DE1284531B

DE1284531B - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von kunststoffgebundenen anisotropen Dauermagneten

Info

Publication number: DE1284531B
Application number: DE1957B0075413
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1957-04-27
Filing date: 1957-04-27
Publication date: 1968-12-05

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von kunststoffgebundenen, anisotropen Dauermagneten.
Es ist bereits bekannt, anisotrope, pulverförmige, dauermagnetische Werkstoffe mit einem Bindemittel unter Einwirkung eines Magnetfeldes in Formen zu füllen und anschließend unter Einwirkun- von Hitze zu verprüssen, um auf diese Weise vorzugsgerichtete Dauermagneten herzustellen (britische Patentschrift 758 962). Es bereitet jedoch Schwierigkeiten, die Vorzugsrichtung im gepreßten Dauermagnet-Formkörper voll zur Geltung zu bringen, weil die zwischen den einzelnen Teilchen und dem Kunststoffbindemittel auftretende Reibung, die um so größer wird, je größer die Endgestalt des fertig gepreßten Dauermagnet-Formkörpers ist, die Ausrichtung der Dauermagnetteilchen behindert.
Außerdem besteht bei diesen Verfahren zur Herstellung, von gepreßten Dauermagnet-Formkörpern die Gefahr einer Desorientierung der einmal ausclerichteten Dauermagnetpulverteilchen, da während des Preßvorganges Werkstoffverschiebungen auftreten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, bei dem sich bessere magnetische Werte erzielen lassen als dies durch das bekannte Preßverfahren möglich ist, indem bei verhältnismäßig kleinem technischem Aufwand eine gute Ausrichtung der dauermagnetischen Pulverteilchen in der Richtung, in der später die Magnetisierung des Dauermagnetkörpers erfolgen soll, erreicht wird.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren darin, daß ein Gemisch aus einem spritzfähigen thermoplastischen Kunststoff und Dauermagnetpulver einem in einer Spritzforin durch Magneten erzeugten Richtfeld ausgesetzt wird, während es im flüssig-plastischen Zustand in die Spritzform eingespritzt wird. - Die Verwendung eines Spritzverfahrens an Stelle eines Preßvorgangs ist für die erfindungsgemäß erhaltenen Magneten wesentlich.
Bekanntlich weisen die anisotropen, dauermagnetischen Ferrite, wie Barium-, Strontium-, Bleiferrit, Plättchenstruktur auf. Die Richtung der bevorzugten Magnetisierung liegt senkrecht zur Plättehenebene. Man spricht hier von Formanisotropie, wobei die Plättchen zur Schaffung eines anisotropen Körpers so ausgerichtet werden müssen, daß sie mit ihrer Plättehenebene senkrecht zur späteren Magnetisierungsrichtung liegen.
In der bekannten Preßform bilden drei bogenförmig liegende Stabmagneten, die zusammen mit Zwischenstücken zu einem Ring aneinandergereiht sind, die Wandung einer zylindrischen Preßform, welche einen nach unten gerichteten Preßstempel umgibt. Bei einer derartigen Anordnung liegen die einzelnen-Plättchen des Magnetwerkstoffs mit ihrer Plänelfenebene aufrecht in Preßrichtung, ähnlich wie-Münzen, die man aufrecht stellt. Durch den Preßdruck in axialer Richtung wird jedoch diese Ausrichtung wieder zum größten Teil zerstört, weil die Plättehen durch den Preßdruck das Bestreben haben, sich umzulegen oder umzukippen, so daß sie also dann mit ihrer Plättchenebene senkrecht zur Preßrichtung liegen.
Demgegenüber werden beim Spritzen von anisotropen Magneten nach der vorliegenden Erfindung, L' die anisotropen Dauerinagnetteilchen beim Einspritzen der Mischung aufgelockert, analog dem Spritzvorgang mit einer Spritzpistole, so daß sie sich im Magnetfeld gut ausrichten können, wobei noch zu beachten ist, daß die Reibung zwischen den einzelnen Teilchen besonders klein ist, weil das Bindemittel in flüssig-plastischer Phase vorliegt. Die einmal ausgerichteten Teilchen werden in ihrer ausgerichteten Lage durch die nachfolgende Masse auch nicht ge-C 0 tD stört, auch wenn die Masse unter Druck steht, denn während des kontinuierlichen Anstiegs des Drucks in der Form werden die Teilchen nicht mehr bewegt. Man kann also diesen Spritzvorgang für jedes anisotrope Material durchführen, unabhängig davon, ob das Dauermacnetmaterial eine Formanisotropie hat oder nicht.
Die Spritzform zur Durchführung des erfindungsaemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Formteile aus unmagnetischem Werkstoff besteht, in den Richtmagneten so eingesetzt sind, daß deren Pole mit abwechselnder Polarität in den Innenraum der Form hineinragen bzw. angrenzen oder durch eine dünne Begrenzungswand von diesem getrennt sind.
