DE3685698T2

DE3685698T2 - Verfahren zur herstellung eines lamellenpakets aus duennem amorphen magnetband, und eines magnetkerns aus duennem legierten band.

Info

Publication number: DE3685698T2
Application number: DE8686901512T
Authority: DE
Inventors: Nobuyuki Kawasaki Steel Morito
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1985-02-27
Filing date: 1986-02-27
Publication date: 1993-01-28
Anticipated expiration: 2006-02-28
Also published as: EP0214305A1; EP0214305A4; DE3685698D1; EP0214305B1; WO1986005314A1

Description

Lamellenpaket aus amorphem, dünnen, legierten Band und ein Magnetkern, bei dem dieses Lamellenpaket aus amorphem, dünnen, legierten Band verwendet wird und ein Verfahren zu dessen Herstellung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Lamellenpakets, in welchem eine Vielzahl von amorphen, dünnen, legierten Schichten mit ausgezeichneten magnetischen Eigenschaften zusammenlaminiert ist.
Wenn eine geschmolzene Legierung wie ein Fe-B-Si-System oder ein Co-Fe-B-Si-System rasch bei einer Kühlgeschwindigkeit von etwa 10&sup5; bis 10&sup6; ºC/Sek. gemäß einem Einzelwalzenverfahren oder einem Doppelwalzenverfahren verfestigt wird, werden amorphe, magnetische, dünne, legierte Bänder mit einer Dicke von etwa 20 bis 50 um mit einer unregelmäßigen Atomanordnung erhalten.
Da solche amorphen, dünnen Legierungsbänder ausgezeichnete weichmagnetische Eigenschaften und das Fe-B-Si-System eine relativ gesättigte Magnetflußdichte und einen extrem niedrigen Eisenverlust haben, wurde festgestellt, daß sie überzeugende Ersatzmaterialien für Siliciumstahlbänder sind, die gegenwärtig als Eisenmagnetkernmaterialien für Transformatoren und Motoren verwendet werden.
Es ist allgemeine Praxis, daß ein gewickelter Kern oder ein laminierter Kern aus diesen amorphen, dünnen, legierten Bändern (nachstehend als "Bänder" bezeichnet) aus einem einzigen Band gebildet ohne normalerweise gebunden zu sein, um Transformatoren zusammenzubauen. Im allgemeinen waren jedoch solche Transformatoren nachteilig, da die Anzahl der für die Laminierung notwendigen Schritte größer wird weil die Dicke des Bandes kleiner ist im Vergleich zu herkömmlich verwendeten Siliciumstahlbändern und dgl. ist.
Obgleich durch eine Verdickung des Bandes usw. der vorstehend erwähnte Nachteil überwunden werden kann, wird berichtet, daß dies zur Verschlechterung des Eisenverlustes führt. In dieser Hinsicht führen die Vorteile, falls eine Vielzahl von Bändern laminiert werden kann dazu, daß der isolierende Widerstand zwischen den Bändern verbessert werden kann und daß eine Verringerung des Wirbelstromsverlustes erzielt wird und daß seinerseits der Eisenverlust zusätzlich zu einer Verringerung der Anzahl der Schritte der Laminierung erreicht werden kann.
Für diesen Zweck wurde kürzlich mit Versuchen bezüglich des Verklebens der Bänder begonnen. Wie beispielsweise in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 56-36 336 und 58-175 654 vorgeschlagen, werden die Bänder nachdem sie mit einem Klebstoff beschichtet, zusammenlaminiert, getrocknet und vollständig verfestigt wurden, üblicherweise geschnitten und laminiert oder gewickelt, um einen Kern zu erzeugen.
Gemäß der vorstehend erwähnten Technik des Standes der Technik wird jedoch ein Klebstoffgleichmäßig auf die ganze Oberfläche der Bänder aufgetragen und vollständig verfestigt. So wird eine nicht gleichförmige Beanspruchung auf die Bänder infolge des Zwangs der anhaftenden Schicht beim Formen aufgebracht, beispielsweise Mehrfachwindungswickeln, was in nachteiliger Weise die magnetischen Eigenschaften verschlechtert.
Falls die Bänder als Magnetmaterial verwendet werden, ist das Anlassen bei einer Temperatur, die nicht höher liegt als der Curiepunkt in einem Magnetfeld im allgemeinen unverzichtbar, um die innere Beanspruchung freizugeben, die während des superraschen Abschreckens eingeleitet wurden und um die Magnetabschnitte ordentlich anzuordnen. Obgleich dies auch auf das Lamellenpaket zutrifft, verbleibt ein Problem, nämlich daß je nach der Art des Klebstoffs und der Anlaßbedingungen der Eisenverlust verschlechtert wird, selbst wenn keine Bearbeitung wie das Formen zu Spulen durchgeführt wird.
JP-A-5 739 510 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Lamellenpakets durch Verbinden amorpher, legierter Bänder unter Verwendung eines Klebstoffs, indem der Klebstoff in der Form von diskontinuierlichen Schichten aufgetragen wird. In diesem Fall sind jedoch die Klebstoffe macromolekulare Verbindungen, wie Poly(phenylen)oxid, Poly(p-xylol), aromatisches Polysulphon, aromatisches Polyamid und Phenoxyharze. Solche Klebstoffe führen zu einer beträchtlichen Verschlechterung des Eisenverlustes beim Anlassen.
Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt im Hinblick auf die vorstehend erwähnte Situation und schlägt ein Lamellenpaket aus amorphen, dünnen, legierten Bändern und einem Magnetkern, der keine Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften verursacht, mit anderen Worten keine Verschlechterung der Eigenschaften aufgrund der Anhaftung, selbst wenn eine Bearbeitung wie das Spulenformen durchgeführt wird und sogar keine Verschlechterung des Eisenverlusts, selbst wenn eine Wärmebehandlung wie Anlassen in einem Magnetfeld durchgeführt wird, zusammen mit vorteilhaften Herstellungsverfahren dafür, vor.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren für die Herstellung eines Lamellenpakets geschaffen, das eine Vielzahl von Klebeschichten umfaßt, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:
(i) Auftragen einer diskontinuierlichen Klebstoffschicht auf einem dünnen Band aus amorpher Legierung,
(ii) Aufbringen eines zweiten dünnen Bands aus amorpher Legierung auf die Klebstoffschicht und Laminieren und Kontaktverbinden der dünnen Bänder aus amorpher Legierung mittels der Klebstoffschicht,
(iii) Aufbringen einer weiteren diskontinuierlichen Klebstoffschicht auf eine Außenoberfläche der laminierten, dünnen Bänder aus amorpher Legierung,
(iv) Aufbringen eines weiteren dünnen Bands aus amorpher Legierung auf die weitere Klebstoffschicht und Laminieren und Kontaktverbinden des weiteren dünnen Bands aus amorpher Legierung mit den laminierten dünnen Bändern aus amorpher Legierung mittels der weiteren Klebstoffschicht,
(v) Wiederholen der Schritte (iii) und (iv) zur Bildung eines Lamellenpakets mit der gewünschten Anzahl von dünnen Bändern aus amorpher Legierung und
(vi) mindestens einmaliges Wärmebehandeln des Lamellenpakets, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebstoffschichten im wesentlichen ein Borsiloxanharz umfassen und die diskontinuierlich zwischen den dünnen Bändern aus amorpher Legierung aufgebrachten Klebstoffschichten vor der Wärmebehandlung einer Vortrocknung bei einer Temperatur von 250 bis 300ºC unterzogen werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Magnetkerns für einen Transformator geschaffen, welches das Verfahren des Bildens eines Lamellenpakets gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung umfaßt und dann, nach dem vorläufigen Trocknen, das vorläufige Formen des Lamellenpakets zur Bildung des Kern, umfaßt.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung beträgt der Bereich der dünnen Bänder der amorphen Legierung, der von dem Klebstoff eingenommen wird 0,1 bis 50% und der Klebstoff wird in einer Menge von 0,05 bis 3 gm&supmin;² aufgetragen.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung beträgt die endgültige Dicke der Klebstoffschicht 0,05 bis 2,0 um.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Wärmebehandlung eine Behandlung in einem Magnetfeld bei einer Temperatur von 300 bis 450ºC.
Die Wärmebehandlung kann ein Anlassen sein.
Nachdem die Erfinder wiederholt ausgedehnte Untersuchungen durchgeführt haben, um die vorstehenden Ziele zu erreichen, haben sie folgende Ergebnisse erzielt:
(1) Falls ein Klebstoff auf die gesamte Oberfläche eines dünnen Bandes beim Festkleben der Bänder aufgetragen wird, falls die Weichheit des Klebstoffs beibehalten wird, während der Klebstoff nur vorläufig vor dem Bearbeiten (wie dem Wickeln) getrocknet wird und ein Anlassen in dem Magnetfeld, welches nach dem Bearbeiten durchzuführen ist, als Wärmebehandlung für die endgültige Trocknung verwendet wird, treten irgendwelche herkömmlicherweise bei der Bildung der Lamellenpakete gefundenen Probleme nicht auf.
(2) Falls der anhaftende Zustand des Klebstoffs auf der Oberfläche des dünnen Bandes lokal beschränkt ist auf eine teilweise Anhaftung und nichtanhaftende Bereiche, um die anhaftenden Bereiche um die anhaftende Bereiche herum vorgesehen sind, wird die Erzeugung von nichtgleichförmiger Beanspruchung im Vergleich zu der herkömmlichen Technik in einem großen Ausmaß verringert.
(3) Selbst in Fällen, in denen die dünnen Bänder Fe-Systembänder sind, die eine hohe Temperatur von nicht weniger als 350ºC beim Anlassen in dem Magnetfeld erfordern, wird die Haftfähigkeit nicht verringert, selbst nach dem vorstehend erwähnten Anlassen bei hoher Temperatur, wenn der Klebstoff hauptsächlich aus Borsiloxanharz besteht.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Lamellenpakets aus einem amorphen, dünnen Legierungsband, das mit einer daran anhaftenden Schicht versehen ist, die aus einem Klebstoff besteht, der hauptsächlich aus Borsiloxanharz zwischen den amorphen, dünnen, legierten Bändern besteht.
