AT203735B - Verfahren zur Herstellung eines weichmagnetischen Sinterkörpers - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung eines weichmagnetischen Sinterkörpers 
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 sowie durch deren Verformung im Verlaufe des Herstellungsverfahrens ein. Dies wird an Hand der Zeichnung erläutert, in der Gestalt und Lage der Teilchen im fertigen Sinterkörper schematisch, Schnittebene in Pressrichtung, dargestellt sind. 



   Die Pressrichtung p wird so gewählt, dass sie senkrecht zur magnetischen Flussrichtung   $   bei der späteren Verwendung des Sinterkörpers liegt. Durch die Wahl einer günstigen,   z. B.   plättchenförmigen Ausgangsform und die während des Pressverfahrens eintretende Deformierung der Ausgangsteilchen 1 wird erreicht, dass die Übergangsflächen in der Richtung des Wirbelstromfeldes 2 gegenüber den Übergangsflächen in der magnetischen Flussrichtung 3 sehr gross sind. Die Deformierung wirkt also im Sinne einer Erhöhung des Wirbelstromwiderstandes und einer Verringerung des magnetischen Widerstandes und damit im Sinne einer Erhöhung der Permeabilität.

   Anderseits wird beim Herstellungsverfahren dafür Sorge getragen, dass bei den verschiedenen   Wärme- und   Pressbehandlungen die kolloidale Schicht nicht zerstört wird. 



   Nachfolgend wird das Herstellungsverfahren des erfindungsgemässen   Sinterkörpers   im einzelnen beschieben :
Ein weichmagnetisches Metall- oder Legierungspulver, möglichst mit plättchenartiger Kornform, 
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 können bei einer Dicke bis   SOu   eine Länge und Breite bis über 1 mm haben-wird mit Amylacetat, in welchem ein kolloidales Gemisch aus Aluminiumoxyd   (ALd)   und Siliziumoxyd   (SiO) suspendiert   ist, in einem Mischer oder in einer Kugelmühle bis zu extrem gleichmässiger Verteilung gemischt. Darauf wird das Amylacetat abgedampft und das Metallpulver in üblicher Weise in einer Matrize verpresst.

   Die Suspension ist so bemessen, dass der nach der Verdampfung der   Suspensionsflüssigkeit   verbleibende Metalloxydzusatz etwa zwei   Gew.-% beträgt.   Die Bemessung soll nämlich gerade ausreichend sein, dass sich bei den weiteren Bearbeitungsverfahren eine zusammenhängende Isolierschicht um die Metallpulverkörnchen ausbilden kann ; eine Bemessung über diese Menge hinaus führt zu einer dickeren Isolationsschicht auf den Metallpulverkörnchen und damit zu einem   unnötigen Permeabilitätsverlust. Die Weiterbearbeitung   erfolgt auf die in der Sintertechnik bekannten Weise. Zweckmässigerweise wird der Pressling im Vakuum 
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 2 bis 6   t/cm ! heiss nachverdichtet   oder bei etwa 6 bis 8 t/cm2 kalt nachgepresst.

   Anschliessend wird der Körper einer zweiten Sinterung oder Warmbehandlung im Vakuum oder in Wasserstoffatmosphäre, vorzugsweise bei 9000C bis 13000C unterworfen. Die anschliessende Abkühlung soll langsam erfolgen. 



   Bei einem auf diese Weise hergestellten Sinterkörper betrugen die Gesamtverluste, also Hysterese-, Wirbelstrom- und Nachwirkungsverluste, bei 10000 Gauss weniger als   10W/kg,   gemessen mit technischem Wechselstrom. Ohne den kolloidalen Isolierstoffzusatz belaufen sich bei einem sonst gleichartig hergestellten entsprechenden Sinterkörper die Verluste auf mehr als   150W/kg.   



   Die oben angegebene Nassmischung von Ausgangspulver und Isolierstoffzusatz weist gegenüber der Trockenmischung erhebliche Vorteile auf, da sie eine wesentlich gleichmässigere Verteilung und besonders gute Haftung des kolloidalen Isolierstoffe an der Oberfläche des Metallpulvers ergibt. Die Flüssigkeit, in welcher die Kolloide als Sol oder Gel enthalten sind, kann sowohl eine organische Flüssigkeit, wie das oben angegebene Amylacetat, oder auch Wasser oder eine anorganische   Salzlösung sein.   



