DE936825C

DE936825C - Process for the production of permanent magnets by agglomeration of magnetizable metal powders

Info

Publication number: DE936825C
Application number: DES36038A
Authority: DE
Inventors: William Lamb; Nigel Conrad Tombs
Original assignee: Societe dElectro Chimie dElectro Metallurgie et des Acieries Electriques Dugine SA SECEMAU
Current assignee: Societe dElectro Chimie dElectro Metallurgie et des Acieries Electriques Dugine SA SECEMAU
Priority date: 1952-10-27
Filing date: 1953-10-27
Publication date: 1955-12-22
Also published as: NL87029C; NL182340B

Description

Verfahren zur Herstellung von Dauermagneten durch Agglomeration magnetisierbarer Metallpulver Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Dauermagneten durch Agglomeration von Metallpulvern und nach diesem Verfahren hergestellte Dauermagnete.Process for the production of permanent magnets by agglomeration of magnetizable ones Metal powder The invention relates to a method for producing permanent magnets by agglomeration of metal powders and permanent magnets produced by this process.

Es ist schon bekannt, Dauermagnete durch Agglomeration magnetisierbarer Pulver, wie Eisenpulver, beispielsweise durch Druck herzustellen und die gepreßten Formlinge zu magnetisieren. Insbesondere ist in der französischen Patentschrift 979 o43 die Herstellung von Dauermagneten beschrieben, die so vorgenommen wird, daß ein Pulver, dessen Teilchen in kolloider Größenordnung, d. h. beispielsweise von 11",u, vorliegen, aus einem magnetisierbaren Metall, wie Eisen, Nickel oder Kobalt, oder aus einer magnetischen Legierung oder einer Gruppe von Metallen oder Elementen, die eine magnetische Legierung oder Verbindung zu bilden vermögen, agglomeriert wird. Magnete aus so kleinen Teilchen haben vorteilhafte magnetische Eigenschaften, vorzugsweise hohe Remanenz und große Koerzitivkraft, selbst wenn die Stoffe, aus denen die Pulver bestehen, in kompaktem Zustand nur niedere Koerzitivkraft aufweisen.It is already known that permanent magnets can be magnetized by agglomeration Powders, such as iron powder, can be produced, for example, by pressure and the pressed ones To magnetize briquettes. In particular is in the French patent 979 o43 describes the manufacture of permanent magnets, which is carried out in such a way that a powder whose particles are of colloidal size, d. H. for example of 11 ", u, are made of a magnetizable metal such as iron, nickel or Cobalt, or from a magnetic alloy or group of metals or Elements that are able to form a magnetic alloy or compound are agglomerated will. Magnets made from such small particles have advantageous magnetic properties, preferably high remanence and great coercive force, even when the fabrics are off which the powders exist, only have a low coercive force in a compact state.

Die zur Herstellung von Dauermagneten gemäß der französischen Patentschrift 979 043 zu verwendenden Pulver lassen sich nach verschiedenen chemischen Verfahren herstellen. Eisenpulver kann beispielsweise durch Zersetzung der Reduktion entsprechender Eisenverbindungen hergestellt werden. Auf diese Weise gewonnene feinteilige Metallpulver sind häufig aber pyrophor, so daß sie vor oder während der Agglomeration spontan entflammen. Die Einwirkung von Luft soll oder muß sogar während der Lagerung der Pulver oder der Fabrikation der Magnete ausgeschlossen werden. Es wurden schon verschiedene Verfahren zum Schutz beispielsweise von Eisenpulver vor Lufteinwirkung vorgeschlagen, so z. B. das Pulver mit Benzol zu bedecken. Benzol ist aber leicht brennbar und birgt damit auch gewisse Gefahren in sich. Es wurde weiterhin schon vorgeschlagen, die Pulverteilchen mit einem organischen Bindemittel zu umhüllen. Dadurch wird zwar ein wirksamer Schutz erzielt, aber die Remanenz der mit solchen Pulvern hergestellten Magnete wird herabgesetzt.The one for the manufacture of permanent magnets according to the French patent specification 979 043 powders to be used can be determined by various chemical methods produce. Iron powder can, for example, by decomposition of the reduction corresponding Iron compounds are produced. Finely divided metal powder obtained in this way but are often pyrophoric, so that they are before or during the agglomeration spontaneously ignite. The action of air should or must even be during storage the powder or the manufacture of the magnets are excluded. It was already various methods of protecting iron powder, for example, from exposure to air suggested, so z. B. to cover the powder with benzene. But benzene is easy flammable and therefore also harbors certain dangers. It continued to be fine proposed to coat the powder particles with an organic binder. As a result, effective protection is achieved, but the remanence of those with such Magnets made with powders are degraded.

