraumteil 73' auf der linken Seite geladen wurde, in Form eines in einem Stück ausgebildeten verdichteten Körpers enthalten, der dem abschliessenden Pressen durch den oberen Zylinder 77 ausgesetzt wird, so dass er zu einem vollständig in einem Stück ausgebildeten verdichteten Gegenstand wird. Das gesamte Pressen zum Verdichten ist abgeschlossen, wenn der Druck des oberen Zylinders 77 entlastet wird. Weiterhin wird der Hauptkörper 71 der Form in die in Fig. 8d dargestellte Lage abgesenkt, um den verdichteten Körper X aus der Form herauszunehmen, wodurch ein Zyklus abgeschlossen ist.

Obwohl das obige Beispiel bei einem ebenen plattenförmigen verdichteten Körper beschrieben wurde, kann eine spezielle Formverdichtung (beispielsweise Bogenformen) in der oben beschriebenen Weise durch eine Änderung des unteren Stempels, des oberen Stempels und ähnlichem durchgeführt werden.

Beim Verdichten , um einen verdichteten Körper zu erhalten, wie es oben beschrieben wurde, wurden ein Strontiumferritmaterial, das Si enthält, das diesem Material zugegeben ist, (ein Hoch-Br-Material) für einen Teil des geformten Körpers 720 und ein Strontiumferritmaterial, das Al-O₃ enthält, das diesem Material zugegeben ist, (ein Hoch- _H -Material) für den anderen Teil des Körpers 720

JL ν-

verwandt und wurden die Arbeitsvorgänge des obigen Beispiels durchgeführt, um einen in einem Stück ausgebildeten verdichteten Verbundkörper zu erhalten. Der Verbundkörper wurde gebrannt, um einen in einem Stück ausgebildeten Verbundpermanentmagneten zur Verwendung als Feldmagnet zu erhalten.

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Ausführungsbeispiel 10: Fig. 9 zeigt eine vertikale Teilschnittansicht eines Verdichtungsvorrichtung, die bei der Erfindung verwandt wird,und Fig. 10 zeigt vertikale Teilschnittansichten einer Form zur Durchführung des Verfahrens der Herstellung eines verdichteten Maqnetkörpers uiil -P.I Vpi woi hI u ihj dot In J^;'ly. '.) da ujt¹ sie 1.1A en Verdichtungsvorrichtung. In beiden Figuren ist ein Hauptkörper 91 der Form durch eine Vielzahl von Stangen 99b gehalten, die auf einer beweglichen Platte 99 befestigt sind, die an einem unteren Zylinder 910 angebracht ist, so dass der Hauptkörper 91 auf- und abbewegt werden kann. Der Hauptkörper 91 ist mit einem Formhohlraum 93 versehen und die Seitenwände des Hohlraumes sind mit Einlasslöchern 913, 914 für breiförmige Materialien jeweils versehen. Jedes Loch 913, 914 ist mit einer nicht dargestellten Breifördereinrichtung verbunden. Ein unterer Stempel 7 2 ist an einem Ständer 98a gehalten, der auf einem Boden 98b angeordnet ist,und ein beweglicher Stempel 92a ist am Ständer 98a so angebracht, dass er über einen Zwischenzylinder 911 auf- und abbewegt werden kann, um den Formhohlraum zu liefern. Um ein Auslaufen des breiförmigen Materials aufgrund des Breidruckes im Inneren des.Hohlraumes 93 zu verhindern, sind Dichtungen 912, wie beispielsweise ein O-Ring, an den Umfangsteilen des unteren Stempels 92 und des beweglichen Stempels 92a eingepasst. Ein oberer Stempel 94, der an einem oberen Zylinder 97 befestigt ist, ist in vertikaler Richtung bewegbar und kann mit der oberen Aussenfläche des Hohlraumteiles 93 zusammen gepasst werden. Der obere Stempel 94 ist mit Ablauflöchern 95 versehen, durch die ein flüssiges Medium des breiförmigen Materials vom Inneren des Hohlraumteiles 93 abgeführt wird, während es durch das Filterelement 915 gefiltert wird. Das Medium wird von der Vorrichtung nach aussen über eine Flüssigkeitssammelkammer 96 und einen Flüssigkeitsabführungskanal 916 abgeführt. Am Aussenumfang

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des Hauptkörpers 91 ist eine Feldspule 917 angeordnet, die es erlaubt/ während des Formvorganges ein magnetisches Pulver auszurichten.

