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Hintergrund
der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Dauermagneten auf Seltenerdbasis,
der eine hohe Korrosionsbeständigkeit
aufweist, sowie auf einen Dauermagneten auf Seltenerdbasis, der
eine hohe Konosionsbeständigkeit
aufweist, die durch das Verfahren erhalten wurde. Insbesondere bezieht
sich die Erfindung auf ein Verfahren, einem Seltenerd/Eisen/Bor-Dauermagneten
eine hohe Korrosionsbeständigkeit
zu verleihen, sowie auf einen Seltenerd/Eisen/Bor-Dauermagneten, der
eine hohe Korrosionsbeständigkeit
aufweist, die durch das Verfahren erhalten wurde.
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Wie bekannt ist, haben Dauermagneten
auf Seltenerdbasis im Allgemeinen im Vergleich zu anderen Typen
von Nichtseltenerddauermagneten große Vorteile in Bezug auf ihre
hervorragenden magnetischen Eigenschaften und wirtschaftlichen Qualitäten aufgrund
der bemerkenswerten Kompaktheit der Dauermagnete, so dass sie im
Bereich der elektrischen und elektronischen Instrumente weiten Einsatz
finden. Dauermagnete auf Seltenerdbasis sind jetzt auf eine Stufe
der weiteren Entwicklung, wo sie eine immer mehr und mehr verbesserte
magnetische Leistung aufweisen müssen,
um den jüngsten
Trend in der elektrischen und elektronischen Technologien zu entsprechen.
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Unter den verschiedenen Klassen der
Dauermagnete auf Seltenerdbasis, die vordem entwickelt wurden, sind
die so genannten Seltenerd/Eisen/Bor-Dauermagnete oder typischerweise
Neodym/Eisen/Bor-Dauermagnete die hervorstechendsten, verglichen
mit den früher
entwickelten Samarium/Cobalt-Dauermagneten in Bezug auf die viel
besseren magnetischen Eigenschaften und viel niedrigeren Materialkosten,
weil Neodym als Seltenerdvorkommen viel reichlicher vorhanden ist
als Samarium und kein oder nur eine kleine Menge an teurem Cobalt
für die
Zusammensetzung der Magnetlegierung benötigt wird. Folglich sind Neodym/Eisen/Bor-Dauermagnete
hervorgehoben und es wird erwartet, dass sie in naher Zukunft nicht
nur Samarium/Cobalt-Dauermagnete ersetzen, die herkömmlich in
Magnetkreisläufen
kompakter Größe eingesetzt
werden, sondern auch Harteisendauermagnete mit relativ großem Ausmaß und ziemlich
große
Elektromagnete. Seltenerd/Eisen/Bor-Dauermagnete haben im allgemeinen
jedoch einen ernsthaften Nachteil, dass, als eine Eigenheit des
Seltenerdelementes oder Neodym und Eisen als der metallischen Hauptbestandteile
der Magnet-legierungszusammensetzung, der Magnet bereits innerhalb
einer kurzen Zeit an der Oberfläche
oxidiert, wenn er in einer Atmosphäre von Feuchtigkeit enthaltender
Luft aufbewahrt wird. Wenn eine Oxidation an der Oberfläche eines
Seltenerd/Eisen/Bor-Dauermagneten stattfindet, der in einem elektrischen
oder elektronischen Instrument eingebaut ist, ist eine Abnahme der
Leistung des Magnetkreislaufes unvermeidbar, nicht zu vergessen das
Problem der Verunreinigung der Umgebung durch Rostpartikel, die
durch Oxidation gebildet werden und von der Magnetoberfläche abfallen.
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Mit dem Ziel, die Korrosionsbeständigkeit
eines Seltenerd/Eisen/Bor-Dauermagneten zu verbessern, wurden vordem
Vorschläge
für Verfahren
gemacht, die Magnetoberfläche
mit einer schützenden Deckschicht
zu versehen, wie zum Beispiel eine harzartige Deckschicht und eine
metallische Deckschicht aus zum Beispiel Nickel, die durch eine Trockendampfphasenablagerungsverfahren
zum Beispiel Ion Plating oder durch ein elektrolytisches Nassüberzugsverfahren
hergestellt wurden. Diese Oberflächenbeschichtungsverfahren
sind wegen der hohen Kosten, die für den Prozess, der notwendigerweise
sehr kompliziert ist, erforderlich sind, praktisch nicht realisierbar.
