DE2824257A1 - Sinter-bauteil in elektromagnetischen maschinen - Google Patents

Sinter-bauteil in elektromagnetischen maschinen

Info

Publication number
DE2824257A1
DE2824257A1 DE19782824257 DE2824257A DE2824257A1 DE 2824257 A1 DE2824257 A1 DE 2824257A1 DE 19782824257 DE19782824257 DE 19782824257 DE 2824257 A DE2824257 A DE 2824257A DE 2824257 A1 DE2824257 A1 DE 2824257A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sintered
powder
blank
ferromagnetic
molded part
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19782824257
Other languages
English (en)
Other versions
DE2824257C2 (de
Inventor
Joachim Dipl Phys Grosse
Heinrich Dr Haessler
Heinz Hammerl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE2824257A priority Critical patent/DE2824257C2/de
Priority to JP6874379A priority patent/JPS54162106A/ja
Publication of DE2824257A1 publication Critical patent/DE2824257A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2824257C2 publication Critical patent/DE2824257C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/20Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder
    • H01F1/22Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/09Mixtures of metallic powders
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/06Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/02Details of the magnetic circuit characterised by the magnetic material
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Description

  • Sinter-Bauteil in elektromagnetischen Maschinen
  • Die Erfindung betrifft ein Formteil aus gesintertem Verbundwerkstoff in elektromagnetischen Maschinen, bei dem das Verhältnis von Seitenwandhöhe zur Seitenwandstärke mindestens 4 beträgt.
  • Aus der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 27 18 975.9 ist ein Formteil aus gesintertem Verbundwerkstoff bekannt, das als Schaltstück für elektrische Schaltgeräte ausgebildet ist und aus einem wannenförmigen Tragkörper aus Eisen und einer Kontaktauflage aus Kupfer besteht. Der Tragkörper weist dabei eine im wesentlichen flache Grundfläche auf, an der verhältnismäßig dicke und niedrige Wände angesetzt sind. Die Kontaktauflage ist nur auf der Grundfläche (Boden) des Tragkörpers aufgebracht. Zu seiner Herstellung wird ein Zwei -schichtpulverrohling aus Eisen und Kupfer gepreßt, in Schutzgas gesintert, kalibriert und abermals gesintert und anschließend durch Rückwärts-Napffließpressen geformt. Die Geometrie des Formteiles erfordert nur eine geringe Napfhöhe während des Napffließpressens, wobei sich die Kupferschicht senkrecht zur Fließrichtung beim Fließpressen erstreckt.
  • Für Motorläufer und andere elektromagnetisch beanspruchte Bauteile mit komplizierteren Geometrien, insbesondere hohlkörperartige oder topfförmige Bauteile, werden Materialien benötigt, die ferromagnetisch, elektrisch gut leitfähig und thermisch stark belastbar sind. Dadurch sollen die elektromagnetischen Verluste herabgesetzt und thermische Veränderungen der Bauteile vermieden werden. Weicheisen oder andere homogene Materialien erfüllen diese Bedingungen häufig nicht zufriedenstellend.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,die elektromagnetische und thermische Belastbarkeit bei einem Formteil zu verbessern, das nicht im wesentlichen flach ist, d.h. das außer einer nur unwesentlich unebenen Grundfläche (Boden) noch wenigstens eine aus der Grundfläche herausragende Wand (Seitenwand) besitzt, wobei die Höhe der Wand wenigstens das vierfache der Wanddicke beträgt.
  • Dies wird durch ein Formteil aus gesintertem Verbundwerkstoff erreicht, bei dem die Seitenwand aus mehreren nebeneinander vorliegenden Werkstoff-Phasen besteht, die Werkstoff-Phasen längs der Wand gleichmäßig verteilt sind und wenigstens eine Werkstoff-Phase ferromagnetisch und wenigstens eine andere WeFkstoff-Phase elektrisch gut leitend ist.
