EP4726747A1

EP4726747A1 - Verfahren zur herstellung eines magnetblechs, magnetblechstapel und elektrische maschine

Info

Publication number: EP4726747A1
Application number: EP24206173.7A
Authority: EP
Inventors: Stefan Denneler; Gotthard Rieger; Gabin Ternin-Rozat
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 2024-10-11
Filing date: 2024-10-11
Publication date: 2026-04-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Magnetblechs (2), umfassend folgende Schritte:
- Bereitstellen einer ersten viskosen Masse (4), wobei diese Hilfsbestandteile (5) und funktionale Bestandteile (6) aufweist und als funktionale Bestandteile Eisenpartikel (8) umfasst, die mindestens 96 Gew. % Eisen aufweisen,
- Bereitstellen einer zweiten viskosen Masse (10), wobei diese ebenfalls Hilfsbestandteile (5) und funktionale Bestandteile (12) aufweist und diese als funktionale Bestandteile (12) eine Eisen-Chrom-Nickel-Legierung (14) umfasst,
- Aufbringen der ersten viskosen Masse (4) auf eine Substratoberfläche (16), so dass eine erste Teilstruktur (18) des Magnetblechs (2) abgebildet wird,
- Aufbringen der zweiten viskosen Masse (10) auf die Substratoberfläche (16), so dass eine zweite Teilstruktur (20) des Magnetblechs (2) abgebildet wird,
- in der Art, dass beide Teilstrukturen (18, 20) eine flächige Ausdehnung auf der Substratoberfläche (16) aufweisen, deren Höhe (22) zwischen 30 µm und 500 µm beträgt und die Teilstrukturen (18, 20) an ihren Rändern (24) über diese Höhe (22) jeweils eine Grenzfläche (26) aufweisen und die beiden Teilstrukturen (18, 20) zumindest teilweise an ihren Grenzflächen (26) aneinander treffen und dort eine Grenzlinie (28) bilden, wobei die erste und die zweite Teilstruktur (18, 20) zusammen einen Magnetblechgrünkörper (30) bilden,
- thermisches Entfernen der Hilfsbestandteile aus dem Magnetblechgrünkörper (30) und
- Sintern des Magnetblechgrünkörpers (30), so dass ein Magnetblech (2) entsteht,

Die Erfindung zeichnet sich durch folgende Merkmale aus:
- die Eisenpartikel (8) der ersten viskosen Masse (4) zwischen 0,1 Gew % und 1 Gew. % Kohlenstoff enthalten,
- die funktionalen Bestandteile der zweiten viskosen Masse Siliziumpartikel (34) enthalten, wobei der Anteil der Siliziumpartikel (34) zwischen 1 Gew. % und 4,5 Gew. % der funktionalen Bestandteile (12) der zweiten viskosen Masse (10) beträgt und
- und das während des Sinterns eine Entkohlungsatmosphäre in einem Sinterraum (32) vorherrscht, so dass der Kohlenstoff aus den funktionalen Bestandteilen (6) der ersten viskosen Masse (4) zumindest teilweise entzogen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Magnetblechs nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, ein Magnetblechstapel nach Anspruch 14 sowie eine elektrische Maschine nach Anspruch 15.
Die Leistung von Elektrokraftmaschinen, insbesondere von Elektromotoren, wird im Wesentlichen von der max. Drehzahl und dem erreichtbaren Drehmoment bestimmt. Daher ist es erstrebenswert, Elektrokraftmaschinen so bereitzustellen, dass sie möglichst hohen Drehzahlen mechanisch standhalten können. Dies gilt insbesondere für die Rotoren von elektrischen Maschinen. Hier können zum einen bewickelte Asynchronmaschinen zum Einsatz kommen, es können jedoch auch sogenannte permanentmagnetfreie Synchronreluktanzmaschinen zum Einsatz kommen. Bei Synchronreluktanzmaschinen (SRM) werden nach dem Stand der Technik durch Stanzen der einzelnen Blechlagen und ein weiteres Verkleben von gelochten Magnetblechstrukturen Blechpakete hergestellt. Diese Magnetbleche nach dem Stand der Technik weisen ein Material homogener Zusammensetzung und Mikrostruktur auf, das sowohl den mechanischen Festigkeiten bei hohen Drehzahlen gerecht werden muss und zum anderen muss diese Materialkomponente den weichmagnetischen Anforderungen eines Magnetbleches genügen. Zudem treten bei einer derartigen einkomponentigen Konstruktion von Magnetblechen für Rotoren in Reluktanzmaschinen geringere Drehmomente auf, die durch magnetisch leitfähige Stege, auf die aus Stabilitätsgründen nicht verzichtet werden kann, hervorgerufen werden. Hierbei treten weiterhin konstruktive Zwänge auf, da die Stegstruktur ausreichend breit gewählt werden muss, um die mit steigender Drehzahl quadratisch ansteigende Zentripetalkräfte aufzunehmen, wodurch auch eine entsprechende Geräuschentwicklung verringert wird.
In letzter Zeit ist es gelungen, zweikomponentige Magnetbleche durch ein additives Herstellungsverfahren bereitzustellen, wobei mittels eines Druckverfahrens oder durch ein Schlickerverfahren oder ein Sprühverfahren auf einer Substratoberfläche zwei Viskose Massen mit unterschiedlichen funktionalen Bestandteilen aufgebracht (in der Regel aufgedruckt) werden. Diese viskosen Massen, die beispielsweise Druckpasten oder Schlicker sein können, werden so selektiv auf die Substratoberfläche aufgebracht, dass sie eine bestimmte funktionale Teilstruktur jeweils ausbilden. Dabei werden zum einen magnetisch vorteilhafte Materialien ausgewählt, die eine Teilstruktur des späteren Magnetblechs bilden, die für die magnetischen Eigenschaften wichtig ist. Zum anderen wird eine zweite Teilstruktur aufgebracht, die die mechanischen Eigenschaften des späteren Magnetblechs gewährleisten. Diese beiden Teilstrukturen ergänzen sich so, dass in der Draufsicht ein zweikomponentiges Magnetblech entsteht. Diese beiden aneinander angrenzenden Teilstrukturen werden anschließend einem Wärmebehandlungsprozess, insbesondere einem Sinterprozess, unterzogen, sodass nach einer Sinterung und einer Verdichtung des Magnetblechgrünkörpers, der aus den beiden Teilstrukturen zusammengesetzt ist, ein Magnetblech entsteht. Derartige Techniken sind beispielsweise in EP 4342672 A1 , in der EP 3921928 B1 , EP 3788701 A1 beschrieben.
Die Problematik dieser zweikomponentigen Magnetbleche besteht darin, dass die funktionalen Bestandteile der jeweiligen viskosen Masse, die in der Regel anorganische metallische Partikel sind, bei dem Sinterprozess unterschiedliche Schwindungen aufweisen, was an den Grenzflächen zwischen den Teilstrukturen schon zu Beginn der Schwindung zu Spannungen führt und beispielsweise in einer Verwölbung des Magnetblechs resultiert. Derartige Spannungen während des Herstellungsprozesses, aber auch thermisch bedingten (Wechsel-) Spannungen während des Betriebs des Rotors verringern wiederum die (Dauer-) Festigkeit des Magnetblechs bzw. des Magnetblechstapels und des Rotors der elektrischen Maschine, wodurch wiederum Einschränkungen in der Drehzahl bzw. Lebensdauer des Rotors an der elektrischen Maschine resultieren. Dies führt im Weiteren zu einer geringeren maximalen Leistung der elektrischen Maschine.
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Magnetblechs bereitzustellen, wobei das Magnetblech gegenüber dem Stand der Technik gleichermaßen bessere mechanische und bessere magnetische Eigenschaften aufweist und dabei die Bereitstellung eine elektrische Maschine ermöglicht, die gegenüber dem Stand der Technik höhere Drehzahlen bei besseren magnetischen Eigenschaften gewährleistet.
Die Lösung der Aufgabe besteht in einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, sowie in einem Magnetblechstapel nach Patentanspruch 14 und in einer elektrischen Maschine nach Patentanspruch 15.
Das Verfahren zur Herstellung eines Magnetblechs umfasst dabei folgende Schritte:

