DE4036276A1

DE4036276A1 - Magnetisch anisotroper r-t-b-magnet

Info

Publication number: DE4036276A1
Application number: DE4036276A
Authority: DE
Inventors: Makoto Shinoda; Katsunori Iwasaki; Shigeho Tanigawa; Masaaki Tokunaga
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1989-11-14
Filing date: 1990-11-14
Publication date: 1991-05-16
Also published as: JPH03241705A; US5286308A; US5162063A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen magnetisch anisotropen R-T-B-Magneten, der von einem Übergangsmetall (T), einem Element der Seltenen Erden (R), einschließlich Y, und Bor (B), ausgeht, und insbesondere einen magne tisch anisotropen Magneten mit einer zwischen seinem Zentrum und seinem Umfang im wesentlichen gleichförmigen maximalen Energieproduktverteilung, so daß er zur Ver wendung in Schwingspulenmotoren, Magnetfeldröhren, linearen Motoren, MRI, etc. geeignet ist.

Im Hinblick auf die in magnetischen Kreisen von Schwingspulenmotoren, Magnetfeldröhren, linearen Motoren, MRI, etc., verwendeten Permanentmagneten ist es nicht nur wichtig, daß sie hohe absolute Werte des maximalen Energieprodukts (BH)_max (Gütezahl) aufweisen, sondern auch das maximale Energieprodukt (Gütenzahl) soll im wesentlichen gleichförmig zwischen dem Zentrum und dem Umfang verteilt sein. Insbesondere in letzter Zeit werden Permanentmagnete mit solchen Eigenschaften zunehmend gebraucht.

Da von den Elementen der Seltenen Erden (R), den Übergangsmetallen (T) und Bor (B) ausgehende Permanent- Magnete (im folgenden als "R-T-B-Magnete" bezeichnet) preiswert sind und gute magnetische Eigenschaften zeigen und die oben genannten Anforderungen erfüllen, haben sie viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen (JP-OS Nr. 61-2 66 056).

R-T-B-Magnete werden in gesinterte und schnell abgeschreckte Magnete eingeteilt. Unter ihnen haben Permanentmagnete, die durch schnelles Abschrecken von Legierungsschmelzen hergestellt wurden, um dünne Bänder oder Blättchen zu bilden, die fein pulverisiert, heiß gepreßt und danach der plastischen Verformung bei hohen Temperaturen ausgesetzt wurden, um ihnen magnetische Anisotropie zu vermitteln (im folgenden als "bei hoher Temperatur plastisch verformte Magnete" bezeichnet), zunehmend Aufmerksamkeit auf sich gezogen (JP-OS Nr. 60-1 00 402).

Bekannt sind bei hoher Temperatur plastisch ver formte Magnete, die ein maximales Energieprodukt (Güte zahl) besitzen, das folgender Gleichung entspricht:

(A-B)×100/A4,

wobei A das maximale Energieprodukt (Gütezahl) im Zentrum und B das maximale Energieprodukt (Gütezahl) am Umfang darstellt, ein durchschnittlicher Wert des gesamten maximalen Energieprodukts (Gütezahl) liegt bei 1,592×10⁷ Jm^-3 (20 MGOe) oder mehr mit kleinen Un gleichmäßigkeiten (JP-OS Nr. 1-2 51 703).

Wie aber aus der oben angegebenen Gleichung her vorgeht, muß bei diesen bei hohen Temperaturen plastisch verformten Magneten AB sein, und ihre gesamten maximalen Energieprodukte (Gütezahlen) betragen 1,822- 2,005×10⁷ Jm^-3 (22,9-25,2 MGOe) (siehe Beispiele); diese Werte sind ungenügend, um Hochleistungsmagnetkreise zu bilden.

Die Einhaltung der Beziehung AB wird deshalb für erforderlich gehalten, weil die Zentren der Magnete weniger plastisch fließfähig sind als die Umfänge, aufgrund der Reibung zwischen den Magneten und den Düsenoberflächen bei der plastischen Verformung. Auf jeden Fall sind solche Einschränkungen unerwünscht, um die Erfordernisse des Markts zu erfüllen.