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Im Hinblick auf das Problem der hohen
Kosten in den oben erwähnten
Oberflächenbeschichtungsverfahren,
wird im Japanischen Patent 6-302420 ein einfacheres und weniger
teures Oberflächenbehandlungsverfahren
vorgeschlagen, nach dem die Oberflächenbehandlung eines Seltenerd/Eisen/Bor-Dauermagneten
nur durch eine Chromsäurebehandlung
abgeschlossen wird. Dieses Verfahren kann jedoch auf keinen Fall
sehr günstig
sein, weil der Chromsäurebehandlung
eine Beizbehandlung mit einer Säure,
wie zum Beispiel Salpetersäure,
folgen muss und die verbrauchte Chromsäurelösung, die in Verdacht steht,
giftig zu sein, dass sie schwere Umweltverschmutzungen verursacht,
muss mit vollständiger
Sicherheit entsorgt werden, die notwendiger Weise hohe Kosten verursacht.
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Als eine Alternative zu der oben
erwähnten Chromsäurebehandlung,
die Probleme bezüglich
der hohen Kosten und Schwierigkeiten in der Abfallentsorgung aufweist,
wird im Japanischen Patent 9-7867 und 9-7868, bezogen auf die Einleitung
der Ansprüche
1 und 9, ein Verfahren vorgeschlagen, nach dem eine glasartige Schutzdeckschicht
auf der Oberfläche
eines Seltenerd/Eisen/Bor-Dauermagneten durch Beschichtung mit einer
wässrigen
Lösung eines
Alkalisilkates gebildet wird, gefolgt durch eine Wärmebehandlung
zur Verglasung der Deckschicht. Dieses Verfahren ist in der Tat
ein nützliches
Verfahren, zumindest wenn der oberflächenbeschichtete Dauermagnet
in einer Luftatmosphäre
eingesetzt wird, in der die Feuchtigkeit nicht übermäßig hoch ist, da das Behandlungsverfahren
relativ einfach ist, aber immer noch einen verhältnismäßig guten Rostschutzeffekt
liefert.
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Wenn ein Seltenerd/Eisen/Bor-Dauermagnet,
der mit einer glasartigen Schutzdeckschicht aus Alkalisilikat versehen
ist, in einer Atmosphäre
mit einer hohen Feuchtigkeit eingesetzt wird, ist auf der anderen
Seite der alkalische Bestandteil, der in der glasartigen Deckschicht
enthalten ist, verantwortlich für
die Absorption von Feuchtigkeit aus der Atmosphäre. Wenn die Deckschicht einmal
durch Absorption von Feuchtigkeit feucht geworden ist, kann der
erwünschte
Effekt der Korrosionsbeständigkeit
durch die glasartige Deckschicht nicht länger voll erfüllt werden.
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Weiterhin wird der alkalische Bestandteil,
der in der glasartigen Schutzdeckschicht aus Alkalisilikat enthalten
ist, leicht in ein wässriges
oder öliges
Medium ausgewaschen, das den Magneten umgibt, und verursacht schwere
Verunreinigungen um den Magnetkörper
herum. Dieses Problem kann natürlich
wenigstens teilweise durch Verwendung eines Alkalisilikates gelöst werden,
bei dem der Inhalt an einem alkalischen Bestandteil bezogen auf
den Silikatanteil deutlich vermindert wird. Die Menge des alkalischen Bestandteiles
bezogen auf das Silikat im Alkalisilikat kann jedoch nicht niedrig
genug sein, um die Schwierigkeiten wegen der Absorption durch Feuchtigkeit und
das Auswaschen aus dem Alkali, wie oben erwähnt, ausreichend zu vermeiden,
weil der alkalische Bestandteil im Alkalisilikat dazu dient, die
Verglasung des Alkalisilikates zur Formung einer Deckschicht bei der
Wärmebehandlung
zu fördern
und die Schrumpfung der Deckschicht durch die Verglasung zur verringern,
um so eine gute Korrosionsbeständigkeit
der glasartigen Schutzdeckschicht sicherzustellen.
