CN101883673A - 粉末基软磁感应元件、生产该元件的方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种生产填塞的软磁元件的方法，包括如下步骤：制备旋转模型，该模型包括与从动旋转轴相连接的至少一个模型腔，在模型中放置线圈，用粘结剂和粉末形式的软磁金属材料填充该至少一个模型腔，驱动所述轴使得所述至少一个模型旋转，由此，通过离心力将软磁金属材料填塞至所述至少一个模型腔的一边，并与粘结剂混合，从而形成包含软磁复合材料的元件，所述软磁复合材料具有嵌入其中的线圈。

Description

粉末基软磁感应元件、生产该元件的方法及装置

技术领域

本发明涉及软磁复合材料领域，尤其是涉及一种由软磁复合材料组成的元件的生产方法和装置。本发明也涉及直接采用该方法获得的产品。

背景技术

现今的绝大部分先进工业产品都使用一定类型的电磁能量转换器，例如电动机，扩音器，麦克风，传感器和用于开/关滑动部件(例如DVD播放器)以及输送钞票(自动提款机)的驱动器等。

几乎所有的这些都是非常传统类型的标准马达/元件，在上个世纪，其生产方法和将元件组装在一个产品内的可能方式还没有得到充分的发展。

传统的马达生产过程包括变压器钢片的冲压和叠加。由于冲压的成本很高，大量生产必须考虑要有一个可接受的成本。进一步，由于在使用叠加的变压器钢板的机器中仅能存在二维磁通量，其电路的复杂程度会很高，会产生例如很多互联线圈，且经常是直接缠绕在马达齿上。为了制造这样的机器，需要很多的手工操作，这样就是它们变得很昂贵。

在钢片式变压器中能使用的最有可能的频率取决于每个变压器钢片的厚度。如果使用少于0.2毫米厚度的钢片会导致变压器的成本非常高，而价格合理的机器又不能被设计成高速或/和高极数的。

另外一个与电机有基本相同缺陷的例子是传统的感应器、扼流圈等，主要的区别是，由于大多数使用的电感磁芯材料的磁导率都相当高，为了不使磁芯材料饱和不得不引入气隙。如果线圈缠绕得超过了气隙，就要常考虑边缘损失，边缘损失会造成很难冷却的热点。

传统的感应加热线圈也存在相关的问题。这些线圈，几乎无一例外，都由液体冷却的铜管构建。由于高频下趋肤效应，铜管会存在有效性很受限制的导电区域。这自然会降低效率，但更糟糕的是，产生的全部磁通量无法穿透铜管，这就导致了铜管的感应加热。进一步，铜管的生产是费时的体力劳动。

在过去的十年当中，伴随着新材料技术的诞生，消除或缓和所有上述问题的第一步已经出现。新材料技术提供了几乎无限制的可能性，即特别适应、优化和组装这些在消费品和工业产品中使用的驱动器类型的可能性。正在讨论的材料技术为具有可变量的粘结剂以及填料的软磁金属材料的复合物，将其命名为软磁复合材料，即SMC。由SMC制备的这些元件的成型是非常令人感兴趣的，原因是在高密度的需求和设计自由方面与熟知的制备方法相矛盾。一种有效的成型过程将会制备出一个在很多方面都优于传统方式的能量转换器，如低损耗，小尺寸，在驱动装置/产品上更紧凑的组装。

本发明的目的在于提供一种生产SMC元件的新的、改进的方法和装置，以及利用该方法制造的SMC元件。

发明内容

本发明的一个方面，根据独立权利要求所述，涉及一种粉末基软磁感应元件的生产方法和装置，包括在模型中进行旋转铸造。优选的实施方式在从属权利要求中予以明确。在一些实施方式中模型可以形成最终产品的一部分。生产出来的元件可以构成一个完整的电磁能量转换器或仅构成其一部分，例如为，电机，发电机，感应线圈，感应器，生磁线圈，包含一个或更多电力绕组的螺旋管驱动器(旋转或平移运动)。

