Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
kunststoffgebundenen, insbesondere anisotropen Dauer
magnetformteilen durch Pressen einer Mischung von Magnet
pulver und Kunststoffbinder in einem Werkzeug.The invention relates to a method for producing
plastic-bound, especially anisotropic duration
magnet molded parts by pressing a mixture of magnets
powder and plastic binder in one tool.
Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der EP-OS
284 033 bekannt. Gemäß diesem Verfahren werden Pulver aus
raschabgeschreckten Seltenerd-Eisen-Bor-Legierungen mit
verschiedenen Bindemitteln gemischt. Durch Pressen der
Mischung in einem ausrichtenden Magnetfeld wird das
Dauermagnetformteil hergestellt. Auf diese Weise lassen
sich jedoch nur relativ einfach geformte Dauermagnetteile
herstellen. Bei der Herstellung von dünnwandigen Dauer
magnetformteilen, wie z. B. Schalenmagneten mit großem
Öffnungswinkel und geringer Magnetdicke kann dieses
bekannte pulvermetallurgische Herstellungsverfahren
jedoch nicht in befriedigender Weise eingesetzt werden.
Dies trifft insbesondere dann zu, wenn die Preßrichtung
senkrecht zur Magnetdicke gewählt wird. Wird die Preß
richtung parallel zur Magnetlänge gewählt, bestehen Füll
schwierigkeiten und das Verfahren ist daher unwirtschaft
lich. In diesem Falle sind zudem nur kurze Magnetlängen
herstellbar. Es wurde daher auch bereits vorgeschlagen,
solche Magnetformteile im Spritzgußverfahren herzu
stellen. Aufgrund der niedrigen Packungsdichte des
Magnetpulvers werden dort jedoch nur niedrige Remanenz
werte erreicht. Aus diesen Gründen werden daher häufig
Schalenmagnete aus Einzelmagneten zusammengesetzt. Durch
die erforderliche Bearbeitung und Montage der Einzel
magnete sind in diesem Fall jedoch die Herstellungskosten
sehr hoch. Zudem fallen bei der Herstellung der vielen
Einzelmagnete hohe Preßkosten an.Such a method is for example from the EP-OS
284 033 known. According to this process, powders are made
rapidly quenched rare earth iron boron alloys
mixed different binders. By pressing the
Mixing in an aligning magnetic field will
Permanent magnet molded part manufactured. Let it this way
but only relatively simple shaped permanent magnet parts
produce. When producing thin-walled duration
magnetic molded parts, such as. B. shell magnet with large
Opening angle and low magnet thickness can do this
known powder metallurgical manufacturing processes
however, are not used in a satisfactory manner.
This is especially true when the pressing direction
perpendicular to the magnet thickness is selected. Will the press
direction parallel to the magnet length, there is filling
difficulties and the process is therefore uneconomical
Lich. In this case there are also only short magnet lengths
producible. It has therefore already been proposed
such magnetic molded parts in the injection molding process
put. Due to the low packing density of the
Magnetic powder, however, only has a low remanence
values reached. For these reasons, therefore, are common
Shell magnets composed of individual magnets. By
the necessary processing and assembly of the individual
In this case, magnets are the manufacturing costs
very high. In addition, many fall in the manufacture
Single magnets at high pressing costs.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, das eingangs
beschriebene pulvermetallurgische Verfahren zur Her
stellung von kunststoffgebundenen Dauermagnetformteilen
derart abzuwandeln, daß damit auch dünnwandige Dauer
magnetformteile, wie z. B. Schalenmagnete mit großem
Öffnungswinkel von beispielsweise mehr als 90° und
geringer Magnetdicke von beispielsweise weniger als 3 mm
hergestellt werden können. Die Aufgabe wird bei dem
erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß das
Pressen mehrstufig erfolgt und ein erstes Pressen in
einem ersten Werkzeug bei Raumtemperatur und ein zweites
Pressen zur weiteren Formgebung in einem zweiten Werkzeug
bei einer erhöhten Temperatur, bei der der Preßkörper
plastisch verformbar ist, beinhaltet.The object of the invention is therefore that initially
described powder metallurgical processes for Her
position of plastic-bonded permanent magnet molded parts
to be modified in such a way that even thin-walled duration
magnetic molded parts, such as. B. shell magnets with large
Opening angle of, for example, more than 90 ° and
low magnetic thickness of, for example, less than 3 mm
can be produced. The task is with the
Method according to the invention solved in that the
Pressing takes place in several stages and a first pressing in
a first tool at room temperature and a second one
Presses for further shaping in a second tool
at an elevated temperature at which the compact
is plastically deformable.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das erste und das
zweite Pressen in gleicher Preßrichtung erfolgen. Zur
Orientierung des Magnetpulvers wird das erste Pressen
vorzugsweise in einem Magnetfeld vorgenommen. Aus
wirtschaftlichen Gründen ist es hierbei vorteilhaft, die
Magnetfeldrichtung parallel zur Preßrichtung zu wählen.
