DE706902C - Verfahren zur Herstellung von permanenten Magneten aus zerkleinertem Dauermagnetstahl und Bindemitteln - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von permanenten Magneten aus zerkleinertem Dauermagnetstahl und Bindemitteln Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von permanenten Magneten aus zerkleinertem Dauermagnetstahl und Bindemitteln.
• Es ist ein Verfahren zur Herstellung von Dauermagneten bekannt, bei welchem -ein ferromagnetischer Stoff von großer Koerzitivkraft und Remanenz zerkleinert, 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 und dann in an sich bekannter Weise magnetisiert wird. Als Bindemittel werden bei diesem Verfahren insbesondere härtbare Kunstharze sowie auch leicht schmelzende Metalle verwandt, jedenfalls nichtmagnetische Stoffe. Diese Bindemittel bilden entsprechend ihrem prozentualen Anteil an dem fertigen Dauermagneten einen fremden, an sich unerwünschten Bestandteil. Der Anteil dieser Fremdbestandteile liegt bei dem heutigen Stande der Magnetpreßtechnik bei etwa 15 bis :2o Volumprozent. Es ist verständlich, daß infolge der verminderten spezifischen Dichte des wirksamen magnetischen Materials ein nicht unbedeutender Abfall der Remanenz des gepreßten Magneten im Vergleich zu einem querschnittsgleichen anderen Magneten gl eieher Legierung, sei er g:gossen oder ge- walzt, eintritt. i s tritt aber nicht nur ein Abfall an Rernanenz ein, sondern es verringert sich auch der Kurvenfüllfaktor, der. ausgedrückt ist durch die Gleichung Die Koerzitivkraft erfährt als Nullwert keinerlei Veränderung gegenüber dem Ausgangsmaterial für diese gepreßten Magnete.
• Diese Nachteile werden bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung vermieden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß als Bindemittel ebenfalls eine Dauermagnetlegierung verwendet wird,, welche unter hohem Druck plastisch wird, so daß ein fester Verband der Dauermagnetteilchen verschiedener Herkunft entsteht. So entsteht ein Preßmagnet, der nur noch permanent magnetisches Material enthält und dessen magnetische Energie Erg/cin3 derjenigen des gegossenen oder gewalzten permanenten Magneten nahekommt, trotzdem aber die Vorzüge des Preßv erfahrens, wie beliebige Verforinbarkeit, Anpressen von Polschuhen und Armaturen, Lunkerfreiheit, absolute Gleichmäßigkeit, Billigkeit der Herstellung usw., aufweist. Als Bindemittel werden dabei vorteilhaft Legierungen auf der Basis Kupfer-Nickel verwandt, welche unter hohem Druck kalt oder warm leicht verformbar sind, so daß ein fester Verband von Dauermagnetteilchen verschiedener Herkunft entsteht. Durch die Wahl eines permanent magnetisierbaren Bindemittels besteht nunmehr der ganze Preßmagnet ausschließlich aus Dauermagnetlegierungen, die sich nur hinsichtlich ihrer speziellen magnetischen Eigenschaften, wie Koerzitivkraft und Remanenz, voneinander unterscheiden.
• Dabei werden vorteilhaft die leicht verformbaren, als Bindemittf-l dienenden Dauermagnetlegierungen so ausgewählt, daß deren Koerzitivkraft nicht mehr als 20°1o von der Koerzitivkraft des zu bindenden Stoffes abweicht. Die als Bindemittel dienende, leicht verformbare, permanent magnetisierbare Legierung verändert naturgemäß durch die Verformung, insbesondere den Verformun.gsgrad, ihre magnetische Eigenschaft. Sie muß daher durch thermische Behandlung auf ihren Maximalwert gebracht werden unter Berücksichtigung der angenäherten Koerzitivkraft des zu bindenden Stoffes. Es ist demnach in den meisten Fällen erforderlich, den aus verschiedenen Magnetlegierungen bestehenden Magnetpreßling einer Wärmebehandlung zu unterziehen. Diese Wärmebehandlung kann beispielsweise in der Gestalt erfolgen, daß zunächst das bereits gemischte Preßpulver, bestehend aus beispielsweise 8o8/, einer Aluminium-Nickel-Eisen-Legierung und 2o °/o Kupfer-N ickel-KobaIt-Legierung, in einer Preßform unter hohem Druck kalt brikettiert wird. Dieser Körper wird jetzt einer entsprechenden Wärmebehandlung unterzogen und beispielsweise im heißen Zustand mit einer Temperatur von beispielsweise 50o° in einer kalten Form fertiggepreßt. Es kann jetzt auch noch eine weitere Wärmebehandlung und ein nochmaliges kaltes Nachpressen eingeschaltet werden mit einem darauffolgenden Glühprozeß. Die Wärmebehandlung und die Verformung hängen eng zusammen, so daß je nach der Legierung, die als Bindemittel dient, die Wärmebehandlung und die Verformung sorgfältig zu ermitteln sind. Es können aber nur solche Legierungen als Bindemittel dienen, deren Wärmebehandlung nicht die magnetischen Eigenschaften des zu bindenden Stoffes beeinträchtigen.
