EP1905047B1 - Verfahren zur herstellung eines weichmagnetischen kerns für generatoren sowie generator mit einem derartigen kern - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines weichmagnetischen kerns für generatoren sowie generator mit einem derartigen kern Download PDF

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EP1905047B1
EP1905047B1 EP06761818.1A EP06761818A EP1905047B1 EP 1905047 B1 EP1905047 B1 EP 1905047B1 EP 06761818 A EP06761818 A EP 06761818A EP 1905047 B1 EP1905047 B1 EP 1905047B1
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EP
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sheets
soft
core
laminated core
magnetic
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Joachim Gerster
Witold Pieper
Rudi Ansmann
Michael KÖHLER
Michael Von Pyschow
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Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Original Assignee
Vacuumschmelze GmbH and Co KG
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    • Y10T29/49075—Electromagnet, transformer or inductor including permanent magnet or core
    • Y10T29/49078—Laminated

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a soft-magnetic core for generators and to a generator with such a core.
  • a generator of layers of FeCoV alloy is for example from WO 02/055749 A1 known.
  • a plurality of magnetically formable by a final annealing process sheets of a soft magnetic alloy is stacked and given this stack the shape of a soft magnetic core by eroding the laminated core.
  • Such a method for producing a core into a stack of a plurality of thin-walled layers of a magnetically conductive material is disclosed in the document CH 668 331 A5 known.
  • the cold-rolled soft magnetic sheets for the individual layers are stacked in the same orientation and eroded to the final shape of the core.
  • a final annealing of the core of several thin-walled layers of a magnetically conductive material may follow after eroding.
  • cold rolling forms a crystalline texture that can cause anisotropies in the magnetic and mechanical properties.
  • anisotropies are not desirable for rotating cores of, for example, a high-speed rotor or stators interacting with rotating parts, since for such applications an exact rotationally symmetrical distribution of the magnetic and mechanical properties is desirable.
  • a soft magnetic FeCoV alloy is in the EP 1 475 450 A1 disclosed.
  • a soft magnetic FeCoSi alloy is in the DE 198 02 349 A1 disclosed.
  • the US 3,337,373 discloses sheets of an alloy with Si, Cr and Fe having a (100) [001] texture.
  • the object of the invention is to provide a method for producing a soft magnetic core for generators and a generator with such a core, whereby the above-mentioned problems are overcome.
  • a soft magnetic core is to be produced which is suitable for large-volume applications in corresponding high-speed generators.
  • An electrically insulating coating is applied to the magnetically formed sheets at least on one side prior to stacking.
  • a plurality of magnetically formed and / or magnetically formable sheets of a binary cobalt / iron alloy (CoFe alloy) or a ternary cobalt / iron / vanadium alloy (CoFeV alloy) are produced, wherein the sheets have a cold rolling texture.
  • Such binary iron-cobalt alloys with a cobalt content between 33 and 55 wt.% are extremely brittle, which due to the formation of an ordered superstructure at temperatures below 730 ° C.
  • the addition of about 2% by weight of vanadium impairs the transition into this superstructure, so that a relatively good cold workability after quenching to room temperature can be achieved from temperatures above 730 ° C.
  • the known iron-cobalt-vanadium alloys come into consideration, which contain about 49 wt.% Iron, about 49 wt.% Cobalt and about 2 wt.% Vanadium.
  • This ternary alloy system has been known for a long time. It is for example in " RM Bozorth, Ferromagnetism, van Nostrand, New York (1951 This vanadium-containing iron-cobalt alloy is characterized by its very high saturation induction of about 2.4 T.
  • the US 3,634,072 Therefore proposes as ductility-increasing additives an addition of 0.02 to 0.5 wt.% Niobium and / or 0.07 to 0.3 wt.% Zirconium before.
  • Niobium which by the way can also be replaced by the homologous tantalum, not only has the property in the iron-cobalt alloy system to strongly suppress the degree of order, which, for example, of RV Major and CM Orrock in "High Saturation Ternary Cobalt-Iron Based Alloys", IEEE Trans. Magn. 24 (1988), 1856-1858 , but it also inhibits grain growth.
  • All of the above alloys are eminently suitable for making the laminated cores of the present invention.
  • this plurality of sheets is stacked to form a laminated core. Is there now this stack of formable
  • This method has the advantage that in each case the structuring is carried out at the end of the entire production process for a soft magnetic core.
  • the structuring of the laminated core into a soft-magnetic core can take place by means of an erosion process.
  • spark erosion machining electrical discharge machining
  • the structuring can also be carried out by wire erosion which has the advantage that the laminated core with the aid of the wire electrode in an insulating fluid exactly erodes the preprogrammed profile of the soft magnetic core from the laminated core.
  • wire erosion a 100% monitoring of the final shape and the surface of the processed laminated core possible, so that surfaces with high dimensional accuracy and minimum tolerance can be achieved.
  • a machining operation for structuring the laminated core into a soft-magnetic core can also take place.
  • a final annealing of the CoFeV alloy under inert gas atmosphere at a forming temperature T F is performed between 500 ° C ⁇ T F ⁇ 940 ° C.
  • a change in length of about 0.2% in the rolling direction and a change in length of 0.1% in the transverse direction to the rolling direction in the subsequent forming determined.
  • the sheets change by 0.4 mm in one and only 0.2 mm in the other direction, so that the cross section of a cylindrical soft magnetic core of a circular shape before forming into a Ellipse shape after forming passes.
  • This change in shape is avoided by the inventive method by the erosion of the laminated core takes place only after the soft magnetic forming or after the final annealing of the CoFeV alloy.
  • the sheets are aligned with each other during stacking into a package under different texture directions.
  • This alignment in different directions of texture is in contrast to that of the document CH 668 331 A5 known approach and in this case has the advantage that, in particular for rotating soft magnetic cores, the tendencies to form imbalances are reduced.
  • texture-related anisotropies of the magnetic and mechanical properties are compensated and a rotationally symmetric distribution of the soft magnetic and mechanical properties is achieved.
  • the sheets are in relation aligned with their texture directions at a 45 ° angle in a clockwise or counterclockwise direction.
  • the lamellae or individual laminations of the package are formed before stacking, it is preferably ensured that the lamellae or individual laminations are extremely even in order to achieve the highest possible filling factor f with f ⁇ 90% for the laminated core.
  • the electrically insulated flat and finally annealed sheets are stacked staggered to compensate for a resulting during cold rolling lens profile in cross section. This lens profile is noticeable in that a difference of a few ⁇ m occurs between the sheet thickness in the edge region and that in the center region.
