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DE1958280A1 - Process for the production of permanent magnets - Google Patents

Process for the production of permanent magnets

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DE1958280A1
DE1958280A1 DE19691958280 DE1958280A DE1958280A1 DE 1958280 A1 DE1958280 A1 DE 1958280A1 DE 19691958280 DE19691958280 DE 19691958280 DE 1958280 A DE1958280 A DE 1958280A DE 1958280 A1 DE1958280 A1 DE 1958280A1
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DE
Germany
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rare earth
earth metal
mixed
powder
purified
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DE19691958280
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German (de)
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DE1958280C3 (en
DE1958280B2 (en
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Hofer Dr Franz
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BBC BROWN BOVERI and CIE
BBC Brown Boveri AG Germany
Original Assignee
BBC BROWN BOVERI and CIE
Brown Boveri und Cie AG Germany
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Publication date
Application filed by BBC BROWN BOVERI and CIE, Brown Boveri und Cie AG Germany filed Critical BBC BROWN BOVERI and CIE
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Publication of DE1958280B2 publication Critical patent/DE1958280B2/en
Application granted granted Critical
Publication of DE1958280C3 publication Critical patent/DE1958280C3/en
Expired legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Powder Metallurgy (AREA)

Description

Aktiengesellschaft Brown Boveri & Cie., BadenPublic limited company Brown Boveri & Cie., Baden

Verfahren zur Herstellung von DauermagnetenProcess for the production of permanent magnets

Gegenstand vorliegender Erfindung istein Verfahren zur Herstellung von Dauermagneten, insbesondere Feinpartikelmagneten aus intermetallischen Verbindungen bestehend aus mindestens einem 3d-Uebergangselement mit einem oder mehreren seltenen Erdmetallen.The present invention provides a method of manufacture of permanent magnets, especially fine particle magnets of intermetallic compounds consisting of at least one 3d transition element with one or more rare ones Earth metals.

Zur Herstellung von Dauermagneten insbesondere Peinteilchenmagneten sind intermetallische Verbindungen binärer Systeme eines 3d-üebergangselementes mit einem seltenen ErdmetallelementFor the production of permanent magnets, especially fine particle magnets are intermetallic compounds of binary systems of a 3d transition element with a rare earth metal element

5o7 - Fall 1 /F/k5o7 - case 1 / F / k

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bekannt geworden. Vorzugsweise kamen binäre Verbindungen der Gruppe RgCo-j^ und RCo^ mit den seltenen Erdmetallen Y, La, Ce, Pr, Nd oder Sm zur Anwendung. Peinpartikelraagnete in der Größenordnung von Mikron wurden durch Vermählen schmelzmetallurgisch hergestellter Rohlinge aus einer intermetallischen Verb indung hergestellt.known. Preferably binary compounds of the group RgCo-j ^ and RCo ^ with the rare earth metals Y, La, Ce, Pr, Nd or Sm for use. Peinpartikelraagnete in the order of magnitude of microns became melt metallurgical by grinding manufactured blanks made from an intermetallic compound.

I.I.

Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass beim MahlVorgang dis magnetischen Eigenschaften der binären Verbindungen 3d-Uebergangseleraent/seltene Erde ungünstig verändert werden. Bis zu einer TeilchengrÖsse von Io bis 15 J* steigt die Koerzitivfeidstärke an und sinkt beim Portsetzen des MahlVorganges ab. Diese Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften wirα Uebermahluiigsexfekt genannt.This method has the disadvantage that the magnetic properties of the binary compounds 3d transition element / rare earth are changed unfavorably during the grinding process. Up to a particle size of Io to 15 J * , the coercive force increases and decreases when the grinding process is started. This deterioration in the magnetic properties is called excessive defects.

. Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von Daueruagenten, insbesondere Pein- W partikelmagneten, bei dem der Uebermahlungseffekt vermieden wird.. Purpose of the present invention is to provide a process for the preparation of Daueruagenten, particularly Pein- W particle magnets in which the Uebermahlungseffekt is avoided.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass in eint-r Schutzatmosphäre ein seltenao Erdmetallhydridpulver mit , einem gereinigten 3d-Metallpulver im stöchiometrisehen Verhältnis vermengt, zu einem Rohling verpresst und danach unter Ausschluss von Stickstoff, Sauerstoff und Kohlenstoff bei 75o bis 125o° C während vier bis zehn Stunden gesintert wird.According to the invention, this object is achieved in that in A rare earth metal hydride powder with a protective atmosphere , a purified 3d metal powder in a stoichiometric ratio blended, pressed into a blank and then with the exclusion of nitrogen, oxygen and carbon at 75o to 125o ° C is sintered for four to ten hours.