   Es ist weiterhin vorteilhaft, Metallpulver oder Legierungspulver zu verwenden, die neben einer hohen Permeabilität einen verhältnismässig hohen spezifischen Widerstand aufweisen, wodurch die Wirbelströme innerhalb der Metallteilchen herabgesetzt werden. Aus diesem Grund ist es   zweckmässig. Metallpulver   mit Siliziumgehalt zu verwenden, wie es bisher für die Herstellung von magnetiscnen Sinterwerkstoffen bereits verwendet worden ist. Bei schwer verpressbarem Eisenpulver mit   4%   bis 6% Si-Gehalt wird ausser dem Kolloidzusatz 20% bis   401o   leicht   verpressbàres   Eisenpulver beigegeben, wodurch das Gemisch gut pressbar wird. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Verfahren zur Herstellung eines weichmagnetischen Sinterkörpers mit hoher Permeabilität und kleinen Wirbelstromverlusten aus einem weichmagnetischen Metallpulver hoher Permeabilität mit einem Isolierstoffzusatz, dadurch gekennzeichnet, dass ein Isolierstoffzusatz aus einem Gemisch von mindestens zwei Metalloxyde in kolloidaler Form, die unter den Sinterbedingungen zumindest teilweise miteinander chemisch reagieren, verwendet wird.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Isolierstoffteilchen in der Grössenordnung von 16-6 mm verwendet werden.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Isolierstoffzusatz ein kolloi- <Desc/Clms Page number 3> dales Gemisch aus ALO. und SiO verwendet wird.

   4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Isolierstoffzusatz ein kolloidales Gemisch aus MgO und SiQ verwendet wird.

   5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als eines der Metalloxyde ein Oxyd des weichmagnetischen Metallpulvers verwendet wird, derart, dass durch Vorbehandlung des Pulvers in sauerstoffhaltiger Atmosphäre aI1 dessen Oberfläche eine Oxydschicht gebildet wird.

   6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorbehandlung des weichmagnetischen Metallpulvers in wasserdampfhaltiger Atmosphäre durchgeführt wird.

   7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierstoffzusatz auf 0,5 bis 10 Gew.-% bemessen wird.

   8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein weichmagnetisches Metallpulver verwendet wird, das siliziumhaltig ist.

   9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Metallpulver ein siliziumhaltiges weichmagnetisches Eisenpulver verwendet und diesem 20% bis 40% leicht verpressbares Eisenpulver beigemischt wird.

   10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierstoffzusatz in einer Suspension mit dem weichmagnetischen, gegebenenfalls gemäss Anspruch 5 oder 6 vorbehandelten Pulver vermischt und das Gemisch nach dem Verdampfen der Suspensionsflüssigkeit verpresst wird und dass der Presskörper im Vakuum oder in Wasserstoffatmosphäre, vorzugsweise bei 9000C bis 11000C, vorgesintert wird und bei 6000C bis 8000C und 2 bis 6 t/cm2 heiss nachverdichtet oder kalt nachgepresst wird, vorzugsweise bei 6 bis 8 t/cm2, und anschliessend einer zweiten Sinterung oder Warmbehandlung im Vakuum oder in Wasserstoffatmosphäre, vorzugsweise bei 9000C bis 13000C, unterworfen wird.

   11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass plättchenförmiges Ausgangspulver verwendet und die Pressrichtung so gewählt wird, dass sie senkrecht zur magnetischen Flussrichtung bei der vorgesehenen Verwendung des Sinterkörpers liegt, so dass durch die während des Pressverfahrens eintretende Deformierung der Ausgangsteilchen beim fertigen Sinterkörper die Über- gaagsflächen in Richtung des Wirbelstromfeldes gegenüber den Übergaagsflächen in der magnetischen Flussrichtung sehr gross sind.

   12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sinterbedingungen dem Reaktionsverlauf zwischen den Isolierstoffkomponenten angepasst werden.