NO124614B - - Google Patents
Download PDFInfo
- Publication number
- NO124614B NO124614B NO5038/68A NO503868A NO124614B NO 124614 B NO124614 B NO 124614B NO 5038/68 A NO5038/68 A NO 5038/68A NO 503868 A NO503868 A NO 503868A NO 124614 B NO124614 B NO 124614B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- particles
- tin
- magnetic
- lead
- iron
- Prior art date
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 40
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 23
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 18
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 17
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 9
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- QVYYOKWPCQYKEY-UHFFFAOYSA-N [Fe].[Co] Chemical compound [Fe].[Co] QVYYOKWPCQYKEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000005381 magnetic domain Effects 0.000 claims description 4
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 claims description 4
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 claims description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims 3
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 11
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 7
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 5
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 4
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 3
- 238000003878 thermal aging Methods 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 2
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 2
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000978 Pb alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- -1 iron-cobalt metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 238000013001 point bending Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
- H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/047—Alloys characterised by their composition
- H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
- H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
- H01F1/0551—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes
- H01F1/0552—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes with a protective layer
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12181—Composite powder [e.g., coated, etc.]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12465—All metal or with adjacent metals having magnetic properties, or preformed fiber orientation coordinate with shape
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
- Y10T428/12681—Ga-, In-, Tl- or Group VA metal-base component
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Description
Magnetisk materiale av findelte partikler og fremgangsmåte ved fremstilling derav. Magnetic material of finely divided particles and method for its production.
Oppfinnelsen angår et magnetisk materiale med liten partikkelstorrelse og en grunnmasse av bly, og en fremgangsmåte ved fremstilling derav. The invention relates to a magnetic material with a small particle size and a base mass of lead, and a method for its production.
Bly har vist seg å være en meget egnet grunnmasse for magnetisk materiale med liten partikkelstbrrelse og hvor hver av partiklene har en tverrdimensjon av et enkelt magnetisk domene. Bly eller en bly-legering med inntil 10 % antimon beskytter partiklene mot kjemisk an-grep, holder partiklene på egnet avstand fra hverandre og har ingen skadelig innflytelse på de magnetiske egenskaper. Bly har imidlertid visse ulemper. Magneter av fine partikler fremstilt med grunnmasser av bly har en viss dimensjonsustabilitet og utsettes dessuten for et fenomen som er blitt benevnt "skjeggvekst" ("whisker" growth) dersom de i lengre tid utsettes for hoye temperaturer av over 130°C. Et slikt "skjegg" er i virkeligheten polykrystallinske utvekster hovedsakelig av bly. Disse ligner imidlertid på "skjegg" og vil heri bli omtalt som sådant. Uttrykket som anvendt heri er ikke ment å skulle utlegges i den begrensede betydning at det til-kjennegir materialer av enkeltkrystaller. Lead has proven to be a very suitable base material for magnetic material with small particle size and where each of the particles has a transverse dimension of a single magnetic domain. Lead or a lead alloy with up to 10% antimony protects the particles against chemical attack, keeps the particles at a suitable distance from each other and has no harmful influence on the magnetic properties. However, lead has certain disadvantages. Magnets made of fine particles made with base masses of lead have a certain dimensional instability and are also subject to a phenomenon that has been called "whisker growth" if they are exposed for a long time to high temperatures of over 130°C. Such a "beard" is in reality polycrystalline outgrowths mainly of lead. However, these are similar to "beards" and will be referred to as such here. The term used herein is not intended to be interpreted in the limited sense that it indicates materials of single crystals.
