DE739429C

DE739429C - Process for the production of high quality permanent magnets from iron-nickel-copper alloys

Info

Publication number: DE739429C
Application number: DES119626D
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Hans Neumann; Hermann Reinboth
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1935-09-03
Filing date: 1935-09-03
Publication date: 1943-09-28

Description

Verfahren zur Herstellung von hochwertigen Dauermagneten aus Eisen-Nickel-Kupfer-Legierungen Es sind Dauermagnete auf der Basis Eisen-Nickel-Kupfer bekannt mit verhältnismäßig niedrigen Nickel- und höheren Kupfergehalten, bei denen Koerzitivkräfte bis zu 410 0e auftraten, wobei das Leistungsvermögen 586ooo und die Remanenz B,. = 143o betrug, während bei anders zusammengesetzten Legierungen höhere Leistungsvermögen von z. B. 745 000 nur bei , = 155 und B, = 4800 erreicht wurden. Diese Werkstoffe sind nach den bisher vorhandenen Literaturangaben durch die bei ausscheidungshärtbaren Legierungen übliche Wärmebehandlung, bestehend ausAbschrecken undnachfolgendemAnlassen, in ihren magnetischen Eigenschaften nicht grundlegend zu verbessern.Process for the production of high-quality permanent magnets from iron-nickel-copper alloys Permanent magnets based on iron-nickel-copper are known with relatively low nickel and higher copper contents, at which coercive forces of up to 410 0e occurred, with the capacity 586ooo and the Remanence B ,. = 143o, while with differently composed alloys higher capacities of z. B. 745 000 were achieved only when, = 155 and B = 4800th According to the literature available to date, these materials cannot be fundamentally improved in their magnetic properties by the heat treatment customary for precipitation-hardenable alloys, consisting of quenching and subsequent tempering.

Die der Erfindung zugrunde liegenden eingehenden Untersuchungen haben nun im scharfen Gegensatz dazu gezeigt, daß man durch eine zweckentsprechende thermische Behandlung eine sehr beträchtliche Steigerung der für Dauermagnete maßgebenden Eigenschaften erhalten kann. Gemäß der Erfindung werden hochwertige Dauermagnete aus Eisen-Nickel-Kupfer-Legierungen mit niedrigen, vorzugsweise zwischen ro und 30°h liegenden Nickelgehalten durch Glühen bei etwa z ooo°, Abschrecken und Anlassen bei Temperaturen v an 500 bis 85o° C dadurch erhalten, - da.ß man das Abschrecken von der Glühtemperatur in einer Flüssigkeit vornimmt, die eine geringere Wärmeleitfähigkeit als Wasser besitzt, z. B. in Öl.The detailed investigations on which the invention is based have now shown, in sharp contrast to this, that an appropriate thermal treatment can achieve a very considerable increase in the properties which are decisive for permanent magnets. According to the invention, high-quality permanent magnets made of iron-nickel-copper alloys with low nickel contents, preferably between ro and 30 ° h, are obtained by annealing at about z ooo °, quenching and tempering at temperatures v of 500 to 85o ° C, da.ß one undertakes the quenching from the annealing temperature in a liquid which has a lower thermal conductivity than water, e.g. B. in oil.