这可以和现今最常用的方法进行比较，该方法能使其紧凑并获得SMC元件的最终形状，不仅可以使用单轴挤压，还可以采用注射成型、等静压制和挤压方法得到。由于单轴加压和等静压制会对产品的设计自由产生限制，且不可能通过对生产的产品直接进行挤压而将各个元件，即传感器、电路板，组装为一体。使SMC成型需通过挤压来实现，但该方法仍不允许生产的产品中的其它元件的组装。挤压也限制了产品的设计自由。注射成型能允许一些设计自由和组装元件的可能性，但获得的SMC不够紧凑，导致磁导率降低。

本发明的另一方面涉及依据上述方法和装置生产的产品。

依据本发明的方法或装置能获得软磁粉末复合材料SMC的最优制造。SMC由软磁颗粒以及粘结剂组成，其中软磁颗粒有时可以被涂覆使得电导率最小，粘结剂优选为一种聚合物。发明是基于旋转成型，其主要是在塑料工业中应用的生产方法。发明的一个装置可以包括一个或多个安装在支架上可以绕一个或多个轴旋转的模型腔。如果模型腔需要加热，可以例如通过感应加热实现，以使循环时间缩短，当需要冷却时，可以通过喷水或空气实现。模型腔可以在静止或旋转过程中进行装填。模型腔甚至可以在旋转的过程中先装填聚合物再装填金属颗粒。整个过程中要为最佳的混合比例提供相应的物理条件。在旋转的过程中，由于离心力的作用，较重的金属颗粒被从旋转中心向外抛出，而具有较低密度的聚合物被向内推向旋转中心。

从而获得了很高的填塞度。结果获得了一种具有最大粉末填塞度的铸造软磁元件，与初始混合比无关，其填塞度在50-80体积％之间(假设颗粒为球形，且是不同颗粒尺寸的组分混合以及在填塞过程中颗粒不发生形变)。这里的粉末填塞度定义为：以最终产品的均匀的旋转铸造SMC部分为基准，软磁粉的体积占例如SMC部分的总体积的百分数。

通过使用本发明，生产从简单到复杂的片状软磁元件都能够实现。与其他的生产过程相比较，在铸造阶段就能够将产品的零件组装，例如嵌入式电机支架、电线、轴承、线圈、各种传感器、微处理器、电力电子元件、永磁铁等。元件的尺寸可以在一个较宽的范围内变化。

附图说明

图1图示说明了按照本发明一个方面的铸造设备的部分截面图。

图2图示说明了按照本发明第二个方面的铸造设备。

图3为图2所示的铸造设备中使用的模型截面图。

图4为一个组装后的电子元件的部分截面/裁切图，马达的一部分，采用本发明的生产过程可能直接制造出来。

图5为在图1所示的铸造装置中的填充后的模型腔的截面图，其处于旋转过程中。

图6示出了带有8个模型腔的模具的模型上半部分和下半部分，对于图1的铸造设备而言，模型的上半部分已被去掉以示出其下半部分。

图7示出了旋转状态下的图2所示的装置。

图8为在图2所示的铸造装置中使用的一个多用途铸造模具的截面图。

图9图示意性地示出了可以采用本发明的工艺和装置生产的感应元件的设计图。

具体实施方式

图1和图5示出了根据本发明第一种实施方式中的装置。它包括一个平台6，其能够进行旋转。在平台上固定被一个或更多分型线1分开的模型的上半部分10和下半部分11。将模型的各个部分组合在一起形成模型腔2、流槽3和浇注池4。平台6由马达7驱动进行旋转。

如果需要加热，可以放置例如感应加热器5的加热工具来加热模型。感应加热的优点在于加热器5可以固定，而模型10、11以预定的速度进行旋转。如果需要，模型10、11能采用喷水的方式冷却。在旋转的过程中对模型进行加热的原因在于在模型停止旋转之前模型腔2中的材料需要加热使其凝固，即如果中断旋转将导致模型腔内形成的产品变形。在凝固之后、打开模型之前进行冷却的原因在于减少循环时间。在旋转过程中，材料会尽可能地集中在远离旋转中心的位置，基本上是沿着向下的重力和垂直地远离旋转轴方向的离心力的分量方向上。明显地，如果旋转停止，离心力会等于零，则仅有重力影响模型腔中的任何粘性材料，即会导致上述结果。