  • Pulvermetallurgisch hergestellte, gesinterte Werkstoffe besitzen im allgemeinen eine gewisse Restporosität, die zu einer unerwünschten Erhöhung des elektrischen Widerstandes führen. Durch Verfahren, bei denen ein poröses Sintergerüst mit einer flüssigen Phase gefüllt werden, kann zwar die Porosität herabgesetzt werden, Jedoch kommt es dabei zu einem gewissen Eindiffundieren und Lösen der verschiedenen Werkstoffe, wodurch ebenfalls die Leitfähigkeit herabgesetzt wird. Außerdem könnten Versetzungen und andere Strukturveränderungen an den Grenzen der gesinterten Pulverteilchen die elektrischen Eigenschaften von Motorläufern und anderen Bauteilen elektromagnetischer Maschinen verschlechtern.
  • Uberraschenderweise hat es sich jedoch gezeigt, daß die Eigenschaften von Bauteilen der angegebenen Geometrie dadurch verbessert werden können, daß die Wand aus wenigstens einem ferromagnetischen und wenigstens einem anderen elektrisch gut leitenden Werkstoff hergestellt werden, die nebeneinander in räumlich getrennten Bereichen (Phasen) vorliegen.
  • Die Phasen sind derart entlang der Wand verteilt, daß über jeden Wandquerschnitt beide Phasen etwa im gleichen Verhältnis verteilt sind. Die Herstellung geht von entsprechenden Werkstoff-Pulvern aus, die durch Pressen und Sintern ohne flüssige Phase zu einem Rohling verarbeitet werden, aus dem durch Massivumformen das Formteil gebildet wird, wobei gleichzeitig die Restporosität des Rohlings entscheidend herabgesetzt wird.
  • Die Wand kann dabei aus einem Verbundwerkstoff bestehen, bei dem die Phasen in statistisch ineinander verteilten, durch Sintern miteinander verbundenen mikroskopischen Bereichen vorliegen. Sie kann aber auch als Zwei- oder Mehrschichter aufgebaut sein, bei dem die einzelnen Phasen jeweils in sich längs der Wand erstreckenden, gleichmäßig dicken Schichten vorliegen, die jeweils nur aus einem Werkstoff bestehen, wobei die Werkstoffkörner einer Schicht untereinander und mit den Werkstoffkörnern benachbarter Schichten durch Sintern verbunden sind. Um die angestrebte elektrische, magnetische und thermische Belastbarkeit zu erreichen, soll das Wandmaterial nur eine vernachlässigbare Restporosität aufweisen, wobei insbesondere Restporositäten unter 1 , angestrebt werden.
  • Die Herstellung eines derartigen nicht-flachen Formteiles mit dünnen, hohen Seitenwänden aus einem Verbundwerkstoff kann mit den üblichen pulvermetallurgischen Methoden nicht erreicht werden. Aus preßtechnischen Gründen können porenarme, maßgenaue Verbundwerkstoff-Teile nur mit einem begrenzten Verhältnis von Länge zu Dicke (hier Wandhöhe zu Wanddicke) erreicht werden. Außerdem zeigen die durch Pressen, Sintern und Kalibrieren hergestellten Sinter-Verbundwerkstoffe das für Sinterwerkstoffe typische spröde Verhalten. Durch eine Umformung mit ausgeprägtem Materialfluß läßt sich die für das Sprödbruchverhalten verantwortliche Porosität herabsetzen und man erhält verbesserte Werkstoffeigenschaften; übliche Umformungen dagegen z.B. Strangpressen oder Walzen, können zur Herstellung nicht-flacher Formteile nicht herangezogen werden.
  • Man kann ein derartiges Formteil mit statistisch verteilten mikroskopischen Bereichen der unterschiedlichen Phasen dadurch erreichen, daß zunächst Pulver mehrerer Materialien, von denen wenigstens eines ferromagnetisch und wenigstens eines elektrisch gut leitend ist, innig mischt. Aus der Mischung wird durch Pressen und Sintern unter Schutzgasatmosphäre oder Vakuum ein Rohling mit einer Porosität von höchstens 5 96 (RaumerfUllungsgrad mindestens 95 5') erzeugt. Preßdruck und Sintertemperatur werden so gewählt, daß keine flüssige Phase und auch keine Blasenbildung infolge überhöhten Preßdrucksauftritt. Anschließend wird der Rohling durch Massivumformen zum Formteil verarbeitet.
  • Vorteilhaft wird zur Erreichung der geringen Endporosität des Rohlings an den ersten Preß- und Sintervorgang ein Nachkalibrieren und Nachsintern angeschlossen. Zum Massivumformen wird der Rohling vorteilhaft fließgepreßt.