Die Formvorrichtung arbeitet in der folgenden Weise.

Die obere Aussenflache des unteren Stempels 92, der am Ständer 98a befestigt ist, bildet eine Bezugsebene 9a, auf deren Grundlage der bewegliche Stempel 92a, die Hohlraumseitenwände des Hauptkörpers 91 und der obere Stempel 94, der über das Filterelement 915 angeordnet ist, in vertikaler Richtung der Reihe nach bewegt werden. Zunächst wird der untere Zylinder 910 betätigt, um den Hauptkörper 91 bis auf eine Höhe 9A über die Stange 99b zu bewegen, die auf der beweglichen Platte 98 vorgesehen ist. Der obere Stempel 94 wird auf die obere Stirnfläche 9B des Hauptkörpers 91 abgesenkt, wobei das Filterelement 915 dazwischen gehalten ist. Der Hohlraumteil 93 wird vom oberen Stempel 94, den Hohlraumseitenwänden des Hauptkörpers 91 und des beweglichen Stempels 92a, dem unteren Stempel 92 und ähnlichem begrenzt, indem der bewegliche Stempel 92A über die Arbeit des Zwischenzylinders 911 nach oben bewegt wird, bis die obere Stirnfläche des beweglichen Stempels 92a die Bezugsebene 9A erreicht, um gleichzeitig einen nicht beladenen Teil zu begrenzen. Unter Bezug auf Fig. 10a wird als nächstes ein breiförmiges Material unter hohem Druck von nicht dargestellten Breifördereinrichtungen in den Hohlraumteil 93 durch das Einlassloch 913 eingeführt. Während das breiförmige Material in den Hohlraum eingeführt wird, bewirkt der Förderdruck, dass das flüssige Medium des breiförmigen Materials nach und nach über das Filterelement 96 und die Ablauflöcher 95 in die Flüssigkeitssammelkammer 96 abläuft, von der das Medium nach aussen über denAbführungskanal 916 abgeführt wird, was bedeutet, dass ein Vorformvorgang im Gange ist.

Während der obere Stempel 94 langsam durch den oberen Zylinder 9 7 nach unten gedrückt wird, und die Fläche 9B des Hauptkörpers 91 gleichfalls nach unten getrieben wird, wird die Zuführung des breiförmigen Materials unter Druck fortgesetzt, bis das Einlassloch 913 durch den unteren Stempel 92 geschlossen wird. Die Zuführung soll unterbrochen werden, wenn das Einlassloch 913 geschlossen wird. Nach der Vorformung auf die Höhe der unteren Stempelfläche 9b in Fig. 10b wird der bewegliche Stempel 92A durch den Zwischenzylinder 911 abgesenkt, so dass er mit der Fläche 9A des unteren Stempels 9 2 fluchtet oder etwas darunter liegt, wodurch ein neuer Formhohlraumteil 93' über dem beweglichen Stempel geliefert wird. Ein Brei aus einem anderen Material wird in den Formhohlraum 93' durch einen nicht dargestellten Breiförderer durch das Einlassloch 914 des Hauptkörpers 91 geladen. Während der Brei eingeführt wird, Fig. 10c, werden ein Vorformvorgang und das Abführen der abgelaufenen Flüssigkeit in derselben ausgeführt, wie es oben beschrieben wurde. Anschliessend werden der obere Stempel 94 und der Hauptkörper 91 weiter mit einer etwas höheren Geschwindigkeit abgesenkt und wird gleichzeitig der Schwebedruck des oberen Zylinders 910 und des Zwischenzylinders 911 allmählich entlastet, während das Material zwischen dem oberen Stempel 94 und dem unteren und beweglichen Stempel 92, 9 2a zusammengedrückt wird, um ein abschliessendes Pressen in Fig. 10d zu bewirken. Zu diesem Zeitpunkt ist der Schwebedruck des unteren Zylinders 910 und des Zwischenzylinders 91.1 auf einen Druck entlastet, der ausreicht, um das Gewicht vom Hauptkörper 91 und ähnlichem zu halten.

