DE656966C

DE656966C - Permanent magnet and process for its manufacture

Info

Publication number: DE656966C
Application number: DEB166141D
Authority: DE
Original assignee: DYNAMIT AG
Current assignee: DYNAMIT AG
Priority date: 1934-07-12
Filing date: 1934-07-12
Publication date: 1938-02-21

Description

Die Erfindung bezieht sich auf permanente Magnete und Verfahren zu ihrer Herstellung. Permanente Magnete werden aus Eisenlegierungen mit hohem Kohlenstoffgehalt und mehr oder weniger hohen Zusätzen von Chrom, Kobalt, Kupfer usw. hergestellt. Diese Legierungen zeichnen sich zwar aus durch große Koerzitivkraft und Remanenz, jedoch bedingen der hohe KohlenstoffgehaltThe invention relates to permanent magnets and methods of making them. Permanent magnets are made of iron alloys with a high carbon content and more or less high additions of Chromium, cobalt, copper, etc. are produced. These alloys are distinguished due to the high coercive force and remanence, but the high carbon content

ίο sowie die Zusätze von genannten Metallen bei diesen Magnetstählen eine bedeutende Härte, so daß deren Bearbeitung, insbesondere durch spanabhebende Maschinen, sowie eine Formgebung durch Schmieden oder Pressen mit Schwierigkeiten verbunden bzw. nur im ungehärteten Zustande möglich ist. Diese Schwierigkeiten der Bearbeitung und Formgebung werden aber noch durch den Umstand erhöht, daß die Stähle vor demίο as well as the additives of the metals mentioned in these magnetic steels a significant hardness, so that their processing, in particular due to cutting machines, as well as shaping by forging or pressing with difficulties or is only possible in the unhardened state. These difficulties of editing and Shaping are increased by the fact that the steels before

ao Magnetisieren gehärtet werden müssen, da sie erst durch diese Härtung die Eigenschaften permanenter Magnete erhalten. In diesem gehärteten Zustande ist aber eine Nachbearbeitung, die wegen des Verziehens und der Formänderung der Stähle infolge des Härteprozesses oft erforderlich ist, nur mehr durch Schleifen möglich. Außerdem entstehen oft Härterisse, durch die der Magnet unbrauchbar wird.ao magnetization must be hardened, because it is only through this hardening the properties permanent magnets preserved. In this hardened state, however, there is a post-processing, which is often necessary because of the warping and the change in shape of the steels as a result of the hardening process, only more possible by grinding. In addition, hardening cracks often arise through which the magnet becomes unusable.

Noch weit größere Schwierigkeiten hinsichtlich der Bearbeitung bieten wegen ihrer großen Härte und ihres kristallinischen Gefüges die Nickel-Aluminium-Stahl-Legierungen, deren Koerzitivkraft mehr als 240 Gauß (Örstedt) übersteigt. Diese Magnetstähle können überhaupt nur in Stabform gegossen werden, so daß für die Verwendung in Apparaten besondere Weicheisenschenkel bzw. Polschuhe an die Magnetstähle angesetzt werden müssen. Der Anwendung dieser hochwertigen Magnetstahllegierungen steht weiterhin der Umstand entgegen, daß diese Legierungen mit Rücksicht auf den hohen Pi'ozentsatz an Ausschuß, der bei der Herstellung und Bearbeitung notwendig entsteht, teuer werden, zumal der Ausschuß nicht wieder verwendbar und daher fast wertlos ist.Far greater difficulties in terms of processing offer because of their the high hardness and crystalline structure of the nickel-aluminum-steel alloys, whose coercive force exceeds 240 Gauss (Örstedt). These magnetic steels can only be cast in rod form, so that they can be used in apparatus special soft iron legs or pole pieces to which magnetic steels have to be attached. Applying this high-quality magnetic steel alloys is still opposed to the fact that this Alloys with regard to the high percentage of rejects that occur during manufacture and processing arises necessary, becomes expensive, especially since the scrap cannot be reused and is therefore almost worthless is.

Die angeführten Nachteile, welche bei der Herstellung und Bearbeitung permanenter Magnete auftreten, werden bei dem Verfahren gemäß der Erfindung vermieden, da nach diesem Verfahren jede beliebige Magnetforni unabhängig von der Härte des zur Verwendung gelangenden magnetischen Stoffes leicht herstellbar ist und auch solche Stoffe mit voller magnetischer Wirkung zur Verwendung gelangen können, die bisher als Ausschuß betrachtet werden mußten.The listed disadvantages, which are more permanent in the production and processing Magnets occur, are avoided in the method according to the invention, since after this method any magnet form is easy to manufacture regardless of the hardness of the magnetic material used, and also such materials with full magnetic effect can be used, previously as a committee had to be considered.