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Die hier dargestellte Erfindung hat
dementsprechend zum Ziel, ein neues Verfahren zur Herstellung eines
Seltenerd/Eisen/Bor-Dauermagnetkörpers
mit hoher Korrosionsbeständigkeit
zur Verfügung
zu stellen, durch die Bereitstellung einer verglasten Schutzdeckschicht
aus einem Alkalisilikat, die keine Probleme durch eine Abnahme in
der Korrosionsbeständigkeit
des Magneten und einer Verunreinigung der Umgebung wegen des alkalischen
Bestandteils in der Schutzdeckschicht aus dem verglasten Alkalisilikat
aufweist.
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Entsprechend einer Seite der hier
dargestellten Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eine hochkorrosionsbeständigen Seltenerd/Eisen/Bor-Dauermagneten
bereitgestellt, das die Schritte
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- a) Beschichten der Oberfläche eines Seltenerd/Eisen/Bor-Dauermagneten
mit einer wässrigen
Beschichtungslösung
eines Alkalisilikates, um eine Deckschicht zu bilden;
- b) Trocknen der Deckschicht, um eine getrocknete Deckschicht
aus dem Alkalisilikat zu erhalten;
- c) Unterziehen der getrockneten Deckschicht aus dem Alkalisilikat
einer Wärmebehandlung,
bei einer Temperatur im Bereich von 50 bis 450°C für wenigstens eine Minute, um
eine glasartige Deckschicht aus dem Alkalisilikat zu bilden; die
Beschichtungsstoffmenge der Beschichtungslösung in Schritt a) ist dabei
so, dass die in Schritt c) gebildete glasartige Lackschicht aus
dem Alkalisilikat. eine Dicke im Bereich von 0,1 bis 10 μm aufweist
und
- d) gekennzeichnet durch den weiteren Schritt des Inkontaktbringens
der glasartigen Deckschicht des Alkalisilikates mit Wasser bei einer
Temperatur im Bereich von 10 bis 90°C für eine Dauer im Bereich von
1 bis 60 Minuten, um wasserauslösbare
alkalische Bestandteile in der glasartigen Deckschicht aus dem Alkalisilikat
zu entfernen, umfasst.
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Entsprechend einer anderen Seite
der hier dargestellten Erfindung wird ein hochkorrosionsbeständiger Seltenerd/Eisen/Bor-Dauermagnet
bereitgestellt, der aus
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- A) einem Basiskörper aus einem Seltenerd/Eisen/Bor-Dauermagneten;
und
- B) einer Deckschicht aus einem glasartigen Alkalisilikat, die
auf der Oberfläche
des Basiskörpers gebildet
wurde,
besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der alkalische
Bestandteil der Deckschicht aus dem glasartigen Alkalisilikat durch
Wässern
der Deckschicht bei 80°C
für 2 Stunden
ausgewaschen wurde, so dass die Alkalimenge nicht mehr als 10 μm pro cm2 des Oberflächenbereiches der Deckschicht beträgt.
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Obwohl die oben gegebene Beschreibung nur
für ein
Seltenerd/Eisen/Bor-Dauermagneten als Zielkörper gegeben ist, für den das
Verfahren der hier dargestellten Erfindung angewendet wird, ist
es vielleicht zu viel zu sagen, dass das erfindungsgemäße Verfahren
für jeglichen
Arten von Dauermagneten auf Seltenerdbasis anwendbar ist, von denen
gewünscht
wird, dass ihnen eine hohe Korrosionsbeständigkeit verliehen wird.
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Das Seltenerdelement als der metallische Hauptbestandteil
des Seltenerd/Eisen/Bor-Dauermagneten
kann jegliches oder jegliche Kombination der Seltenerdelemente einschließlich Yttrium
und der Elemente, die eine Ordnungszahl von 57 bis 71 aufweisen,
sein, von den Cer, Lanthan, Neodym, Praseodym, Dysprosium und Terbium
wichtig sind und Neodym das wichtigere.