An dieser Stelle werden der verdichtete Körper 9X₁, der zuerst in den Hohlraumteil 93 geladen wurde, und der verdichtete Körper 9X~ aus dem anderen Material, das anschliessend in den Hohlraumteil 93' geladen wurde, als ein

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einteiliger verdichteter Körper erhalten, der dem endgültigen Pressen durch den oberen Zylinder 97 ausgesetzt wird, damit er zu einem vollständig in einem Stück ausgebildeten verdichteten Gegenstand wird. Das gesamte Pressen zum Verdichten ist abgeschlossen, wenn der Druck des oberen Zylinders 97 entlastet wird. Der Haüptkörper 91 der Form wird weiter bis in die in Fig. 1Oe dargestellte Lage abgesenkt, um den verdichteten Körper 9X aus der Form herauszunehmen, wodurch ein Zyklus abgeschlossen ist.

Obwohl das obige Beispiel bei einem ebenen plattenförmigen Verdichtungskörper beschrieben wurde, können auch spezielle Formverdichtungen (beispielsweise Bogenformen) durchgeführt werden, wie es oben angegeben wurde, indem der untere Stempel ,der obere Stempel und ähnliches geändert werden. Beim Verdichten, um einen verdichteten Körper zu erhalten, wie es oben beschrieben wurde, wurde ein Strontiumferritmaterial, das Si enthält, das dem Material zugegeben ist (ein Hoch-Br-Material 921), für den einen Teil des verdichteten Körpers 920 verwandt und wurde ein Strontiuinferritmaterial, das Al₂O-, enthält> das diesem Material zugegeben ist, (ein Hoch- H -Material 922) für den anderen Teil des Körpers 920 verwandt und wurde der Arbeitsvorgang des obigen Beispiels durchgeführt, um einen in einem Stück ausgebildeten, verdichteten Verbundkörper zu erhalten. Der Verbundkörper wurde gebrannt, um einen in einem Stück ausgebildeten Verbundpermanentmagneten zu erhalten. Wenn der Permanentmagnet als Feldmagnet beim Zusammenbau einer Drehmaschine verwandt wurde, zeigte die sich ergebende Magnetdrehmaschine eine stark erhöhte Arbeitsleistung aufgrund der Verbesserung der Ausgangsleistung. Weiterhin verbessert die Erfindung den Entmagnetisierungsfaktor auf 1 % oder weniger, was im Gegensatz zum Entmagnetisierungsfaktor von 20 bis 30% steht, der bei einer Drehmaschine erhalten wird, die¹ einen herkömmlichen Magneten aus einem einzigen Material enthält. Die Erfindung hat auch noch

-M

viele andere Wirkungen, beispielsweise einen merklichen Einfluss auf die Vereinfachung des Arbeitsverfahrens zur Herstellung eines Magneten und des Zusammenbaues einer Drehmaschine und auf eine Erhöhung des Wirkungsgrades.

Ausführungsbeispiel 11: Fig. 14 zeigt eine Querschnttsansicht eines Gleichstrommotors mit Permanentmagneten, bei dem bogensegmentförmige Ferritmagnete 821 an der Innenseite eines Statorjoches 81 befestigt sind, wobei jeder Magnet 821 im Bereich eines Winkels Qm liegt. Im Magnet 821 umfasst etwa die Hälfte auf der rückwärtigen Seite (Einlaufseite) in Drehrichtung (Richtung des Pfeiles) des Ankers 84 einen Ferritmagneten 82 mit einem hohen Br-Wert, während der Rest auf der vorderen Seite (Auslaufseite) zur Drehrichtung aus Ferritmagneten 830. bis 835 aufgebaut ist, deren _TH_r,-Wert abnimmt und deren Br-Wert

JL Vw

zunimmt, und zwar im wesentlichen fortlaufend von der Endfläche zur Mitte. Der Ferritmagnet 821 hat nämlich den Ferritmagneten 83 5 mit hohem Br-Wert und niedrigem H -Wert in der Mitte und den Ferritmagneten 830 mit hohem H -Wert und niedrigem Br-Wert an dem Ende.

