DE2321368A1

DE2321368A1 - Neues sinterprodukt aus einer intermetallischen kobalt-neodym-samarium-verbindung und daraus hergestellte permanentmagnete

Info

Publication number: DE2321368A1
Application number: DE2321368A
Authority: DE
Inventors: Donald Luther Martin
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1972-05-01
Filing date: 1973-04-27
Publication date: 1973-11-22
Also published as: JPS568906B2; JPS4941218A; US3821035A; IT984212B; GB1410267A; FR2183047B1; ES413906A1; FR2183047A1; BE798862A; NL7305994A

Description

1 River Road
SCHENECTADY, N.Y./U.S.A.

Neues Sin.terprod.ukt aus einer intermetallischen Kobalt-Neodym-Samarium-Verbindung und daraus hergestellte Permanentmagnete

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Permanentmagnete und insbesondere neue Sinterprodukte aus intermetallischen Kobalt-Neodym-Samarium-Verbindungen mit einzigartigen Eigenschaften und die Erfindung betrifft weiter die aus diesen neuen intermetallischen Verbindungen hergestellten Permanentmagnete.

Permanentmagnete, d.h. sogenannte harte magnetische Materialien, wie intermetallische Kobalt-Seltene Erden-Verbindungen sind von technologischer Bedeutung, da sie einen hohen konstanten magnetischen Fluß in Abwesenheit eines erregenden Magnetfeldes oder eines ein solches Feld erzeugenden elektrischen Stromes aufrechterhalten können.

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Intermetallische Kobalt-Seltene Erden-Verbindungen existieren in ■ einer Vielzahl von Phasen. Die permanent-magnetischen Eigenschaften der intermetallischen Kobalt-Seltene Erdeη-Materialien mit ■ magnetischen Eigenschaften können im allgemeinen verbessert werden, wenn man die gröberen Körper zu Pulvern zerkleinert..Doch sind diese Materialien in derart fein verteiltem Zustand in Luft nicht stabil und ihre magnetischen Eigenschaften werden bereits nach kurzer Zeit beeinträchtigt.

Es sind bereits mehrere intermetallische Verbindungen aus Kobalt' und Seltenen Erden beschrieben worden. So ist in der US-Patentschrift 3 695 945 der Anmelder in ein Verfahren offenbart,., welches die Bildung einer aus Pestkörperteilchen bestehenden Legierung aus Kobalt und Seltenem Erdmetall umfaßt, wobei der Gehalt an Seltenem Erdmetall im wesentlichen der gleiche ist, wie der, den man im gesinterten Produkt wünscht. Die erhaltenen Pestkörperteilchen werden zu kompakten Körpern zusammengepreßt und zu der gewünschten Dichte gesintert. Das gesinterte Produkt besteht aus einer Hauptmenge einer intermetallischen ϋο,-R-Phase und bis zu etwa 35 Gew.-# aus einer zweiten CoR-Phase, deren Gehalt an Seltenem Erdmetall größer ist, als der der COj-R-Phase. In beiden Fällen ist R ein Seltenes Erdmetall. Diese gesinterten Produkte ' werden dann zur Bildung neuer Permanentmagnete magnetisiert.

In der US-Patentschrift 3 682 715 der Anmelderin sind neue Sinterprodukte beschrieben, die aus intermetallischen Verbindungen von Kobalt und Seltenen Erdmetallen bestehen, und zwar Samarium und Lant.^ui sowie die daraus hergestellten Permanentmagnete.

In der US-Patentschrift 3 684 591 der Anmelderin sind neue Sinterprodukte aus intermetallischen Verbindungen von Kobalt und Seltenen Erdmetallen beschrieben, wobei als Seltene Erdmetalle Samarium und Ger vorhanden sind sowie die daraus hergestellten ; Permanentmagnete.

In der US-Patentschrift 3 682 716 der Anmelderin sind neue Sin-

terprodukte offenbart aus Intermetallischen Verbindungen aus Kobalt und Seltenen Erdmetallen, wobei letztere aus Samarium und Cer-Mischmetall zusammengesetzt sind sowie die daraus hergestellten Permanentmagnete. j

In der US-Patentschrift 3 682 71²* der Anmelderin sind neue Sinterprodukte aus -intermetallischen Verbindungen von Samarium und Prasedoym beschrieben sowie die daraus hergestellten Permanentmagnete . . '■

Demgegenüber werden durch die vorliegende Erfindung Permanentmagnete geschaffen, 'die Neodym in einer merklichen Menge enthal- " ten und die gute permanent-magnetisehe Eigenschaften einschließlich einer zufriedenstellenden Koerzitivkraft H aufweisen.

