DE102012211053A1 - Soft magnetic component and method for producing such - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine weichmagnetische Komponente (1) wobei die weichmagnetische Komponente (1) aus miteinander versinterten Basiskörpern (2) aus mindestens einem Eisenwerkstoff ausgebildet ist, wobei mindestens der durch versintern miteinander verbundene Teil der Oberfläche (4) der Basiskörper (2) eine Oberflächenschicht (3) aus Si oder einer Silizium-haltigen Eisenschicht aufweist und weiterhin diese Oberflächenschicht (3) mit einem Gradienten im Siliziumgehalt mit dem höchsten Siliziumgehalt in der Oberfläche (4) der Basiskörper ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen weichmagnetischen Komponente (1), sowie deren Verwendung.The invention relates to a soft magnetic component (1), the soft magnetic component (1) being formed from base bodies (2) sintered together made of at least one iron material, with at least the part of the surface (4) of the base body (2) connected to one another by sintering being a surface layer (3) made of Si or a silicon-containing iron layer and furthermore this surface layer (3) is formed with a gradient in the silicon content with the highest silicon content in the surface (4) of the base body. The invention also relates to a method for producing a soft magnetic component (1) according to the invention, and to the use thereof.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine weichmagnetische Komponente wobei die weichmagnetische Komponente mit verbesserten Eigenschaften, insbesondere mit verbesserten mechanischen und magnetischen Eigenschaften. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen weichmagnetischen Komponente, sowie deren Verwendung insbesondere in elektromagnetischen Systemen.The present invention relates to a soft magnetic component wherein the soft magnetic component with improved properties, in particular with improved mechanical and magnetic properties. The invention further relates to a method for producing a soft magnetic component according to the invention, and their use in particular in electromagnetic systems.

Stand der TechnikState of the art

Die Bestandteile des magnetischen Kreises eines elektromagnetischen Systems zum Beispiel eines magnetischen Aktors sollten gute weichmagnetische Eigenschaften, eine hohe magnetische Sättigung und einen hohen elektrischen Widerstand aufweisen. Die Sättigung des Werkstoffs bestimmt die mit dem Aktor erreichbare Maximalkraft, während der elektrische Widerstand die Schaltzeit des Aktors beeinflusst. Ein hoher elektrischer Widerstand führt zur Unterdrückung von Wirbelströmen beim Kraftaufbau im Aktor und damit zu niedrigen Schaltzeiten. Gleichzeitig sind einige Komponenten des Magnetkreises, wie z.B. ein bewegter Anker mechanischen Belastungen ausgesetzt, so dass eine hohe Festigkeit des Werkstoffs gefordert ist.The components of the magnetic circuit of an electromagnetic system, for example, a magnetic actuator should have good soft magnetic properties, high magnetic saturation and high electrical resistance. The saturation of the material determines the maximum force that can be achieved with the actuator, while the electrical resistance influences the switching time of the actuator. A high electrical resistance leads to the suppression of eddy currents in the force build-up in the actuator and thus to low switching times. At the same time, some components of the magnetic circuit, e.g. a moving anchor exposed to mechanical stress, so that a high strength of the material is required.

Ein hoher Widerstand bei recht hoher magnetischer Sättigung wird zum Beispiel durch weichmagnetische Pulver-Verbundwerkstoffe aus an der Oberfläche isolierten Partikeln auf Eisen-Basis realisiert. Diese Pulver aus isolierten Partikeln werden verpresst und gewöhnlich bei Temperaturen von kleiner oder gleich 650°C wärmebehandelt. In der DE 11 2009 000 263 T5 ist zum Beispiel ein solches Herstellungsverfahren für weichmagnetische Materialien beschrieben, welches die Verdichtung eines weichmagnetischen Pulvers umfasst. Das weichmagnetische Pulver umfasst dabei Eisen und weist einen Isolierfilm auf, der auf einer Oberfläche des weichmagnetischen Pulvers gebildet wird, wobei der Isolierfilm ein Isolierfilm ist, der ein Oxid eines Metalls oder eines Halbmetalls und Silizium umfasst. High resistance at quite high magnetic saturation is realized, for example, by soft magnetic powder composites of surface-insulated iron-based particles. These powders of isolated particles are pressed and usually heat treated at temperatures of less than or equal to 650 ° C. In the DE 11 2009 000 263 T5 For example, such a soft magnetic material manufacturing method which comprises compaction of a soft magnetic powder is described. The soft magnetic powder includes iron and has an insulating film formed on a surface of the soft magnetic powder, wherein the insulating film is an insulating film comprising an oxide of a metal or a semi-metal and silicon.

In der EP 1 231 003 A2 wird ein Verfahren zur Herstellung eines Formteils, mit verbesserten magnetischen Eigenschaften, aus einem weichmagnetischen Verbundwerkstoff beschrieben, in dem eine Ausgangsmischung aus einem Eisenpulver und einem Presshilfsmittel zu einem Formteil verpresst werden und das Formteil nachfolgend getempert wird. Das Tempern erfolgt bei Temperaturen zwischen 380 °C und 450 °C in einem Gemisch aus einem Inertgas und Sauerstoff, welches einen Sauerstoffanteil zwischen 10 Vol-% und 1 Vol-% aufweist, um eine ausreichende Oxidbildung zwischen den Eisenpulverteilchen, beziehungsweise an deren Oberfläche zu gewährleisten.In the EP 1 231 003 A2 describes a method for producing a molded part, with improved magnetic properties, from a soft magnetic composite in which a starting mixture of an iron powder and a pressing aid are pressed into a molding and the molding is subsequently annealed. Annealing is carried out at temperatures between 380 ° C and 450 ° C in a mixture of an inert gas and oxygen, which has an oxygen content between 10% by volume and 1% by volume, to sufficient oxide between the iron powder particles, or at the surface to guarantee.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen eine weichmagnetische Komponente bereitzustellen, die aus miteinander versinterten Basiskörpern, die einen Eisenwerkstoff aufweisen, ausgebildet ist, wobei eine Oberfläche der Basiskörper eine Oberflächenschicht aus Silizium oder einer Silizium-haltigen Eisenschicht aufweist und weiterhin diese Oberflächenschicht einen Gradienten im Siliziumgehalt mit dem höchsten Siliziumgehalt in der Oberfläche der Basiskörper aufweist. Dabei kann der durch das Versintern miteinander verbundene Teil der Oberfläche der Basiskörper aus elementarem Silizium sein oder aber aus einer Silizium-reichen Eisenphase wie Fe5Si3, Fe3Si2, Fe3Si, FeSi, oder FeSi2 oder aber aus einem Si reichen Fe-Mischkristall bestehen. Erfindungsgemäß weisen die Basiskörper somit eine im Wesentlichen nicht-oxidische Oberflächenschicht auf. According to the invention, it is proposed to provide a soft-magnetic component which is formed from sintered base bodies comprising a ferrous material, wherein a surface of the base bodies has a surface layer of silicon or a silicon-containing iron layer, and furthermore this surface layer has a gradient in silicon content with the highest silicon content has in the surface of the base body. In this case, the part of the surface which is connected to one another by sintering may be made of elemental silicon or else of a silicon-rich iron phase such as Fe 5 Si 3 , Fe 3 Si 2 , Fe 3 Si, FeSi, FeSi 2 or Si rich Fe mixed crystal exist. According to the invention, the base bodies thus have a substantially non-oxidic surface layer.