Wenn das Lamellenpaket nacheinander einem Formen, wie einem Wickeln, unterworfen wird, ist die Klebeschicht vorzugsweise nur in einem vorläufig getrockneten Zustand, d.h. in einem Zustand, in dem die Flexibilität aufrechterhalten wird, obgleich der Klebstoff weiterhin bis zu einer Phase reagiert, in der der Klebstoff keine Feuchtigkeit absorbiert.
Der Grund dafür ist, daß da die Klebeschicht in diesem Zustand ausreichend weich ist, die Beanspruchung selbst bei Anlegung von Beanspruchung verringert ist und die Klebeschicht selbst beim Schneiden nicht abgeschält wird, so daß die Magneteigenschaften nicht beeinträchtigt werden.
Das vorläufige Trocknungsverfahren erfolgt vorzugsweise bei 250 bis 300ºC während 1 bis 5 Minuten. Wenn eine solche Behandlung durchgeführt wird, werden die Bänder infolge des Restwassers, das sich aus nicht ausreichendendem Trocknen ergibt, nicht rostig. Wenn die Bänder in ein Lamellenpaket umgewandelt werden und das Lamellenpaket wie es ist in der Form einer Platte verwendet wird ohne einer Formung, beispielsweise einem Wickeln, unterworfen zu werden, ist die Dicke der anhaftenden Schicht wichtig, um eine Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften aufgrund der Anhaftung zu vermeiden.
Drei Bänder mit einer Dicke von 28 um und einer Breite von 5 cm mit einer Zusammensetzung von Fe&sub7;&sub8;B&sub1;&sub2;Si&sub1;&sub0; wurden hergestellt. Ein Klebstoff, der hauptsächlich aus Borsiloxan bestand, wurde auf die gesamten gegenüberliegenden Flächen eines der Bänder aufgetragen, während er in einem Bereich von 0 bis 10 g/m² abgeändert wurde, so daß die Dicke der anhaftenden Schicht nach dem Trocknen 0 bis 5,0 um betrug. Nach Trocknen an Luft wurden die anderen Bänder auf die gegenüberliegenden Flächen des ersten Bandes laminiert. Die drei Bänder wurden unter Druck zwischen Kontaktverbindungswalzen zusammenlaminiert. Dann wurde, nachdem die Bänder unter Erhitzen bei 250ºC während 5 Minuten zusammengeklebt worden waren, das Lamellenpaket bei 370ºC in einem Magnetfeld von 200 A/m eine Stunde lang angelassen und kühlen gelassen.
Die Beziehung zwischen der Dicke der anhaftenden Schicht und dem Eisenverlust des so erhaltenen Lamellenpakets wurde untersucht und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben. Tabelle 1 Dicke der anhaftenden Schicht (um) Eisenverlust W13/50 (W/kg)
Wie aus Tabelle 1 ersichtlich, wird, wenn die Dicke der Klebeschicht nicht größer als 2,0 um ist, keine Verschlechterung des Eisenverlusts aufgrund der Haftung beobachtet. Fall jedoch die Dicke der Klebeschicht weniger als 0,05 um beträgt, kann keine ausreichende Haftkraft erhalten werden. So beträgt die Dicke der Klebeschicht im Falle einer Auftragung des Klebstoffs auf die gesamte Oberfläche vorzugsweise etwa 0,05 bis 2,0 um.
Wenn die Bänder andererseits teilweise mit dem Klebstoff anhaften, werden die Bänder geformt ohne an einer nichtgleichförmigen Beanspruchungserzeugung zu leiden und ohne Abschälung der Klebeschicht, selbst wenn der Klebstoff durch ein enegültiges Trocknen verfestigt wird, ganz zu schweigen vom vorläufigen Trocknungszustand.
Beispielsweise wird Bezug genommen auf die nachfolgenden Figuren, in denen zeigen:
Fig. 1a bis 1d Ansichten, die bevorzugte Auftragungsmuster des Klebstoffs bei einer teilweisen Haftung zeigen,
Fig. 2 eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der aufgetragenen Menge und dem Eisenverlust zeigt, nachdem der Klebstoff getrocknet und verfestigt ist,
Fig. 3 eine Ansicht, die die Molekularstruktur des Borsiloxans zeigt, und
Fig. 4 eine graphische Darstellung, die die Verringerung des Gewichts des Borsiloxans durch Erhitzen zeigt.
Die bevorzugten Auftragungsmuster des Klebstoffs sind in Fig. 1a bis 1d gezeigt. Es wird bevorzugt, daß das Flächenbelegungsverhältnis und die zwischen den Schichten aufgetragene Klebstof fmenge im Bereich von 0,1 bis 50% bzw. 0,05 bis 3 g/m² im getrockneten und verfestigten Zustand liegen.
Der Klebstoff besteht hauptsächlich aus Borsiloxanharz und wurde auf eine Oberfläche eines Bandes mit einer Dicke von 28 m und einer Breite von 5 cm mit einer Zusammensetzung von Fe&sub7;&sub8;B&sub1;&sub2;Si&sub1;&sub0; in einem punktartigen Muster, wie in Fig. 1a zeigt, aufgetragen unter der Bedingung, daß das Flächenbelegungsverhältnis und die durchschnittliche aufgetragene Menge etwa 5% bzw. 0 bis 5 g/m² betrugen. Nach Trocknen an Luft wurde ein anderes Band daran anlaminiert. Dann wurde der Klebstoff aufgetragen und in der gleichen Weise wie bei der ersten Schicht luftgetrocknet und ein drittes Band wurde darauf gelegt. Dann wurden die Bänder unter Druck zwischen Kontaktverbindungswalzen laminiert. Als nächstes wurden die Bänder unter Erhitzen auf 250ºC während 5 Minuten zusammengeklebt und bei 370ºC in einem Magnetfeld von 200 A/m eine Stunde lang angelassen und dann kühlen gelassen.