根据生产的元件尺寸和复杂程度，该装置可以由一个或数个模型腔组成。图6示出了在模型的上半部分110和下半部分111内具有多个模型腔102的模具。

在制备过程开始之前，任何组装的元件都可以定位在模型腔2内。在加入复合材料之前有一个或多个元件在模型腔中组装，这取决于产品。实例包括电感器，在加入SMC材料之前线圈和支架先在模型中进行组装；电动机，在加入SMC材料之前，线圈、各种传感器、轴承、支架、微处理器、电力电子元件先在模型中进行组装；感应加热组件，在加入SMC材料之前，线圈、支架、各种传感器和冷却系统要先在模型中进行组装。

铸造过程开始时，使模型旋转并将由软磁颗粒和粘结剂组成的复合材料放入模型腔中，粘结剂优选为一种聚合物。在旋转开始时或旋转过程中，都可以对模具加热。旋转产生的离心力将以粘性流体形式存在的复合材料推向模型腔的圆周方向。

将合适的复合材料进行旋转能获得一中间产品，在其具有最大颗粒填塞度的部分(8)积聚了软磁颗粒，在其具有低颗粒填塞度的部分(9)积聚了没有添加至颗粒之间的粘结剂。

与距离旋转中心的径向距离相关联的旋转速度必须足够大，以使复合材料沿着模型的径向被挤压，也就意味着离心加速度必须超过1G，典型地为10-200G，极端个别的情况下要达到1000G。

当将模型腔填充好并且材料已经达到了期望的颗粒浓度时，如果需要使已用的粘结剂快速凝固，则将模型腔加热并随后冷却。当SMC材料凝固后停止旋转，并完成元件的组装后使完成的部分脱模。

图2、3、7和8示出了按照本发明第二实施方式的装置的一些方面。该装置可选择的设计方式包括一个支撑平台14，其被设置成能绕旋转轴进行旋转。在支撑平台14上有很多铸造模型13，并带有模型腔，其至少能沿一个方向在包括旋转轴的平面内绕枢轴12自由运动。铸造模型可以一次性使用，参见图3，或者能适于多次铸造，参见图8。过程开始时先将一种由软磁颗粒和优选为一种聚合物的粘结剂组成的复合材料放入模型腔，并使托架做旋转运动。旋转能产生离心力，该离心力能使模型绕枢轴转动并将以流体形式存在的复合材料推向模型腔的底部。当将模型腔装填满且材料已达到预期的颗粒浓度时，停止旋转，模型回到其初始位置。如果需要，可以将模型放入烤炉中养护。

托架和在旋转之前进行安装并在旋转停止之后移除的铸造模型的使用具有一个优点，即不需要在旋转过程中进行加热。在装置和旋转过程之外来制备铸造模型，以尽可能的增加依据该实施方式的本发明的过程和使用的装置的运行时间。基本上，第一步要先填充模型腔，其中它们可以与或不与托架平台14相连接。随后的步骤中将它们与旋转轴相连接并使它们旋转。当旋转停止时，模型腔中的产品并不会变形，原因在于当离心力降低的时候，可枢转的模型会适应它的位置。软磁颗粒会以一个填塞良好的状态被置于模型腔中的底部，在正常情况下没有力会将它们推离上述位置。如果需要，之后将模型腔从装置上去除并在另一个位置上养护。

使用枢轴式铸造模型能使模型中的力分布得很好，并在组装的元件15、16(图3)周围产生填塞非常均一的SMC材料19(图3)。与其中力的分布很不均匀的传统生产方法相比，旋转模制中这样的力分布能使颗粒的形状几乎根本不受影响。

该装置的第三种实施方式包括使用一次性模型，而不是能多次使用的模型。如图8所示，如果使用能多次使用的模型，则需经脱模才能产生最终的部分。如图3所示，一次性模型不需要脱模，原因在于它能与最终的部分成为一个整体。一次性模型可以用任何合适的材料制备，但优选由与元件中使用的材料具有相似组分的软磁复合材料SMC制备。在铸造过程中，一次性模型固定在安装在托架上的容器中。这样，就不需要将制备得到的具有均一性质和组分的最终产品进行脱模了。