  • an electrically insulating coating is applied to the magnetically formed metal sheets at least on one side. Since already magnetically formed sheets have undergone a final annealing prior to stacking, this insulating coating for magnetic already formed sheets may well include a paint or resin coating, especially since the laminated core no longer has to be subjected to a final annealing. However, if magnetically formable metal sheets are stacked, a ceramic, electrically insulating coating is applied at least on one side prior to stacking, which withstands the above-mentioned forming temperatures. One possibility is to oxidize the magnetically-formed sheets prior to stacking in a steam atmosphere or in an oxygen-containing atmosphere to form an electrically insulating metal oxide layer. This has the advantage that an extremely thin and effective insulation between the metal plates occurs.
  • the laminated core of magnetically formable metal sheets is clamped between two steel plates as hotplate plates. These hot plates can also be used for fixing the laminated core in the subsequent erosion. Due to the steel plates, the position of the sheets is no longer changed, whereby a dimensionally accurate laminated core for both the inner diameter and the outer diameter and for the grooves, which are required for the soft magnetic core of a stator or rotor is obtained. In such dimensionally accurate grooves then the winding for a rotor or stator can be optimally accommodated, which allows high current densities in the groove cross-section in an advantageous manner.
  • a generator is provided with stator and rotor for high-speed aircraft turbines, wherein the stator and / or rotor has a soft magnetic laminated core.
  • the soft-magnetic core is formed from a dimensionally stable eroded laminated core of a stack of a plurality of soft-magnetically formed sheets of a CoFeV alloy.
  • the sheets of the laminated core in this case have a cold rolling texture, and are aligned in the laminated core in different texture directions to each other, the texture directions of the individual sheets are aligned at a 45 ° angle or at a 90 ° angle to each other.
  • Such a soft magnetic core has the advantage that it has a higher than average saturation induction of about 2.4 T and at the same time has the mechanical properties with a yield strength of about 600 MPa for the extreme loads, such as occur in generators for high-speed aircraft turbines with speeds between 10,000 rev / min 40,000 rev / min.
  • the texture directions of the individual sheets are aligned at a 45 ° angle to each other, so that compensate for the differences in the dimensional changes of the different directions of texture.
  • a thickness of the soft magnetic sheets in the laminated core preferably sheets with thicknesses d of d ⁇ 350 microns or d ⁇ 150 microns and in particular extremely thin sheets are used with thicknesses in the order of 75 microns.
  • These thin, soft-magnetic sheets have an electrically insulating coating on at least one side, wherein this insulating coating can be an oxide layer.
  • Ceramic coatings are used for sheets in laminated cores when the soft magnetic forming in the form of a final annealing of the laminated core is carried out after stacking and before the erusiven shaping.
  • this alloy may also have at least one element from the group Ni Zr, Ta or Nb as further alloying elements.
  • the zirconium content in a preferred embodiment of the invention is above 0.3% by weight, resulting in much better mechanical properties Properties can be achieved while achieving excellent magnetic properties.
  • the elements tantalum or niobium are added, whereby preferably a content of 0.04 ⁇ (Ta + 2 ⁇ Nb) ⁇ 0.8% by weight is maintained.
  • CoFeV alloy consisting of 35.0 ⁇ Co ⁇ 55.0% by weight, 0.75 ⁇ V ⁇ 2.5% by weight, 0 ⁇ (Ta + 2 x Nb) ⁇ 1.0 wt%, 0.3 ⁇ Zr ⁇ 1.5% by weight, Ni ⁇ 5.0% by weight, Remainder of Fe as well as melting and / or accidental impurities.
  • CoFeV alloy is advantageously used in order to achieve a weight reduction of the systems.
  • stator and rotor core packages of so-called reluctance motors For aerospace applications, in addition to high magnetic saturation and good soft magnetic properties of the material, extremely close dimensional tolerances are required.
  • stator At high speeds of up to 40,000 rpm, it is above all the rotor that must have high strength. In order to keep the losses at the high alternating field frequencies low, these packages for the soft magnetic core of the rotor or the stator of extremely thin soft magnetic sheets of 500, 350 or 150 microns or 75 microns are constructed.
  • the dimensions of a stator are in this embodiment of the invention with an outer diameter of about 250 mm, an inner diameter of about 150 mm at a plate thickness of 300 microns and a height of about 200 mm.
  • the following three main steps are to be carried out, namely once the magnetic annealing of electrically insulated sheets or strip sections, then optionally the oxidation annealing of these individual sheets or strip sections and finally forming a package and eroding a rotor core or stator core from this package.
  • the following process steps are carried out in detail.
  • a starting material with tight tolerance requirements on the starting strip in relation to its elliptical shape and its pucker is used as the starting material.
  • the thickness tolerances according to EN10140C must be observed. With a thickness of 350 ⁇ m this means a tolerance of +/- 15 ⁇ m, with a thickness of 150 ⁇ m this means a tolerance of +/- 8 ⁇ m and with a thickness of 75 ⁇ m this means a tolerance of +/- 5 ⁇ m.
  • a specially developed cutting device is used for a significantly lower burr when cutting the sheets from the strip.
  • 1-2 holes are punched to suspend the sheets in the oxidation plant.
  • Forming by means of final annealing is carried out between flat hot plates made of steel or ceramic. It is for the respective Stack height during annealing to ensure a homogeneous temperature distribution. The duration of the forming is 3 hours with a stack thickness of 4 cm and about 6 hours with a stack thickness of 7 cm. To this end, for the weighting of the sheet metal plates, hot plates with a thickness of 15 mm are used which lie flat and whose flatness is checked regularly. When stacking the sheets, the individual layers are to be turned together, so that the direction of the respective sheet in the stack changes several times.
  • punch rings and tensile specimens are added to each stack, whereby the amount of sample is also determined by the number of necessary subsequent oxidation anneals.
  • the magnetic properties are checked on the punched rings and the tensile strength is used to determine the mechanical limits.
  • the oxidation is then carried out by suspending the plates one at a time and without touching in an oxidation oven, and carrying out the oxidation under water vapor or in air.
  • the oxidation parameters depend on the Ummagnetleitersticiansfrequenzen and after the later request for the cohesive fixing of the laminated cores, depending on whether the laminated cores are glued together to form a stack or welded together.
  • the layer insulation is checked in each case by a resistance measurement, especially since non-insulated sheet metal areas in the package can lead to local loss maxima and thus cause local heating in the rotor or stator, which should be avoided.
  • a resistance measurement especially since non-insulated sheet metal areas in the package can lead to local loss maxima and thus cause local heating in the rotor or stator, which should be avoided.
  • the resulting soft magnetic core is dried and then stored dry.
  • the properties of the primary material and the quality of the final annealing can be determined, especially since a measurement of the magnetic property on the finished package is usually not possible.
  • the core After the core has been manufactured, it is tested again, wherein in one implementation example of the invention a stator was produced in which it was possible to determine in the final dimensions that the outside diameter had a nominal value of approximately 250 mm and a tolerance of +0 / -0.4 mm showed an actual value deviation between -3 ⁇ m to -33 ⁇ m.