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Der Seltenerd/Eisen/Bor-Dauermagnet
enthält
normalerweise von 5 bis 40 Gew.-% von einem oder einer Kombination
der Seltenerdelemente, von 50 bis 90 Gew.-% Eisen und von 0,2 bis
8 Gew.-% Bor. Ein Teil des Eisenbestandteils kann durch Cobalt ersetzt
werden, wenn eine Verbesserung der Temperatureigenschaften des Magneten
gewünscht
wird. Die Menge an Cobalt, wenn hinzugefügt, liegt im Bereich von 0,1
bis 15 Gew.-%. Wenn die zugegebene Menge an Cobalt zu klein ist,
kann die gewünschte Verbesserung
der Temperatureigenschaften des Magneten selbstverständlich nicht
erhalten werden. Eine zu große
Menge an Cobalt, um Eisen zu ersetzen, ist schädlich gegen die Koerzitivkraft
des Dauermagneten.
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Weiterhin kann wahlweise die Legierungszusammensetzung
des Seltenerd/Eisen/Bor-Dauermagneten
mit anderen Zusatzelementen sowie Nickel, Niob, Aluminium, Titan,
Zirkonium, Chrom, Vanadium, Magan, Molybdän, Silizium, Zinn, Kupfer,
Kalzium, Magnesium, Blei, Antimon, Gallium und Zink gemischt werden,
um eine Verbesserung von bestimmten einzelnen magnetischen Eigenschaften
des Magneten zu schaffen oder um die Materialkosten zu verringern.
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Das Verfahren zur Herstellung eines
Seltenerd/Eisen/Bor-Dauermagneten, das hauptsächlich ein pulvermetallurgischer
Prozess ist, ist gut bekannt im Bereich der magnetischen Materialien
und wird hier nicht im jedem Detail beschrieben.
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In Schritt a) des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird ein Seltenerd/Eisen/Bor-Dauermagnet,
im folgenden einfach als Magnet bezeichnet, mit einer wässrigen
Beschichtungslösung
beschichtet, die durch Lösen
eines Alkalisilikates in Wasser hergestellt wurde, um eine Deckschicht
zu bilden. Obwohl nicht einschränkend,
ist das Alkalisilikat aus Natriumsilikat, Kaliumsilikat und Lithiumsilikat
ausgewählt, von
denen Natriumsilikat aus wirtschaftlichen Gründen bevorzugt wird, weil Natriumsilikat
in Form von so genanntem Wasserglas bei niedrigen Kosten erhältlich ist.
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Bei Verwendung von Natriumsilikat
als typisches Beispiel von Alkalisilikaten ist das molare Verhältnis von
SiO2 zu Na2O ein
wichtiger Parameter, um das Verhalten des Natriumsilikates für die Verglasung
durch Wärmebehandlung
zu beeinflussen und um die Eigenschaften der verglasten Schutzdeckschicht
zu bestimmen. In diesem Zusammenhang sollte das molare Verhältnis von
Siliziumdioxid SiO2 zu Alkalioxid, zum Beispiel
Na2O im Bereich von 1,5 bis 20,0, bevorzugt
von 3,0 bis 9,0 liegen. Wenn dieses molare Verhältnis zu klein ist, enthält die glasartige
Schutzdeckschicht des Alkalisilikates eine übermäßig große Menge an Alkaliionen, so
dass eine Entfernung der auswaschbaren alkalischen Bestandteile im
nachfolgenden Schritt d) unter den spezifizierten Bedingungen kaum
vollendet werden kann. Wenn andererseits das molare Verhältnis von
Siliziumdioxid zu Alkali zu groß ist,
tritt eine Schrumpfung der Alkalisilikatdeckschicht in der Wärmebehandlung
in Schritt c) durch die Dehydrierungskondensation der silanolischen
Hydroxylgruppen, die in einer übermäßig großen Menge
enthalten sind und zu der möglichen
Bildung von Rissen in der glasartigen Deckschicht führen, die
keine vollständige
Schutzwirkung aufweisen kann, übermäßig auf.
Wenn ein Wasserglas eingesetzt wird, das eine molares Verhältnis von Siliziumdioxid
zu Natriumoxid aufweist, das zu niedrig oder zu hoch ist, kann das
Verhältnis
von Siliziumdioxid zu Natriumoxid durch Zumischung der wässrigen
Lösungen
von Wasserglas mit ultrafeinen Siliziumdioxidpartikeln oder kolloidalen
Siliziumdioxidpartikeln beziehungsweise mit Natriumhydroxid eingestellt
werden.