• Im nachstehenden soll an Hand von Kurven die Auswirkung des Verfahrens an einem Beispiel erläut:rt werden.
• In Fig. i ist die Kurve I eine Aluminium-Nickel-Eisen-Legierung mit folgenden Werten: Br = 570o Gauß H, . . . . . . = 546 Orstedt (B # H) .«. . . . = 1,13 # 100 Erg/cm' Dieses Material ist das Ausgangsmaterial, welches einmal mit einem urimagnetischen Bindemittel, das andere Mal mit einem permanent magnetisierbaren Bindemittel verpreßt worden ist. Dabei sind die Prozentsätze in beiden Fällen die gleichen, d. h. Soo'o Aluminiuin-Nickel-Eisen nach Kurve I (Fig. i) und 2oo'o Bindemittel.
• Die Kurve 11 @in Fig. i ist das Meßergebnis mit einem 2o°/eigen urimagnetischen Bindemittel, wie zum Beispiel Kunstharz. Die Werte sind folgende: B. . . . . . . = q2oo Gauß HC . . . . . . - 5.4.6 Ürstedt (B # H) ... . . . = o,69 # ioe Erg/cm3 Der Leistungsabfall beträgt demnach etwa 39°/e. Es sei hier eingefügt, daß diese Kurve im Gegensatz zu sämtlichen andern keine Grundlage für die Berechnung von magnetischen Kreisen bilden kann, weil es sich in diesem Falle um einen Magneten handelt, der durch sein urimagnetisches Bindemittel, praktisch gesehen, einen Luftspalt hat und bei dem daher das Meßergebnis nur scheinbar so schlecht ist.
• In Fig. 2 wurde unter Verwendung des gleichen Ausgangsmaterials (Kurve I) ein Magnet mit 20°1o einer Kupfer-Nickel-Eisen- Kobalt-Legierung verpreßt. Der Preßling wurde so wärmebehandelt, daß das permanent magnetisierbare Bindemittel (Fig.2, kurve I I I) folgende magnetischen Werte hat B,. . . . . . . = 32,o Gauß He . . . . . . = 544 brstedt (B' H)max . . = 0,57 # io° Erg/ctt13 Die Wärmebehandlung war so gehalten, daß eine Beeinträchtigung des zu bindenden Materials (Kurve I) nicht eingetreten war. Der auf diese Weise hergestellte Magnet erreichte folgende Werte (vgl. Fig.2, Kurve IV): B, . . . . . . = 52,o Gauß H, . . . . . . = 546 Örstedt (B ' H)max . . . = i,O ' 1o° Erg/cm3 Der Abfall beträgt demnach nur noch 11,5 °/0.