Durch das erste Pressen wird die Mischung aus Magnet
pulver und Kunststoffbinder zu einem Quader oder
ähnlichem kompaktiert. Dieser Preßschritt kann daher mit
niedrigem Preßdruck durchgeführt werden.It is particularly advantageous if the first and that
second presses take place in the same pressing direction. For
Orientation of the magnetic powder becomes the first pressing
preferably made in a magnetic field. Out
for economic reasons it is advantageous here
Select magnetic field direction parallel to the pressing direction.
The first press turns the mixture into a magnet
powder and plastic binder into a cuboid or
similar compacted. This pressing step can therefore
low pressure can be carried out.
Die weitere Formgebung des Dauermagnetformteils erfolgt
dann mit dem zweiten Pressen, das vorteilhafter Weise in
der gleichen Richtung wie das erste Pressen ausgeführt
wird. Das zweite Pressen wird bei einer erhöhten Tempera
tur durchgeführt, bei der der Preßkörper gut plastisch
verformbar ist.The further shaping of the permanent magnet molding takes place
then with the second pressing, which advantageously in
in the same direction as the first pressing
becomes. The second pressing is at an elevated tempera
tur carried out, in which the compact well plastic
is deformable.
Zur Durchführung des zweiten Pressens können die Preßlinge
beispielsweise außerhalb des Preßwerkzeuges erwärmt
werden. Das zweite Pressen der erwärmten Preßlinge
erfolgt hierbei im kalten Werkzeug. Es kann hierzu aber
auch der kalte Preßling in ein erwärmtes Werkzeug ein
gesetzt werden. Durch das zweite Pressen bei erhöhter
Temperatur sind porenfreie korrosionsbeständige Dauer
magnetformteile herstellbar. Die optimale Temperatur für
das zweite Pressen ist von der Art des verwendeten Kunst
stoffbinders abhängig. Die Temperatur muß bei diesem
Preßschritt zumindest so hoch gewählt werden, daß die
Plastizität des Preßlings die gewünschte Formgebung
erlaubt.The pressings can be used to carry out the second pressing
heated outside of the press tool, for example
become. The second pressing of the heated compacts
takes place in the cold tool. However, it can
also the cold compact into a heated tool
be set. By the second pressing at increased
Temperature is non-porous, corrosion-resistant duration
Magnetic molded parts can be produced. The optimal temperature for
the second pressing is on the type of art used
depending on the binder. The temperature at this
Pressing step should be chosen at least so high that the
Plasticity of the compact the desired shape
allowed.
Der Preßdruck wird bei dem zweiten Pressen zumeist höher
sein als beim ersten Pressen. Sowohl das erste Pressen,
als auch das zweite Pressen können jedoch auch aus
mehreren Einzelpressungen bestehen.The pressing pressure is usually higher in the second pressing
than the first press. Both the first pressing,
but also the second pressing can also be done
there are several individual pressings.
Für das Verfahren werden vorzugsweise hochwertige Magnet
pulver auf der Basis von Seltenerd-Eisen-Bor-Magnet-
Legierungen verwendet. Die Art der Herstellung der
Magnetlegierung und des Magnetpulvers ist dabei unerheb
lich. Neben diesen bevorzugten Magnetpulvern können
jedoch auch andere bekannte Magnetpulver verwendet
werden. Geeignete Kunststoffbinder (z. B. Thermoplaste
oder Duroplaste) sind an sich bekannt und bilden nicht
den Gegenstand dieser Erfindung.High-quality magnets are preferred for the process
powder based on rare earth iron boron magnet
Alloys used. The way of making the
Magnetic alloy and the magnetic powder is irrelevant
Lich. In addition to these preferred magnetic powders
however, other known magnetic powders are used
become. Suitable plastic binders (e.g. thermoplastics
or thermosets) are known per se and do not form
the subject of this invention.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Ausführungs
beispiele näher erläutert.
The invention is based on the execution
examples explained in more detail.
Beispiel 1example 1
Aus einem NdFeB-Dauermagnetpulver mit einer mittleren
Teilchengröße von 200 µm und einem Polyamid-Kunststoff
binder im Gewichtsverhältnis 94 : 6 wird durch Mischen
eine Masse hergestellt, die anschließend ohne Magnetfeld
bei Raumtemperatur zu Quadern der Größe 20 × 20 × 3 mm
gepreßt wird. Der Preßdruck beträgt hierbei p = 1 t/cm2.