Bereitstellen einer ersten viskosen Masse, wobei diese Hilfsbestandteile und funktionale Bestandteile aufweist und als funktionale Bestandteile Eisenpartikel umfasst, die mindestens 96 % Eisen aufweisen,
Bereitstellen einer zweiten viskosen Masse, wobei diese ebenfalls Hilfsbestandteile und funktionale Bestandteile aufweist und diese als funktionale Bestandteile Eisen-Chrom-Nickel-Legierung umfasst;
Aufbringen der ersten viskosen Masse auf eine Substratoberfläche, sodass eine erste Teilstruktur des Magnetblechs abgebildet wird,
Aufbringen einer zweiten viskosen Masse auf die Substratoberfläche, sodass eine zweite Teilstruktur des Magnetblechs abgebildet wird,
in der Art, dass beide Teilstrukturen eine flächige Ausdehnung auf der Substratoberfläche aufweisen, deren Höhe 30 µm und 500 µm beträgt und die Teilstrukturen an ihren Rändern über diese Höhe jeweils eine Grenzfläche aufweisen und die beiden Teilstrukturen zumindest teilweise an ihren Grenzflächen aneinander treffen und dort eine Grenzlinie bilden, wobei die erste und die zweite Teilstruktur zusammen einen Magnetblechgrünkörper bilden,
thermisches Entfernen der Hilfsanteile aus dem Magnetblechgrünkörper und
Sintern des Magnetblechgrünkörpers, sodass eine Magnetblechstruktur entsteht.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass

die Eisenpartikel der ersten viskosen Masse zwischen 0,1 Gew.-% und 1 Gew.-% Kohlenstoff enthalten,
die funktionalen Bestandteile der zweiten viskosen Masse Siliziumpartikel enthalten, wobei der Anteil der Siliziumpartikel zwischen 1 Gew.-% und 4,5 Gew.-% der funktionalen Bestandteile der viskosen Masse beträgt und
dass während des Sinterns eine Entkohlungsatmosphäre in einem Sinterraum vorherrscht, sodass der Kohlenstoff aus dem funktionalen Bestandteil der ersten viskosen Masse zumindest teilweise entzogen wird.