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In Schritt a) des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird ein Seltenerd/Eisen/Bor-Dauermagnet
mit einer wässrigen
Lösung
aus Alkalisilikat beschichtet, damit eine Deckschicht auf der Magnetoberfläche gebildet
wird. Die Konzentration der wässrigen
Alkalisilikatlösung
sollte so eingestellt sein, dass eine gewünschte Dicke der glasartigen
Schutzdeckschicht durch ein einmaliges Beschichten erhalten werden kann.
Das Beschichtungsverfahren ist nicht besonders beschränkend und
kann jegliches konventionelle Verfahren umfassen, eingeschlossen
Tauchbeschichtung, Büstenstreichverfahren,
Spritzbeschichtung und ähnliche.
Die so gebildete Deckschicht aus der Alkalisilikatlösung wird
dann in Schritt b) einer Trocknungsbehandlung entweder bei Zimmertemperatur
oder bei einer erhöhten
Temperatur unterworfen, um als eine Vorbehandlung der Wärmebehandlung
in Schritt c) eine getrocknete Deckschicht aus dem Alkalisilikat
zu bilden.
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Die Wärmebehandlung in Schritt c)
des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird durchgeführt,
um die getrocknete Deckschicht aus einem Alkalisilikat in eine glasartige
Schutzdeckschicht durch den Mechanismus einer Dehydrierungskondensationsreaktion zwischen
silanolischen Hydroxylgruppen zu verglasen. Um eine vollständige Verglasung
der Deckschicht zu erhalten, wird die Wärmebehandlung bei einer Temperatur
im Bereicht von 50 bis 450°C
oder bevorzugt von 120 bis 450°C
durchgeführt.
Wenn die Temperatur der Wärmebehandlung
zu niedrig ist, ist die Reaktionsgeschwindigkeit der silanolischen
Dehydrierungskondensation zu niedrig, so dass die Verglasung der
Alkalisilikates unvollständig
wäre, außer die
Behandlungszeit wird übermäßig erhöht, was sich
nachteilig auf die Produktivität
des Prozesses auswirkt. Wenn andererseits die Temperatur der Wärmebehandlung
zu hoch ist, ist die Reaktionsgeschwindigkeit der silanolischen
Dehydrierungskondensation zu hoch, was zu einer möglichen
Rissbildung in der Deckschicht zusammen mit einem möglichen
Abbau der magnetischen Eigenschaften des Seltenerd/Eisen/Bor-Dauermagneten
an sich führt.
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Die Dauer der Wärmebehandlung in Schritt c)
des erfindungsgemäßen Verfahrens
liegt im Bereich von 1 bis 120 Minuten. Wenn die Dauer der Wärmebehandlung
zu niedrig ist, kann die vollständige.
Verglasung der Alkalisilikatdeckschicht selbstverständlich kaum
fertig gestellt werden, während
eine Ausdehnung der Zeit über
die oben erwähnte
obere Grenze hinaus keine weiteren Vorteile auf die Eigenschaften
der glasartigen Deckschicht aufweist aber einen wirtschaftlichen
Nachteil aufgrund der Abnahme der Produktivität des Prozesses.
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Die glasartige Schutzdeckschicht
aus dem Alkalisilikat, die in den oben beschriebenen Schritten gebildet
wurde, sollte eine Filmdicke im Bereich von 0,1 bis 10 μm oder bevorzugt
von 0,5 bis 10 μm
aufweisen. Wenn die Filmdicke der Schicht, die durch einen einfachen
Durchlauf der Schritte a) bis c) erhalten wurde, zu niedrig ist,
kann die Schrittfolge a) bis c) zweimal oder öfter wiederholt werden, bis
eine gewünschte
Filmdicke der Deckschicht erhalten werden kann. Wenn die Filmdicke
der Deckschicht, die der Behandlung in Schritt d) unterworfen wird,
zu niedrig ist, ist die Oberfläche
des Dauermagneten an sich Subjekt eines direkten Angriffs des Wassers
im nachfolgenden Schritt d), welcher eine Wasserauswaschbehandlung
ist, um jegliche wasserlöslichen
alkalischen Bestandteile in der Alkalisilikatdeckschicht zu entfernen,
um nicht einen vollständigen
korrosionsbeständigen
Effekt zu verursachen. Obwohl andererseits kein besonders nachteiliger
Effekt durch eine Schutzdeckschicht verursacht wird, die eine zu
große Dicke
aufweist, ist es manchmal eine schwierige Angelegenheit, eine gute
Einheitlichkeit einer Deckschicht, die eine große Dicke aufweist, sicherzustellen,
nicht zu vergessen ein praktischer Nachteil bezogen auf eine Abnahme
des effektiven Magnetvolumens bezogen auf das Bruttovolumen des
so stark beschichteten Dauermagneten beim Einbau des Dauermagneten
in einem Instrument.