Die Erfindung wird anschließend an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert.
Die Zeichnung stellt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Spritzform dar.
Die dauermagnetischen Teilchen, die gewissermaßen lose in der flüssigen Masse schwimmen, formieren sich zu einer magnetischen Kette, die zu einer Anhäufung von Magnetmaterial im Bereich der Kraftlinien führt. Bei der Verwendung von anisotropem Dauermagnetpulver tritt dann noch der Vorteil ein, daß die Teilchen sich in ihre Vorzugslage drehen, wodurch noch eine weitere Steigerung der magnetischen Werte eintritt. Dieser Vorgang kann sogar zu einer teilweisen Entmischung des Werkstoffes führen, die aber das Endprodukt in keiner Weise mechanisch stört, dagegen in physikalischer Hinsicht eine beachtliche Verbesserung der magnetischen Verhältnisse bringt.
Die dargestellte Spritzform dient zur Herstellung von kunststoffgebundenen Dauermagnetkörpern, bei welchen während des Spritzvorganges eine Ausrichtung der Dauermagnetpulverteilchen in der Richtung, in der später der Dauermagnetkörper magnetisiert werden soll, erfolgt, um die magnetischen Werte dieses Dauermagneten zu verbessern. Die Spritzform besteht aus dem Formkörper 1, der aus unmagnetischem Werkstoff besteht, und dem ebenfaRs aus unmagnetischem Werkstoff- hergestellten Formoberteil 2, das mit der Ein4ritzdüse 3 versehen ist und den Forrnkörp#r-l- verschließt. In den Formkörper 1 sind die- Richtmagneten 4 eingesetzt, deren Pole mit ab--wechselnder Polarität in den Innenraum der Form hineinragen. Die Zwischenräume zwischen den Richtmagneten 4 sind durch Zwischenstücke 5 aus unmagnetischem Werkstoff ausgefüllt. Vielfach wird es zweckmäßig sein, den Innenraum der Form von den Dauerinagneten durch eine dünne Begrenzungswand zu trennen. Die dem Innenraum der Form ab-ewandten Pole der Richtmagneten sind vorzugsweise durch eine Rückschlußplatte 6 aus ferromagnetisch gut leitendem Werkstoff miteinander verbunden.
Beim Einspritzen der Mischung aus thermoplastischem Kunststoff und Dauermagnetpulver entmischt sich diese Masse entlang den von den Richtmagneten 4 ausgehenden Kraftlinien derart, daß in den mit den Kraftlinien durchfluteten Bereichen eine Anreicherung des pulverisierten Magnetmaterials stattfindet, was durch die verdichtete Punktierung 7 angedeutet ist. Für die Verarbeitung eignen sich alle dauermagnetischen Werkstoffe, die entweder auf mechanischem Wege genügend fein zerkleinert werden können, und zwar sowohl isotrope als auch anisotrope, oder solche dauermagnetischen Werkstoffe, die bei der Herstellung in Pulver- oder Körnerform sowohl isotrop als auch anisotrop anfallen.
Als Bindemittel sind für den vorgeschriebenen Zweck besonders solche Kunststoffe geeignet, die bei einer bestimmten Temperatur in eine flüssige Phase übergehen, wie z. B. Superpolyamide, deren Schmelzpunkt bei etwa 220' C liegt.
Wird an Stelle des isotropen Magnetmaterials, bei dem nur die in der Figur angedeutete Verdichtung und Entmischung eintritt, ein anisotropes Dauermagnetpulver verwendet, so erfolgt gleichzeitig noch die Drehung der Teilchen derart, daß sie sich mit der Achse ihrer bevorzugten Magnetisierung in Richtung des angelegten Magnetfeldes einstellen. Auf diese Weise erhält man anisotrope Dauermagnetkörper mit vorzüglichen magnetischen Kennwerten.

Claims

Patentansprüche-1. Verfahren zur Herstellung von kunststoffgebundenen, anisotropen Dauermagneten, d a - durch gekennzeichnet, daß ein Gemisch aus einem spritzfähigen thermoplastischen Kunststoff und Dauermagnetpulver einem in einer Spritzfonn durch Magneten erzeugten Richtfeld ausgesetzt wird, während es im flüssig-plastischen Zustand in die Spritzform eingespritzt wird.
2. Spritzforin zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, die aus zwei oder mehreren Formteilen zusammengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Formteile aus unmagnetischem Werkstoff besteht, in den Richtmagneten so eingesetzt sind, daß deren Pole mit abwechselnder Polarität in den Innenraum der Form hineinragen bzw. angrenzen oder durch eine dünne Begrenzungswand von diesem getrennt sind. 3. Spritzform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Innenraum der Form abgewandten Pole der Richtmagneten durch eine Rückschlußplatte aus ferromagnetisch gut leitendem Werkstoff miteinander verbunden sind.