在SMC产品中，一个生产上的问题是组装元件的固定。这能通过采用SMC制造的模型腔使其变得很容易，其中包括组装元件的固定。模型腔例如能通过喷射铸造工艺生产。于是组装元件能够容易在模型腔中固定。然后用SMC装填模型腔并旋转至最终的填塞密度。装有未被硬化的SMC的模型腔能在例如烤炉中硬化。采用了SMC制造的模型腔会成为最终产品的一个组装部分，并与旋转制备的SMC具有相似的性质。

采用以上所描述的装置和工艺能使最终制备的产品具有在实际过程中的最终形状，在工艺过程之后不需要任何复杂或繁琐、密集的工作。进一步，该软磁材料能取得最高可能性的颗粒浓度，在这种情况下，能产生最优的磁性，意味着旋转过程中的力将促使形成软磁材料的颗粒以最小能量状态沉积，即最佳填塞。该工艺，即旋转铸造或离心铸造提供了在一个单件上可以生产从简单到非常复杂的软磁感应元件的可能性。在浇注阶段许多产品的零件/元件都能被组装，例如嵌入式电机支架、电线、轴承(参见21，图4)、线圈(参见15，图3)、各种传感器、线路板(参见22，图4)、电力电子元件等，其中的一些将在本说明书的随后部分说明。

软磁粉末通常包括铁(Fe)，至少80％，和硅(Si)0％-20％，优选大约6％。该粉末通过气体喷雾进行制备，产生的形状几乎为球形。粒径分布在0.1μm到500μm之间。为了获得最优的填塞度，可以使用具有特定筛粉尺寸的部分。通过选择更小的粒径，可以获得更好的高频性能，原因在于较小的颗粒在更高频率下显示出充分的场渗透性，并由此减少了涡流损失。然而，较小的颗粒也会增加静态磁化损失。在实际操作中，较优选的筛分部分是使用除了100-200μm之间部分的所有颗粒分布。产生的粉末填塞密度增加到70％，其接近于理论上的最大值。

将该粉末在缺氧或非活性气氛的条件及700℃以上的温度下进行加热处理以去除可能存在的残留应力并获得微结构的晶粒生长。

通过用一层薄的电绝缘层涂覆颗粒能提高高频性能。表面涂层涂覆后能成为一种混合氧化物，例如磷酸盐/铁氧化物。该涂层能被应用于湿化学或湿电解过程，如果需要还可以在气体环境下进行加热，气体例如氩气、氮气、氢气、氧气/空气或这些气体的不同组合。

聚合物粘结剂的作用是获得一个具有良好力学性能的产品，并且还可以在金属粉末颗粒上面不使用表面涂层的情况下提供颗粒之间的电绝缘作用。该聚合物既可以是热固性树脂也可以是热塑性树脂。聚合物的粘度对获得更高的粉末填塞密度起着重要的作用，而粉末填塞密度对获得较高的磁导率起着非常重要的作用。为了获得高的粉末填塞度和粉末颗粒的充分润湿，铸造过程中的粘度应在500-700mPa.S之间。颗粒的充分润湿也能提高生产的产品的结构和力学性能。许多热固性树脂在室温下的粘度要求在500-700mPa.S之间，而热塑性树脂为了获得相似的粘度性质温度必须提高40-60℃。可以使用本发明第一种实施方式中描述的加热系统，利用例如感应加热，来提高温度。通过提高金属粉末的温度来提高金属粉末颗粒和聚合物粘结剂的混合物浆料的温度。由于金属粉末的比热容C_P要比聚合物的比热容低，对金属粉末的加热也能用于加热聚合物。

采用此处所描述的工艺过程和装置生产的产品能具有很多不同的形状和性能。装有根据本说明书上述部分描述的一种SMC材料进行旋转铸造能使产品的生产具有能够在已生产的部分中将一个或数个元件进行组装的可能性。这种组装元件的可能性也可以在其他生产技术即喷射铸造中完成。然而，使用本发明的工艺过程和装置获得的粉末填塞度较高，在65-80体积％之间(假设颗粒为球形，且为不同颗粒部分的混合以及在填塞过程中颗粒不发生形变)。具有这种填塞度的该类型材料不能在喷射铸造中使用。