Durch das Verfahren gemäß der Erfindung werden magnetisierbare Metallpulver vor oder während der Agglomeration zu einem Preßling, der magnetisiert wird, wirksam geschützt, ohne .daß Feuergefahr besteht oder die magnetischen Eigenschaften des Metalls merklich beeinträchtigt werden.The method according to the invention produces magnetizable metal powders effective before or during agglomeration into a compact which is magnetized protected without the risk of fire or the magnetic properties of the Metal are noticeably impaired.

Gemäß der Erfindung werden die frisch hergestellten magnetisierbaren Metallpulverteilchen, deren Größe etwa in der Dimension von Kolloiden liegt, mit destilliertem Wasser bedeckt und vor sowie während der ersten Stadien der Agglomeration in innigem Kontakt mit- dem Wasser gehalten, das aus der Pulvermasse während des Herstellungsganges entfernt wird.According to the invention, the freshly made are magnetizable Metal powder particles, the size of which is roughly the size of colloids, with distilled water and covered before and during the first stages of agglomeration kept in intimate contact with the water that emerged from the powder mass during the Manufacturing process is removed.

Unter magnetisierbaren Metallpulvern werden Pulver bezeichnet, die ganz oder teilweise aus einem oder mehreren magnetischen Metallen, wie Eisen, Nickel oder Kobalt, bestehen, die aber auch ein oder mehrere andere Metalle oder Verbindungen enthalten können, die bei der Herstellung der Dauermagnete vorteil= hafterweise zugegeben werden. Die Erfindung betrifft vorzugsweise die Herstellung von Dauermagneten aus Eisenpulver, worunter aber nicht nur Pulver aus reinem Eisen zu verstehen sind, sondern auch Pulver aus Eisen, das- mit einem oder mehreren Metallen oder Verbindungen gemischt oder legiert ist.Magnetizable metal powders refer to powders that wholly or partially made of one or more magnetic metals, such as iron, nickel or cobalt, but also one or more other metals or compounds may contain, which is advantageous in the manufacture of the permanent magnets be admitted. The invention preferably relates to the manufacture of permanent magnets from iron powder, which does not only mean powder made from pure iron, but also powder of iron, which is with one or more metals or compounds mixed or alloyed.

Das verwendete Wasser ist vorzugsweise von Luft befreit und wird mit dem Metallpulver so kurze Zeit wie möglich, -beispielsweise höchstens 3 Stunden, in Berührung gelassen, um jede Neigung des Eisens, sich in Berührung mit dem Wasser zu oxydieren, auf ein Minimum herabzusetzen.The water used is preferably de-aerated and is with the metal powder for as short a time as possible - for example, a maximum of 3 hours, left in contact to avoid any tendency of the iron to come into contact with the water to oxidize, reduce to a minimum.