Beispielsweise wurden für eine Legierung, die 68 °J" Kupfer, 2o °i, N ickel und i a °f, Eisen enthielt, bei der bereits bekannten Abkühlung im Ofen von Temperaturen von etwa z o50° C Werte für die Koerzitivkraft H,' von etwa 5o.0e erhalten. Durch Abschrecken und Anlassen ließ sich nach der Literatur eine Verbesserung nicht erzielen. Demgegemüberwurde aber gefunden, daß, wenn die gleiche Legierung gemäß der Erfindung von i ooo° C in 01 abgeschreckt (Koerzitivlcraft jH, = z.li ; .H. für I = Null) und anschließend auf 6oo° C im Ofen angelassen, gegenüber dein Bekannten eine Steigerung der Koerzitivkraft um etwa eine Zehnerpotenz erfolgte. Die Koerzitivkraft jH, betrug nämlich 569 und die Iioerzitivkraft BIII, (H, für B = Null) für, , die gleiche Probe 462. Die Remanenz B,. erfuhr dabei gleichzeitig eine Steigerung von 1645 nach Abschrecken in Öl auf 1930 nach erfolgtem Anlassen. Die Werte der reversiblen Permeabilität (Neigung der inneren Magnetisierungsschleife) betrug en fr.v = 2,7 bei B = 1350, ,<cv = -2,8 bei li = 38o, d. h. in der Nähe der Koerzitivkraft; die Legierung besitzt wegen der kleinen Permeabilität demnach eine erhebliche Stabilität gegen entmagnetisierende Felder.For example, for an alloy containing 68 ° 1 "copper, 20 ° 1, nickel and ia ° f, iron, values for the coercive force H, 'of According to the literature, no improvement could be achieved by quenching and tempering. On the other hand, it was found that when the same alloy according to the invention was quenched from 100 ° C in 01 (coercive craft jH, = z.li; .H. For I = zero) and then tempered to 600 ° C in the oven, compared to your friend there was an increase in the coercive force of about a power of 10. The coercive force jH was 569 and the Iioercive force BIII, (H, for B = zero ) for,, the same sample 462. The remanence B,. was simultaneously increased from 1645 after quenching in oil to 1930 after tempering. The values of the reversible permeability (inclination of the inner magnetization loop) were en fr.v = 2, 7 at B = 1350,, <cv = -2.8 at li = 38o, ie close to the coercive force; Because of its low permeability, the alloy therefore has considerable stability against demagnetizing fields.

Durch das Verfahren gemäß der Erfindung wurde somit das Leistungsvermögen von 232000 auf 897 ooo erhöht, also um fast das Vierfache.The method according to the invention thus increased the capacity from 232,000 to 897,000, that is to say almost four times as much.

Eine andere Legierung mit 200110 Nickel, 62°11o Kupfer und i8°jo Eisen ergab nach Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung ein Leistungsvermögen von 1300000, eine Remanenz voll 3000 und eine Koerzitivkraft JH, von 4-2o, während die entsprechenden Werte bei der i ooo"-Glühung mit langsamer Abkühlung im Ofen folgende waren: B,. # H, --- i7oooo, Remanenz etwa 1700 und jH, ioo 0e.Another alloy with 200110 nickel, 62 ° 11o copper and 18 ° jo iron gave a performance of 1300000, a remanence full 3000 and a coercive force JH of 4-2o, while the corresponding values for the i ooo "annealing with slow cooling in the furnace were as follows: B ,. # H, --- i7oooo, remanence about 1700 and jH, ioo 0e.

Bei einer Legierung mit 68,50,1, Kupfer, 16,5 °,'o Nickel und 15 °j° Eisen wurden nach Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung folgende Werte erzielt: B,. j H, 54o ooo, j H, = 300, Er = 1800, während bei der bekannten Glühung bei etwa i o5o° C im Ofen und anschließender Abkühlung die entsprechenden Werte B,. j H, etwa 5oooo, jH, etwa 5o und b',. etwa iooo betrogen.In the case of an alloy with 68, 50, 1, copper, 16.5 °, '0 nickel and 15 ° 1 ° iron, the following values were achieved after application of the method according to the invention: B,. j H, 54o, ooo, j H, = 300, Er = 1800, while with the known annealing at about 1050 ° C. in the furnace and subsequent cooling, the corresponding values B,. j H, about 5oooo, jH, about 5o and b ',. cheated about iooo.