  • a target value of 180.00 + 0.1 / -0 mm was specified, and a deviation of the actual values between +10 ⁇ m to +15 ⁇ m could be determined.
  • the diameter in the slots in which the winding is to be inserted has a nominal value of 220,000 + 0,1 / - 0 mm and a deviation of the actual values resulted in +9 ⁇ m to +28 ⁇ m.
  • compliance with the values of the inner diameter and the inner diameter in the grooves is crucial in such a stator, since a regrinding of the surface is only possible to a limited extent.
  • small deviations in the outer diameter can be corrected by regrinding.
  • a "repair annealing” possible which corrects the negative effects of processing, insbesondre any magnetic damage to the laminated core due to erosion.
  • This "repair annealing” can be performed with the same parameters as the magnetic annealing.
  • the annealing is preferably carried out in a hydrogen atmosphere, and in the case of laminated cores with an oxide insulation coating, the annealing is preferably carried out under reduced pressure.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines weichmagnetischen Kerns für Generatoren sowie einen Generator mit einem derartigen Kern. Ein derartiger Generator aus Lagen einer FeCoV-Legierung ist beispielsweise aus der WO 02/055749 A1 bekannt.
  • Dazu wird eine Vielzahl durch einen Schlussglühprozess magnetisch formierbarer Bleche einer weichmagnetischen Legierung gestapelt und diesem Stapel die Form eines weichmagnetischen Kerns durch Erodieren des Blechpakets gegeben. Dazu ist es üblich, nach der endgültigen Formgebung des Blechpakets zu einem Kern ein Schlussglühen anzuschließen, um optimale magnetische Eigenschaften des Kerns in seiner endgültigen Form zu erreichen.
  • Ein derartiges Verfahren zur Herstellung eines Kerns zu einem Stapel mehrerer dünnwandiger Lagen aus einem magnetisch leitenden Material ist aus der Druckschrift CH 668 331 A5 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren werden die kalt gewalzten weichmagnetischen Bleche für die einzelnen Lagen in gleicher Ausrichtung aufeinander gestapelt und zu der endgültigen Form des Kerns erodiert. Ein Schlussglühen des Kerns aus mehreren dünnwandigen Lagen eines magnetisch leitenden Materials kann sich nach dem Erodieren anschließen.
  • In einem derartigen Fall besteht jedoch die Gefahr, dass durch das Schlussglühen bzw. Formatieren sich die Abmessungen des Kerns verändern. Insbesondere dann, wenn bei entsprechenden Phasenbildungen während des Schlussglühens bzw. Formatierens eine anisotrope Umordnung des weichmagnetischen Gefüges auftritt, was sich besonders bei großvolumigen weichmagnetischen Kernen auswirkt, da sich dann die anisotropischen Dimensionsverschiebungen verstärkt. Derartige anisotrope Änderungen können zusätzlich bei rotierenden Kernstrukturen zu Unwuchten führen, was erhebliche Probleme bei hochtourigen Maschinen, insbesondere bei Fluganwendungen, mit sich bringt.
  • Darüber hinaus bildet sich beim Kaltwalzen eine kristalline Textur aus, die Anisotropien der magnetischen und mechanischen Eigenschaften hervorrufen kann. Diese Anisotropien sind für rotierende Kerne beispielsweise eines hochtourigen Rotors oder mit rotierenden Teilen in Wechselwirkung stehenden Statoren nicht erwünscht, da für derartige Anwendungen eine exakt rotationssymetrische Verteilung der magnetischen und mechanischen Eigenschaften anzustreben ist.
  • Somit sind die Lehren aus der Druckschrift CH 668 331 A5 , bei der kaltgewalzte Bleche gleichförmig in Walzrichtung aufeinander zu stapeln sind, um die verstärkte magnetische Wirkung in Richtung der "GOSS-Textur" für stationäre Magnetköpfe zu nutzen, nicht auf die Erfordernisse von rotierenden Kernen übertragbar.
  • Eine weichmagnetische FeCoV-Legierung ist in der EP 1 475 450 A1 offenbart. Eine weichmagnetische FeCoSi-Legierung ist in der DE 198 02 349 A1 offenbart. Die US 3 337 373 offenbart Bleche aus einer Legierung mit Si, Cr und Fe, die eine (100)[001] - Textur aufweisen.
  • Es besteht somit der Bedarf, neue Fertigungswege zu entwickeln, um die Forderung nach rotationssymetrischer Gleichförmigkeit magnetischer und mechanischer Eigenschaften eines weichmagnetischen Kerns in Generatoren zu erfüllen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen eines weichmagnetischen Kerns für Generatoren sowie einen Generator mit einem derartigen Kern anzugeben, womit die oben erwähnten Probleme überwunden werden. Insbesondere soll ein weichmagnetischer Kern hergestellt werden, der für großvolumige Anwendungen in entsprechenden hochtourigen Generatoren geeignet ist.
  • Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung eines weichmagnetischen Kerns für Generatoren geschaffen, wobei das Verfahren die nachfolgenden Verfahrensschritte aufweist:
    • Herstellen einer Vielzahl magnetisch formierter Bleche einer CoFe-Legierung oder einer CoFeV-Legierung mittels einer Schlussglühung, die eine Textur aufweisen;
    • danach Stapeln der Vielzahl von Blechen zu einem Blechpaket;
    • danach Strukturieren des Blechpakets aus magnetisch formierten Blechen zu einem weichmagnetischen Kern, wobei das Strukturieren des Blechpakets zu einem weichmagnetischen Kern mittels eines Erosionsverfahrens, vorzugsweise mittels eines Drahterosionsverfahrens, oder mittels spanabhebender Bearbeitung oder mittels Wasserstrahlschneidens oder mittels Laserstrahlschneidens oder mittels wasserstrahlgeführten Laserstrahlschneidens erfolgt.
  • Auf die magnetisch formierten Bleche wird vor dem Stapeln mindestens einseitig eine elektrisch isolierende Beschichtung aufgebracht.
  • Erfindungsgemäß wird ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines weichmagnetischen Kerns für Generatoren bereitgestellt, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist:
    • Herstellen einer Vielzahl magnetisch formierbarer Bleche einer CoFe-Legierung oder einer CoFeV-Legierung, die eine Kaltwalztextur aufweisen;
    • danach Stapeln der Vielzahl von Blechen zu einem Blechpaket;
    • danach magnetisches Formieren des Blechpakets mittels einer Schlussglühung,
    • danach Strukturieren des magnetisch formierten Blechpakets zu einem weichmagnetischen Kern. Das Strukturieren des Blechpakets zu einem weichmagnetischen Kern erfolgt mittels eines Erosionsverfahrens, vorzugsweise mittels eines Drahterosionsverfahrens, oder mittels spanabhebender Bearbeitung oder mittels Wasserstrahlschneidens oder mittels Laserstrahlschneidens oder mittels wasserstrahlgeführten Laserstrahlschneidens.