Wird gemäß der Erfindung Wasser zum Schutz des Metallpulvers verwendet, so sind erfahrungsgemäß die magnetischen Eigenschaften der aus solchen Pulvern hergestellten Magnete ebenso gut, zuweilen sogar besser als die von Magneten, die aus Pulvern hergestellt Tabelle A Schützender Stoff Dichte Br X ioa H, in BHmax X Ios gicma . in Gauss Oersted Gauss-Oersted Benzol .............. 5,00 6,7oo 240 o,659 Benzol . . . . . . . . . . . . . 4,90 6,850 " 220 o,6oo Bakelit 4% . . . . . . . . . . 439 4,600 370 0,550 Bakelit 4% . . .. . . . . . . 4,40 4300 400 0,540 von Luft befreites de- stilliertes Wasser .... 5,06 7,550 250 0,750 von Luft befreites de- stilliertes Wasser .... 5,00 7,800 250 0,800 worden sind, die mit Benzol geschützt wurden, außerdem bietet die Anwendung von Wasser erhöhte Sicherheit.If, according to the invention, water is used to protect the metal powder, experience has shown that the magnetic properties of magnets made from such powders are just as good, sometimes even better than those of magnets made from powders Table A. Protective fabric density Br X ioa H, in BHmax X Ios gicma. in Gauss Oersted Gauss-Oersted Benzene .............. 5.00 6.7oo 240 o, 659 Benzene. . . . . . . . . . . . . 4.90 6.850 "220 o, 600 Bakelite 4%. . . . . . . . . . 439 4.600 370 0.550 Bakelite 4%. . ... . . . . . 4.40 4300 400 0.540 de- still water .... 5.06 7.550 250 0.750 de- still water .... 5.00 7.800 250 0.800 that have been protected with benzene, and the use of water offers increased safety.

Das Verfahren gemäß der Erfindung läßt sich auf alle Arten von Metallpulvern für Dauermagnete anwenden, gleichgültig nach welcher Methode sie hergestellt worden sind. Beispielsweise kann Eisenpulver verwendet werden, das durch Zersetzung von Eisenoxalat oder Eisenformiat oder durch Reduktion von Eisenoxyd erhalten worden ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das durch Reduktion gewonnene Metallpulver sofort nach seiner Herstellung in einem Kolben unter einer Wasserstoffatmosphäre gesammelt, und dann wird destilliertes Wasser zugeführt und innig mit dem Pulver vermischt. Die Einführung des Wassers kann auch vor dem Metallpulver erfolgen, wenn dieses bei der Einführung in das Gefäß praktisch kalt ist. - Ist das Pulver einmal mit dem Wasser innig gemischt, d. h. ist es vom Wasser vollständig benetzt, so wird das überschüssige Wasser entfernt, so daß eine dichte Masse verbleibt, die in üblicher Weise zu einem später zu magnetisierenden Formstück verpreßt wird, wobei das noch vorhandene Wasser ausgepreßt wird. Die Zeit zwischen der Herstellung und Benetzung des Pulvers einerseits und seiner Verpressung andererseits soll so kurz wie möglich sein. .The method according to the invention can be applied to all types of metal powders for permanent magnets, regardless of the method by which they were manufactured are. For example, iron powder can be used, which is obtained by the decomposition of Iron oxalate or iron formate or obtained by reducing iron oxide is. According to a preferred embodiment, that is obtained by reduction Metal powder immediately after its manufacture in a flask under a hydrogen atmosphere collected, and then distilled water is added and made intimate with the powder mixed. The introduction of the water can also be done before the metal powder, if this is practically cold when it is introduced into the vessel. - Is the powder once intimately mixed with the water, d. H. if it is completely wetted by the water, it becomes the excess water is removed so that a dense mass remains, which in usual Way is pressed into a fitting to be magnetized later, with that still existing water is squeezed out. The time between manufacture and wetting the powder on the one hand and its compression on the other hand should be as short as possible be. .