Mit anderen Worten weisen erfindungsgemäß in der weichmagnetischen Komponente die miteinander versinterten Basiskörper an ihrer Oberfläche eine siliziumreiche Schicht mit hohem elektrischen Widerstand auf, die für eine relativ gute elektrische Isolation der Basiskörper voneinander sorgt. Die weichmagnetische Komponente weist hierdurch insgesamt einen hohen elektrischen Widerstand auf. Ins Basiskörperinnere nimmt der Siliziumgehalt mit einem Gradienten ab, so dass im Inneren der Basiskörper eine hohe magnetische Sättigung besteht. Durch die vorhandene Sinter-Verbindung der Basiskörper untereinander wird darüber hinaus insgesamt eine gute mechanische Stabilität der weichmagnetischen Komponente ermöglicht. Erfindungsgemäß sind in der weichmagnetischen Komponente keine oder gegenüber weichmagnetischen Verbundwerkstoffen vergleichsweise nur wenige und kleinere Luftspalte vorhanden, wodurch neben der verbesserten mechanischen Stabilität außerdem eine verbesserte Permeabilität erzielt wird. Zudem führt auch die Zunahme von Si in Fe in Richtung der Oberfläche der Basiskörper (Siliziumgradient), insbesondere bis zu einem Gehalt von 6,5 Gew.-% an Silizium, zu einer Erhöhung der Permeabilität des Werkstoffs.In other words, according to the invention in the soft-magnetic component, the mutually sintered base bodies on their surface on a silicon-rich layer with high electrical resistance, which provides for a relatively good electrical insulation of the base body from each other. As a result, the soft-magnetic component as a whole has a high electrical resistance. In the base body interior, the silicon content decreases with a gradient, so that there is a high magnetic saturation in the interior of the base body. Due to the existing sintered connection of the base body with each other, a good mechanical stability of the soft magnetic component is also made possible overall. According to the invention, in the soft-magnetic component, there are no or relatively few air gaps compared to soft-magnetic composite materials, as a result of which improved permeability is achieved in addition to the improved mechanical stability. In addition, the increase of Si in Fe in the direction of the surface of the base body (silicon gradient), in particular up to a content of 6.5 wt .-% of silicon, leads to an increase in the permeability of the material.

Die erfindungsgemäße weichmagnetische Komponente kann somit vorteilhafterweise neben guten weichmagnetischen Eigenschaften eine hohe magnetische Sättigung und einen hohen elektrischen Widerstand aufweisen. Durch die hohe magnetische Sättigung kann beispielsweise vorteilhaft auch die mit einem Aktor erreichbare Maximalkraft gesteigert werden. Gleichzeitig kann der hohe elektrische Widerstand Wirbelströme beim Kraftaufbau in einem Aktor unterdrücken und so niedrigere Schaltzeiten ermöglichen. Weiterhin zeigt eine erfindungsgemäße weichmagnetische Komponente eine hohe Festigkeit, die insbesondere bei mechanisch belasteten Komponenten und Bauteilen, beispielsweise bei einem bewegten Anker eines Magnetkreises, vorteilhaft ist. The soft magnetic component according to the invention can thus advantageously have a high magnetic saturation and a high electrical resistance in addition to good soft magnetic properties. Due to the high magnetic saturation, for example, the maximum force achievable with an actuator can advantageously also be increased. At the same time, the high electrical resistance can suppress eddy currents in the force build-up in an actuator and thus enable lower switching times. Furthermore, an inventive soft magnetic component high strength, which is particularly advantageous for mechanically loaded components and components, for example in a moving armature of a magnetic circuit.

In einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung können die Basiskörper aus einem Eisenwerkstoff ausgebildet sein oder daraus bestehen, der ausgewählt ist aus Reineisen und einer Eisen-Basis Legierung. Unter einer Eisen-Basis Legierung wird erfindungsgemäß eine Legierung verstanden, die einen Anteil von größer oder gleich 47 Gew.-% Eisen enthält und daneben kleiner oder gleich 53 Gew.-% bis größer oder gleich 0,5 Gew.-% weitere Elemente, wie Si, Al, Cr, Ni, Co, Mo, Cu, Mn, V, Ti, Nb, Ta oder C, sowie kleiner oder gleich 1 Gew.-% Verunreinigungen, wie N, S, P, O, Ce, B enthalten kann. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Eisen-Basis-Legierung eine Legierung der Zusammensetzung 50 Gew.-% Eisen / 50 Gew.-% Cobalt oder Eisen mit größer oder gleich 46 Gew.-% bis kleiner oder gleich 50 Gew.-% Cobalt / größer oder gleich 1 Gew.-% bis kleiner oder gleich 3 Gew.-% Vanadium oder Eisen mit größer oder gleich 0 Gew.-% bis kleiner oder gleich 1 Gew.-% Phosphor und größer oder gleich 0 Gew.-% bis kleiner oder gleich 4 Gew.-% Silizium sein. Die Bestandteile der Eisen-Basis-Legierung ergänzen sich dabei jeweils zu 100 Gew.-%. Die genannten Eisenwerkstoffe sind besonders geeignet zur Bildung einer erfindungsgemäßen weichmagnetischen Komponente. In an embodiment according to the invention, the base bodies may be formed of or consist of a ferrous material selected from pure iron and an iron-based alloy. According to the invention, an iron-based alloy is understood to mean an alloy which contains a fraction of greater than or equal to 47% by weight of iron and, in addition, less than or equal to 53% by weight to greater than or equal to 0.5% by weight of further elements. such as Si, Al, Cr, Ni, Co, Mo, Cu, Mn, V, Ti, Nb, Ta or C, and less than or equal to 1 wt .-% of impurities such as N, S, P, O, Ce, B may contain. In particular, the iron-base alloy according to the invention may be an alloy of the composition 50% by weight iron / 50% by weight cobalt or iron with greater than or equal to 46% by weight to less than or equal to 50% by weight cobalt / greater or equal to 1 wt .-% to less than or equal to 3 wt .-% vanadium or iron with greater than or equal to 0 wt .-% to less than or equal to 1 wt .-% phosphorus and greater than or equal to 0 wt .-% to less than or equal 4 wt .-% silicon. The constituents of the iron-based alloy complement each case to 100 wt .-%. The iron materials mentioned are particularly suitable for forming a soft magnetic component according to the invention.