Das neue Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß ein ferromagnetischer Stoff· von großer Koerzitivkraft und Remanenz zer~The new method is characterized in that a ferromagnetic substance · of great coercive force and remanence

kleinert, mit einem Bindemittel gemischt bzw. getränkt, hierauf die Mischung durch Gießen, Pressen oder sonstige kalte oder bei einer solchen Temperatur durchgeführte warme Behandlung, daß einerseits keine Sinterung der Metallteilchen stattfindet und andererseits •eine zur Verbindung der Metallteilchen erforderliche Menge des Bindemittels im Endprodukt verbleibt, in eine feste Form gebracht ίο und dann in an sich bekannter Weise magnetisiert wird. ■ ■ ■ ■shredded, mixed or soaked with a binding agent, then the mixture by pouring, Pressing or other cold or warm treatment carried out at such a temperature, that on the one hand there is no sintering of the metal particles and on the other hand • that which is necessary to connect the metal particles Amount of binder remaining in the final product is brought into a solid form ίο and then magnetized in a manner known per se will. ■ ■ ■ ■

Man hat zwar schon vorgeschlagen, Dauermagnete aus ferromagnetischen Stoffen unmittelbar in der endgültigen Gebrauchsform '5 durch eine Warmbehandlung herzustellen, indem diejenigen Legierungsgrundstoffe, wie Eisen, Kobalt, Wolfram, Chrom, Molybdän, " sowie Kohlenstoff, welche u. a. als Ausgangsstoffe für Dauermagnetstahllegierungen Ve-rweiidung finden, zu Pulver zerkleinert, unter Beigabe eines Bindemittels miteinander gemischt und nach vorhergehender Pressung zu einem Formkörper in einem Hochfrequenzofen gesintert werden. Erst durch diese Sinterung entsteht dann die permanent-magnetisierbare Stahllegierung auf rein metallurgischem Wege, während die Ausgangsstoffe an sich noch nicht die durch hohe Koerzitiv- - kraft gekennzeichnete Eigenschaft der Dauermagnete besitzen.It has already been proposed to use permanent magnets made of ferromagnetic materials directly to produce in the final usage form '5 by heat treatment, by those alloy base materials such as iron, cobalt, tungsten, chromium, molybdenum, "as well as carbon, which among other things avoids as starting materials for permanent magnet steel alloys found, crushed to a powder, mixed together with the addition of a binding agent and sintered in a high-frequency furnace after prior pressing to form a shaped body. Only through this sintering Then the permanently magnetizable steel alloy is created on a purely metallurgical basis Ways, while the starting materials themselves do not yet meet the high coercivity - Have the characteristic of permanent magnets marked by force.

Von diesem vorbekannten Verfahren unterscheidet sich die Erfindung im wesentlichen dadurch, daß als Ausgangsstoff eine fertige Magnetstahllegierung vorausgesetzt wird, die zerkleinert und dann erst ohne weitere Sinterung unter Zuhilfenahme eines geeigneten Bindemittels in eine beliebige Form gepreßt wird. Während ferner bei dem bekannten Verfahren das zur Formgebung für die zu sinternde Mischung ferromagnetische!" Stoffe vorgeschlagene, als Flußmittel wirkende Bindemittel, nämlich Kobaltoxalat oder Kobal.tacetat, durch den bei hoher Temperatur durchgeführten Sinterungsprozeß eine solche chemische Umwandlung erfährt, daß es in dem fertiggesinterten Magneten als Bindemittel nicht mehr vorhanden ist, bildet bei der Erfindung das zur Pressung der Magnetformstücke benutzte Bindemittel einen Bestandteil des Endproduktes, welchem die Aufgabe zufällt, die Magnetteilchen zu einem Körper bestimmter Form dauernd zusammenzuhalten, The invention differs essentially from this previously known method in that a finished magnetic steel alloy is required as the starting material, the crushed and then only without further sintering with the aid of a suitable Binder is pressed into any shape. While also with the known Process that uses ferromagnetic substances to shape the mixture to be sintered! proposed, acting as a flux binder, namely cobalt oxalate or Kobal.tacetat, by the at high temperature sintering process carried out undergoes such a chemical conversion that it is no longer present as a binder in the fully sintered magnet, forms in the invention, the binder used for pressing the shaped magnetic pieces Part of the end product, which has the task of turning the magnetic particles into one To hold bodies of a certain shape together permanently,

