DE941615C - Gesinterte Eisenlegierung fuer Eisenteile an Dauermagneten und Verfahren zur Herstellung des gesinterten Dauermagnetsystems - Google Patents

Gesinterte Eisenlegierung fuer Eisenteile an Dauermagneten und Verfahren zur Herstellung des gesinterten Dauermagnetsystems

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DE941615C
DE941615C DED737D DED0000737D DE941615C DE 941615 C DE941615 C DE 941615C DE D737 D DED737 D DE D737D DE D0000737 D DED0000737 D DE D0000737D DE 941615 C DE941615 C DE 941615C
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DE
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iron
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sintered
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Expired
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DED737D
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English (en)
Inventor
Dr Phil Werner Hotop
Dipl-Ing Wilhelm Zumbusch
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Deutsche Edelstahlwerke AG
Original Assignee
Deutsche Edelstahlwerke AG
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/20Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder
    • H01F1/22Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Description

  • Gesinterte Eisenlegierung für Eisenteile an Dauermagneten und Verfahren zur Herstellung des gesinterten Dauermagnetsystems Bekanntlich ist es erforderlich., Dauermagnietkörper mit Eisenteilern hoher Permeabilität zu versehen, um die magnetischen Kraftlinien dem In.terferrikum zuzuführen. Um diese Leitstücke in Form von Eisenrückschlüssen, Polschuhen:, Polplatten u. dgl. herzustellen, wird im Weicheisen verwendet. Bei gegossenen Magneten werden, diese Eisenteile mit dem Magneten durch Verschrauben, Vernieten, Löten, Schweißen oder Kitten 'verbunden,. In neuerer Zeit sind auch Dauermagnetkörper bekanntgeworden, die auf dem Wege des Sinterns. hergestellt werden., und zwar verwendet man hierzu im allgemeinen Sinterlegierungen, die auf der Basis Eis,enr-Niokel-Aluminium, Eisen-Kobalt-Titan mit oder ohne Zusatz vom, Kupfer oder sonstigen geeigneten Legierungselementen. bestehen. Im Zusammenhang mit diesen. gesinterten Dauermagneten ist auch schon der Vorschlag gemacht worden,, die Eisenteile des Dauermagnetsystems. ebenfalls auf dem Sinterwege herzustellen und dabei so vorzugehen, daß das System, bestehend aus dem Dauermagneten, und den, Eisenteilen, in einem Arbeitsgang zu:sammengessnter .t wird.
  • Verwendet man hierzu das, Übliche Weicheisen. in kompakter oder Pulverform:, das praktisch aus reinem Eisen mit geringen Verunreinigungen an Kohlenstoff besteht, so ergeben sich gewisse Schwierigkeiten. Zwar gelingt die Sin.terung eines zusammenhängenden Körpers, bestehend aus Dauermagnetwe@rkstoff einerseits. und reinem Eisen für die Zwecke des. Eisenrückschlusses andererseits. Jedoch bewähren sich diese Körper nicht bei der Wärmebehandlung, der das, gesamte Dauermagnetsystem unterworfen, werden muß, um. die erforderlichen dauermagnetischen: Eigenschaften hervorzurufen. Es. kommt zu Brüchen: innerhalb des. Eisen teiles oder, an derübergangsstellezwi.sth;en-Magnet-und Weicheisenteil, insbesondere bei Schlag- oder B.ißgungs.b#eansp:ruchu.ng.
  • Der ältere VoTschlag', dem Eisern geeignete Elemente zuzusetzen, welche eine Angleichung des Eisenkörpers an den Dauermagnetkörper bezüglich des thermdschen Ausdehnungskoeffizienten bewirken, und damit die mechanische, Zerstörung des. zusammenges:etzten Körpers. bei der unerläßlichen Wärmebehandlung infolge ungleicher Ausdehnung und Kontraktion verhindern, hat; nicht in; - jeder,-Hinsicht befriedigt.
  • - Nach Erkenntnissen der Erfinder komme es: nämlich darauf an, der gleichzeitig mit dem Dauermagnetwerkstoff zu sinternden Eisenlegierung ein dichtes Gefüge zu vermitteln, um zu verhindern, daß bei der nachträglichen Wärmebehandlung des gesamten Systems eine innere Oxydation des Eisenteiles eintritt, die deshalb möglich ist, weil Eisenpulver allein als einphias:iger Körper zu. einem, mehr oder weniger porösen Körper zusammen;-sintert. Auch ein Pulvergemenge, beispielsweise bestehend aus, 9,2 % Eisen,- und 8 °/o Wolframpulver, das im Hinblick auf einen zu erzielenden gleichen; Ausdehnungskceffizimten vom gesintertem, Eisen-und Dauermagnetteil vorgeschlagen wurde,- sintert bei 130o° C zu. einem porösen Körper, da, bei der Sinterung keine flüssige Phase auftritt.
  • Gemäß der Erfindung wird. daher vorgeschlagen, für Eisenrückschlüsse, Polschulie, Polplatten oll. dgl. Eisenteile an Dauerma@gnetsystemen, die mit Sinterd.aue!rmagneten insbesondere auf der Basis,. Eisen-Nickel-Aluminium, EisenrKob,adt-Titan: mit oder ohne Zusatz von Kupfer zusammengesintert werden, eine Eisenlegierung zu verwenden, die in Gegenwart einer flüssigen: Phase sintert und zu diesem Zweck mindestens ein; Element enthält, das, unterhalb der Sintertemperatur flüssig wird. Ein, solcher zwei- oder mehrphasiger Körper, dessen, eine Phase vorübergehend bei Sintertemperatur flüssig wird, sintert zu einem praktisch dichten Körper, und dieser kann, hernach bei der für dais Gesamtdauer= magnetsys:tem erforderlichen Wärmebehandlung, dä:e in einem Abschrecken von, hohen Te@mperatüren und gegebenenfalls, auch einem Anlassen besteht, innerlich nicht oxydieren. Es kommt bei der Auswahl der -Elemente, die -dem zu sinternden Eisenpulver in. Pulverform zugesetzt werden, lediglich darauf an, daß diese den; Weicheisencharakter des Eisens nicht oder nicht nennenswert beeinträchtigen. Das dem Eisenpulver zuzusetzende Element kann auch in -Form - einer zuvor geschmolzenen und sodann gepulverten, das Element enthaltendem; Eisenlegierung eingeführt werden. Die Verwendung einer solchen Vorlegierrung hat besondere, Vorteile.
