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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Wasserstoff-Pulverisierung
von magnetischem Material auf Seltenerdmetall-Basis zur Herstellung
eines Legierungspulvers für
einen Permanentmagneten bestehend aus, zum Beispiel, R (das mindestens
ein Seltenerdemetallelement einschließlich Y darstellt), B und Fe
als Hauptbestandteile und auf ein Wasserstoff-Pulverisier-Gehäuse, das
in dem Wasserstoff-Pulverisierverfahren
verwendet wird.
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Beschreibung des Stands
der Technik
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Die
herkömmliche
Pulverisierung eines solchen Typs magnetischen Materials wird auf
die folgende Art durchgeführt:
Ein Legierungsblock mit einer vorausgewählten Zusammensetzung entsprechend
jener eines herzustellenden Magneten auf Seltenerdmetall-Basis wird
durch Okklusion von Wasserstoff (H2) in
einer Wasserstoffgasatmosphäre (H2) durch Ausnutzen einer H2-Okklusionseigenschaft
des Legierungsblocks versprödet,
auf welche Weise ein grobes Pulver eines magnetischen Materials
auf Seltenerdmetall-Basis effizient und in kurzer Zeit erzeugt wird.
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Bei
der herkömmlichen
Wasserstoff-Pulverisierung von magnetischem Material auf Seltenerdmetall-Basis
wird das magnetische Material jedoch mit Wasserstoff-Okklusion versprödet und
durch eine exotherme Reaktion während
der Wasserstoff-Okklusion bis auf eine Temperatur von 300°C bis 350°C gebracht.
Um die Oxidationsbeständigkeit
des pulverisierten magnetischen Materials zu steigern, ist es danach
erforderlich, das magnetische Material in Vakuum oder in einer inerten
Atmosphäre
weiter bis auf 400°C
bis 600°C
zu erhitzen, um einen Teil des okkludierten Wasserstoffs freizusetzen.
Selbst wenn der Wasserstoff freigesetzt wird, ist das magnetische
Material auf Seltenerdmetall-Basis dennoch aktiv und neigt dazu,
bei einer hohen Temperatur oxidiert zu werden. Aus diesem Grund
ist es erforderlich, das magnetische Material durch ein Edelgas,
wie zum Beispiel Argongas, auf ein Niveau in der Größenordnung
von 20°C
bis 30°C
abzukühlen
und dann das gekühlte
magnetische Material aus der Atmosphäre zu entfernen. Insbesondere
besteht ein magnetisches Material auf Seltenerdmetall-Basis, das
durch ein im Folgenden beschriebenes Dünnbandgießverfahren erzeugt wurde, aus
einer Form von Flocken und weist deshalb eine große Oberfläche nach
der Pulverisierung auf, verglichen mit einem Material, das in einem
Formgießverfahren
erzeugt wurde. Sofern das magnetische Material auf Seltenerdmetall-Basis,
nachdem es zuverlässig
auf ein Niveau in der Größenordnung
von 20°C
bis 30°C
abgekühlt wurde,
nicht entfernt wird, besteht die Möglichkeit des Entzündens. Wenn
das magnetische Material auf Seltenerdmetall-Basis in Form von Flocken,
die durch ein Dünnbandgießverfahren
erzeugt wurden, in einen Pulverisierbehälter gebracht wird, werden die
Flocken übereinander
gelegt und aus diesem Grund lässt
sich ein Teil des Materials in dem Behälter schwerer kühlen, verglichen
mit einem magnetischen Material auf Seltenerdmetall-Basis in Form
eines durch ein Formgießverfahren
erzeugten Blocks. Deshalb ist es in dem Wasserstoff-Pulverisierverfahren,
das durch die Wärmebehandlung
von derartigem Erhitzen und Abkühlen
bestimmt ist, ein Gegenstand zur Produktivitätssteigerung, das Erhitzen
und Abkühlen
in einer kurzen Zeit durchzuführen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Demgemäß ist es
ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Wasserstoff-Pulverisierung von
magnetischem Material auf Seltenerdmetall-Basis bereitzustellen,
in dem die oben gestellte Aufgabe gelöst ist und das Erhitzen und
Abkühlen
in einer kurzen Zeit ausgeführt
werden kann, wodurch eine äußerst hervorragende
Produktivität
bereitgestellt wird, und ein Wasserstoff-Pulverisier-Gehäuse bereitzustellen,
das für
die Verwendung in einem solchen Wasserstoff-Pulverisierverfahren
geeignet ist.