In einer Ausführungsform der Erfindung können die Basiskörper der weichmagnetischen Komponente Pulverpartikel sein, insbesondere mit einem mittleren Partikeldurchmesser von größer oder gleich 2 µm bis kleiner oder gleich 3 mm, beispielsweise von größer oder gleich 5 µm bis kleiner oder gleich 1 mm, insbesondere mit einem Durchmesser von größer oder gleich 5 µm bis kleiner oder gleich 500 µm. Diese werden erfindungsgemäß auch als mikrostrukturierte Pulverpartikel bezeichnet. Die geeignete Partikelgröße wird je nach den in der Anwendung auftretenden Frequenzen des Wechselfeldes gewählt. Solche Pulverpartikel lassen sich vorteilhaft in etablierten Verfahren, wie beispielsweise dem Metallpulverspritzguss (MIM, englisch Metall Injection Moulding) oder dem Flüssigphasensintern einsetzen und zu einer erfindungsgemäßen weichmagnetischen Komponente ausbilden und/oder formen. In one embodiment of the invention, the base bodies of the soft magnetic component may be powder particles, in particular having an average particle diameter of greater than or equal to 2 microns to less than or equal to 3 mm, for example greater than or equal to 5 microns to less than or equal to 1 mm, in particular with a diameter from greater than or equal to 5 microns to less than or equal to 500 microns. These are also referred to as microstructured powder particles according to the invention. The appropriate particle size is chosen according to the frequencies of the alternating field occurring in the application. Such powder particles can be used advantageously in established processes, such as, for example, metal injection molding (MIM) or liquid phase sintering, and form and / or form into a soft magnetic component according to the invention.

In einer alternativen, gegenüber dem Einsatz mikrostrukturierter Pulverpartikel, makrostrukturierten erfindungsgemäßen Variante können die Basiskörper der weichmagnetischen Komponente bereits vorgefertigte Formteile, wie spanend oder durch Sintern gefertigte massive Bauteile, sein. Diese werden auch als makrostrukturierte Basiskörper bezeichnet. Beispielsweise können die makro strukturierten Basiskörper aus Eisenwerkstoff, Bauteile eines weichmagnetischen Ankers oder Kerns eines Magnetventils sein, die mit Silizium oder einer Silizium-haltigen Eisenschicht beschichtet und nachfolgend durch Sinterfügen miteinander verbunden sein können. An der Fügestelle wird so zwischen den Bauteilen als Basiskörper eine Silizium- oder Silizium-reiche Schicht mit hohem elektrischen Widerstand ausgebildet, die eine ähnliche Wirkung wie ein Luftspalt hat. Zum Inneren der gefügten makrostrukturierten Basiskörper nimmt der Siliziumgehalt jeweils mit einem Gradienten ab. Die gebildete Sinter-Verbindung sorgt auch in dieser Ausführungsvariante für eine deutlich verbesserte mechanische Stabilität der weichmagnetischen Komponente und einen höheren effektiven Querschnitt des gebildeten Magnetkreises.In an alternative variant of the invention which is macrostructured in comparison with the use of microstructured powder particles, the base bodies of the soft magnetic component may already be prefabricated shaped parts, such as solid components produced by machining or by sintering. These are also referred to as macrostructured base bodies. For example, the macrostructured base body may be made of ferrous material, components of a soft magnetic armature or core of a solenoid valve, which may be coated with silicon or a silicon-containing iron layer and subsequently joined together by sintering. At the joint, a silicon or silicon-rich layer with high electrical resistance is thus formed between the components as a base body, which has a similar effect as an air gap. To the interior of the joined macrostructured base body, the silicon content decreases in each case with a gradient. The sintered connection formed also provides in this embodiment for a significantly improved mechanical stability of the soft magnetic component and a higher effective cross section of the magnetic circuit formed.

In einer anderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen weichmagnetischen Komponente kann die Oberflächenschicht der Basiskörper einen Siliziumgehalt von größer oder gleich 3 Gew.-% bis kleiner oder gleich 100 Gew.-%, insbesondere von größer oder gleich 6 Gew.-% bis kleiner oder gleich 30 Gew.-% aufweisen und / oder zwischen der Oberflächenschicht zum Inneren des Basiskörpers kann ein Unterschied im Siliziumgehalt von größer oder gleich 3 Gew.-% bestehen. Das Innere des Basiskörpers weist in diesem Fall also einen um mindestens 3% geringeren Si-Gehalt als die Oberfläche auf. Erfindungsgemäß kann unter dem Inneren des Basiskörpers in der fertig gestellten weichmagnetischen Komponente insbesondere der Bereich verstanden werden, in den während der Herstellung kein Si mehr eindiffundiert ist, wobei erfindungsgemäß auch ein bis ins Innerste reichender Silizium-Gradient möglich ist.In another embodiment of the soft magnetic component according to the invention, the surface layer of the base body, a silicon content of greater than or equal to 3 wt .-% to less than or equal to 100 wt .-%, in particular greater than or equal to 6 wt .-% to less than or equal to 30 wt -% and / or between the surface layer to the interior of the base body, a difference in the silicon content of greater than or equal to 3 wt .-% consist. The interior of the base body in this case therefore has at least 3% lower Si content than the surface. According to the invention, the interior of the base body in the finished soft-magnetic component can be understood to be, in particular, the region in which Si is no longer diffused during production, and according to the invention, a silicon gradient extending to the innermost region is also possible.

Hinsichtlich weiterer Vorteile und Merkmale wird hiermit explizit auf die Erläuterungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, der erfindungsgemäßen Verwendung der erfindungsgemäßen weichmagnetischen Komponente sowie den Figuren verwiesen.With regard to further advantages and features, reference is hereby explicitly made to the explanations in connection with the method according to the invention, the inventive use of the soft magnetic component according to the invention and the figures.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer weichmagnetischen Komponente, insbesondere weichmagnetischen Komponenten wie sie vorstehend in verschiedenen Ausgestaltungen beschrieben wurden, wobei dieses Verfahren insbesondere die folgenden Schritte umfasst:

  • a) Bereitstellen von mikrostrukturierten oder makrostrukturierten Basiskörpern aus Eisenwerkstoff,
  • b) Beschichtung mindestens eines Teils der Oberfläche der einzelnen Basiskörper mit Silizium oder einer Si-haltigen Eisenschicht,
  • c) Verpressen und/oder Fügen der Silizium-beschichteten Basiskörper, oder Strukturierung der Silizium-beschichteten Basiskörper durch Metallpulverspritzguss, insbesondere mit anschließendem Flüssigphasensintern,
  • d) Wärmebehandlung unter Versintern der Basiskörper mindestens an siliziumbeschichteten Teilen der Oberflächen miteinander unter gleichzeitiger Diffusion von Silizium von der Oberfläche in das Basiskörper-Innere unter Ausbildung eines Siliziumgradienten.
The invention further relates to a method for producing a soft magnetic component, in particular soft magnetic components as described above in various embodiments, this method comprising in particular the following steps:
  • a) providing microstructured or macrostructured base bodies of ferrous material,
  • b) coating at least a part of the surface of the individual base bodies with silicon or a Si-containing iron layer,
  • c) pressing and / or joining the silicon-coated base body, or structuring of the silicon-coated base body by metal injection molding, in particular with subsequent liquid phase sintering,
  • d) heat treatment to sinter the base bodies at least on silicon-coated parts of the surfaces together with simultaneous diffusion of silicon from the surface into the base body interior to form a silicon gradient.