In den Tabellen sind Vergleichszahlen enthalten über die magnetischen Werte von Dauermagneten, die aus Eisenpulvern hergestellt wurden, die einmal mit Benzol, zum anderen mit einem Phenol-Formaldehyd-Härzlack und schließlich mit von Luft befreitem Wässer geschützt wurden. Neben der Remanenz B,., der Koerzitivkraft H, ,und dem Gütewert BH""", ist in den Tabellen auch noch die Dichte der PreBlinge angegeben. Die der Tabelle A zugrunde liegenden Metallpulver sind durch Reduktion eines Eisenpulvers gleicher Herkunft durch 4i/2stündige Reduktion in Wasserstoff erhalten worden und wurden unter einem Druck von etwa z=8oo kg/em2 verpreßt.The tables contain comparative figures for the magnetic ones Values of permanent magnets made from iron powder once with Benzene, on the other hand with a phenol-formaldehyde resin varnish and finally with von Air-freed water was protected. In addition to the remanence B,., The coercive force H, and the quality value BH "" ", is also the density of the PreBlinge in the tables specified. The metal powders on which Table A is based are due to reduction an iron powder of the same origin by reduction in hydrogen for 4½ hours and were pressed under a pressure of about z = 8oo kg / em2.

Der Tabelle B liegt ein Eisenpulver zugrunde, das aus Eisenformiat hergestellt wurde, das eine geringe Menge Calcium in Form einer wahrscheinlich aus Oxyd oder Carbonat bestehenden Verbindung enthielt. Das durch Zersetzung des Eisenformiates erhaltene Eisenoxyd wurde durch Erhitzen in Wasserstoff reduziert, und das erhaltene Pulver wurde ebenfalls durch einen Druck von ==8oo kg/em2 in einen magnetisierbaren Preßling übergeführt. Tabelle B Schützender Stoff Dichte Br X io3 Ha in BHmax X zos g/cm3 in Gauss Oersted Gauss-Oersted Benzol .............. 4,87 7,8oo 350 1,Z9 Benzol .............. 4,65 6,750 400 1,16 Bakelit 40/a ... ...... . 4,14 5150 56o 0,97 Bakelit 4 % . . . . . . . . . . 4,23 5550 56o 1,o9 von Luft befreites de- stilliertes Wasser .... 4,96 8,1oo 36o 1,27 von Luft befreites de- stilliertes Wasser .... 5,15 9050 320 1,47 Das zum Schutze des magnetisierbaren Metallpulvers gemäß der Erfindung verwendete Wasser kann in Lösung geringe Mengen anderer Stoffe enthalten, die keinen schädlichen Einfluß auf die in den einzelnen Fällen verwendeten Metallpulver ausüben.Table B is based on an iron powder which was produced from iron formate which contained a small amount of calcium in the form of a compound probably consisting of oxide or carbonate. The iron oxide obtained by the decomposition of the iron formate was reduced by heating in hydrogen, and the powder obtained was likewise converted into a magnetizable compact under a pressure of == 8oo kg / cm2. Table B. Protective fabric density Br X io3 Ha in BHmax X zos g / cm3 in Gauss-Oersted Gauss-Oersted Benzene .............. 4.87 7.8oo 350 1, Z9 Benzene .............. 4.65 6.750 400 1.16 Bakelite 40 / a ... ....... 4.14 5150 56o 0.97 Bakelite 4%. . . . . . . . . . 4.23 5550 56o 1, o9 de- Still water .... 4.96 8.1oo 36o 1.27 de- Still water .... 5.15 9050 320 1.47 The water used to protect the magnetizable metal powder according to the invention can contain, in solution, small amounts of other substances which do not have a harmful effect on the metal powder used in the individual cases.

Claims

PATENT CLAIMS: Z. Process for the production of permanent magnets by Agglomeration of magnetizable metal powders, the particle size of which is of the order of magnitude of colloidal particles, characterized in that the freshly prepared Metal powder covered with distilled water before and during the onset of agglomeration kept in intimate contact with the water and the water out of the powder mass during the known operations for forming the magnetizable compact Will get removed.

2. The method according to claim i, characterized in that the used Water is freed from air.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that that the water is kept in contact with the metal powder for a maximum of 3 hours.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the metal powder intimately mixed with the water under a hydrogen atmosphere, the excess The water is removed and the resulting dense paste becomes a magnetizable molding is pressed.