Nachfolgend wird .die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 das Kobalt-Samarium-Phasendiagramm. Es wird für die vorliegende Anmeldung davon ausgegangen, daß jedes Phasen- diagramm bei 300 ⁰C, welches die niedrigste in Fig. 1 gezeigte Temperatur ist, im wesentlichen das gleiche ist wie bei Raumtemperatur. ·

Fig. 2 gibt Kurven wieder, welche die magnetischen Eigenschaften : der erfindungsgemäßen Permanentmagnete zeigen. Insbesondere zeigt Fig. 2 die positiven Werte der Magnetisierung ; die in Anwesenheit des entmagnetisierenden Feldes H aufrechterhalten werden können.

Kurz gesagt umfaßt das gesinterte Produkt der vorliegenden Er- ■ findung intermetallische Verbindungen von Kobalt und Seltenen Erdmetallen, die aus Samarium und Neodym zusammengesetzt sind. Kobalt ist in einer Menge von etwa 62 bis 66 Gew.-% des Produktes vorhanden und die Seltenen Erdmetalle sind in einer Menge von etwa 3¹I bis 38 Gew.-# des Produktes vorhanden, wobei der Neodym-

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ι gehalt im Bereich, von 20 bis 90 Gew.r% der Menge Seltener Erdmetalle liegt und der bevorzugte Bereich, des Neodymgehaltes zwi- ^: sehen 40 und"60 Gew.-% der Menge Seltener Erden liegt. Von dem
gesinterten Produkt werden Permanentmagnete in Form gröberer~ ! Teile und in Form von Festkörperteilchen gebildet. \

i Das gesinterte Produkt der vorliegenden Erfindung kann nach einer' Reihe verschiedener Verfahren hergestellt werden, doch wird be- _; vorzugt das in der US-Patentschrift 3 655 464 der Anmelderin be-"!

schriebene Verfahren verwendet. Dieses Verfahren nach der US- j Patentschrift 3 655 464 umfaßt die Bildung einer Festkörperteil- i chen-Mischung aus einer Grundlegierung aus Kobalt und Seltenem
Erdmetall und einer Zusatzlegierung aus Kobalt und Seltenem Erd- \ metall. Die Grundlegierung ist eine solche, die bei Sintertempe- \ ratur als einzelne feste intermetallische COj-R-Phase existiert, : wobei R für ein Seltenes Erdmetall steht. Die Zusatzlegierung ' ; aus Kobalt und Seltenem. Erdmetall ist reicher -an Seltenem Erd- . metall als die Grundlegierung und bei der Sintertemperatur ist j sie zumindest teilweise flüssig und erhöht so die Sinterge- ; schwindigkeit. Die Mischung wird dann unter Bildung eines grünen \

Körpers gepreßt, der zur gewünschten Dichte und Phasen-Zusammen- -

Setzung gesintert wird. In der vorliegenden Erfindung enthält ';

j das gesinterte Endprodukt eine Hauptmenge der intermetallischen = j "COj-R-Phase und einen geringeren Anteil der Co-Rp-Phase. Im allgemeinen ist die Co₇Rp-Phase in einer Menge im Bereich von 0,1

j bis 5 Gew.-% des Sinterproduktes vorhanden. ^:

j ■ ;

Das gesinterte Produkt der vorliegenden Erfindung ist auch in

t brauchbarer Form nach dem Verfahren der US-Patentschrift 3 655 463

der Anmelderin erhältlich. '

:

Das Verfahren dieser US-Patentschrift 3 655 463 ist im wesentlij chen das gleiche wie das der US-Patentschrift 3 655 464 mit dem 1 Unterschied, daß eine Zusatζlegierung Co-R verwendet wird, die
bei der Sintertemperatur fest ist und einen höheren Gehalt an \_ Seltenem Erdmetall aufweist als die verwendete Grundlegierung.

Für die Herstellung der neuen Produkte der vorliegenden Erfindung wird, das Verfahren mit einer Grundlegierung ausgeführt, die bei
der Sintertemperatur fest ist und bei dieser Temperatur im we- ; sent liehen oder vollständig aus der intermetallischen Co._R-Phase : besteht, wobei R Samarium, Neodym oder vorzugsweise eine Mischungaus Samarium.und Neodym ist. Im allgemeinen besteht die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendete Grundlegierung aus etwa
65 bis 68 Qew.-% Kobalt und etwa 32 bis 35 Gew.-% Seltenem Erd- " metall oder Seltenen Erdmetallen. Obwohl die Grundlegierung in
der Zusammensetzung variieren kann, sollte sie einen solche Zu- | sammensetzung aufweisen, die zusammen mit der ZusatζIegierung zu
der beanspruchten Zusammensetzung des erfindungsgemäßeη Sinter- ι Produktes führt. - '

Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendete Zusatzlegierung ist einefsolche aus Kobalt und Seltenem Erdmetall mit einem :

größeren.Gehalt an Seltenem .Erdmetall als ihn die Grundlegierung ^; aufweist. Vorzugsweise ist die Zusatzlegierung eine solche, die j bei der Sintertemperatur zumindest teilweise in flüssiger Form [ vorliegt, doch kann sie auch ein Festkörper, sein. Die verwende- j ten Zusatzlegierungen sind solche aus Kobalt-Samarium, Kobalt- | Neodym oder Kobalt-Samarium-Neodym. :

Die Zusatzlegierung kann in der Zusammensetzung variieren und" j diese Zusammensetzung kann nach dem Phaseηdiagramm für das jewei- j lige Kobalt-Seltenes Erdmetall-System bestimmt werden oder man ; kann die Zusammensetzung auch empirisch ermitteln. Wenn ein Sin- \ tern bei Anwesenheit einer flüssigen Phase gewünscht ist, dann ! zeigt Fig. 1 für das Kobalt-Samarium-System, daß Phasen, die teil-; weise oder vollständig flüssig sind, im Temperaturbereich von I 950 bis 1200 C vorkommen. Irgendeine Legierung innerhalb des in j Fig. 1 gezeigten Bereiches, welche zumindest teilweise eine flüs-j sige Phase bei der speziellen Sintertemperatur bildet, wäre daher! als Zusatzlegierung brauchbar. So kann, wie der Fig. 1 entnommen j werden kann, eine Zusatzlegierung aus Kobalt und Samarium im j Samariumgehalt von 46 Gew.-SS der Z us at ζ legierung aufwärts variie-;

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Wünscht man eine Zusatzlegierung, die bei der Sintertemperatur ι fest ist, dann kann diese in der Zusammensetzung ebenfalls va- ] riieren und man kann sie aus dem Phasendiagramm für das entspre- : chende Kobalt-Seltenes Erdmetall-System bestimmen oder sie empi- i riseh ermitteln. So zeigt Fig. 1 z.B. für das Kobalt-Samarium- ; System, daß es eine feste Phase mit einem Samariumgehalt von mehr; als 36 Gew.-% bei einer Temperatur im Bereich von 950 bis 1200 G gibt. In einem Temperaturbereich von 950 bis 1075 ⁰C gibt es eine_: feste Legierung für. das Kobalt-Samarium-System mit einem Sama- ι riumgehalt von etwa 36 bis etwa 55 Gew.-?» von der Zusatzlegierung; und bei Temperaturen im Bereich von 950 bis 1200 C kann die fe- j ste Zusatzlegierung einen Saraariumgehalt von etwa 36 bis etwa
45 Gew.-% der Zusatzlegierung aufweisen. Jede Zusatζlegierung \ innerhalb dieser Bereiche wäre daher als feste Zusatzlegierung i brauchbar. ' >

Wenn es gewünscht ist, kann die Sinter-Zusatzlegierung nach einer; Reihe von Verfahren empirisch ausgewählt werden, so indem man j Proben verschiedener Zusammensetzungen der Zusatzlegierung bis " j zur gewünschten Sintertemperatur erhitzt, um festzustellen, wel- j ehe Zusammensetzungen fest und welche bei der Sintertemperatur ^l ί zumindest teilweise flüssig sind. · t

Obwohl brauchbare Sinter-Zusatzlegierungen in einen generellen
Zusammensetzungsbereich fallen, weisen die bevorzugten Zusatzlegierungen doch einen verhältnismäßig geringen Gehalt an Seltenem Erdmetall auf, damit die unerwünschten Eigenschaften reiner Seltener Erdmetalle in der Zusatzlegierung minimal gehalten werden.
So ist z.B. reines Samarium pyrophor und sehr duktil und daher
nur schwer,zu zerkleinern und mit der Grundlegierung zu vermischen, da es eine Tendenz hat, sich abzuscheiden und auf den
Boden des Behälters zu fallen. Eine Sinter-Zusatzlegierung aus
Kobalt und Samarium mit einem Samariumgehalt von vorzugsweise
weniger als 70 Gew.~% ist bei Raumtemperatur in Luft-.im wesentlichen nicht reaktiv- und sie kann nach üblichen Verfahren zer-•kleinert werden» Da die Zusatzlegierung einer solchen Zusammen-
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Setzung darüber hinaus leicht magnetisch ist, haftet sie an der Grundlegierung und führt zu einer im wesentlichen gründlichen stabilen Mischung. Je höher der Kobaltgehalt der Z us at ζ Ie gierung ist, umso * stärker sind ihre magnetischen Eigenschaften und umso stabiler ist die Festkörperteilchen-Mischung, die sie mit der Grundlegierung bildet.

