DE1284531B

DE1284531B - Method and device for the production of plastic-bonded anisotropic permanent magnets

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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.The invention relates to a method for the production of plastic-bound, anisotropic permanent magnets.

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.It is already known to fill anisotropic, powdery, permanently magnetic materials with a binding agent under the action of a magnetic field in molds and then to inject them under the action of heat in order to produce preferred-oriented permanent magnets in this way (British patent specification 758 962). However, it is difficult to bring the preferred direction in the pressed permanent magnet molded body to full advantage, because the friction occurring between the individual particles and the plastic binder, which becomes greater, the larger the final shape of the finished pressed permanent magnet molded body, the alignment which obstructs permanent magnet particles.

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.In addition, there is in this method of manufacturing, pressed Permanent magnet moldings run the risk of disorientation of the once aligned Permanent magnet powder particles, because material shifts during the pressing process appear.

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.The invention is based on the object of creating a method in which better magnetic values can be achieved than with the known Pressing process is possible by with relatively little technical effort good alignment of the permanent magnetic powder particles in the direction in which the magnetization of the permanent magnet body is to take place later, is achieved.

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.The solution to this problem is, according to the method according to the invention, that a mixture of an injectable thermoplastic and permanent magnet powder is exposed to a directional field generated in an injection mold by magnets, while it is injected into the injection mold in the liquid-plastic state. - The use of a spraying method in place of a pressing operation is essential for the present invention obtained magnets.

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.It is known that the anisotropic, permanently magnetic ferrites, such as Barium, strontium, lead ferrite, platelet structure. The direction of the preferred The magnetization is perpendicular to the plane of the platelet. One speaks here of shape anisotropy, the platelets being so oriented to create an anisotropic body must that their plate plane is perpendicular to the later direction of magnetization lie.

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.In the known compression mold, three arc-shaped bar magnets form which are strung together with spacers to form a ring, the wall a cylindrical die surrounding a downwardly directed ram. In such an arrangement, the individual platelets of the magnetic material lie with its planar plane upright in the pressing direction, similar to coins that are upright represents. However, this alignment is restored by the pressing pressure in the axial direction for the most part destroyed, because the platelets endeavor by the pressing pressure have to flip over or tip over, so that they are then with their platelet level lie perpendicular to the pressing direction.

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.In contrast, when spraying anisotropic magnets according to the present invention, L ', the anisotropic permanent magnet particles are loosened when the mixture is injected, analogous to the spraying process with a spray gun, so that they can align themselves well in the magnetic field, whereby it should also be noted that the friction between the individual particles is particularly small because the binder is in the liquid-plastic phase. Once aligned particles disturbs 0 tD in their aligned position by the subsequent mass also not ge-C, even if the mass is under pressure because during the continuous increase in the pressure in the mold, the particles are no longer moved. This injection process can therefore be carried out for any anisotropic material, regardless of whether the permanent macnet material has shape anisotropy or not.

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.The injection mold for carrying out the method according to the invention is characterized in that at least one of the molded parts is made of non-magnetic material exists, are used in the directional magnets that their poles with alternating Polarity protrude or border into the interior of the form or through a thin one Boundary wall are separated from this.

Die Erfindung wird anschließend an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert.The invention will then be described on the basis of an exemplary embodiment explained.

Die Zeichnung stellt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Spritzform dar.The drawing represents a section through an injection mold according to the invention represent.

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.The permanent magnetic particles, which in a sense loose in the liquid The masses float and form a magnetic chain that forms an accumulation of magnetic material in the area of the lines of force. When using anisotropic Permanent magnet powder then has the advantage that the particles are in their Turn the preferred position, which further increases the magnetic values entry. This process can even lead to partial segregation of the material lead, which however in no way disturbs the end product mechanically, on the other hand in a physical way Respect brings a considerable improvement in the magnetic conditions.

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.The injection mold shown is used for the production of plastic-bonded permanent magnet bodies, in which the permanent magnet powder particles are aligned during the injection process in the direction in which the permanent magnet body is to be magnetized later in order to improve the magnetic values of this permanent magnet. The injection mold consists of the molded body 1, which is made of non-magnetic material, and the upper mold part 2, which is also made of non-magnetic material and is provided with the scratching nozzle 3 and closes the molded body. The directional magnets 4 are inserted into the molded body 1 , the poles of which protrude into the interior of the mold with alternating polarity. The spaces between the directional magnets 4 are filled by spacers 5 made of non-magnetic material. In many cases it will be useful to separate the interior of the mold from the permanent magnets by a thin boundary wall. The poles of the directional magnets facing away from the interior of the mold are preferably connected to one another by a return plate 6 made of a material with good ferromagnetic conductivity.

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.When the mixture of thermoplastic and permanent magnet powder is injected, this mass segregates along the lines of force emanating from the directional magnets 4 in such a way that the powdered magnetic material is enriched in the areas through which the lines of force flow, which is indicated by the compacted puncturing 7 . All permanent magnetic materials that can be mechanically comminuted sufficiently finely are suitable for processing, both isotropic and anisotropic, or permanent magnetic materials that are both isotropic and anisotropic during manufacture in powder or grain form.

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.As binders for the prescribed purpose, those plastics are particularly suitable that pass into a liquid phase at a certain temperature, such as. B. Superpolyamides, the melting point of which is about 220 ° C.

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.Used in place of the isotropic magnetic material, in which only those in the Figure indicated compression and segregation occurs, an anisotropic permanent magnet powder is used, the rotation of the particles takes place at the same time in such a way that they with the axis of their preferred magnetization in the direction of the applied magnetic field to adjust. In this way, anisotropic permanent magnet bodies with excellent magnetic characteristics.

Claims

Claims-1. Process for the production of plastic-bound, anisotropic permanent magnets, d a - characterized in that a mixture of an injectable thermoplastic and permanent magnet powder is exposed to a directional field generated by magnets in a spray mold, while it is injected into the injection mold in the liquid-plastic state.

2. Spritzforin for carrying out the method according to claim 1, which is composed of two or more molded parts, characterized in that at least one of the molded parts consists of non-magnetic material, are inserted into the directional magnets, that their poles with alternating polarity in the interior of the Project or adjoin the shape or are separated from it by a thin boundary wall. 3. Injection mold according to claim 2, characterized in that the poles of the directional magnets facing away from the interior of the mold are connected to one another by a return plate made of a material with good ferromagnetic conductivity.