I US patent nr. 3.073.728 er det beskrevet en fremgangsmåte for å unngå det problem som "skjeggvekst" byr på. Ifolge dette patent vil en tilsetning til blygrunnmassen av minst 0,09 vektdeler cadmium pr. del bly motvirke det magnetiske materiales tilbøyelighet til å danne skjegg. Selv om tilsetning av cadmium i de prosentuelle mengder som er angitt i det nevnte patent er tilboyelig til å motvirke skjeggvekst, oppstår det ved bruk av cadmium en praktisk van-skelighet som gjor det vanskelig å anvende cadmium i forbindelse med kjente frems tillingsmetoder for produksjon av magnetisk materiale med liten partikkelstorrelse. Cadmium har et forholdsvis hoyt damptrykk og er derfor tilboyelig til å fordampe ved forhoyede temperaturer. Ved fremstillingen av det magnetiske materiale med liten partikkelstorrelse underkastes grunnmassematerialet med eventuelle tilsetningsmidler i alminnelighet et vakuumdestillasjonstrinn for å fjerne kvikksolv ved én temperatur ved hvilken cadmiums damptrykk er betydelig. Det har derfor i praksis vært meget vanskelig på en effektiv måte å innfore cadmium i grunnmassene til det magnetiske materiale med liten partikkelstorrelse. Det angis ifolge US patent nr. 3.073.728 at 0,10 vektdeler tinn pr. vektdel bly i noen grad hindrer skjeggvekst, men det angis også i patentet at tinn angriper de magnetiske partikler meget sterkt. In US patent no. 3,073,728, a method is described to avoid the problem that "beard growth" presents. According to this patent, an addition to the lead base mass of at least 0.09 parts by weight of cadmium per del lead counteract the tendency of the magnetic material to form beards. Although the addition of cadmium in the percentage amounts stated in the aforementioned patent is likely to counteract beard growth, the use of cadmium creates a practical difficulty which makes it difficult to use cadmium in connection with known production methods for the production of magnetic material with small particle size. Cadmium has a relatively high vapor pressure and is therefore prone to vaporization at elevated temperatures. In the production of the magnetic material with a small particle size, the base material with any additives is generally subjected to a vacuum distillation step to remove mercury at one temperature at which cadmium's vapor pressure is significant. It has therefore been very difficult in practice to effectively introduce cadmium into the base masses of the magnetic material with a small particle size. According to US patent no. 3,073,728, it is stated that 0.10 parts by weight of tin per weight of lead to some extent prevents beard growth, but it is also stated in the patent that tin attacks the magnetic particles very strongly.
Ifolge oppfinnelsen omfatter det magnetiske materiale partikler av jern eller jern/kobolt med et enkelt magnetisk domene, According to the invention, the magnetic material comprises particles of iron or iron/cobalt with a single magnetic domain,
og materialet er særpreget ved at partiklene har en sammensetning som angitt i patentkrav l's karakteriserende del. and the material is characterized by the fact that the particles have a composition as stated in patent claim 1's characterizing part.
Fremstillingsmessig er det et viktig trekk ved oppfinnelsen at det på partiklene for tilsetningen av tinnet anbringes et beskyttende belegg. Den fremstilte magnet har vist seg å ha en rekke forbedrede egenskaper, omfattende dimensjonsstabilitet, i tillegg til at problemer i forbindelse med skjeggvekst er praktisk talt fra-værende. Selv om det ikke er ment å være begrenset til noen spesiell teori som forklarer hvorfor de forbedrede resultater fåes, antas det at tilstedeværelsen av et av de nevnte tilsetningsmidler oker blygrunnmassens fukteevne for de findelte partikler og derfor redu-serer de innvendige spenninger i magneten. Det er kjent at slike innvendige spenninger' bevirker dannelsen av kjerner og vekst av skjegg. Den dimensjonelle ustabilitet i det findelte magnetiske materiale med en grunnmasse av bly antas å skive seg fra oxydasjon ved pulverpartiklenes korngrenser. Tilsetningsmidlene antas å vandre eller å diffundere inn i disse korngrenser og å hindre videre innvendig oxydasjon. Dette gir som resultat at det fåes en magnet med lavere korrosjon, oket styrke og dimensjonsstabilitet og nedsatt skjeggveks t. In terms of production, it is an important feature of the invention that a protective coating is placed on the particles for the addition of the tin. The produced magnet has been shown to have a number of improved properties, including dimensional stability, in addition to the fact that problems in connection with beard growth are practically absent. Although it is not intended to be limited to any particular theory that explains why the improved results are obtained, it is believed that the presence of one of the aforementioned additives increases the wetting ability of the lead base mass for the finely divided particles and therefore reduces the internal stresses in the magnet. It is known that such internal stresses' cause the formation of nuclei and the growth of beards. The dimensional instability in the finely divided magnetic material with a ground mass of lead is believed to arise from oxidation at the grain boundaries of the powder particles. The additives are believed to migrate or diffuse into these grain boundaries and to prevent further internal oxidation. This results in a magnet with lower corrosion, increased strength and dimensional stability and reduced beard growth, for example.
