DE758112C

DE758112C - Process for the production of permanent magnets by sintering

Info

Publication number: DE758112C
Application number: DEB186876D
Authority: DE
Inventors: Paul Dr-Ing Wiest
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1939-03-31
Filing date: 1939-03-31
Publication date: 1951-08-02

Description

Verfahren zur Herstellung von Dauermagneten durch Sintern Die Erfindung befaßt sich mit der Herstellung von Dauermagneten durch Sintern von zerkleinerten und gepreßten Dauermagnetgußstücken. Diese Herstellungsart wird überall da bevorzugt, wo. man Abfallgußstücke der Dauermagnetherstellung wieder verwerten will. Bei dem bekannten Verfahren zur Verarbeitung von zerkleinerten Dauermagnetgußstücken durch Pressen lassen sich zwei verschiedene Wege unterscheiden, und zwar einerseits diejenigen Fälle, bei denen die Partikelchen des zerkleinerten Werkstoffs unter Verwendung eines. harzigen Bindemittels oder eines Lots zusammengehalten werden. Diesem Fall der Verarbeitung mit Bindemittel steht derjenige gegenüber, bei deni der zerkleinerte Dauermagnetwerkstöff (Dauermagnetschrott) ohne jedes Bindemittel unter Anwendung hohen Druckes in nicht magnetisierbare metallische Hohlkörper eingepreßt wird und dann in diesen auch beim Gebrauch verbleiben muß. Zur Verbesserung dieser Verfahren ,hat man auch bereits vorgeschlagen, nicht nur Zerkleinerungsgut ein und derselben Legierungszusammensetzung zu verwenden, sondern Dauermagnetgußstücke unterschiedlicher Legierungszusammensetzung, aber mindestens annähernd gleicher magnetischer Güte zu zerkleinern und das Zerkleinerungsprodukt beider Legierungen zu mischen.Method of manufacturing permanent magnets by sintering The invention deals with the manufacture of permanent magnets by sintering crushed ones and pressed permanent magnet castings. This type of production is preferred everywhere Where. you want to recycle waste castings from permanent magnet production. In which known method for processing comminuted permanent magnet castings by Pressing can be distinguished between two different ways, on the one hand those Cases where the particles of the crushed material using one. resinous binder or a solder. This case Processing with binding agents is opposed to processing with the crushed one Permanent magnet material (permanent magnet scrap) without any binding agent high pressure is pressed into non-magnetizable metallic hollow body and then must remain in this even during use. To improve these procedures It has also already been suggested that not just one and the same shredded material To use alloy composition, but permanent magnet castings of different Alloy composition, but at least approximately the same magnetic quality to comminute and to mix the comminution product of both alloys.

Die Dauermagnete, bei deren Erzeugung aus zerkleinertem Dauermagnetwerkstoff Bindemittel verwendet wird, haben . den bekannten Mangel, verhältnismäßig niedrige magnetische Gütewerte aufzuweisen. Diejenigen Dauermagnete, die aus dem gleichen Ausgangsstoff, aber ohne Bindemittel hergestellt werden, haben zwar etwas erhöhte magnetische Gütewerte, bieten aber in der Herstellung ganz erhebliche Schwierigkeiten. Die besten Werte würden beim Sintern solcher Stoffe erreicht werden, was aber an der Schwierigkeit scheiterte, zerkleinerten Dauermagnetschrott zu für das Sinterverfahren erforderlichen festen Formlingen zu verarbeiten.The permanent magnets, when they are produced from shredded permanent magnet material Binder is used. the known defect, proportionate have low magnetic quality values. Those permanent magnets that come from the the same starting material, but without a binder, have something increased magnetic quality values, but present very considerable difficulties in production. The best values would be achieved when sintering such materials, but what about the difficulty failed to get shredded permanent magnet scrap for the sintering process to process required solid moldings.

Zur Behebung dieser Schwierigkeit ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß dem zerkleinerten Gußwerkstoff ein aus mehreren in Pulverform vorliegenden Metallen gebildetes Gemenge beigemischt wird.To remedy this problem is provided according to the invention, that the comminuted cast material is one of several metals present in powder form formed mixture is added.

Man kann bei der Anwendung der Erfindung weiterhin vorsehen, daß solche Metallpulvergemenge verwendet werden, welche ihrer stofflichen Zusammensetzung nach dem zerkleinerten Gußwerkstoff entsprechen. Auf diese Weise wird eine besonders große Steigerung der magnetischen Gütevierte erzielt.You can also provide in the application of the invention that such Metal powder mixtures are used, which according to their material composition correspond to the crushed cast material. That way one becomes special Great increase in magnetic QQ achieved.

