DE2812445A1 - Verfahren zur herstellung von pressmassen mit weichmagnetischen eigenschaften - Google Patents
Verfahren zur herstellung von pressmassen mit weichmagnetischen eigenschaftenInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach der Gattung
des Hauptanspruches. Es sind bereits weichmagnetische kunststoffgebundene Massekerne bekannt, die 95 bis 99>5
Gew.-% Carbonyleisen, Rest organischen Binder enthalten. Abgesehen von dem verhältnismäßig hohen Preis für Carbonyleisen,
die derartige Magnete teuer machen, ist auch die Preßmasse infolge des sehr hohen Füllstoffanteils nicht
fließfähig und läßt sich daher nicht so einfach und gleichmäßig in komplizierte Formen füllen. Sie muß auch mit
Drücken von 5000 bis l8000 bar verdichtet werden. Darüber hinaus ist die mechanische Festigkeit der aus diesen Preßmassen
hergestellten Bauteile gering und die Bauteile sind sehr spröde. Schließlich lassen sich die magnetischen Eigenschaften
dieser Massekerne nicht in dem gewünschten Umfange an die gegebenen Erfordernisse anpassen.
Es sind weiterhin Kerne aus weichmagnetischem Sinterferrit bekannt. Diese haben jedoch eine geringere magnetische
Sättigungspolarisation, eine geringere mechanische Festigkeit und eine höhere Temperaturabhängigkeit der magnetischen
Kennwerte. Die Möglichkeiten der Formgebung sind eingeschränkt, sie können nur mit größeren Maßtoleranzen
hergestellt werden und lassen sich nur verhältnismäßig schwierig bearbeiten.
Schließlich werden derartige Kerne auch aus Transformatoroder
Dynamoblech hergestellt. Wegen Wirbelstromverlusten lassen sich diese jedoch nur bis ca. 1 kHz einsetzen. Darüber
hinaus sind derartige Kerne auf bestimmte Bauformen begrenzt und erfordern Paketieren, das u.U. kostenaufwendig ist. Dünne
Ni-Fe-Legierungsbleche mit einer Blechdicke bis 0,03 nun, die
auch für Frequenzen bis 100 kHz einsetzbar sind und auch höhere Permeabilitäten aufweisen, sind teuer und schwer verarbeitbar.
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Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil, daß
sich mit ihm Magnete preisgünstig herstellen lassen, die in gescherten Magnetkreisen mit Wechselmagnetisierung bis zu
Frequenzen von 100 kHz eingesetzt werden können. Aufgrund der Fließfähigkeit der Preßmasse ist es mittels der in der
Kunststofftechnik üblichen Verfahren ohne weiteres möglich, kompliziert geformte Bauteile aus der Preßmasse maßgenau
herzustellen. Der anzuwendende Preßdruck liegt mit 200 bis 2000 bar gegenüber den obenerwähnten kunststoffgebundenen Massekernen
verhältnismäßig niedrig. Durch Variation der Ausgangskomponenten, des Füllstoffes und des Preßdrucks lassen
sich die magnetischen Eigenschaften in weitem Umfange an die
gegebenen Erfordernisse anpassen. Gegenüber weichmagnetischen Sinterferriten weisen die erfindungsgemäßen Kerne eine höhere
magnetische Sättigungspolarisation, bessere mechanische Festigkeitseigenschaften sowie eine geringere Temperaturabhängigkeit
der magnetischen Kennwerte auf. Die Möglichkeiten der Formgebung sind weiter gesteckt, die Kerne können mit
engeren Maßtolerenzan hergestellt werden und lassen sich, wenn nötig, leichter bearbeiten. Darüber hinaus sind die nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Massekerne bei
Kreisen mit Gleichstromvormagnetisierung wegen ihrer höheren Sättigungspolarisation vorteilhafter zu verwenden als die
weichmagnetischen Sinterferrite. Gegenüber Kernen aus konventionellem
Transformator- oder Dynamoblechen ist vor allem der hohe Frequenzbereich, in dem die nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellten Massekerne verwendbar sind, sowie die Möglichkeit, Kerne mit komplizierten Bauformen herzustellen,
zu erwähnen.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind
vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich. So ist es, um Wirbel-
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Stromverluste - insbesondere bei großen Teilequerschnitten bei höheren Frequenzen zu vermindern, besonders vorteilhaft,
das Carbonyleisen ganz oder teilweise durch Weichferritpulver zu ersetzen.