Das beschriebene Verfahren unterscheidet sich vom Stand der Technik insbesondere in drei Merkmalen, zum einen zunächst darin, dass die Eisenpartikel der ersten viskosen Masse, die die magnetisch relevanten Teilstruktur des späteren Magnetblechs bildet, Kohlenstoff enthält. Das heißt als funktionale Bestandteile kann ein niedrig legierter (≤ 4 %) Eisenkohlenstoffstahl verwendet werden. Dieser wird wiederum während des Sinterns in einer Entkohlungsatmosphäre dem Material, das aus der ersten viskosen Masse stammt, entzogen, worauf ein Stahl mit einem sehr hohen Eisenanteil und großen Kristalliten und somit auch mit sehr guten weichmagnetischen Eigenschaften entsteht. Dieser auf dieser Weise gesinterte Stahl übersteigt die weichmagnetischen Eigenschaften von ansonsten verwendeten Eisen-Siliziumlegierungen für die Magnetbleche signifikant. Gleichzeitig wird den funktionalen Bestandteilen der zweiten viskosen Masse, die die Grundlage für die mechanisch tragende Teilstruktur des Magnetblechs bilden, Siliziumpartikel zugefügt. Diese Siliziumpartikel diffundieren während des Sinterprozesses in die Partikel der Eisen-Chrom-Nickel-Legierung, die die funktionalen Bestandteile der zweiten viskosen Masse zum Wesentlichen ausmachen. Diese Diffusion von Siliziumpartikeln in die Partikel der Eisen-Chrom-Nickel-Legierung bewirkt, dass in der reduzierenden Atmosphäre beim Sintern, also der Entkohlungsatmosphäre, die austenitische Struktur der Eisen-Chrom-Nickel-Legierung entsteht bzw. erhalten bleibt, wodurch die zweite Teilstruktur ihre Aufgabe als mechanisch stabilisierende Teilstruktur des Magnetblechs mittels eines austenitischen Stahls (der sich aus der besagten Eisen-Chrom-Nickel-Legierung ergibt) erfüllt.
Diese drei genannten kennzeichnenden Merkmale bewirken, dass einerseits aus der ersten viskosen Masse ein magnetisch hoch aktiver Werkstoff entsteht, der aus einem herkömmlichen niedrig legierten Kohlenstoffstahl entsteht und gleichzeitig die austenitische Struktur des tragenden hoch legierten Stahls erhalten bleibt, was insbesondere deshalb vorteilhaft ist, da der niedrig legierte Eisen-Kohlenstoffstahl in etwa dieselbe Verdichtungstemperatur aufweist wie der hoch legierte austenitische Stahl, wodurch wiederum bei einem sogenannten Co-Sintern von zwei unterschiedlichen Stählen die Verwölbung zwischen den einzelnen Teilstrukturen bzw. innerhalb des gesamten Magnetblechs erheblich reduziert wird und somit die mechanischen, thermischen Spannungen innerhalb des Magnetblechs reduziert werden. Dies wiederum führt zu einer höheren Belastbarkeit des so hergestellten Magnetblechs und des daraus resultierenden Magnetblechstapels und eines aus dem Magnetblechstapel gebildeten Rotors für eine elektrische Maschine, insbesondere für einen Reluktanzmotor.
Die Kombination der kennzeichnenden Merkmale der Erfindung bewirkt also, dass der Einsatz von Eisenbasiswerkstoffen für ein Magnetblech aus zwei Materialphasen bereitgestellt wird, wobei durch die Pulvermischung und durch die entsprechende entkohlende Gasführung während des Sinterprozesses die Sinterverdichtung (insbesondere bereits am Beginn der Sinterung, Definition s. unten) der beiden Eisenbasiswerkstoffe aufeinander angepasst werden, während ihre Eigenschaften sich nach der Sinterung -funktional optimiert- unterscheiden.
Dabei seien die hierbei verwendeten Begriffe wie folgt definiert:
Eine viskose Masse ist dabei je nach Viskosität eine hochviskose Druckpaste oder ein niedrigviskoser Schlicker oder eine Sprühpaste, die eben Hilfsbestandteile wie beispielsweise Bindemittel, insbesondere organische Bindemittel und Verflüssiger, organische Lösungsmittel oder Wasser aufweisen. Zum anderen weist die viskose Masse die besagten funktionalen Bestandteile auf, die wiederum im Wesentlichen für beide beschriebenen viskosen Massen der ersten viskosen Masse und der zweiten viskosen Masse Partikel einer Eisenbasislegierung sind. Diesen Partikeln werden je nach Zusammensetzung, insbesondere in der zweiten viskosen Masse auch noch andere funktionale Partikel, insbesondere die beschriebenen Siliziumpartikel, zugefügt. In vorteilhaften Ausgestaltungsformen der Erfindung werden den funktionalen Bestandteilen der zweiten viskosen Masse auch noch Nickelpartikel zugeführt, worauf noch eingegangen wird.
Der Begriff Aufbringen der viskosen Masse bedeutet, dass die viskose Masse mittels eines geeigneten Verfahrens auf eine Substratoberfläche aufgebracht wird. Als geeignetes Verfahren hat sich insbesondere das Schablonendruckverfahren bzw. eine Untergattung des Schablonendruckverfahrens, nämlich das Siebdruckverfahren, als vorteilhaft herausgestellt. Durch ein derartiges Verfahren kann die entsprechende Teilstruktur mit einer sehr hohen Präzision und sehr gut definierten Randlinien dargestellt werden, wobei die angesprochene Teilstruktur, die jeweils durch eine viskose Masse gebildet wird, und die beiden Teilstrukturen (grundsätzlich können auch mehrere viskose Massen angewendet werden und noch zusätzlich funktionale Teilstrukturen, wenn nötig, ausgebildet werden) bilden die Gesamtstruktur des späteren Magnetblechs. In dem Moment, in dem beide Teilstrukturen durch die viskosen Massen dargestellt sind, spricht man von einem Magnetblechgrünkörper. Der Magnetblechgrünkörper umfasst dabei alle Bestandteile der viskosen Massen, nämlich die Hilfsbestandteile und die funktionalen Bestandteile. Der Magnetblechgrünkörper wird in der Regel zunächst getrocknet, wodurch Verflüssiger der Hilfsbestandteile beispielsweise Wasser oder organische Lösungsmittel entweichen. Hiernach spricht man von einem getrockneten Grünkörper. Im Weiteren werden die zusätzlichen Hilfsbestandteile, Bindemittel, insbesondere organische Bindemittel, aus dem Grünkörper thermisch, insbesondere durch Zersetzung, entfernt. In diesem Zustand wird von einem entbinderten Grünkörper bzw. entbinderten Magnetblechgrünkörper gesprochen.
Der entbinderte Magnetblechgrünkörper wird nun einem Sinterprozess zugeführt, wobei man unter Sintern eine im Wesentlichen diffusionsgesteuerte Verdichtung der einzelnen funktionalen Partikel bei erhöhter Temperatur versteht. Bei einem Sinterprozess können auch flüssige Phasen zumindest teilweise auftreten. Durch den Sinterprozess werden Poren zwischen den einzelnen funktionalen Partikeln der ehemaligen viskosen Masse durch Bildung sog. Sinterhälse zwischen den Partikeln aufgelöst, die dadurch näher zusammengeführt werden, weshalb es auch zu einer sogenannten Sinterschwindung und Verdichtung kommt. Der Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht eben wie beschrieben auch darin, dass die Verdichtungstemperatur, also die Temperatur, bei der eine messbare Sinterschwindung eintritt, für beide funktionale Bestandteile eng beieinander liegt. Die Verdichtungstemperatur ist demnach die Temperatur in einer Dilatometerkurve, bei der die konstante Länge (bzw. Volumen) des Pulverkörpers endet und eine nicht lineare Verdichtung des Materials eintritt.
Die bereits beschriebenen Teilstrukturen, die durch die beiden viskosen Massen im Magnetblechgrünkörper gebildet werden, grenzen entsprechend des Designs des späteren Magnetblechs an Grenzflächen aneinander. Dabei weist jede singuläre Teilstruktur eine flächige Erstreckung auf, und umfasst an ihren Rändern eine im Idealfall senkrechte Kante, die eben die beschriebene Höhe zwischen 30 µm und 500 µm aufweist. Es sei darauf hingewiesen, dass dies einen idealisierten Zustand darstellt, in einer realen Herstellung handelt es sich hierbei nicht um eine 90°-Kante und es wird auch an den Grenzflächen zwischen den beiden Teilstrukturen durch Positionierungsungenauigkeiten möglicherweis auch zu Überlappungen der einzelnen Materialteilstrukturen kommen. Dennoch wird trotz der Materialüberlappungen und der so daraus möglicherweise entstehenden Zonen mit zwei unterschiedlichen Materialien von einer idealisierten Grenzfläche gesprochen, an der die beiden Teilstrukturen aneinander treffen. In einer Draufsicht auf das Layout des Magnetblechgrünkörpers bzw. des späteren Blechpaketes, ist dieses Aneinandertreffen der beiden Teilstrukturen durch eine Grenzlinie zu beobachten. In einem Querschnitt wird dabei von einer Grenzfläche gesprochen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung umfassen die funktionalen Bestandteile der zweiten viskosen Masse Partikel, die aus einer Eisen-Chrom-Nickel-Legierung bestehen und die eine Zusammensetzung wie folgt aufweisen:

- Chrom 14 bis 16 Gew.-%

- Nickel 2 bis 18 Gew.-%

- Molybdän 0,5 bis 2 Gew.-%

- Kohlenstoff < 0,25 Gew.-%

- Eisen Rest.
Hinzu kommen unvermeidbare Verunreinigungen.
Die beschriebene Legierung weist einen relativ hohen Nickelanteil auf bzw. kann diesen aufweisen. Da Kohlenstoff bereits in geringen Zusätzen eine hohe Austenitstabilisierung bewirkt (Ni-Äquivalent), muss bei der entkohlenden Atmosphäre während des Sinterns ein hoher Nickelanteil in der Legierung gewählt werden, dass die austenitische Struktur gewahrt bleibt. Insbesondere bei einem hierfür vorteilhaften Stahl mit der Bezeichnung 434L (1.4113), der eine derartige Eisen-Chrom-Nickel-Legierung umfasst, ist eine sehr gute Ausgangsbasis für die funktionalen Bestandteile der zweiten viskosen Masse. Einem solchen Stahl, einem 434L-Stahl, kann Nickel bereits vor der Pulverherstellung zulegiert werden, sodass der Nickelanteil dieses Stahls bis zu 18 % beträgt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird der beschriebene Stahl oder eine ähnliche Legierung verwendet und es werden zusätzlich Nickelpartikel, die im Wesentlichen reines Nickel enthalten, den funktionalen Bestandteilen der zweiten viskosen Masse zugeführt. Auf diese Weise kann in situ, also während des Sinterprozesses das Nickel in die Basisstahllegierung einlegiert werden und der Nickelanteil vorteilhaft für die Austenitbildung hinzugefügt werden. Denn das Nickel weist hierbei ähnliche Eigenschaften auf wie das Silizium, und unterstützt dessen Wirkung zur Austenitbildung.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform umfassen die funktionalen Bestandteile der ersten viskosen Masse Partikel aus einer Eisen-Chrom-Mangan-Legierung, die wie folgt zusammengesetzt ist:

- Chrom 0,5 bis 1,5 Gew.-%

- Mangan 0,5 bis 1,5 Gew.-%

- Kohlenstoff 0,05 bis 0,25 Gew.-%

- Eisen Rest

- sowie unvermeidbare Verunreinigungen
Hierbei handelt es sich um einen vorteilhaften niedrig legierten Chrom-Mangan-Stahl, der mit Kohlenstoff legiert ist. Üblicherweise fällt unter diese Zusammensetzung ein sogenannter 20MnCr5-Werkstoff. Auch dieses Material liegt in kleinen Partikeln vor und bildet zumindest einen Teil der funktionalen Bestandteile der ersten Masse. Hierbei hat sich herausgestellt, dass dieser niedrig legierte 20MnCr5-Stahl oder eine vergleichbare Legierung, wie sie oben beschrieben ist, beim Auskohlen des genannten Kohlenstoffs hervorragende magnetische Eigenschaften aufweist, die an die weichmagnetischen Eigenschaften von Reineisen sehr gut heranreichen. Der weitere, ergänzende Vorteil dieses Werkstoffs besteht darin, dass, wie bereits erwähnt, die Verdichtungstemperatur dieses Werkstoffs mit der Verdichtungstemperatur einer Eise-Chrom-Mangan-Legierung sehr eng zusammenfällt und ein sogenanntes Co-Sintern der beiden Materialien ermöglicht, ohne dass es dabei für den jeweiligen Schwindungsbereich zu hohen mechanischen Spannungen zwischen den einzelnen Bereichen (Teilstrukturen) kommt.
Ferner hat sich herausgestellt, dass -wie für die Sinterung von Reineisen seit langem bekannteine Phosphordotierung der funktionalen Bestandteile der ersten viskosen Masse, also beispielsweise der oben genannten Chrom-Mangan-Legierung oder des Werkstoffs 20MnCr5, aber auch eines anderen vorteilhaften niedrig legierten Stahls mit mindestens 96 % Eisen vorteilhaft ist. Die Zugabe von Phosphor stabilisiert durch Bildung einer Flüssigphase die weichmagnetischen ferritischen Alpha-Eisenphasen-Phasen, wobei ein Dotierungsgehalt von < 3 insbesondere <1 Gew.-% besonders gute Wirkung erzielt. Die so erzeugte Sättigungspolarisierung des weichmagnetischen Materials in dem so hergestellten Magnetblech liegt bei 1,95 T, d. h. dieser Wert liegt sehr nah bei dem von Reineisen und ist deutlich höher als das in konventionellen Magnetblechen mit einer Materialphase eingesetzte FeSi4,5. Besonders bevorzugt ist der Gewichtsanteil der Phosphorpartikel an den funktionalen Bestandteilen der ersten Masse zwischen 0,2 Gew.-% und 0,9 Gew.-%.
Die bereits erwähnte Entkohlungsatmosphäre im Sinterraum dient dazu, den Kohlenstoff insbesondere aus dem niedrig legierten Stahl, der als funktionaler Bestandteil der ersten Masse eingebracht ist, herauszubringen, um die entsprechenden weichmagnetischen Eigenschaften zu erzielen. Hierfür eignet sich insbesondere Wasserstoff als Entkohlungsatmosphäre, der den im Stahl enthaltenen Kohlenstoff methanisiert (also zumindest teilweise zu Methan umwandelt). Dabei ist es sinnvoll und vorteilhaft, wenn der Kohlenstoffanteil der funktionalen Bestandteile der ersten Masse während des Sinterns möglichst auf 0, aber mindestens auf weniger als 0,1 Gew.-% reduziert wird.
Ferner ist es zweckmäßig, wenn eine Verdichtungstemperatur der funktionalen Bestandteile der ersten und der zweiten Masse in einem Bereich zwischen 850°C und 1000°C liegt. Insbesondere sollten die Verdichtungstemperaturen der beiden Materialphasen möglichst nah beieinander liegen und bevorzugt nicht weiter als 30°C bis 50°C voneinander entfernt liegen, um ein homogenes Sintern ohne mechanischen Verzug zu gewährleisten.
Ein weiterer Bestandteil der Erfindung ist ein Magnetblechstapel mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14, wobei aus einer Mehrzahl von übereinander gestapelten Magnetblechen, die nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 hergestellt sind, diese Magnetblechstapel erzeugt wird.
Ferner ist eine elektrische Maschine Bestandteil der Erfindung, die einen Magnetblechstapel nach Anspruch 14 als Rotor umfasst. Insbesondere handelt es sich dabei um einen sogenannten Reluktanzmotor.
Weitere Ausgestaltungsformen und weitere Merkmale der Erfindung werden anhand der folgenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei handelt es sich um rein schematische Ausgestaltungsformen, die keine Einschränkung des Schutzbereichs darstellen. Merkmale mit derselben Bezeichnung aber in unterschiedlichen Ausgestaltungen werden dabei jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
Dabei zeigen:

Figur 1: eine Explosionsdarstellung einer elektrischen Maschine,
Figur 2: ein Magnetblech nach dem Stand der Technik für einen Reluktanzmotor aus einer Materialphase,
Figur 3: einen Magnetblechgrünkörper und ein Magnetblech, die in ihrer schematischen Abbildung nahezu identisch sind,
Figur 4: ein alternatives Magnetblech bzw. Magnetblechgrünkörper zu Figur 3,
Figur 5 a-c: einen schematischen Ablauf des Verfahrens zur Herstellung eines Magnetblechs und eines Magnetblechstapels,
Figur 6: eine schematische Abbildung eines Magnetblechstapels für einen Rotor,
Figur 7: eine stark vergrößerte schematische Darstellung als Querschnitt durch einen Magnetblechgrünkörper an einer Grenzlinie zwischen einer ersten und einer zweiten Teilstruktur,
Figur 8: eine Dilatometerdarstellung von Verdichtung verschiedener Eisenwerkstoffe.

In Figur 1 ist eine Explosionsdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer elektrischen Maschine 54 gegeben, die ein Gehäuse 50 sowie einen Rotor 48 und einen Stator 52 umfasst. Der Rotor 48 umfasst dabei ein Blechpaket 46, wie es beispielsweise in Figur 6 dargestellt ist, und dabei ist ein herkömmliches Blechpaket, das hier nicht dargestellt ist, durch die Übereinanderstapelung einer Vielzahl von Magnetblechen 2' nach dem Stand der Technik gemäß Figur 2 aufgebaut. Das Magnetblech 2' gemäß Figur 2 ist einkomponentig, es besteht aus einem singulären Eisenwerkstoff, beispielsweise einer Eisen-Siliziumlegierung, die sowohl in Bezug auf mechanische Festigkeit gegenüber Zentrifugalkräften und auf mechanische Eigenschaften, insbesondere weichmagnetische Eigenschaften in einem Kompromiss gestaltet ist. Dabei ist das in Figur 2 gezeigte Magnetblech 2' weder besonders fest noch besonders weichmagnetisch vorteilhaft. Zudem weist es durchgehende Stege auf, die sich magnetisch negativ auswirken. Ein derartiges Magnetblech 2' gemäß Figur 2 ist beispielsweise für einen Reluktanzmotor geeignet.
In einer vorteilhaften Weiterentwicklung gemäß Figuren 3 und 4 sind Magnetblech 2 bzw. auch Magnetblechgrünkörper 30 dargestellt, die ein zweikomponentiges Design aufweisen (und in der in Fig. 3 und 4 gewählten Darstellung dieselben Konturen aufweisen und daher zur identischen Abbildung führen). Zum einen umfassen diese Magnetblechgrünkörper 30 (auf den Unterschied zwischen Magnetblechgrünkörper und Magnetblech wird bezüglich Figur 5 näher eingegangen) zwei Teilstrukturen auf. Eine erste Teilstruktur 18 umfasst dabei ein möglichst reines Eisen mit besonders guten weichmagnetischen Eigenschaften. Dieser Eisenwerkstoff weist insbesondere bevorzugt mehr als 94 % Eisen auf. Ein derartiges Material lässt sich besonders gut weichmagnetisch umpolarisieren und ist insbesondere im Einsatz bei einem Reluktanzmotor vorteilhaft. Da dieses weichmagnetische Eisenmaterial der ersten Teilstruktur 18 keine guten mechanischen Festigkeiten aufweist, wird eine zweite Teilstruktur 20 erzeugt, die bevorzugt aus einem Edelstahl besteht, der wiederum bevorzugt ein austenitisches Gefüge aufweist. Beide Teilstrukturen 18, 20 grenzen zumindest teilweise an Grenzflächen 26 (vergleiche Figur 7) aneinander und bilden dort materialschlüssig eine gemeinsame Grenzfläche 26, die von oben als Grenzlinie 28 sichtbar ist. Die beiden Magnetbleche 2 bzw. Magnetblechgrünkörper 30 gemäß Figuren 3 und 4 unterscheiden sich lediglich im geometrischen Aufbau ihrer Teilstrukturen, die auf verschiedene elektrische Maschinen angepasst sind.
Anhand von Figur 5 soll das Verfahren näher beschrieben werden, das zur Herstellung eines derartigen zweikomponentigen Magnetblechs 2 geeignet ist. Hierbei wird zunächst nach Figur 5a auf eine Substratoberfläche 16 mittels eines Schablonendruckverfahrens durch einen Druckrahmen 56 und eine darin angebrachte Druckschablone 58 hintereinander eine erste viskose Masse 4 und eine zweite viskose Masse 10 aufgebracht. Dies erfolgt im sogenannten Schablonendruckverfahren mittels eines Rakels 60. Die beiden viskosen Massen 4, 10 werden mittels des Rakels auf eine Substratoberfläche 16 aufgedruckt und erscheinen in ihrem