Die in Schritt a) eingesetzten Basiskörper aus Eisenwerkstoff können mikrostrukturierte Basiskörper, beispielsweise Pulverpartikel, oder makrostrukturierte Basiskörper, wie bereits vorgefertigte Bauteile, aus Eisenwerkstoff gemäß den gegebenen Definitionen unter der Beschreibung der weichmagnetischen Komponente sein. The base bodies made of iron material used in step a) may be microstructured base bodies, for example powder particles, or macrostructured base bodies, such as already prefabricated components, of ferrous material according to the given definitions under the description of the soft magnetic component.

Die Beschichtung in Schritt b) erfolgt erfindungsgemäß mit einem Film aus elementaren Silizium oder einer Silizium-reichen Eisenschicht. Die Silizium-reiche Eisenphase kann beispielsweise aus Fe5Si3, Fe3Si2, Fe3Si, FeSi, oder FeSi2 ausgebildet sein oder aber aus einem Silizium-reichen Eisen-Mischkristall bestehen. Erfindungsgemäß wird auf die Basiskörper eine zumindest im Wesentlichen nicht-oxidische Oberflächenschicht aufgebracht. The coating in step b) is carried out according to the invention with a film of elemental silicon or a silicon-rich iron layer. The silicon-rich iron phase may be formed, for example, of Fe 5 Si 3 , Fe 3 Si 2 , Fe 3 Si, FeSi, FeSi 2 or consist of a silicon-rich iron mixed crystal. According to the invention, an at least substantially non-oxidic surface layer is applied to the base bodies.

In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Beschichtung mit Silizium oder einer Si-haltigen Eisenschicht in Schritt b) durch ein chemisches oder physikalisches Verfahren, insbesondere durch Chemische Gasabscheidung (CVD- englisch Chemical Vapor Deposition), oder ein Schmelztauchverfahren (englisch Hot Dipping) erfolgen. In a further embodiment of the method according to the invention, the coating with silicon or a Si-containing iron layer in step b) by a chemical or physical process, in particular by chemical vapor deposition (CVD) or a hot dipping method respectively.

Der Schritt c) beinhaltet dann erfindungsgemäß die Formgebung durch das Spritzgießen der mikrostrukturierten, in Schritt b) beschichteten Basiskörper, gegebenenfalls nach Mischen mit einem oder mehreren (organischen) Bindemitteln unter Bildung eines Grünlings und gegebenenfalls der nachfolgenden Entbinderung unter Ausbildung eines metallischen Bauteils, des sogenannten Bräunlings. Das Spritzgießen, kann auf konventionellen Spritzgießmaschinen, wie sie von der Kunststoffverarbeitung her bekannt sind, erfolgen. Die durch den Metallpulverspritzguss erzeugten Bauteile zeigen hervorragende mechanische Eigenschaften, wie hohe Festigkeit, Zähigkeit und Abriebfestigkeit. Der Metallpulverspritzguss (MIM, – englisch Metall Injection Moulding) hat den weiterhin den Vorteil, dass kleine formkomplexe Präzisionsteile kostengünstig in Serie gefertigt werden können, die mit konventionellen Herstellungsverfahren nicht oder nur unter hohem Aufwand realisierbar sind. Das MIM-Verfahren ist beispielsweise ein besonders wirtschaftliches Verfahren, wenn Bauteile in großer Stückzahl gefertigt werden sollen, bei denen enge Toleranzen gefordert sind, deren Geometrie kompliziert ist, die aus schwer bearbeitbaren Materialien gebildet sind und/oder auf eine mechanische Nachbearbeitung weitestgehend verzichtet werden soll oder muss. Für den Metallpulverspritzguss kann die Beschichtung der Partikel auch durch Mischung von Fe-Basispulver mit Silizium-reichem Pulver und einem Sinterschritt über Flüssigphasensintern, wie in der nachfolgend beschriebenen Variante beschrieben, erfolgen.The step c) according to the invention then includes the shaping by the injection molding of the microstructured, coated in step b) base body, optionally after mixing with one or more (organic) binders to form a green body and optionally the subsequent debindering to form a metallic component, the so-called Bräunlings. The injection molding, can be done on conventional injection molding machines, as they are known from the plastics processing ago. The components produced by the metal powder injection molding show excellent mechanical properties, such as high strength, toughness and abrasion resistance. The metal injection molding (MIM) has the further advantage that small precision molded parts can be manufactured cost-effectively in series, which can not be realized with conventional manufacturing methods or only with great effort. The MIM process, for example, is a particularly economical process when components are to be manufactured in large quantities, where tight tolerances are required, whose geometry is complicated, which are formed from difficult to process materials and / or to avoid mechanical post-processing as far as possible or must. For the metal powder injection molding, the coating of the particles can also be carried out by mixing Fe base powder with silicon-rich powder and a sintering step via liquid phase sintering, as described in the variant described below.

Die Wärmebehandlung in Schritt d) erfolgt erfindungsgemäß in einer Schutzgasatmosphäre, insbesondere eines Inertgases wie zum Beispiel N2 oder He, einer Reduktionsatmosphäre wie zum Beispiel H2 oder unter Vakuum. Hierdurch kann die Bildung von Oxiden weitestgehend vermieden werden.The heat treatment in step d) is carried out according to the invention in a protective gas atmosphere, in particular an inert gas such as N 2 or He, a reducing atmosphere such as H 2 or under vacuum. As a result, the formation of oxides can be largely avoided.

In einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung einer weichmagnetischen Komponente kann die Wärmebehandlung bei einer Temperatur von größer oder gleich 700 °C, bevorzugt größer oder gleich 800 °C, besonders bevorzugt größer oder gleich 1000 °C, beispielsweise größer oder gleich 1200 °C, größer oder gleich 1300 °C und/oder bis kleiner oder gleich 1400 °C durchgeführt werden.In another embodiment of the method according to the invention for producing a soft-magnetic component, the heat treatment may take place at a temperature of greater than or equal to 700 ° C., preferably greater than or equal to 800 ° C., more preferably greater than or equal to 1000 ° C., for example greater than or equal to 1200 ° C. , greater than or equal to 1300 ° C and / or to less than or equal to 1400 ° C are performed.

In einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung einer weichmagnetischen Komponente können in Schritt a) mikrostrukturierte Basiskörper, insbesondere Pulver aus Eisenwerkstoff eingesetzt. Das Sintern der Bauteile in Schritt d) kann beispielsweise in Batchöfen und/oder in kontinuierlichen Anlagen, erfolgen. Das Sintern kann beispielsweise bei Temperaturen zwischen 1200 °C und 1400 °C, unter Schutzgas-, Reduktionsatmosphäre oder Vakuum durchgeführt werden. Die Bauteile erhalten durch das Sintern ihre endgültige Größe und es können aufgrund der hohen Sinteraktivität der feinen Pulver Dichten von über 96% erzielt werden. In another embodiment of the method according to the invention for producing a soft-magnetic component, microstructured base bodies, in particular powders of iron material, can be used in step a). The sintering of the components in step d) can be carried out, for example, in batch ovens and / or in continuous systems. The sintering can be carried out, for example, at temperatures between 1200 ° C and 1400 ° C, under protective gas, reducing atmosphere or vacuum. The components obtain their final size by sintering and densities of over 96% can be achieved due to the high sintering activity of the fine powders.

In einer alternativen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer weichmagnetischen Komponente können Reineisenpulverpartikel als mikrostrukturierte Basiskörper oder Pulverpartikel aus einem Eisenwerkstoff, insbesondere aus einer Eisen-Basislegierung in Schritt a) eingesetzt und mit einem hierzu niedriger-schmelzenden Silizium-reichen Pulver gemischt und dann verpresst werden. Das hergestellte Pulvergemisch kann nach dem Verpressen einem Flüssigphasen-sintern mit einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur von größer oder gleich 1000 °C bis kleiner oder gleich 1400 °C unterworfen werden. In dieser Variante erfolgt die Beschichtung in Schritt b) durch das Schmelzen des Silizium-reichen Pulvers nahezu gleichzeitig mit Schritt d), wobei zunächst das Silizium-reiche Pulver aufschmilzt und sich um festen Pulverpartikel aus Eisenwerkstoff zieht und bei weiter steigender Temperatur die so beschichteten Eisenwerkstoff-Pulverpartikel miteinander versintern. Ein Teil des Siliziums aus der flüssigen Phase diffundiert in die Eisenwerkstoff Pulverpartikel ein und erzeugt so den erfindungsgemäßen Siliziumgradienten. Das Silizium-reiche Pulver kann erfindungsgemäß größer oder gleich 30 Gew.-% Silizium enthalten. Das Silizium-reiche Pulver kann beispielsweise auch eine Mischung von Eisenpulver mit Silizium sein, mit einem Gehalt an Silizium zwischen größer oder gleich 15 Gew.-% und kleiner oder gleich 25 Gew.-%. In an alternative variant of the method according to the invention for producing a soft-magnetic component, pure iron powder particles can be used as microstructured base bodies or powder particles made of a ferrous material, in particular of an iron-based alloy in step a) and mixed with a silicon-rich powder melting at lower temperatures and then pressed , The powder mixture produced after pressing may be subjected to liquid-phase sintering with a heat treatment at a temperature of greater than or equal to 1000 ° C to less than or equal to 1400 ° C. In this variant, the coating is carried out in step b) by melting the silicon-rich powder almost simultaneously with step d), wherein first the silicon-rich powder melts and pulls around solid powder particles of iron material and at further increasing temperature, the thus coated iron material Sinter powder particles together. Part of the silicon from the liquid phase diffuses into the Ferrous material powder particles and thus produces the silicon gradients according to the invention. The silicon-rich powder may according to the invention contain greater than or equal to 30 wt .-% silicon. The silicon-rich powder may, for example, also be a mixture of iron powder with silicon, with a silicon content between greater than or equal to 15% by weight and less than or equal to 25% by weight.

Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens können als Basiskörper in Schritt a) zwei oder mehr gefertigte Formteile, insbesondere makrostrukturierte Basiskörper mit Abmessungen größer oder gleich 3 mm eingesetzt werden. Mit anderen Worten können beispielsweise zwei vorgefertigte Formteile (Bauteile) jeweils mindestens auf einer Fügefläche mit einem Film aus Silizium oder einer Silizium-haltigen Eisenschicht beschichtet und nachfolgend durch Sinterfügen miteinander verbunden werden. Die Fügestelle bildet den miteinander verbundenen Teil der Oberfläche der Basiskörper. An der so ausgebildeten Fügestelle wird zwischen den Bauteilen als Basiskörper eine Silizium- oder Silizium-reiche Schicht mit hohem elektrischen Widerstand ausgebildet, die eine ähnliche Wirkung wie ein Luftspalt hat. Zum Inneren der gefügten Bauteile nimmt der Siliziumgehalt jeweils mit einem Gradienten ab.Within the scope of a further embodiment of the method according to the invention, two or more molded parts, in particular macrostructured base bodies with dimensions greater than or equal to 3 mm, can be used as the base body in step a). In other words, for example, two prefabricated molded parts (components) can each be coated on at least one joining surface with a film of silicon or a silicon-containing iron layer and subsequently joined together by sintering. The joint forms the interconnected part of the surface of the base body. At the joint formed in this way, a silicon or silicon-rich layer with high electrical resistance is formed between the components as base body, which has a similar effect as an air gap. To the interior of the joined components, the silicon content decreases in each case with a gradient.

Die Erfindung betrifft auch nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte weichmagnetische Komponenten.The invention also relates to soft magnetic components produced by the process according to the invention.

Hinsichtlich weiterer Vorteile und Merkmale wird hiermit explizit auf die Erläuterungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen weichmagnetischen Komponente der erfindungsgemäßen Verwendung sowie den Figuren verwiesen.With regard to further advantages and features, reference is hereby explicitly made to the explanations in connection with the soft-magnetic component according to the invention of the use according to the invention and the figures.

Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung einer weichmagnetischen Komponente wie sie vorstehend in verschiedenen Ausführungsformen beschrieben wurde als Bestandteil eines elektromagnetischen Systems. Vorteilhafterweise kann die erfindungsgemäße weichmagnetische Komponente sehr gute mechanische Eigenschaften, insbesondere eine hohe Festigkeit aufweisen. Bei Aktoren kann durch die Verwendung der erfindungsgemäßen weichmagnetischen Komponente, die eine hohe magnetischer Sättigung bereitstellt, die erreichbare Maximalkraft gesteigert werden. Gleichzeitig kann der hohe elektrische Widerstand der weichmagnetischen Komponente Wirbelströme beim Kraftaufbau in einem Aktor unterdrücken und so niedrigere Schaltzeiten ermöglichen. Die gegenüber Bauteilen aus weichmagnetischen Verbundwerkstoffen (WMV) gesteigerte Festigkeit, erlaubt einen Einsatz in Anwendungen mit höherer mechanischer Belastung, zum Beispiel auch als bewegter Teil eines Aktors (Anker). The invention further relates to the use of a soft magnetic component as described above in various embodiments as part of an electromagnetic system. Advantageously, the soft magnetic component according to the invention can have very good mechanical properties, in particular high strength. In actuators, the achievable maximum force can be increased by the use of the soft magnetic component according to the invention, which provides a high magnetic saturation. At the same time, the high electrical resistance of the soft magnetic component can suppress eddy currents during the build-up of force in an actuator and thus enable lower switching times. The increased strength compared to components made of soft magnetic composites (WMV), allows use in applications with higher mechanical stress, for example, as a moving part of an actuator (anchor).

In einer Ausgestaltung betrifft die Erfindung die Verwendung einer weichmagnetischen Komponente als Anker oder Kern eines Magnetventils, beispielsweise zur Diesel- oder Benzineinspritzung, oder als Flussleiter, beispielsweise Stator oder Rotor, in einer elektrischen Maschine. Der hohe elektrische Widerstand reduziert die „Eisenverluste“ und verbessert damit den Wirkungsgrad der Maschine. Die erfindungsgemäße weichmagnetische Komponente kann auch in Maschinen mit 3-dimensionalem magnetischem Flussverlauf (zum Beispiel Transversalflussmaschinen, Klauenpolmaschine) eingesetzt werden. Anders als in aus Einzelblechen aufgebauten Stator- oder Rotorpaketen erfolgt die Unterdrückung von Wirbelströmen erfindungsgemäß dreidimensional.In one embodiment, the invention relates to the use of a soft magnetic component as the armature or core of a solenoid valve, for example for diesel or gasoline injection, or as a flux guide, for example stator or rotor, in an electrical machine. The high electrical resistance reduces the "iron losses" and thus improves the efficiency of the machine. The soft magnetic component according to the invention can also be used in machines with 3-dimensional magnetic flux profile (for example transversal flux machines, claw pole machine). Unlike in stator or rotor packages constructed from individual sheets, the suppression of eddy currents takes place in three dimensions according to the invention.

Hinsichtlich weiterer Vorteile und Merkmale wird hiermit explizit auf die Erläuterungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen weichmagnetischen Komponente, dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie den Figuren verwiesen.With regard to further advantages and features, reference is hereby explicitly made to the explanations in connection with the soft magnetic component according to the invention, the method according to the invention and the figures.

Zeichnungendrawings

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Figuren veranschaulicht und erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Figuren nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigenThe invention will be illustrated and explained below with reference to exemplary embodiments in conjunction with the figures. It should be noted that the figures have only descriptive character and are not intended to limit the invention in any way. Show it

1 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen weichmagnetischen Komponente gesintert aus Pulverpartikeln. 1 a schematic sectional view of a soft magnetic component according to the invention sintered from powder particles.

2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer weichmagnetischen Komponente. 2 a schematic representation of the inventive method for producing a soft magnetic component.

1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen weichmagnetischen Komponente 1 gesintert aus Pulverpartikeln 2 aus Eisenwerkstoff wobei die einzelnen Pulverpartikel 2, eine Oberflächenschicht 3 mit einem Silizium-Gradienten mit steigendem Silizium-Gehalt zur Oberfläche aufweisen. Nur zur besseren Übersicht sind lediglich zwei miteinander versinterte Pulverpartikel 2 dargestellt. Die Oberfläche 4, die die Partikel 2 nach außen begrenzt, hat erfindungsgemäß einen hohen elektrischen Widerstand. Somit sind die Pulverpartikel 2 voneinander durch einen hohen elektrischen Widerstand getrennt (relativ gute elektrische Isolation). Beispielsweise kann bei einem Siliziumgehalt von 6,5 Gew.-% der elektrische Widerstand ρ = 0,9µΩm, bei reinem Silizium ρ = 2,3·109 µΩm betragen. Die weichmagnetische Komponente kann hierdurch insgesamt einen hohen (mittleren) elektrischen Widerstand aufweisen. In der weichmagnetischen Komponente kann die Oberflächenschicht 3 der Basiskörper 2 einen Siliziumgehalt von größer oder gleich 3 Gew.-% bis kleiner oder gleich 100 Gew.-%, insbesondere von größer oder gleich 6 Gew.-% bis kleiner oder gleich 30 Gew.-% aufweisen und / oder zwischen der Oberflächenschicht 3 zum Inneren des Basiskörpers 5 kann ein Unterschied im Siliziumgehalt von größer oder gleich 3 Gew.-% bestehen. In Richtung des Basiskörperinneren 5, beispielsweise in Richtung des Pfeils A, nimmt der Siliziumgehalt mit einem Gradienten ab, so dass im Inneren der Basiskörper 2 eine hohe magnetische Sättigung besteht. Vorteilhafterweise kann die erfindungsgemäße weichmagnetische Komponente 1 zudem sehr gute mechanische Eigenschaften, insbesondere eine hohe Festigkeit und eine verbesserte Permeabilität, aufweisen. 1 shows a schematic sectional view of a soft magnetic component according to the invention 1 sintered from powder particles 2 made of ferrous material with the individual powder particles 2 , a surface layer 3 having a silicon gradient with increasing silicon content to the surface. For a better overview, only two sintered powder particles are sintered together 2 shown. The surface 4 that the particles 2 limited to the outside, according to the invention has a high electrical resistance. Thus, the powder particles 2 separated by a high electrical resistance (relatively good electrical insulation). For example, for a silicon content of 6.5% by weight, the electrical resistance ρ = 0.9μΩm, for pure silicon ρ = 2.3 · 10 9 μΩm. As a result, the soft-magnetic component as a whole can have a high (average) electrical resistance. In the soft magnetic component, the surface layer 3 the base body 2 a silicon content of greater than or equal to 3% by weight % to less than or equal to 100 wt .-%, in particular greater than or equal to 6 wt .-% to less than or equal to 30 wt .-% and / or between the surface layer 3 to the interior of the base body 5 There may be a difference in the silicon content of greater than or equal to 3% by weight. Towards the base body interior 5 For example, in the direction of arrow A, the silicon content decreases with a gradient, so that inside the base body 2 There is high magnetic saturation. Advantageously, the soft magnetic component according to the invention 1 also have very good mechanical properties, in particular a high strength and an improved permeability.