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Das charakteristischste Merkmal des
erfindungsgemäßen Verfahrens
besteht in Schritt d), welches ein entalkalisierendes Wasserauswaschverfahren
des Seltenerd/Eisen/Bor-Dauermagneten
ist, der mit einer glasartigen Schutzdeckschicht aus einem Alkalisilikat
auf der Oberfläche
versehen ist, wie in Schritt c) erhalten, um jegliche wasserauslöslichen alkalischen
Bestandteile zu entfernen. Die Behandlung wird durchgeführt durch
das Einbringen des oberflächenbeschichteten
Dauermagneten in Kontakt mit Wasser bei einer Temperatur im Bereich
von 10 bis 90°C
oder bevorzugt von 50 bis 80°C
für eine Dauer
im Bereich von 1 bis 60 Minuten. Wenn die Auswaschtemperatur zu
niedrig ist, kann eine vollständige
Entfernung der wasserauslöslichen
alkalischen Bestandteile kaum erreicht werden, außer die Auswaschzeit
wird unverhältnismäßig erhöht, was wegen
der Abnahme in der Produktivität
des Prozesses zu einem wirtschaftlichen Nachteil führt. Wenn die
Auswaschtemperatur zu hoch ist, kann möglicherweise ein Schaden in
der glasartigen Schutzdeckschicht verursacht werden, der zu einer
Abnahme der Korrosionsbeständigkeit
der Schutzdeckschicht führt,
sogar wenn eine Entfernung der wasserlöslichen alkalischen Bestandteile
so vollendet werden kann. Wenn die Behandlungszeit zu niedrig ist,
ist die Entfernung der wasserlöslichen
alkalischen Bestandteile aus der glasartigen Deckschicht des Alkalisilikates
selbstverständlich
unvollständig,
während,
wenn die Behandlungszeit zu hoch ist, Schwierigkeiten auftreten,
die ähnlich
denen sind, die durch eine übermäßig hohe
Temperaturbehandlung wie oben erwähnt auftreten.
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Vorausgesetzt, dass die Behandlungen
in Schritt a) bis d) alle angemessen durchgeführt wurden, kann die glasartige
Schutzdeckschicht aus Alkalisilikat, z. B. Natriumsilikat, bezüglich des
Restanteils an löslichen
Natrium untersucht werden, der durch ein Bad des beschichteten Magneten
in ultrareinem Wasser bei 80°C
für 2 Stunden
unterzogen wird, gefolgt durch eine Messung der Menge an Natrium
im Wasser durch das ionenchromatographische Verfahren, wobei die
Menge an Natrium 10 μg
pro cm2 Oberflächenbereich der glasartigen
Schutzdeckschicht aus Natriumsilikat nicht übersteigen darf.
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Im folgenden wird das Verfahren der
hier dargestellten Erfindung durch Beispiele und vergleichende Beispiele
detaillierter dargestellt, welche jedoch niemals den Umfang der
Erfindung in irgendeinem Weg einschränken.
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Beispiel 1
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Ein Legierungsbarren eines Seltenerd/Eisen/Bor-Dauermagneten
wurde erstellt durch Hochfrequenzinduktionsschmelzen von 32 Gew.-%
Neodym, 1,2 Gew.-% Bor, 59,8 Gew.-% Eisen und 7 Gew.-% Cobalt, jeweils
in metallischer oder elementarer Form, unter einer Argonautenatmosphäre. Der Legierungsbarren
wurde in einem Backenbrecher in grobe Körnchen gebrochen, die schließlich in
einer Strahlmühle
mit Stickstoff als Strahlgas in feine Partikel gemahlen wurden,
die einen mittleren Partikeldurchmesser von 3,5 μm aufwiesen. Das so erhaltene
Magnetlegierungspulver wurde in eine Metallform eingeführt und
unter einem Druck von 1000 kg pro cm2 in
einem Magnetfeld von 10 kOe formgepresst, um einen Pulverpresskörper zu
erhalten.