Oppfinnelsen vil bli nærmere beskrevet under henvisning til The invention will be described in more detail with reference to
■tegningen. På denne representerer fig. 1 en kurve som viser virk-ningen av dkende tilsetningsmengder av tinn på den samlede magnetiske energi ( (BH) maks.), og fig.2 en kurve over forandringen av brudd-belastningen for med tinn modifiserte LODEX-magneter med dkende varmeeldningstid. ■the drawing. On this, fig. 1 a curve showing the effect of covering addition quantities of tin on the total magnetic energy ((BH) max.), and fig.2 a curve of the change in the breaking load for tin-modified LODEX magnets with covering heat aging time.
De findelte magnetiske materialer ifolge oppfinnelsen frem-stilles ved elektrolyttisk avsetning av jern- eller jern/kobolt-legeringer i en flytende metallkatode, som kvikksolv, fra en sur elektrolytt inneholdende ioner av jernet eller jern-koboltmetallene samtidig som det opprettholdes en rolig grenseflate mellom katoden og elektrolytten. De således avsatte partikler er lange og har en tverrdimensjon av et enkelt magnetisk domene. Efter vormeeldning tilsettes bly og antimon til blandingen av partikler og kvikksolv som en grunnmasse og som et beskyttende belegg av antimon for partiklene. Det er viktig at dette beskyttende belegg er tilstede på partiklene for tinnet tilsettes. Tinn blir så tilsatt, kvikksolvet fjernet og partiklene bragt på linje og sammenpresset til en magnet. Fremstillingen av partiklene, belegningen med antimon og anvendelsen av en grunnmasse av bly er mer detaljert beskrevet i henholdsvis US patenter nr. 2.974.104, nr. 2.999.777 og nr. 2.999.778. The finely divided magnetic materials according to the invention are produced by electrolytic deposition of iron or iron/cobalt alloys in a liquid metal cathode, such as quicksilver, from an acidic electrolyte containing ions of the iron or iron-cobalt metals while maintaining a calm interface between the cathode and the electrolyte. The thus deposited particles are long and have a transverse dimension of a single magnetic domain. After pre-treatment, lead and antimony are added to the mixture of particles and quicksilver as a base material and as a protective coating of antimony for the particles. It is important that this protective coating is present on the particles before the tin is added. Tin is then added, the mercury removed and the particles aligned and compressed into a magnet. The production of the particles, the coating with antimony and the use of a base mass of lead are described in more detail in US patents no. 2,974,104, no. 2,999,777 and no. 2,999,778, respectively.
Det foretrekkes å anvende tinn som tilsetningsmiddel til grunnmassen på grunn av at det er lett tilgjengelig og fordi det er forholdsvis enkelt å anvende dette ved fremstillingen av de magnetiske materialer ifolge oppfinnelsen. Dersom intet annet er nevnt, vil en henvisning til tinn herefter være ment å være representativ for tilsetnings materialet. Et viktig trekk ved oppfinnelsen utgjores av det trinn under prosessen på hvilket tinnet tilsettes til blandingen inneholdende det findelte magnetiske materiale. Tinnet bor tilsettes efter tilsetningen av bly-antimongrunnmassen slik at anti-monet har fått tid til å reagere med partiklene og derved danne et beskyttende belegg av antimon. Dette beskyttende belegg stabiliserer partiklene og virker som en hindring overfor innflytning av tinn-atomer som ellers på uheldig måte ville ha påvirket de magnetiske egenskaper til den fremstilte magnet. Tinnet kan med fordel tilsettes i form av små kuler med en diameter av f.eks. 3,175 mm. Efter tilsetningen av tinnet sammenpresses materialet fortrinnsvis mens det utsettes for et magnetisk felt. Dette bevirker at de lange, findelte partikler bringes på linje i samme retning som det magnetiske felt hvorved det fåes et optimalt forhold mellom restinduksjon og metningsinduksjon samtidig som også en betraktelig mengde av kvikk-sølvet fjernes. Det gjenværende kvikksolv kan så fjernes fra blandingen ved å anvende vakuumdestillasjon ved forhoyet temperatur. Det beskyttende belegg på hver partikkel gjor det mulig å utfore vakuumdestillasjon uten at de magnetiske partikler danner kuler og uten at deres magnetiske egenskaper forringes. Det anvendes i alminnelighet en destillasjonstemperatur av 3O0-4O0<o>C, et trykk av under 1 mm Hg og en destiliasjonstid av 1-12 timer