Zur Herstellung des Sinterproduktes der vorliegenden Erfindung können die Grundlegierung und die Zusatzlegierung aus Kobalt und Seltenen Erdmetallen nach einer Reihe.von Verfahren hergestellt werden. Z.B. kann man für die Herstellung beider Kobalt und Seltenes Erdmetall mittels Lichtbogen oder Induktionsschmelzen in den geeigneten Mengen unter einer im wesentlichen inerten Atmosphäre, wie Argon, zusammenschmelzen und die Schmelze erstarren lassen. Vorzugsweise wird die Schmelze zu einem Barren gegossen.

Die feste Grundlegierung und Zusatzlegierung können in üblicher Weise in Teilchenform umgewandelt werden. Solche Umwandlung kann in Luft bei Raumtemperatur ausgeführt werden, da die Legierungen im wesentlichen nicht reaktiv sind. Z.B. kann man jede Legierung durch Mörser und Pistill in Luft zerkleinern und sie dann mittels einer Strahlmühle in einer im wesentlichen inerten Atmosphäre· zu einer feineren Form pulverisieren. .

Die Teilchengröße der Grundlegierung und der ZusatζIegierung, die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Mischung eingesetzt werden, kann variieren. Jede kann in einer so fein verteilten Form verwendet werden, wie es gewünscht ist. Für die meisten Anwendungen liegt die durchschnittliche Teilchengröße im Bereich von etwa 1 Mikron oder weniger bis etwa 10 Mikron. Es können auch größere Teilchen verwendet werden, doch mit steigender Teilchengröße wird die maximal erhältliche Koerzitivkraft verringert, da die Koerzitivkraft sich im allgemeinen umgekehrt proportional zur Teilchen- \- -■ größe ändert. Darüber hinaus kann bei kleineren Teilchen eine : niedrigere Sintertemperatür verwendet werden. !

! 309847/0776 ....;..„..

Zur Herstellung der Ausgangsmisciiung der vorliegenden Erfindung werden Grundlegierung und Sinter-Zusätzlegierung jeweils in einer solchen Menge verwendet, daß die erhaltene Mischung einen Gehalt an Kobalt und Seltenem Erdmetall aufweist, der im wesentlichen dem entspricht, wie er im gesinterten Endprodukt gewünscht wird. ; Bei der Herstellung der Mischung sollte die Zusatzlegierung jedoch in einer für die Erleichterung des Sinterns ausreichenden Menge verwendet werden. Diese Menge iiängt im wesentlichen von der spezifischen Zusammensetzung der Zusatzlegierung ab und kann . empirisch ermittelt werden, doch sollte die Sinter-Zusatzlegierung im allgemeinen in einer Menge von mindestens 0,5 Gew.-% der : Mischung aus Grund- und Zusatζlegierung verwendet werden. Für i ein Sintern bei Auftreten einer flüssigen Phase ist zu beachten, daß je größer der Anteil des Seltenen Erdmetalls an der Sinter- : Zusatzlegierung ist, je flüssiger ist diese Legierung bei der ! Sintertemperatur. Im einzelnen ist daher für ein Sintern bei Aufj treten einer flüssigen Phase die Sinter-Zusatzlegierung aus UO : Gew.-% Kobalt und 60 Gew.-% Samarium zusammengesetzt und vorzugs- ; weise ist die Zusatzlegierung in einer Menge von 4 bis 25 Gew.-# i von der Mischung aus Grund- und Zusatzlegierung vorhanden.

¹ Zur Durchführung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung wird

I die Grundlegierung mit der Zusatzlegierung in irgendeiner geeig- ; neten Weise vermischt, um eine im wesentlichen gründliche Teil- ; chenmischung zu erhalten. Die Teilchenmischung kann dann zu einem ; grünen Körper der gewünschten Größe und Dichte nach irgendeinem der bekannten Verfahren, wie hydrostatisches Pressen oder Ver-■ fahren unter Verwendung von Stahlwerkzeugen, gepreßt werden. Die I Mischung wird in Anwesenheit eines ausrichtenden Magnetfeldes ge- ! preßt, um die Teilchen entlang ihrer Vorzugsachsen magnetisch I auszurichten oder, wenn es gewünscht ist, kann man die Mischung nach dem magnetischen Ausrichten der Teilchen pressen. Je größer die magnetische Ausrichtung der Teilchen ist, umso besser sind die erhaltenen magnetischen Eigenschaften. Vorzugsweise wird das Pressen so ausgeführt, daß man einen grünen Körper mit einer größtmöglichen Dichte erhält, da mit größerer Dichte die Sinter-