Druckbild analog zu einem Magnetblechgrünkörper 30, wie er schematisch in den Figuren 3 und 4 abgebildet ist. Dabei handelt es sich bei dem Schablonendruckverfahren, das auch unter Zuhilfenahme eines zusätzlichen Siebs in der Schablone auch als Siebdruckverfahren bezeichnet wird, um eine bevorzugte Ausgestaltungsform, den Magnetblechgrünkörper 30 auf die Substratoberfläche 16 aufzubringen. Es kann auch mittels einer Schablone und einem Schlickergießverfahren und einem Schlickerziehverfahren eine ähnliche Struktur auf eine Substratoberfläche 16 aufgebracht werden. Auch Sprühverfahren oder andere additive Aufbringungsverfahren für viskose Massen sind für die Herstellung des Magnetblechgrünkörpers 30 grundsätzlich geeignet.
Der Magnetblechgrünkörper 30 weist, wie noch in Figur 7 näher erläutert wird, zwei unterschiedliche viskose Massen auf, die jedoch beide neben den funktionalen Bestandteilen 6, 12 auch Hilfsbestandteile 5 umfassen. Die Hilfsbestandteile 5 umfassen wiederum Verflüssiger, beispielsweise Wasser, aber auch organische Lösungsmittel, und in der Regel organische Bindemittel. Zunächst muss in einem thermischen Prozess daher gemäß Figur 5b, linker Abschnitt, eine sogenannte Entbinderung durchgeführt werden, die einen Trocknungsschritt umfasst. Hierzu wird der Magnetblechgrünkörper 30 in einem Entbinderungsofen 62 gegeben, wobei dies in Figur 5b schematisch anhand eines Durchlaufofens über ein Förderband 60 erfolgt. Grundsätzlich können die in Figur 5b beschriebenen Teilschritte auch in geschlossenen Öfen in einzelnen Chargen durchgeführt werden. Hiermit wird der Magnetblechgrünkörper 30 zunächst getrocknet und anschließend bei einer Temperaturerhöhung von den organischen Bindemitteln, die hier nicht näher beschrieben werden, thermisch befreit. Somit bleibt ein weiterer, nun als entbinderter Magnetblechgrünkörper bezeichneter Körper 30 übrig, der im Weiteren einem Sinterprozess zugeführt wird. Der Sinterprozess ist durch die rechte Seite der Figur 5b veranschaulicht, wobei innerhalb eines Sinterraums 32 eine hier nicht explizit dargestellte Entkohlungsatmosphäre vorherrscht. Hierbei wird eine reduzierende Gasatmosphäre unter Zuhilfenahme von Wasserstoff bereitgestellt. Eine Entkohlungsatmosphäre kann aber auch andere Oxidationsmittel, beispielsweise Sauerstoff, umfassen, sodass die Gasbestandteile der Entkohlungsatmosphäre den Kohlenstoff aus den zu sinternden Stahlpartikeln des Magnetblechgrünkörpers 30 entziehen. Wenn der Sinterungsprozess abgeschlossen ist und die nun gesinterten Magnetbleche 2 den Durchlaufofen verlassen, werden diese gegebenenfalls mechanisch nachbearbeitet und wie in Figur 5c schematisch beschrieben ist, mittels eines Roboters zu einem Magnetblechstapel 46 aufeinandergestapelt. Ein derartiger Magnetblechstapel 46 ist in Figur 6 abgebildet. Dieser basiert auf dem Magnetblech 2 gemäß Figur 4.
In Figur 7 ist ein Querschnitt durch einen Magnetblechgrünkörper 30 dargestellt, in dem die einzelnen Bestandteile der viskosen Masse nach dem Aufbringen auf ein Substrat 38 bzw. auf eine Substratoberfläche 16 schematisch veranschaulicht sind. Hierbei unterscheidet man zwischen der ersten viskosen Masse 4 auf der linken Seite der Figur 7, die die erste Teilstruktur 18 bildet. Im Gegensatz dazu wird auf der rechten Seite der Figur 7 die zweite Teilstruktur 20 dargestellt, die durch die viskose Masse gebildet wird. Zunächst soll die erste viskose Masse und die erste Teilstruktur 18 erläutert werden. Hierbei handelt es sich um funktionale Bestandteile 6, die insbesondere Eisenpartikel 8 umfassen. Bei den Eisenpartikel handelt es sich um einen 20MnCr5-Stahl (d50 Korngröße von 10 µm, d90 Korngröße 80 µm), wobei dieser Eisen, Chrom, Mangan und Kohlenstoff umfasst. Die genaue Zusammensetzung dieses konkreten Beispiels wird in der Reaktionsgleichung 1 beschrieben. Ferner weist die viskose Masse 4 bei den funktionalen Bestandteilen 6 auch Phosphorpartikel 40 auf, die zwischen den Eisen-Mangan-Chrom-Partikeln eingelagert sind und während der Sinterung mit diesen durch Diffusion interagieren.