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Um
das oben genannte Ziel zu erreichen, wird gemäß einem ersten Gesichtspunkt
und Merkmal der vorliegenden Erfindung ein Gehäuse zur Wasserstoff-Pulverisierung
von magnetischem Material auf Seltenerdmetall-Basis, das in dem
Gehäuse aufgenommen
ist, wobei Wasserstoff in dem magnetischen Material okkludiert ist,
wobei das Gehäuse
einen Gehäusekörper, der
aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit
von 1 W/cm·Grad
oder mehr gebildet ist und wenigstens ein Wärmeübertragungs-/Wärmeabgabeelement
umfasst, das in dem Gehäusekörper angebracht
ist und das jeweils aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit
von 1 W/cm·Grad
oder mehr gebildet ist, wobei sich das genannte Wärmeübertragungs-/Wärmeabgabeelement
zwischen den Seitenwänden
des Gehäusekörpers erstreckt,
bereitgestellt.
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Gemäß einem
bevorzugten Gesichtspunkt und Merkmal der vorliegenden Erfindung
ist der Gehäusekörper und/oder
das Wärmeübertragungs-/Wärmeabgabeelement
aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit
von 2,35 W/cm·Grad oder
mehr gebildet.
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Gemäß einem
weiteren bevorzugten Gesichtspunkt und Merkmal der vorliegenden
Erfindung ist der Gehäusekörper und/oder
das Wärmeübertragungs-/Wärmeabgabeelement
aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gebildet.
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Gemäß einem
weiteren bevorzugten Gesichtspunkt und Merkmal der vorliegenden Erfindung ist
das Wärmeübertragungs-/Wärmeabgabeelement eine
Wärmeübertragungs-/Wärmeabgaberippe.
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Gemäß einem
weiteren bevorzugten Gesichtspunkt und Merkmal der vorliegenden
Erfindung ist das Wärmeübertragungs-/Wärmeabgabeelement ein
stab-ähnliches
Element.
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Gemäß einem
weiteren bevorzugten Gesichtspunkt und Merkmal der vorliegenden
Erfindung ist das stab-ähnliche
Element eine hohle Röhre,
die zwischen den gegenüberstehenden
Seitenwänden des
Gehäuses
angebracht ist und die an den entgegengesetzten Enden Öffnungen
aufweist, die in Verbindung mit der Außenluft stehen.
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Gemäß einem
weiteren bevorzugten Gesichtspunkt und Merkmal der vorliegenden
Erfindung ist das Wärmeübertragungs-/Wärmeabgabeelement in
einer solchen Höhe
angebracht, dass es in dem magnetischen Material auf Seltenerdmetall-Basis eingebettet
ist.
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Gemäß einem
weiteren bevorzugten Gesichtspunkt und Merkmal der vorliegenden
Erfindung ist der Gehäusekörper in
einen verstärkenden
Bodenrahmen, der aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von 1 W/cm·Grad oder
mehr gebildet ist, angeordnet und umgibt den gesamten Boden des Gehäusekörpers.
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Gemäß einem
weiteren bevorzugten Gesichtspunkt und Merkmal der vorliegenden
Erfindung ist der Gehäusekörper und/oder
der verstärkende Bodenrahmen
aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit
von 2,35 W/cm·Grad
oder mehr gebildet.
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Gemäß einem
weiteren bevorzugten Gesichtspunkt und Merkmal der vorliegenden
Erfindung sind der Gehäusekörper und/oder
der verstärkende Bodenrahmen
aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gebildet.
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Gemäß einem
weiteren bevorzugten Gesichtspunkt und Merkmal der vorliegenden
Erfindung ist ein Verstärkungsbereich,
der ein Verstärkungselement
aufweist, das jeweils in einer oberen Kante jeder Seitenwand des
Gehäusekörpers eingewickelt ist,
ausgebildet.