JL * V-*

Fig. 15 zeigt ein Flussdichteverteilungsdiagramm für den Spalt zwischen dem Anker und dem Permanentmagneten, wobei die Kurve a den Zustand nach einer Sättigungsmagnetisierung und die Kurve b den Zustand nach einer Entmagnetisierung durch ein Entmagnetisierungsfeld unter der Ankerreaktion zeigen, die aus einem überstrom entsteht. Wie es aus Fig. 15 ersichtlich ist, ist der Permanentmagnet der

Erfindung hochstabil gegenüber äusseren Entmagnetisierungsfeidern, zeigt der Permanentmagnet der Erfindung eine geringe Entmagnetisierung und kann der Permanentmagnet der Erfindung für einen Gleichstrommotor mit hoher Zuverlässig-35

keit verwandt werden. Im allgemeinen ist ein höherer jH^^-Wert für die Erhöhung der Entmagnetisierungsbeständigkeit eines Ferritmagneten wirksam, die begleitende Abnahme im Br-Wert führt jedoch zu einer niedrigeren Flussdichte im Spalt, einem kleineren effektiven Fluss und einem niedrigeren Drehmoment des Motors. Bei der Erfindung nimmt der Endmagnet 830, der aus einem Hoch- !!--Material besteht, jedoch nur einen sehr kleinen prozentualen Anteil des Volumens des gesamten Magneten ein und kann daher ein hochzuverlässiger Motor mit minimaler Abnahme der Motorleistung erhalten werden. Fig. 12 und 13 zeigen eine Querschnittsansicht und ein Flussdichteverteilungsdiägramm (die Fig. 14 und 15 entsprechen) für ein Vergleichsbeispiel.

Die magnetischen Eigenschaften des Permanentmagneten der Erfindung können fortlaufend beispielsweise dadurch verändert werden, dass Magnete geliefert werden, die sich fortlaufend ändernde Mengen an Aluminiumoxid oder einem anderen Metalloxid enthalten,und dass die Magnete so kombiniert werden, dass sie eirteh Magneten mit verschiedenen Kennwerten bilden. '""..,

Die Erfindung liefert einen ausgezeichneten irt einem Stück ausgebildeten Oxidverbundpermanentmagneten für einen Motor mit magnetischen Eigenschaften, die von Teil zu Teil verschieden sind, indem der Unterschied in der gesinterten Dichte zwischen einem gesinterten Teil mit hohem H_-Wert und einem gesinterten Teil mit hohem Br-Wert spezifiziert wird.

Der Oxidpermanentmagnet gemäss der Erfindung ist ein in einem Stück ausgebildeter gesinterter Verbundmagnet mit wenigstens zwei Teilen, die verschiedene magnetische Eigenschaften haben. Wenn der Unterschied in der ge-

sinterten Dichte zwischen einem gesinterten Teil mit einer höheren Koerzitivkraft und einem Teil mit einer höheren Restflussdichte so festgelegt ist, dass er nicht mehr als 0,5 g/cm beträgt, können die magnetischen Eigenschaften zwischen der Seite mit hohen Br-Wert und der Seite mit hohem H -Wert ins Gleichgewicht gebracht werden. Der Unterschied in der gesinterten Dichte beträgt vorzugsweise etwa 0,3 g/cm .