20MnCr5 [Fe_0,9763Cr_1,1Mn_1,1C_0,17] + 0,45P → (H2) □ Fe_0,9735Mn_1,1Cr_1,1P0,45
Ferner umfasst die erste viskose Masse Hilfsbestandteile 5, insbesondere organische Lösungsmittel sowie Bindemittel, die aus der Teilstruktur im Entbindungsprozess thermisch entfernt werden. Bei den Eisenpartikeln 8, die die funktionalen Bestandteile 6 der ersten Masse 4 bilden, handelt es sich um einen niedrig legierten Chrom-Mangan-Stahl, der, wie gezeigt, Kohlenstoff enthält. Bei der bereits beschriebenen Sinterung in der entkohlenden Atmosphäre wird der Kohlenstoff aus diesem Stahl entzogen, woraus ein 97 %iger Eisenwerkstoff entsteht, der eine Sättigungspolarisierung von 1,95 aufweist, und somit ein hervorragender weichmagnetischer Werkstoff für den Einsatz in dem Reluktanzmotor ist, der sich bei hohen Drehgeschwindigkeiten sehr schnell umpolarisieren lässt.
Auf der rechten Seite des Querschnittes in Figur 7 ist die Anordnung der zweiten Teilstruktur 20 mit der zweiten viskosen Masse 10 dargestellt. Diese umfasst als funktionale Bestandteile 12 einerseits eine Eisen-Chrom-Nickel-Legierung 14, sowie Siliziumpartikel 34, die zwischen den Eisen-Chrom-Nickel-Partikeln 14 angeordnet sind. Bei der Eisen-Chrom-Nickel-Legierung handelt es sich um einen 434L-Stahl, dessen Zusammensetzung in der Gleichung 2 dargestellt ist. Ferner umfassen die funktionalen Bestandteile 12 der zweiten Masse 10 noch Nickelpartikel 36, die ebenfalls neben den Eisen-Chrom-Nickel-Partikel 14 angeordnet sind. Es hat sich herausgestellt, dass ein hoher Nickelanteil, der über den eines herkömmlichen 434L-Stahls liegt, die austenitische Struktur, die in dieser zweiten Teilstruktur 20 wünschenswert ist und für die hohe mechanische Festigkeit des Magnetblechs 2 verantwortlich ist, auch während einer Entkohlung stabilisiert. Diese Stabilisierung wird jedoch besonders durch die Siliziumpartikel, die während des Sinterprozesses in diese 434L-Stahl-Partikel hineindiffundieren, gewährleistet. Die zusätzliche Zulegierung von Nickel unterstützt dieses Verhalten. Somit wird also ausgehend von einem Edelstahlpulver des Typs 434L die austenitische Phase durch die Erhöhung des Nickelgehaltes stabilisiert. Damit wird eine nicht magnetische hochfeste Phase als neue Mischlegierung eingeführt. Diese rangiert von ihrer Zusammensetzung im Bereich der Stähle 434L bis zur 316L-Legierungen. Durch die in situ Legierungsbildung der Pulvermischung auf Basis des feinkörnigen 434L mit feinen Nickelpartikel 36 und feinen Siliziumpartikeln 34 (d50 Korngröße von 1 µm, d90 Korngröße 10 µm) entsteht während der Wärmebehandlung, also während des Sinterns, die finale Legierung.

434L [FeNi_0,0396Cr_0,178Mo_0,01C_0,003...] + 12 Ni+ 1 %Si --> [FeNi_0,1596Cr_0,178Mo_0,01S_i0,01C<0,003...].
Beispielsweise wurde hierfür eine im EIGA-Verfahren verdüstes Basismaterial 434L des Stahles der Firma GKN Höganäs (d50 Korngröße von 10 µm, d90 Korngröße 80 µm) mit manueller Zumischung von Nickel (d50 Korngröße von 10 µm, d90 Korngröße 80 µm) eingesetzt. Dabei wurde mittlere mechanische Eigenschaften wie Streckgrenzen von ca. 170 MPa und Zugfestigkeiten um 400 MPa erzielt. Durch die zusätzliche Zugabe von 1 % bis 4 % von feinem Silizium werden die Streckgrenzen über 300 MPa und die Zugfestigkeit von über 500 MPa nach einer Sinterung in H₂ erfüllt.
Die Zugabe des feinkörnigen Siliziums als Reinstoff (Reinheit im Rahmen von metallurgisch hergestelltem Silizium mit Verunreinigung) bewirkt durch den hohen Diffusionskoeffizienten von Silizium in Eisen die Bildung des festen FeSe_x (x = 1 bis 4 Gew.-%), andererseits führt dies zu einer Stärkung des flüssigphasenunterstützten Sinterns, sodass die Verdichtung unterstützt, das Kornwachstum angeregt und die Porosität reduziert wird.
In Figur 8 ist eine sogenannte Dilatometerkurve dargestellt, wobei die Längenänderung von Proben aus einem bestimmten Material als Funktion der Temperatur in Grad Celsius dargestellt ist. Dabei ist in der Legende der sogenannte 20MnCr5-Werkstoff beschrieben, der ein ähnliches Verdichtungsverhalten aufweist, wie ein modifizierter 434L-Werkstoff mit unterschiedlichen Siliziumanteilen und einem erhöhten Nickel-Anteil. Alle vier dargestellten Werkstoffe haben eine Verdichtungstemperatur 44, die in einen Bereich zwischen 900°C und 1000°C liegt. Durch die Zugabe von Silizium kann die Verdichtungstemperatur 44 des 434L-Werkstoffes verändert werden. Besonders hervorzuheben ist jedoch, dass der Eisen 20MnCr5-Werkstoff eine Verdichtungstemperatur 44 aufweist, die bei ca. 950°C liegt und sehr nah bei der Verdichtungstemperatur des 434L-Werkstoffs liegt. Anders als bei Reineisen, das eine Verdichtungstemperatur 44 aufweist, die zwischen 600°C und 800°C liegt, sind somit die Verdichtungstemperatur 44 des Materials der ersten Teilstruktur 18 und des Materials der zweiten Teilstruktur 20 sehr nah beieinander, sodass thermische Spannungen, die aufgrund dieser Verdichtung des Materials während des Sinterprozesses auftreten, reduziert werden. Die Verdichtung tritt bei beiden Teilstrukturen 18, 20 durch die ähnlichen Verdichtungstemperaturen zu gleichen Zeitpunkten während des Sinterprozesses auf, sodass sie sich in ihrer Veränderung der Ausdehnung angleichen können.
Zusammenfassend sei als Vorteil für die vorliegende Ausgestaltung genannt, dass ein Zweikomponentenmagnetblech hergestellt werden kann, das zum einen als magnetisch aktive Phase einen herkömmlichen niedrig legierten Stahl wie beispielsweise 20MnCr5 mit Kohlenstoff verwendet werden kann, der eine ähnliche Verdichtungstemperatur aufweist wie ein austenitischer hochfester Stahl 434L, der durch Siliziumpartikel in seiner austenitischen Struktur stabilisiert wird und die bei einer Entkohlung auch wiederum erhalten bleibt. Die Entkohlung während des Sinterprozesses ist allerdings notwendig, um dem niedrig legierten Stahl den Kohlenstoff zu entziehen und somit die weichmagnetischen Eigenschaften dieses ansonsten nicht sehr guten weichmagnetischen Materials bereitzustellen.