Daneben verursacht die ungleichmäßige Deformation der Magnete ein Ausbeulungsphänomen, das zu großen Rissen an den Umfängen der resultierenden Magnete führt, obwohl die JP-OS Nr. 1-2 51 703 dazu schweigt. Um hochleistungs fähige Magnete zu erhalten, ist dies aber ein ernsthaftes Problem. Insbesondere im Fall der Schwingspulenmotoren, die in äußeren Speichereinheiten von Computern verwendet werden, verursacht Verstauben aufgrund von Rissen ernst hafte Schwierigkeiten.

Dementsprechend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen bei hohen Temperaturen plastisch geformten Magneten bereitzustellen, der eine gleich förmige maximale Energieproduktverteilung aufweist und nicht von Rißbildung betroffen ist.

Die Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst.

Als Ergebnis intensiver Forschung hinsichtlich der obengenannten Aufgabe haben die Erfinder entdeckt, daß die obengenannte Aufgabe erfüllt werden kann, durch eine optimale Kombination eines kohlenstoffhaltigen Zusatz stoffes, der die magnetischen Eigenschaften durch Reaktion mit dem magnetischen Pulver bemerkenswert erhöht, durch ein optimales Schmiermittel, das mit dem bei hohen Temperaturen plastisch verformten Magneten, der ein aktives Produkt darstellt, nicht reagiert und durch ein optimales Verfahren der plastischen Verformung bei hohen Temperaturen, insbesondere ein plastisches Be arbeitungsverfahren in mehreren Schritten, das geeignete Schmiermittel verwendet.

Somit besteht der magnetisch anisotrope Magnet erfindungsgemäß aus einer R-T-B-Legierung, die von einem Übergangsmetall (T) , einem Element der Seltenen Erden (R), einschließlich Y, und Bor (B) ausgeht, und besitzt Kristallkörner mit Längenverhältnissen von 2 oder mehr und hat eine im wesentlichen zwischen seinem Zentrum und seinem Umfang gleichförmige Energieproduktverteilung.

Das erste Verfahren zur Herstellung eines magnetisch anisotropen Magneten nach der vorliegenden Erfindung um faßt folgende Schritte:

a) schnelles Abschrecken einer Schmelze, die haupt sächlich aus einem Übergangsmetall, einem Element der Seltenen Erden, einschließlich Y, und Bor besteht;
b) feine Pulverisierung der resultierenden, schnell abgeschreckten Legierung, um magnetisches Pulver bereitzustellen;
c) Mischen des magnetischen Pulvers mit einem kohlen stoffhaltigen Zusatz;
d) Pressung des resultierenden Gemisches;
e) Einbringen des resultierenden, gepreßten Körpers in eine bei hohen Temperaturen arbeitende Düse, wobei ein Schmiermittel auf eine Oberfläche des gepreßten Körpers und/oder eine Oberfläche der Düse aufge tragen wird, und
f) plastisches Bearbeiten des gepreßten Körpers bei hohen Temperaturen.

Das zweite Verfahren zur Herstellung eines magne tisch anisotropen Magneten nach der vorliegenden Erfin dung umfaßt folgende Schritte:

a) schnelles Abschrecken einer Schmelze, die haupt sächlich aus einem Übergangsmetall, einem Element der Seltenen Erden einschließlich Y, und Bor besteht;
b) feine Pulverisierung der resultierenden, schnell abgeschreckten Legierung, um magnetisches Pulver bereitzustellen;
c) Mischen des magnetischen Pulvers mit einem kohlenstoffhaltigen Zusatz;
d) Umhüllen des resultierenden Gemisches mit einer Schutzschicht eines ersten Schmiermittels, das im wesentlichen gegenüber den Komponenten der Legierung unreaktiv ist;
e) Pressung;
f) weiteres Umhüllen des resultierenden gepreßten Körpers mit einem zweiten Schmiermittel, und
g) weitere Pressung des gepreßten Körpers.