  • Das bekannte unlegierte Weicheisen besitzt die Eigenschaft, verhältnismäßig schlecht spanahihebend bearbeitbar zu, sein,. d. h., es neigt zum Schmieren und zur Bildung von; langen Spänen. Es ist daher zweckmäßig, ein: Zusatzelement zu wählen, das zu einem Weicheisenteil mit guten Verspänungseigenschaften führt, damit in einfachster Weise Bohrungen - angebraeht-_ werden können, um weitere Teile des Daoei'magnetsystems für den Zusammen,-bau zu befestigten, und um eine Bearbeitung der Flächen, die dem Interferriku.m anliegen, zu, ermöglichen. Der Zusatz. soll darüber hinaus. die Eigenschaft habe,, die bekannte starke Zunderhäldung des reinen Eisens auf der Oberfläche bei _ der notwendigen: Wärmebehandlung zu verhindern. oder merkbar herabzusetzen.
  • Gemäß der Erfindung werden, diese Forderungen erfüllt durch eine gesinterte Eisenlegierung für den Weicheisenteil, der sich zusammensetzt aus I bis, 10 0/&, vorzugsweise 4 bis 70h, Aluminium, Rest Eisen mit geringfügigen, in solchen Werkstoffen üblichen Verunreinigungen. Das Aluminium in dieser Eisenlegierung kann ganz oder teilweise durch die gleiche Menge Silizium ersetzt sein. Der 4'/'o übersteigende Gehalt an Aluminium, und/oder Silizium kann durch Titan, in :einem Höchstbetrage bis- 4°/o ersetzt sein. Wenn eine gesinterte Eisenlegierung dieser Zusammensetzung für die Herstellung von ' Eisenrückschlüssen:, Polschuhen, Polplatten od. dgl. Eisenteilen von Dailerm.agnetsystenven verwendet wird, wobei eine gemeinsame Sänterung reit den Sinterdauermagneten auf der Basis: Eisen-Nickel-Aluminium, E,is@en-Kob:aIt-Titan mit oder ohne Zusatz vom, Kupfer erfolgt, so sind einerseits die Sohwiezigkei:ten vermieden, die sich bei reinem Eisen. infolge der inneren. Oxydation und der Oherflächenzunderung während der nachträglichen Wärmebehandlung des Ges.amtsystem;s ergeben, und, andererseits, ist der Weächeisenteil gut spanabhebiend bearbeitbar. Die Legierung ist weniger zähw.eich als. reines Weicheisen und läßt sich infolgedessen spanabhebien.d bearbeiten, ohne daß ein Schmieren; des Spanes ein,-tritt.
  • Es ist unter Verwendung dieser Eisenlegierung für die Eisenteile eines gesinterten Dauermagnetsysrtem6 möglich, selbst komplizierte Magnetsysteme in einer Sinterung herzustellen und nachträglich die E.isenteilr-, wie Poischuhe, Polpläitten, Rückschlüsse u. dgl., durch; Bobren, Ab, drehen, Schleifen oid. dgl. zu überarbeiten oder in geeignete Formen -ztt bringen. Die Permeahilität des Werkstoffes ist vollkommen ausreichend, und die auf der Zusammensetzung beruhenden Sintereigens charften des Werkstoffes, die denjenigen des Dauermagnetwerkstoffes. angeglichen sind, gewährleisten nicht nur eine sichere mechanische Verbindung zwischen; den unterschiedlichen Werkstoffen des Systems, sondern auch eine im magnetischen Sinne günstige Verbindung, daa an der Stoßstelle der verschiedenen Werkstoffe ein praktisch nen,-' nenswetter magnetischer Widersitand- sich nicht ausbildet.
  • Zur Herstellung der Dauermagnetsysteme gemäß der Erfindung unter Verwendung einer aluminiumhaltigen, Eisenlegierung für die Eisenteile wird mit besonderem Vorteil sa verfahren, daß das Aluminium in Form einer geschmolzenen und sodann zerkleinerten Eisen-Aluminium-Vo.rlegierung eingebracht wird. Das Eisenpulver wird mit der gepulverten Eisen-Aluminium-Vorlegierung innig gemischt und a :n: der betreffenden Stelle der :Matrize eingebracht, wobei außerdem die Matrize an den hierfür vorgesehenen, Stellen mit dem Dauermagnetwerkstoff in: gepulverter Form angefüllt wird. Zur Trennung der verschiedenartigen Pulver beim Einfüllen in die Matrize wird in an sich bekannter Weise eine Trennwand ausi Blech, Pappe, Papier od. dgl. verwendet, die vor denn. Zusammenpressen des eingefüllten Pulvers entfernt wird. Der restliche Herstellungsgang erfolgt in der üblichen, und, bekannten Weise.
  • Die Voirlegierung kann z.. B. aus 45 bis 55 0/0 Aluminium, Rest Eisen, bestehen, wobei es an sich nicht schadet, wenn diese Vorlegierung geringfügigeVerunreinigungen, beispielsweise an; Kohlenstoff od. dgl., enthält. Auch bei Verwendung der übrigen Eisenlegierungen gemäß der Erfindung kann das betreffende Element mittels einer Vorlegierung eingeführt werden, d. h. also mittels einer Eisen-Silizium-, Eisen-Aluminium-Silizium-, Eisen-Aluminium-Titan- oder schließlich einer Eisen-Aluminium -Silizium -Titan - Vorlegierung. Die Zusammensetzungen der Vorlegierungen müssen nur der Forderung -genügen, daß ihr Schmelzpunkt unterhalb, der für das Gesamtsystem angewandten Sintertemperatur liegt. Diese Forderung ist erfüllt bei der bereits gemannten. Aluminium-Eisen-VorlegieTung und bei Legierungen mit 15 bis 23 0/0 Silizium, Rest Eisen, und 5o bis 35 % Aluminium, 5 bis 2o°/o Silizium, Rest Eisen. In allen diesen Vorlegierungen kann bis zu 150/9 des Aluminium-oder Siliziumgehaltes durch, Titan ersetzt sein:.