Im allgemeinen ergaben die Versuche, daß mit einem Nickelgehalt von 15 bis -z5 'i, so- wohl die Koerzitivkraft als auch das Leistungsvermögen günstig lagen, während bei steigendem N iclcel- und Eisengehalt im allgemeinen nur die Remanenz eine Steigerung erfuhr.In general, the tests showed that with a nickel content of 15 to -z5%, both the coercive force and the performance were favorable, while with increasing nickel and iron content only the remanence experienced an increase.

Die der Erfindung zugrunde liegenden Versuclle haben gezeigt, daß die günstigste Anladte,mperatur sich mit abnehmendem Nickelgehalt und bei konstantem Kupfergehalt nach niedrigeren Temperaturen hin verschiebt, z. B. liegt für Legierungen zwischen 59 und 65°,0 Kupfer, 18,5 bis 2-2,5°1o Nickel, 15 bis i9,5°'0 Eisen die günstigste Anlaßtemperatur (für ein maximales Leistungsvermögen von etwa i oooooo) bei 5oo° bis -6oo°, z. B. 55°°'C, während für Legierungen von 59,5 bis 65oio Kupfer, 25 bis 29,5°1o Nickel und 9,5 bis 11,5°/o Eisen die günstigste Anlaßtemperatur für ein optimales B,. # H, von 700 000) bei einer Anlaßtemperatur von 750 l bis 850 =' C liegt, z; B. 8oo' C.The experiments on which the invention is based have shown that the most favorable charge, temperature, shifts towards lower temperatures with decreasing nickel content and with constant copper content, e.g. B. for alloys between 59 and 65 °, 0 copper, 18.5 to 2-2.5 ° 1o nickel, 15 to 19.5 ° '0 iron is the most favorable tempering temperature (for a maximum performance of about 1000000) 5oo ° to -6oo °, e.g. B. 55 °° 'C, while for alloys from 59.5 to 65oio copper, 25 to 29.5 ° 1o nickel and 9.5 to 11.5 ° / o iron the most favorable tempering temperature for an optimal B ,. #, Is H 700 000) l at a tempering temperature from 750 to 850 = 'C, z; B. 8oo 'C.

Als Abschreckmittel hat sich bei dem neuen Ver fahren im allgemeinen Öl am besten bewährt. Jedoch können an Stelle von Öl gewünschtenfalls auch andere Flüssigkeiten mit einer geringeren Wärmeleitfähigkeit als Wasser Anwendung finden. Es ist in allen Fällen auch nicht unbedingt notwendig, daß die Abschreckflüssigkeit Zimmertemperatur hat. Vielmehr wurden in mehreren Fällen günstige Werte für die magnetischen Eigenschaften bei Anwendung von Abschreckflüssigkeiten der vorerwähnten Art erhalten, deren Temperatur nicht unerheblich über Zimmertemperatur lag, z. B. für ein Salzbad, dessen Temperatur i 5o.bis 4oo ° C betrug.As a deterrent, the new method has generally been used Oil best proven. However, other oil can be used instead of oil if desired Liquids with a lower thermal conductivity than water are used. It is also not absolutely necessary in all cases that the quenching liquid Room temperature. Rather, in several cases favorable values were found for the magnetic properties when using quenching liquids of the aforementioned Species obtained whose temperature was not insignificantly above room temperature, e.g. B. for a salt bath, the temperature of which was 150 to 400 ° C.

Claims

PATENT CLAIMS Process for the production of high-quality permanent magnets from iron-nickel-copper alloys with low nickel contents, preferably between 10 and 300 ° C, by annealing at about 1000 ° C, quenching and tempering at temperatures of 500 ° to 850 ° C, characterized in that this quenching from the annealing temperature is carried out in a liquid which has a lower thermal conductivity than water, e.g. B. in oil. 7_u1 Delimitation of the subject of allegation from the state of the art were taken into account in the granting procedure: Zeitschrift Metallwirtschaft \ r. 34 at the front 23 B. 1935, pp. 665 to 67 0 .