Die Beziehung zwischen der aufgetragenen Menge des Klebstoffs und dem Eisenverlust des so erhaltenen Lamellenpakets wurde untersucht, nachdem der Klebstoff getrocknet und verfestigt war, und die Ergebnisse sind in Fig. 2 gezeigt.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich sind die Eisenverlusteigenschaften nicht durch die Anhaftung verschlechtert, wenn die aufgetragene Klebstoffmenge nicht mehr als 3 g/m² beträgt. Falls jedoch die aufgetragene Menge weniger als 0,05 g/m² beträgt, kann keine zufriedenstellende Haftfestigkeit sichergestellt werden. So beträgt die aufgetragene Klebstof fmenge vorzugsweise 0,05 bis 3 g/m².
Als nächstes wurde die Beziehung zwischen dem Flächenbelegungsverhältnis und dem Eisenverlust nach Trocknung und Verfestigung des Klebstoffs untersucht. Das Auftragsflächenverhältnis wurde gemäß dem vorstehenden Experiment abgeändert mit der Ausnahme, daß die Anlaßbedingungen im Magnetfeld 400ºC und eine Stunde betrugen, und die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Die Dicke des Klebstoffs wurde konstant bei 2,2 um in allen Fällen eingestellt. Tabelle 2 Flächenbelegungsverhältnis des Klebstoffs (%) Eisenverlust W13/50 (W/kg)
Wie aus Tabelle 2 ersichtlich, werden, wenn das Flächenbelegungsverhältnis des Klebstoffs nicht mehr als 50% beträgt, ausgezeichnete Eisenverlusteigenschaften erhalten. Wenn es jedoch kleiner als 0,1% ist, kann keine ausreichende Haftfestigkeit erzielt werden. So wird bevorzugt, daß das Flächenbelegungsverhältnis 0,1 bis 50% beträgt.
Bei der vorstehend erwähnten teilweisen Haftung wird gefunden, daß die Dicke der Klebeschicht kein Problem ist, aber die Dicke der Klebeschicht wird vorzugsweise eingestellt auf etwa 0,05 bis 2,0 um wie in dem Fall der gesamten Oberflächenhaftung.
Das Lamellenpaket wird grundsätzlich durch Wiederholen der Behandlung des Auftragens des Klebstoffs auf eine Oberfläche eines einzelnen Bandes und Kontaktverbinden mit einem anderen Band hergestellt. Der Klebstoff kann jedoch gleichzeitig auf eine Vielzahl von Bändern aufgetragen werden und das Anhaften kann unter Druck in einer Phase durchgeführt werden. Alternativ ist es möglich, daß der Klebstoff auf gegenüberliegende Oberflächen eines der Bänder aufgetragen wird, und die anderen Bänder werden darauf gelegt und die drei Bänder werden gleichzeitig unter der Anwendung von Druck aneinandergeklebt.
Als Kontaktverbindungsverfahren wird ein Verfahren der Anwendung eines leichten Drucks unter Verwendung einer Druckpresse oder einer Kontaktverbindungswalze bevorzugt.
Dann wird wie vorstehend erwähnt ein Produkt erhalten, indem das vorläufige Trocknen bei 250 bis 300ºC durchgeführt wird und es anschließend bei 300 bis 450ºC in einem Magnetfeld angelassen wird.
Das Produkt kann durch direktes Anlassen bei 300 bis 450ºC in einem Magnetfeld nach dem Kontaktverbinden ohne die Durchführung einer vorläufigen Trocknung erhalten werden.
Für das bei der vorliegenden Erfindung als Ausgangsmaterial verwendete Band können irgendwelche Bänder mit ausgezeichneten magnetischen Eigenschaften verwendet werden und die folgenden werden besonders vorteilhaft verwendet.
Fe-Si-B-System Fe&sub7;&sub8;B&sub1;&sub2;Si&sub1;&sub0;, Fe&sub7;&sub8;B&sub1;&sub0;Si&sub1;&sub2;, Fe&sub8;&sub0;B&sub1;&sub2;Si&sub8;
Fe-Si-B-C-System : Fe&sub7;&sub8;B&sub1;&sub1;Si&sub1;&sub0;C&sub1;, Fe&sub7;&sub7;B&sub1;&sub3;Si&sub1;&sub0;C&sub1;, Fe&sub8;&sub0;B&sub1;&sub3;Si&sub6;C&sub1;
Co-Fe-Si-B-System : C&sub7;&sub0;Fe&sub5;Si&sub1;&sub5;B&sub1;&sub0;, Co&sub7;&sub0;Fe&sub5;Si&sub1;&sub0;B&sub1;&sub5;
Der Grund warum ein hauptsächlich aus Borsiloxan bestehender Klebstoff als Klebstoff gemäß der vorliegenden Erfindung, verwendet wird ist folgender:
Im allgemeinen verwendete, hochtemperaturbeständige, organische Harze Polyimide oder Polyamidoimide können in dem Fall verwendet werden, daß die optimale Anlaßtemperatur im Magnetfeld relativ niedrig bei 300 bis 350ºC liegt. Falls jedoch das Anlassen in einem Magnetfeld bei 350 bis 400ºC durchgeführt werden muß, wie im Fall einer amorphen Legierung auf der Grundlage von Fe, tritt eine Wärmezersetzungsreaktion auf, selbst bei den vorstehend erwähnten, wärmebeständigen Polyimid- oder Polyamidoimidharzen, und die Haftfestigkeit verschwindet vollständig.