  • Zunächst wird eine Vielzahl magnetisch formierter und/oder magnetisch formierbarer Bleche einer binären Kobalt-/EisenLegierung (CoFe-Legierung) oder einer ternären Kobalt-/Eisen/Vanadium-Legierung (CoFeV-Legierung) hergestellt, wobei die Bleche eine Kaltwalztextur aufweisen.
  • Solche binären Eisen-Kobalt-Legierungen mit einem Kobaltgehalt zwischen 33 und 55 Gew.% sind außerordentlich spröde, was auf die Bildung einer geordneten Überstruktur bei Temperaturen unterhalb 730°C zurückzuführen ist. Der Zusatz von ungefähr 2 Gew.% Vanadium beeinträchtigt den Übergang in diese Überstruktur, sodass eine relativ gute Kaltverformbarkeit nach Abschrecken auf Raumtemperatur von der Temperaturen oberhalb 730°C erreicht werden kann.
  • Als ternäre Grundlegierung kommen demnach die bekannten Eisen-Kobalt-Vanadium-Legierungen in Betracht, die ca. 49 Gew.% Eisen, ca. 49 Gew.% Kobalt und ca. 2 Gew.% Vanadium enthalten. Dieses ternäre Legierungssystem ist seit langer Zeit bekannt. Es wird beispielsweise in "R. M. Bozorth, Ferromagnetism, van Nostrand, New York (1951)" ausführlich beschrieben. Diese vanadiumhaltige Eisen-Kobalt-Legierung zeichnet sich durch ihre sehr hohe Sättigungsinduktion von ca. 2,4 T aus.
  • Eine Weiterentwicklung dieser ternären vanadiumhaltigen Kobalt-Eisen-Grundlegierung ist aus der US 3,634,072 bekannt. Dort wird bei der Herstellung von Legierungsbändern ein Abschrecken des warmgewalzten Legierungsbandes von einer Temperatur oberhalb der Phasenübergangstemperatur von 730ºC beschrieben. Dieser Prozess ist notwendig, damit die Legierung hinreichend duktil für das anschließende Kaltwalzen ist. Mit dem Abschrecken wird die Ordnungseinstellung unterdrückt. Fertigungstechnisch ist das Abschrecken jedoch sehr kritisch, da es bei den sogenannten Kaltwalzstichen sehr leicht zu Bandbrüchen kommen kann. Deshalb wurden erhebliche Anstrengungen unternommen, um die Duktilität der Legierungsbänder zu steigern und damit die Fertigungssicherheit zu erhöhen.
  • Die US 3,634,072 schlägt daher als duktilitätssteigernde Zusätze eine Zugabe von 0,02 bis 0,5 Gew.% Niob und/oder 0,07 bis 0,3 Gew.% Zirkon vor.
  • Niob, das im Übrigen auch durch das homologe Tantal ersetzt werden kann, hat im Eisen-Kobalt-Legierungssystem nicht nur die Eigenschaft, den Ordnungsgrad stark zu unterdrücken, was beispielsweise von R. V. Major und C. M. Orrock in "High saturation ternary cobalt-iron based alloys", IEEE Trans. Magn. 24 (1988), 1856-1858, beschrieben worden ist, sondern es hemmt auch das Kornwachstum.
  • Die Zugabe von Zirkon in den in der US 3,634,072 vorgeschlagenen Mengen von maximal 0,3 Gew.% hemmt ebenfalls das Kornwachstum. Beide Mechanismen verbessern wesentlich die Duktilität der Legierung nach dem Abschrecken.
  • Neben dieser aus der US 3,634,072 bekannten hochfesten niob- und zirkonhaltigen Eisen-Kobalt-Vanadium-Legierung sind des Weiteren noch zirkonfreie Legierungen aus der US 5,501,747 bekannt.
  • Dort werden Eisen-Kobalt-Vanadium-Legierungen vorgeschlagen, die ihre Anwendung in schnelldrehenden Flugzeuggeneratoren und Magnetlagern finden. Die US 5,501,747 baut auf der Lehre der US 3,364,072 auf und schränkt den dort gelehrten Niobgehalt auf 0,15 - 0,5 Gew.% ein.
    Als besonders geeignet hat sich eine CoFeV-Legierung gezeigt, die aus
    35,0 ≤ Co ≤ 55,0 Gew.%,
    0,75 ≤ V ≤ 2,5 Gew.%,
    0 ≤ (Ta + 2 x Nb) ≤ 1,0 Gew.%,
    0,3 < Zr ≤ 1,5 Gew.%,
    Ni ≤ 5,0 Gew.%,
  • Rest Fe sowie erschmelzungsbedingten und/oder zufälligen Verunreinigungen besteht. Diese Legierung sowie die dazugehörigen Herstellverfahren sind ausführlich in der DE 103 20 350 B3 beschrieben, auf die hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird.
  • Darüberhinaus ist zusätzlich noch aus der DE 699 03 202 T2 bekannt, bei solchen ternären CoFeV-Legierungen den Borgehalt zwischen 0,001 und 0,003 Gew.% einzustellen, um eine bessere Warmwalzfähigkeit zu erzielen.
  • All diese oben genannten Legierungen eigenen sich hervorragend zur Herstellung der Blechpakete nach der vorliegenden Erfindung.
  • Anschließend wird diese Vielzahl der Bleche zu einem Blechpaket gestapelt. Besteht nun dieser Stapel aus formierbaren
  • Blechen, so wird noch vor einem Strukturieren des Blechpakets zu einem weichmagnetischen Kern das Formieren durch ein Schlussglühen des Blechpakets durchgeführt. Besteht jedoch das Blechpaket aus bereits weichmagnetisch formierten Blechen, so kann sich unmittelbar an das Stapeln das Strukturieren des magnetisch formierten Blechpakets bzw. des Pakets aus magnetisch formierten Blechen zu einem weichmagnetischen Kern anschließen.
  • Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass in jedem Fall das Strukturieren am Ende des gesamten Herstellungsverfahrens für einen weichmagnetischen Kern durchgeführt wird.
  • Das Strukturieren des Blechpakets zu einem weichmagnetischen Kern kann mittels eines Erosionsverfahren erfolgen.
  • Beim Erodieren wird ein Materialabtrag mittels einer Folge nicht stationärer elektrischer Entladungen erziehlt, wobei die Entladungen zeitlich voneinander getrennt sind, d. h., dass bei dieser Funkenerosion nur jeweils ein einziger Funke einmal entsteht. Die Funkenentladungen werden durch Spannungsquellen von über 200 V erzeugt und werden in einem dielektrischen Bearbeitungsmedium, in das das Blechpaket aus weichmagnetischen Lagen eingetaucht ist, durchgeführt. Dieses funkenerosive Bearbeitungsverfahren wird auch als elektroerosives Bearbeiten oder als EDM (electrical discharge machining) bezeichnet.
  • Das Strukturieren kann auch durch eine Drahterosion durchgeführt werden die den Vorteil hat, dass das Blechpaket mit Hilfe der Drahtelektrode in einer Isolierflüssigkeit exakt das vorprogrammierte Profil des weichmagnetischen Kerns aus dem Blechpaket erodiert. Dabei ist während der Drahterosion eine 100%-ige Überwachung der endgültigen Form und der Oberfläche des bearbeiteten Blechpakets möglich, so dass Oberflächen mit hoher Maßhaltigkeit und minimaler Toleranz erreicht werden können.
  • Sofern die geometrischen Randbedingungen des Blechpakets und die Materialeigenschaften der gestapelten Bleche es zulassen, kann auch eine spanabhebende Bearbeitung zum Strukturieren des Blechpakets zu einem weichmagnetischen Kern erfolgen.
  • Weitere Strukturierungsverfahren sind das Wasserstrahlschneiden und das Laserstrahlschneiden. Während beim wasserstrahlschneiden die Gefahr der Ausbildung von kraterförmigen Schnittkanten besteht, neigt das Laserstrahlschneiden dazu, abdampfendes Material als Mikrowulst neben den Schnittkanten abzuscheiden. Erst eine Kombination beider Verfahren ermöglicht eine hohe Schnittqualität beim Strukturieren des Blechstapels zu einem weichmagnetischen Kern. Dazu wird mittels Totalreflektion der divergierende Laserstrahl im Mikrowasserstrahl gehalten und das durch den Laserstrahl abgetragene Material wird mit Hilfe des Mikrowasserstrahls fortgerissen, sodass sich keine Ablagerungen auf den Schneidekanten bilden können. Folglich ergeben sich gratfreie Schnittprofile. Auch die Schnittkantenerwärmung ist vernachlässigbar gering, sodass kein thermischer Verzug auftritt. Mit dem wasserstrahlgeführten Laserstrahlschneiden sind Bohrungsdurchmesser dB erreichbar von dB ≤ 60 µm und Schnittbreiten bs mit bs ≤ 50 µm erreichbar. Durch die Wasserstrahlführung erfolgt in vorteilhafter Weise keinerlei Veränderung der Materialeigenschaften in den Schnittrandzonen.
  • In einem bevorzugten Durchführungsbeispiel des Verfahrens wird zum magnetischen Formatieren ein Schlussglühen der CoFeV-Legierung unter Inertgasatmoshphäre bei einer Formiertemperatur TF zwischen 500 °C ≤ TF ≤ 940 °C durchgeführt. Bei diesem weichmagnetischen Formatieren zeigt sich, dass die Kobalt-/Eisen-/Vanadium-Legierung anisotrop wächst, wobei die Dimensionsänderungen vermutlich durch die Ordnungseinstellung im System CoFe verursacht wird, und eine Anisotropie der Dimensionsänderung auf die beim Kaltwalzen entstehenden Textur zurückzuführen ist.
  • So wird eine Längenänderung von etwa 0,2 % in Walzrichtung und eine Längenänderung von 0,1 % in Querrichtung zur Walzrichtung beim nachfolgenden Formieren festgestellt. Wenn von einer Kerngröße von 200 mm ausgegangen wird, so ändern sich die Bleche um 0,4 mm in der einen und nur 0,2 mm in der anderen Richtung, so dass der Querschnitt eines zylindrischen weichmagnetischen Kerns von einer Kreisform vor dem Formieren in eine Ellipsenform nach dem Formieren übergeht. Diese Formänderung wird durch das erfindungsgemäße Verfahren vermieden, indem das Erodieren des Blechpakets erst nach dem weichmagnetischen Formieren bzw. nach dem Schlussglühen der CoFeV-Legierung erfolgt.
  • In einem weiteren bevorzugten Durchführungsbeispiel des Verfahrens werden die Bleche beim Stapeln zu einem Paket unter unterschiedlichen Texturrichtungen zueinander ausgerichtet. Dieses Ausrichten in unterschiedliche Texturrichtungen steht im Gegensatz zu dem aus der Druckschrift CH 668 331 A5 bekannten Vorgehensweise und hat in diesem Fall den Vorteil, dass insbesondere für rotierende weichmagnetische Kerne die Tendenzen Unwuchten auszubilden, vermindert werden. Außerdem werden texturbedingte Anisotropien der magnetischen und mechanischen Eigenschaften ausgeglichen und eine rotationssymmetrische Verteilung der weichmagnetischen und mechanischen Eigenschaften erreicht. Vorzugsweise werden die Bleche in Bezug auf ihre Texturrichtungen in einem 45°-Winkel im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn nacheinander ausgerichtet. Somit können die oben erwähnten Längendifferenzen, insbesondere wenn das weichmagnetische Formieren erst mit dem gesamten Blechpaket durchgeführt wird, besser ausgeglichen werden.
  • Wenn Einzellamellen bzw. Bleche des Pakets vor dem Stapeln formiert werden, so wird vorzugsweise darauf geachtet, dass die Lamellen bzw. Einzelbleche äußerst eben sind, um auf einen möglichst hohen Füllfaktor f mit f ≥ 90 % für das Blechpaket zu kommen. Die elektrisch isolierten ebenen und schlussgeglühten Bleche werden dazu versetzt gestapelt, um ein beim Kaltwalzen entstehendes Linsenprofil im Querschnitt zu kompensieren. Dieses Linsenprofil macht sich dadurch bemerkbar, dass zwischen der Blechdicke im Randbereich zu der im Mittenbereich ein Unterschied von wenigen µm auftritt. Doch bei Blechstapeln von 1000 und mehr Blechen, wie sie für den weichmagnetischen Kern eines Rotors oder Stators in einem Generator erforderlich werden, ergeben sich dabei Unterschiede von einigen Millimetern, so dass hier das Versetzen um einen 45°-Winkel oder einen 90°-Winkel eine zusätzliche Verbesserung und Vergleichmäßigung in dem Blechpaket ermöglicht.
  • Vor dem Stapeln wird auf die magnetisch formierten Bleche mindestens einseitig eine elektrisch isolierende Beschichtung aufgebracht. Da bereits magnetisch formierte Bleche ein Schlussglühen vor dem Stapeln durchlaufen haben, kann diese isolierende Beschichtung für magnetisch bereits formierte Bleche durchaus eine Lack- oder Harzbeschichtung beinhalten, zumal das Blechpaket nicht mehr einem Schlussglühen unterzogen werden muss. Werden jedoch magnetisch formierbare Bleche gestapelt, so wird vor dem Stapeln mindestens einseitig eine keramische, elektrisch isolierende Beschichtung aufgebracht, die den oben erwähnten Formierungstemperaturen standhält. Eine Möglichkeit ist es, die magnetisch formierten Bleche vor dem Stapeln in einer Wasserdampfatmosphäre oder in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre unter Bildung einer elektrisch isolierenden Metalloxidschicht zu oxidieren. Dieses hat den Vorteil, dass eine äußerst dünne und effektive Isolation zwischen den Metallplatten auftritt.
  • Für das Schlussglühen vor dem Erodieren wird das Blechpaket aus magnetisch formierbaren Blechen zwischen zwei Stahlplatten als Glühplatten eingespannt. Diese Glühplatten können bei dem nachfolgenden Erodieren ebenfalls für ein Fixieren des Blechpakets eingesetzt werden. Durch die Stahlplatten wird die Lage der Bleche nicht mehr verändert, wodurch ein maßgenaueres Blechpaket sowohl für den Innendurchmesser als auch für den Außendurchmesser sowie für die Nuten, die für den weichmagnetischen Kern eines Stators oder Rotors erforderlich sind, erhalten wird. In derartigen maßgenauen Nuten kann dann die Wicklung für einen Rotor oder Stator optimal untergebracht werden, was hohe Stromdichten im Nutenquerschnitt in vorteilhafter Weise ermöglicht.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Generator mit Stator und Rotor für hochtourige Flugturbinen geschaffen, wobei der Stator und/oder Rotor einen weichmagnetischen laminierten Kern aufweist. Der weichmagnetische Kern ist aus einem formstabil erodierten Blechpaket eines Stapels einer Vielzahl weichmagnetisch formierter Bleche einer CoFeV-Legierung geformt. Die Bleche des Blechpaketes weisen dabei eine Kaltwalztextur auf, und sind in dem Blechpaket in unterschiedlichen Texturrichtungen zueinander ausgerichtet, wobei die Texturrichtungen der einzelnen Bleche in einem 45°-Winkel oder in einem 90°-Winkel zueinander ausgerichtet sind. Ein derartiger weichmagnetischer Kern hat den Vorteil, dass er eine überdurchschnittlich hohe Sättigungsinduktion von etwa 2,4 T aufweist und gleichzeitig die mechanischen Eigenschaften mit einer Streckgrenze von über 600 MPa für die extremen Belastungen, wie sie in Generatoren für hochtourige Flugturbinen mit Drehzahlen zwischen 10.000 U/min 40.000 U/min auftreten, gewachsen ist.
  • Die Texturrichtungen der einzelnen Bleche sind in einem 45°-Winkel zueinander ausgerichtet, so dass sich die Unterschiede in den Dimensionsänderungen der unterschiedlichen Texturrichtungen ausgleichen. Für die Dicke der weichmagnetischen Bleche in dem Blechpaket werden vorzugsweise Bleche mit Dicken d von d < 350 µm oder von d < 150 µm und insbesondere äußerst dünne Bleche mit Dicken in der Größenordnung von 75 µm eingesetzt. Diese dünnen weichmagnetischen Bleche weisen mindestens einseitig eine elektrisch isolierende Beschichtung auf, wobei diese isolierende Beschichtung eine Oxidschicht sein kann.
  • Keramische Beschichtungen werden für Bleche in Blechpaketen dann eingesetzt, wenn das weichmagnetische Formieren in Form eines Schlussglühens des Blechpakets nach dem Stapeln und vor der erusiven Formgebung durchgeführt wird.
  • Abhängig von den Dimensionen, die für derartige weichmagnetische Kerne eines Rotors oder eines Stators erforderlich sind, wird eine Vielzahl n von weichmagnetisch formierten Blechen gestapelt, wobei die Zahl n ≥ 100 ist. Neben den Hauptbestandteilen der CoFeV-Legierung kann diese Legierung auch mindestens ein Element aus der Gruppe Ni Zr, Ta oder Nb als weitere Legierungselemente aufweisen. Dabei liegt der Zirkoniumgehalt in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung oberhalb 0,3 Gew.%, wodurch wesentlich bessere mechanische Eigenschaften unter gleichzeitiger Erzielung hervorragender magnetischer Eigenschaften erreicht werden.
  • Diese Verbesserung ist auch darauf zurückzuführen, dass es durch die Zugabe von Zirkon in einer Menge oberhalb von 0,3 Gew.% innerhalb des Gefüges der CoFeV-Legierung mitunter zur Ausbildung einer bisher nicht bekannten kubischen Laves-Phase zwischen den einzelnen Körner der CoFeV-Legierung kommt, die diesen positiven Einfluss auf die mechanischen und magnetischen Eigenschaften bewirken.
  • Um die Streckgrenzen über 600 MPa zu vergrößern, werden die Elemente Tantal oder Niob hinzulegiert, wobei vorzugsweise ein Gehalt von 0,04 ≤ (Ta + 2 x Nb) ≤ 0,8 Gew.% eingehalten wird.
  • Als besonders geeignet hat sich eine CoFeV-Legierung gezeigtbestehend aus
    35,0 ≤ Co ≤ 55,0 Gew.%,
    0,75 ≤ V ≤ 2,5 Gew.%,
    0 ≤ (Ta + 2 x Nb) ≤ 1,0 Gew.%,
    0,3 < Zr ≤ 1,5 Gew.%,
    Ni ≤ 5,0 Gew.%,
    Rest Fe sowie erschmelzungsbedingten und/oder zufälligen Verunreinigungen.
  • Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • Für Aktuatoren, Generatoren und/oder Elektromotoren für Luftfahrtanwendungen wird in vorteilhafter Weise eine CoFeV-Legierung eingesetzt, um eine Gewichtsreduktion der Systeme zu erreichen. Bei Stator- und Rotorblechpaketen von sog. Reluktanz-Motoren für Luftfahrtanwendungen werden neben einer hohen magnetischen Sättigung und guten weichmagnetischen Eigenschaften des Materials äußerst enge Toleranzen der Abmessungen gefordert.
  • Bei den hohen Drehzahlen bis zu 40.000 U/min muss vor allem der Rotor eine hohe Festigkeit aufweisen. Um auch die Verluste bei den hohen Wechselfeldfrequenzen niedrig zu halten, werden diese Pakete für den weichmagnetischen Kern des Rotors bzw. des Stators aus extrem dünnen weichmagnetischen Blechen von 500, 350 oder 150 µm oder 75 µm aufgebaut. Die Abmessungen eines Stators liegen bei dieser Ausführungsform der Erfindung bei einem Außendurchmesser von ca. 250 mm, einem Innendurchmesser von ca. 150 mm bei einer Blechdicke von 300 µm und einer Höhe von ca. 200 mm.
  • Dazu werden außen ca. 650 Bleche im Blechpaket für den Stator eingesetzt. Wie oben erwähnt bei den CoFeV-Legierungen nach einem magnetischen Schlussglühen oder Formieren von kaltgewalzten Bändern ein Längenwachstum von 0,2 % in Bandrichtung und ein Breitenwachstum von 0,1 % senkrecht zur Bandrichtung auf. Um dennoch die Maßhaltigkeit von Teilen mit engen Toleranzbereichen sicherzustellen, werden in dieser Ausführungsform der Erfindung, die Teile aus formierten Bändern hergestellt. Um die einzelnen Bleche voneinander zu isolieren, wird in dieser Ausführungsform der Erfindung ein Oxidationsglühen der Bleche nach dem Formieren angeschlossen. Wegen der geringen Blechdicken und den engen Maßtoleranzen wäre eine Einzelblechfertigung und ein anschließendes Stapeln dieser fertigen Bleche mit einem hohen Aufwand und hohen Ausfallraten verbunden. Somit wird bei dieser Durchführung des Verfahrens das Erodieren eines Paketes aus weichmagnetisch formierten und schlussgeglühten sowie oxidierten Blechen durchgeführt.
  • Zusammenfassend sind folgende drei Hauptschritte durchzuführen, nämlich einmal das magnetische Formieren bzw. Schlussglühen von elektrisch isolierten Blechen oder Bandabschnitten, anschließend optional das Oxidationsglühen dieser einzelnen Bleche bzw. Bandabschnitte und schließlich das Bilden eines Pakets und das Erodieren eines Rotorkerns bzw. Statorkerns aus diesem Paket. Dazu werden im einzelnen folgende Verfahrensschritte durchgeführt.
  • Zunächst wird als Vormaterial ein Vormaterial mit engen Toleranzforderungen an das Ausgangsband in Bezug auf seine Ellipsenform und seine Bogigkeit eingesetzt. Dabei sind die Dickentoleranzen nach der Norm EN10140C einzuhalten. Bei einer Dicke eines Bleches von 350 µm bedeutet das eine Toleranz von +/- 15 µm, bei einer Dicke von 150 µm bedeutet das eine Toleranz von +/- 8 µm und bei einer Dicke von 75 µm bedeutet das eine Toleranz von +/- 5 µm. Beim Schneiden der Bleche wird darauf geachtet, dass der Grat an den Rändern der Bleche gering gehalten wird.
  • Deshalb wird eine speziell entwickelte Ablängeinrichtung für einen deutlich geringeren Grat beim Ablängen der Bleche aus dem Band eingesetzt. Um die Bleche bei einem sich anschließenden Oxidationsprozess zu halten, werden in Bereichen, die nicht für den Kern des Rotors oder Stators gebraucht werden, 1 - 2 Löcher gestanzt, um die Bleche in der Oxidationsanlage aufzuhänge.
  • Das Formieren mittels Schlussglühen erfolgt zwischen ebenen Glühplatten aus Stahl oder aus Keramik. Dabei ist für die jeweilige Stapelhöhe beim Glühen eine homogene Temperaturverteilung sicherzustellen. Die Dauer des Formierens liegt bei 3 Stunden bei einer Stapeldicke von 4 cm und etwa bei 6 Stunden bei einer Stapeldicke von 7 cm. Dazu werden zur Beschwerung der Blechsplatten Glühplatten mit einer Dicke von 15 mm verwendet, die eben aufliegen und deren Ebenheit regelmäßig geprüft wird. Beim Aufstapeln der Bleche sind die einzelnen Lagen untereinander zu wenden, so dass die Richtung des jeweiligen Bogens im Stapel mehrfach wechselt.
  • Für eine Nachprüfung der Formatierung mittels Schlussglühens werden in jeden Stapel Stanzringe und Zugproben beigelegt, wobei die Probenmenge auch an der Anzahl der notwendigen folgenden Oxidationsglühungen bemessen wird. An den Stanzringen werden die magnetischen Eigenschaften überprüft und mit den Zugproben werden die mechanischen Grenzen ermittelt. Die Oxidation wiederum wird anschließend durchgeführt, indem die Platten einzeln und sich nicht berührend in einem Oxidationsofen aufgehängt werden und die Oxidation unter Wasserdampf oder an Luft durchgeführt wird. Dabei richten sich die Oxidationsparameter nach dem Ummagnetierungsierungsfrequenzen und nach der späteren Anforderung für das stoffschlüssige Fixieren der Blechpakete, je nachdem ob die Blechpakete zu einem Stapel zusammengeklebt oder zusammengeschweißt werden. Die Lagenisolation wird jeweils durch eine Widerstandsmessung überprüft, zumal nicht isolierte Blechbereiche im Paket zu lokalen Verlustmaxima führen können und damit eine lokale Aufheizung im Rotor oder Stator nach sich ziehen, was vermieden werden soll. Beim Stapeln zum Erodieren ist eine Versetzung der Bleche um einen 45°-Winkel von Vorteil.
  • Jedoch können sich durch die Ellipsenform des verwendeten Bandes mit einer größten Banddicke in der Mitte Luftspalte zwischen den Blechen am Stapelrand ergeben. Durch die 45°-Versetzung werden diese Luftspalte minimiert. Zum Erodieren wird das Blechpaket erst eingespannt, um ein Aufbiegen der Bleche während des Erosionsvorgangs zu verhindern und ein Eindringen von Isolierflüssigkeit zwischen die Bleche gering zu halten.
  • Nach dem Erodieren wird der entstandene weichmagnetische Kern getrocknet und anschließend trocken gelagert. Durch die Probenringe, die während des Formierens von jedem Stapel genommen werden, können die Eigenschaften des Vormaterials und die Qualität der Schlussglühung ermittelt werden, zumal eine Messung der Magneteigenschaft am fertigen Paket in der Regel nicht möglich ist. Nach dem Fertigen des Kerns wird dieser nochmals geprüft, wobei in einem Durchführungsbeispiel der Erfindung ein Stator hergestellt wurde, bei dem in den Endma-ßen festgestellt werden konnte, dass der Durchmesser außen mit einem Sollwert von ca. 250 mm und einer Toleranz +0/-0,4 mm eine Istwertabweichung zwischen -3 µm bis -33 µm zeigte.
  • Beim Innendurchmesser, und zwar auf den Zähnen, war ein Sollwert von 180,00 + 0,1/-0 mm vorgegeben, und eine Abweichung der Istwerte zwischen +10 µm bis +15 µm konnte festgestellt werden. Der Durchmesser in den Nuten, in die ja die Wicklung eingelegt werden soll, hat einen Sollwert von 220,000 + 0,1/- 0 mm und eine Abweichung der Istwerte ergab +9 µm bis +28 µm. Insbesondere die Einhaltung der Werte des Innendurchmessers und des Innendurchmessers in den Nuten ist bei einem derartigen Stator entscheident, da ein Nachschleifen der Oberfläche nur bedingt möglich ist. Hingegen können geringe Abweichungen beim Außendurchmesser durch Nachschleifen korrigiert werden.
  • Bei verschweissten Blechpaketen ist anschließend auch eine "Reparaturglühung" möglich, die die negativen Effekte der Verarbeitung, insbesondre eine etwaige magnetische Schädigung des Blechpakets infolge des Erodierens korrigiert. Diese "Reparaturglühung" kann mit den selben Parametern wie die magnetische Schlussglühung durchgeführt werden. Bei Blechpaketen mit keramischer Isolationsbeschichtung wird das Glühen vorzugsweise in einer Wasserstoffatmosphäre und bei Blechpaketen mit einer oxidischen Isolationsbeschichtung erfolgt das Glühen vorzugsweise unter Vakuum.

Claims (18)

  1. Verfahren zur Herstellung eines weichmagnetischen Kerns für Generatoren, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist:
    - Herstellen einer Vielzahl magnetisch formierter Bleche einer CoFe-Legierung oder einer CoFeV-Legierung mittels einer Schlussglühung aus Blechen, die eine Kaltwalztextur aufweisen;
    - danach Stapeln der Vielzahl von Blechen zu einem Blechpaket;
    - danach Strukturieren des Blechpakets aus magnetisch formierten Blechen zu einem weichmagnetischen Kern, wobei das Strukturieren des Blechpakets zu einem weichmagnetischen Kern mittels eines Erosionsverfahrens, vorzugsweise mittels eines Drahterosionsverfahrens, oder mittels spanabhebender Bearbeitung, oder mittels Wasserstrahlschneidens, oder mittels Laserstrahlschneidens, oder mittels wasserstrahlgeführten Laserstrahlschneidens erfolgt,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    auf die magnetisch formierten Bleche vor dem Stapeln mindestens einseitig eine elektrisch isolierende Beschichtung aufgebracht wird.
  2. Verfahren zur Herstellung eines weichmagnetischen Kerns für Generatoren, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist:
    - Herstellen einer Vielzahl magnetisch formierbarer Bleche einer CoFe-Legierung oder einer CoFeV-Legierung, die eine Kaltwalztextur aufweisen;
    - danach Stapeln der Vielzahl von Blechen zu einem Blechpaket;
    - danach magnetisches Formieren des Blechpakets mittels einer Schlussglühung,
    - danach Strukturieren des magnetisch formierten Blechpakets zu einem weichmagnetischen Kern,
    wobei
    das Strukturieren des Blechpakets zu einem weichmagnetischen Kern mittels eines Erosionsverfahrens, vorzugsweise mittels eines Drahterosionsverfahrens, oder mittels spanabhebender Bearbeitung, oder mittels Wasserstrahlschneidens, oder mittels Laserstrahlschneidens, oder mittels wasserstrahlgeführten Laserstrahlschneidens erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2,
    wobei
    auf die magnetisch formierbaren Bleche vor dem Stapeln mindestens einseitig eine keramische, elektrisch isolierende Beschichtung aufgebracht wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3,
    wobei
    das Blechpaket aus magnetisch formierbaren Blechen vor dem magnetischen Formieren zwischen zwei Glühplatten fixiert wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei
    die magnetisch formierten und/oder formierbaren Bleche vor dem Stapeln in einer oxidierenden Atmosphäre unter Bildung einer elektrisch isolierenden Metalloxidschicht oxidiert werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
    wobei
    zum magnetischen Formieren das Schlussglühen der CoFeLegierung unter Inertgasatmosphäre oder Vakuum bei einer Formiertemperatur TF zwischen 500°C ≤ TF ≤ 940°C durchgeführt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
    wobei
    die Bleche beim Stapeln zu einem Paket unter unterschiedlichen Texturrichtungen zueinander ausgerichtet werden.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7,
    wobei
    die Texturrichtungen der einzelnen Bleche in einem 45°-Winkel zueinander ausgerichtet werden.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei
    die Bleche vor dem Stapeln auf eine Dicke d mit 75 um ≤ d ≤ 500 um, vorzugsweise d ≤ 150 um, kaltgewalzt werden.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei
    für die Herstellung von Rotor- oder Statorkernen eine Vielzahl n an weichmagnetisch formierten und/oder formierbaren Blechen von n ≥ 100 gestapelt wird.
  11. Generator mit Stator und Rotor, wobei der Stator und/oder der Rotor einen weichmagnetischen laminierten nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 hergestellten Kern aufweisen, und wobei der weichmagnetische Kern das formstabile strukturierte Blechpaket des Stapels der Vielzahl weichmagnetisch formierter Bleche der CoFeVLegierung, die eine Kaltwalztextur aufweisen, umfasst, und wobei die Bleche in dem Blechpaket in unterschiedliche Texturrichtungen zueinander ausgerichtet sind,
    wobei
    die Texturrichtungen der einzelnen Bleche in einem 45°-Winkel oder in einem 90°-Winkel zueinander ausgerichtet sind.
  12. Generator nach Anspruch 11,
    wobei
    der Rotor des Generators mit dem laminierten Kern auf der Welle einer Flugturbine für Drehzahlen D zwischen 10.000 U/min < D ≤ 60.000 U/min angeordnet ist.
  13. Generator nach Anspruch 11 oder Anspruch 12,
    wobei
    die Bleche eine Dicke d mit 75 µm ≤ d ≤ 500 µm, vorzugsweise 150 µm < d ≤ 350 µm aufweisen.
  14. Generator nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
    wobei
    die weichmagnetischen Bleche mindestens einseitig eine elektrisch isolierende Oxidschicht aufweisen.
  15. Generator nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
    wobei
    die magnetisch formierbaren Bleche mindestens einseitig eine keramische, elektrisch isolierende Beschichtung aufweisen.
  16. Generator nach einem der Ansprüche 11 bis 15,
    wobei
    der weichmagnetische Kern des Rotors und/oder des Stators eine Vielzahl n an weichmagnetisch formierten Blechen mit n ≥ 100 aufweist.
  17. Generator nach einem der Ansprüche 11 bis 16,
    wobei
    die CoFeV-Legierung mindestens eines der Elemente aus der Gruppe Zr, Ta, Nb, als weiteres Legierungselement aufweist.
  18. Generator nach Anspruch 17,
    wobei
    die CoFeV-Legierung aus
    35,0 ≤ Co < 55,0 Gew.%,
    0,75 ≤ V < 2,5 Gew.%,
    0 ≤ (Ta + 2 x Nb) < 1,0 Gew.%,
    0,3 < Zr ≤ 1,5 Gew.%,
    Ni ≤ 5,0 Gew.%,
    Rest Fe sowie erschmelzungsbedingten und/oder zufälligen Verunreinigungen besteht.
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