根据一种或几种实施方式生产的产品也可以配备冷却管路或冷却机构，它们在旋转铸造的过程中使用。冷却管路在实际中也可以使用一种软磁材料或其他材料制备的管道，或者简单的由模压产品中的孔洞组成。这些孔洞可以通过将由一种材料制备的构造物加入到模型中获得，其在模制后可以被去除。

实施例

当今流行的一种电磁能量转换器的特点为具有一个或多个电路，该电路相互存在于由电路中的电流循环产生的磁场中。

能使用一种软磁结构以提高引导线路周围磁流的能力。该结构可以包括相对于线路固定或可移动的部分并且该结构也可以包含硬磁材料。当磁通量变化时，软磁导体产生了能驱动电流的感应电压，电流能反过来引起阻力损失即涡流损失。其他损失也与磁通量的变化有关，主要是磁滞损失和异常损失。

这些损失被统一称作磁化损失。为了减少磁化损失，一般将电气绝缘并有一定方向的薄层(层压板)中的磁路分开，以使电流在层压板的平面内流动。层压的方法限制了电磁能量转换器的设计自由，而将芯层压板并排叠放，然后将线圈绕在芯的周围。这种设计对许多感应器、变压器和电机都是很常见的。一种可选择的方法是在高压下将铁粉挤压成一个固体，经后续处理以后再配备一个电力绕组。这种方法使用在感应器和电机上。

按照之前描述的本发明的过程制造的电磁能量转换器与传统的转换器不同，其特征在于：

1、使用所描述的旋转铸造方法制造磁通量导体(软磁结构)。

2、电力绕组浇注在实际的磁通量导体中。

3、其他元件，例如支架、传感器、散热凸缘等也可以浇注在相同的磁通量导体中。

图4示出了一个包含上述所有特征的电磁能量转换器。图4的元件是一个电动机的定子，其带有一个电力绕组24，电力绕组被一个复杂的非磁结构25环绕，优选为一种在适当的位置上分布有SMC材料的预制热塑性树脂，并留有相等的气隙。在这个产品中，非磁结构25具有与传统的电动机设计中的气隙相同的电磁作用。电力绕组24和聚合物间隙结构25嵌入在SMC磁通量导体23中。控制系统可以由组装电子板22上的电子元件提供。该元件被安装在由组装轴承21引导的一个轴(未示出)上。图4示出了一个风扇的马达，因此，扇叶在模型中组装并作为磁通量导体23的一部分。对使用本方法生产的元件而言，磁质量、组装绕组和其他单体的组合是独特的。

在制造过程中，将磁通量导体直接浇注在印刷电路板上。该印刷电路板包括与线圈的接触部分、轴承座、电力电子元件、马达控制器、安全电路(温度、过流)。性能为：非常高的扭矩密度，非常好的高频性能，由于所有的发热元件都热耦合于SMC上而容易冷却，非常低的声发射(对6％Si合金而言)。

在制造过程中，将磁导体23直接浇注在印刷电路板上。该印刷电路板22包括与线圈的接触部分、轴承座、电力电子元件、马达控制器、安全电路(温度、过流)。制备好的产品的特有性能为：非常高的扭矩密度，非常好的高频性能，由于所有的发热元件都热耦合于SMC上而容易冷却，非常低的声发射(对6％Si合金而言)。

与现有的技术相比，本发明的过程和装置采用实质上更少的步骤就可能制造出复杂的组装元件。在模型腔中能够容易地将不同的元件定位，例如微处理器(22，图4)、电力电子元件、传感器、冷却凸缘、马达支架、线圈(24，图4和28，图9)、轴承(21，图4)、电容器等，进而能进一步较少生产产品的生产时间。该过程和装置能直接生产出成品，而传统的生产过程还需包括几个后续操作，即加工、装配，才能获得最终的产品。