Andererseits wird im Gegensatz dazu, wie in Fig. 3 gezeigt, das Auftreten der Wärmezersetzung im Vergleich zu herkömmlichen wärmebeständigen Harzen sehr verzögert, da Borsiloxan Si-O-Bindungen und B-O-Bindungen als Hauptkette enthält, wobei diese Bindungen eine höhere Bindeenergie als die C-C- Bindung, C-O-Bindung und C-N-Bindung aufweisen, aus denen die Hauptketten von gewöhnlichen organischen Polymeren bestehen. Deshalb schreitet-, obgleich wenn die anorganische Neigung aufgrund der Zersetzung der organischen funktionellen Gruppen in einem auffälligen Maß während des Anlassens in dem Magnetfeld auftritt, wie aus der thermischen Analysekurve von Fig. 4 ersichtlich, die Wärmezersetzung der organischen Teile nur um 50% während des Erhitzens bei etwa 400ºC fort. Folglich kann eine ausreichende Haftfestigkeit im Fall von einem Klebstoff auf der Grundlage von Borsiloxanharz sichergestellt werden, selbst nach dem Anlassen bei 350 bis 400ºC in dem Magnetfeld.
In dieser Hinsicht treten mit Bezug auf herkömmliche Klebstoffe, die hauptsächlich aus einer Art oder einer Mischung von mehr als einer Art von Polymeren wie Poly-(phenylen)- oxid, Poly-(p-xylylen), aromatischem Polysulfon, aromatischem Polyamidoimid, Polyesterimid, aromatischem Polyimid, und Phenoxyharz, die als wärmebeständige Klebstoffe in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 58-175 654 vorgeschlagen sind, Wärmezersetzung und Carbonisierung beim Anlassen bei hohen Temperaturen von nicht weniger als 350ºC auf und verringern die Haftfähigkeit.
Als vorstehend erwähnter Klebstoff auf der Grundlage von Borsiloxanharz kann ein Auftrag verwendet werden, der Borsiloxanharz, Siliconharz und einen anorganischen Füllstoff usw. umfaßt, verwendet werden.
Es wird bevorzugt, daß während das Lamellenpaket in einem vorläufig getrockneten Zustand ist (oder wo vorläufiges Trocknen nicht durchgeführt wird) das Anlassen im allgemeinen bei einer Temperatur von nicht mehr als dem Curiepunkt, 300 bis 450ºC, in einem geeigneten Magnetfeld durchgeführt wird, um so die Klebeschicht endgültig zu verfestigen nachdem das Lamellenpaket vorläufig in eine Form ähnlich dem Profil des endgültig gewickelten Kerns oder des Lamellenpaketkerns geformt wurde.
So wird der Magnetkern zu einem beabsichtigten Profil geformt, während er die besten magnetischen Eigenschaften aufweist.
Zwei Bänder mit einer Breite von 5 cm und einer Dicke von 30 um mit einer Zusammensetzung von Fe&sub7;&sub8;B&sub1;&sub0;Si&sub1;&sub2; wurden experimentell hergestellt. Der hauptsächlich aus Borsiloxanharz bestehende Klebstoff wurde auf eine Oberfläche eines der Bänder in einer solchen Auftragsmenge aufgetragen, um die durchschnittliche Filmdicke auf 1 um einzustellen. Das verbleibende Band wurde an das erste Band laminiert und das sich ergebende Lamellenpaket wurde zwischen zwei Walzen leicht gepreßt und dann einer vorläufigen Trocknungsbehandlung bei 300ºC während 3 Minuten unterworfen. Da Phenylgruppen und Methylgruppen in dem Klebstoff durch die vorstehende Wärmebehandlung nicht aufgebrochen wurden, d.h. die organische Molekularstruktur wurde beibehalten, erwies es sich, daß die Klebeschicht weich war.
Die magnetischen Eigenschaften in dieser Phase waren die gleichen wie die des Materials im Gußzustand.
Als nächstes wurde das sich ergebende Lamellenpaket vorläufig als torischer Magnetkern mit einem Durchmesser von 60 mm geformt, bei 370ºC in einem Magnetfeld von 200 A/m eine Stunde lang angelassen und dann kühlen gelassen.
Durch diese Wärmebehandlung wurden die magnetischen Eigenschaften des Magnetkerns bemerkenswert verbessert, der Klebstoff wurde endgültig getrocknet und das Lamellenpaket wurde zu dem endgültigen Produktprofil als Kern geformt.
Zu jenem Zeitpunkt wurde keine Anomalität in der Haftung in der vorläufigen Formungsphase beobachtet.
So betrug der Eisenverlust W13/50 des torischen Kerns des Endproduktprofils bei 50 Hz und 1,3 T, 0,12 W/kg, was den 0,15 W/kg in Bändern ohne aufgebrachten Klebstoff weit überlegen war.
Ein ähnliches Experiment wurde durchgeführt mit der Ausnahme, daß Bänder mit einer Breite von 5 cm und einer Dicke von 25 um mit einer Zusammensetzung von Fe&sub7;&sub8;B&sub1;&sub2;Si&sub1;&sub0; verwendet wurden. Der hauptsächlich aus Borsiloxan bestehende Klebstoff wurde so aufgetragen, daß das Flächenbelegungsverhältnis und die aufgebrachten Menge nach Trocknen des Klebstoffs und seiner Verfestigung 5% bzw. 1 g/m² betrugen. Die Bänder wurden zusammenlaminiert und zwischen Rollen gepreßt und einer vorläufigen Trocknungsbehandlung bei 250ºC während 5 Minuten unterzogen.
Die magnetischen Eigenschaften waren in dieser Phase diejenigen von einem Material im Gußzustand.
Dann wurde das sich ergebende Lamellenpaket vorläufig als torischer Kern mit einem Durchmesser von 60 mm geformt, welcher bei 400ºC in einem Magnetfeld von 200 A/m eine Stunde lang angelassen und dann kühlen gelassen wurde.
Der Eisenverlust W13/50 des torischen Kerns als Endproduktprofil betrug 0,09 W/kg, was den 0,11 W/kg im Fall von Bändern mit keinem aufgebrachten Klebstoff überlegen war.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung.