Abb. 1 zeigt die Beziehung zwischen der Un gleichmäßigkeit der magnetischen Orientierung und dem Abstand vom Zentrum einer Scheibe der Probe des bei hohen Temperaturen plastisch verformten Magneten der vorliegen den Erfindung (Beispiel 1) und des Vergleichsbeispiels 1;

Abb. 2 zeigt die Beziehung zwischen der Ver teilung von (BH)_max(Gütezahl) und dem Abstand vom Zen trum einer Scheibe der Probe des bei hohen Temperaturen plastisch verformten Magneten der vorliegenden Erfindung (Beispiel 1) und des Vergleichsbeispiels 1;

Abb. 3a) zeigt die Beziehung zwischen einer Zugspannung und bei verschiedenen Reibungskoeffizienten in Beispiel 4 und

Abb. 3b) zeigt die Beziehung zwischen einer Zugspannung und einem Stauchungsverhältnis in den ersten und zweiten Schritten in Beispiel 4.

Das erste Merkmal der vorliegenden Erfindung be schreibt die Längenverhältnisse der Kristallkörper des magnetisch anisotropen Magneten von 2 oder mehr. Der hier verwendete Ausdruck "Längenverhältnis" bedeutet das Verhältnis c/a, wobei "c" einen durchschnittlichen Durch messer der Kristallkörner in einer zu ihren C-Achsen senkrechten Richtung und "a" einen durchschnittlichen Durchmesser der Kristallkörner in der Richtung ihrer C-Achsen darstellen. Ist das Längenverhältnis größer oder gleich 2, weist der magnetisch anisotrope Magnet eine verbesserte Gleichmäßigkeit der magnetischen Orientierung und somit bleibende magnetische Flußdichten von 12 kG oder mehr auf. Daneben wird der durchschnittliche Durch messer durch ein sogenanntes "Schnittverfahren" bestimmt, bei dem beliebige lineare Linien auf einem Elektronen mikroskopbild gezeichnet werden; die Anzahl der Kri stallkörner, die jede lineare Linie schneiden, wird gezählt und die Länge jeder linearen Linie durch die Anzahl der Kristallkörner, die sie schneidet, geteilt, um den durchschnittlichen Durchmesser zu bestimmen. In der vorliegenden Erfindung werden gerade Linien, die 30 oder mehr Kristallkörner schneiden, zur Bestimmung des durch schnittlichen Durchmessers verwendet.

Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Herstellung eines magnetisch anisotropen Magneten bereit, das folgende Schritte umfaßt:

a) schnelles Abschrecken einer Schmelze, die haupt sächlich aus einem Übergangsmetall, einem Element der Seltenen Erden, einschließlich Y, und Bor dar stellt;
b) feine Pulverisierung der resultierenden, schnell abgeschreckten Legierung, um magnetisches Pulver bereitzustellen;
c) Mischen des magnetischen Pulvers mit einem kohlen stoffhaltigen Zusatz;
d) Pressung des resultierenden Gemischs;
e) Einbringen des resultierenden, gepreßten Körpers in eine bei hohen Temperaturen arbeitende Düse, wobei ein Schmiermittel auf eine Oberfläche des gepreßten Körpers und/oder auf eine Oberfläche der Düse aufgetragen wird, und
f) plastisches Bearbeiten des gepreßten Körpers bei hohen Temperaturen.

Der in der vorliegenden Erfindung verwendete kohlen stoffhaltige Zusatz kann aus organischen oder anorga nischen Verbindungen bestehen, vorzugsweise aus zwei wertigen niedrigeren Alkoholen wie Diethylenglykol. Auch Graphit kann als kohlenstoffhaltiger Zusatz verwendet werden. In diesem Fall ist eine Kombination von Graphit als kohlenstoffhaltigem Zusatz und Glas vorzuziehen, um ein überschüssiges Wachstum der Kristallkörner zu ver hindern.

Die plastische Verformung kann in einem oder mehr Schritten durchgeführt werden. Plastische Verformung in zwei oder mehreren Schritten ist vorzuziehen, um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu erfüllen, aber eine plastische Verformung in einem Schnitt kann in Abhängig keit von den Formen und Größen der Produkte durchgeführt werden.

Bei der plastischen Verformung bei hohen Tempe raturen besteht eine enge Beziehung zwischen dem plasti schen Fluß und der magnetischer Orientierung senkrecht zum plastischen Fluß. Um die magnetische Orientierung, die eine enge Beziehung zu magnetischen Eigenschaften aufweist, zu verbessern, ist es nötig, einen gleichförmig plastischen Fluß im gesamten Körper des magnetischen Produkts zu verursachen: Um ein hohes maximales Energie produkt (Gütezahl) zu erhalten, ist zusätzlich ein hohes Verformungsverhältnis (Prozenzsatz der Verringerung einer Höhe zu einer Höhe vor der Stauchung) nötig. Da intensive Bearbeitung leicht Rißbildung im Umfang des Magneten her vorruft, ist es jedoch nötig, Reibung zwischen dem Pro duktmagnet und der Düse zu verhindern.