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Durch das eriinaungsgemässe Verfahren wird ein leicht zerfallender Sinterkörper erhalten, der keine erhebliche Vermahlung erfordert. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Sintertemperutur weit unter der Schmelztemperatur der Komponenten ließt. Es tritt hierdurch keine Aeaktion mit dem Tiegelmaterial ein, war. ein wesentlich reineres und besseres Material zur Folge hat. Das seltene Erdmetallhydrid kann durch Glühen des von Oxyd- und Ilitr idcchichten gereinigten seltenen Lrumetallen im Vakuum bei 600 C mit. anschliessendem Ueberleiten von Wasserstoff bei 300° C bi£ zur Latti^umr gebildet werden.The method according to the invention makes it easy to disintegrate Obtained sintered body that does not require significant grinding. Another advantage is that the sintering temperature reads far below the melting temperature of the components. As a result, there is no reaction with the crucible material a, was. results in a much cleaner and better material. The rare earth metal hydride can be produced by the glowing of Oxide and nitride layers of purified rare lrum metals in the Vacuum at 600 C with. subsequent passage of hydrogen at 300 ° C up to the Latti ^ umr are formed.

Das Reinigen des seltenen Erdmetalles von Oxyd- und Nitrjdschichten kann mechanisch im inerten Stickstoffstrom erfolgen.The cleaning of the rare earth metal from oxide and nitride layers can be done mechanically in an inert nitrogen stream.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Ueberleiten des Wasserstoffs während mindestens einer Stunde erfolgt.It is preferably provided that the hydrogen is passed over takes place for at least one hour.

Nach der Ueberführung des seltenen Erdmetalls in die Hydridform kann dieses in einer Argonschutzatmosphäre gemahlen werden.After the rare earth metal has been converted into the hydride form, it can be ground in a protective argon atmosphere.

Das 3d-Metall wird vorzugsweise als Cchwanua axt dem seltenen Erdmetallhydriapulver vermengt und unter einem Druck von 2oo κρ/ cm2 zu einem Rohling verpresst.The 3d metal is preferably mixed as a cchwanua ax with the rare earth metal hydriapowder and pressed under a pressure of 2oo κρ / cm 2 to form a blank.

Als 3d-Metall wird vorzugsweise Kobalt verwendet.Cobalt is preferably used as the 3d metal.

Das Sintern kann im Vakuum oder unter SchutzgasatmoEohäre erfolgerSintering can take place in a vacuum or under a protective gas atmosphere

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BAD ©RIGINALBAD © RIGINAL

Beispiel 1example 1

a) Herstellung von Sm-Hydrida) Production of Sm hydride

·. Ein unter Stickstoffstrom mechanisch gereinigtes, blankes Stück Samariummetall (1,0 g) wurde im Vakuum bei 6oo° C 3h geglüht, um an der Oberfläche adsdbierten Sauerstoff und Stickstoff zu entfernen. In der gleichen Apperatur wird über das Metallstück gut gepeinigter Wasserstoff bei 3oo° C bis zur vollständigen ^ Sättigung übergeleitet. Die Reaktion dauerte ca. 2 Stunden. Es _ entsteht dabei SmH,, welches unter Wasserstoffgas aufbewahrt wird,·. A bare piece mechanically cleaned under a stream of nitrogen Samarium metal (1.0 g) was annealed in vacuo at 600 ° C for 3 hours, to add oxygen and nitrogen added to the surface remove. In the same apparatus, well-tormented hydrogen is poured over the metal piece at 300 ° C. until it is complete ^ Saturation transferred. The reaction took about 2 hours. It creates SmH, which is stored under hydrogen gas,

b) Herstellung von Co,-Smb) Production of Co, -Sm

Das Samariumhydrid wird in einer mit Argon gefüllten Kutinelbox auf etwa f -Grosse vermählen und mit Kobalt schwamm mechanisch gut vermengt.The samarium hydride is ground to about f- size in a cuticle box filled with argon and mechanically mixed well with cobalt sponge.

EinwaageInitial weight : 1,000 g Sm: 1,000 g Sm 1,960 g Co1,960 g Co PressdruckPressing pressure : 200 kp/cm2.: 200 kgf / cm 2 . TablettendurchmesserTablet diameter : 13 mm: 13 mm SintertemoeraturSintering temperature : 950° C: 950 ° C SinterzeitSintering time : Io Stunden: Io hours Vakuumvacuum : 2.10-6 Torr: 2.10- 6 Torr

Röntgenkristallographisch wurde die hergestellte Verbindung als identifiziert.X-ray crystallographically, the compound produced was identified as identified.

Ein Teil der Sintertablette wurde durch mechanisches Zertrümmern ohne Mahlen gepulvert und im Magnetometer untersucht. Die gemessene Koerzitivfeldstärke betrug 3000. Oe.Part of the sintered tablet was powdered by mechanical shattering without grinding and examined in the magnetometer. the measured coercive field strength was 3000. Oe.