Claims (6)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Gesinterte Eisenlegierung für Eisenrückschlüsse, Polschuhe, Polplatten u. dgl. Eisenteile vom Dauermagnetsystemen, die mit Sinterda,uermaigneten, insbesondere auf der Basis Eisen-Nickel-Alurninium, Eisen-Kobalt-Titan mit oder ohne Zusatz von Kupfer, zusammengesintert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung außer Eisen ein Element enthält, das einen Schmelzpunkt hat, der unterhalb der Sintertemperatur des Eisens liegt und eine flüssige Phase bildet.
  2. 2. Legierung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch; i bis io %, vorzugsweise 4 bis 7'/0, Aluminium, das ganz oder teilweise- durch Silizium ersetzt sein: kann, Rest Eisern.
  3. 3. Legierung nach den Ansp.rüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der 4'/o übersteigende Gehalt ani Aluminium und/oder Silizium durch. Titan in einer Menge bis zu: q.% ersetzt ist.
  4. 4. Verfahren. zur Herstellung gesinterter Daule@rmagnetsysteme, die aus. Dauermagnetwe@rkstoff und Eisenteilen: zusammengesetzt sind, nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, da,ß das zusätzliche Element in Form einer geschmolzenen und anschließend zerkleinerten, das Element enthaltenden Eisenlegierung (Vorlegierung) in den, Sinterprozeß eingeführt wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, gekenmeichnet durch: die Verwendung einer E.isen-Alum.inium-, Eisen-Silizium- bzw. Eisen-Aluminium-Siliziurn-Vorlegierung mit 45 bis 55% Aluminiuon., Rest Eisen, oder 15 bis 23'/o Silizium, Rest Eisen, oder 5o bis 351/o Aluminium, 5 bis 2o 0/a Silizium, Rest Eisen.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch; die Verwendu ng einer der dorrt genanntem Legierungen, in der jedoch bis zu 15 0/0 des- Aluminium- oder Siliziurngehaltes, durch Titan ersetzt ist. Angezogene Druckschriften,: Deutsche Patentschrift Nr. 679.594.
DED737D 1943-04-07 1943-04-07 Gesinterte Eisenlegierung fuer Eisenteile an Dauermagneten und Verfahren zur Herstellung des gesinterten Dauermagnetsystems Expired DE941615C (de)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE679594C (de) * 1935-11-17 1939-08-09 Aeg Herstellung von Dauermagneten

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE679594C (de) * 1935-11-17 1939-08-09 Aeg Herstellung von Dauermagneten

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