• In Fig.3 wurde unter Verwendung des gleichen Ausgangsmaterials (Kurve I) ebenfalls ein Magnet mit 2o01, einer Kupfer-Nickel-Eisen-Kobalt-Legierung verpreßt. Der Preßling wurde so wärmebehandelt, daß das permanent magnetisierbare Bindemittel (Fig. 3, Kurve V) folgende magnetischen Werte hatte: B,. . . . . . . = 3650 Gauß H@ . . . . . . = 495 Örstedt (B' H)max . = o,62 # zOS Erg/cm3 Die Wärmebehandlung war wiederum so gehalten, daß eine Beeinträchtigung des zu bindenden Materials (Kurve I) nicht eingetreten war. Der auf diese Weise hergestellte Magnet erreichte folgende Werte (vgl. Fig. 3, Kurve VI) B,. . . . . . . = 533o Gauß H@ . . . . - . = 54o örstedt (B'H)max . . . = 403 # Ios F-rg/cm3 Der Abfall beträgt demnach nur noch 90/,. Die Mischung des zu bindenden permanent magnetisierbaren Materials mit dem permanent magnetisierbaren Bindemittel erfolgt zweckmäßig in der Weise, daß das Bindemittel in Form von kleinen Teilchen, beispielsweise Pulverform, dem zu bindenden Material beigefügt wird. Da insbesondere der zu bindende magnetische Werkstoff verschiedene Korngröße aufweist, können unter Umständen leicht Entmischungen stattfinden. Dabei kann sowohl eine Entmischung zwischen dem zu bindenden magnetischen Werkstoff und dem Bindemittel selbst als auch eine Entmischung hinsichtlich der verschiedenen Korngrößen eintreten. Um diese zu verhindern, wird die gesamte Mischung magnetisiert, so daß die einzelnen Magnetteilchen aneinanderkleben. Das Einbringen des magnetischen Bindemittels kann auch in der Weise erfolgen, daß nach dem bekannten Metallspritzverfahren dem zu bindenden permanent magnetisierbaren Werkstoff das permanent magnetisierbare Bindemittel durch Spritzen beigefügt wird. Weiter kann das Bindemittel auf galvanischem Wege in Form. eines Überzuges auf den zu bindenden permanent magnetisierbaren Werkstoff aufgebracht werden.

Claims (12)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von permanenten Magneten aus zerkleinertem Dauertriagnetstahl, insbesondere Nickel-ARuminium-Stahl, und Bindemitteln, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel ebenfalls eine Dauermagnetlegierung verwendet wird, welche .unter hohem Druck plastisch wird, so daß ein fester Verband der Dauermagnetstahlteilchenverschiedener Herkunft entsteht.
2. 2. Verfahren nach Patentanspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Koerzitivkraft des Bindemittels nicht mehr als 2o °J, von der Koerzitivkraft des zu bindenden Magnetstahles abweicht.
3. 3. Verfahren nach Patentanspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel eine Dauermagnetlegierung auf der Grundlage Kupfer-Nickel oder Kupfer-Nickel-Eisen, gegebenenfalls mit Zusätzen von Kobalt und/oder Beryllium Anwendung findet, die zuerst mit den zerkleinerten Dauermagnetteilchen, die gebunden werden sollen, kalt gepreßt und anschließend einer Wärmebehandlung bei 55o bis 65o° unterworfen wird.
4. 4. Verfahren nach Patentanspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein thermisch oder mechanisch vorbehandeltes permanent magnetisierbares Bindemittel genannter Art mit dem anderen. zu bindenden magnetischen Werkstoff kalt verpreßt wird, worauf sich eine Wärmebehandlung des gepreßten Körpers anschließt.
5. 5. Verfahren nach Patentanspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung dieser Magnetlegierungen zuerst kalt vorgepreßt, dann warm fertiggepreßt und anschließend einer Wärmebehandlung unterzogen wird.
6. 6. Verfahren nach Patentanspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung dieser Magnetlegierungen zuerst kalt .vorgepreßt, dann warm fertiggepreßt und anschließend einer Wärmebehandlung unterzogen wird, worauf eine nochmalige Iia.ltverforinung oder ein Kaltnachpressen mit einer anschließenden Wärmebehandlung erfolgt. ;.
7. Verfahren nach Patentanspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß solche 1Tagnetlegierungen genannter Art Verwendung fin-ien, welche vor dem Verpressen einer thermischen Vergütungsbehandlung durch Abschrecken lind anschließendes Anlassen unterworfen worden sind. B.
8. Verfahren nach Patentanspruch i bis ;, dadurch gekennzeichnet, daß das permanent inagnetisierbare Bindemittel in fein verteiltem Zustande mit dem zli bindenden permanent magnetisierbaren Werkstoff gemischt wird. cg.
9. Verfahren nach Patentanspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung von permanent niagnetisierbaren Bindemitteln und magnetischen Werkstoffen nach dem Mischen und vor dein Verpressen magnetisiert wird. io.
10. Verfahren nach Patentanspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das permanent inagnetisierbare Bindemittel in Form eines galvanischen Niederschlages auf den zli bindenden permanent magnetisierbaren Werkstoff aufgebracht wird. i i.
11. Verfahren nach Patentanspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Beifügung des permanent magnetisierbaren Bindemittels nach dein Metallspritzverfahren erfolgt.
12. 12. Permanenter Magnet, gekennzeichnet durch Herstellung nach den Verfahren gemäß einem oder mehreren der Patentansprüche i bis i i.