Um ein hohes Verformungsverhältnis bei gleichzei tiger Vermeidung der Rißbildung und einer ungleichmäßigen Verteilung des maximalen Energieprodukts (Gütezahl) in plastisch heiß verformten Magneten zu verhindern, sind bei der plastischen Verformung die Bildung einer Schutz schicht aus einem mit Legierungsbestandteilen im wesent lichen unreaktiven Schmiermittel und darüber hinaus das Auftragen eines zweiten Schmiermittels darauf wirkungs voll.

Somit wird ein zweites Verfahren zur Herstellung eines magnetisch anisotropen Magneten bereitgestellt, das folgende Schritte umfaßt:

a) schnelles Abschrecken einer Schmelze, die haupt sächlich aus einem Übergangsmetall, einem Element der Seltenen Erden, einschließlich Y, und Bor be steht;
b) feine Pulverisierung der resultierenden, schnell abgeschreckten Legierung, um magnetisches Pulver bereitzustellen;
c) Mischen des magnetischen Pulvers mit einem kohlen stoffhaltigen Zusatz;
d) Umhüllen des resultierenden Gemischs mit einer Schutzschicht eines ersten Schmiermittels, das im wesentlichen gegenüber den Komponenten der Legierung unreaktiv ist;
e) Pressung;
f) weiteres Umhüllen des resultierenden gepreßten Körpers mit einem zweiten Schmiermittel, und
g) weitere Pressung des gepreßten Körpers.

Im allgemeinen werden Risse beim Stauchungsverfahren erzeugt, wenn die angelegte maximale Spannung die Festig keit des Produkts übersteigt. Die maximale Spannung steigt bei einem bestimmten Verformungsverhältnis, wie ein kinetischer Reibungskoeffizient zwischen dem Werk stück und der Düse steigt.

In diesem Sinn gibt es zwei Mittel, die Erzeugung von Rissen zu unterdrücken: eines ist die Erhöhung der Festigkeit des Werkstücks und das andere ist die Ver minderung des Reibungskoeffizienten zwischen dem Werk stück und der Düse.

Die Festigkeit des Werkstücks kann durch Zugabe eines kohlenstoffhaltigen Zusatzes zum magnetischen Pulver erhöht werden. Die Erhöhung der Festigkeit wird vermutlich durch Reaktion des Zusatzes mit dem magne tischen Pulver erreicht, um die Bildung gröberer Kri stallkörner zu verhindern und hierbei die Fluidität des Werkstücks und die mechanische Festigkeit der Korn grenzen zu verbessern. Die Erzeugung gröberer Kristall körner wird beschrieben in der JP-PS Nr. 1-2 92 889, eingereicht am 10.11.1989. Der Volumen-Prozentgehalt von Kristallkörnern mit größeren Durchmessern als 0,7µm sollte kleiner als 20% sein.

Um die oben angegebenen Anforderungen zu erfüllen, hat der permanente Magnet vorzugsweise eine Zusammen setzung aus 11 bis 18 Atom-% Y, 4-11 Atom-% B, der Rest wird von T gebildet.

Ist der Betrag von R kleiner als 11 Atom-%, ist eine plastische Verformung schwierig, da eine an R reiche flüssige Phase nicht ausreichend gebildet wird, und keine ausreichende Koerzitivkraft erhalten wird. Überschreitet er andererseits 18 Atom-%, sinkt der Prozentsatz einer Hauptphase im resultierenden Magneten und ermöglicht die Bildung großer Kristallkörner, die größer als 0,7µm sind, was zur Verschlechterung der bleibenden magne tischen Flußdichte führt. Der bevorzugte Betrag von R beträgt 13-15 Atom-%.