  • Als ferromagnetisches Material wird vorteilhaft Eisen und als elektrisch gut leitendes Material Kupfer verwendet. Das Verhältnis Eisen zu Kupfer kann dabei zwischen 1:4 und 4:1 liegen. Gegenüber geringeren Cu-Beimengungen, wie sie in der Eisen-Metallurgie zur besseren Verarbeitbarkeit gelegentlich verwendet werden, erreicht man durch diese Cu-Gehalte die angestrebte Verbesserung der elektromagnetischen Eigenschaften, insbesondere eine hohe Leitfähigkeit, des Formteils. Das Sintern der Pulvermischung findet bevorzugt während 0,5 bis 2 Stunden,insbesondere etwa 1 Stunde, in einer Schutzgasatmosphäre, z.B.
  • Formiergas mit 80 96 Stickstoff und 20 96 Wasserstoff, oder im Hochvakuum (unter 10 4 mbar) statt. Die Sintertemperatur beträgt vorteilhaft 800 bis 10500.
  • Die Preßdrucke betragen für das Vorpressen vorteilhaft 200 bis 400 MN m 2, für das Nachpressen 600 bis 800 MN. m 2.
  • In Tabelle 1 sind Versuchsergebnisse mit einer Fe/Cu-Pulvermischung der angegebenen Gewichtsverhältnisse aufgeführt. Die Mischung wird nur einmal mit den angegebenen Preßdrucken gepreßt und anschließend bei etwa 10000C gesintert. Sodann werden durch Rückwärts-Napffließpressen mit verschiedenen Stempeln topfförmige Formteile erzeugt. Bei einem Matrizendurchmesser von 31 mm werden Fließpreßstempel mit einem Preßflächen-Durchmesser von 12 bzw. 22 bzw.
  • 27 mm verwendet und dabei Umformgrade von 0,56 bzw.
  • 0,70 bzw. 1,42 erhalten. Die dabei auftretenden Umformkräfte sind in kN bei jedem Versuch angegeben.
  • Es zeigt sich, daß bei kleinen PreßCrucken und/oder bei geringen Kupfergehalten das durch das Fließpressen entstandene Produkt an der Innenwand eine Rißbildung zeigt, wie durch das Symbol "0" angedeutet. Bei hohen Preßdrucken treten an der Außenwand des Napfes Risse auf, wie durch das Symbol "X" gekennzeichent ist. In vielen Fällen, hauptsächlich bei hohen Umformungsgraden, treten sowohl innen wie außen Risse auf, wie durch das Symbol "-" gekennzeichnet ist.
  • In manchen Fällen, insbesondere bei höheren Kupfer gehalten und niedrigeren Umformungsgraden, kann bereits durch das einfache Pressen und Sintern einbefriedigendes Ergebnis erreicht werden, wie durch das Symbol "+" dargestellt ist.
  • Bei niedrigen Preßdrucken reicht die durch das Pressen erzielte Verdichtung nicht aus, um einen auch beim Fließpressen ausreichenden Zusammenhalt der Pulverteilchen zu gewährleisten. Bei hohen Preßdrucken hingegen tritt bereits ein Kaltversohweißen der Teilchen mit der Bildung von Gaseinschlüssen auf, die beim Sintern zu Gefüge störungen und damit ebenfalls zu Rissen beim Fließpressen führen. Ein ausreichendes Ergebnis wird nur erhalten, wenn die Bedingungen beim Pressen und Sintern so gewählt werden, daß die Porosität des gesinterten Rohlings 5 96 nicht überschreitet.
  • Dies kann auch durch ein zweites Nachpressen (Kalibrieren) mit höheren Drucken und ein zweites Sintern erreicht werden. Tabelle 2 zeigt die Versuchsergebnisse entsprechend Tabelle 1, wobei das erste Pressen mit den angegebenen Preßdrucken, das zweite Pressen mit 800 MN m 2 durchgeführt wird.
  • Die hier für das System Fe/Cu angegebenen vorteilhaften Bedingungen für das Pressen und Sintern können auch für andere Systeme als Richtwerte dienen, müssen jedoch den jeweiligen Verhältnissen entsprechend geändert werden, wie durch einfache Versuchsreihen nach der oben geschilderten Art Jederzeit festgestellt werden kann. Dabei muß lediglich ein Auftreten einer flüssigen Phase, ein unzureichendes Verdichten der Pulver im Rohling und die Bildung von Gaseinschlossen vermieden werden. Die Sintertemperatur wird vorteilhaft Jeweils knapp unter der Schmelztemperatur der am niedrigsten schmelzenden Komponente gewählt, wobei dann die Sinterzeiten so angepaßt werden, daß das gemäß der Erfindung angestrebte Sintern auch für die höher schmelzenden Komponenten noch erreicht wird. Tabelle 1 Fe/Cu Preßdruck (in MN m-2) Umform-(Gew.