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geschwindigkeit ansteigt, Vorzugaweiae werden grüne Körper mit
: einer Dichte von etwa 40 % oder mehr der theoretischen Dichte
\ hergestellt. - · ·

; Der grüne Körper wird unter Bildung eines Sinterkörpers gewünsch-
; ter Dichte gesintert. Vorzugsweise sintert man den grünen Körper

so, daß ein Sinterkörper entsteht, in dem die Poren im wesentli-
; chen nicht miteinander in Verbindung stehen. Dieses Nichtinver- ; ; bindungstehen der Poren stabilisiert die permanent-magnetischen \ ; Eigenschaften des Produktes, da das Innere des Sinterprodukts j i oder Magneten gegen die äußere Atmosphäre auf diese Weise ge- j

schützt ist. ;

Die in dem erfindungsgemaßen Verfahren verwendete Sintertempera-

: tür kann variieren. Die Sintertemperatur muß jedoch mindestens \

¹ hoch genug sein, daß ein Sintern in dem speziellen System aus '

! Kobalt und Seltenem Erdmetall stattfindet, d.h. sie muß hoch ge- ; . nug sein, um die Teilchen der Bestandteile miteinander zu ver-

: schmelzen. Im vorliegenden Verfahren hat sich eine Sintertempera- ;

tür im Bereich von etwa 1050 bis 1150 C al's geeignet erwiesen, ■

wobei ein Sinterbereich von 1100 bis 1125 °C besonders zufrieden- ^!

stellende Ergebnisse liefert. ^:

Vorzugsweise wird das Sintern so ausgeführt, daß die Poren des '· gesinterten Produktes nicht miteinander in Verbindung stehen. Ein ! Sinterkörper mit einer Dichte von mindestens 87 % der theoretischen Dichte weist im allgemeinen Poren auf, die im wesentlichen >

■ nicht miteinander in Verbindung stehen. Dieses Nichtinverbindung-

; stehen ist nach üblichen metallografischen Methoden feststellbar, ; z.B. durch Elektronentransmissions-Aufnahmen eines Querschnittes ! des gesinterten Produktes. Die maximale Sintertemperatur ist vor- :

: zugsweise die, bei der ein merkliches Wachsen der Teilchen oder : Körner der Bestandteile noch nicht stattfindet, da eine zu große ί

; Vergrößerung der Teilchengröße die magnetischen Eigenschaften,
wie die Koerzitivkraft, beeinträchtigt. Der grüne Körper wird in
einer im wesentlichen inerten Atmosphäre, wie Argon, gesintert

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j ■'■■'.'. ■■'■':■ - ίο -

und nach dem Sintern wird er in einer im wesentlichen inerten
Atmosphäre auf Raumtemperatur abgekühlt.

Die Dichte des gesinterten Produktes kann variieren. Die spezielle Dichte hängt zum großen Teil von den gewünschten permanent-magnetischen Eigenschaften ab. Um ein Produkt mit im wesentlichen stabilen permanent-magnetischen Eigenschaften zu erhalten, sollte die Dichte des Sinterproduktes vorzugsweise eine solche sein, daß die Poren im wesentliehen nicht in Verbindung stehen und dies ist im allgemeinen bei einer Dichte von etwa 87 % der theoretischen
Dichte der Fall. Für eine Reihe von Anwendungen kann die Dichte
im Bereich von etwa 80 bis 100 % der theoretischen Dichte liegen. Für Anwendungen bei geringerer Temperatur können Sinterkörper mit einer Dichte bis herab zu 80 % der theoretischen Dichte zufriedenstellend sein. Die bevorzugte Dichte des Sinterproduktes ist
die, die maximal erhältlich ist, ohne ein Wachstum der Korngröße
zu verursachen, was, wie bereits erwähnt, die magnetischen Eigenschaften merklich beeinträchtigen würde. Die höhere Dichte ist
erwünscht, da mit steigender Dichte die magnetischen Eigenschaften verbessert werden. Für die Sinterprodukte der vorliegenden
Erfindung ist eine Dichte von mindestens 87 % der theoretischen
j Dichte, d.h. der vollen Dichte und bis zu 96 % der theoretischen ; Dichte bevorzugt, um zu Permanentmagneten mit brauchbaren magne- : tischen Eigenschaften zu kommen, die im wesentlichen stabil sind..

