DE712303C

DE712303C - Verfahren zur Herstellung permanenter Magnete

Info

Publication number: DE712303C
Application number: DEH141891D
Authority: DE
Original assignee: Heraeus Vacuumschmelze AG
Current assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Priority date: 1934-11-18
Filing date: 1934-11-18
Publication date: 1941-10-16

Description

Verfahren zur Herstellung permanenter Magnete Es sind verschiedene Vorschläge für die Herstellung von Werkstoffen für permanente Magnete gemacht worden. Unter anderem ist die Verwendung von Legierungen aus 35 bis 50°/0 Eisen, 1o bis 25°/o Nickel, 2o bis 4o0% Kobalt und etwa 8 bis 15% Titan für die Herstellung solcher Magnete bekannt. Diese Werkstoffe sowie auch manche andere für die Herstellung permanenter Magnete vorgeschlagenen Werkstoffe sind jedoch nicht walzbar und können nur in gegossenem Zustand hergestellt werden. Nach der Erfindung werden permanente Magnete, deren, Wirksamkeit auf Ausscheidungsvorgängen beruht, unter Umgehung des Schmelzweges durch Sintern einer Mischung von Metallpulvern verschiedener Bestandteile hergestellt und dabei die Sintertemperatur und Sinterdauer so gewählt, daß Inhomogenitäten in dem magnetischen, Werkstoff verbleiben. Diese Inhomogenitätern sind die Ursache für eine höhere Koerzitivkraft oder höhere Remanenz oder auch gleichzeitig höherer Koerzitivkraft und höherer Remanenz, als der. gleiche magnetische Werkstoff bei Durchführung der Sinterung bis zur Erreichung der Homogenität aufweisen würde. Die fertiggesinterten Werkstücke können dann zur Erzielung besonders hochwertiger magnetischer Eigenschaften, insbesondere hoher Koerzitivkraft und hoher Remanenz, noch einer nachträglichen Wärmebehandlung unterzogen werden. Die Herstellung permanenter Magnete, deren Wirksamkeit auf Ausscheidungsvorgängen beruht, durch Sintern von Metallpulvern unter Einstellung der Temperatur und Dauer während des Sintervorganges, derart, daß Inhomogenitäten in dem magnetischen Werkstoff verbleiben, bietet, gegenüber der Herstellung gleich zusammengesetzter Werkstoffe durch Schmelzen und Gießen verschiedene Vorteile. Wenn man die Legierungen schmilzt und gießt, dann ist es schwierig, die richtige Abkühlungsgeschwindigkeit zu treffen, die aber zur Erzielung von Ausscheidungsspannungen und damit hoher Werte von Remanenz und Koerzitivkraft wichtig ist. Es gelingt auch nicht zuverlässig, .ein bereits im Gußzustand abgekühltes Stück durch eine nachträgliche Behandlung, d. h. durch nochmaliges Erhitzen und Abschrecken, so weit zu verbessern, daß die höchsten Werte der Koerzitivkraft erreicht werden. Bei Herstellung der Legierungen durch Sintern, in der oben geschilderten- Weise hat man dagegen die Erreichung der inneren Ausscheidungsspannungen und damit der günstigsten magnetischen Werte besser in der Hand, und es gelingt mit großer Sicherheit, Magnete mit besonders guten Eigenschaften herzustellen. Der Mißerfolg bei der Herstellung durch Schmelzen und Gießen beruht vielleicht auch darauf, daß die Ausgangsstoffe bisweilen noch unkontrollierbare Verunreinigungen enthalten, die die Löslichkeitsgrenzen der zur Ausscheidung fähigen Bestandteile `verschieben und. dadurch beim Abschreckenvon Gießtemperatur undgegebenenfalls nachfolgendem Anlässen die an sich zur Ausscheidung fähigen Bestandteile ungewollt in Lösung halten, so daß die die erforderlichen inneren Spannungen erzeugenden Ausscheidungen nicht in ausreichendem Maß entstehen können.
Beim Sintern hat man es dagegen besser in der Hand, geeignete Ausgangsstoffe zu verwenden. Man braucht diesen keine Desoxydationsmittel oder andere Reinigungsmittel zuzusetzen wie beim Schmelzen, und die Sintertemperatur und Sinterdauer und auch die Abkühlungsgeschwindigkeit von Sintertemperatur lassen sich besser regeln als die Gießtemperatur und Gießgeschwindigkeit und die Geschwindigkeit, mit der ein Metall von Gießtemperatur aus abkühlt. Man kann also durch das Sinterverfahren nach der Erfindung die inneren Spannungen, die die Größe der Koerzitivkraft bedingen, infolge höchster Ausscheidungshärtung, vermehrt um die beim Sintern hervorgerufenen und nicht nachträglich beseitigten, auf Inhomogenität des Werkstoffes beruhenden Spannungen auf den günstigsten Wert bringen und damit höchste Koerzitivkraft erzielen. Dies ist insbesondere auch bei dicken Stücken möglich, während bei gegossenen Stücken um so kleinere Werte der Koerzitivkraft erhalten werden, je größer der Querschnitt der betreffenden Stücke wird. Die Inhomogenität kann auch noch durch Wahl der Korngröße der Ausgangspulver beeinflußt werden.
Das Sintern von permanenten Magneten ist an sich bekannt. Dabei wurde nach den früheren Verfahren jedoch in der Regel von einem fertigen Legierungspulver ausgegangen und nur nebenbei wurde als gleichwertig mit dieser Arbeitsweise erwähnt, daß man auch von Pulvern der metallischen Bestandteile ausgehen könnte. Es war jedoch nicht bekannt, daß durch Belassung von Inhomogenitäten im Werkstoff durch geeignete Wahl und Regelung von Sintertemperatur und Sinterdauer eine Beeinflussung der magnetischen Eigenschaften in, dem Sinne möglich ist, daß höhere Werte erhalten werden, als das gleiche magnetische Material bei Durchführung der Sinterung bis zur Homogenität aufweist.
Als Beispiel sei erwähnt, daß man beispielsweise beim Sintern von Dauermagneten, die aus Eisen, Nickel, Kobalt und Titan in den weiter oben angegebenen Grenzen aufgebaut sind, mit großer Treffsicherheit höchste Koerzitivkraft erhält, während man beim Schmelzen und Gießen gleich zusammengesetzter Legierungen anstatt der mit diesen Werkstoffen erreichbaren Koerzitivkräften von 6oo bis 8oo häufig nur eine Koerzitivkraft von 300 bis q.oo bekommt.

Claims

YATEINT ANSI'RtiCIIE: i. Verfahren zur Herstellung permanenter Magnete, deren Wirksamkeit auf Ausscheidungsvorgängen beruht, durch Sintern einer Mischung von Metallpulvern verschiedener Bestandteile, dadurch gekennzeichnet, daß Sintertemperatur und Sinterdauer beim Sintervorgang so gewählt werden, daß Inhomogenitäten in dem magnetischen Material verbleiben, die höhere Koerzitivkraft und/oder Remanenz erzeugen, als das gleiche magnetische Material bei Durchführung der Sinterung bis zur Erreichung der Homogenität aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Korngröße und Zusammensetzung der zu sinternden Metallpulver so gewählt werden, daß maximale magnetische Härte erreicht wird.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, angewendet auf die Herstellung von permanenten Magneten, die 35 bis 5o0/° Eisen, io bis 25°/o Nickel, 2o bis 4o0/° Kobalt und 8 bis 15% Titan enthalten. q.. Verfahren zur Herstellung permanenter Magnete nach Anspruch i oder 2, angewendet auf die Zusammensetzung der Magnete nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gesinterten Werkstücke von Sintertemperatur bis auf Zimmertemperatur rasch abgekühlt werden.