Die leicht oxydierbaren Anteile des Pulvergemenges können dabei auch als Bestandteil einer schmelzflüssig erstellten und nachträglich wieder zerkleinerten Vorlegierung zugesetzt werden. Insbesondere im Fall der Anwendung der Erfindung auf Dauermagnete der Fe-Ni-Al-Grundlage wird empfohlen, das Aluminium mit einem Teil des Eisens des Pulvergemenges vorzulegieren.The easily oxidizable parts of the powder mixture can also as part of a molten liquid and subsequently comminuted again Master alloy can be added. In particular in the case of application of the invention On permanent magnets based on Fe-Ni-Al it is recommended to use a To pre-alloy part of the iron of the powder mixture.

Der Gesamtanteil des aus zerkleinerten Dauermagnetgußstücken gewonnenen Ausgangsstoffes an dem erhaltenen Sinterprodukt wird sich üblicherweise nach seiner Sprödigkeit, Versinterungsfähigkeit und Preßfähigkeit richten. Im allgemeinen wird man gerade bei Verwendung von Abfallgußstücken schon aus wirtschaftlichen Gründen bestrebt sein, dessen Anteil an dem Sinterkörper so hoch als möglich zu wählen. Dies kann insbesondere dann leicht durchgeführt werden, wenn beim fertigen Sinterkörper die mechanischen Eigenschaften weitgehend zurücktreten können. Der Höhe des Anteils des Ausgangswerkstoffes aus zerkleinerter Legierung in dem Dauermagnet können aber auch dadurch Grenzen gesetzt sein, daß man durch den Zusatz von Metallpulvergemenge vorwiegend die stoffliche Zusammensetzung des zu erzensenden Magneten gegenüber derjenigen des zu verarbeitenden Gußabfalles ändern will, sei es einmal, um damit indirekt auch die magnetischen Werte zu ändern, sowie zum andern, um die mechanischen Eigenschaften zu verbessern. Auf diese Weise wäre es nämlich auch möglich, im Sinterverfahren Dauermagnetlegierungen mit einer stofflichen Zusammensetzung herzustellen, welche einer Erzeugung im Gußverfahren beträchtliche Schwierigkeiten entgegensetzt, insbesondere wegen der in Erscheinung tretenden Sprödigkeit der entstehenden Legierung. So ist es beispielsweise bekannt, daß Werkstücke für Dauermagnete auf der Fe-Ni-AI-Grundlage bei höheren Aluminiumgehalten (15 bis 20('/0 Al) nicht nur bei der Abkühlung aus dein schmelzflüssigen Zustand leicht zum Zerbrechen neigen, sondern daß sie auch bei der erforderlichen anschließenden Härtung in der Regel zu Bruch gehen. Man konnte daher Dauermagnete aus solchen Legierungen nur unter Anwendung besonderer Vorsichtsmaßregeln herstellen, obwohl gerade bei ihnen die Gewichtsersparnis auf Grund ihrer geringen Wichte am deutlichsten in Erscheinung tritt und die Verwendung derartiger Legierungen für Dauermagnete besonders lohnend macht.The total proportion of that obtained from crushed permanent magnet castings The starting material for the sintered product obtained is usually based on its Adjust brittleness, sinterability and compressibility. Generally will you just when using waste castings for economic reasons strive to choose its proportion of the sintered body as high as possible. This can be carried out easily in particular when the finished sintered body the mechanical properties can largely recede. The amount of the share of the starting material made of crushed alloy in the permanent magnet can also be limited by the fact that one can by the addition of metal powder mixtures mainly the material composition of the magnet to be ironed who wants to change that of the casting waste to be processed, be it to do with it indirectly also to change the magnetic values, and on the other hand to change the mechanical values Properties to improve. In this way it would also be possible in the sintering process To produce permanent magnet alloys with a material composition which a production in the casting process opposes considerable difficulties, in particular because of the emerging brittleness of the resulting alloy. So is it is known, for example, that workpieces for permanent magnets on the Fe-Ni-Al basis at higher aluminum contents (15 to 20 ('/ 0 Al) not only during cooling your molten state tend to break easily, but that they too usually break during the subsequent hardening that is required. One could therefore, permanent magnets made from such alloys should only be used with special precautionary measures produce, although especially with them the weight savings due to their low Weight is most evident and the use of such alloys makes it particularly worthwhile for permanent magnets.

Der Anteil des metallischen Pulvergemenges wird bei der Verwendung von spröden Ausgangswerkstoffen im allgemeinen größer sein müssen als bei weniger spröden.The proportion of the metallic powder mixture is when using brittle starting materials generally have to be larger than with less brittle.