Ein Gemisch aus einem Eisenpulver, das durch Verdüsung, als Schwamm - oder Elektrolyteisenpulver gewonnen wurde, und
30 Gew.-% Carbonyleisenpulver mit einer mittleren Korngröße von vorzugsweise 90 ,um werden mit etwa 50 Vol.-# eines flüssigen
Polyesterharzes gemischt, in eine auf ca. 100 C aufgeheizte Preßform gebracht und mit einem Druck von 1000 bar
ca. 40 Sekunden lang gepreßt. Dabei wird das überschüssige Polyesterharz durch die Spalte der Preßform ausgepreßt, wobei
die Spalte eine Weite aufweisen, die kleiner ist als die mittlere Korngröße des Magnetpulvers, jedoch so groß, daß
währ end der Druck-Aufbauzeit von 1 bis 30 Sekunden durch diese Spalte das überschüssige Bindeharz austreten kann. Dieses
Auspressen ist wesentlich, da sonst nicht die hohen Füllgrade bei gleichzeitiger Erzielung einer ausreichenden Fließfähigkeit
der Preßmasse zu Beginn des Preßvorgangs erreicht werden. Nach dem Abkühlen kann der ausgehärtete Magnetkörper der Form
entnommen werden.
In der gleichen Weise wird ein Magnetkörper aus einem Gemisch von dem obengenannten Eisenpulver mit 10 Gew.-% Carbonyleisenpulver
in ca. 50 Vol.-% Phenolharz hergestellt bei einem Preßdruck von 2000 bar. Die Temperatur der Preßform beträgt in
diesem Falle l40 0C.
Dieses Beispiel zeigt, daß es auch möglich ist, ganz ohne Carbonyleisenpulver auszukommen. Für dieses Beispiel wurde
gesiebtes Eisenpulver der obenbezeichneten Art in 50 Vol.-%
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- -gr-
Polyester verwendet. Der Preßdruck betrug 500 bar, die Temperatur der Preßform entsprach der des Beispiels 1.
In der angefügten Tabelle sind die Eigenschaften der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten weichmagnetischen
Werkstoffe mit denen der bekannten Werkstoffe verglichen.
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0 ' ° - 1,8 bei 10 kHz
Dichte
g/c»3 |
spez. elektr.
Widerstand cm |
Sättigungs
polarisation Tesla |
A |
Permeabilitäts
zahl |
L
1 kHz |
B Λ |
'K
10 kHz |
Gü
1 kHz |
4,5 |
te Q
10 kHz |
|
6,0 | λ/10"1 | 1,3 |
Koerzitiv-
feldstärke A/cm |
130 Il | 9,6 | 9,6 | 31 |
30
30 |
2,5 | ||
Gemisch aus Sintereisen
pulver und 30? Carbonyl- eisen in Polyester; Preßdruck 1000 bar |
6,4 | * 2.10'3 | 1,5 | 6,0 Il | 270 H | - | - | - | - | - | |
üemisch aus Sintereisen
pulver und 10$ Carbonyl- eisen in Phenolharz; PreBdruck 2000 bar |
~j 10 | 1,07 | 4,8 " | 14611; 30Ü L | - | - | - | - | |||
Gesiebtes Sintereisenpulver
in Polyester; PreBdruck 500 bar |
7,8 | 4.10 -> | 2,0 | 3,411; 1,31 | <■>/ 2000 | 46 | 15 | 0,1 | |||
Dynamoblech; 0,5 am | 4,8 | 102 | 0,43 | 0,5 | ~» 2000 |
170
11,3 |
175
11,3 |
21
6,3 |
|||
Sinterferrit
Luftspalt s-0 s - 2 am |
5,18 | I\J -IQ4· | 1,1 | 0,3 a» |
12,0 | - | - | - | |||
Carbonyleisen
Hassekern |
8,0 | ||||||||||
Claims (9)
1. Verfahren zur Herstellung von Preßmassen mit weichmagnetischen Eigenschaften durch Pressen eines Gemisches aus weichmagnetischem
Material und einem Kunstharz als Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch aus Eisenpulver,
das durch Verdüsung, als Schwamm- oder Elektrolyteisenpulver gewonnen wurde, und Carbonyleisenpulver mit einem
duroplastischen Kunstharz in flüssiger Form gemischt, die so hergestellte Preßmasse in eine beheizte Preßform gefüllt
und dann gepreßt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das weichmagnetische Material neben Eisenpulver der angegebenen
Art 5 bis 50 Gew.-/? Carbonyleisenpulver enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Carbonyleisenpulver ganz oder teilweise durch Weichferritpulver
ersetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Eisenpulver eine mittlere Korngröße von 30 bis
,um aufweist.
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5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das
Weichferritpulver eine mittlere Korngröße von 10 bis 200 ,um
aufweist.
6. Verfahren nach Anspruch I3 dadurch gekennzeichnet;, daß
als duroplastisches Kunstharz Polyesterharz oder Phenolharz verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch I3 dadurch gekennzeichnet., daß
der Gesamtfüllgrad der Preßmasse 40 bis 60 Vol.-Si beträgt.
8. Verfahren nach Anspruch I3 dadurch gekennzeichnet, daß
der Preßdruck zwischen 200 und 2000 bar beträgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 83 gekennzeichnet
durch die Verwendung einer Preßform, die Spalte aufweist3
deren Weite kleiner ist als die mittlere Korngröße des weichmagnetischen Materials.
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