DE4228519B4

DE4228519B4 - Verfahren zur Herstellung von kunststoffgebundenen anisotropen Dauermagnetformteilen

Info

Publication number: DE4228519B4
Application number: DE4228519A
Authority: DE
Inventors: Georg Werner Dipl.-Phys. Reppel
Original assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Current assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Priority date: 1992-08-27
Filing date: 1992-08-27
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2012-08-28
Also published as: DE4228519A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung von kunststoffgebundenen, insbesondere anisotropen Dauermagnetformteilen durch Pressen einer Mischung von Magnetpulver und Kunststoffbinder in einem Werkzeug, dadurch gekennzeichnet, daß das Pressen mehrstufig erfolgt und ein erstes Pressen in einem Magnetfeld sowie ein zweites Pressen in einer von dem ersten Pressen verschiedenen Richtung beinhaltet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von kunststoffgebundenen anisotropen Dauermagnetformteilen durch Pressen einer Mischung von Magnetpulver und Kunststoffbinder.

Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der EP 284 033 A1 bekannt. Gemäß diesem Verfahren werden Pulver aus rasch abgeschreckten Seltenerd-Eisen-Bor-Legierungen mit verschiedenen Bindemitteln gemischt. Durch Pressen der Mischung in einem orientierenden Magnetfeld wird das Dauermagnetformteil hergestellt. Auf diese Weise lassen sich jedoch nur relativ einfach geformte Dauermagnetteile herstellen.

Der JP 03 190 208 A ist ein zweistufiges Pressverfahren zur Herstellung eines kunststoffgebundenen Magneten zu entnehmen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Herstellung von anisotropen kunststoffgebundenen Dauermagnetformteilen anzugeben, mit dem auch komplizierter geformte Teile hergestellt werden können. Die Formteile sollen zudem einen hohen Orientierungsgrad und damit eine hohe Remanenz aufweisen.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Pressen mehrstufig erfolgt und ein erstes Pressen in einem Magnetfeld und ein zweites Pressen in einer von dem ersten Pressen verschiedenen Richtung beinhaltet.

Bei der Herstellung von anisotropen kunststoffgebundenen Magneten mit einem einstufigen Pressen im Magnetfeld kann das Magnetfeld sowohl parallel als auch senkrecht zur Preßrichtung ausgerichtet sein. Wird das Magnetfeld parallel zur Preßrichtung angelegt (Axialfeldpressen), so weisen die Formteile einen schlechten Orientierungsgrad auf. Wird das Magnetfeld dagegen quer zur Preßrichtung angelegt (Querfeldpressen), so sind häufig nur geringe Feldstärken anwendbar. Zudem ist das Verfahren unwirtschaftlicher wegen des höheren Aufwandes und geringerer Preßgeschwindigkeit. In beiden Fällen sind durch das einstufige Pressen jedoch nur bestimmte Geometrien fertigbar.

Selbst durch ein zweistufiges Pressen in der gleichen Preßrichtung können diese Nachteile nicht beseitigt werden. Bei dem mehrstufigen Pressen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird dagegen durch das zweite Pressen in einer von dem ersten Pressen verschiedenen Richtung, die vorzugsweise senkrecht zur Richtung des ersten Pressens ist, die Orientierung der Teilchen möglichst wenig gestört. Die so gefertigten Dauermagnetformteile weisen daher eine hohe Remanenz auf. Begünstigt wird dies weiterhin dadurch, daß der Druck beim ersten Pressen vorzugsweise niedriger gewählt wird als beim zweiten Pressen. Für das erste Pressen kann wegen des vorzugsweise niedrigen Preßdrucks insbesondere auch ein kostengünstiges Mehrfachpressen angewendet werden. Das zweite Pressen mit höherem Preßdruck ist insbesondere deshalb wirtschaftlich, da im allgemeinen hierfür kein Magnetfeld erforderlich ist.

Vorzugsweise wird das erste Pressen bei Raumtemperatur und das zweite Pressen bei einer erhöhten Temperatur durchgeführt. Durch das zweite Pressen bei erhöhter Temperatur sind porenfreie korrosionsbeständige Dauermagnetformteile herstellbar. Zur Durchführung eines solchen zweiten Pressens können die Preßlinge beispielsweise außerhalb des Preßzeuges erwärmt werden. Das zweite Pressen der erwärmten Preßlinge erfolgt hierbei im kalten Werkzeug. Es kann hierzu aber auch der kalte Preßling in ein erwärmtes Werkzeug eingesetzt werden. Die Temperatur kann beim zweiten Pressen beispielsweise so gewählt werden, daß gleichzeitig die Aushärtung eines duroplastischen Kunststoffbinders im Werkzeug erfolgt.