-%) 150 300 450 600 grad 30/70 160(0) 170(+) 180(+) 180(+) 0,16 30/70 500(-) 500(-) 520(x) 500(x) 0,70 30/70 700(-) 750(x) 840(+) 800(x) 1,42 50/50 150(0) 180(+) 180(+) 220(+) 0,16 50/50 560(-) 600(x) 600(+) 560(+) 0,70 50/50 780(-) 840(-) 900(-) 920(+) 1,42 70/30 150(0) 190(0) 210(+) 220(x) 0,16 70/30 560(-) 620(-) 620(-) 590(x) 0,70 70/30 860(-) 900(-) 1000(-) 980(x) 1,42 Tabelle 2 Fe/Cu Preßdruck (in MN m-2) Umform-(Gew.-%) 150 300 450 600 grad 30/70 180(+) 180(+) 190(+) 180(+) 0,16 30/70 500(+) 500(+) 520(+) 520(+) 0,70 30/70 800(+) 800(+) 820(+) 840(+) 1,42 50/50 200(+) 200(+) 200(+) 220(+) 0,16 50/50 580(+) 580(+) 580(+) 560(+) 0,70 50/50 880(+) 880(+) 900(+) 900(+) 1,42 70/30 220(+) 220(+) 230(+) 210(+) 0,16 70/30 600(x) 600(x) 630(+) 590(x) 0,70 70/30 1000(+) 1000(0) 980(+) 960(+) 1,42 Wie bereits erwähnt, kann die Wand bei einem Formteil nach der Erfindung auch in Art eines Mehrschichters die Phasen in parallel zur Wand verlaufenden Schichten enthalten. Ein Formteil mit einer mehrschichtigen Wand könnte man prinzipiell dadurch erhalten, daß man entsprechend geformte Formteile aus verschiedenen Materialien ineinander setzt und anschließend massiv umformt. Einen ausreichenden Zusammenhalt zwischen den Schichten erhält man jedoch nur, wenn der Umformungsgrad derart hoch gewählt werden kann, daß an der Grenzfläche eine Kaltverschweißung eintritt Dies ist in der Regel bei den angestrebten Formteil-Geometrien jedoch nicht möglich. Bei kleineren Umformungsgraden erhält man andererseits nur eine mechanische Verbindung zwischen den einzelnen Schichten, die häufig bereits sichtbare Risse zeigt und thermisch nicht belastbar ist.
  • Eine derartige Rißbildung kann jedoch vermieden werden, wenn für die Umformung ein Rohling hergestellt wird, bei dem die einzelnen Schichten durch einen Sintervorgang miteinander verbunden werden. Anschließend wird der Rohling, der einen Raumerfüllungsgrad von mindestens 95 96 aufweisen muß, fl.ießgepreßt.
  • Hierzu kann man vorteilhaft so vorgehen, daß Pulver mehrerer Werkstoffe, von denen wenigstens einer ferromagnetisch und wenigstens ein anderer elektrisch gut leitend ist, in einer Preßform derart nebeneinander aufgeschichtet und verpreßt werden, daß ein Rohling entsteht, der mehrere parallel zur Längsrichtung der Pließrichtung beim FließpresseX ausgerichtete Schihten enthält. Anschließend wird der Rohling in Vakuum oder Schutzgasatmosphäre gesintert. Die Bedingungen werden dabei so gewählt, daß eine maßgetreue Schichtung erhalten wird, daß keine flüssige Phase auftritt und daß die Bildung von Blasen oder Rissen an der Grenzflachs verhindert wird. Das bedeutet z.B., daß bei unterschiedlicher Verpreßbarkeit der verschiedenen Pulver der Preßdruck nicht zu hoch gewählt werden darf, damit es nicht zu einer unkontrollierten Verformung der Schichtung kommt oder keine Blasen, die zu Rissen führen, auftreten. Verformen und Reißen der Schichten kann auch auftreten, wenn die Pulver während der Behandlung unterschiedlich schrumpfen.
  • Dies karui z.B. durch Wahl der Forngrößen, Preßdruck, Druckhaltezeit, Schmierung, Sintertemperatur und -dauer, Atmosphäre etc. verhindert werden. Anschließend wird der Rohling durch Fließpressen zum Formteil verarbeit. Audi hier kann durch Nachressen und Nachsintern der angestrebte Raumerfüllangsgrad zuverlässig erreicht werden.
  • Für die Herstellung eines Eisen-Kupfer-Formteilen, wie es insbeJondere für Motorläufer vorteilhaft verwendet werden kann, können diese Bedingungen erreicht werden, wenn der Preßdruck beim ersten Pressen zwischen 200 und 400 MN m 2 und beim zweiten Pressen zwischen 400 und 800 MN m-2 gewählt wird. Das Sintern findet vorteilhaft knapp unter dem Schmelzpunkt der niedriger schmelzenden Komponente statt, was im Falze von Kupfer Sintertemperaturen von etwa 10000C 1Jedeutetj Das Sintern kann während 0,5 bis 2 Stunden, vorteilhaft etwa 1 Stunde, im Vakuum (kleiner 10-4 4 mb) oder in Schutzgasatmosphäre stattfinden. Der Preßdruck während des abschlienen(.en Fließpressen ist von der angestrebten Geometrie des Formteiles, somit vom Umformgrad, abhängig.