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Gemäß einem
weiteren bevorzugten Gesichtspunkt und Merkmal der vorliegenden
Erfindung ist der Gehäusekörper aus
Kupfer oder einer Kupferlegierung gebildet.
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Gemäß einem
weiteren Gesichtspunkt und Merkmal der vorliegenden Erfindung ist
ein Verfahren zur Wasserstoff-Pulverisierung von magnetischem Material
auf Seltenerdmetall-Basis
bereitgestellt, wobei in dem magnetischen Material auf Seltenerdmetall-Basis
Wasserstoff okkludiert ist, umfassend die Schritte zur Aufnahme
des magnetischen Materials auf Seltenerdmetall-Basis in ein Wasserstoff-Pulverisier-Gehäuse gemäß Anspruch
1 und Aussetzen des magnetischen Materials auf Seltenerdmetall-Basis einer
Pulverisierbehandlung mit Okklusion von Wasserstoff.
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Gemäß einem
bevorzugten Gesichtspunkt und Merkmal des Verfahrens der vorliegenden
Erfindung ist das magnetische Material auf Seltenerdmetall-Basis
eine auf R-Fe-B basierende Legierung in Form von Flocken mit einer
durchschnittlichen Dicke in einem Bereich von 0,1 mm bis 2,0 mm.
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Mit
den Merkmalen stellen das Wasserstoff-Pulverisier-Gehäuse und
das Verfahren sicher, dass das Erhitzen und Abkühlen des magnetischen Materials
in einer kurzen Zeit ausgeführt
werden kann, wodurch eine hervorragende Produktivität bereitgestellt
wird.
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Die
oben genannten und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung
werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführung zusammen
mit den begleitenden Zeichnungen ersichtlich werden.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine perspektivische Ansicht einer Ausführung eines Gehäuses zur
Wasserstoff-Pulverisierung von magnetischem Material auf Seltenerdmetall-Basis
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 ist
eine entfaltete Ansicht eines Kupferblechs zum Bilden eines Gehäusekörpers des Wasserstoff-Pulverisier-Gehäuses;
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3 ist
eine vergrößerte Schnittansicht
eines Verstärkungsbereichs
des Wasserstoff-Pulverisier-Gehäuses;
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4 ist
eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführung eines Gehäuses zur
Wasserstoff-Pulverisierung von magnetischem Material auf Seltenerdmetall-Basis
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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5 ist
eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführung eines Gehäuses zur
Wasserstoff-Pulverisierung von magnetischem Material auf Seltenerdmetall-Basis
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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6 ist
eine perspektivische Ansicht einer noch weiteren Ausführung eines
Gehäuses
zur Wasserstoff-Pulverisierung von magnetischem Material auf Seltenerdmetall-Basis
gemäß der vorliegenden Erfindung;
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7 ist
eine vergrößerte Schnittansicht
eines Verstärkungsbereichs
des Wasserstoff-Pulverisier-Gehäuses;
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8 ist
eine perspektivische Ansicht eines verstärkenden Bodenrahmens;
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9 ist
eine Seitenansicht des Wasserstoff-Pulverisier-Gehäuses mit
dem daran angebrachten verstärkenden
Bodenrahmen; und
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10 ist
eine vordere Querschnittsansicht eines Wasserstoff-Pulverisier-Chargenofens
mit darin aufgenommenen Wasserstoff-Pulverisier-Gehäusen.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungen
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Die
vorliegende Erfindung wird nun durch Ausführungen, die in den begleitenden
Zeichnungen dargestellt sind, beschrieben werden.
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In
den Figuren bezeichnet das Referenzsymbol 10 ein Gehäuse zur
Wasserstoff-Pulverisierung von
magnetischem Material auf Seltenerdmetall-Basis mit okkludiertem
Wasserstoff gemäß der vorliegenden
Erfindung. Das Gehäuse 10 umfasst
einen Basiskörper 11,
der zu einer rechteckigen, parallelflachen, kasten-ähnlichen
Anordnung (255 mm × 185 mm × 70 mm),
die in 1 mit geöffnetem
Oberteil dargestellt ist und die aus einem Kupferblech 1 mit
einer Dicke von 1,3 mm durch Falzen des Kupferblechs, das in 2 in
einem entfalteten Zustand dargestellt ist, hergestellt ist, ausgestaltet
und verschweißt
ist.