Für das Verfahren können grundsätzlich alle bekannten Dauermagnetpulver eingesetzt werden; jedoch werden Pulver auf der Basis von Seltenerd-Eisen-Bor-Dauermagnetlegierungen wegen ihrer guten magnetischen Eigenschaften bevorzugt. Geeignete Kunststoffbinder (z. B. Thermoplaste oder Duroplaste) sind an sich bekannt und bilden nicht den Gegenstand dieser Erfindung.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eröffnen sich vielfältige Formgebungsmöglichkeiten bei gleichzeitig hohem Wert der Remanenz der gepreßten Magnete. Durch das zweistufige Pressen können beispielsweise Prägungen in das Dauermagnetformteil eingebracht werden, die mit einem einstufigen Pressen nicht realisierbar sind. Beispiele hierzu sind in den 1 und 2 dargestellt.

1 zeigt die Richtung eines angelegten Magnetfeldes bzw. die Preßrichtung bei der Herstellung eines radial magnetisierten Schalenelements mit großem Öffnungswinkel.

Das erste Pressen erfolgt bei dem in 1a dargestellten Formteil senkrecht zur Zeichenebene in einem radialen Magnetfeld. Durch das zweite Pressen ohne Magnetfeld in der in 1b angegebenen Preßrichtung erhält der Preßling seine endgültige Formgebung, wobei z. B. die Magnetdicke, der Öffnungswinkel oder die Kontur gegenüber dem 1. Preßschritt geändert werden kann.
2 zeigt Magnetfeld und Preßrichtung bei der Herstellung eines diametral magnetisierten Formteils mit besonderen Konturen, die ansonsten nur durch aufwendige Nacharbeit herstellbar sind. Gemäß 2a erfolgt das erste Pressen mit der Preßrichtung parallel zur Richtung des angelegten Magnetfeldes. Beim in 2b skizzierten zweiten Pressen, das wiederum ohne Magnetfeld erfolgt, ist die Preßrichtung senkrecht zur Richtung beim ersten Pressen.
In 3 sind die Preßrichtungen beim ersten und zweiten Pressen und die Magnetfeldrichtung beim ersten Pressen am Beispiel eines Dauermagnetformteils mit einer sogenannten Hinterschneidung dargestellt. Die Preßrichtungen beim ersten und zweiten Pressen sind auch hier wieder senkrecht zueinander gewählt. Das zweite Pressen erfolgt zudem ebenfalls ohne Magnetfeld.
Mit dem beschriebenen Verfahren können somit auch kompliziert geformte Dauermagnetformteile hergestellt werden, die einen hohen Orientierungsgrad aufweisen. Wird das zweite Pressen bei einer erhöhten Temperatur von beispielsweise 100 – 200 °C durchgeführt, so weisen die Dauermagnetformteile zudem eine niedrige Porosität und damit eine hohe Korrosionsbeständigkeit auf.

Claims

Verfahren zur Herstellung von kunststoffgebundenen, insbesondere anisotropen Dauermagnetformteilen durch Pressen einer Mischung von Magnetpulver und Kunststoffbinder in einem Werkzeug, dadurch gekennzeichnet, daß das Pressen mehrstufig erfolgt und ein erstes Pressen in einem Magnetfeld sowie ein zweites Pressen in einer von dem ersten Pressen verschiedenen Richtung beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Pressen senkrecht zur Preßrichtung des ersten Pressens erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßdruck beim zweiten Pressen höher ist als beim ersten Pressen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Pressen bei einer höheren Temperatur erfolgt als das erste Pressen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetfeld beim ersten Pressen parallel zur Preßrichtung ausgerichtet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Pressen bei Raumtemperatur erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Pressen ohne Magnetfeld erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Pressen und/oder das zweite Pressen aus mehreren Einzelpressungen besteht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Magnetpulver auf der Basis von Seltenerd-Eisen-Bor-Magnetlegierungen verwendet wird.