Das neue Verfahren bietet vor allen Dingen den Vorteil, daß unter Verwendung geeigneter Bindemittel beliebige Magnetformen, wie z. B. flache Ringe, Platten u. dgl., Formstücke mit eingepreßten Teilen in einem Preßvorgang erzeugt werden können. Ferner besteht die Möglichkeit, auch solches an sich magnetisch wertvolles Material zu benutzen, welches infolge Lunkerbildung, - Gußfehler o. dgl. sonst keine unmittelbare Verwendung linden könnte.The new method offers the advantage above all that using suitable Binder any magnet shapes, such as. B. flat rings, plates and the like., Fittings can be produced with pressed-in parts in one pressing process. Furthermore, there is the possibility of using such magnetically valuable material, which as a result of the formation of cavities, casting defects or the like, otherwise no direct use could linden.

Für das Verfahren eignen sich besonders ferromagnetische Stoffe mit einer Koerzitivkraft von mehr als 240 örstedt, wobei auch die Benutzung der bei der Herstellung und Verarbeitung dieser Stähle anfallenden Bruchstücke und Gußabfälle zu demselben technischen Erfolg führt wie das gute Material, so daß auch für erstere durch die Erfindung eine Verwendungsmöglichkeit geschaffen ist.Ferromagnetic substances with a coercive force of more than 240 örstedt are particularly suitable for the process, whereby also the use of in the manufacture and Processing of these steels incidental fragments and casting waste to the same technical Success leads like good material, so that for the former too through invention a possible use is created.

Als Bindemittel kann jeder Stoff benutzt werden, welcher der Mischung in erkaltetem oder in gepreßtem Zustande eine feste und dauerhafte Gestalt und Form verleiht. Insbesondere eignen sich in flüchtigen Stoffen gelöste Harze, Kunstharze und preßfähige Kunststoffe aller Art.Any substance can be used as a binding agent, which the mixture in cold or gives a firm and permanent shape and form in the pressed state. In particular Resins dissolved in volatile substances, synthetic resins and pressable resins are suitable Plastics of all kinds.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die aus den ferromagnetischen Teilchen hoher Koerzitivkraft und einem Bindemittel bestehende Mischung unmittelbar in der gewünschten Form gegossen oder gepreßt, so daß jegliche Nacharbeitung fortfällt. Es können hierbei auch Anschlußklemmen, Befestigungsösen, Buchsen u.dgl. in den Magnetkörper mit hineingepreßt werden.In a further embodiment of the invention, the ferromagnetic particles are used high coercive force and a binding agent immediately in the desired mixture Cast or pressed form so that no reworking is required. It can in this case also connection terminals, fastening eyes, sockets and the like in the magnet body be pressed into it.

Um an den Polen dieser Preßmagnete die Kraftlinien wirksam zu vereinigen und einen guten Übergang derselben zu bewirken, werden vorteilhaft die Magnetkörper an den Polstellen mit einem Stoff von hoher Permeabilität versehen. Insbesondere wird für diesen Zweck eine hochpermeabile Eisenlegierung verwendet. ·In order to unite the lines of force effectively and one at the poles of these press magnets To bring about a good transition of the same, the magnetic bodies at the pole points are advantageous provided with a fabric of high permeability. In particular, a highly permeable iron alloy is used for this purpose used. ·

Dabei wird die Haftfähigkeit dieser Polplatten an den Polen vorteilhaft dadurch vergrößert, daß diese Platten mit in den gepreßten Magnetkörper hineinragenden Ansätzen oder Vorsprüngen aus zweckmäßig nicht magnetischem Stoff versehen sind. Die Vorspränge werden deswegen aus nicht magnetischem Stoff hergestellt, um die Kristalle, mit welchen diese Vorsprünge im Innern des gepreßten Magnetkörpers in Berührung kommen, nicht magnetisch kurzzuschließen, da dadurch deren magnetische Wirksamkeit erheblich geschwächt würde.Thereby the adhesion of these pole plates at the poles advantageously enlarged by the fact that these plates are also pressed into the Magnetic body protruding approaches or projections are provided from expediently non-magnetic material. The ledges are therefore made of non-magnetic material to protect the crystals, with which these protrusions come into contact inside the pressed magnetic body, not to be magnetically short-circuited, as this makes their magnetic effectiveness considerably would be weakened.