Ausführungsbeispiel 12: Einem vorgebrännten Pulver mit einem molaren Verhältnis von SrO/Fe^O, von 5,2 bis 5,8 wurden 0,8 bis 1,2 Gewichts-% CaCO₃ und 0,3 bis 0,6 Gewichts-% SiO„ als Zusätze für einen höheren Br-Wert zugegeben und das sich ergebende Gemisch wurde auf eine mittlere Teilchengrösse von 0,6 bis 1,1 pm gemahlen, um ein gemahlenes Hoch-Br-Pulver zu erhalten. Andererseits wurden demselben vorgebrannten Pulver 0,8 bis 1,6 Gewichts-% CaCO₃, 0,4 bis •1,0 Gewichts-% SiO₃ und 1,5 bis 4,0 Gewichts-% Al₃O₃ als Zusätze für einen höheren H -Wert zugegeben und wurde das sich ergebende Gemisch auf eine mittlere Teilchengrösse von 0,6 bis 1,1 μπι gemahlen, um ein gemahlenes Hoch-_H -Pulver zu erhalten. Die Mengen der verwandten Zusätze hängen natürlich von der Teilchengrösse der gemahlenen Pulver, dem Bereich der gewünschten magnetischen Eigenschaften, den Sintertemperaturen usw. ab. Die oben erwähnten Bereiche sind daher nur ein Beispiel, die Erfindung kann auch unter Verwendung von Zusätzen in Mengen ausgeführt werden, die jenseits der oben erwähnten Grenzwerte liegen. Die beiden Arten der gemahlenen Pulver wurden jeweils in einen Brei umgewandelt, der 0 bis 1 Gewichts-% Polyvenylalkohol und 50 bis 70 Gewichts-% des magnetischen Pulvers enthielt. Die breiförmigen Materialien wurden getrennt in die unterteilten Hohlräume einer Form von 100 χ 50 mm geladen, die mit einer 1 mm starken Unterteilung im mittleren Teil versehen war.

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Nach dem Entfernen der Unterteilung wurde eine Nassverdichtung in einem magnetischen Feld von 5000 bis 10000 Oe durchgeführt, um einen verdichteten Körper mit den Abmessungen 100 χ 50 χ 10 mm zu erhalten, der dann bei einer Temperatur von 1120 bis 1200⁰C gesintert wurde.

Die magnetischen Eigenschaften des in dieser Weise erhaltenen Oxidmagneten wurden gemessen, die typischen Messergebnisse sind in der Tabelle 7 dargestellt.

Tabelle

	Gesinterte Dichte (g/cm³)	Br (G)	_IH_c (Oe)
Hoch-Br-Seite	4.95	4150	2400
Hoch-jH—Seite	4.64	3200	5180

Ähnliche Ergebnisse wurden auch dann erhalten, wenn ein Ba-Ferritmagnet in derselben Weise.behandelt wurde, wie es oben angegeben ist.

Ausführungsbeispiel 13: Ein Brei, der dasselbe !gemahlene Hoch-Br-Pulver wie beim Beispiel 12 enthielt, wurde in einem anliegenden Magnetfeld von 8000 bis 10000 Oe verdichtet, um einen verdichteten Körper aus einem einzigen Bestandteil zu erhalten, der dieselbe Grosse wie der beim Beispiel 12 hatte. Nach dem Trocknen des verdichteten Körpers auf einer Temperatur von 90 bis 100⁰C bis zu einer Verminderung des Wassergehaltes auf 4 Gewichts-% oder weniger wurde ein bestimmter Teil des Körpers in eine 20 bis 25 gewichts-%ige wässrige Lösung von Aluminium^- acetat bei Raumtemperatur eingetaucht, um den Teil mit der Lösung zu imprägnieren. Die Wirkung dieses Eintauchens kann auch dadurch erhalten werden, dass eine wässrige Lösung

aufgebracht oder aufgesprüht wird, die Al Ionen enthält, Der in dieser Weise behandelte verdichtete Körper würde getrocknet und anschliessend auf einer Temperatur im Bereich von 1100 bis 1200⁰C gesintert. Die Ergebnisse sind in Tabelle 8 dargestellt.