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Der so geformte Pulverpresskörper als
Rohling wurde einer Sinterwärmebehandlung
im Vakuum bei 1100°C
für 2 Stunden
unterworfen, gefolgt durch eine Alterungsbehandlung bei 550°C für eine Stunde, um
einen gesinterten Dauermagnetblock zu erhalten, aus dem ein Dauermagnetprüfkörper in
Form einer runden Scheibe, einen Durchmesser von 21 mm und eine
Dicke von 5 mm aufweisend, durch mechanische Bearbeitung erstellt
wurde. Die Oberfläche
des Magnetprüfkörpers wurde
durch Trommelpolieren, gefolgt von Ultraschallreinigung in Wasser
und Trocknung fertig gestellt.
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Daneben wurde eine wässrige Beschichtungslösung aus
Natriumsilikat durch Lösen
eines kommerziellen Produktes von #3 Wasserglas, den JIS Standard
gehorchend, in dem das molare Verhältnis von SiO2 zu
Na2O 3,2 beträgt, in entionisiertem Wasser
in solch einer Menge erzeugt, dass die Konzentration die für SiO2 berechnet wurde, 40 g pro Liter betrug.
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Der oben erzeugte Dauermagnetprüfkörper wurde
in die wässrige
Natriumsilikatlösung
eingetaucht und dann herausgezogen, um eine Deckschicht der Lösung auf
der Oberfläche
zu bilden. Der Dauermagnetprüfkörper, der
so mit der Deckschicht versehen wurde, wurde einer Wärmebehandlung
in einem Heißluftumluftofen
bei 150°C
für 20
Minuten unterworfen, um eine Trocknung und Verglasung der Natriumsilikatschicht
in eine glasartige Deckschicht aus Natriumsilikat zu bewirken.
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Der Dauermagnetprüfkörper, der die solche verglaste
Natriumsilikatdeckschicht aufweist, wurde in ein Bad aus entionisiertem
Wasser bei 70°C
für 2 Minuten
getaucht, um eine Entalkalinisierung der Natriumsilikatschicht zu
erreichen, gefolgt durch Trocknung. Diese entalkalinisierten Natriumsilikatdeckschicht
hat eine Dicke von 0,7 μm,
wie durch das XPS (Röntgenphotoelektrospektrometrisches)
Verfahren bestimmt wurde.
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Der so hergestellte Dauermagnetprüfkörper, der
eine entalkalinisierte glasartige Natriumsilikatdeckschicht aufweist,
wurde der Untersuchung des Restgehaltes an alkalischen Bestandteilen,
die in Wasser auswaschbar sind, unterworfen, durch ein Bad des Prüfkörpers in
ultrareinem Wasser bei 80°C für 2 Stunden,
wobei ein Wert von 4,0 μg
Natrium pro cm2 Oberflächenbereich der Deckschicht
erhalten wurden.
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Weiterhin wurde der Dauermagnetprüfkörper nach
der Entalkalinisierungsbehandlung einer beschleunigten Abbauuntersuchung
der Deckschicht durch Halten desselben in einer Atmosphäre von 90%
relativer Feuchte bei 80°C
für 200
Stunden unterworfen und die Erscheinung des Magnetprüfkörpers wurde
visuell untersucht, wobei absolut keine bemerkenswerten Änderungen
im Auftreten entdeckt wurden.
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Beispiele 2, 3 und 4
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Die experimentellen Bedingungen in
jedem dieser Beispiele 2, 3 und 4 sind grundsätzlich dieselben wie in Beispiel
1, außer
der Verlängerung
der Zeit für
die Entalkalinisierungsauswaschbehandlung der glasartigen Natriumsilikatdeckschicht
von 2 Minuten auf 10 Minuten, 30 Minuten beziehungsweise 60 Minuten.
Die Ergebnisse der Untersuchungen für die Restmenge an wasserauswaschbaren
Natriumgehalt in der Deckschicht waren 1,5 μg pro cm2,
0,3 μg pro
cm2 beziehungsweise 0,2 μg pro cm2.
Es wurden bei der beschleunigten Abbauuntersuchung, durchgeführt auf
dieselbe Weise wie in Beispiel 1, absolut keine merklichen Änderungen
im Erscheinen der Dauermagnetprüfkörper entdeckt,
die eine entalkalinisierte Natriumsilikatdeckschicht in jedem dieser Beispiele
aufwiesen.
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Vergleichs-Beispiele 1,
2 und 3
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Die experimentellen Bedingung in
jedem dieser vergleichenden Beispiele 1, 2 und 3 waren grundsätzlich dieselben
wie in Beispiel 1, außer
durch Weglassen der Entalkalinisierungsauswaschbehandlung, einer
Abnahme der Dauer der Entalkalinisierungsauswaschbehandlung von
2 Minuten auf 30 Sekunden und einer Vergrößerung der Dauer des Entalkaliniersierungsauswaschbehandlung
von 2 Minuten auf 90 Minuten. Die Ergebnisse der Untersuchung der
Restmenge an wasserauswaschbarem Natriumgehalt waren 18,0 μg pro cm2, 13,0 μg
pro cm2 bzw. 0,1 μg pro cm2.
In jedem der vergleichenden Beispiele 1 und 2 wurden nach der beschleunigten Abbauuntersuchung
absolut keine bemerkbaren Änderungen
im Erscheinen der Dauermagnetprüfkörper entdeckt,
die eine entalkalinisierte Natriumsilikatdeckschicht aufwiesen,
während
auf der Oberfläche des
Magneten im vergleichenden Beispiel 3 Rostflecken entdeckt wurden.
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Vergleichs-Beispiel 4
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Die experimentellen Bedingungen in
diesem vergleichenden Beispiel waren grundsätzlich dieselben wie im Beispiel
3, außer
das die glasartige Natriumsilikatdeckschicht nach der Entalkalinisierungsauswaschbehandlung
eine Dicke von 0,05 μm
anstelle von 0,7 μm
aufwies als eine Folge des Gebrauchs einer stärker verdünnten Beschichtungslösung. Das
Ergebnis der Untersuchung für
die Menge an restwasserlöslichem
Alkaligehalt war 0,1 μg
pro cm2 Oberflächenbereich der Deckschicht,
aber bei der beschleunigten Abbauuntersuchung wurden Rostflecken
entdeckt.
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Beispiele 5, 6, 7 und
8
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Die experimentellen Bedingungen in
jedem dieser Beispiele 5, 6, 7 und 8 waren grundsätzliche dieselben
wie im Beispiel 1, außer
dass die Temperatur des Wasserbades für die Entalkalinisierungsauswaschbehandlung
20°C, 40°C, 60°C bzw. 80°C anstelle
von 70°C
betrug. Die Ergebnisse der Untersuchung für die Restmenge an wasserauswaschbarem Natriumgehalt
waren 6,0 μg
pro cm2, 2,0 μg pro cm2, 1,0 μg pro cm2 beziehungsweise 0,3μg pro cm2 .
Bei der beschleunigten Abbauuntersuchung in jedem dieser Beispiele
wurden absolut keine merklichen Änderungen
im Erscheinen der Dauermagnetprüfkörper entdeckt,
die eine entalkalinisierte Natriumsilikatdeckschicht aufwiesen.
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Vergleichs-Beispiele 5
und 6
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Die experimentellen Bedingungen in
jedem dieser vergleichenden Beispiele 5 und 6 waren grundsätzlich dieselben
wie in Beispiel 1, außer
dass die Temperatur des Wasserbades für die Entalkalinisierungsauswaschbehandlung
5°C bzw.
95°C anstelle
von 70°C
betrug. Die Ergebnisse für
die Untersuchung der Restmenge an wasserauswaschbarem Natriumgehalt
waren 13,0 μg
pro cm2, bzw. 0,1 μg pro cm2.
Nach der beschleunigten Abbauuntersuchung wurden absolut keine merklichen Änderungen
im Erscheinen des Dauermagnetprüfkörpers im
vergleichenden Beispiel 5 entdeckt, der eine entalkalinisierte Natriumsilikatdeckschicht aufwies,
aber es wurden Rostflecken auf der Oberfläche des Magneten im vergleichenden
Beispiel 6 gefunden.