作为另外一个实施例，使用本发明所描述的过程和设备，包括控温器、感应器、电容器、配线、端子板和安装支架的完整的EMC过滤器的制造可以在一个操作步骤中完成。

其他实施例，可能使用本发明的过程和装置制造的元件为电机(马达，发电机，(旋转的和平移的)螺线管制动器)中的元件，包括一个或多个电力绕组、感应加热线圈、磁力成型线圈和不同类型的感应器。

使用此处所描述的材料和方法制造的基于SMC的感应元件在模型内能具有高的部件组装程度。这不但具有能减少制造时间的优点，而且能给出一个全新的设计电磁能量转换器的可能性。

其中传感器的组装能够使传感器定位于接近测量点而对元件的性能没有影响。例如能将温度传感器定位在元件的热点而不需要在磁通量导体上钻孔，也不会影响到磁性能。在感应加热单元中，温度传感器和位置传感器能被直接组装在加热单元内，能非常近地测量离被加热的物体，而没有单独安装设备所带来的需要接近于期望测量点的问题。

大多数电磁能量转换器为机器和设备的一部分。像这样的能量转换器可以用许多不同的方法安装。因为传统的能量转换器紧固件必须用在几个生产步骤中，并且所在的位置对电磁方面不利。本发明能使包含这些特征的部分以一个最佳的方式组装起来。机器组件的组装，即轴承、轴承座、支架、紧固件和连接器的组装，能生产一个随时可使用的元件，即当使用根据本文件记载的方法和装置时，元件制造出来之后基本上能直接投入使用。

所有的电子设备和线路都传输电磁能量，其会影响周围的设备和人。增加电力电子设备的使用已经提升了电磁兼容性EMC的重要性。能通过使用屏蔽元件即金属板来减少EMC。通过组装电力电子元件能减少EMC问题，因为SMC能作为一个屏蔽元件，同时也能获得更短的线路以及更加紧凑的、有效的和容易制造的产品。

所有的电磁能量转换器都或多或少的有损耗，进而产生热量。当在特定的温度下操作时，一些产品也具有良好的运行参数。一般地，这些元件的温度使用独立的系统进行调节。然而本发明能进行加热、冷却和温度调节系统的直接整合，以实现对产品的热控制。所述产品也可以包括嵌入式控制系统等，能使组装的产品具有智能性和灵活性。

该产品可以包含其他种类的磁通量导体，线路、层压板、铁氧立方体等。通过组装其他类型的磁通量导体材料于粉末基磁通量导体中，特殊的优点在于组装后的材料能被最优化利用；例如局部磁饱和度下降的影响，各向异性磁导体的性能、局部最大化磁导率。能确定的问题是电机齿内的磁饱和度，其可以通过层压的磁通量导体材料来局部替代齿材料。这种方式如何影响电子元件的例子为：若用于变压器，那么就是将无效电流最小化并提高耦合系数，这两个是变压器性能的关键参数。按照这种方法，无效电流可以被最小化，且耦合系数也可以被提高。

图9示出了一个用本发明的方法和装置制备的感应器。感应器能被用作电网和与电网连接的电子设备之间的电力滤波器元件。该感应器包括一个绞线线圈、含有聚合物粘结剂的浆液状气体雾化粉末，还可能组装有温度传感器等。该元件的性能为：非常高的能源-体积比率、高频下的小损失、低漏场、非常低的声发射(对于6％的Si合金)。一种典型的元件具有120mm的外径，2.5kg的总重量以及在总共42.5mm²的铜线圈上绕有12圈。感应器能用于具有35mH电感的170A_RMS。一共50W损失均等地分散在线圈和磁通量导体中。

在另一实施方式中，加固结构嵌入在软磁元件中。加固结构可以是纤维的形式，离散的或纺织或非纺织的形式。该加固结构可以使用夹心结构，这样生产过程中就可以在模型中选择地放置软磁元件和加固结构。加固结构的使用可以提高产品的机械强度，例如以允许更快速旋转等。在本说明书的教导下，用于形成加固结构的许多材料对本领域技术人员来说是显而易见，具体的例子包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等。

本发明包括很宽的范围，基本上是本发明的过程全部可适用的范围。具体的例子中包括的产品如下(其中的一些已经在之前描述)：

在模具中生产的带有组装线圈的粉末基软磁元件的产品，其是最终产品的一个组装部件。

其中软磁粉末包括铁，至少80％，以及Si 0％-20％，优选6％的Si。

其中的粉末被气体雾化。

其中的铸造模型使用软磁材料制造。

其中的产品也包括硬磁材料或硬磁组件。

其中的产品包括传感器。

其中的产品包括机械元件，例如轴承、支架、连接器。

其中的产品包括电力电子元件。

其中的产品包括控制系统。

其中的产品包括一种离散的软磁材料或其他种类的磁通量导体，导线、层压板、铁氧体立方体等。

例如：

感应元件包括电线/布线，电感。

电机中的元件(马达、发电机、(旋转或平移运动的)螺线管制动器)包括一个或几个电绕组。

感应加热线圈，生磁线圈。

这些仅仅是实际例子中的一部分，与现有的工艺相比，在实际例子中使用本方法生产的产品能提供优越的产品性能。所有描述的产品可以最好但不是必须要使用本发明的方法生产。正如本申请前面的描述，若使用旋转铸造，某些性能可能会有所提高。

Claims (12)

1.一种生产填塞的软磁元件的方法，包括如下步骤：

制备旋转模型，该模型包括与从动旋转轴相连接的至少一个模型腔，在模型中放置线圈，

用粘结剂和粉末形式的软磁金属材料填充该至少一个模型腔，驱动所述轴使得所述至少一个模型旋转，

由此，通过离心力将软磁金属材料填塞至所述至少一个模型腔的一边，并与粘结剂混合，从而形成包含软磁复合材料的元件。

2.根据权利要求1的方法，其中模型腔与从动旋转轴为枢轴式连接，由此模型腔响应离心力枢转。

3.根据前述任一权利要求的方法，在填充模型步骤之前，进一步包括如下步骤：

放置更多的元件至模型中，所述更多的元件从由下述元件构成的组中选择：离散的软磁元件或磁通导体；离散的硬磁元件或组件；离散的不导电或不导磁场的元件；传感器、电子元件、线路板；冷却管路或冷却体、散热器；加固件、纤维、技术织物、安装支架；和用于元件固定的固定组件，其中固定组件能由软磁复合材料或其他材料制造；或上述元件的组合。

4.根据前述任一权利要求的方法，其中模型本身包括一种软磁复合材料，优选为要在模型中模制的种类，这样该模型或模型的一部分就能构成最终产品的一个组装部分。

5.根据前述任一权利要求的方法，其中的粘结剂为聚合物粘结剂。

6.根据前述任一权利要求的方法，其中的软磁元件包括球形颗粒，优选其Si含量为3-10重量％。

7.一种实施前述任一权利要求的方法的装置，所述装置包括：

从动旋转轴，和

至少一个模型，该模型包含与旋转轴相连接并被该轴带动旋转的至少

一个模型腔，

其中该模型与旋转轴为枢轴式连接。

8.一种产品，优选根据权利要求1-7中任一项权利要求所述的方法制造，所述产品包括一种软磁复合材料和一种嵌入在所述复合材料中的线圈。

9.权利要求8所述的产品，进一步包括嵌入或部分嵌入在软磁复合材料中的附加元件，所述附加元件从由下述元件构成的组中选择：离散的软磁元件或磁通导体；离散的硬磁元件或组件；离散的不导电或不导磁场的元件；传感器、电子元件、线路板；冷却管路或冷却体、散热器；加固件、纤维、技术织物；安装支架；和用于元件的固定的固定组件，所述固定组件由软磁复合材料或其他材料制造；或上述元件的组合。

10.根据权利要求8或9的产品，其中的软磁金属材料包括至少80重量％的铁，0-20重量％的Si，优选6重量％的Si。

11.根据权利要求8、9或10的产品，其中的软磁元件包括球形颗粒，优选其Si含量为3-10重量％。

12.根据权利要求8-11任一权利要求的产品，其中浇注的软磁金属材料的填塞度为50-80体积％，例如70体积％。

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