2 zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer weichmagnetischen Komponente. Nur der Übersichtlichkeit halber ist dieses lediglich anhand zweier Basiskörper 2 wiedergegeben. Zunächst werden die Basiskörper 2 bereitgestellt und mit einer Beschichtung 6 aus Silizium oder einer Silizium-haltigen Eisenschicht versehen. Die Basiskörper 2 können beispielsweise bereits vorgefertigte Formteile, wie spanend oder durch Sintern gefertigte massive Bauteile sein. Beispielsweise können die Basiskörper 2 aus Eisenwerkstoff, Bauteile eines weichmagnetischen Ankers oder Kerns eines Magnetventils sein, die auf mindestens einer ihrer Oberflächen, die auch Fügefläche genannt wird, mit einem Film 6 aus Silizium oder einer Silizium-haltigen Eisenschicht beschichtet sind. Nachfolgend werden die beschichteten Basiskörper 2 durch Sinterfügen miteinander verbunden. An der Fügestelle 7 wird so zwischen den Bauteilen als Basiskörper 2 eine Silizium- oder Silizium-reiche Schicht mit hohem elektrischen Widerstand ausgebildet, die eine ähnliche Wirkung wie ein Luftspalt hat. Die Fügestelle 7 bildet mit anderen Worten den miteinander verbundenen Teil der Oberfläche der Basiskörper 2. Zum Inneren der gefügten Basiskörper 2 (in Richtung der Pfeile A) nimmt der Siliziumgehalt jeweils mit einem Gradienten ab. Durch die gebildete Sinter-Verbindung kann eine deutlich verbesserte mechanische Stabilität der weichmagnetischen Komponente 1 und einen höheren effektiven Querschnitt des gebildeten Magnetkreises erzielt werden. 2 shows a schematic representation of the inventive method for producing a soft magnetic component. For the sake of clarity, this is only based on two base body 2 played. First, the base bodies 2 provided and with a coating 6 made of silicon or a silicon-containing iron layer. The base body 2 For example, prefabricated molded parts, such as machined or sintered solid components can be. For example, the base body 2 be made of ferrous material, components of a soft magnetic armature or core of a solenoid valve, on at least one of their surfaces, which is also called joining surface, with a film 6 made of silicon or a silicon-containing iron layer are coated. The following are the coated base bodies 2 connected by sintering. At the joint 7 becomes as between the components as a base body 2 formed a silicon or silicon-rich layer with high electrical resistance, which has a similar effect as an air gap. The joint 7 In other words, it forms the interconnected part of the surface of the base bodies 2 , To the interior of the joined base body 2 (in the direction of arrows A), the silicon content decreases in each case with a gradient. The formed sintered connection can significantly improve the mechanical stability of the soft magnetic component 1 and a higher effective cross section of the formed magnetic circuit can be achieved.

Zusammenfassend wird erfindungsgemäß eine weichmagnetische Komponente bereitgestellt, die vorteilhafterweise neben guten weichmagnetischen Eigenschaften eine hohe magnetische Sättigung und einen hohen elektrischen Widerstand aufweist. Durch die hohe magnetische Sättigung kann beispielsweise vorteilhaft auch die mit einem Aktor erreichbare Maximalkraft gesteigert werden. Gleichzeitig kann der hohe elektrische Widerstand Wirbelströme beim Kraftaufbau in einem Aktor unterdrücken und so niedrigere Schaltzeiten ermöglichen. Weiterhin zeigt eine erfindungsgemäße weichmagnetische Komponente eine hohe Festigkeit, die insbesondere bei mechanisch belasteten Komponenten und Bauteilen, beispielsweise bei einem bewegten Anker eines Magnetkreises, vorteilhaft ist.In summary, according to the invention, a soft-magnetic component is provided which, in addition to good soft-magnetic properties, advantageously has high magnetic saturation and high electrical resistance. Due to the high magnetic saturation, for example, the maximum force achievable with an actuator can advantageously also be increased. At the same time, the high electrical resistance can suppress eddy currents in the force build-up in an actuator and thus enable lower switching times. Furthermore, a soft magnetic component according to the invention shows a high strength, which is particularly advantageous in mechanically loaded components and components, for example in a moving armature of a magnetic circuit.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 112009000263 T5 [0003] DE 112009000263 T5 [0003]
  • EP 1231003 A2 [0004] EP 1231003 A2 [0004]

Claims (12)