Beispiel 1

Ein hauptsächlich aus Borsiloxanharz bestehender Klebstoff wurde gleichmäßig auf eine gesamte Oberfläche eines Bandes mit einer Breite von 5 cm und einer Dicke von 25 um mit einer Zusammensetzung von Fe&sub7;&sub8;B&sub1;&sub2;Si&sub1;&sub0; so aufgetragen, daß die Dicke nach Trocknung und Verfestigung des Klebstoffes 0,8 um betrug. Dann wurde nach Lufttrocknen bei 100ºC während einer Minute ein weiteres Band auf das erstere laminiert, welches einer Preßkontaktierung durch Walzen unterworfen wurde. Dann wurde ein Lamellenpaket durch kontinuierliches Erhitzen während 3 Minuten auf 250ºC erhalten.
Dann wurde das Lamellenpaket bei 370ºC in einem Magnetfeld von 20 Oe eine Stunde lang angelassen und dann kühlen gelassen.
Der Eisenverlust W13/50 des so erhaltenen Lamellenpakets aus amorphem, dünnen, legierten Band betrug 0,11 W/kg.
Ein Abschälen der Klebeschicht bei der oben beschriebenen Behandlung wurde überhaupt nicht beobachtet, und das Lamellenpaket konnte als laminierte Bänder selbst nach dem Anlassen gehandhabt werden.