avhengig av den sammenpressede gjenstands storrelse. Efter destillasjonen males den mer eller mindre porose masse av de findelte, magnetiske jern- eller jern/ koboltpartikler, antimon, bly og tinn og sammenpresses i et retningsgivende, magnetisk felt, som regel med et trykk av 3515 kg/cm og ved å anvende et retningsgivende felt med en styrke av 4000 gauss eller hbyere. It is preferred to use tin as an additive to the base material because it is easily available and because it is relatively easy to use this in the production of the magnetic materials according to the invention. If nothing else is mentioned, a reference to tin will hereafter be intended to be representative of the additive material. An important feature of the invention is the step during the process at which the tin is added to the mixture containing the finely divided magnetic material. The tin should be added after the addition of the lead-antimony base material so that the antimony has had time to react with the particles and thereby form a protective coating of antimony. This protective coating stabilizes the particles and acts as an obstacle to the influx of tin atoms which would otherwise have adversely affected the magnetic properties of the manufactured magnet. The tin can advantageously be added in the form of small balls with a diameter of e.g. 3.175 mm. After the addition of the tin, the material is preferably compressed while being exposed to a magnetic field. This causes the long, finely divided particles to be aligned in the same direction as the magnetic field, whereby an optimal ratio between residual induction and saturation induction is obtained while also removing a considerable amount of the mercury. The remaining quicksilver can then be removed from the mixture by using vacuum distillation at an elevated temperature. The protective coating on each particle makes it possible to carry out vacuum distillation without the magnetic particles forming balls and without their magnetic properties deteriorating. A distillation temperature of 300-400<o>C, a pressure of less than 1 mm Hg and a distillation time of 1-12 hours are generally used, depending on the size of the compressed object. After distillation, the more or less porous mass of finely divided magnetic iron or iron/cobalt particles, antimony, lead and tin is ground and compressed in a directional magnetic field, usually with a pressure of 3515 kg/cm and by using a directional field with a strength of 4000 gauss or hbyere.
Den maksimale mengde tilsetningsmiddel som anvendes for å nedsette skjeggvekst og for å forbedre magnetens dimensjonsstabilitet, er av kritisk betydning. Dette vil fremgå av fig. 1 ved anvendelse av tinn som det foretrukne tilsetningsmateriale. Kurven på fig. 1 viser at den stdrste magnetiske energi av 3,25 x 10^ gauss-orsted fåes ved tilsetning av inntil 0,02 vektdeler tinn pr. vektdel blygrunnmasse. Over denne mengde faller den maksimale magnetiske energi forholdsvis skarpt av til det punkt hvor den maksimale magnetiske energi er mindre enn 2,9 x IO<6> orsted for mengder over 0,05 vektdeler tinn. Ved den nedre ende av dette område gir selv spormengder, d.v.s. mengder ned til 0,001 deler, en forbedring av den fysikalske stabilitet. Ved tilsetningsmengder under 0,005 er det vanskelig å oppnå en homogen og jevn fordeling gjennom hele magnetgrunnraassen, men det er mulig å oppnå en slik jevn fordeling dersom tilstrekkelig forsiktighet utvises. The maximum amount of additive used to reduce beard growth and to improve the dimensional stability of the magnet is of critical importance. This will be apparent from fig. 1 using tin as the preferred additive material. The curve in fig. 1 shows that the largest magnetic energy of 3.25 x 10^ gauss-orsted is obtained by adding up to 0.02 parts by weight of tin per weight part lead base material. Above this amount, the maximum magnetic energy drops relatively sharply to the point where the maximum magnetic energy is less than 2.9 x 10<6> orsted for amounts above 0.05 parts by weight of tin. At the lower end of this range even trace amounts, i.e. quantities down to 0.001 parts, an improvement of the physical stability. With addition amounts below 0.005, it is difficult to achieve a homogeneous and even distribution throughout the entire magnetic base layer, but it is possible to achieve such an even distribution if sufficient care is taken.