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Die
oberen Kanten 12a der Seitenwände 12 des Gehäusekörpers 11 sind
zur Verstärkung
zurückgefalzt,
um Verstärkungsbereiche 13 zu
bilden, wie in 3 gezeigt, so dass es schwierig
ist, den Gehäusekörper, selbst
wenn er erhitzt wird, zu verformen, wodurch dem Gehäusekörper eine
formerhaltende Eigenschaft gegeben wird. Mit anderen Worten kann die
Dicke des Kupferblechs verringert werden, da die formerhaltende
Eigenschaft verbessert wird, und die Erhitzungs- und Abkühlzeiten
können
verkürzt
werden.
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Bei
Durchführung
der Wasserstoff-Pulverisierung von magnetischem Material auf Seltenerdmetall-Basis
mit dem Wasserstoff-Pulverisier-Gehäuse mit einem Gehäusekörper, der
aus einem Material gebildet ist, das eine Wärmeleitfähigkeit von 1 W/cm·Grad oder
mehr aufweist, auf die oben genannte Weise ist sichergestellt, dass
bei Durchführung
einer Wärmebehandlung
bei Wasserstofffreisetzung die Hitze gleichmäßig und schnell mit einem guten
Wärmeübergang
zu dem magnetischen Material innerhalb des Gehäuses übertragen wird. Folglich kann
eine gute Wärmebehandlung
in einer kurzen Zeit erreicht werden. Bei Durchführung einer Kühlbehandlung
nach Wasserstofffreisetzung wird die Wärme ebenfalls gleichmäßig und
schnell von dem magnetischen Material innerhalb des Gehäuses abgegeben.
Deshalb ist es möglich,
die Wasserstoff-Pulverisierung von magnetischem Material auf Seltenerdmetall-Basis
mit einer äußerst hervorragenden
Produktivität
auszuführen.
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In
der vorliegenden Ausführung
ist der Gehäusekörper 11 aus
einem Kupfermaterial gebildet, aber wenn ein Material mit einer
Wärmeleitfähigkeit von
1 W/cm·Grad
oder mehr, wie zum Beispiel eine Aluminiumlegierung u.ä. verwendet
wird, kann dieselbe Wirkung erreicht werden. Es ist vorzuziehen, dass
der Gehäusekörper 11 aus
einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit
von 2,35 W/cm·Grad
oder mehr, wie zum Beispiel Kupfer, Aluminium u.ä., gebildet ist.
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Materialbeispiele
mit einer guten Wärmeleitfähigkeit
und Wasserstoffbeständigkeit
sind Silber, Kupfer, Molybdän
u.ä., jedoch
ist die Verwendung von Silber, welches ein Edelmetall ist, bezüglich der Kosten
realistisch nicht bevorzugt. Wenn die Verarbeitbarkeit, wie zum
Beispiel das Verschweißen,
berücksichtigt
wird, betrachtet man Molybdän
als schwierig zu verarbeiten und die Verwendung von Kupfer oder
einer kupferbasierten Legierung ist wünschenswert, da die Wärmeleitfähigkeit
von Kupfer besser ist als von Molybdän. Es ist aus einem ähnlichen
Grund wünschenswert,
dass Kupfer oder eine Kupferlegierung zur Ausgestaltung eines Wärmeübertragungs-/Wärmeabgabeelements
und eines unteren Verstärkungsrahmens,
der im folgenden beschrieben werden wird, verwendet wird.
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In
dieser Ausführung
sind drei Wärmeübertragungs-/Wärmeabgabeelemente 14,
die jeweils eine hohle Kupferröhre
mit einem Außendurchmesser
von 12 mm und einem Innendurchmesser von 9 mm umfassen, zwischen
den kürzeren
Seitenwänden 12, 12 des
Gehäusekörpers 11 in
einer Höhe
entsprechend der Mitte der Höhe
der Seitenwände 12 auf
eine solche Weise angebracht, dass Öffnungen 14a an ihren
gegenüberliegenden
Enden in Verbindung mit der Außenluft
stehen. Zwei Wärmeübertragungs-/Wärmeabgabeelemente 14,
die jeweils eine hohle Kupferröhre
mit einem Außendurchmesser
von 10 mm und einem Innendurchmesser von 8 mm umfassen, sind ebenfalls
zwischen den längeren
Seitenwänden 12, 12 des
Gehäusekörpers 11 über den oben
beschriebenen hohlen Kupferröhren
auf eine solche Weise angebracht, dass Öffnungen 14a an ihren
gegenüberliegenden
Enden in Verbindung mit der Außenluft
stehen.