Vergleichsbeispiel 1

Die Behandlung wurde ähnlich wie in Beispiel 1 durchgeführt mit der Ausnahme, daß als Klebstoff Polyesterimidharz verwendet wurde. Als Folge davon ging die Haftfestigkeit nach dem Anlassen vollständig verloren, und das Produkt konnte nicht als laminierte Bänder gehandhabt werden.

Beispiel 2

Fünf Bänder mit einer Breite von 5 cm und einer Dicke von 25 um mit einer Zusammensetzung Fe&sub7;&sub8;B&sub1;&sub2;Si&sub1;&sub0; wurden hergestellt. Klebstoff auf der Grundlage von Borsiloxanharz wurde auf eine Oberfläche jedes der Bänder in einem punktartigen Muster (siehe Fig. 1a) aufgetragen, so daß das Flächenbelegungsverhältnis und die durchschnittliche aufgetragene Menge nach Trocknen und Verfestigen 5% bzw. 0,8 g/m² betrugen.
Nach Lufttrocknen bei 100ºC während einer Minute wurden die fünf Bänder gleichzeitig aufeinandergelegt und unter Preßkontaktieren durch Walzen in ein Lamellenpaket umgewandelt.
Dann wurde dieses Lamellenpaket bei 400ºC in ein Magnetfeld von 20 Oe 30 Minuten lang angelassen und kühlen gelassen.
Der Eisenverlust W13/50 des so erhaltenen Lamellenpakets aus amorphen, dünnen, legierten Bändern betrug 0,09 W/kg, was den 0,11 W/kg im Fall eines Lamellenpakets, bei dem kein Klebstoff aufgetragen wurde, weit überlegen war. Ein Abschälen der Klebeschicht wurde auch überhaupt nicht beobachtet, und das Lamellenpaket konnte als laminierte Bänder gehandhabt werden.

Beispiel 3

Die Behandlung wurde ähnlich dem Beispiel 2 durchgeführt mit der Ausnahme, daß das Flächenbelegungsverhältnis und die durchschnittliche aufgetragene Menge nach Trocknen und Verfestigen 10% bzw. 1,5 g/m² betrug.
Der Eisenverlust W13/50 des so erhaltenen Lamellenpakets aus amorphem, dünnen, legierten Band betrug 0,10 W/kg.

Vergleichsbeispiel 2

Die Behandlung wurde in ähnlicher Weise wie bei Beispiel 2 mit der Ausnahme durchgeführt, daß als Klebstoff ein Polyesterimidharz verwendet wurde. Die Haftfestigkeit ging durch das Anlassen bei 400ºC in einem Magnetfeld verloren, und das Produkt konnte nicht als laminierte Bänder gehandhabt werden.

Beispiel 4

Zwei Bänder mit einer Breite von 2 cm und einer Dicke von 26 um und einer Zusammensetzung Fe&sub7;&sub8;B&sub1;&sub0;Si&sub1;&sub2; wurden durch die Auftragung von Borsiloxanharz (SMR 109) zusammenlaminiert. Die Dicke der Klebeschicht betrug 0,5 um.
Das Lamellenpaket wurde vorläufig bei 300ºC zwei Minuten lang getrocknet und dann vorläufig in eine torische Kernform geformt und schließlich in eine torische Kernform durch Anlassen bei 400ºC in einem Magnetfeld (20 Oe) während 30 Minuten geformt.
Das Flächenbelegungsverhältnis und der Eisenverlusts W13/50 betrugen 80,2% bzw. 0,14 W/kg. Natürlich trat kein Abschälen der Haftschicht auf.

Beispiel 5

Die Behandlung wurde ähnlich dem Beispiel 4 mit der Ausnahme durchgeführt, daß die durchschnittliche Dicke des Klebstoffs 0,1 um betrug. Das Flächenbelegungsverhältnis und W13/50 betrugen 80,4% bzw. 0,14 W/kg.

Vergleichsbeispiel 3

Das Flächenbelegungsverhältnis und W13/50 nach Anlassen in einem Magnetfeld eines torischen Kerns, der in ähnlicher Weise wie in Beispiel 4 behandelt wurde, wobei die dünnen Bänder nicht durch die Auftragung eines Klebstoffs zusammenhafteten, betrugen 80,4% bzw. 0,15 W/kg.