Selv om det foretrekkes å anvende ulegert tinn som tilsetningsmateriale, har det vist seg at visse tinnbaserte legeringer også gir de forbedrede resultater ifolge oppfinnelsen. Således gir en legering bestående av 14,3 vekt% kobber med resten tinn, og en legering med 6,5 vekt/5 vismut og resten tinn, en forbedret dimen-sjons stabilitet og nedsatt skjeggvekst. Den maksimale mengde av tinnbaserte legeringer er imidlertid noe hovere enn den maksimale mengde for rent tinn. Tinnlegeringene kan tilsettes i en mengde av inntil 0,040 vektdeler pr. vektdel blygrunnmasse. Ved en mengde over 0,040 oppstår det et fall i de magnetiske egenskaper til de fremstilte magneter, på samme måte som vist i forbindelse med tinn. Av ytterligere tinnlegeringer som det også tas sikte på å anvende ifolge oppfinnelsen, kan nevnes tinnbaserte legeringer inneholdende enten indium eller tellur. Although it is preferred to use unalloyed tin as additive material, it has been shown that certain tin-based alloys also give the improved results according to the invention. Thus, an alloy consisting of 14.3% by weight copper with the remainder tin, and an alloy with 6.5% by weight/5 bismuth and the remainder tin, provides improved dimensional stability and reduced beard growth. However, the maximum amount of tin-based alloys is somewhat higher than the maximum amount for pure tin. The tin alloys can be added in an amount of up to 0.040 parts by weight per weight part lead base material. At an amount above 0.040, there is a drop in the magnetic properties of the manufactured magnets, in the same way as shown in connection with tin. Of further tin alloys that are also intended to be used according to the invention, mention may be made of tin-based alloys containing either indium or tellurium.
For å oppnå en homogen magnetisk sammensetning er det nød-vendig at de meget små mengder av tilsetningsmidlet dispergeres meget godt og jevnt i det magnetiske materiale. Dotte kan oppnås ved a anvende et varmebehandlings tr inn i en forholdsvis kort tid efter tilsetning av tinnet, f.eks. i IO minutter ved 150-200°C. Til tross for de svært små mengder av tilsetninqsmiddel som anvendes i det magnetiske materiale, har det vist seg at det ved hjelp av dette enkle homogeniseringstrinn fåes en jevn fordeling av tinnet i det magnetiske materiale og de viktige fordeler som er forbundet med en forbedret fysikalsk stabilitet. In order to achieve a homogeneous magnetic composition, it is necessary that the very small amounts of the additive are dispersed very well and evenly in the magnetic material. Dotte can be achieved by applying a heat treatment tree in a relatively short time after adding the tin, e.g. for 10 minutes at 150-200°C. Despite the very small amounts of additive used in the magnetic material, it has been shown that with the help of this simple homogenization step, an even distribution of the tin in the magnetic material and the important advantages associated with improved physical stability are obtained .
EKSEMPEL 1 EXAMPLE 1
En kvikksolvoppslemning av findelte jern-koboltpartikler som var blitt avsatt i kvikksolv som beskrevet i US patent nr. 2.974.104, ble varmeeldet i 10 minutter ved 195°C. For varmebehandlingen inne-holdt oppslemningen 216,4 kg kvikksolv og 10,4 kg jern-koboltpartikler. Mens oppslemningen fremdeles . var varm, ble det tilsatt 25,1 kg bly som grunnmassemateriale og 1,6 kg antimon som et beskyttende belegningsmateriale. Den erholdte blanding ble varmebehandlet i ytterligere 10 minutter ved 195°C. 0,45 kg tinn ble så satt til oppslemningen, og blandingen ble varmebehandlet i ytterligere 10 minutter ved 195°C. Efter avkjoling ble blandingen presset ved anvendelse av et trykk av 703 kg/cm i en umagnetisk form i nærvær av et likestrdmsmagnetfelt med en styrke av 4000 gauss for å bringe de lange jern-koboltpartikler på linje i.samme retning som feltet for derved å gi partiklene forlobige former og for å redusere kvikksolvinnholdet til ca. 80 % av den opprinnelige mengde. Praktisk talt alt gjenværende kvikksolv ble så fjernet ved å destillere materialet ved et trykk av ca. 1 mm Hg i 4 timer ved en temperatur av 350°C. Kvikksolvinnholdet ble derved redusert til ca. 2 vekt% basert på de formede stykker. Disse ble så malt i et roterende skjæreapparat og sortert efter stdrrelse, og en mindre mengde smøremiddel ble tilsatt og det sammensatte materiale så sammenpresset til magneter med en pakkfraksjon av 32 ved å anvende et trykk av ca. 3515 kg/cm 2. A mercury slurry of finely divided iron-cobalt particles which had been deposited in mercury as described in US Patent No. 2,974,104 was heat annealed for 10 minutes at 195°C. For the heat treatment, the slurry contained 216.4 kg of mercury and 10.4 kg of iron-cobalt particles. While the slurry still . was hot, 25.1 kg of lead was added as a base material and 1.6 kg of antimony as a protective coating material. The resulting mixture was heat treated for a further 10 minutes at 195°C. 0.45 kg of tin was then added to the slurry and the mixture was heat treated for a further 10 minutes at 195°C. After cooling, the mixture was pressed using a pressure of 703 kg/cm in a non-magnetic mold in the presence of a direct current magnetic field with a strength of 4000 gauss to align the long iron-cobalt particles in the same direction as the field thereby giving the particles pre-obligate forms and to reduce the mercury content to approx. 80% of the original quantity. Practically all remaining mercury was then removed by distilling the material at a pressure of approx. 1 mm Hg for 4 hours at a temperature of 350°C. The mercury content was thereby reduced to approx. 2% by weight based on the shaped pieces. These were then ground in a rotary cutter and sorted by size, and a small amount of lubricant was added and the composite material then compressed into magnets with a packing fraction of 32 by applying a pressure of approx. 3515 kg/cm 2.
EKSEMPEL 2 EXAMPLE 2
Samme fremgangsmåte som i eksempel 1 ble gjentatt, bortsett fra at det istedenfor rent tinn ble anvendt en legering bestående av 14,3 vekt% kobber og resten tinn. En tredje sats ble fremstilt som beskrevet ovenfor, men ved anvendelse av en legering inneholdende 6,5 vekt% vismut og resten tinn. Endelig ble en fjerde sats fremstilt ved å anvende calcium istedenfor tinn i en mengde av 0,008 vektdeler pr. vektdel bly. The same procedure as in example 1 was repeated, except that instead of pure tin, an alloy consisting of 14.3% by weight of copper and the rest tin was used. A third batch was prepared as described above, but using an alloy containing 6.5% by weight bismuth and the rest tin. Finally, a fourth batch was prepared by using calcium instead of tin in an amount of 0.008 parts by weight per weight part lead.
Magneter fremstilt som beskrevet, ble så underkastet lang-varige varmeeldningsforsdk for å bestemme om magnetenes magnetiske egenskaper ble påvirket av tilsetningen av de forskjellige tilsetningsmidler. Efter å være blitt varmebehandlet i tider varierende fra 352 timer til 532 timer ved en relativ fuktighet av 90 % og temperaturer av 40-82,2°C, viste det seg at de magnetiske egenskaper til magneter med de respektive grunnmassetilsetninger nevnt ovenfor, var de samme som de magnetiske egenskaper til identiske magneter av findelte partikler fremstilt som beskrevet ovenfor, men uten anvendelse av ti 1setningemidlene. Magnets prepared as described were then subjected to long-term thermal aging studies to determine whether the magnetic properties of the magnets were affected by the addition of the various additives. After being heat treated for times varying from 352 hours to 532 hours at a relative humidity of 90% and temperatures of 40-82.2°C, it was found that the magnetic properties of magnets with the respective base material additions mentioned above were same as the magnetic properties of identical magnets of finely divided particles prepared as described above, but without the use of ten 1 setting agents.