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Das
Anbringen der Wärmeübertragungs-/Wärmeabgabeelemente
in dem Gehäusekörper 11 stellt
sicher, dass, selbst wenn das magnetische Material in Form einer
durch ein Dünnbandgießverfahren
erzeugten Flocke vorliegt, das in dem Gehäusekörper 11 aufgenommene
magnetische Material schnell durch die Wärmeübertragungs-/Wärmeabgabeelemente 14 erhitzt
werden kann und die Hitze des magnetischen Materials schnell abgegeben
werden kann.
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Speziell
durch Anbringen der Wärmeübertragungs-/Wärmeabgabeelemente 14 in
einer solchen Höhe,
dass sie in dem magnetischen Material innerhalb des Gehäusekörpers 11 wie
in der Ausführung eingebettet
sind, ist es möglich,
das Innere des magnetischen Materials innerhalb des Gehäusekörpers 11 zu
erhitzen und die Hitze aus dem Inneren des magnetischen Materials
abzugeben, und folglich wird eine äußerst gute Erhitzungs-/Wärmeabgabe-Wirkung
erreicht. Außerdem
kann die Festigkeit der Seitenwände
des Gehäusekörpers 11 durch
Anbringen solcher Wärmeübertragungs-/Wärmeabgabeelemente
erhöht
werden und daher kann das Blechmaterial dünn ausgestaltet sein. Als Ergebnis
können die
Erhitzungs- und die Wärmeabgabebehandlung durch
das Blechmaterial 1 schnell durchgeführt werden.
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In
der Ausführung
wurde die hohle Kupferröhre
als Wärmeübertragungs-/Wärmeabgabeelement 14 verwendet,
aber das Wärmeübertragungs-/Wärmeabgabeelement 14 ist
nicht auf eine hohle, röhren-ähnliche
Gestalt beschränkt
und ein stab-ähnliches
Material mit jeder Gestalt, wie zum Beispiel gerundete oder viereckige
Stabmaterialien u.ä.
oder ein Material mit einer rippen-ähnlichen Gestalt, wie in 4 und 5 dargestellt,
u.ä. können verwendet
werden. Darüber
hinaus kann jede Anzahl an Wärmeübertragungs-/Wärmeabgabeelementen 14 an
jeder Stelle bereitgestellt werden. In den 4 und 5 sind
Teile oder Elemente entsprechend jenen in der oben beschriebenen
Ausführung
mit gleichen Referenzsymbolen bezeichnet, und die Beschreibung dieser
ist ausgelassen.
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Das
Wärmeübertragungs-/Wärmeabgabeelement 14 wurde
aus dem Kupfermaterial in der Ausführung gebildet, aber wenn ein
Material mit einer Wärmeleitfähigkeit
von 1 W/cm·Grad
oder mehr, wie zum Beispiel eine Aluminiumlegierung o.ä., zur Ausgestaltung
des Wärmeübertragungs-/Wärmeabgabeelements 14 wie
für den
Gehäusekörper 11 verwendet
wird, kann eine ähnliche
Wirkung erreicht werden. Es ist jedoch bevorzugt, dass das Wärmeübertragungs-/Wärmeabgabeelements 14 aus
einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit
von 2,35 W/cm·Grad
oder mehr, wie zum Beispiel Kupfer und Aluminium, gebildet ist.
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6 stellt
eine andere Ausführung
des Wasserstoff-Pulverisier-Gehäuses
gemäß der vorliegenden
Erfindung dar. Das Pulverisier-Gehäuse umfasst einen Gehäusekörper 11,
der als rechteckiger, parallelflacher Kasten (500 mm × 185 mm × 85 mm) mit
geöffnetem
Oberteil ausgestaltet ist, der länger als
jener in der oben beschriebenen Ausführung ist, bei dem eine Massenproduktivität berücksichtigt
wurde. Ein aus Kupfer hergestelltes Trennblech 15 ist in einem
Zentralbereich des Gehäusekörpers 11 angebracht.