Ist der Betrag von B kleiner als 4 Atom-%, wird die Hauptphase (Nd₂Fe₁₄B) nicht vollständig gebildet, was zu niedriger bleibender magnetischer Flußdichte und Koer zitivkraft führt. Übersteigt der Betrag von B anderer seits 11 Atom-%, werden für magnetische Eigenschaften unerwünschte Phasen gebildet, was zu einer geringen bleibenden magnetischen Flußdichte führt. Der bevorzugte Betrag von B beträgt 5-7 Atom-%.

T kann aus Fe gebildet werden, das partiell durch Co ersetzt sein kann. Ist Co enthalten, beträgt der obere Grenzwert von Co 30 Atom-%, basierend auf dem Gewicht des Magneten. Übersteigt der Co-Gehalt 20 Atom-%, wird pla stische Verformung schwierig. Dementsprechend beträgt der Co-Gehalt vorzugsweise 20 Atom-% oder weniger.

Der Permanentmagnet kann darüber hinaus mindestens eines der Elemente Ga, Zn, Si, Al, Nb, Zr, Hf, Mo, P, C und Cu in einem Betrag von nicht mehr als 3 Atom-% enthalten.

Im Hinblick auf die Verringerung des Reibungs koeffizienten wird allgemein ein geeignetes Schmiermittel verwendet und ein weiteres Schmiermittel wird benötigt, da sich die Oberfläche des Werkstücks beim Stauchungs verfahren vergrößert. Zusätzlich ist die Reaktion zwischen den Legierungskomponenten und Schmiermitteln problematisch. Die gewöhnlich für plastische Verformung verwendeten Schmiermittel reagieren mit Magneten, die bei hohen Temperaturen aktiv sind; dadurch verursacht sie ihr Festbacken mit einer Düse oder einem Kolben.

Im Hinblick auf diese Tatsache ist zweistufiges Ver formen wie zweistufige Stauchung mittels Düse vorzu ziehen, in welchem bei bei jedem Schritt ein Schmier mittel auf die Oberfläche des Werkstücks aufgetragen wird und hierbei der Reibungskoeffizient zwischen dem Werks tück und der Düse vermindert wird: Dies wiederum führt zur Verringerung einer Zugspannung, die im Werkstück aufgrund eines Ausbeulungsphänomens, das von der Reibung zwischen dem Werkstück und der Düse verursacht wird, vorhanden ist.

In einem Zweistufenverfahren wird eine Schutzschicht eines ersten Schmiermittels, die mit den Legierungsbe standteilen keine Reaktion eingeht, auf der Oberfläche des Werkstücks vor oder bei der ersten Stufe der Pressung oder Stauchung gebildet. Im zweiten Schritt wird ein zweites Schmiermittel mit exzellenter Schmierwirkung auf die Oberfläche des Werkstücks aufgetragen. Beispielsweise ist Bornitrid (BN) im wesentlichen gegenüber der Legie rung unreaktiv und wird im ersten Schritt zur Bildung einer BN-Schutzschicht auf dem Werkstück verwendet, und dann wird ein zweites Schmiermittel mit guter Schmier wirkung wie eine Kombination aus Graphit oder Graphit + Glas im dem darauffolgenden Verstauchungsschritt verwendet.

Bei einem solchen erfindungsgemäßen Mehrschritt verfahren beträgt die Arbeitstemperatur vorzugsweise 630-830°C. Ist sie niedriger als 630°C, werden Nd- reiche Phasen (flüssige Phasen), die zur plastischen Verformung nötig sind, weniger wahrscheinlich gebildet, die den Widerstand gegen Verformung steigern, was zu einer großen Anzahl von Rissen führt.

Andererseits werden die Kristallkörner zu grob und vernichten die Verformbarkeit, wenn die Verarbeitungs temperatur 830°C übersteigt.

Zusammenfassend kann der kohlenstoffhaltige Zusatz jede Verbindung sein, die Kohlenstoff enthält, wie Graphit, Alkohole etc. Das erste Schmiermittel sollte eine Verbindung sein, die im wesentlichen mit den Legierungskomponenten keine Reaktion eingeht, und ist vorzugsweise BN etc. Das zweite Schmiermittel sollte eine gute Schmierwirkung besitzen und kann Graphit oder Graphit + Glas oder jedes andere Schmiermittel sein. In einer bevorzugten Kombination ist der kohlenstoffhaltige Zusatz ein zweiwertiger niedriger Alkohol, das erste Schmiermittel, das die Schutzschicht bildet, ist BN, und das zweite Schmiermittel ist Graphit oder Graphit + Glas.

Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele detaillierter beschrieben.

Beispiel 1, Vergleichsbeispiele 1, 2

Eine Legierung der Zusammensetzung Nd(Fe_0,82 Co₀₁ B_0,07 Ga_0,01)_5,4 wurde durch ein Lichtbogenschmelzverfahren hergestellt. Diese Legierung wurde auf eine einzige Rolle gespritzt, die mit einer Umlaufgeschwindigkeit von 30 m/sec in einer Ar-Atmosphäre rotiert, um dünne Plättchen von unregel mäßiger Gestalt mit Dicken von 30µm zu erzeugen. Rönt genbeugungsuntersuchungen ergaben, daß die Plättchen amorphe und kristalline Phasen besitzen, die aus unzählig vielen feinen Kristallkörnern mit Durchmessern von ca. 0,3µm oder weniger bestehen.

Die dünnen Flocken wurden zu magnetischem Pulver von 500µm oder weniger pulverisiert und mit Diethylenglykol (zweiwertiger niedriger Alkohol) gemischt und in einer Düse bei einem Druck von 3000 kg/cm² gepreßt, ohne ein Magnetfeld anzulegen, um einen gepreßten Körper mit einer Dichte von 5,7 g/cm³ (5,7 kgc) und einem Durchmesser von 28 mm und einer Höhe von 47 mm zu erhalten.

Der resultierende gepreßte Körper wurde mit einer Bornitrid (BN)-Suspension in Alkohol eingesprüht und nach Trocknung bei 690°C bei einem Druck von 1000 kg/cm² heiß gepreßt, um einen gepreßten Körper von 30 mm Durchmesser und 30 mm Höhe mit einer Dichte von 7,4 g/cm³ (7,4 glcc) zu erhalten.

In diesem Fall wurden keine Risse am Umfang des gepreßten Körpers erzeugt.

Anschließend wurde dieses bei hoher Dichte ver dichtete Produkt bis zu 690°C bei einem Stauchungs verhältnis von 45% mit einer Düse gestaucht. Danach wurde es mit einer BN-Suspension eingesprüht und dann bis zu einem Stauchungsverhältnis von 60% mit einer Düse gestaucht.

Zum Vergleich wurde ein einstufiges Verformen mit tels Düse bei einem Stauchungsverhältnis von 60% ohne Zusatz von BN durchgeführt (Vergleichsbeispiel 1). Darüber hinaus wurde zweistufiges Düsendruckverformen ohne Zusatz von Diethylenglykol zum magnetischen Pulver durchgeführt (Vergleichsbeispiel 2).

Magnetische Eigenschaften und Längenverhältnisse der resultierenden plastisch heiß verformten Magneten sind in Tab. 1 aufgeführt. Der Magnet der vorliegenden Erfindung zeigte keine Rißbildung, während die Magnete der Ver gleichsbeispiele 1 und 2 große Risse aufwiesen.

Tabelle 1

Aus Tabelle 1 geht klar hervor, daß durch das zwei stufige Stauchen mittels Düse und durch Zusatz eines Schmiermittels Rißbildung am Umfang verhindert werden kann.

Im Hinblick auf die gepreßten Körper in Beispiel 1 und im Vergleichsbeispiel 1 und 2 wurde die Zugspannung bei 700°C gemessen. Die Ergebnisse zeigt Tabelle 2.

Probe
Zugspannung (kg/cm²)
Beispiel 1
0,18
Vergleichsbeispiel 1	0,14
Vergleichsbeispiel 2	0,12.

Aus Tabelle 2 ist klar ersichtlich, daß der Zusatz von Diethylenglykol eine Zunahme der mechanischen Stärke des Werkstücks bewirkt und dadurch die Rißbildung im Stauchungsverfahren mittels Düse verhindert.