En annen forsoksserie ble utfort for å bestemme om magneter fremstilt som beskrevet i de ovennevnte eksempler, viste noen skjeggvekst. Nærmere bestemt ble gjentatte forsok ved stigende temperaturer utfort i luft ved temperaturer fra 130-300°C både i forbindelse med magneter fremstilt som beskrevet ovenfor, og i forbindelse med identiske magneter fremstilt som beskrevet ovenfor^ men uten tilsetning av tinn eller andre grunnmassetilsetningsmidler. Intet skjegg kunne iakttas på magnetene med det modifiserte grunntnasse-system ved temperaturer av inntil 280°C. Magneter uten tilsetningsmidlet viste skjeggvekst ved temperaturer over 130°C. Ved oppfinnelsen bkes således kjernedannelsestemperaturen for skjegget til 280°C. Another series of experiments was carried out to determine if magnets prepared as described in the above examples showed any beard growth. More specifically, repeated tests at rising temperatures were carried out in air at temperatures from 130-300°C both in connection with magnets produced as described above, and in connection with identical magnets produced as described above^ but without the addition of tin or other basic mass additives. No beard could be observed on the magnets with the modified ground-tapping system at temperatures of up to 280°C. Magnets without the additive showed beard growth at temperatures above 130°C. In the invention, the nucleation temperature for the beard is thus increased to 280°C.
Det har dessuten vist seg at magneters bruddbelastningsstyrke forbedres ved tilsetning av tinn eller andre tilsetningsmidler ifolge oppfinnelsen. Dessuten forbedrer varmeeldning av magneten med den modifiserte <g>runnmasse eller en anlopning ved forhoyet temperatur i en tid av inntil 24 timer bruddbelas tningen ytterligere. Dette vises, best ved kurven på fig. 2 for en liten stavmagnet fremstilt som beskrevet i eksempel 1 og med en lengde av 7,62 mm, en bredde av 1,78 mm og en tykkelse av O,76 mm. Det fremgår av kurven at bruddbe-lastningen, bestemt ved 3-punktsboyningsforsdk, til ubehandlede magneter av findelte partikler er 422 kg/cm . Den tilsvarende bruddbelastning for samme magnet inneholdende txnn er 647 kq// cm 2 som oker ved varmeeldning ved en temperatur av 2CO°C til over 1000 kg/cm efter 8 timer. Ved pakkfraksjoner over ca. 35 bor lavere eldnings-temperatur anvendes for å unngå en forringelse av de magnetiske egenskaper. Det bor bemerkes, som vist ved kurven, at bruddbelast-ningen blir hdyere selv uten noen varmeeldning. Denne forbedring av styrken med varmeeldning kan ikke fåes i forbindelse med det umodifiserte blygrunnmassemateriale på grunn av den skjeggvekst som der forekommer under eldningsbehandlingen. It has also been shown that the breaking load strength of magnets is improved by the addition of tin or other additives according to the invention. In addition, thermal aging of the magnet with the modified <g>round mass or annealing at an elevated temperature for a time of up to 24 hours further improves the breaking load. This is best shown by the curve in fig. 2 for a small bar magnet produced as described in example 1 and with a length of 7.62 mm, a width of 1.78 mm and a thickness of 0.76 mm. It appears from the curve that the breaking load, determined by 3-point bending test, for untreated magnets of finely divided particles is 422 kg/cm . The corresponding breaking load for the same magnet containing txnn is 647 kq// cm 2 which increases with thermal aging at a temperature of 2CO°C to over 1000 kg/cm after 8 hours. For package fractions over approx. 35 a lower aging temperature should be used to avoid a deterioration of the magnetic properties. It should be noted, as shown by the curve, that the breaking load becomes higher even without any thermal ageing. This improvement in strength with heat aging cannot be obtained in connection with the unmodified lead base material due to the beard growth that occurs there during the aging treatment.