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Beispiel 2Example 2

a) Herstellung von Y-Hydrida) Production of Y-hydride

Ein unter Stickstoffstrom mechanisch gereinigtes, blankes Stück Yttriummetall (4,0 g) wurde im Vakuum bei 600° C, 4 Stunden geglüht. Anschliessend wurde bis zur vollständigen Sättigung gut gereinigter Wasserstoff bei 400° C über das Metall geleitet. Die Reaktionszeit betrug 8 Stunden. Röntgenkristallograchisch wurde das Reaktionsprodukt "als YH. identifiziert. Die Aufber wahrung des Hydrids erfolgte in einem Schuffgefäss unter Wasserst off gas.A bare piece of yttrium metal (4.0 g) mechanically cleaned under a stream of nitrogen was in vacuo at 600 ° C for 4 hours annealed. Then, well purified hydrogen was passed over the metal at 400 ° C. until it was completely saturated. The reaction time was 8 hours. X-ray crystallograchically the reaction product "was identified as YH. The Aufber The hydride was maintained in a Schuff vessel under water off gas.

b) Herstellung von Co1-Y * -= --■■ - b) Production of Co 1 -Y * - = - ■■ -

• ' ο• 'ο

In einer mit Argon gefüllten Kuppelbox wurde das Yttriumhydrid auf Mi -Grosse geml^alen und mit Kobaltschwamm mechanisch gut vermengt.In an argon-filled Kuppelbox the Yttriumhydrid was alen on Mi -Large Geml ^ and well blended mechanically with cobalt sponge.

Einwaage : 4,0OgYWeight: 4.0OgY

„13,10 g Co"13.10 g Co

Pressdruck : 2oo kp/cm^ Tablettendurchmesser: 13 nunCompression pressure: 2oo kp / cm ^ tablet diameter: 13 now

Es wurden mehrere Tabletten von 8-lo mm Höhe hergestellt.Several tablets 8-10 mm in height were produced.

Sintertemperatur : 1180° C Sinterzeit : 8 Stunden Vakuum ; lo~4 TorrSintering temperature: 1180 ° C. sintering time: 8 hours vacuum; lo ~ 4 torr

Die hergestellte intermetallische Verbindung konnte röntgenkristallorgraphisch als Co5Y identifiziert werden. Durch mechanisches Zertrümmern hergestelltes Pulver ergab eine Koerzitivfeldstärke von I65o Oe009S 8 6 / 1 2 8 1The intermetallic compound produced could be identified as Co 5 Y by X-ray crystallography. Powder produced by mechanical shattering gave a coercive field strength of 165o Oe 009 S 8 6/1 2 8 1

Beispiel 3Example 3

a) Herstellung von Sm-Hydrida) Production of Sm hydride

Das im Stickstoffstrom mechanisch blank gereinigte Samariummetall (12 g) wurde im Vakuum bei 600° C, 5h ausgeglüht. Hernach wird bis zur vollständigen Sättigung gereinigter Wasserstoff bei 300° C über das Metall geleitet. Die Reaktionszeit betrug 5 Stunden. Das Heaktionsprodukt wurde röntgenkristallographisch als SmHo identifiziert. Das· SmH-. wurde in einem Schliffgefäss unter Wasserstoffgas aufbewahrt.The samarium metal (12 g), mechanically cleaned in a stream of nitrogen, was annealed in vacuo at 600 ° C. for 5 hours. Afterwards Purified hydrogen is passed over the metal at 300 ° C until it is completely saturated. The response time was 5 hours. The reaction product was X-ray crystallographic identified as SmHo. The · SmH-. was in a ground joint vessel stored under hydrogen gas.

b) Herstellung von Co1-Smb) Production of Co 1 -Sm

In einer mit Argon gefüllten Kuppelbox wurde das Samariumhydrid auf yu -Grosse vermählen und mit Kobaltschwamm vermischt.In a dome box filled with argon, the samarium hydride was ground to a size of yu and mixed with a cobalt sponge.

Einwaage : 12,00 g SmWeight: 12.00 g Sm

23,51 g Co23.51 g of Co

Pressdruck : 200 kp/cm2 Tablettendurchmesser : 13 mmCompression pressure: 200 kp / cm 2 tablet diameter: 13 mm

Herstellung von mehreren 6-7 mm hohen SintertablettenProduction of several 6-7 mm high sintered tablets

Sintertemperatur : 980° C Sinterzeit : 5 Stunden Vakuum : 2,10 TorrSintering temperature: 980 ° C. Sintering time: 5 hours Vacuum: 2.10 torr

Die hergestellte intermetallische Verbindung wurde röntgenkri stallographisch als Co5Sm identifiziert.The intermetallic compound produced was identified by X-ray crystallography as Co 5 Sm.

f Durch mechanisches Zertrümmern hergestelltes Pulver ergab die f Powder made by mechanical crushing gave the

Koerzitivfeldstärke von 75OO-8OOO Oe.Coercive field strength of 7500-8000 Oe.