Tabelle 8

10

15

	Gesinterte Dichte ' (g/cm³)	Br (G)	Α <^Oe)	4130
1 Hoch-Br-Seite	4.68		I	4150
2	4.66			4240
3	4.65			4520
4	4.53			4770
5	4.35			5170
6 Hoch-^-Seite·.	4.18
3820
3780
3660
3500
3340
3220

20 25 30

In Fig. 8 sind die Teile, die hohe _TH -Werte zeigen, die-

3 +
jenigen, die mit Al imprägniert oder dotiert worden sind. Aus Fig. 8 ist deutlich, dass die Ergebnisse, die beim Eintauchverfahren erhalten werden, im wesentlichen dieselbe Tendenz wie diejenigen Ergebnisse zeigen, die durch eine Pressverdichtung erhalten werden, die beim Beispiel 12 beschrieben wurde. Um einen höheren H -Wert zu erzielen, war es nötig, den Unterschied in der ge-

p-Seite und der Hc gegebener Grenzwerte

sinterten Dichte zwischen der Hoch- H -Seite und der Hoch-Br^-Seite auf einen Wert innerhalb zu steuern.

35

Der in dieser Weise erhaltene Magnet mit hoher Koerzitivkraft an seinem einen Teil ist extrem zweckmässig für

- ae -

verschiedene Drehmaschinen, die eine hoheEntmagnetisierungsbeständigkeit haben müssen.

Bei den obigen Beispielen wurden zum Zweck der genauen Messung der Restflussdichte Br, der Koerzitivkraft _TH und der gesinterten Dichte des Produktes plattenartige · Magnetformen verwandt. Für Magnete, die die Form eines Bogensegmentes haben, was gewöhnlich bei einteiligen Verbundmagneten für Drehmaschinen der Fall ist, wurden im wesentlichen dieselben Ergebnisse wie für plattenförmige Magnete erhalten. .

Der gesinterte Magnet der Erfindung mit gesteuerter gesinterter Dichte hat auch andere ausgezeichnete Wirkungen, wie eine Abnahme der Grosse und des Gewichtes, eine Energieeinsparung usw. und ist sehr wertvoll auf gewerblicher Basis.

Gewerbliche Anwendbarkeit

Der Verbundpermanentmagnet für die magnetische Erregung gemäss der Erfindung ist ausserordentlich gut geeignet für die Verwendung in Anlassermotoren, Servomotoren, Magnetgeneratoren und an anderen Stellen, wo ein Ent-

2S magnetisierungsfeld herrscht, und hat einen grossen gewerblichen Wert.

Claims

- Io - ■ PATENTANSPRÜCHE

1. Verbundpermanentmagnet für die magnetische Erregung, der ein erstes Material und ein zweites Material umfasst, die beide dieselbe Grundzusammensetzung aufweisen und in einem Stück zu einem Körper geformt sind, wobei das erste Material eine höhere Restmagnetflussdichte Br verglichen mit dem zweiten Material hat und das zweite Material eine höhere Koerzitivkraft _TH verglichen mit dem ersten Material hat.

2. Verbundpermanentmagnet für die magnetische Erregung nach Anspruch 1, wobei jedes der Materialien ein Permanentmagnetmaterial aus gesintertem Oxid mit hexagonalem Gitter ist, das die Hauptzusammensetzung MO^nFe₃O₃ hat, wobei M wenigstens eine Materialart ist, die aus der Gruppe gewählt ist, die aus Ba, Sr, Pb und Ca oder einem Gemisch daraus besteht, und η eine Zahl von 5 oder 6 ist.

3. Verbundpermanentmagnet nach Anspruch 1, wobei das erste Material 0,2 bis 5 Gewichts-% Al₂Q₃ enthält und das zweite Material bis zu 0,1 Gewichts-% Al₃O- enthält.

4. Verbundpermanentmagnet nach Anspruch 1, wobei ein Brei oder eine Pulvermasse,der oder die Oxidpulver umfasst, die hauptsächlich MO^nFe₃O₃ enthalten (wobei M eine Materialart ist, die aus der Gruppe gewählt ist, die aus Ba, Sa, Pb und Ca oder einem Gemisch daraus besteht, und η eine Zahl von 5 bis 6 ist) durch Pressen in einer Metallform verdichtet wird, anschliessend ein Teil des sich ergebenden verdichteten Körpers mit einer Flüssigkeit imprägniert wird und der Körper gebrannt wird, so dass die Koerzitivkraft _IH_C des mit der Flüssigkeit imprägnierten Teiles

grosser als die des nicht imprägnierten Teiles aufgrund der Wirkung eines Stoffes, der in der Flüssigkeit enthalten
ist, oder der Wirkung eines Stoffes wird, der über eine
Änderung aus dem in der Flüssigkeit enthaltenen Stoff gebildet wird.