  • Anhand von zwei Ausführungsbeispiele und vier Figuren wird das Wesen der Erfindung noch näher erläutert.
  • Fig. 1 zeigt einen napfförmigen Rotor für einen im Vakuum betriebenen Motorläufer, der thermisch stark belastet wird. Der Läufer hat die Form eines Napfes mit einem dicken Boden 1 und seitlichen Wänden 2.
  • Der Boden und die Innenseite der Wand besteht aus Eisen (3), die Außenfläche der Wand aus Kupfer (4).
  • Derartige Läufer wurden bisher durch Vernieten eines Kupferrohres mit einem entsprechenden Eisenteil hergestellt. Da der Läufer im kurzzeitigen Stoßbetrieb stark erwärmt wird, verwirft sich das Kupferrohr aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehungskoeffizienten, so daß bei hohen Drehzahlen Unwuchtprobleme auftreten. Selbst wenn zur Herstellung eines derartigen Läufers auf ein entsprechend geformtes Eisenteil ein Kupferrohr aufgeschoben und die beiden Teile einem anschließenden Kaltmassivumformen unterworfen werden, entsteht keine ausreichende Verbindung der beiden Materialien, da die Geometrie keine so weitgehende Umformung zuläßt, daß die Oxidhäute an der Grenzschicht der Materialien zerstört und eine weitgehende Kaltverschweißung der beiden Metalle auftritt.
  • Gemäß der Erfindung kann der Läufer jedoch erzeugt werden, indem ein Sinterrohling nach Fig. 2 erzeugt wird. Dies kann geschehen, indem in eine zylindrische Preßform eine Bodenschicht (10) aus Eisenpulver eingefüllt, eine dünne zylindrische Trennwand koaxial eingesetzt, das Innere der Trennwand ebenfalls mit Eisenpulver 11, der Zwischenraum zwischen Trennwand und Preßform mit Kupferpulver 12 ausgefüllt und anschließend die Trennwand herausgezogen wird. Sodann wird mit einem Preßdruck von MN m-2 gespreßt und im Vakuum bei 1000°C eine Stunde lang gesintert. Durch Kalibrieren bei einem Druck von 600 MN m-2 und anschließendem einstündingen sintern bei 1000°C wird die Porosität des Rohlings auf unter 5 % berabgesetzt, der Gasgehalt verringert und das Material weichgelüht.
  • Anschließend wird der esinterte Rohling durch Rückwärts-Nappffließpressen kalt umgeformt. Nach Abtrennen des oberen Napfrandes erhält man einen Läufer mit konzentrischer, bis in Bodennähe gleichmäßig starker Cu-Schicht und guter Grenzschichtfestigkeit auch termischer Belastung. Zur Verbesserung der elektrischen und mechanischen Eigenschaften kann der Läufer nochmals weichg. glüht werden.
  • Fig. 3 zeigt einen Läufer für einer anderen Elektromotor. Bei diesen nappförmigen Bauteil ist die Bauteillangs etwaa entsprechend der Bauteilbreite, jedoch sind die aus dem Rohre 30 herausragenden Seitenwände 31 um ein Vielfacher höher al. die Dicke d dieser Wande. Normalerweise wird ein derartiger Läufer aus Weicheisen hergestellt und ergibt einen in vielen Fällen noch zufriendstellenden Drehmomenten-Verlauf des Motors, der besser ist als bei einer Geometrie ähnlich der Fig. 1.
  • Überraschenderweise wird jedoch bei fast allen Drehzahlen ein größeres Drehmoment erhalten, wenn man den Läufer nicht massis aus Eisen, sondern aus einer Feßu-Pulvermischung herstellt. Dazu wird gemäß der Erfindung zunächst ein Rohling aus einer Eisen-Kupfer-Pulvermischung bei einem Freßdruck von 200 MN m-2 gepreßt, unter Schutzgas bei 1000°C eine Stunde gesintert, mit Preßdrucken zwischen 600 und 800 MN m-2 nachkalibriert und nochmals gesintert. Durch Nappfließ- pressen wird der Napf nach Fig. 3 hergestllet. Es ergibt sich parallel zur Napfachse en Gefüge, bei dem entsprechend Fig. 4 faserförmige Bereiche aus Eisen (40) und Kupfer (41) statisch ineinander verteilt sind. Dadurch können die magnetischen Eigenschaften verbessert werden, insbesondere werden elektromagnetische Verluste verringer+.
  • 10 Patentansprüche 4 Figuren