Das Sintern des"grünen Körpers führt zu einem Sinterprodukt, das \ im wesentlichen das gleiche Gewicht hat wie der grüne Körper.
Dies zeigt, daß kein Gewichtsverlust oder doch kein merklicher ι Verlust an Kobalt und Seltenem Erdmetall stattgefunden hat. Mit j üblichen chemischen Analysen des Sinterproduktes konnte festgestellt werden, daß der Gehalt an Seltenem Erdmetall und Kobalt , durch das Sinterverfahren im wesentlichen unbeeinflußt bleibt. !

Die magnetischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Sinterpro- j dukte können verbessert werden, wenn man sie'zur Herstellung ; neuer Permanentmagnete einem Hitze alterungsverfahren unterwirft« .

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Dieses Hit ze alterungs verfahren ist im tie sent liehen in der US-Patentschrift 3 684 593 der Anmelderin beschrieben.

Für die Anwendung auf die Herstellung neuer Permanentmagnete nach der vorliegenden Erfindung umfaßt das Hitzealterungsverfahren das Erhitzen der nach der vorliegenden Erfindung erhältlichen Sinterprodukte auf eine Temperatur innerhalb von 400 ⁰C unterhalb seiner Sintertemperatur für eine Zeit bis zu 24 Stunden in einer im wesentlichen inerten Atmosphäre, wie z.B. Argon. Die spezielle Alterungstemperatur und Alterungszeit ist empirisch bestimmbar und sie hängt von der gewünschten Verbesserung der magnetischen ϊ Eigenschaften ab. -

Die Magnetisierung der erfindungsgemäßen Sinterprodukte aus Ko- ; bait, Samarium und Neodym führt zu Permanentmagneten mit magne-

- tischen Eigenschaften, die sie brauchbar für eine große Vielzahl ' von Anwendungen machen. Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Sinterprodukte ist der, daß Neodym ein sehr viel häufigeres Element als Samarium ist und damit werden die erfindungsge-

^: mäßen Permanentmagnete für eine größere Vielzahl von Anwendungen als die bekannten Magnete erreichbar. Auch schafft Neodym potentiell die höchste Sättigungsinduktion.

Die Permanentmagnete der vorliegenden Erfindung sind im wesentlichen stabil in Luft und haben eine große Vielzahl von Anwendungen. So sind sie beispielsweise brauchbar in Telefonen, elektrischen Klingeln, Radios, Fernsehern und Plattenspielern. Sie sind : auch brauchbar in tragbaren Geräten, wie elektrischen Zahnbürsten und elektrischen Messern und zur Betätigung von Autozubehör. In Industrieausrüstungen können die Permanentmagnete der vorliegen- · den Erfindung in so verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden., ■ wie Meßgeräten und Instrumenten, magnetischen Separatoren, datenverarbeitenden Maschinen und Mikrowellengeräten.

Wenn es gewünscht ist, kann der nach der vorliegenden Erfindung ; erhaltene Sinterkörper zu einer gewünschten Teilchengröße, vor-

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zugsweise einem Pulver, zerkleinert werden, das für die Aus rich-...

.·:■ tung und Bindung in einer Matrix zur Herstellung eines stabilen

j Permanentmagneten besonders geeignet ist. Das Matrixmaterial kann

I innerhalb weiter Grenzen variieren und es kann ein Kunststoff,

I ein Gummi oder ein Metall sein, wie z.B. Blei, Zinn, Zink, Kupfer

! oder Aluminium. Die pulverhaltige Matrix kann dann gegossen, ge- ■

j ,preßt oder stranggepreßt werden, um den gewünschten Permanent-

I magneten zu ergeben. ;

ι ■ -^:

! Die Erfindung wird nun anhand von Beispielen näher erläutert, in

I denen die Bedingungen und das Verfahren, wenn nichts anderes aus-!

I geführt, die -folgenden sind:

! Alle Teile und Prozentsätze sind Gewichtsteile oder Gewichtspro-

I zente.

j Die Zusammensetzungen der Grundlegierung und der Sinter-Zusatz-I legierung wurden auf einer Nominal-Gewlchtsbasis' bestimmt.

I .

j Die Ausrichtung Ist das Verhältnis der Magnetisierung bei dem Feld null zu der bei einem Feld von 60 kOe, d.h. A = B /4IfJg₀.

Die Teilchengröße wurde mittels eines Fischer-Siebgrößenbestimmers ermittelt.