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Claims (1)

- 7 - 50/69-uk- 7 - 50/69-uk PatentansprücheClaims .1. Verfahren zur Herstellung von Dauermagneten, Insbesondere Peinpartikelmagneten aus intermetallischen Verbindungen bestehend aus mindestens einem 3d-Uebergangselement und einem oder mehreren seltenen Erdmetallen* dadurch gekennzeichnet, dass in einer Schutzgasatmosphäre gereinigtes seltenes Erdmetallhydrldpulver mit gereinigtem ^-Metallpulver in einem stOchiometrlschen Verhältnis vermengt, zu einem Rohling verpresst und danach unter Ausschluss von Stickstoff, Sauerstoff und Kohlenstoff bei 750° C bis 1.250 ° C während vier bis zehn Stunden gesintert wird..1. Process for the production of permanent magnets, in particular fine particle magnets from intermetallic compounds consisting of at least one 3d transition element and one or more rare earth metals * characterized in that rare earth metal hydride powder purified in a protective gas atmosphere is mixed with purified ^ metal powder in a stoichiometric ratio to form a blank and then sintering with the exclusion of nitrogen, oxygen and carbon at 750 ° C to 1,250 ° C for four to ten hours. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Jd-Uebcrgangselement mit einem seltenen Erdmetall vermengt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that a Jd transition element mixed with a rare earth metal will. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das seltene Erdmetallhydrid durch Glühen des von Oxyd- und Nitrydschlchten gereinigten seltenen Erdmetalls im Vakuum bei 600° C mit anschliessendem UeDerleiten von Wasserstoff bei 300° C bis zur Sättigung gebildet wird.3. The method according to claim 1, characterized in that the rare earth metal hydride by annealing of the oxide and Nitrydschlchten purified rare earth metal in a vacuum at 600 ° C with subsequent passage of hydrogen is formed at 300 ° C to saturation. h. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet,dass das Reinigen von Oxyd- und Nitridschichten mechanisch im inerten Stickstoffstrom erfolgt. H. Method according to claim 3 »characterized in that the cleaning of oxide and nitride layers takes place mechanically in an inert nitrogen stream. 009886/1281009886/1281 - 8- 50/69- 8- 50/69 5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet» dass das Ueberleiten des Wasserstoffes während mindestens einer Stunde erfolgt.5. The method according to claim 3, characterized in »that the hydrogen is passed over for at least one hour. 6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das seltene Erdmetallhydrid unter einer Argonschutzatmasphäre gemahlen wird.6. The method according to claim 4, characterized in that the rare earth metal hydride under an argon protective atmosphere is ground. 7« Verfahren nach Anspruch 1,-dadurch gekennzeichnet, dass das seltene Erdmetall Y, La, Ce, Cr, Nd oder Sm ist.7 «Method according to claim 1, characterized in that the rare earth metal is Y, La, Ce, Cr, Nd or Sm. 8·* Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das 3d-Metall als Schwamm mit dem seltenen Erdmetallhydridpulver vermengt wird.8 · * Method according to claim 1, characterized in that the 3d metal is mixed as a sponge with the rare earth metal hydride powder. 9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dase das 3d-Metall Kobalt ist.9. The method of claim 1 or 8, characterized dase, the 3d metal cobalt. 10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sintern im Vakuum oder unter Schutzgasatmosphäre erfolgt.10. The method according to claim 1, characterized in that the sintering takes place in a vacuum or under a protective gas atmosphere. 11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass11. The method according to claim 1, characterized in that das vermengte Pulver mit einem Druck von 200 kp/cm su einem Rohling verpresst wird. the mixed powder is pressed with a pressure of 200 kp / cm su a blank. Aktiengesellschaft Brown, Boveri & CIe. Public company Brown, Boveri & CIe. 009886/1281009886/1281
DE19691958280 1969-07-10 1969-11-20 Process for the production of intermetallic compounds for fine particle permanent magnets Expired DE1958280C3 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH1053369A CH515763A (en) 1969-07-10 1969-07-10 Process for the production of permanent magnets
CH1053369 1969-07-10

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1958280A1 true DE1958280A1 (en) 1971-02-04
DE1958280B2 DE1958280B2 (en) 1972-10-19
DE1958280C3 DE1958280C3 (en) 1976-02-19

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Also Published As

Publication number Publication date
CH515763A (en) 1971-11-30
DE1958280B2 (en) 1972-10-19
US3684499A (en) 1972-08-15

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