Claims (10)

  1. Patentansprüche 1. Formteil aus gesintes-tem Verbundwerkstoff als Bauteil in elektromagnetischen Maschinell, hei dem das Verhältnis von Seitenwandhöhe zur Seitenwandstärke mindestens 4 beträgt, da dur c h g e k e n n -z e i c h n e t / daß die Seitenwand aus mehreren nebeneinander vorliegenden Werkstoff-Phasen besteht, daß die Werkstoff-Phasen längs der Wand gleichmäßig verteilt sind und daß wenigstens eine Phase ferromagnetisch und wenigstens eine andere Phase elektrisch gut leitend ist.
  2. 2. Verfahren zum Herstellen eines Formteiles nach Anspruch 1, bei dem die Werkstoff-Phasen parallel zur Wand in nebeneinanderliegenden Schichten ver laufen, d a d u r c h g e k e 1 n z e i c h n e t daß Pulver mehrerer Werkstoffe, von denen wenigstens einer ferromagnetisch und wenigstens ein anderer gut elektrisch leitend ist, in eine f-'reßfJorm geschichtet werden, derart, daß sich die Schichten parallel zur Längsrichtung erstrecken, daß die geschichteten Pulver durch Pressen und Sintern ohne flüssige Phase unter Schutzgasatmosphäre oder Vakuum zu einem rißfreien und blasenfrelen Rohling mit einem Raumerfüllungsgrad von mindestens 95 % und maßgetreuer Schichtung verarbeitet werden und daß der Rohling nit einem Materialfluß in Längsrichtung fließgepreßt wird.
  3. 3. Verfahren zum Herstellen eines Formteiles nach Anspruch 1, bei dem die WerkstoffPhasen in statistisch verteilten Bereichen vorliegen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Pulver mehrerer Werkstoffe, von denen wenigstens einem ferromagnetisch und wenigstens einer elektrisch gut leitend ist, innig gemischt und durch Pressen und Sintern ohne flüssige Phase unter Schutzgas oder Vakuum zu einem Rohling mit einem Raumerfüllungsgrad von mindestens 95 % verarbeitet und daß der Rohling zum Formteil massiv umgeformt wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zur Erzeugung des Rohlings die gepreßten und gesinterten Pulver nachgepreßt und nachgesintert werden.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 2 oder den Ansprüche 2 und 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß als ferromagnetischer Werkstoff Eisenpulver und als elektrisch gut leitender Werkstoff Kupferpulver verwendet wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 3 oder den Ansprüchen 3 und 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß als ferromagnetischer Werkstoff Eisenpulver und als elektrisch gut leitender Werkstoff Kupferpulver im Verhältnis 1:4 bis 4:1 verwendet wird.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß mit Drucken zwischen 200 und 4 MN m 2 gepreßt wird.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 4 und einem der Ansprüche 5 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß mit Drucken zwischen 600 und 800 MN m 2 nachgepreßt wird.
  9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß während 0,5 bis 2 Stunden bei Temperaturen zwischen 800 und 10500C gesintert wird.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 9, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t ,Aaß während einer Stunde bei etwa 1000°C gesintert wird.
DE2824257A 1978-06-02 1978-06-02 Verfahren zum Herstellen eines hohlkörperartigen Bauteiles mit verbesserter thermischer Belastbarkeit in elektromagnetischen Maschinen Expired DE2824257C2 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2824257A DE2824257C2 (de) 1978-06-02 1978-06-02 Verfahren zum Herstellen eines hohlkörperartigen Bauteiles mit verbesserter thermischer Belastbarkeit in elektromagnetischen Maschinen
JP6874379A JPS54162106A (en) 1978-06-02 1979-06-01 Molding material made of composite sintered material for electromagnetic machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2824257A DE2824257C2 (de) 1978-06-02 1978-06-02 Verfahren zum Herstellen eines hohlkörperartigen Bauteiles mit verbesserter thermischer Belastbarkeit in elektromagnetischen Maschinen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2824257A1 true DE2824257A1 (de) 1979-12-06
DE2824257C2 DE2824257C2 (de) 1986-04-17

