DE4007533C1 - - Google Patents

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Magnetfabrik Schramberg & Co 7230 Schramberg De GmbH
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines gesinterten SEFe-Permanentmagneten mit einem hohen Anteil einer tetragonalen magnetischen Phase des SE₂Fe₁₄B- und/oder SE₂Fe₁₄C-Typs und mit hoher Korrosionsbeständigkeit.
Ein derartiges Verfahren ist aus der EP 02 48 665 A2 bekannt. Dabei werden zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit Füllstoffe zum Füllen der Leerräume in die Legierung eingebracht oder teuere Seltenerdverbindungen verwendet, sowie eine besondere Oberflächenschutzschicht aufgebracht. Dieses Verfahren ist aufwendig und kostspielig.
Aus "Journal of Magnetism and Magnetic Materials" Vol. 80 (1989), Seiten 109 bis 114, werden die Vorgänge bei der schnellen Abkühlung von Nd-Fe-B-Legierungen beschrieben. Dabei bildet sich in der dem Schmelzspinnen nachfolgenden Kristallisation eine glasige amorphe Phase, die Nd, Fe und B enthält. Die Untersuchungen sind dabei auf Legierungen mit niedrigem und hohem Borgehalt gestützt. Die Zugabe von Zusatzelementen, wie Glas, - das auch amorph ist - ist dabei nicht erwähnt. Der Nachweis ist jedoch erbracht, daß zur Bildung eines Hochenergiemagneten die bislang bei Sintermagneten gebildete korrosive Grenzphase nicht notwendig ist.
Aus der EP 1 01 552 A2 ist bekannt, daß die Nd-Fe-B-Hochenergiemagnete gepreßt und gesintert werden. Sie benötigen in der Legierung einen Überschuß an SE, damit sich die magnetische Phase Se₂Fe₁₄B und/oder SE₂Fe₁₄C überhaupt bilden kann. Dieser Überschuß führt zu großen Anteilen an SE-reichen nichtmagnetischen Phase, die sich um die magnetische Phase anlagern. Diese SE-reichen nichtmagnetischen Phasen führen in Verbindung mit den magnetischen SE₂Fe₁₄B- und/oder SE₂Fe₁₄C-Phasen zu einem nicht korrosionsbeständigen Permanentmagneten, da diese Phasen elektrochemisch unterschiedliche Potentiale annehmen, korrosionsempfindlich sind und sich gegenseitig beeinflussen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art anzugeben, mit dem ohne zusätzliche Oberflächenschutzschicht die Korrosionsbeständigkeit wesentlich verbessert werden kann.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der dem Permanentmagneten zugrundeliegenden Legierung ein Anteil von 1,5 bis 8 Volumenprozente Glaspulver beigegeben wird.
Die Bildung der Glasphase kann nach weiteren Ausgestaltungen dadurch verbessert werden, daß der Ausgangsschmelze für die Legierung ein Anteil von 1,0 bis 5 Volumenprozente an metallischem Cer beigegeben wird, oder daß der Ausgangsschmelze für die Legierung ein Anteil von 1,0 bis 5 Volumenprozente an metallischem Yttrium beigegeben wird.
Das Glaspulver kann zusammen mit der Ausgangsschmelze für die Legierung gemahlen werden und so einfach in die Legierung eingebracht werden. Da Glas in der Regel selbst einen Anteil an Bor oder Boroxyd enthält, kann vorgesehen sein, daß das Glaspulver einen Anteil an Bor oder Boroxyd enthält, der bei der Herstellung der Legierung berücksichtigt wird. Der Sinter- und Magnetisierungsvorgang läuft in üblicher Weise ab. Die nichtmagnetische Phase aus Glas schließt die korrosionsempfindliche, magnetischen SE₂Fe₁₄B- und/oder SE₂Fe₁₄C-Phasen ein. Die Glasphase ist absolut korrosionsbeständig, verschlechtert aber die magnetischen Eigenschaften des SEFe-Permanentmagneten nur unwesentlich. Da die Bestandteile der Glasphase eine größere Affinität zur Oxydbildung haben wie SE, kann überschüssiges SE in Metallform freiwerden, das an der Oberfläche des Permanentmagneten leicht oxydieren kann, während es im Inneren des Permanentmagneten korrosionsbetändig in die Glasphase eingebettet ist. Auch die tetragonale magnetische kristalline Phase ist korrosionsbeständig in Glas eingebettet.
Der so gefertigte Permanentmagnet weist einen erhöhten elektrischen spezifischen Widerstand auf und eignet sich besonders für die Verwendung in Motoren, Magnetkupplungen oder dgl., bei der es auf eine kleinere Eigenerwärmung durch Wirbelstrombildung ankommt.
Zur Bildung des Dauermagneten wird eine Sintertemperatur von etwa 900 bis 1100°C gewählt. Da die Bestandteile der Glasphase in der Regel eine niedrigere Schmelztemperatur aufweisen, ist sichergestellt, daß bei der Sinterung die für die Bildung der Glasphase erforderlichen chemischen Reaktionen stattfinden. Die Schmelztemperatur des Glaspulvers kann dabei auch noch durch den Anteil des Bors im Glas beeinflußt und an das Herstellungsverfahren angepaßt werden.
Das Pressen, Sintern und eventuelle Wärmenachbehandeln und die Magnetisierung erfolgen in bekannter Weise, wobei der Preßdruck, die Sintertemperatur und die Behandlungszeiten durchaus variiert werden können.
Als Seltene Erdmetalle (SE) werden vorzugsweise Nd und/oder Pr mit ausreichendem Sauerstoffgehalt (O₂) verwendet. Dieser Sauerstoff wird von Yttrium oder Cer reduziert und bildet mit anderen Elementen ein Glas. Der Legierung können auch zusätzliche Glasbildner, wie Bi₂O₃, SiO₂, B₂O₃, CaO, Al₂O₃, K₂O, Na₂O, Y₂O₃, Ce₂O₃ beigegeben werden. Die Legierung kann auch andere Bestandteile, wie Co, Al, Cy, Mo, Ga, C, O₂ enthalten.

Claims (7)

1. Verfahren zum Herstellen eines gesinterten SEFe-Permanentmagneten mit einem hohen Anteil einer tetragonalen magnetischen Phase des SE₂Fe₁₄B und/oder SE₂Fe₁₄C-Typs und mit hoher Korrosionsbeständigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß einer dem Permanentmagneten zugrundeliegenden Legierung ein Anteil von 1,5 bis 8 Volumenprozente Glaspulver beigegeben wird.
2. Verfahren zum Herstellen eines Permanentmagneten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer Ausgangsschmelze für die Legierung ein Anteil von 1,0 bis 5 Volumenprozente an metallischem Yttrium beigegeben wird.
3. Verfahren zum Herstellen eines Permanentmagneten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer Ausgangsschmelze für die Legierung ein Anteil von 1,0 bis 5 Volumenprozente an metallischen Cer beigegeben wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Glaspulver einen Anteil von Bor oder Boroxyd enthält, der für die Zusammensetzung der Legierung berücksichtigt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Atmosphäre und Temperatur beim Sintern so gewählt werden, daß sich eine Glasphase an den Korngrenzen des Permanentmagneten bildet.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ausgangsschmelze für die Legierung als Seltenes Erdmetall Nd und/oder Pr mit ausreichend Sauerstoff (O₂) enthält.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung zusätzliche Glasbildner, wie Bi₂O₃, SiO₂, B₂O₃, CaO, Al₂O₃, K₂O, Na₂O; Y₂O₃, Ce₂O₃ enthält.
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