Bezugszeichenliste

2: Magnetblech
4: erste viskose Masse
5: Hilfsbestandteil
6: funktionale Bestandteile 1. Masse
8: Eisenpartikel
10: zweite viskose Masse1
12: funktionale Bestandteile 2. Masse
14: Eisen-Chrom-Nickel-Legierung
16: Substratoberfläche
18: erste Teilstruktur
20: zweite Teilstruktur
22: Höhe Teilstruktur
24: Ränder Teilstrukturen
26: Grenzfläche
28: Grenzlinie
30: Magnetblechgrünkörper
32: Sinterraum
34: Silizium-Partikel
36: Nickel-Partikel
38: Substrat
40: Phosphor-Partikel
42: Sintertemperatur
44: Verdichtungstemperatur
46: Magnetblechstapel
48: Rotor
50: Gehäuse
52: Stator
54: elektrische Maschine
56: Druckrahmen
58: Schablone
60: Rakel
62: Entbinderungsofen
64: Roboterarm
66: Förderband
T: Temperatur
ΔL: Langenänderung

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Magnetblechs (2), umfassend folgende Schritte:
- Bereitstellen einer ersten viskosen Masse (4), wobei diese Hilfsbestandteile (5) und funktionale Bestandteile (6) aufweist und als funktionale Bestandteile Eisenpartikel (8) umfasst, die mindestens 96 Gew. % Eisen aufweisen,

- Bereitstellen einer zweiten viskosen Masse (10), wobei diese ebenfalls Hilfsbestandteile (5) und funktionale Bestandteile (12) aufweist und diese als funktionale Bestandteile (12) eine Eisen-Chrom-Nickel-Legierung (14) umfasst,

- Aufbringen der ersten viskosen Masse (4) auf eine Substratoberfläche (16): so dass eine erste Teilstruktur (18) des Magnetblechs (2) abgebildet wird,

- Aufbringen der zweiten viskosen Masse (10) auf die Substratoberfläche (16): so dass eine zweite Teilstruktur (20) des Magnetblechs (2) abgebildet wird,

- in der Art, dass beide Teilstrukturen (18, 20) eine flächige Ausdehnung auf der Substratoberfläche (16) aufweisen, deren Höhe (22) zwischen 30 µm und 500 µm beträgt und die Teilstrukturen (18, 20) an ihren Rändern (24) über diese Höhe (22) jeweils eine Grenzfläche (26) aufweisen und die beiden Teilstrukturen (18, 20) zumindest teilweise an ihren Grenzflächen (26) aneinander treffen und dort eine Grenzlinie (28) bilden, wobei die erste und die zweite Teilstruktur (18, 20) zusammen einen Magnetblechgrünkörper (30) bilden

- thermisches Entfernen der Hilfsbestandteile aus dem Magnetblechgrünkörper (30) und

- Sintern des Magnetblechgrünkörpers (30), so dass ein Magnetblech (2) entsteht, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Eisenpartikel (8) der ersten viskosen Masse (4) zwischen 0,1 Gew % und 1 Gew. % Kohlenstoff enthalten,

- die funktionalen Bestandteile der zweiten viskosen Masse Siliziumpartikel (34) enthalten, wobei der Anteil der Siliziumpartikel (34) zwischen 1 Gew. % und 4,5 Gew. % der funktionalen Bestandteile (12) der zweiten viskosen Masse (10) beträgt und

- das während des Sinterns eine Entkohlungsatmosphäre in einem Sinterraum (32) vorherrscht, so dass der Kohlenstoff aus den funktionalen Bestandteilen (6) der ersten viskosen Masse (4) zumindest teilweise entzogen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite viskose Masse (10) Partikel (14) mit einer Eisen-Chrom-Nickel-Legierung umfasst, die wie folgt zusammengesetzt ist: - Chrom 14 - 18 Gew. % - Nickel 2 - 18 Gew. % - Molybdän 0,5 - 2 Gew. % - Kohlenstoff kleiner 0, 25 Gew. % - Eisen Rest.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel (14) Eisen-Chrom -Nickel-Legierung ein 434L-Stahl ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass den funktionalen Bestandteilen (12) der zweiten viskosen Masse (10) Nickelpartikel (36) zugeführt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste viskose Masse (4) Partikel (8) mit einer Eisen-Chrom-Mangan-Legierung umfasst, die wie folgt zusammengesetzt ist: - Chrom 0,5 - 1,5 Gew. % - Mangan 0,5 - 1,5 Gew. % - Kohlenstoff 0,05 - 0,25 Gew. % - Eisen Rest
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die funktionalen Bestandteile (6) der ersten viskosen Masse (4) Partikel (8) aus einem 20MnCr5-Werkstoff umfassen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die funktionalen Bestandteile (6) der ersten viskosen Masse (4) Phosphor-Partikel (40) enthalten.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtsanteil der Phosphor-Partikel (40) zwischen 0,2 und 0,9 Gew. % beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Entkohlungsatmosphäre im Sinterraum (32) Wasserstoff zugeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die viskosen Massen (4, 10) mittels eines Schablonendruckverfahren auf die Substratoberfläche (16) aufgebracht werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kohlenstoffanteil in einem weichmagnetischen Bereich des Magnetblechs (2), der aus den funktionalen Bestandteilen (6) der ersten viskosen Masse (4) gebildet wird, während des Sinterns auf weniger als 0,1 Gew. % reduziert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sinterung des Magnetblechs (2) bei einer maximalen Sintertemperatur (42) durchgeführt wird, die zwischen 1250°C und 1400°C liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verdichtungstemperatur (44) der funktionalen Bestandteile (6) der ersten viskosen Masse (4) und die Verdichtungstemperatur (44) der funktionalen Bestandteile (12) der zweiten viskosen Masse (10) in einem Bereich zwischen 850 °C und 1000°C liegt.
Magnetblechstapel, zusammengesetzt aus einer Mehrzahl von übereinander gestapelten Magnetblechen (2), die nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 hergestellt sind.
Elektrische Maschine umfassend einen Magnetblechstapel (46) nach Anspruch 14 als Rotor (48).