Kunststoffgebundene Magnete

Kunststoffgebundene Magnete sind Teilchenverbundwerkstoffe, bei denen Dauermagnetpulver in Kunststoffbinder eingebettet werden. Als Magnetpulver kommen Hartferrit (HF), verschiedene SmCo- und NdFeB-Pulver und in sehr geringem Ausmaß auch AlNiCo-Legierungen zum Einsatz. Zum Einbinden der Magentpartikel werden thermoplastische Binder, z.B. Polyamid (PA) oder Polyphenylsulfid (PPS), sowie Duroplaste, z.B. Epoxyharze, verwendet. Je nach Materialzusammensetzung und Fertigungsverfahren können isotrope und anisotrope Magnete mit unterschiedlichen magnetischen und mechanischen Werten hergestellt werden. Da nicht nur die Art des Magnet- und Kunststoffmaterials, sondern auch Füll- und Ausrichtungsgrad die Eigenschaften des Verbundwerkstoffes bestimmen, ergibt sich eine große Breite an magnetischen Kennwerten und eine beachtliche Sorten- und Formenvielfalt. Herstellungsprozess der formstabilen kunststoffgebundenen Magnete unterscheidet zwei Verfahren. Das am häufigsten verwendete Herstellungsverfahren ist das Spritzgussverfahren. Im Formpressverfahren werden vor allem kunststoffgebundene Seltenerdmagnete gefertigt. Aus den Magnetpulvern und den Kunststoffen wird in Mischanlagen zunächst ein Compound hergestellt. Beim Spritzgussverfahren werden Hartferrit- oder Seltenerdpulver in thermoplastische Kunststoffe eingebettet und granuliert. Das Granulat wird auf Spritzgussmaschinen zu Magnetformteilen verarbeitet. Bei der Formpresstechnik, die nur für die Herstellung der kunststoffgebundenen Seltenerdmagnete wirtschaftlich relevant ist, werden geeignete Pulvermischungen in Werkzeugen und Pressen verarbeitet. NdFeB-Pulver wird mit duroplastischen Harzen verbunden. In den Presswerkzeugen werden die Compoundmischungen dann zu den gebräuchlichen Formen wie Blöcken, Scheiben, Ringen, Flachprofilen und Segmenten verpresst. Nach der Formgebung folgt eine thermische Aushärtungsphase, die die Presslinge mechanisch stabil macht. Im Anschluss an die Fertigungsprozesse erfolgen die Endbearbeitung und Oberflächenreinigung. Je nach Kundenwunsch wird magnetisiert, die Oberfläche markiert oder beschichtet. Kunststoffgebundene Hartferritmagnete Im Herstellungsprozess der formstabilen kunststoffgebundenen Hartferritmagnete werden Teilchen mit dauermagnetischen Eigenschaften aus Barium- oder Strontiumferrit in eine thermoplastischen Kunststoff eingebettet. Der Volumenanteil des Hartferrit-Pulvers bestimmt entscheidend das erreichbare magnetische Niveau. Schon infolge dieses "Verdünnungseffektes" können kunststoffgebundene Hartferrit-Magnete nicht die magnetischen Werte des Ausgangsmaterials (Vollmaterials) erreichen. Kunststoffgebundene Magnete werden bei gleichem Volumen stets schwächere magnetische Eigenschaften aufweisen als gesinterte isotrope Magnete. Höhere magnetische Werte lassen sich mit anisotropen kunststoffgebundenen Hartferrit-Magneten erreichen, die jedoch nicht das Niveau gesinterter anisotroper Hartferrit-Magnete erzielen. Durch die Mischverhältnisse von Ferritanteil und Kunststoffanteil können ferner Elastizität und Festigkeit des Magneten beeinflusst werden. Kunststoffgebundene NdFeB-Magnete Magnete auf der Basis von Neodym-Eisen-Bor gehören zur jüngsten Generation der Dauermagnetwerkstoffe. Kunststoffgebundene NdFeB-Magnete kommen insbesondere dann zur Anwendung, wenn z.B. mit Hartferriten magnetische Anforderungen nicht zu erfüllen sind oder gesinterte Seltenerdmetall-Magnete aus wirtschaftlichen oder fertigungstechnischen Gründen nicht in Frage kommen. Weitere Vorteile liegen darin, das kunststoffgepritzte Magnete auf NdFeB-Basis im allgemeinen magnetisch isotrop sind und somit in beliebiger Richtung oder mit beliebiger Polzahl magnetisiert werden können. Die formgepressten Sorten zeigen, auf Grund des bei dieser Technik erzielbaren höheren Füllgrades und der somit höheren Dichte, im Vergleich zu den spritzgegossenen Sorten jeweils das höhere magnetische Niveau. Das höhere Energieprodukt erlaubt somit kleinere Bauformen im Verhältnis zu Hartferriten, wobei in aller Regel bei diesem Herstellungsprozess anisotrope Magnete realisiert werden, die Remanenzen bis 0,8T ermöglichen.