Das ganze Herstellungsverfahren kann weiterhin noch dadurch vereinfacht werden, daß die Verformung der Mischung durch Pressen oder Gießen sowie das Einbringen · der Polplatten in den Magnetkörper in einem einzigen Arbeitsgang erfolgt.The whole manufacturing process can still be simplified by that the deformation of the mixture by pressing or pouring as well as the introduction the pole plates in the magnet body is done in a single operation.

Der nach dem vorliegenden Verfahren hergestellte Magnet, der bei der Verwendung geeigneter Bindemittel eine erhebliche Festigkeit besitzt, kann leicht in jede beliebige Form gepreßt werden und ist verhältnismäßig billig in der Herstellung. Mit Rücksicht aufThe magnet manufactured according to the present process, which in use suitable binder has considerable strength, can easily be incorporated into any Molded and is relatively cheap to manufacture. With regard to

seine hohe Koerzitivkraft,- die nahezu den Wert des zur Verwendung gelangenden Grundstoffes erreicht, ist er in der Lage, andere hochwertige Eisenlegierungen, wie Kohlenstoff-, Chrom- oder Kobaltstähle, an allen den Stellen und in allen den Apparaten zu ersetzen, in welchen letztere bisher ausschließlich Verwendung fanden. Gegenüber diesen hochwertigen magnetischen Legierungen besitzt der neue Magnet außerdem noch den sehr wesentlichen Vorteil, daß er unempfindlich gegen Stöße ist und nicht rostet.its high coercive force, - which is almost the value of the one used Reached the basic material, he is able to use other high-quality iron alloys, such as Carbon, chrome or cobalt steels, in all the places and in all the apparatus to replace, in which the latter were previously used exclusively. Opposite to The new magnet also has these high-quality magnetic alloys the very important advantage that it is insensitive to impacts and does not rust.

HerstellungsbeispielManufacturing example

100 g fein gepulvertes ferromagnetisches Material wird mit etwa 10 g pulverisiertem Kunststoff gemischt, in eine Form gebracht und bei gleichzeitiger Erhitzung unter so hohem Druck gepreßt, daß der überschüssige, nicht zur Verbindung benötigte Kunststoff ausgeschieden wird. Nach erfolgtem Erhärten des Preßlings wird dieser der Form entnommen und in der üblichen Weise magnetisiert. 100 g of finely powdered ferromagnetic material is mixed with about 10 g of powdered Plastic mixed, put into a mold and heated under so at the same time pressed high pressure that the excess, not required for the connection plastic is eliminated. After the compact has hardened, it is removed from the mold and magnetized in the usual way.

Der Prozentsatz des benötigten Bindemittels ist um so geringer, je feiner das "Legierungsmaterial zerkleinert und je höher der zur Verfügung stehende Preßdruck ist.The percentage of binder required is lower, the finer it is "Alloy material is crushed and the higher the available pressing pressure.

Claims

Patent claims:

i. Process for the production of permanent magnets, characterized in, that a ferromagnetic! mixed or impregnated with a binder, then the mixture by pouring, pressing or other cold or warm treatment carried out at such a temperature that on the one hand no sintering of the metal particles takes place and on the other hand one for connection the metal particles required amount of binder remains in the end product, brought into a solid form and is then magnetized in a manner known per se.

2. The method according to claim 1, characterized in that ferromagnetic Substances with a coercive force of more than 240 Örstedt are used.

3. The method according to claim 1, characterized in that as a binder Resins, synthetic resins, compressible plastics, plastic or baking substances or the like. Can be used.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the from the ferromagnetic !! Particles of high coercive force and a binder xMixture is poured or pressed directly into the desired shape.

5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the with Magnetic bodies made of binders at the poles with a substance of ' high permeability are provided.

6. The method according to claim 5, characterized in that pole plates are used with projections protruding into the magnet body

o. The like. Are made of appropriately non-magnetic material.

7. The method according to claim 1 to 6, characterized in that the deformation the mixture by pressing or casting, optionally with heating of the mold, and the introduction of the pole plates takes place in one operation.

8. Permanent magnet, characterized by the production by process according to claims 1 to 7.