5. Verbundpermanentmagnet nach Anspruch 4, wobei die Flüssigkeit eine oder mehrere Kationen oder elektropositive Atome von metallischen oder halbmetallischen Elementen

oder ein Gemisch daraus enthält und der Teil, der mit
der Flüssigkeit imprägniert wurde, eine Koerzitivkraft
H hat, die durch die Wirkung der Kationen oder der
elektropositiven Stoffe oder der Wirkung von Stoffen
erhöht ist, die über eine Änderung aus den Kationen oder den elektropositiven Stoffen gebildet sind.

6>. Verbundpermanentmagnet nach Anspruch 4, wobei die Flüssigkeit zusätzlich zu den Kationen oder zu den elektropositiven
Stoffen eine oder mehrere Materialarten enthält, die aus einer Gruppe gewählt sind, die aus NOa, CrO., COOH,
SO₄ und BO₃ besteht.

7. Verbundpermanentmagnet nach Anspruch 5, wobei das Kation oder der elektropositive Stoff Na, Si, B, Ti, Al, Cr, Ca, Sr, Ba, Pb oder ein Molekül ist, das solche Elemente enthält.

8. Verbundpermanentmagnet nach Anspruch 6, wobei die

Flüssigkeit Aluminiumsulfat, Natriumacetat, Aluminiumchlorid oder Ammoniumalaun enthält.

9. Verbundpermanentmagnet nach Anspruch 6, wobei die Flüssigkeit eine Materialart oder mehrere enthält, die

aus einer Gruppe gewählt ist oder sind, die aus Borsäure, Borax und Wasserglas besteht.

- 34 - ■■..·■■.

10. Verfahren zum Herstellen eines Verbundpermanentmagneten für die magnetische Erregung, welches Verfahren die Schritte der Verdichtung von zwei oder mehreren breiförmigen Materialien mit verschiedenen magnetischen Eigenschäften in einem Formhohlraum, wobei jedes der breiförmigen Materialien Oxidpulver enthält und eine Grundzusammensetzung aufweist, die hauptsächlich aus MO-nFe-O-besteht (wobei M ein Material oder mehrere ist, das aus der Gruppe gewählt ist, die aus Ba , Sr, Pb und Ca oder einem Gemisch daraus besteht, und η eine Zahl von 5 bis 6 ist), um einen einteiligen verdichteten Körper zu bilden, der aus zwei oder mehreren Materialien mit verschiedenen magnetischen Eigenschaften besteht, und das Brennen des verdichteten Körpers umfasst, um einen einteiligen Körper zu erhalten, der aus zwei oder mehr Materialien besteht, die dieselbe Grundzusammensetzung haben, sich jedoch in ihren magnetischen Eigenschaften unterschieden, so dass ein erstes Material eine höhere Restmagnetflussdichte Br als die Restmagnetflussdichte der anderen Materialien hat und ein zweites Material eine höhere Koerzitivkraft H als die Koerzitivkraft des ersten Materials hat.

JL v*

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Form mit zwei oder .mehr Breibeladungsöffnungen versehen ist und zwei oder mehr breiförmige Materialien mit verschiedenen magnetischen Eigenschaften durch die Öffnungen in den Formhohlraum geladen werden.