Anschließend wird der Preßling in 200°C heißem Gas für
15 min erwärmt. Der erwärmte Preßling wird unmittelbar
danach in einem Schalenwerkzeug mit konvexem Unterstempel
ohne Magnetfeld zu einem Schalenmagneten verpreßt. Der
Preßdruck beim zweiten Pressen beträgt ebenfalls 1 t/cm2.From a NdFeB permanent magnet powder with an average particle size of 200 microns and a polyamide plastic binder in a weight ratio of 94: 6, a mass is produced by mixing, which is then pressed without a magnetic field at room temperature into cuboids 20 × 20 × 3 mm in size. The pressure here is p = 1 t / cm 2 . The compact is then heated in gas at 200 ° C. for 15 minutes. The heated compact is pressed immediately afterwards in a shell tool with a convex lower punch without a magnetic field to form a shell magnet. The pressing pressure in the second pressing is also 1 t / cm 2 .
Beispiel 2Example 2
Aus einer anisotropen NeFeB-Dauermagnetlegierung in
Pulverform mit einer mittleren Korngröße von 200 µm und
einem Polyamid-Kunststoffbinder wird durch Kneten der
Komponenten bei erhöhter Temperatur eine Masse herge
stellt, die 90 Gewichtsteile Dauermagnetpulver und 10
Gewichtsteile Kunststoffbinder enthält. Die noch flüssige
Masse wird in ein Pulsmagnetfeld von 30 kA/cm eingebracht
und erstarrt zwischen den Polschuhen eines Magneten der
Stärke 4 kA/cm. Aus der Masse werden anschließend Pellets
gefertigt, die in einem ersten Pressen in einem Magnet
feld von 10 kA/cm zu Quadern verpreßt werden. Ein solcher
Quader ist unter Angabe der Preßrichtung und der Magnet
feldrichtung in Fig. 1 dargestellt. Das zweite Pressen
erfolgt in der gleichen Weise wie in Beispiel 1. In
Fig. 2 ist das so erhaltene Dauermagnetformteil darge
stellt. Zusätzlich sind die Preßrichtung p und der
Öffnungswinkel α eingezeichnet. Das zweite Pressen
erfolgt in der gleichen Preßrichtung wie das erste
Pressen. Mit diesem Verfahren wurden anisotrope Schalen
magnete mit weitgehend radialer Vorzugsrichtung herge
stellt. Die Magnete wiesen keine offene Porosität auf.
A mass is produced from an anisotropic NeFeB permanent magnet alloy in powder form with an average grain size of 200 µm and a polyamide plastic binder by kneading the components at elevated temperature, which contains 90 parts by weight of permanent magnet powder and 10 parts by weight of plastic binder. The still liquid mass is introduced into a pulse magnetic field of 30 kA / cm and solidifies between the pole pieces of a magnet with a strength of 4 kA / cm. Pellets are then produced from the mass, which are pressed into cuboids in a first press in a magnetic field of 10 kA / cm. Such a cuboid is shown in Fig. 1, specifying the pressing direction and the magnetic field direction. The second pressing is carried out in the same manner as in Example 1. In Fig. 2, the permanent magnet molded part thus obtained is Darge. In addition, the pressing direction p and the opening angle α are shown. The second pressing takes place in the same pressing direction as the first pressing. With this method, anisotropic shell magnets with largely radial preferred direction were produced. The magnets showed no open porosity.
Beispiel 3Example 3
96 Gewichtsteile einer anisotropen NdFeB-Dauermagnet
legierung in Pulverform wird mit 4 Gewichtsteilen eines
Phenolharzpulvers (SP 309 der Fa. Bakelite) gemischt. Aus
dieser Masse werden Teile in einem orientierenden Magnet
feld von 11,5 kA/cm mit einem Preßdruck von 3 t/cm2
bei Raumtemperatur hergestellt. Das zweite Pressen der
Teile erfolgt in einem auf 170°C erwärmten Werkzeug mit
einem Druck von 6 t/cm2 ohne angelegtes Magnetfeld.
Mit diesem Verfahren werden Magnete mit einer Remanenz
von 0,70 T und einer Koerzitivfeldstärke von 10,0 kA/cm
erhalten.96 parts by weight of an anisotropic NdFeB permanent magnet alloy in powder form is mixed with 4 parts by weight of a phenolic resin powder (SP 309 from Bakelite). Parts are made from this mass in an orienting magnetic field of 11.5 kA / cm with a pressure of 3 t / cm 2 at room temperature. The parts are pressed a second time in a tool heated to 170 ° C with a pressure of 6 t / cm 2 without an applied magnetic field. With this method magnets with a remanence of 0.70 T and a coercive force of 10.0 kA / cm are obtained.
Mit dem offenbarten Verfahren ist es somit möglich,
dünnwandige anisotrope Schalenmagnete mit hoher Remanenz,
großer Magnetlänge und großen Öffnungswinkeln nunmehr
einfacher und kostengünstiger bzw. mit verbesserten
Eigenschaften herzustellen.With the disclosed method it is thus possible
thin-walled anisotropic shell magnets with high remanence,
large magnet length and large opening angles now
easier and cheaper or with improved
To produce properties.