Drei Wärmeübertragungs-/Wärmeabgabeelemente 14,
die jeweils eine hohle Kupferröhre
mit einem Außendurchmesser
von 12 mm und einem Innendurchmesser von 9 mm umfassen, sind zwischen den
kürzeren
Seitenwänden 12, 12 in
ungefähr
einer Höhe
entsprechend der Mitte der Höhe
der Seitenwände 12,
um sich durch das Trennblech 15 zu erstrecken, auf eine
solche Weise angebracht, dass Öffnungen 14a an
ihren gegenüberliegenden
Enden in Verbindung mit der Außenluft
stehen. Sechs Wärmeübertragungs-/Wärmeabgabeelemente 14,
die jeweils eine hohle Kupferröhre
mit einem Außendurchmesser
von 10 mm und einem Innendurchmesser von 8 mm umfassen, sind zwischen
den längeren Seitenwänden 12, 12 über den
hohlen Kupferröhren auf
eine solche Weise angebracht, dass Öffnungen 14a an ihren
gegenüberliegenden
Enden in Verbindung mit der Außenluft
stehen. In dieser Ausführung stehen
die gegenüberliegenden
Enden jeder hohlen Kupferröhre
nicht aus den Öffnungen 12b in
den Seitenwänden
des Gehäuses
hervor, können
jedoch aus den Öffnungen 12b in
den Seitenwänden
hervorstehen.
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Die
vorliegende Ausführung
bezweckt eine Steigerung in einem Durchsatz für denselben Zeitraum, wie ein
Behandlungszeitraum in dem in 1 dargestellten
Wasserstoff-Pulverisier-Gehäuse. Falls der
Behandlungszeitraum verkürzt
werden soll, während
die Tiefe des Gehäuses
vergrößert wird,
wird mehr Zeit zum Erwärmen
und Abkühlen
des Inneren des magnetischen Materials beansprucht, da das Gehäuse tiefer
ist, wie in 6 dargestellt. Aus diesem Grund
ist die Tiefe des Gehäuses
begrenzt und das Gehäuse
muss dünn
sein.
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In
dieser Ausführung
liegt das Gesamtgewicht in dem Zustand, in dem das magnetische Material
in das Gehäuse
eingefüllt
ist, in einem Bereich von 20 kg bis 25 kg und daher ist es schwierig,
das Pulverisier-Gehäuse
mit dem darin enthaltenen magnetischen Material durch menschliche
Kraft zu handhaben, und das Pulverisier-Gehäuse mit dem darin enthaltenen, magnetischen
Material muss in einem automatisierten System gehandhabt werden,
und speziell aus diesem Grund erfordert der obere Gehäuseteil
eine Festigkeit. Daher ist in der vorliegenden Erfindung ein Edelstahlmaterial 16 in
einem Verstärkungsbereich 13,
der in einer oberen Kante jeder Seitenwand 12 des Gehäuses 11 ausgebildet
ist, eingewickelt, wie in 7 dargestellt,
so dass der Verstärkungsbereich 13 eine
größere Festigkeit
aufweist. Dies verschafft eine ausreichende Robustheit ohne eine
Vergrößerung der
Dicke der blechähnlichen
Seitenwände
und folglich konnte eine Wärmeleitung
zu dem magnetischen Material ähnlich
der in 2 dargestellten Ausführung sichergestellt werden.
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In
dem automatisierten System wird das Gehäuse auf Rollen transportiert,
eine Kraft wird auf die Gehäuseseiten
ausgeübt,
um das Gehäuse
durch eine Maschine (nicht dargestellt) in den Wasserstoff-Ofen
einzusetzen und zu entfernen. Aus diesem Grund entsteht ein Haltbarkeitsproblem,
wenn das Gehäuse
aus einem weichen Material, wie zum Beispiel Kupfer, gebildet ist.