Claims (3)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US69164067A | 1967-12-18 | 1967-12-18 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO124614B true NO124614B (en) | 1972-05-08 |
Family
ID=24777355
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO5038/68A NO124614B (en) | 1967-12-18 | 1968-12-17 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3555265A (en) |
DK (1) | DK119567B (en) |
ES (1) | ES360420A1 (en) |
FR (1) | FR1595223A (en) |
GB (1) | GB1252588A (en) |
NL (1) | NL6818065A (en) |
NO (1) | NO124614B (en) |
SE (1) | SE359956B (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3661726A (en) * | 1970-03-23 | 1972-05-09 | Peter A Denes | Method of making permanent magnets |
JPS5832767B2 (en) * | 1980-01-24 | 1983-07-15 | ヤマハ株式会社 | Manufacturing method for hard magnetic materials |
US5015533A (en) * | 1988-03-10 | 1991-05-14 | Texas Instruments Incorporated | Member of a refractory metal material of selected shape and method of making |
US4885214A (en) * | 1988-03-10 | 1989-12-05 | Texas Instruments Incorporated | Composite material and methods for making |
US6376063B1 (en) | 1998-06-15 | 2002-04-23 | The Boeing Company | Making particulates of controlled dimensions by electroplating |
US6060181A (en) * | 1998-08-17 | 2000-05-09 | Mcdonnell Douglas Corporation | Low loss magnetic alloy |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2271040A (en) * | 1939-04-11 | 1942-01-27 | Hartford Nat Bank & Trust Co | Magnetic material and process of making the same |
US2974104A (en) * | 1955-04-08 | 1961-03-07 | Gen Electric | High-energy magnetic material |
US2999777A (en) * | 1957-12-16 | 1961-09-12 | Gen Electric | Antimonide coated magnetic materials |
US2999778A (en) * | 1957-12-16 | 1961-09-12 | Gen Electric | Antimonide coated magnetic materials with lead and lead-antimony matrices |
US3073728A (en) * | 1960-08-30 | 1963-01-15 | Gen Electric | Magnetic materials |
-
1967
- 1967-12-18 US US691640A patent/US3555265A/en not_active Expired - Lifetime
-
1968
- 1968-11-05 GB GB1252588D patent/GB1252588A/en not_active Expired
- 1968-11-19 ES ES360420A patent/ES360420A1/en not_active Expired
- 1968-11-26 SE SE16086/68A patent/SE359956B/xx unknown
- 1968-12-16 DK DK615068AA patent/DK119567B/en unknown
- 1968-12-16 NL NL6818065A patent/NL6818065A/xx unknown
- 1968-12-17 NO NO5038/68A patent/NO124614B/no unknown
- 1968-12-17 FR FR1595223D patent/FR1595223A/fr not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR1595223A (en) | 1970-06-08 |
US3555265A (en) | 1971-01-12 |
NL6818065A (en) | 1969-06-20 |
ES360420A1 (en) | 1970-07-01 |
GB1252588A (en) | 1971-11-10 |
DE1809587B2 (en) | 1976-05-06 |
SE359956B (en) | 1973-09-10 |
DK119567B (en) | 1971-01-25 |
DE1809587A1 (en) | 1969-07-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES8506812A1 (en) | Processing for titanium alloys | |
NO124614B (en) | ||
JPS60137892A (en) | Quartz glass crucible | |
Sarkissian et al. | Electrical resistivity of Pt-Mn alloys | |
NO140925B (en) | PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF EXTERNAL OXIDE WITH SPECIAL LARGE PARTICLES | |
DE3144869C2 (en) | ||
Hawley et al. | Intergrowths of pentlandite and pyrrhotite | |
TWI263710B (en) | Single crystal semiconductor manufacturing method | |
McAlister et al. | Anisotropic electron scattering in Al and some Al-based alloys | |
Rohrman | The Effect of Heat Treatment on the Corrosion of High Purity Aluminum | |
US4904313A (en) | Method of producing stable magnetic domain refinement of electrical steels by metallic contaminants | |
CN106381427A (en) | High-heat-resistance superfine aluminum alloy wire material and preparation method thereof | |
EP0112649B1 (en) | Process for making laser host garnet crystal material free of water and hydroxyl ion impurities | |
US2655457A (en) | Method of heat-treating tungstennickel alloys | |
JPS63297211A (en) | Si-b alloy dopant material for production of si single crystal by pulling up method | |
Wang et al. | Effects of Co-Doped B and Al on the Improvement of Electrical Properties of Ga and P Contaminated Upgraded Metallurgical-Grade Silicon Materials | |
SU1310107A1 (en) | Method of producing billets from cast psedoalloys | |
Kadeckova et al. | Preparation of oriented Fe-3% Si alloy single crystals by recrystallization | |
JPS6296388A (en) | Quartz glass crucible for pulling up silicon single crystal | |
US2042971A (en) | Method of making electrical resistance elements and alloys therefor | |
US3198716A (en) | Magnetic material and method of preparing the same | |
Ishikawa et al. | Hydrogen implantation effects on the electrical and optical properties of metal nitride thin films | |
AT222183B (en) | Process for the deposition of semiconductor material | |
DE1126147B (en) | Process for the production of electrode material for semiconducting devices | |
Valério et al. | Relaxation processes in calcium fluoride solid solutions with rare-earth and aluminium fluorides |