Weichmagnetische Komponente (1) dadurch gekennzeichnet, dass die weichmagnetische Komponente (1) aus miteinander versinterten Basiskörpern (2), die einen Eisenwerkstoff aufweisen, ausgebildet ist, wobei eine Oberfläche (4) der Basiskörper (2) eine Oberflächenschicht (3) aus Silizium oder aus einer Silizium-haltigen Eisenschicht aufweist und weiterhin die Oberflächenschicht (3) mit einem Gradienten im Siliziumgehalt mit dem höchsten Siliziumgehalt in der Oberfläche (4) der Basiskörper ausgebildet ist.Soft magnetic component ( 1 ) characterized in that the soft magnetic component ( 1 ) made of sintered base bodies ( 2 ), which comprise a ferrous material, wherein a surface ( 4 ) the base body ( 2 ) a surface layer ( 3 ) of silicon or of a silicon-containing iron layer and furthermore the surface layer ( 3 ) with a gradient in silicon content with the highest silicon content in the surface ( 4 ) of the base body is formed. Weichmagnetische Komponente (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Basiskörper (2) aus einem Eisenwerkstoff ausgewählt aus der Gruppe Reineisen, einer Eisen-Basis Legierung, die neben größer oder gleich 47 Gew.-% Eisen weitere Elemente wie Si, Al, Cr, Ni, Co, Mo, Cu, Mn, V oder C enthalten kann, insbesondere eine Eisen-Basis-Legierung der Zusammensetzung 50 Gew.-% Eisen / 50 Gew.-% Cobalt oder Eisen mit größer oder gleich 46 Gew.-% bis kleiner oder gleich 50 Gew.-% Cobalt / größer oder gleich 1 Gew.-% bis kleiner oder gleich 3 Gew.-% Vanadium oder Eisen mit größer oder gleich 0 Gew.-% bis kleiner oder gleich 1 Gew.-% Phosphor und größer oder gleich 0 Gew.-% bis kleiner oder gleich 4 Gew.-% Silizium.Soft magnetic component ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the base bodies ( 2 ) of an iron material selected from the group of pure iron, an iron-based alloy containing not only greater than or equal to 47 wt .-% iron other elements such as Si, Al, Cr, Ni, Co, Mo, Cu, Mn, V or C. may, in particular an iron-based alloy of the composition 50 wt .-% iron / 50 wt .-% cobalt or iron with greater than or equal to 46 wt .-% to less than or equal to 50 wt .-% cobalt / greater than or equal to 1 Wt .-% to less than or equal to 3 wt .-% vanadium or iron with greater than or equal to 0 wt .-% to less than or equal to 1 wt .-% phosphorus and greater than or equal to 0 wt .-% to less than or equal to 4 wt .-% silicon. Weichmagnetische Komponente (1) nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Basiskörper (2) Pulverpartikel mit Durchmessern größer oder gleich 2 µm bis kleiner oder gleich 3 mm, insbesondere von größer oder gleich 5 µm bis kleiner oder gleich 1 mm, insbesondere mit einem Durchmesser von größer oder gleich 5 µm bis kleiner oder gleich 500 µm oder gefertigte Formteile, insbesondere makrostrukturierte Basiskörper (2) mit Abmessungen größer oder gleich 3 mm, sind. Soft magnetic component ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the base bodies ( 2 ) Powder particles with diameters greater than or equal to 2 microns to less than or equal to 3 mm, in particular greater than or equal to 5 microns to less than or equal to 1 mm, in particular with a diameter of greater than or equal to 5 microns to less than or equal to 500 microns or manufactured moldings, in particular macrostructured base bodies ( 2 ) with dimensions greater than or equal to 3 mm. Weichmagnetische Komponente (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenschicht (3) der Basiskörper (2) einen Siliziumgehalt von größer oder gleich 3 Gew.-% bis kleiner oder gleich 100 Gew.-%, bevorzugt von größer oder gleich 6 Gew.-% bis kleiner oder gleich 30 Gew.-% aufweist und / oder zwischen der Oberflächenschicht zum Inneren des Basiskörpers ein Unterschied im Siliziumgehalt von größer oder gleich 3 Gew.-% besteht.Soft magnetic component ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the surface layer ( 3 ) the base body ( 2 ) has a silicon content of greater than or equal to 3 wt% to less than or equal to 100 wt%, preferably greater than or equal to 6 wt% to less than or equal to 30 wt%, and / or between the surface layer to the interior the base body has a difference in the silicon content of greater than or equal to 3% by weight. Verfahren zur Herstellung einer weichmagnetischen Komponente (1) gekennzeichnet durch die Schritte a) Bereitstellen von Basiskörpern (2) aus Eisenwerkstoff, b) Beschichtung mindestens eines Teils der Oberfläche (4) der einzelnen Basiskörper (2) mit Silizium oder einer Silizium-haltigen Eisenschicht, c) Verpressen und/oder Fügen der Silizium-beschichteten Basiskörper (2), oder Strukturierung der Silizium-beschichteten Basiskörper (2) durch Metallpulverspritzguss, insbesondere mit anschließendem Flüssigphasensintern, d) Wärmebehandlung unter Versintern der Basiskörper (2) mindestens an Silizium-beschichteten Teilen der Oberflächen (4) miteinander unter gleichzeitiger Diffusion von Silizium von der Oberfläche (4) in das Basiskörper-Innere (5).Method for producing a soft magnetic component ( 1 ) characterized by the steps a) providing base bodies ( 2 ) of ferrous material, b) coating at least part of the surface ( 4 ) of the individual base bodies ( 2 ) with silicon or a silicon-containing iron layer, c) pressing and / or joining the silicon-coated base body ( 2 ), or structuring of the silicon-coated base body ( 2 ) by metal injection molding, in particular with subsequent liquid phase sintering, d) heat treatment with sintering of the base body ( 2 ) at least on silicon-coated parts of the surfaces ( 4 ) with simultaneous diffusion of silicon from the surface ( 4 ) into the base body interior ( 5 ). Verfahren zur Herstellung einer weichmagnetischen Komponente (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung mit Silizium oder einer Silizium-haltigen Eisenschicht in Schritt b) durch ein chemisches oder physikalisches Verfahren, insbesondere durch Chemische Gasabscheidung, oder durch Schmelztauchverfahren erfolgt.Method for producing a soft magnetic component ( 1 ) according to claim 5, characterized in that the coating with silicon or a silicon-containing iron layer in step b) by a chemical or physical process, in particular by chemical vapor deposition, or by hot dip. Verfahren zur Herstellung einer weichmagnetischen Komponente (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlung bei einer Temperatur von größer oder gleich 700 °C, insbesondere größer oder gleich 800 °C, insbesondere größer oder gleich 1000 °C durchgeführt wird.Method for producing a soft magnetic component ( 1 ) according to claim 5 or 6, characterized in that the heat treatment at a temperature of greater than or equal to 700 ° C, in particular greater than or equal to 800 ° C, in particular greater than or equal to 1000 ° C is performed. Verfahren zur Herstellung einer weichmagnetischen Komponente nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass Reineisenpulverpartikel oder Pulverpartikel aus einem Eisenwerkstoff als Basiskörper in Schritt a) eingesetzt werden.A method for producing a soft magnetic component according to claim 5 or 7, characterized in that pure iron powder particles or powder particles are used from a ferrous material as a base body in step a). Verfahren zur Herstellung einer weichmagnetischen Komponente (1) nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass Reineisenpulverpartikel oder Pulverpartikel aus einem Eisenwerkstoff als Basiskörper (2) eingesetzt und mit einem niedriger-schmelzenden Silizium-reichen Pulver gemischt werden und das entstandene Pulvergemisch nach dem Verpressen einem Flüssigphasensintern mit einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur von größer oder gleich 1000 °C bis kleiner oder gleich 1400 °C unterworfen werden.Method for producing a soft magnetic component ( 1 ) according to claim 5 or 7, characterized in that pure iron powder particles or powder particles of a ferrous material as a base body ( 2 ) and mixed with a lower-melting silicon-rich powder, and the resulting powder mixture after pressing is subjected to liquid phase sintering with a heat treatment at a temperature of greater than or equal to 1000 ° C to less than or equal to 1400 ° C. Verfahren zur Herstellung einer weichmagnetischen Komponente (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Basiskörper (2) in Schritt a) zwei oder mehr gefertigte Formteile, insbesondere makrostrukturierte Basiskörper (2) mit Abmessungen größer oder gleich 3 mm eingesetzt werden.Method for producing a soft magnetic component ( 1 ) according to claim 5, characterized in that as the base body ( 2 ) in step a) two or more manufactured moldings, in particular macrostructured base bodies ( 2 ) with dimensions greater than or equal to 3 mm. Verwendung einer weichmagnetischen Komponente (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 als Bestandteil eines elektromagnetischen Systems.Use of a soft magnetic component ( 1 ) according to one of claims 1 to 4 as part of an electromagnetic system. Verwendung einer weichmagnetischen Komponente (1) nach Anspruch 11 als Anker oder Kern eines Magnetventils oder als Stator oder Rotor in einer elektrischen Maschine.Use of a soft magnetic component ( 1 ) according to claim 11 as anchor or core a solenoid valve or as a stator or rotor in an electrical machine.
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