Der Sinterofen war ein elektrisch geheiztes Keramikrohr. -

Das Sintern wurde ausgeführt in einer Inerten Atmosphäre aus ge- ! j reinigtem Argon und nach Beendigung des Sinterns wurde das Sini terprodukt in der gleichen Atmosphäre aus geieLnigtem Argon abge-

! kühlt. ;

Die prozentuale Packungsdichte wurde aus der gemessenen Dichte der Probe, dividiert durch die volle Dichte der entsprechenden Legierung ermittelt. Die vollen Dichten der verwendeten Legierungen sind die folgenden:

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Legierung ' g/cm ;

Co₁-Sm 8,6

: ^Co5^NdO,5^SmO,5 ■ ⁸>⁵ ;

B ist die Sättigungsinduk-tion.

B ist die Rest- oder remanente Induktion, d.h.. der Fluß» der vor- ; handen ist, wenn das angewandte Magnetfeld auf null verringert '

wird. '■

! • t

Die normale Koerzitivkraft H ist die Feldstärke, bei welcher die Induktion B null wird. j

Das maximale Energieprodukt (BH) ist das maximale Produkt

iuclX

der magnetischen Feldstärke H und der Induktion B, das auf der ■ ^! Entmagnetisierungskurve bestimmt wird. ;

ist die Magnetisierung.

Beispiel

In den Versuchen der folgenden Tabelle wurde jede Legierungsschmelze unter gereinigtem Argon durch. Induktionsschmelzen hergestellt und zu einem Barren gegossen. Der Barren wurde dann in Luft mit Mörser und Pistill oder in einem Backenbrecher zerkleinert, und zwar unter Stickstoff und dann weiter unter Stickstoff mit einer Strahlmühle zu einem Pulver mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 6 bis 8 Mikron zermahlen. Die Sinter-Zusatzlegierung wurde dann mit der Grundlegierung in einer Trommel ι zu einer im wesentlichen gründlichen Mischung vermengt, die sta-' bil war, da die Zusatzlegierung in Luft im wesentlichen nicht reaktiv war und leicht magnetisch. In den Versuchen 1 bis 4 der ^: folgenden Tabelle betrug die Zusammensetzung der Grundlegierung ' 66,7 % Kobalt, 16,6 % Samarium und 16,6 % Neodym. Die Zusammensetzung der Zusatζlegierung betrug kO % Kobalt und 60 % Samarium. j Grund- und Zusatzlegierung wurden jeweils in solchen Mengen ein-ί gesetzt, daß die in der folgenden Tabelle angegebene Zusainmen-

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setzung des grünen Körpers erhalten wurde. Im Versuch Nr. 5 der folgenden Tabelle betrug die Zusammensetzung der Grundlegierung 68 % Kobalt und 32 % Samarium und die Zusammensetzung der Zusatzlegierung war 40 % Kobalt und 60 % Samarium und die magnetischen' Eigenschaften wurden bestimmt, nachdem die gesamte Behandlung beendet war.

"Die grünen Körper der Versuche 1 bis einschließlich 5 wurden hergestellt durch Anordnen der Mischung in einem Gummirohr mit einem Arbeitsraum von etwa 9_S5 mm (entsprechend 3/8 Zoll) Durchmesser und etwa 44,5 mm (entsprechend 1 3/4 Zoll) Länge. Das Rohr wurde : in einem axialen Magnetfeld von 60 000 Oersted angeordnet, um die Teilchen entlang ihrer Vorzugsachsen auszurichten. Nach dem Ausrichten wurde das Pulver gepreßt und danach preßte man die Probe hydrostatisch mit einem Druck von etwa 14 000 kp/cm (entsprechend 200 000 US-Pfund/Zoll ). Die gepreßten Proben, d.h. j die grünen Körper, hatten eine Packungsdichte von etwa 80 %. Die , ί grünen Körper wiesen eine zylindrische Form auf und hatten einen j Durchmesser im Bereich von etwa 6 bis 9,5 mm (entsprechend 1/4 j bis 3/8 Zoll) und eine Länge von etwa 18 bis 37 mm (entsprechend ι 3/4 bis 1 1/2 Zoll), Im allgemeinen wurden die grünen Körper bearbeitet, um einen rechtwinkligen Zylinder der geeigneten Dimensionen für Testzwecke zu erhalten. Dann behandelte man die grünen Körper wie in der folgenden Tabelle angegeben. Die magnetischen Eigenschaften der Körper der Versuche 1 bis "5 wurden nach der Magnetisierung bei Raumtemperatur im Feld von 60 000 Oersted bestimmt.