12. Verfahren nach Anspruch 10, welches Verfahren die Schritte des Drückens von zwei breiförmigen Materialien in eine Form jeweils durch zwei Breibeladungsöffnungen, die in den Seitenwänden der Form vorgesehen sind, wobei beide Enden der Seitenwände vor der Verdichtung offen sind, eines der Enden mit einem festen unteren Stempel verschlossen wird und das andere Ende mit einem oberen Stempel zum Zeitpunkt

der Verdichtung verschlossen wird, und der Verdichtung der breiförmigen Materialien umfasst, während der flüssige Anteil der breiförmigen Materialien über Ablauflöcher, die in der Wand der Form vorgesehen sind, abgeführt wird, welches Verfahren weiterhin die Schritte in der folgenden Abfolge umfasst:

(a) Begrenzen eines Formhohlraumes durch Schliessen eines Endes der offenen Seitenwand der Form mit einem festen unteren Stempel und durch Schliessen des anderen Endes mit einem oberen Stempel,

(b) Drücken von zwei breiförmigen Materialien in den Förmhohlraum durch jeweilige Breibeladungsöffnungen,

(c) bei fortgesetzter Zuführung der breiförmigen Materialien Bewegen des oberen Stempels und der Seitenwände nach unten, um das Volumen des Formhohlraumes zu verringern, wodurch der flüssige Teil der breiförmigen Materialien durch Ablauföffnungen abgeführt wird, die im oberen Stempel vorgesehen sind.und die Breibeladungsöffnungen mit dem unteren Stempel geschlossen werden, und die Verdichtung unter den Verhältnissen abgeschlossen wird, dass das breiförmige Material nicht zurückfliessen oder aus der Fqrm herausfliessen kann,

(d) weiteres Bewegen der Formseitenwände nach unten, woraufhin der obere Stempel nach oben bewegt wird, um den verdichteten Körper herauszunehmen, und

(e) Bewegen der Seitenwände nach oben, um die Breibeladungsöffnungen zu öffnen und Bewegen des oberen Stempels nach unten, um dadurch den Formhohlraum zu begrenzen.

13. Verfahren nach Anspruch 11, welches Verfahren die Schritte der Begrenzung eines Verdichtungsraumes durch die Formseitenwände, die an beiden Enden offen sind,und einen oberen und einen unteren Stempel, des Drückens der breiförmigen Materialien in den Verdichtungsraum und der Verringerung des Volumens des Verdichtungsraumes umfasst, um den flüssigen Teil der breiförmigen Materialien durch Ablauflöcher abzuführen, die in der Formwand vorgesehen sind,

und einen verdichteten Körper zu erhalten, wobei der Verdichtungsraum vorher in eine Vielzahl von Formhohlräumen durch Unterteilungselemente unterteilt wird, die breiförmigen Materialien in die Hohlräume jeweils geladen werden, jedes breiförmige Material einer primären Verdichtung unterworfen wird, anschliessend die Unterteilungselemente entfernt werden und die breiförmigen Materialien einer sekundären Verdichtung gemeinsam unterworfen werden, um einen verdichteten Verbundkörper zu erhalten.

14. Verfahren nach Anspruch 11,welches Verfahren das Begrenzen eines Verdichtungsraumes durch die Formseitenwände, die an beiden Enden offen sind,und den oberen und den unteren Stempel, das Drücken der breiförmigen Materialien in den Verdichtungsraum und das Vermindern des Volumens des Verdichtungsraumes umfasst, um den flüssigen Teil der breiförmigen Materialien durch Ablauflöcher abzuführen, die in einer Formwand vorgesehen sind, und einen verdichteten Körper zu erhalten, wobei ein Teil des Formhohlraumes vorher mit dem Stempel abgedeckt wird, eines der breiförmigep Materialien in den offenen Hohlraumteil gedrückt und einer primären Verdichtung unterworfen wird, anschliessend der vorher mit dem Stempel abgedeckte Teil geöffnet wird, ein anderes breifÖrmiges Material in den geöffneten Hohlraumteil gedrückt und zusammen mit dem primär verdichteten breiförmigen Material verdichtet wird, um einen in einem Stück ausgebildeten verdichteten Körper zu erhalten, worauf ein Sintern des verdichteten Körpers folgt.

15. Magnet nach Anspruch 2, wobei der Unterschied in der gesinterten Dichte zwischen dem Teil, der eine hohe Koerzitivkraft hat, pnd dem Teil, der eine hohe Restflussdichte hat, nicht grosser als 0,5 g/cm ist.

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