Family

ID=6040883

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2824257A Expired DE2824257C2 (de) 1978-06-02 1978-06-02 Verfahren zum Herstellen eines hohlkörperartigen Bauteiles mit verbesserter thermischer Belastbarkeit in elektromagnetischen Maschinen

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPS54162106A (de)
DE (1) DE2824257C2 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0230639A2 (de) * 1985-12-23 1987-08-05 Unique Mobility, Inc. Leichtgewichtiger elektromagnetischer Hochleistungsumwandler
EP0342296A1 (de) * 1988-05-18 1989-11-23 KABUSHIKI KAISHA KOBE SEIKO SHO also known as Kobe Steel Ltd. Verfahren zur Herstellung gesinterter Presslinge aus einer Al oder Cu enthaltenden Pulvermischung
DE10152151A1 (de) * 2001-10-25 2003-05-15 Buhler Motor Gmbh Permanentmagnetrotor
EP1424761A1 (de) * 2001-09-03 2004-06-02 Hitachi Powdered Metals Co., Ltd. Rotor des permanentmagnettyps und verfahren zu seiner herstellung

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5319844A (en) 1985-12-23 1994-06-14 Unique Mobility, Inc. Method of making an electromagnetic transducer
DE4307560C2 (de) * 1993-03-10 2001-10-25 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung eines bereichsweise unterschiedlichen Belastungsarten ausgesetzten Maschinenteils
CN101606301A (zh) * 2007-02-05 2009-12-16 阿尔斯托姆科技有限公司 涡轮发电机

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1163808A (en) * 1967-09-07 1969-09-10 Wiggin & Co Ltd Henry Manufacture of Sintered Metal Articles
DE2205439A1 (de) * 1972-02-03 1973-08-16 Ball Corp Verfahren zur herstellung von mehrschichtigen hohlkoerpern

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1163808A (en) * 1967-09-07 1969-09-10 Wiggin & Co Ltd Henry Manufacture of Sintered Metal Articles
DE2205439A1 (de) * 1972-02-03 1973-08-16 Ball Corp Verfahren zur herstellung von mehrschichtigen hohlkoerpern