Die Erfindung wird auch noch an dem folgenden Ausführungsbeispiel erläutert, ohne daß sie jedoch gerade auf die Herstellung von Sinterdauermagneten auf der darin erwähnten Fe-Ni-Al-Grundlage beschränkt sein soll.The invention is also based on the following exemplary embodiment explained without, however, specifically focusing on the production of sintered permanent magnets to be limited to the Fe-Ni-Al basis mentioned therein.

Abfallstücke einer Dauermagnetlegierung (22,5% Ni, io Al, 13 Co, 5 Cu, Rest Fe finit den üblichen Verunreinigungen) werden zerkleinert und mit einem Zusatz vermischt, der aus einem Pulvergemenge der gleichen stofflichen Zusammensetzung wie die Abfallstücke besteht, wobei das Aluminium des Zusatzes mit Eisen vorlegiert (55'10 Fe + 45 Al) eingeführt wird. Auf diese Weise wurden z. B. Preßmagnete sowohl mit 15 als auch mit 6o% Schrottanteil bei einem Preßdruck von 7,5 t/cm2 hergestellt, welche jeweils 2 Stunden bei 132o° C versintert wurden. Nach dem üblichen Härten, Anlassen und Magnetisieren zeigten diese Sinterdauermagnete folgende magnetischen Werte: Pulver- Magnetische Gütewerte Ver- Schrott- gemenge- gemessen an nach der Erfindung gemessen an Gußma g neten Buchs- anteil anteil Nr. hergestellten Magneten gleicher Zusammensetzung 0/0 0/0 B, I He J Br x Ho'io61 B2- I H, I Br x He.tc, 15 8ö 620o 568 4.081 7000 570 4,0 2 60 4 9 583 4,03 Die Ergebnisse lassen unzweideutig erkennen, daß Dauermagnete, welche nach dem Verfahren der' neuen Lehre hergestellt werden, nicht nur derart hohe Werte für die Koerzitivkraft, sondern auch solche für die Remanenz und auf Grund dieser Werte wiederum eine magnetische Leistung erhalten werden, welche den Durchschnittswerten von im Gußverfahren hergestellten Dauermagnetlegierungen gleicher Zusammensetzung vollkommen entsprechen. Das ist um so beachtlicher, als ja die. sog. Preßmagnete nur 30 bis 500% der Remanenzwerte der entsprechenden Gußmagnete ergeben und eine Sinterung eines zu ioo% aus zerkleinerten Dauermagnetgußstücken auf Fe-Ni-Al-Grundlage bestehenden Preßlings zu mechanisch minderwertigen Erzeugnissen führt, ja ohne metallisches Zusatzgemenge schlechterdings unmöglich ist.Waste pieces of a permanent magnet alloy (22.5% Ni, io Al, 13 Co, 5 Cu, remainder Fe finite the usual impurities) are crushed and mixed with an additive consisting of a powder mixture of the same material composition as the waste pieces, whereby the aluminum of the additive pre-alloyed with iron (55'10 Fe + 45 Al) is introduced. In this way, z. B. Press magnets made with both 15 and 6o% scrap content at a pressure of 7.5 t / cm2, which were sintered at 132o ° C for 2 hours. After the usual hardening, tempering and magnetizing, these sintered permanent magnets showed the following magnetic values: Powder magnetic quality values Scrap according to the invention measured on Gußma g neten Book share share No manufactured magnets of the same composition 0/0 0/0 B, I He J Br x Ho'io61 B 2- IH, I Br x He.tc, 15 8ö 620o 568 4,081 7000 570 4.0 2 60 4 9 583 4.03 The results show unequivocally that permanent magnets, which are manufactured according to the method of the 'new teaching, not only such high values for the coercive force, but also those for the remanence and, on the basis of these values, in turn, a magnetic power are obtained which correspond to the average values of permanent magnet alloys of the same composition produced in the casting process completely correspond. That is all the more remarkable as yes. So-called press magnets only give 30 to 500% of the remanence values of the corresponding cast magnets and sintering a pressed part consisting of 100% crushed permanent magnet castings based on Fe-Ni-Al leads to mechanically inferior products, and is absolutely impossible without an additional metallic mixture.

Claims

CLAIMS: i. Process for the production of permanent magnets by Sintering of crushed and pressed permanent magnet castings, characterized in that that the comminuted cast material is one of several metals present in powder form formed mixture is added.

2. The method according to claim i, characterized in that that the mixture of its material composition after the crushed cast material is equivalent to.

3. The method according to claim i and a, characterized in that the easily oxidizable metals of the mixture in the form of molten and created master alloys brought in powder form are added: q .. Method according to claim i to 3, characterized in that in particular when it is applied to permanent magnets the Fe-Ni-Al basis the aluminum is pre-alloyed with part of the iron.