Daher wird der Gehäusekörper 11 in
dieser Ausführung
auf einen tellerähnlichen, verstärkenden
Bodenrahmen 17 gestellt, der in seinem Boden eine Öffnung 17a aufweist
und aus einem Kupfermaterial gebildet ist, um den gesamten Boden
des Gehäusekörpers 11 zu
umgeben, wie in den 8 und 9 dargestellt
ist.
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Der
verstärkende
Bodenrahmen wurde in dieser Ausführung
aus einem Kupfermaterial gebildet, jedoch kann eine ähnliche
Wirkung erreicht werden, wenn ein Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von
1 W/cm·Grad
oder mehr, wie zum Beispiel eine Aluminiumlegierung o.ä., zum Bilden
des Bodenrahmens wie für
den Gehäusekörper oder
das Wärmeübertragungs-/Wärmeabgabeelement
verwendet wird. Es ist bevorzugt, dass der Bodenrahmen aus einem Material
mit einer Wärmeleiffähigkeit
von 2,35 W/cm·Grad
oder mehr, wie zum Beispiel Kupfer oder Aluminium, gebildet ist.
Falls jedoch die Festigkeit wichtiger ist als die Wärmeleiffähigkeit,
ist es erforderlich, dass der Bodenrahmen aus einem Edelstahl o.ä. gebildet
ist.
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Dann
wurde die Wasserstoff-Pulverisierung eines magnetischen Materials
zur Herstellung eines groben Legierungspulvers für einen Permanentmagneten,
der aus R (das mindestens ein Seltenerdemetallelement einschließlich Y
darstellt), B und Fe als Hauptbestandteile zusammengesetzt ist,
tatsächlich ausgeführt, indem
das große,
in 6 dargestellte Wasserstoff-Pulverisier-Gehäuse verwendet
wurde.
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Ein
Chargenofen 20, wie in 10 dargestellt,
wird für
diese Pulverisierbehandlung verwendet. An dem Chargenofen 20 sind
eine Kältemaschine 21 zum
Kühlen
des Inneren des Chargenofens, eine H2-Versorgungsröhre 22,
eine Ar-Versorgungsröhre 23 und
eine mit einer Vakuumpumpe verbundene Abpumpröhre 24 angebracht.
Das Gehäuse
mit dem darin enthaltenen magnetischen Material wurde in einem Gestell 25 innerhalb
des Ofens aufgenommen, wie in 10 dargestellt.
In 10 kennzeichnet Referenzsymbol 26 einen
Deckel für
den Ofen und Referenzsymbol 27 kennzeichnet in 10 ein Stützbein für den Ofen.
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Es
wurde ein magnetisches Material mit einer Zusammensetzung, die 31
Nd-1B-68Fe (Gewichtsprozent) enthält, als zu pulverisierendes
Material vorbereitet und in einer Menge von 18 kg in das Wasserstoff-Pulverisier-Gehäuse dieser
Ausführung aufgenommen.
Das magnetische Material enthaltende Gehäuse wurde in eine Wasserstoff-Pulverisier-Kammer
gestellt, und die Wasserstoff-Pulverisier-Kammer wurde auf 0,05
Torr evakuiert. Dann wurde Wasserstoffgas eingeführt, um Wasserstoff in dem
magnetischen Material in einer in der Pulverisier-Kammer bereitgestellten
Wasserstoffgasatmosphäre
von 2 atm zu okkludieren. In diesem Fall wurde die Wasserstoffokklusion
in einer exothermen Reaktion durchgeführt und folglich stieg die
Temperatur des magnetischen Materials innerhalb des Gehäuses bis
auf 350°C.
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Dann
wurde die Temperatur durch eine in dem Ofen bereitgestellte Heizvorrichtung
(nicht dargestellt) bis auf 600°C
erhöht,
um den in dem magnetischen Material okkludierten Wasserstoff aus
dem magnetischen Material freizusetzen und die Oxidationsbeständigkeit
des magnetischen Materials zu erhöhen, während die Pulverisier-Kammer
evakuiert wurde. Die Erwärmung
und die Evakuierung wurden weitergeführt, bis der Grad an Vakuum
innerhalb der Pulverisier-Kammer 0,1 Torr erreichte. Danach wurde
Ar-Gas in die Pulverisier-Kammer bis 1 atm eingeführt, und
das Innere der Kammer wurde durch Ventilatorkühlung auf Raumtemperatur gekühlt, während die
Kältemaschine 21 betrieben
wurde.