Beispiel 6

Fünf Bänder mit einer Breite von 5 cm und einer Dicke von 25 um mit einer Zusammensetzung Fe&sub7;&sub8;B&sub1;&sub2;Si&sub1;&sub0; wurden hergestellt, und der Klebstoff auf der Basis von Borsiloxanharz wurde in einem punktartigen Muster (siehe Fig. 1c) auf eine Fläche von jedem der Bänder aufgetragen, so daß das Flächenbelegungsverhältnis und die zwischen den Schichten aufgetragene Menge nach dem Trocknen und Verfestigen 2% bzw. 0,5 g/m² betrug. Nach Lufttrocknen bei 100ºC während einer Minute wurden fünf die Bänder zusammenlaminiert und durch Walzen preßkontaktiert. Dann wurde ein Lamellenpaket durch kontinuierliches Anlassen bei 250ºC während 3 Minuten erhalten.
Als nächstes wurde das Lamellenpaket vorläufig in eine torische Form gebracht, es wurde bei 400ºC in einem Magnetfeld von 20 Oe 30 Minuten lang angelassen und kühlen gelassen.
Der Eisenverlust W13/50 des so erhaltenen Kerns betrug 0,09 W/kg, was den 0,11 W/kg in dem Fall weit überlegen war, bei dem ein Kern ohne Haftung geformt wurde. Ein Abschälen der Klebeschicht wurde überhaupt nicht beobachtet.

Beispiel 7

Die Behandlung wurde in ähnlicher Weise wie in Beispiel 6 mit der Ausnahme durchgeführt, daß das Flächenbelegungsverhältnis und die durchschnittliche aufgetragene Menge des Klebstoffs nach dem Trocknen und Verfestigen 8% bzw. 1,0 g/m² betrugen. Der Eisenverlust W13/50 des so erhaltenen Kerns betrug 0,10 W/kg.

Vergleichsbeispiel 4

Die Behandlung wurde in ähnlicher Weise wie im Beispiel 6 durchgeführt mit der Ausnahme, daß ein Polyesterimidharz als Klebstoff verwendet wurde. Die Haftfestigkeit ging durch das Anlassen bei 400ºC in einem Magnetfeld verloren, und das Produkt konnte nicht als Kern gehandhabt werden.
Die amorphen, dünnen, legierten Bänder können mittels der vorliegenden Erfindung zusammengefügt werden, ohne daß ihre magnetischen Eigenschaften verschlechtert werden, so daß die Anzahl der Wickelstufen und die Anzahl der Laminierungsstufen sehr reduziert werden können. Die Erfindung ist so besonders geeignet für die Herstellung von Magnetkernen zur Verwendung bei elektrischen Stromtransformatoren und Audiomagnetköpfen.

Claims

1) Verfahren zur Herstellung eines Lamellenpakets welches eine Vielzahl von Klebstoffschichten umfaßt, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:

(i) Auftragen einer diskontinuierlichen Schicht Klebstoff auf einem dünnen Blech aus amorpher Legierung,

(ii) Aufbringen eines zweiten dünnen Blechs aus amorpher Legierung auf die Klebstoffschicht und Laminieren und Kontaktverbinden der dünnen Bleche aus amorpher Legierung mittels der Klebstoffschicht,

(iii) Aufbringen einer weiteren diskontinuierlichen Schicht Klebstoff auf eine Außenoberfläche der laminierten, dünnen Bleche aus amorpher Legierung,

(iv) Aufbringen eines weiteren dünnen Blechs aus amorpher Legierung auf die weitere Klebstoffschicht und Laminieren und Kontaktverbinden des weiteren dünnen Blechs aus amorpher Legierung mit den laminierten dünnen Blechen aus amorpher Legierung mittels der weiteren Klebstoffschicht,

(v) Wiederholen der Schritte (iii) und (iv) zur Bildung eines Laminats mit der gewünschten Anzahl von dünnen Blechen aus amorpher Legierung und

(vi) mindestens einmaliges Wärmebehandeln des Laminats,

dadurch gekennzeichnet, daß die Klebstoffschichten im wesentlichen ein Borsiloxanharz umfassen und die diskontinuierlich zwischen den dünnen Blechen aus amorpher Legierung aufgebrachten Klebstoffschichten vor der Wärmebehandlung einer Vortrocknung bei einer Temperatur von 250 bis 300ºC unterzogen werden.

2. Verfahren zur Herstellung eines Kerns für einen Transformator, dadurch gekennzeichnet, daß ein Laminat in Übereinstimmung mit dem Verfahren nach Anspruch 1 gebildet wird und das Laminat nach der Vortrocknung zur Bildung eines Kerns vorgeformt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem Klebstoff eingenommene Bereich der dünnen Bleche aus amorpher Legierung 0,1 bis 50% beträgt und der Klebstoff in einer Menge von 0,05 bis 3 gm&supmin;² aufgetragen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die endgültige Dicke der Klebeschicht 0,05 bis 2,0 um beträgt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung eine Behandlung in einem Magnetfeld bei einer Temperatur von 300 bis 450ºC umfaßt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung ein Glühen ist.