ι p ^ei ρ α ι / η 11

	Ver	Co	,grüner_ Körper.	Sm %	Nd %	Ausrich	Behandlung	h	gepreßt	h	und	1100 ⁰C	h	und	1100 "G	h	und	1100 ^C	1100 "C	, da-	und 16	a bei	Sinterprodukt_ _	Packungs	magnetische	Eigenschaften nach	B ■	H	* Λ C\ Ό	5	Q V
	such					tung		h	bei	h		1100 ⁰C	h		1100 ⁰C	h		1100 C	1100 C	auf				anteil %	der Magnetisierung	gSuss	o§	10	Gauss Oe)
	Nr.	62	%	19	19				bei	abkühlen	abkühlen	abkühlen	abkühlen	bei	Dichte		B	6,7	1,6	14
						0,92	a) wie		Ofen	1 1/2 h	1 1/2 h	1 1/2 h	1 1/2 h			81,0	Gauss	7,8	3,4
	1					0,956	b) 1		o^C						6,88	89,7	9,1	7,96	5,0
						0,944	c) 1		⁰C	gepreßt _Λ	gepreßt	gepreßt _Λ	bei 1130 ^ÜC, 1		7,62	90,8	9,1
							nach		a) wie	bei	bei	bei		, da-	7,72		9,3			1}
							900	b) 1	bei	bei	bei		auf						10
		62,		18,75	18,75		900	c) 1	Ofen	Ofen	Ofen		bei				6,1	1,5	Ί4
						0,88	nach	°C	o^C					80,6		7,5	3,4		,5
to	2		5			0,917	900	°C	⁰C				6,85	89,8	8,96	7,86	5,2
O						0,926	900	a) wie	a) wie	,und			7,63	93,3	9,12
(D							b) 1	b) 1			, da-	7,93		9,10			5
GO							c) 1	c) 1	auf						11
*"*		63		18,5	18,5		nach	nach	bei				6,8	1,6	16
■<!						0,915	900	900			80,0		8,13	2,9
O	3					0,948	900	QOO		6,80	89,7	9,37	8,59	5,0
						0,950	1 h		7,62	93,2	9,57
-4							1100	, da-	7,92		9,71			4
CO							auf	auf						12
		63,		18,25	3B,25		900	bei				6,3	1,6	17	,5
						0,874			80,2		7,9	3,8
	4		5			0,929	h bei	6,82	89,8	9,20	8,4	5,9
						0,936	J.^Ofen abküiien	7,64 ,	93,3	9,45
							900'^WC	7,93		9,6			16
							⁰C
		62,		37,5	-._						8,1	6,2		,0
						0,95		93
	5		5						9,1.

Die Versuche Nr. 1 bis 4 zeigen die Eigenschaften der Permanent— j magnete der vorliegenden Erfindung. Insbesondere haben die erfindungsgemäßen Magnete permanent-magnetische Eigenschaften, die sie für eine Vielzahl von Anwendungen, z.B. für Meßgeräte, brauchbar machen.

Fig. 2 zeigt, welche positive Werte der Magnetisierung 41Tj in Anwesenheit des entmagnetisierenden Feldes für das Produkt des •Versuches Nr. 4 aufrechterhalten werden können.

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Claims

Patentansprüche

Permanentmagnet mit im wesentlichen stabilen permanent-magnetischen Eigenschaften, dadurch,ge'kennzeichnet , daß er als aktiven magnetischen Bestandteil ein gesintertes* Produkt aus zusammengepreßtem interme- i tallischem Kobalt-Seltenes Erdmetall-Material in Teilchenform enthält, daß das gesinterte Produkt Poren aufweist, die. im wesentlichen nicht miteinander in Verbindung stehen, eine Packungsdichte von mindestens 87 % hat und eine Zusammensetzung, die im wesentlichen aus Kobalt in' einer Menge von 62 bis 66 Gew.-Ji des Sinterproduktes und den Seltenen Erdmetallen Samarium und Neodym in einer Menge von ~$h bis 38 Gew.-JC des Sinterproduktes besteht, wobei der Neodymgehalt im Bereich von etwa 20 bis 90 Gew.-JS der Gesamtmenge der Seltenen Erdmetalle liegt.
2. Magnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Neodymgehalt im Bereich von etwa 40 bis 60 Gew.-Si der Gesamtmenge der Seltenen Erdmetalle liegt.
3. Magnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Sinterprodukt in Form von Teilchen vorliegt, die mit einem Matrixmaterial gebunden sind.
4. Magnet nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß das Matrixmaterial ein Metall ist.
5. Magnet nach Anspruch 3» dadurch gekenn-

das
zeichnet , daß/Matrixmaterial ein Kunststoff ist.
6. Magnet nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß das Matrixmaterial ein Gummi ist.

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