Die Verteilung der magnetischen Orientierung auf der Seite eines oberen Kolbens wurde bei der in Beispiel 1 erhaltenen Probe durch Röntgenbeugung bestimmt. Die Ergebnisse werden in Abb. 1 gezeigt. In Abb. 1 ist die Verteilung der magnetischen Orientierung normiert im Hinblick auf einen Winkel bezüglich der C-Achse jedes Kristallkorns. Abb. 1 zeigt die Abweichung der C-Achsen der Kristallkörner von der Richtung des beim Verfahren der plastischen Verformung angelegten Drucks und die Abweichung wird als Standardabweichung ausgedrückt unter der Annahme, daß die Röntgenbeugungsintensität in einer Gauß-Verteilung vorliegt.

Aus Abb. 1 ist klar ersichtlich, daß der permanente Magnet der vorliegenden Erfindung (Beispiel 1: A) eine gleichförmige magnetische Ausrichtung an der Oberfläche zeigt. Andererseits zeigt der permanente Magnet des Vergleichsbeispiels 1(B) eine große Uneinheitlichkeit der magnetischen Orientierung am Umfang. Dies bedeutet, daß im Vergleichsbeispiel 1 das Schmiermittel während des Verfahrens der Stauchung mittels Düse ungenügend wird, und dies den plastischen Fluß an der Oberfläche des Werkstücks vermindert.

Abb. 2 zeigt die Verteilung von (BH)_max in Beispiel 1(A) und Vergleichsbeispiel 1(B). Der permanente Magnet der vorliegenden Erfindung zeigt bemerkenswerte Verbes serungen von (BH)_max.

Beispiel 2, Vergleichsbeispiel 3

Auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 wurde die Stau chung mittels Düse in zwei Schritten durchgeführt: Stauchungsverhältnis des ersten Schritts bis zu 45%, Stauchungsverhältnis des zweiten Schritts bis zu 70%. Im zweiten Schritt der Stauchung mittels Düse wurde ein Bleiborsilikatglas (tiefschmelzendes Glas) verwendet. Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse. Zum Vergleich wurde das obengenannte Glas als Schmiermittel von Anfang an ohne Verwendung von BH (ohne Bildung einer Schutzschicht) verwendet und die Stauchung mittels Düse wurde bei einem Stauchungsverhältnis von 70% (Vergleichsbeispiel 3) durchgeführt.

Tabelle 3

Aus Tabelle 3 geht klar hervor, daß die Schutz schicht aus BN die Reaktion des Permanentmagneten mit Glas verhindern kann.

Beispiel 3

Auf gleiche Weise wie in Beispiel 2 wurden im zweiten Schritt der Stauchung mittels Düse nach der Bil dung einer BN-Schutzschicht verschiedene Schmiermittel verwendet. Die Ergebnisse zeigt Tabelle 4.

Tabelle 4

Aus Tabelle 4 ist klar ersichtlich, daß Graphit und Graphit + Glas wirksame Schmiermittel zur Verhinderung der Rißbildung sind.

Beispiel 4

Das magnetische Pulver aus Beispiel 1 wurde mit Diethylenglykol vermischt und verschiedene Schmiermittel wurden verwendet, um sie mit verschiedenen Reibungs koeffizienten zur Düse zu versehen, und ihre Zugspan nungen wurden bei verschiedenen Stauchungsverhältnissen gemessen.

Die Beziehung zwischen einem Verformungsverhältnis und einer Zugspannung σϑ, die in der Umfangsrichtung einer Probe erzeugt wird, wird als Reibungskoeffizient µ als Parameter in Abb. 3(a) gezeigt. In diesem Fall wurden mit BN Werte von µ = 0,2, mit Graphit und wasser löslichem dispersen Medium Werte von µ = 0,15 und mit Glas ein Wert von µ -= 0,1 erhalten. Die Werte bei µ = 0,05 wurden mittels einer endlichen Elementmethode errechnet. Die Geschwindigkeit eines Kreuzkopfes betrug 0,25 mm/sec. Wenn σϑ die Festigkeit der Probe über steigt, werden Risse an dem Umfangsteil der Probe er zeugt, die das Stauchungsverhältnis ohe Rißbildung begrenzen. In diesem Beispiel wurde der erste Schritt der Stauchung mittels Düse bis zu einem Stauchungsverhältnis von 40% (µ = 0,2), und der zweite Schritt der Stauchung mittels Düse wurde bei µ = 0,15 durchgeführt. Die Bezie hung zwischen einer Zugspannung und einem Stauchungs verhältnis zeigt Abb. 3(b). Durch dieses zweistufige Verfahren der Stauchung mittels Düse kann ein akkumu liertes Stauchungsverhältnis von bis zu 70% ohne Rißbildung im Umfang der Probe erzielt werden.

Die Verringerung des Reibungskoeffizienten µ im zweiten Schritt der Stauchung mittels Düse wird erreicht durch die Wirkung eines zweiten Schmiermittels aus Graphit oder Graphit + Glas im zweiten Schritt der Stauchung mittels Düse, weil eine Oxidschicht, die im ersten Schritt gebildet wurde, und eine einhüllende Schicht aus BN als Schutzschichten dienen.

Wie oben genau beschrieben, können durch die vor liegende Erfindung magnetisch anisotrope Magnete, die im wesentlichen gleichförmige Verteilungen der maximalen Energieprodukte zwischen den Zentren und den Umfängen hergestellt werden, die geeignet sind für magnetische Kreise, die zunehmend in letzter Zeit gebraucht werden.

Claims

1. Magnetisch anisotroper Magnet aus einer R-T-B- Legierung, die von einem Übergangsmetall (T), einem Element der Seltenen Erden (R), einschließlich Y und Bor (B) ausgeht, und Kristallkörner mit Längenverhältnissen von 2 oder mehr besitzt, wobei der Magnet eine maximale Energieproduktverteilung, die im wesentlichen gleichförmig zwischen seinem Zentrum und seinem Umfang ist, aufweist.

2. Magnetisch anisotroper Magnet nach Anspruch 1, wobei das maximale Energieprodukt am Umfang gleich oder größer als das maximale Energieprodukt im Zentrum ist.

3. Verfahren zur Herstellung eines magnetisch aniso tropen Magneten, das folgende Schritte umfaßt:

a) schnelles Abschrecken einer Schmelze, die haupt sächlich aus einem Übergangsmetall, einem Element der Seltenen Erden, einschließlich Y, und Bor besteht;
b) feine Pulverisierung der resultierenden, schnell abgeschreckten Legierung, um magnetisches Pulver bereitzustellen;
c) Mischen des magnetischen Pulvers mit einem kohlen stoffhaltigen Zusatz;
d) Pressung des resultierenden Gemischs;
e) Einbringen des resultierenden, gepreßten Körpers in eine bei hohen Temperaturen arbeitende Düse, wobei ein Schmiermittel auf eine Oberfläche des gepreßten Körpers und/oder auf eine Oberfläche der Düse aufgetragen wird, und
f) plastisches Bearbeiten des gepreßten Körpers bei hohen Temperaturen.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die plastische Ver formung Stauchung mittels Düse ist, die in zwei oder mehr Schritten durchgeführt wird.

5. Verfahren zur Herstellung eines magnetisch aniso tropen Magneten, das folgende Schritte umfaßt:

a) schnelles Abschrecken einer Schmelze, die haupt sächlich aus einem Übergangsmetall, einem Element der Seltenen Erden, einschließlich Y, und Bor besteht;
b) feine Pulverisierung der resultierenden, schnell abgeschreckten Legierung, um magnetisches Pulver bereitzustellen;
c) Mischen des magnetischen Pulvers mit einem kohlen stoffhaltigen Zusatz;
d) Umhüllen des resultierenden Gemischs mit einer Schutzschicht aus einem ersten Schmiermittel, das im wesentlichen gegenüber den Komponenten der Legierung unreaktiv ist;
e) Pressung;
f) weiteres Umhüllen des resultierenden gepreßten Körpers mit einem zweiten Schmiermittel, und
g) weitere Pressung des gepreßten Körpers.

6. Verfahren zur Herstellung eines magnetisch aniso tropen Magneten nach Anspruch 5, wobei der kohlen stoffhaltige Zusatz ein zweiwertiger niedriger Alkohol, das erste Schmiermittel Bornitrid und das zweite Schmier mittel Graphit oder Graphit + Glas ist.

7. Verfahren zur Herstellung eines magnetisch aniso tropen Magneten nach Anspruch 6, wobei der zweiwertige niedrige Alkohol Diethylenglykol ist.