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In
diesem Fall waren 4,7 Stunden zum Heizen zur Wasserstofffreisetzung
erforderlich und 5,2 Stunden waren zum Kühlen auf Raumtemperatur erforderlich.
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Das
verwendete magnetische Material war ein durch ein Dünnbandgießverfahren
erzeugtes Material. Genauer wurde das magnetische Material, wie in
US-Patent Nr. 5.383.978 dargelegt, durch Schmelzen, zum Beispiel,
einer Legierung mit einer Zusammensetzung, die 31 Nd-1B-68Fe (Gewichtsprozent) enthält, in einem
Hochfrequenzschmelzverfahren in einer Ar-Gasatmosphäre hergestellt,
um ein geschmolzenes Material bereitzustellen und das geschmolzene
Material auf 1.350°C
zu halten und dann das geschmolzene Material auf einer einzelnen
Walze abzuschrecken. Die Abkühlbedingungen
zu dieser Zeit waren derart, dass die Umfangsgeschwindigkeit der
Walze ungefähr
1 m/sec betrug, die Abkühlgeschwindigkeit
500°C/sec
betrug und der Unterkühlungsgrad
200°C betrug.
Durch das Abschrecken und Erstarrenlassen des geschmolzenen Materials auf
die oben genannte Weise, wurde eine flocken-ähnliche, erstarrte Legierung
mit einer durchschnittlichen Dicke von 0,3 mm erzeugt.
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Ein
Teil des Eisens (Fe) in der Zusammensetzung der oben beschriebenen
Legierung kann durch Kobalt (Co) substituiert werden und es kann eine
andere Legierung mit einer in US-Patent Nr. 4.770.723 dargelegten
Zusammensetzung durch den gegenwärtigen Anmelder
verwendet werden.
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Die
erzeugte Legierung wurde mittels einer Federmühle in eine flocken-ähnliche
Gestalt mit einer Partikelgröße in der
Größenordnung
von 5 mm grob pulverisiert. Dann wurde die durch die oben genannte Behandlung
grob pulverisierte Legierung mittels einer Strahlmühle in eine
durchschnittliche Partikelgröße von 3,5
Mikron feinpulverisiert und das resultierende Material wurde in
einem Magnetfeld von 16 kOe ausgerichtet und einem Druckpressen
mit einem Druck von 1,5 t/cm3 unterworfen,
um ein Formteil mit einer Breite von 10 mm, einer Höhe von 10
mm und einer Länge
von 20 mm bereitzustellen. Dieses Formteil wurde eine Stunde bei
1050°C in
einer Argon-(Ar)-Gasatmosphäre
gesintert. Dann wurde das Sintermaterial eine Stunde bei 600°C in einer
Argon-(Ar)-Gasatmosphäre
einer Alterung unterworfen, wodurch ein Sintermagnet bereitgestellt
wurde. Der Magnet hatte solche magnetische Eigenschaften, dass die
Koerzitivfeldstärke
13,5 kOe betrug, die Restflussdichte 13,9 kOe betrug und das maximale Energieprodukt
47,1 MGOe betrug.
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Dann
wurde die Wasserstoff-Pulverisierung eines magnetischen Materials ähnlich der
oben beschriebenen durchgeführt,
indem ein Wasserstoff-Pulverisier-Gehäuse mit derselben Größe verwendet
wurde, das einen bloßen,
aus einem Edelstahl SUS304 hergestellten Kasten anstelle des oben genannten,
beschriebenen Wasserstoff-Pulverisier-Gehäuses, das aus Kupfer hergestellt
war, umfasste. In diesem Fall, ungleich der oben beschriebenen Ausführung, waren
6,2 Stunden zum Heizen zur Wasserstofffreisetzung erforderlich und
6 Stunden waren für
das nachfolgende Abkühlen
erforderlich.
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In
der vorliegenden Ausführung
wurde bestätigt,
dass das Erwärmen
und das Abkühlen äußerst wirkungsvoll
in einer kurzen Zeit durchgeführt werden
konnte, verglichen mit dem Fall, in dem das konventionelle Wasserstoff-Pulverisier-Gehäuse verwendet
wurde.