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
US-Z.: "Machinery", 26.Feb. 1964, S.463-465 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0230639A2 (de) * 1985-12-23 1987-08-05 Unique Mobility, Inc. Leichtgewichtiger elektromagnetischer Hochleistungsumwandler
EP0230639A3 (en) * 1985-12-23 1987-08-19 Unique Mobility Inc Lightweight high power electromagnetic transducer
EP0342296A1 (de) * 1988-05-18 1989-11-23 KABUSHIKI KAISHA KOBE SEIKO SHO also known as Kobe Steel Ltd. Verfahren zur Herstellung gesinterter Presslinge aus einer Al oder Cu enthaltenden Pulvermischung
US4943319A (en) * 1988-05-18 1990-07-24 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Process for producing highly functional composite material and composite material obtained thereby
EP1424761A1 (de) * 2001-09-03 2004-06-02 Hitachi Powdered Metals Co., Ltd. Rotor des permanentmagnettyps und verfahren zu seiner herstellung
EP1424761A4 (de) * 2001-09-03 2004-11-17 Hitachi Powdered Metals Rotor des permanentmagnettyps und verfahren zu seiner herstellung
US7151334B2 (en) 2001-09-03 2006-12-19 Hitachi Powdered Metals Co., Ltd. Permanent magnet type rotor and method of manufacturing the rotor
DE10152151A1 (de) * 2001-10-25 2003-05-15 Buhler Motor Gmbh Permanentmagnetrotor

Also Published As

Publication number Publication date
DE2824257C2 (de) 1986-04-17
JPS54162106A (en) 1979-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4211319C2 (de) Verfahren zur Herstellung von Sintereisen-Formteilen mit porenfreier Zone
DE69920621T2 (de) Verfahren zur herstellung von sinterteilen
EP2870328B1 (de) Hochwärmeleitender ventilsitzring
DE2522832C2 (de) Verfahren zur Herstellung von Chrom- Kupfer-Kontakten für Vakuumschalter
DE19756608C2 (de) Flüssigphasengesinterte Metallformteile und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE3007008A1 (de) Verschleissfestes teil fuer brennkraftmaschinen und verfahren zu dessen herstellung
EP3723249A1 (de) Verfahren zur fertigung eines magnetblechs und eines magnetblechstapels sowie elektrische maschine und elektrisches fahrzeug
WO2013030123A1 (de) Verfahren zur herstellung eines halbzeugs für elektrische kontakte sowie kontaktstück
DE3629239A1 (de) Verfahren zur herstellung eines gleit- bzw. schiebeverbundwerkstoffs
DE2824257A1 (de) Sinter-bauteil in elektromagnetischen maschinen
DE2258485A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung von guss- und pressformen
DE2366048A1 (de) Aufgrund einer waermebehandlung einen festen schichtenverband bildender schichtwerkstoff mit einer mehrzahl von lagen aus magnetisch weichem material die jeweils durch zwischenlagen voneinander getrennt sind, und verfahren zu seiner herstellung
DE102020130988A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Schichtanordnung aus Elektroblech, danach hergestellte Schichtanordnung, Rotor oder Stator sowie Elektromotor
DE102017223268A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Materials, magnetisches Material, Hartmagnet, Elektromotor, Starter und Generator
DE2822665A1 (de) Gluehkathodenmaterial
DE2821429C2 (de) Streifen-, Draht-, Stangen- oder Plattengegenstand mit einer Plattierung aus Edelstahl
EP0045985A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Kupferbasis-Gedächtnislegierung
DE2748566C3 (de) Drehanode für eine Röntgenröhre und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE2504032C2 (de)
DE2166925C3 (de) Verfahren zum Herstellen von Zweischichten-Kontaktstücken als Formteil
DE3421858C2 (de)
EP0099015B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Sinterstahl hoher Raumerfüllung durch Einfachsintertechnik
DE3229626A1 (de) Vorrichtung zum herstellen eines schichtfoermigen halbzeuges
DE2636279B1 (de) Verfahren zur Herstellung von poroesen Anodenkoerpern
DE102007054455B3 (de) Verfahren zum Herstellen eines metallischen Verbunds

Legal Events

Date Code Title Description
OAP Request for examination filed
OD Request for examination
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee