WO2010109272A2 - Blechpaket mit weichmagnetischem werkstoff und verfahren zum stoffschlüssigen fügen von paketlamellen zu einem weichmagnetischen blechpaket - Google Patents

Blechpaket mit weichmagnetischem werkstoff und verfahren zum stoffschlüssigen fügen von paketlamellen zu einem weichmagnetischen blechpaket Download PDF

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Witold Pieper
Harald Staubach
Dominik Fackelmann
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Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg
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Definitions

  • the invention relates to a laminated core with soft magnetic material and a
  • the laminated core has packet lamellae which form a packet lamella stack.
  • the stack of laminations has intermediate layers between the laminations. These intermediate layers enable a cohesive joining of the stacked laminations to a laminated core with soft magnetic material.
  • the adhesive Due to these properties, the adhesive has an enormous shrinkage during drying and curing and it comes to tension and negative consequences in relation to the magnetic quality of soft magnetic laminations. Due to an associated considerable process-related pressure tracking of the sheet metal pacts is to proceed from a further damage to the magnet quality. This has a particularly negative effect on a magnetically highly saturating laminated core made of CoFe, which always has high magnetostriction, and therefore leads to losses in the soft magnetic properties of the laminated core.
  • Figures 7 to 11 show, for example, the production of soft magnetic
  • FIG. 7 shows a schematic cross section of a soft magnetic sheet 5 made of a soft magnetic material 3, which has a top side 9 and a bottom side 10.
  • a coating 13 is applied to the upper side 9 and the underside 10, which coating is intended to electrically insulate the package laminations to be stacked from each other.
  • a final annealing of the soft magnetic sheet 5 under inert gas, and then an oxidation annealing in air or in a steam atmosphere are performed to adjust the soft magnetic properties of the material and to achieve an electrically insulating coating on the one hand.
  • an increase in volume is observed due to recrystallization processes of rolled soft magnetic sheets, which is noticeable above all in a change in length and width of the sheet metal section.
  • an adhesive 8 is then applied to one of the two sides of the package lamellae or to both sides 9 and 10, and subsequently a plurality of package lamellae 4 are pressed together with the adhesive 8, as shown in FIG. 11, in the direction of arrow A.
  • a plurality of packet lamellae 4 are arranged with relatively irregular adhesive layers 8 arranged therebetween, as shown in FIG. 11, warping 16 occurs in different regions of the package Package fins 4, so that stresses are induced in the soft magnetic material, which now worsen the soft magnetic properties again.
  • a further disadvantage of laminated cores bonded in such a manner is that the adhesive layer is too thick in relation to the thickness of the package lamellae, so that the packing density of the package is small. This leads to reduced soft magnetic mass in relation to the package volume and thus the advantages of a soft magnetic material, preferably of a CoFe alloy, can not be fully utilized.
  • such a laminated core has different adhesive layer thicknesses within the respective intermediate layers, so that the package lamellae have a reduced parallelism from the uppermost to the lowermost plate of the lamination packet of packet lamellae. The required mechanical reworking of the magnetic material of the finished laminated core lead to magnetic losses, which should be avoided if possible.
  • the object of the invention is to provide a laminated core with soft magnetic material with significantly reduced strains and the highest possible magnetic saturation and to provide a method for cohesive joining of packet laminations to a soft magnetic laminated core with the highest possible filling factor of the soft magnetic material.
  • a steep B-H curve with low magnetization losses should characterize this laminated core.
  • a high dimensional accuracy and a high shear strength should already be achieved in the cohesive joining of the laminated core.
  • a significantly reduced necessary mechanical post-processing after the cohesive joining of the laminated core is intended to characterize this laminated core.
  • a laminated core with soft magnetic material and a laminated core with soft magnetic material
  • the laminated core has packet laminations made of soft magnetic sheets, which form a packet lamella stack.
  • the stack of laminations has intermediate layers between the laminations.
  • the intermediate layers have a cured, in the state of low viscosity in interstices between the packet laminations introduced adhesive.
  • the packet lamellae in the glued package a final annealed crystalline
  • the packet lamellae may have a less adhesive wettable outline area.
  • the packet lamellae form with the intermediate layers a dimensionally accurate laminated core.
  • the laminated core in this case has a substantially adhesive-free contour of the peripheral surfaces of the packet lamellae.
  • the adhesive is solvent-free in the low viscosity state.
  • the high pressure loading and grinding of laminated cores according to the prior art is disadvantageous because voltages are induced in the highly magnetic packet lamellae which adversely affect the magnet values of the soft magnetic material and, for example, lower the ⁇ value.
  • the grinding to achieve dimensional accuracy can lead to electrical short-circuiting bridges between the packet fins, especially since smearing of the soft magnetic material of the packet fins can occur during reworking, which in turn increases the eddy current losses of the laminated core.
  • the subsequent method according to the invention is further distinguished by the fact that maximum magnetic powers can be achieved by means of maximally technically possible magnetic filling factors, ie laminated cores with the smallest adhesive gaps.
  • an inventive manufacturing method is used, which avoids the damage of the magnetic material by mechanical tension and electrical short circuits technically largely possible in individual manufacturing steps and allows maximum achievable magnetic filling factors.
  • the adhesive system used is characterized by the extremely low shrinkage when curing the adhesive components compared to other systems. Due to the solvent-free nature of the adhesive used, only minor work and environmental protection requirements are to be placed on the processing.
  • Viscosity and surface tension in the adhesive system are adjusted so that optimal capillary forces can form in the gaps of the laminations.
  • the introduction of the adhesive in the laminated cores by means of capillary or by others suitable prior art methods of surface coating, such as by brushing, spraying, dipping or similar methods.
  • the laminated cores are preferably partially immersed in the adhesive or the adhesive transfer takes place by means of an intermediate carrier.
  • Laminations in the uncured state of the adhesive should be adjusted to the desired final thickness. For this purpose, only a small pressurization is necessary in this state, which in turn leads to no magnetic damage.
  • the forces required to adjust the thickness can be further reduced, so that the forces are distributed more uniformly over the laminated cores, which in turn leads to very uniform adhesive gaps over the laminated core.
  • Adhesive strength or shear strength, as well as the temperature resistance of the adhesive system used, corresponds to the state of the art for epoxy resin adhesive systems for coated surfaces.
  • the magnetic damage and electrical short circuits caused by mechanical processing e.g. may be caused by erosion, grinding, milling, etc. on the contour of the glued laminated core can be eliminated by a physical / chemical cleaning, for example by ultrasonic cleaning in conjunction with a pickling or etching process. This can be drastically reduced by the electrical shorting bridges increased Ummagnetleitersppe.
  • the gluing process is characterized by a low use of production aids, e.g. Glue and a likewise low production costs. Thus, the process is cost efficient and resource efficient.
  • the forming metallic shorting bridges are removed by means of a subsequent chemical cleaning process to the eddy current losses to optimize.
  • the packet lamellae are arranged buckling-free and plane-parallel with adhesive interlayers. This can be achieved by fixing the packet lamellae in a corresponding adhesive device between two plane-parallel hard disks and applying a capillary adhesive to a region of the contour of the package lamellae stacked to form a lamination stack.
  • the top and bottom of the packet lamellae have electrically insulating and adhesive-wettable ceramic layers and / or metal oxide layers.
  • Magnesium oxide layers or zirconium oxide layers or aluminum oxide layers are preferably applied to the top and bottom sides of the packet lamellae.
  • the material of the soft magnetic sheets has between 45 wt .-% ⁇ Co ⁇ 52 wt .-% and about 45 wt .-% ⁇ Fe ⁇ 52 wt .-% and about a proportion of vanadium in the range of 0.5 wt .-% ⁇ V ⁇ 2.5 wt .-% on. In this case, the content of vanadium ensures better cold rollability and an increase in the specific electrical resistance.
  • a CoFe alloy of iron having 35.0 wt.% ⁇ Co ⁇ 55.0 wt.%, Preferably 45.0 wt.% ⁇ Co ⁇ 52.0 wt .%, 0 wt.% ⁇ Ni ⁇ 0.5 wt.% And 0.5 wt.% ⁇ V ⁇ 2.5 wt.% With impurities caused by melting and / or by chance.
  • Alloy of iron with 35.0 wt.% ⁇ Co ⁇ 55.0 wt.%, 0.75 wt.% ⁇ V ⁇ 2.5 wt.%, 0 wt.% ⁇ (Ta + 2 x Nb) ⁇ 1 , 0% by weight, 0% by weight ⁇ Zr ⁇ 1.5% by weight, 0% by weight ⁇ Ni ⁇ 5.0% by weight, with impurities caused by melting and / or accidental use.
  • 0% by weight ⁇ Zr ⁇ 1.5% by weight 0% by weight ⁇ Ni ⁇ 5.0% by weight, 0% by weight ⁇ C ⁇ 0.5% by weight, 0% by weight ⁇ Cr ⁇ 1.0 wt%, 0 wt% ⁇ Mn ⁇ 1.0 wt%, 0 wt% ⁇ Si ⁇ 1.0 wt%, 0 wt% ⁇ Al ⁇ 1.0 wt% and 0 wt% ⁇ B ⁇ 0 , 01% by weight with melting-induced and / or accidental impurities.
  • 0% by weight ⁇ Zr ⁇ 1.5% by weight 0% by weight ⁇ Ni ⁇ 5.0% by weight, 0% by weight ⁇ C ⁇ 0.5% by weight, 0% by weight ⁇ Cr ⁇ 1.0 wt%
  • Another cobalt-iron-vanadium alloy composition has a cobalt content of between 48% by weight ⁇ Co ⁇ 50% by weight and a vanadium content of between 1.8% by weight ⁇ V, in addition to the iron contents given above ⁇ 2.2 wt .-%, a nickel content of 0 wt.% ⁇ Ni ⁇ 0.5 wt .-% and a chromium content of 0 wt.% ⁇ Cr ⁇ 0.1 wt .-% to.
  • niobium which has between 0.1% by weight ⁇ Nb ⁇ 0.5% by weight, is also present in this alloy.
  • the content of magnesium and silicon should not exceed 0.1 wt .-%.
  • Nitrogen and oxygen are also present in the alloy, with 0 wt.% ⁇ O ⁇ 0.006 wt.% And 0 wt.% ⁇ N ⁇ 0.004 wt.%.
  • melting and / or accidental contaminants may be present.
  • Cobalt content between 15 wt .-% ⁇ Co ⁇ 35 wt .-% and a content of between
  • X is at least one of the elements Cr, Mo, V, Mn, Al, on.
  • Such alloys are under the trade names VACOFLUX 50, VACOFLUX
  • VACOFLUX 17 VACODUR 50 or VACODUR S Plus, more of these CoFe alloys are called Rotelloy, Hiperco, Permendur or AFK.
  • Such soft magnetic CoFe sheets are preferably in a thickness d in
  • the good wettability of the top sides and the bottom sides of the packet lamellae makes it possible to use a solvent-free capillary adhesive, which fills the spaces between the pressed-together lamellae.
  • the solvent-free nature of the capillary adhesive overcomes the disadvantages of the prior art, since no solvents are to be separated from the interstices, which otherwise can lead to gas bubbles and voids in the thin capillary adhesive layer.
  • promotes the high wettability of the coatings the top and bottom surfaces of the packet lamellae uniformly spread the solvent-free capillary adhesive epoxy resin-based in the fine spaces between the stacked laminations in an adhesive device.
  • the introduction of the adhesive into the laminations is carried out by capillary or other suitable prior art methods for surface coating.
  • the intermediate layers are based on a solvent-free
  • Capillary adhesive having a component A of a medium to viscous epoxy resin of biphenol A or biphenol F type, another component B of a low molecular weight and low viscosity epoxy resin compound having at least one additional component C, as a liquid, low viscosity curing component.
  • the component A from a medium to viscous epoxy resin of biphenol A or biphenol F type or mixtures thereof has a viscosity vA between 500 ⁇ vA ⁇ 30,000 mPas, an epoxide equivalent weight GA between 0.2 ⁇ GA ⁇ 0 , 6 molE-poxide / lOOg of component A and a mass fraction mA of the total resin between 1% ⁇ mA ⁇ 25%.
  • the component B of the capillary adhesive has a viscosity vB with vB ⁇ 100 mPas, an epoxide equivalent weight GB between 0.5 ⁇ GB ⁇ 1.2 molEpoxide / 100 g of component B and a mass fraction mB of the total resin between 20% ⁇ mB ⁇ 50 % on.
  • This component B may preferably comprise a compound from the group consisting of ethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether and butanediol diglycidyl ether.
  • the component C has as a liquid low-viscosity curing component of the type
  • Anhydride hardener with a viscosity vC with vC ⁇ 100 mPas and a mass fraction mC of the total resin of between 30% ⁇ mC ⁇ 70% As such a component C, a methylcyclohexanedicarboxylic anhydride may be used.
  • a hardening accelerator may also be provided as component D of the amine or imidazole type or the metal salt complexes with a mass fraction mD of the total resin of between 0.01% ⁇ mD ⁇ 2%.
  • the capillary adhesive can be a compound from the group
  • the capillary adhesive comprises at least one additive of the group adhesion promoter, flexibilizer, dye, reactive diluents and wetting agents.
  • the adhesive is suitable to connect the packet laminations with each other with high shear strength.
  • Such glued packet laminations preferably have a tensile shear strength of the adhesive of 18 MPa and more.
  • a method for integrally joining package laminations to a soft-magma Netic laminated core has the following process steps. First, sheets of a soft magnetic crystalline CoFe material are produced with tops and bottoms. On the upper and lower sides of a wettable with epoxy coating is then applied. From these coated soft magnetic sheets, package laminations with wettable coating on the top and bottom sides and less wettable outline surfaces are separated. In this case, a final annealing can be carried out before the coating or after the coating or simultaneously with the coating.
  • the listed final annealing can also be carried out before the removal of package lamellae with wettable coating on the top and bottom sides and less wettable outline surfaces.
  • the final annealing which can be carried out at about a temperature TG between 700 0 C ⁇ TG ⁇ 900 0 C for 2 to 10 hours, the dislocation density of the alloy is reduced or reduced voltages and set a coarse-grained structure, which guarantees good soft magnetic properties.
  • the soft-magnetic final annealing is carried out at least prior to the bonding of the stack of package laminations in this method for integrally joining package laminations to form a magnetically soft laminated core.
  • the shaping to final dimension is then done on the finished glued package Favor by eroding or grinding or by means such as milling, grinding or turning.
  • the separated packet lamellae are then stacked into a packet lamella stack in a corresponding stacking or adhesive form.
  • the package lamellae are fixed in such a way that only small gaps in the lower micrometer range are created.
  • This method can advantageously result in a thickness adjustment of the packages, which supplies sheet stacks with the technically smallest possible adhesive gaps. These lowest adhesive gaps in turn allow the production of packages with the maximum technical filling factors and the resulting maximum flux densities in the cross section of the laminated core.
  • the curing is preferably carried out, for example, in a hot air circulating oven.
  • This method has the advantage that the packing density of the packet lamella stack and thus of the soft-magnetic material can be significantly increased compared to previous soft-magnetic laminated cores by using the solvent-free, low-viscosity capillary adhesive. Due to the high filling factor, a high magnetic flux can occur over the package longitudinal section. High induction values at given H values are possible, resulting in a steep B-H curve. At the same time, the re-magnetization losses are minimized.
  • the capillary adhesive By using the low-viscosity and solvent-free capillary adhesive, a high dimensional accuracy can also be achieved for the outline of the soft magnetic laminated core. In this case, no glue is squeezed out of the interstices, as in the case of a lacquer coating or spray or dip coating, but rather the packet lamellae are fixed plane-parallel to one another before the capillary adhesive is introduced in the adhesive mold until a high parallelism is achieved from the lowermost package lamella to the uppermost packet lamella , Only then is the capillary adhesive offered to fill the intermediate spaces in the micrometer range from one end face of the packet lamella stack. Furthermore, the capillary adhesive ensures a high shear strength due to good adhesion of the packet lamella to each other. After bonding, mechanical processing, if any, is minimal.
  • the bonding process is characterized by a low use of production aids, such as Adhesive and a likewise low production costs.
  • the method is to be regarded as cost-effective and resource-saving and it results in a rational cost-effective production with the method according to the invention.
  • this process is environmentally friendly, since only solvent-free process steps are performed.
  • Sheet metal package may be necessary, so it is advantageous to perform a chemical cleaning process to remove electrical shorting bridges between the package lamellae of the Blechpaktes that might have arisen by the post-processing again.
  • CoFe soft magnetic tape which may already have an epoxy resin wettable coating, is cut into strips which are then subjected to a magnetic annealing in which the sheet is subjected to growth, followed by oxidation annealing to form the improved wettable top - And bottoms of metal strips is possible.
  • Package lamination performed so that the less wettable, soft magnetic material is exposed at the outline surfaces. Thereafter, then stacking and bonding with capillary adhesive can be made into a laminated core without significant reworking is required because the laminated core may already have the final dimension. If reworking, such as grinding, is necessary, then chemical cleaning can be used to ensure that electrical shorting bridges between the package lamellae resulting from the reworking are removed.
  • such a soft magnetic CoFe tape which may already have an epoxy-wettable coating, may be cut into strips, and a magnetic tail annealing may be performed.
  • a second annealing process with or without simultaneous or successive oxidation can be carried out to eliminate the resulting magnetic damage.
  • this second annealing process after shaping no further growth or no further increase in volume occurs more, so that the dimensional stability of the packet lamellae is maintained by the previously occurred shaping the already annealed as a strip material.
  • the second final annealing can be carried out analogously or to optimize the magnetic properties depending on the soft magnetic material used. Subsequently, a stacking and bonding of the packet lamellae with capillary without dimensional change of the laminated core is possible.
  • Damage caused by the shaping process after the first final annealing can be remedied, furthermore, high mechanical accuracies of the package lamellae can be adjusted, since in the second annealing process no change in volume of the package lamellae takes place.
  • the already finally annealed and a magnesium oxide and / or another metal oxide layer which is possibly optimized by an oxidation annealing in air or under steam to stack as electrically insulating and wetting-promoting layer having sheets of a soft magnetic material and to bond with a capillary adhesive.
  • Annealing can be applied in water vapor, it is also possible to deposit on the soft magnetic sheets electrically insulating and adhesive wettable ceramic layers, without selectively producing magnesium oxide, zirconium oxide or aluminum oxide layers by deposition, for example, from a plasma in a plasma deposition.
  • the individual packet lamellae can be separated out of the coated soft magnetic sheets by punching, spark erosion, water jet cutting, etching or laser cutting.
  • the packet lamellae can be stacked and fixed plane-parallel and from an end face of the packet lamella stack of an epoxy resin-based adhesive with low viscosity by capillary fill the spaces between the packet lamellae of the lamella stack, without the remaining outline surfaces of the To wet packet lamellae.
  • the soft magnetic sheets Before the final annealing, the soft magnetic sheets can be cold-rolled to a thickness d with d ⁇ 1000 ⁇ m, preferably between 50 ⁇ m ⁇ d ⁇ 500 ⁇ m.
  • the above-mentioned method has the advantage that extremely thin, even in the range of 50 microns lying packet fins can be glued plane-parallel and buckling-free.
  • the soft magnetic alloy CoFeV- final annealing of an inert gas atmosphere can C ⁇ TG be performed ⁇ 900 0 C for less than 10 hours at a temperature TG between 700 0th
  • the steel plates may have, for example, at least an area of 290 x 290 mm 2.
  • the solvent-free low-viscosity capillary adhesive is an adhesive from at least three components, namely a base component A having a relatively high viscosity, as well as a B and a C component of lower viscosity mixed and preferably provided with a component D as Aushärtebeschreiber.
  • the A component is a medium to viscous epoxy resin of biphenol A or
  • Biphenol F-type or mixtures thereof with a viscosity vA between 500 ⁇ vA ⁇ 30,000 mPas, and a Epoxidäquivalenzge weight GA, for the component A is between 0.2 ⁇ GA ⁇ 0.6 molEpoxid / lOOg of the component A with a mass fraction of component A of the total resin between 1% ⁇ rnA ⁇ 25%.
  • the B component is a low-molecular and low-viscosity epoxy resin compound having at least two epoxy groups per molecule.
  • This epoxy resin compound is formed by reacting an aliphatic diol with epichlorohydrin.
  • the B component of the capillary adhesive is a material having a viscosity vB of vB ⁇ 100 mPas and an epoxide equivalent weight GB of between 0.5 ⁇ GB ⁇ 1.2 molE-poxide / lOOg of component B and a mass fraction mB of the product. total resin between 20% ⁇ mB ⁇ 50%.
  • the B component can be used from the group of the compounds ethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether and butanediol diglycidyl ether.
  • the C component is a liquid, low-viscosity hardening component of the type
  • a methylcyclohexanedicarboxylic anhydride can be used.
  • a hardness-accelerating D component of an amine or an imidazole type or of metal salt complexes with a mass fraction mD of the total resin of between 0.01% ⁇ mD ⁇ 2% can be provided.
  • a D component one of the compound of dimethylbenzylamine, diazabicyclononane and ethylmethylimidazole can be used. It is also possible to add to the capillary adhesive further additives of the group of adhesion promoters, flexibilizers, dyes, reactive diluents and other wetting agents.
  • Figures 1 to 6 show schematic diagrams for materially joining of package laminations, starting from soft magnetic sheets, strips or strips.
  • Figure 1 shows a schematic cross section through a portion of a soft magnetic sheet, strip or strip of a soft magnetic material.
  • FIG. 2 shows the section according to FIG. 1 after application of a wettable one
  • FIG. 3 shows a schematic cross-section through a packet lamella, which follows
  • FIG. 4 shows a schematic cross section through a packet lamella stack with applied capillary adhesive stock on an end face of the packet lamella stack
  • FIG. 5 shows a schematic cross section through the packet lamella stack according to FIG.
  • Figure 6 shows a schematic cross section of the packet lamella stack after
  • Figures 7 to 11 show the production of soft magnetic laminated cores according to the prior art, as already discussed in the introduction;
  • FIG. 12 shows a diagram of B (H) values of two laminated cores of soft magnetic CoFe material with different adhesive systems
  • FIG. 13 shows a diagram of losses occurring on two annular laminated cores of soft magnetic CoFe material bonded with different methods
  • Figures 14 and 15 show SEM images of an eroded surface of a package
  • Figures 16 and 17 show SEM images of an eroded surface of a package
  • FIG. 1 shows a schematic cross section through a section of a soft magnetic sheet 5 made of a soft magnetic material 3, which essentially comprises a CoFe alloy, and of iron with 35.0% by weight ⁇ Co ⁇ 55.0% by weight, 0% by weight ⁇ V ⁇ 2.5% by weight, 0% by weight ⁇ (Ta + 2 ⁇ Nb) ⁇ 1.0% by weight, 0.3% by weight ⁇ Zr ⁇ 1.5% by weight, 0 wt% ⁇ Ni ⁇ 5.0 wt%, 0 wt% ⁇ C ⁇ 0.5 wt%, 0 wt% ⁇ Cr ⁇ 1.0 wt%, 0 wt% ⁇ Mn ⁇ 1 , 0 wt.%, 0 wt.% ⁇ Si ⁇ 1.0 wt.%, 0 wt.% ⁇ Al ⁇ 1.0 wt.% And 0 wt.% ⁇ B ⁇ 0.01 wt.% With melting-induced and / or
  • Such soft magnetic CoFe sheets are preferably provided with a thickness d in micrometers between 50 microns ⁇ d ⁇ 500 microns, wherein they have a width of the produced from these soft magnetic laminations lamination between 5 mm ⁇ b ⁇ 300 mm.
  • top 9 and the bottom 10 must be provided with an insulating layer to electrically isolate individual package lamellae to be made from these soft magnetic sheets.
  • the insulation can be effected by ceramic layers and / or oxide layers, wherein oxide layers are already at the hermetic finish annealing of these soft magnetic sheets 5, For example, directly after the final annealing can be formed by a further annealing in air or in steam atmosphere.
  • the soft magnetic sheet can be separated into individual packet lamellae, as shown in Figure 3, wherein these packet lamellae have a thickness d between 50 microns and 500 microns, preferably 50 microns to 350 microns.
  • the electrically insulating and wettable coatings 13 on the upper side 9 and the lower side 10 have a layer thickness of a few 10 nanometers to a few micrometers.
  • FIG. 4 shows a schematic cross section through a packet lamella stack with applied capillary adhesive reservoir on one end side of the packet lamella stack.
  • the packet lamella stack 6 shown here has only symbolically three packet lamellae, in reality, such a lamella stack consists of a plurality of packet lamellae 4 of a soft magnetic material 3, which are fixed in the direction of arrow A by appropriate devices and are aligned plane-parallel and without warping.
  • the capillary adhesive 8 can penetrate from the beads along the joints between the package lamellae 4 at room temperature or relatively little heating of the lamella package capillary into the intermediate spaces 15.
  • FIG. 5 shows a corresponding cross section through the packet lamella stack, according to FIG. 4, after the interstices 15 of the packet lamellae 4 have been filled by a low-viscosity, solvent-free capillary adhesive.
  • the capillary adhesive reservoir arranged in FIG. 4 on the end face 14 is completely consumed and completely fills the intermediate space 15 shown in FIG.
  • the soft magnetic laminated core produced in this way has the advantage that the packet lamellae remain aligned exactly parallel and no warping occurs and a post-processing to remove adhesive overhangs is not required.
  • the sheets have previously been given a coating of metal oxide based on iron, cobalt or vanadium oxide by means of an annealing in air or in a steam atmosphere, it is necessary in this final annealing such Nachglüh opposition under vacuum or in a non-reducing atmosphere, for example Inert gas, for the packet lamellae, so that the metal oxide layer is not reduced.
  • a non-reducing atmosphere for example Inert gas
  • coatings based on MgO, ZrO 2 or Al 2 O 3 it is also possible to anneal under the usual hydrogen atmosphere, since these coatings are not reduced at the usual annealing temperatures.
  • FIG. 12 shows a diagram of B (H) values of two laminated cores of soft magnetic CoFe material with different adhesive systems.
  • the magnetic field strength H in A / cm is plotted on the abscissa and the magnetic flux B in Tesla (T) is shown on the ordinate.
  • the dashed line a shows the B (H) values of a standard standard bond laminated core, which values are well below the values of the full-line graph b measured for a laminated core according to the invention.
  • FIG. 13 shows a diagram of losses which were measured on two annular laminated cores of soft magnetic CoFe material and which are glued with different methods.
  • the cycle number is plotted on the abscissa as the frequency with the unit Hz and the ordinate shows the losses per cycle in Ws / kg.
  • the dashed line a shows the losses of a standard laminated standard laminated core, these values being well above the solid line loss values b measured for a laminated core according to the invention.
  • Figures 14 and 15 show scanning electron micrographs of an eroded surface of a package of individual sheets at different resolutions.
  • the individual sheets are visibly electrically connected via the edges.
  • the shorting bridges increase the eddy current losses of the manufactured package.
  • FIGS. 16 and 17 show scanning electron micrographs of the surface shown in FIGS. 14 and 15 in different resolutions.
  • the electrical shorting bridges previously shown between the cut individual sheets are no longer present after a chemical cleaning process described in more detail above.

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Abstract

Blechpaket mit weichmagnetischem Werkstoff und Verfahren zum Stoff schlüssigen Fügen von Paketlamellen zu einem weichmagnetischen Blechpaket Die Erfindung betrifft ein Blechpaket (1) mit weichmagnetischem Werkstoff (3) und ein Verfahren zum Stoff schlüssigen Fügen von Paketlamellen (4) zu einem weichmagnetischen Blechpaket (1). Das Blechpaket (1) weist Paketlamellen (4) aus weichmagnetischen Blechen (5) auf, die einen Paketlamellenstapel (6) bilden. Der Paketlamellenstapel (6) weist zwischen den Paketlamellen (4) Zwischenschichten (7) auf. Die Zwischenschichten (7) weisen einen ausgehärteten, im Zustand niedriger Viskosität in Zwischenräume zwischen den Paketlamellen (4) eingebrachten Klebstoff (8) auf. Dazu weisen die Paketlamellen (4) eine schlussgeglühte kristalline CoFe-Legierung, eine klebstoffbenetzbare Oberseite (9) und eine klebstoffbenetzbare Unterseite (10) auf. Die Paketlamellen (4) bilden mit den Zwischenschichten (7) ein maßgenaues Blechpaket (1). Das Blechpaket (1) weist dabei eine im wesentlichen klebstofffreie Kontur (12) aus Umrissflächen (11) der Paketlamellen (4) auf. Der Klebstoff (8) ist im Zustand niedriger Viskosität lösemittelfrei.

Description

Description
Title of Invention: BLECHPAKET MIT WEICHMAGNETISCHEM WERKSTOFF UND VERFAHREN ZUM STOFFSCHLÜSSIGEN FÜGEN VON PAKETLAMELLEN ZU EINEM WEICHMAGNETISCHEN BLECHPAKET
[ 1 ] Die Erfindung betrifft ein Blechpaket mit weichmagnetischem Werkstoff und ein
Verfahren zum stoffschlüssigen Fügen von Paketlamellen zu einem weichmagnetischen Blechpaket. Das Blechpaket weist Paketlamellen auf, die einen Paketlamellenstapel bilden. Der Paketlamellenstapel weist zwischen den Paketlamellen Zwischenschichten auf. Diese Zwischenschichten ermöglichen ein stoffschlüssiges Fügen der aufeinander gestapelten Paketlamellen zu einem Blechpaket mit weichmagnetischem Werkstoff.
[2] Aus der Druckschrift DE 27 20 531 ist ein Verfahren zum Verkleben von beschichteten Teilen, insbesondere Blechpaketen von Elektromotoren mittels eines Epoxidharzklebers bekannt, wobei die beschichteten Teile in die gewünschte Lage gebracht werden und sodann mit dem Harz durch Kapillarwirkung getränkt werden, wobei der Epoxidharzkleber vor dem Tränken mit einem ein Lösungsmittel enthaltenden Träger vermischt wird, der die Viskosität auf eine für die Kapillarwirkung erforderliche Höhe absenkt. In der Druckschrift DE 27 20 531 wird somit die Chemie des Kapillarklebers beschrieben und die Aufgabe gelöst, einen zähflüssigen honigartigen Kleber so zu verändern, dass er niederviskos wird und als Kapillarkleber verwendet werden kann, indem ein Lösemittel oder eine Suspensionsflüssigkeit zum Kleber gemischt wird.
[3] Durch diese Eigenschaften hat der Kleber beim Trocknen und Aushärten einen enormen Schrumpf und es kommt zu Verspannungen und zu negativen Folgen in Bezug auf die Magnetqualität der weichmagnetischen Blechlamellen. Durch eine damit verbundene erhebliche verfahrensbedingte Drucknachführung der Blechpakte ist von einer weiteren Schädigung der Magnetqualität auszugehen. Dies wirkt sich besonders negativ bei einem magnetisch hochsättigenden Blechpaket aus CoFe aus, welches immer auch eine hohe Magnetostriktion aufweisen, und führt deshalb zu Einbußen in den weichmagnetischen Eigenschaften des Blechpaketes.
[4] Andere herkömmlichen Verfahren sind aus der Druckschrift DE 24 46 693 B2 zum
Herstellen von elektromagnetischen Bauteilen, insbesondere von Drosseln bekannt. Bei diesen wird zum Bilden eines Stapels aus Kleblamellen ein Tränkharz eingesetzt, das zu nachfolgend beschriebenen Problemen führt. Ferner ist aus der Druckschrift DE 1 613 312 ein Verfahren zum Verkleben von Magnetblechen bekannt, bei dem auf die Bleche ein Lack aufgetragen wird, was ebenfalls zu den nachfolgend aufgeführten Problemen führt.
[5] Bei diesen herkömmlichen Verfahren zum stoffschlüssigen Fügen von Paketlamellen wird ein Klebstoff mittels Einpinseln, Aufsprühen oder Eintauchen der einzelnen Lamellen in die Klebstoffmasse aufgetragen. Der Klebstoff besteht bei diesen Verfahren aus lösungsmittelbasierten verdünnten Klebstoffsystemen. Nach dem Abtrocknen des Lösemittels werden die trocknen, mit Klebstoff beschichteten Lamellen zu Paketen gefügt und anschließend wird der Klebstoff ausgehärtet. Bei diesen bekannten Verfahren besteht das Problem, dass nur relativ dicke und ungleichmäßige Klebstoffschichten aufgebracht werden können. Bei Kapillarverfahren werden bekannte lösemittelhaltige Klebersysteme eingesetzt, die die oben bereits beschriebenen Nachteile in punkto Magnetschädigung aufweisen.
[6] Die Figuren 7 bis 11 zeigen beispielsweise die Herstellung von weichmagnetischen
Blechpaketen gemäß dem Stand der Technik. Figur 7 zeigt dazu einen schematischen Querschnitt eines weichmagnetischen Bleches 5 aus einem weichmagnetischen Werkstoff 3, das eine Oberseite 9 und eine Unterseite 10 aufweist. Auf die Oberseite 9 und die Unterseite 10 wird, wie Figur 8 zeigt, eine Beschichtung 13 aufgebracht, welche die zu stapelnden Paketlamellen voneinander elektrisch isolieren soll. Dazu kann beispielsweise eine Schlussglühung des weichmagnetischen Bleches 5 unter Schutzgas, sowie anschließend eine Oxidationsglühung an Luft oder in einer Wasserdampfatmosphäre durchgeführt werden, um zum einen die weichmagnetischen Eigenschaften des Materials einzustellen und zum anderen eine elektrisch isolierende Beschichtung zu erreichen . Bei einer derartigen Schlussglühung ist aufgrund von Rekristallisierungsprozessen von gewalzten weichmagnetischen Blechen eine Volumenzunahme zu beobachten, die sich vor allem in einer Längen- und Breitenänderung des Blechschnitts bemerkbar macht.
[7] In Figur 9 sind diese beschichteten weichmagnetischen Bleche 5 der Figuren 7 und 8 bereits zu Paketlamellen 4 in einem Formgebungs schritt auseinandergetrennt, wobei die Umrissflächen 11 nun den weichmagnetischen Werkstoff 3 freilegen. Ein zweiter Glühprozess kann nun durchgeführt werden, bei dem jedoch keine weitere Volumenzunahme bzw. kein weiteres Längen- und Breitenwachstum der Paketlamellen 4 mehr zu beobachten ist.
[8] Wie Figur 10 zeigt, wird danach ein Klebstoff 8 auf eine der beiden Seiten der Paketlamellen oder auf beide Seiten 9 und 10 aufgebracht und anschließend werden mehrere Paketlamellen 4 mit dem Klebstoff 8, wie es Figur 11 zeigt, in Pfeilrichtung A aufeinander gepresst. Da eine Vielzahl von Paketlamellen 4 mit dazwischen angeordneten, relativ unregelmäßigen Klebstoffschichten 8 aufeinander gepresst werden, kommt es, wie Figur 11 zeigt, zu Verwölbungen 16 in unterschiedlichen Bereichen der Paketlamellen 4, so dass Spannungen in das weichmagnetische Material induziert werden, welche die weichmagnetischen Eigenschaften nun wieder verschlechtern.
[9] Darüber hinaus muss der seitlich beim Zusammenpressen der Paketlamellen 4 austretende Klebstoff 8 durch aufwändige Nachbearbeitungsschritte von den Stirn- und Umrissflächen des Blechpaketes 2 entfernt werden. Ein Nachteil derartiger Blechpakete 2 aus dem Stand der Technik besteht einerseits in der unzureichenden Parallelität der zusammengeklebten Paketlamellen und in der erforderlichen Nachbearbeitung des Blechpakets 2. Außerdem wirken sich die relativ dicken und Undefinierten Klebstofffugen, die zwischen den Paketlamellen angeordnet bleiben, derart aus, dass der Füllfaktor relativ gering ist und die positiven weichmagnetischen Eigenschaften von kristallinen CoFe-Legierungen nicht ausreichend zur Geltung kommen.
[10] Bei dem notwendigen Verspannen der zu fügenden Paketlamellen und beim
Erweichen des Klebstoffs sowie beim Aushärten tritt nachteilig relativ Undefiniert Klebstoff am Paketumfang bzw. an der Paketumrissfläche aus. Dieses führt dazu, dass sich nur Blechpakete mit in der Regel ungenügender Planparallelität herstellen lassen, die im Anschluss sowohl in der Dicke, als auch durch den Kleberaustritt an den Umrissflächen durch mechanische Bearbeitung auf Zeichnungsmaß gebracht werden müssen. Diese Nacharbeits schritte können zu elektrischen Kurzschlussbrücken zwischen den einzelnen Paketlamellen führen, welche zu Wirbelstromverlusten im Paket führen. Diese Wirbelstromverluste verschlechtern die magnetischen Eigenschaften dieser Pakete.
[11] Ein weiterer Nachteil derartig stoffschlüssig gefügter Blechpakete ist, dass die Klebstoffschicht im Verhältnis zur Dicke der Paketlamellen zu dick ist, so dass die Packungsdichte des Pakets klein ist. Dieses führt zu reduzierter weichmagnetischer Masse im Verhältnis zu dem Paketvolumen und somit können die Vorteile eines weichmagnetischen Materials, vorzugsweise aus einer CoFe-Legierung, nicht voll genutzt werden. Außerdem weist ein derartiges Blechpaket unterschiedliche Klebeschichtdicken innerhalb der jeweiligen Zwischenschichten auf, sodass die Paketlamellen eine verminderte Parallelität von dem obersten bis zu dem untersten Blech des Blechpaketes aus Paketlamellen aufweisen. Die erforderlichen mechanischen Nachbearbeitungen des Magnetmaterials des fertigen Blechpakets führen zu magnetischen Verlusten, die nach Möglichkeit zu vermeiden sind.
[12] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Blechpaket mit weichmagnetischem Werkstoff mit deutlich verminderten Verspannungen und möglichst hoher magnetischer Sättigung zu schaffen und ein Verfahren zum stoffschlüssigen Fügen von Paketlamellen zu einem weichmagnetischen Blechpaket mit einem möglichst hohen Füllfaktor des weichmagnetischen Materials anzugeben. Dabei sollen die oben aufgeführten Probleme im Stand der Technik überwunden werden und neben dem hohen Füllfaktor mit hohem mag- netischem Fluss durch den Paketlängsschnitt auch engste mechanische Toleranzen und möglichst hohe Planparallelitäten des Blechpaketes erreicht werden. Daneben sollen die Ummagnetisierungsverluste des Pakets minimiert werden.
[13] Eine möglichst steile B-H-Kurve bei niedrigen Ummagnetisierungsverlusten soll dieses Blechpaket kennzeichnen. Darüber hinaus soll beim stoffschlüssigen Fügen des Blechpaketes bereits eine hohe maßliche Genauigkeit sowie eine hohe Scherfestigkeit erreicht werden. Eine deutlich verminderte notwendige mechanische Nachbearbeitung nach dem stoffschlüssigen Fügen des Blechpaketes soll dieses Blechpaket kennzeichnen.
[14] Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche erreicht.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
[15] Erfindungsgemäß wird ein Blechpaket mit weichmagnetischem Werkstoff und ein
Verfahren zum stoffschlüssigen Fügen von Paketlamellen zu einem weichmagnetischen Blechpaket geschaffen. Das Blechpaket weist Paketlamellen aus weichmagnetischen Blechen auf, die einen Paketlamellenstapel bilden. Der Paketlamellenstapel weist zwischen den Paketlamellen Zwischenschichten auf. Die Zwischenschichten weisen einen ausgehärteten, im Zustand niedriger Viskosität in Zwischenräumen zwischen den Paketlamellen eingebrachten Klebstoff auf.
[16] Dazu weisen die Paketlamellen im geklebten Paket eine schlussgeglühte kristalline
CoFe-Legierung, eine klebstoffbenetzbare Oberseite und eine klebstoffbenetzbare Unterseite auf. Zudem können die Paketlamellen eine geringer klebstoffbenetzbare Umrissfläche aufweisen. Die Paketlamellen bilden mit den Zwischenschichten ein maßgenaues Blechpaket. Das Blechpaket weist dabei eine im wesentlichen klebstofffreie Kontur aus Umrissflächen der Paketlamellen auf. Der Klebstoff ist im Zustand niedriger Viskosität lösemittelfrei.
[17] Ein Vorteil dieses Blechpaketes ist die hohe Maßgenauigkeit, die im Stand der
Technik lediglich durch eine hohe Druckbeaufschlagung des Blechpakets beim Aushärten und Kleben, sowie durch anschließendes Schleifen der Blechpakete erreicht wird. Die hohe Druckbeaufschlagung und ein Schleifen von Blechpaketen gemäß dem Stand der Technik ist deshalb nachteilig, weil in die hochmagnetischen Paketlamellen Spannungen induziert werden, welche die Magnetwerte des weichmagnetischen Materials negativ beeinflussen und beispielsweise den μ-Wert absenken. Außerdem kann das Schleifen zur Erzielung der Maßhaltigkeit zu elektrischen Kurzschussbrücken zwischen den Paketlamellen führen, zumal ein Verschmieren des weichmagnetischen Werkstoffs der Paketlamellen beim Nachbearbeiten auftreten kann, was wiederum die Wirbelstromverluste des Blechpakets erhöht.
[18] Mit dem erfindungsgemäßen Blechpaket werden deutlich geringere magnetische Schädigungen aufgrund der Lösungsmittelfreiheit des Kapillarklebstoffs bereits bei der Fertigung von den erfindungsgemäßen Blechpaketen erreicht. Das nachfolgende erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich des Weiteren dadurch aus, dass sich maximale magnetische Leistungen durch maximal technisch mögliche magnetische Füllfaktoren d.h. Blechpakete mit geringsten Klebespalten erzielen lassen. Dazu wird ein erfindungsgemäßes Fertigungsverfahren eingesetzt, welches in einzelnen Fertigungsschritten die Schädigung des Magnetwerkstoffes durch mechanische Verspannungen und elektrische Kurzschlüsse technisch weitestgehend vermeidet und maximal zu erzielende magnetische Füllfaktoren ermöglicht.
[19] Gegenüber dem oben aufgeführten Stand der Technik ist folgender Unterschied anzumerken, der zu einer geringeren magnetischen Schädigung führt, nämlich das erfindungsgemäße Klebersystem, das ein völlig lösemittelfreies und nahezu schrumpffreies Epoxidharzklebersystem aufweist. Mit der Lösemittelfreiheit ergeben sich im Einzelnen folgende Vorteile:
[20] 1. Das eingesetzte Klebesystem bzw. die Kleberkomponenten des Blechpakets sind lösemittelfrei und es muss auch für die Verarbeitung und die Anwendung kein Lösemittel zugegeben werden.
[21] 2. Die Lösemittelfreiheit des eingesetzten Klebers verhin-dert den Schrumpf im
Volumen beim Aushärten der bei lösemittelhaltigen Systemen durch verdampfendes Lösemittel entsteht. Hierdurch wird die mechanische Verspannung durch den Kleber der einzelnen Paketlamellen des erfindungsgemäßen Blechpakets beim Aushärten verhindert.
[22] 3. Die Lösemittelfreiheit des eingesetzten Klebers vermeidet die Bildung von Blasen im Kleber zwischen den Paketlamellen, die zu Haftungsreduzierung und zum Austritt von erheblichen Mengen an Kleber bzw. Kleberschaum an den Spalten führt.
[23] 4. Die Lösemittelfreiheit des eingesetzten Klebers verhindert den Druckaufbau im
Paket, da kein Dampfdruck beim Aushärten entsteht. Auch hierdurch wird die mechanische Belastung die zu Schädigungen des Magnetmaterials führt vermieden und die magnetischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen weichmagnetischen Blechpakets verbessert.
[24] 5. Das eingesetzte Klebesystem zeichnet sich durch den äußerst geringen Schrumpf beim Härten der Kleberkomponenten im Vergleich zu anderen Systemen aus. Durch die Lösemittelfreiheit des eingesetzte Klebers sind nur geringe Arbeits- und Umweltschutzanforderungen an die Verarbeitung zu stellen.
[25] 6. Durch den Einsatz und die Auswahl spezieller Kleber-Komponenten ist die
Viskosität und Oberflächenspannung im Klebesystem so eingestellt, dass sich optimale Kapillarkräfte in den Spalten der Blechlamellen ausbilden können. Das Einbringen des Klebers in die Blechpakete erfolgt mittels Kapillarverfahren oder durch andere geeignete dem Stand der Technik entsprechenden Verfahren zur Oberflächenbeschichtung, beispielsweise durch Einpinseln, Aufsprühen, Tauchen oder ähnlichen Verfahren. Beim Kapillarverfahren werden die Blechpakete vorzugsweise in den Kleber partiell getaucht oder der Kleberübertrag erfolgt mittels eines Zwischenträgers .
[26] 7. Das eingesetzte Klebesystem bzw. durch das eingesetzte Verfahren können die
Blechpakete im nicht ausgehärteten Zustand des Klebers auf das gewünschte Dickenendmaß eingestellt werden. Hierzu ist in diesem Zustand nur eine geringe Druckbeaufschlagung notwendig, die wiederum zu keiner Magnetschädigung führt. Durch eine Anwärmung der Blechpakte können die benötigten Kräfte zur Dickenmaßeinstellung weiter reduziert werden, so dass sich die Kräfte gleichmäßiger über das Blechpakete verteilen, was wiederum zu sehr gleichmäßigen Klebespalten über das Blechpaket führt.
[27] 8. Unter geringem Druck kann die Höhe des erfindungsgemäßen Blechpakets auf
Maßhaltigkeit eingestellt werden.
[28] 9. Die mit Kleber versehenen Paketlamellen benötigen beim Aushärten nur eine minimale Druckbeaufschlagung. Es ist keine technisch übliche Drucknachführung wie bei vorzutrocknenden Klebersystemen notwendig, die im Stand der Technik zu Verspannung im Blechpaket und somit zur Schädigung der Magneteigenschaften führt.
[29] 10. Die Haftfestigkeit bzw. Scherfestigkeit, so wie die Temperaturbeständigkeit des eingesetzten Klebersystems entspricht dem Stand der Technik für Epoxidharz - Klebsysteme für beschichtete Oberflächen.
[30] 11. Die magnetischen Schädigungen und elektrischen Kurzschlüsse, welche durch eine mechanische Bearbeitung z.B. mittels Erodieren, Schleifen, Fräsen, etc. an der Kontur des geklebten Blechpakets verursacht werden, können durch eine physikalisch / chemische Reinigung beispielweise durch Ultraschallreinigung in Verbindung mit einem Beiz - oder Ätzverfahren beseitigt werden. Dadurch können die durch die elektrischen Kurzschlussbrücken gesteigerten Ummagnetisierungsverluste drastisch reduziert werden.
[31] 12. Durch dieses Verfahren der Dickeneinstellung der Blechpakete sind Blechstapel mit technisch geringst möglichen Klebespalten herstellbar. Diese geringsten Klebespalte lassen wiederum die Fertigung von Blechpaketen mit technisch maximalen Füllfaktoren von weichmagnetischem Material zu und den daraus resultierenden maximalen Flussdichten im Querschnitt des Blechpakets.
[32] 13. Das Klebeverfahren zeichnet sich durch einen geringen Einsatz an Produktionshilfsmittel wie z.B. Kleber und einen ebenfalls geringen Fertigungs aufwand aus. Somit ist das Verfahren kosteneffizient und ressourcenschonend.
[33] 14. Durch eine geringe Aushärtetemperatur des eingesetzten Klebers von ca. 145 0C entstehen auch beim Aushärten und Abkühlen keine wesentlichen Verspannungen im Blechpaket. Die Aushärtung erfolgt vorzugsweise z.B. in einem Warmluftumluftofen. Die geringen Spannungen entstehen üblicherweise durch die technisch nicht vermeidbaren unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Kleber und der Beschichtung der Paketlamellen.
[34] Sollte bei dem Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Blechpaketes auf ein nachträgliches, maßhaltiges Schleifen, um den Paketumriss auf das Zeichenmaß zu bringen, nicht verzichtet werden können, werden die sich bildenden metallischen Kurzschlussbrücken mit Hilfe eines nachfolgenden chemischen Reinigungsprozesses entfernt, um die Wirbelstromverluste zu optimieren.
[35] Bei dem erfindungsgemäßen Blechpaket sind die Paketlamellen verwölbungsfrei und planparallel mit Klebstoffzwischenschichten aufeinander angeordnet. Das kann dadurch erreicht werden, dass die Paketlamellen in einer entsprechenden Klebevorrichtung zwischen zwei planparallelen Festplatten fixiert werden und auf einen Bereich der Kontur der zu einem Paketlamellenstapel aufgeschichteten Paketlamellen ein Kapillarklebstoff aufgebracht wird. Die Ober- und die Unterseite der Paketlamellen weisen elektrisch isolierende und klebstoffbenetzbare Keramikschichten und/ oder Metalloxidschichten auf.
[36] Vorzugsweise sind auf den Ober- und Unterseiten der Paketlamellen Magnesiumoxidschichten oder Zirkoniumoxidschichten oder Aluminiumoxidschichten aufgebracht. Der Werkstoff der weichmagnetischen Bleche weist zwischen 45 Gew.-% < Co < 52 Gew.-% und etwa 45 Gew.-% < Fe < 52 Gew.-% und ungefähr einen Anteil Vanadium im Bereich von 0,5 Gew.-% < V < 2,5 Gew.-% auf. Dabei sorgt der Gehalt an Vanadium für eine bessere Kaltwalzbarkeit und eine Erhöhung des spezifischen elektrischen Widerstandes.
[37] Bei einem weiteren Aspekt der Erfindung ist es vorgesehen, eine CoFe-Legierung aus Eisen mit 35,0 Gew.% < Co < 55,0 Gew.%, vorzugsweise 45,0 Gew.% < Co < 52,0 Gew.%, 0 Gew.% < Ni < 0,5 Gew.% und 0,5 Gew.% < V < 2,5 Gew.% mit er- schmelzungsbedingten und/oder zufälligen Verunreinigungen einzusetzen.
[38] Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, eine CoFe-
Legierung aus Eisen mit 35,0 Gew.% < Co < 55,0 Gew.%, 0,75 Gew.% < V < 2,5 Gew.%, 0 Gew.% < (Ta + 2 x Nb) < 1,0 Gew.%, 0 Gew.% < Zr < 1,5 Gew.%, 0 Gew.% < Ni < 5,0 Gew.%, mit erschmelzungsbedingten und/oder zufälligen Verunreinigungen einzusetzen.
[39] Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, eine CoFe-
Legierung aus Eisen mit 35,0 Gew.% < Co < 55,0 Gew.%, 0 Gew.% < V < 2,5 Gew.%, 0 Gew.% < (Ta + 2 x Nb) < 1,0 Gew.%, 0 Gew.% < Zr < 1,5 Gew.%, 0 Gew.% < Ni < 5,0 Gew.%, 0 Gew.% < C < 0,5 Gew.%, 0 Gew.% < Cr < 1,0 Gew.%, 0 Gew.% < Mn < 1,0 Gew.%, 0 Gew.% < Si < 1,0 Gew.%, 0 Gew.% < Al < 1,0 Gew.% und 0 Gew.% < B < 0,01 Gew.% mit erschmelzungsbedingten und/oder zufälligen Verunreinigungen einzusetzen.
[40] Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, eine CoFe-
Legierung aus Eisen mit 48,0 Gew.% < Co < 50,0 Gew.%, 0 Gew.% < V < 2,5 Gew.%, 0 Gew.% < (Ta + 2 x Nb) < 1,0 Gew.%, 0 Gew.% < Zr < 1,5 Gew.%, 0 Gew.% < Ni < 5,0 Gew.%, 0 Gew.% < C < 0,5 Gew.%, 0 Gew.% < Cr < 1,0 Gew.%,
0 Gew.% < Mn < 1,0 Gew.%, 0 Gew.% < Si < 1,0 Gew.%, 0 Gew.% < Al < 1,0 Gew.% und 0 Gew.% < B < 0,01 Gew.% mit erschmelzungsbedingten und/oder zufälligen Verunreinigungen einzusetzen.
[41] Eine weitere Zusammensetzung einer Kobalt- Eisen- Vanadium- Legierung weist zusätzlich zu den oben angegebenen Eisengehalten einen Kobaltgehalt zwischen 48 Gew.-% < Co < 50 Gew.-%, einen Vanadiumgehalt zwischen 1,8 Gew.-% < V < 2,2 Gew.-%, einen Nickelgehalt von 0 Gew.% < Ni < 0,5 Gew.-% und einen Chromgehalt von 0 Gew.% < Cr < 0,1 Gew.-% auf. Neben Vanadium ist in dieser Legierung auch Niob vertreten, das zwischen 0,1 Gew.-% < Nb < 0,5 Gew.-% aufweist. Der Gehalt an Magnesium und Silizium sollte jeweils 0,1 Gew.-% nicht überschreiten. Auch Stickstoff und Sauerstoff sind in der Legierung vertreten, mit 0 Gew.% < O < 0,006 Gew.-% und 0 Gew.% < N < 0,004 Gew.-%. Darüber hinaus können erschmelzungs- bedingte und/oder zufällige Verunreinigungen vorhanden sein.
[42] Eine andere mögliche Zusammensetzung auf der Basis Eisen weist einen
Kobaltgehalt zwischen 15 Gew.-% < Co < 35 Gew.-% und einen Gehalt von zwischen
1 Gew.-% < X < 6,5 Gew.-%, wobei X mindestens eines der Elemente Cr, Mo, V, Mn, Al ist, auf.
[43] Derartige Legierungen sind unter den Handelsnamen VACOFLUX 50, VACOFLUX
48, VACOFLUX 17, VACODUR 50 oder VACODUR S Plus bekannt, weitere dieser CoFe Legierungen tragen die Namen Rotelloy, Hiperco, Permendur oder AFK.
[44] Derartige weichmagnetische CoFe-Bleche werden vorzugsweise in einer Dicke d in
Mikrometern zwischen 50 μm < d < 500 μm, be-vorzugt zwischen 50 μm < d < 350 μm, bereitgestellt, wobei die Breite der aus diesen weichmagnetischen Blechen gefertigten Paketlamellen typischerweise zwischen 5 mm < b < 300 mm ist.
[45] Die gute Benetzbarkeit der Oberseiten und der Unterseiten der Paketlamellen ermöglicht es, einen lösemittelfreien Kapillarklebstoff einzusetzen, der die Zwischenräume zwischen den aufeinander gepressten Paketlamellen auffüllt. Durch die Lösemittelfreiheit des Kapillarklebstoffs werden die Nachteile im Stand der Technik überwunden, da keine Lösungsmittel aus den Zwischenräumen abzuscheiden sind, was sonst zu Gasblasen und Lunkern in der dünnen kapillaren Klebstoffschicht führen kann. Darüber hinaus fördert die hohe Benetzbarkeit der Beschichtungen auf den Ober- und Unterseiten der Paketlamellen die gleichmäßige Ausbreitung des lösungsmittelfreien Kapillarklebstoffs auf Epoxidharzbasis in den feinen Zwischenräumen zwischen den aufeinander gestapelten Paketlamellen in einer Klebevorrichtung. Das Einbringen des Klebers in die Blechpakete erfolgt mittels Kapillarverfahren oder durch andere geeignete dem Stand der Technik entsprechenden Verfahren zur Oberflächenbeschichtung.
[46] Vorzugsweise sind die Zwischenschichten auf der Grundlage eines lösemittelfreien
Kapillarklebstoffs gebildet, der eine Komponente A aus einem mittel- bis zähviskosen Epoxidharz vom Biphenol-A oder Biphenol-F-Typ, eine weitere Komponente B aus einer niedermolekularen und niederviskosen Epoxidharzverbindung mit mindestens einer zusätzlichen Komponente C, als flüssige, niederviskose Härtungskomponente aufweist.
[47] Die Komponente A aus einem mittel- bis zähviskosen Epoxidharz vom Biphenol-A oder Biphenol-F-Typ oder Gemischen hiervon, weist eine Viskosität vA zwischen 500 < vA < 30.000 mPas, ein Epoxidäquivalenzgewicht GA zwischen 0,2 < GA < 0,6 molE-poxid/lOOg der Komponente A und einen Masseanteil mA am Gesamtharz zwischen 1 % < mA < 25 % auf.
[48] Die Komponente B des Kapillarklebstoffs weist eine Viskosität vB mit vB < 100 mPas, ein Epoxidäquivalenzgewicht GB zwischen 0,5 < GB < 1,2 molEpoxid/lOOg der Komponente B und einen Masseanteil mB am Gesamtharz zwischen 20 % < mB < 50 % auf. Diese Komponente B kann vorzugsweise eine Verbindung aus der Gruppe Ethylenglykoldiglycidylether, Propylenglykoldiglycidylether und Butandioldigly- cidylether aufweisen.
[49] Die Komponente C weist als flüssige niederviskose Härtungskomponente vom Typ
Anhydridhärter mit einer Viskosität vC mit vC < 100 mPas und einen Massenanteil mC am Gesamtharz zwischen 30 % < mC < 70 % auf. Als eine derartige Komponente C kann ein Methylcyclohexandicarbonsäureanhydrid eingesetzt sein. Zusätzlich zu den Komponenten A, B und C kann auch ein Härtebeschleuniger als Komponente D vom Typ des Amins oder des Imidazols oder der Metallsalzkomplexe mit einem Massenanteil mD am Gesamtharz zwischen 0,01 % < mD < 2 % vorgesehen sein.
[50] Als Komponente D kann der Kapillarklebstoff eine Verbindung aus der Gruppe
Dimethylbenzylamin, Diazabicyclononan und Ethylmethylimidazol aufweisen. Vorzugsweise weist der Kapillarklebstoff mindestens ein Additiv der Gruppe Haftvermittler, Flexibilisator, Farbstoff, Reaktivverdünner und Netzmittel auf. Dabei ist der Klebstoff geeignet, die Paketlamellen miteinander mit hoher Scherfestigkeit zu verbinden. Derartig verklebte Paketlamellen weisen vorzugsweise eine Zugscherfestigkeit des Klebers von 18 MPa und mehr auf.
[51] Ein Verfahren zum stoffschlüssigen Fügen von Paketlamellen zu einem weichmag- netischen Blechpaket weist die nachfolgenden Verfahrensschritte auf. Zunächst werden Bleche eines weichmagnetischen, kristallinen CoFe- Werkstoffs mit Oberseiten und Unterseiten hergestellt. Auf die Ober- und Unterseiten wird dann eine mit Epoxidharz benetzbare Beschichtung aufgebracht. Aus diesen beschichteten weichmagnetischen Blechen werden Paketlamellen mit benetzbarer Beschichtung auf den Ober- und Unterseiten und weniger benetzbaren Umrissflächen ausgetrennt. Dabei kann eine Schlussglühung vor der Beschichtung oder auch nach der Beschichtung oder gleichzeitig mit der Beschichtung durchgeführt werden.
[52] Das aufgeführte Schlussglühen kann auch bereits vor dem Austrennen von Paketlamellen mit benetzbarer Beschichtung auf den Ober- und Unterseiten und weniger benetzbaren Umrissflächen durchgeführt werden. Beim Schlussglühen, das bei etwa einer Temperatur TG zwischen 700 0C < TG < 900 0C für 2 bis 10 Stunden durchgeführt werden kann, wird die Versetzungsdichte der Legierung verringert bzw. Spannungen abgebaut und ein grobkörniges Gefüge eingestellt, was gute weichmagnetische Eigenschaften garantiert.
[53] Da mit der Schlussglühung ein Wachstum bzw. eine Zunahme des Volumens der weichmagnetischen Bleche und/oder Paketlamellen verbunden ist, wird bei diesem Verfahren zum stoffschlüssigen Fügen von Paketlamellen zu einem weichmagnetischen Blechpaket die weichmagnetische Schlussglühung mindestens vor dem Verkleben der Paketlamellenstapel durchgeführt. Die Formgebung auf Endmaß erfolgt dann am fertig geklebten Paket bevorzug mittels Erodieren oder Schleifen oder mittels Verfahren wie Fräsen, Schleifen oder Drehen.
[54] Die ausgetrennten Paketlamellen werden danach zu einem Paketlamellenstapel in einer entsprechenden Stapelform bzw. Klebeform gestapelt. Dabei werden die Paketlamellen in einem Maße fixiert, dass nur geringe, im unteren Mikrometerbereich liegende Zwischenräume entstehen. Durch dieses Verfahren kann in vorteilhafter Weise eine Dickeneinstellung der Pakete resultieren, die Blechstapel mit den technisch geringst möglichen Klebespalten liefert. Diese geringsten Klebespalte lassen wiederum die Fertigung von Paketen mit den technisch maximalen Füllfaktoren zu und den daraus resultierenden maximalen Flussdichten im Querschnitt des Blechpakets.
[55] Abschließend erfolgt ein stoffschlüssiges Verbinden des Paketlamellenstapels zu einem weichmagnetischen, endmaßgenormten Blechpaket unter kapillarem Eindringen von lösemittelfreiem, niederviskosem Kapillarklebstoff auf der Basis von Epoxidharz und anschließend wird der Kapillarklebstoff zu einer Zwischenschicht ausgehärtet.
[56] Durch eine geringe Aushärtetemperatur des eingesetzten Klebestoffs von ca. 145 0C entstehen auch beim Aushärten und Abkühlen keine wesentlichen Verspannungen im Blechpaket. Diese entstehen üblicherweise durch die technisch nicht vermeidbaren unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten zwischen Klebstoff und der benetzbaren Oberflächenbeschichtung. Die Aushärtung erfolgt vorzugsweise z.B. in einem Warmluftumluftofen.
[57] Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass durch den Einsatz des lösemittelfreien, niederviskosen Kapillarklebstoffs die Packungsdichte des Paketlamellenstapels und damit des weichmagnetischen Werkstoffs gegenüber bisherigen weichmagnetischen Blechpaketen deutlich erhöht werden kann. Durch den hohen Füllfaktor kann ein hoher magnetischer Fluss über dem Paketlängsschnitt erfolgen. Hohe Induktionswerte bei gegebenen H-Werten sind möglich, so dass sich eine steile B-H-Kurve ergibt. Gleichzeitig sind die Ummagnetisierungsverluste minimiert.
[58] Durch den Einsatz des niederviskosen und lösemittelfreien Kapillarklebstoffs kann eine hohe Maßgenauigkeit auch für den Umriss des weichmagnetischen Blechpaketes erreicht werden. Dabei wird kein Klebstoff aus den Zwischenräumen, wie bei einer Lackbeschichtung oder Sprüh- oder Tauchbeschichtung herausgequetscht, sondern die Paketlamellen werden vielmehr vor dem Einbringen des Kapillarklebstoffs in der Klebeform planparallel aufeinander fixiert, bis eine hohe Parallelität von der untersten Paketlamelle bis zur obersten Paketlamelle erreicht ist. Dann erst wird der Kapillarklebstoff zum Auffüllen der Zwischenräume im Mikrometerbereich von einer Stirnseite des Paketlamellenstapels angeboten. Ferner sorgt der Kapillarklebstoff für eine hohe Scherfestigkeit aufgrund guter Haftung der Paketlamellen aufeinander. Nach dem Verkleben ist eine mechanische Bearbeitung, wenn überhaupt, dann nur noch minimal erforderlich.
[59] Das Klebeverfahren zeichnet sich durch einen geringen Einsatz an Produktionshilfsmitteln wie z.B. Klebstoff und einen ebenfalls geringen Fertigungs aufwand aus. Somit ist das Verfahren als kosteneffizient und ressourcenschonend anzusehen und es ergibt sich eine rationelle kostengünstige Fertigung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren. Zusätzlich ist dieses Verfahren umweltfreundlich, da ausschließlich lösemittelfreie Verfahrens schritte durchgeführt werden.
[60] Sollte, wie bereits oben erwähnt, eine mechanische Nachbearbeitung des
Blechpaketes nötig sein, so ist es von Vorteil, einen chemischen Reinigungsprozess durchzuführen, um elektrische Kurzschlussbrücken zwischen den Paketlamellen des Blechpaktes, die durch die Nachbearbeitung entstanden sein könnten, wieder zu entfernen.
[61] In einer bevorzugten Durchführungsform des Verfahrens wird bereits nach dem
Aufbringen der mit Epoxidharz benetzbaren Beschichtung der weichmagnetischen Bleche oder des weichmagnetischen Bandes eine Schlussglühung des beschichteten weichmagnetischen Materials durchgeführt.
[62] Nach der Schlussglühung kann eine zusätzliche Oxidationsglühung an Luft oder unter Wasserdampfatmosphäre durchgeführt werden, welche zu einer noch besser mit Epoxidharz benetzbaren Oberfläche der weichmagnetischen Bleche führt. Somit ergeben sich mehrere Verfahrensvarianten für den Einsatz der Schlussglühung.
[63] Daraus ergibt sich eine bevorzugte Verfahrensvariante, bei der beispielsweise ein
CoFe-weichmagnetisches Band, das bereits eine mit Epoxidharz benetzbare Beschichtung aufweisen kann, zu Streifen geschnitten wird, die anschließend einer magnetischen Schlussglühung, bei der das Blech einem Wachstum unterworfen ist, unterzogen werden, wobei im Anschluss auch eine Oxidationsglühung zur Bildung der verbesserten benetzbaren Ober- und Unterseiten der Blechstreifen möglich ist.
[64] Erst danach wird eine Formgebung der weichmagnetischen CoFe-B lechstreifen zu
Paketlamellen durchgeführt, sodass der weniger benetzbare, weichmagnetische Werkstoff an den Umrissflächen frei liegt. Danach kann dann ein Stapeln und Verkleben mit Kapillarkleber zu einem Blechpaket erfolgen, ohne dass erhebliche Nachbearbeitungen erforderlich werden, da das Blechpaket das Endmaß bereits aufweisen kann. Sollten dennoch Nachbearbeitungen, wie Schleifen, notwendig sein, so kann durch chemisches Reinigen dafür gesorgt werden, dass bei den Nachbearbeitungen entstehende elektrische Kurzschlussbrücken zwischen den Paketlamellen entfernt werden.
[65] Bei einer weiteren Variation kann ein derartiges weichmagnetisches CoFe-Band, das bereits eine mit Epoxidharz benetzbare Beschichtung aufweisen kann, zu Streifen geschnitten werden, und ein magnetisches Schlussglühen kann durchgeführt werden. Nach der anschließenden Formgebung der bereits schlussgeglühten Streifen zu Paketlamellen kann zur Beseitigung von entstandenen magnetischen Schädigungen ein zweiter Glühvorgang mit oder ohne gleichzeitiger oder nacheinander erfolgender Oxidation durchgeführt werden. Bei diesem zweiten Glühprozess nach der Formgebung tritt kein weiteres Wachstum oder keine weitere Volumenzunahme mehr auf, sodass die Maßhaltigkeit der Paketlamellen durch das vorher stattgefundene Formgeben des bereits als Streifen schlussgeglühten Materials erhalten bleibt.
[66] Die zweite Schlussglühung kann analog oder zur Optimierung der Magneteigenschaften in Abhängigkeit des eingesetzten weichmagnetischen Werkstoffes durchgeführt werden. Anschließend wird ein Stapeln und Verkleben der Paketlamellen mit Kapillarkleber ohne Dimensionsänderung des Blechpaketes möglich.
[67] Durch den zweiten Glühprozess nach der Formgebung können etwaige magnetische
Schädigungen durch den Formgebungsprozess nach der ersten Schlussglühung wieder behoben werden, weiterhin können hohe mechanische Genauigkeiten der Paketlamellen eingestellt werden, da bei dem zweiten Glühprozess keine Volumenänderung der Paketlamellen stattfindet.
[68] Ferner ist es in einer weiteren Verfahrensvariante möglich, die bereits schlussgeglühten und eine Magnesiumoxid- und/oder eine andere Metalloxidschicht, die eventuell durch eine Oxidationsglühung an Luft oder unter Wasserdampf optimiert ist, als elektrisch isolierende und die Benetzung fördernde Schicht aufweisenden Bleche aus einem weichmagnetischen Werkstoff zu stapeln und mit einem Kapillarkleber zu verkleben. Erst im Anschluss könnte dann ein formgebendes Erodieren zu einem Blechpaket erfolgen, wobei abschließend ein physikalischer und/ oder chemischer Reinigungsprozess der Umrissflächen des Blechpaketes sinnvoll ist, um die elektrischen Kurzschlussbrücken zwischen den einzelnen Paketlamellen des Blechpaketes, die beim Erodieren entstanden sein könnten, wieder zu entfernen. Weiterhin werden mit diesem chemischen Reinigungsprozess etwaige elektrische Kurzschlussbrücken, die durch einen notwendigen mechanischen Nachbearbeitungsschritt, wie etwa Schleifen der Konturen, entstanden sind, wieder entfernt.
[69] Anstelle von reinen Oxidschichten, die beispielsweise durch Glühen an Luft oder
Glühen in Wasserdampf aufgebracht werden können, ist es auch möglich, auf den weichmagnetischen Blechen elektrisch isolierende und klebstoffbenetzbare Keramikschichten abzuscheiden, ohne gezielt Magnesiumoxidschichten, Zirkoniumoxidschichten oder Aluminiumoxidschichten durch Abscheiden, beispielsweise aus einem Plasma in einem Plasmaabscheideofen, zu erzeugen. Die einzelnen Paketlamellen können mittels Stanzen, Funkenerosion, Wasserstrahlschneiden, Ätzen oder Lasertrennen aus den beschichteten weichmagnetischen Blechen heraus getrennt werden.
[70] In einer entsprechenden Klebevorrichtung können die Paketlamellen verwölbungsfrei und planparallel aufeinander gestapelt und fixiert werden, und von einer Stirnseite des Paketlamellenstapels aus kann ein Klebstoff auf Epoxidharzbasis mit niedriger Viskosität mittels Kapillarwirkung die Zwischenräume zwischen den Paketlamellen des Paketlamellenstapels auffüllen, ohne die restlichen Umrissflächen der Paketlamellen zu benetzen.
[71] Die weichmagnetischen Bleche können vor der Schlussglühung auf eine Dicke d mit d < 1000 μm, vorzugsweise zwischen 50 μm < d < 500 μm kaltgewalzt werden. Dabei hat das oben angegebene Verfahren den Vorteil, dass äußerst dünne, selbst im Bereich von 50 μm liegende Paketlamellen planparallel und verwölbungsfrei miteinander verklebt werden können. Das weichmagnetische Schlussglühen einer CoFeV- Legierung unter Inertgasatmosphäre kann bei einer Temperatur TG zwischen 700 0C < TG < 900 0C für unter 10 Stunden durchgeführt werden.
[72] Bei der Schlussglühung können mehrere weichmagnetische Bleche gleichzeitig zwischen zwei Stahlplatten als Glühplatten planparallel gepresst werden. Die Stahlplatten können dabei beispielsweise mindestens eine Fläche von 290 x 290 mm2 aufweisen.
[73] Vorzugsweise wird als lösemittelfreier niederviskoser Kapillarklebstoff ein Klebstoff aus mindestens drei Komponenten, nämlich einer Basiskomponente A mit relativ hoher Viskosität, sowie einer B- und einer C-Komponente geringerer Viskosität gemischt und vorzugsweise mit einer Komponente D als Aushärtebeschleuniger versehen.
[74] Die A-Komponente ist ein mittel- bis zähviskoser Epoxidharz vom Biphenol-A oder
Biphenol-F-Typ oder Gemischen hiervon mit einer Viskosität vA zwischen 500 < vA < 30.000 mPas, und ein Epoxidäquivalenzge wicht GA, für die Komponente A liegt zwi-schen 0,2 < GA < 0,6 molEpoxid/lOOg der Komponente A mit einem Masseanteil mA der Komponente A am Gesamtharz zwischen 1 % < rnA < 25 %.
[75] Die B-Komponente ist eine niedermolekulare und niederviskose Epoxidharzverbindung mit mindestens zwei Epoxidharzgruppen pro Molekül. Diese Epoxidharzverbindung wird durch Umsetzung eines aliphatischen Diols mit Epichlorhydrin gebildet. Dabei wird als B-Komponente des Kapillarklebstoffs ein Material mit einer Viskosität vB mit vB < 100 mPas und mit einem Epoxidäquivalenzge wicht GB zwischen 0,5 < GB < 1,2 molE-poxid/lOOg der Komponente B und einem Masseanteil mB am Ge-samtharz zwischen 20 % < mB < 50 % vorgesehen.
[76] Die B-Komponente kann aus der Gruppe der Verbindungen Ethylenglykoldigly- cidylether, Propylenglykoldiglycidylether und Butandioldiglycidylether eingesetzt werden.
[77] Als C-Komponente wird eine flüssige, niederviskose Härtungskomponente vom Typ
Anhydridhärter mit einer Viskosität vC mit vC < 100 mPas eingesetzt und dafür ein Massenanteil mC am Ge-samtharz zwischen 30 % < mC < 70 % vorgesehen.
[78] Als eine derartige C-Komponente kann ein Methylcyclohexandicarbonsäureanhydrid eingesetzt werden. Ferner kann in dem Verfahren zur Herstellung stoffschlüssig verbundener weichmagnetischer Blechpakete eine härtebeschleunigende D-Komponente aus einem Amin- oder einem Imidazol-Typ oder aus Metallsalzkomplexen mit einem Massenanteil mD am Gesamtharz zwischen 0,01 % < mD < 2 % vorgesehen werden. Als eine derartige D-Komponente kann eine der Verbindung aus der Gruppe Dimethyl- benzylamin, Diazabicyclononan und Ethylmethylimidazol eingesetzt werden. Auch ist es möglich, zu dem Kapillarklebstoff weiterhin Additive der Gruppe Haftvermittler, Flexibilisatoren, Farbstoffe, Reaktivverdünner und andere Netzmittel hinzuzufügen.
[79] Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
[80] Figuren 1 bis 6 zeigen Prinzipskizzen zum stoffschlüssigen Fügen von Paketlamellen, ausgehend von weichmagnetischen Blechen, Streifen oder Bändern.
[81] Figur 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Teilstück eines weichmagnetischen Bleches, Streifen oder Bandes aus einem weichmagnetischen Werkstoff;
[82] Figur 2 zeigt das Teilstück gemäß Figur 1 nach Aufbringen einer benetzungsfähigen
Schicht auf das weichmagnetische Blech oder den Streifen oder das Band; [83] Figur 3 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Paketlamelle, die nach
Auftrennen bzw. Formgeben des weichmagnetischen Bleches bzw. des Streifens oder des Bandes entsteht;
[84] Figur 4 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Paketlamellenstapel mit aufgebrachtem Kapillarklebstoffvorrat auf eine Stirnseite des Paketlamellenstapels;
[85] Figur 5 zeigt einen schematischen Querschnitt durch den Paketlamellenstapel, gemäß
Figur 4, nach Auffüllen der Zwischenräume der Paketlamellen durch einen niedrig viskosen, lösungsmittelfreien Kapillarklebstoff;
[86] Figur 6 zeigt einen schematischen Querschnitt des Paketlamellenstapels nach
Aushärten des Kapillarklebstoffs zu Zwischenschichten eines weichmagnetischen Blechpakets;
[87] Figuren 7 bis 11 zeigen die Herstellung von weichmagnetischen Blechpaketen gemäß dem Stand der Technik, wie er einleitend bereits erörtert wurde;
[88] Figur 12 zeigt ein Diagramm von B(H)-Werten zweier Blechpakete aus weichmagnetischem CoFe Material mit unterschiedlichen Klebstoffsystemen;
[89] Figur 13 zeigt ein Diagramm von Verlusten, die an zwei ringförmigen Blechpaketen aus weichmagnetischem CoFe Material, die mit unterschiedlichen Verfahren verklebt sind;
[90] Figuren 14 und 15 zeigen REM- Aufnahmen einer erodierten Fläche eines Pakets mit
Einzelblechkanten, die durch Kurzschlussbrücken elektrischen Kontakt haben;
[91] Figuren 16 und 17 zeigen REM- Aufnahmen einer erodierten Fläche eines Pakets mit
Einzelblechkanten, die nach einem Reinigungsprozess elektrisch getrennt wurden.
[92] Figur 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Teilstück eines weichmagnetischen Bleches 5 aus einem weichmagnetischen Werkstoff 3, der im Wesentlichen ein CoFe-Legierung aufweist und aus Eisen mit 35,0 Gew.% < Co < 55,0 Gew.%, 0 Gew.% < V < 2,5 Gew.%, 0 Gew.% < (Ta + 2 x Nb) < 1,0 Gew.%, 0,3 Gew.% < Zr < 1,5 Gew.%, 0 Gew.% < Ni < 5,0 Gew.%, 0 Gew.% < C < 0,5 Gew.%, 0 Gew.% < Cr < 1,0 Gew.%, 0 Gew.% < Mn < 1,0 Gew.%, 0 Gew.% < Si < 1,0 Gew.%, 0 Gew.% < Al < 1,0 Gew.% und 0 Gew.% < B < 0,01 Gew.% mit erschmelzungsbedingten und/ oder zufälligen Verunreinigungen besteht. Derartige weichmagnetische CoFe-Bleche werden vorzugsweise mit einer Dicke d in Mikrometern zwischen 50 μm < d < 500 μm vorgesehen, wobei sie eine Breite der aus diesen weichmagnetischen Blechen gefertigten Paketlamellen zwischen 5 mm < b < 300 mm aufweisen.
[93] Außerdem müssen die Oberseite 9 und die Unterseite 10 mit einer Isolations Schicht versehen werden, um einzelne Paketlamellen, die aus diesen weichmagnetischen Blechen gefertigt werden sollen, voneinander elektrisch zu isolieren. Die Isolation kann durch Keramikschichten und/ oder Oxidschichten erfolgen, wobei Oxidschichten bereits beim hermetischen Schlussglühen dieser weichmagnetischen Bleche 5, beispielsweise direkt anschließend an die Schlussglühung durch eine weiter Glühung an Luft oder in Wasserdampfatmosphäre gebildet werden können.
[94] Dabei entsteht wie Figur 2 zeigt, ein Blech 5 gemäß Figur 1, das eine elektrisch isolierende Schicht und eine benetzbare Oberseite 9 und Unterseite 10 durch einen Epoxidharzkleber aufweist. Anschließend kann das weichmagnetische Blech in einzelne Paketlamellen aufgetrennt werden, wie es Figur 3 zeigt, wobei diese Paketlamellen eine Dicke d zwischen 50 μm und 500 μm aufweisen, vorzugsweise 50 μm bis 350 μm. Die elektrisch isolierenden und benetzbaren Beschichtungen 13 auf der Oberseite 9 und der Unterseite 10 weisen eine Schichtdicke von wenigen 10 Nanometern bis wenigen Mikrometern auf.
[95] Figur 4 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Paketlamellenstapel mit aufgebrachtem Kapillarklebstoffvorrat auf einer Stirnseite des Paketlamellenstapels. Der hier gezeigte Paketlamellenstapel 6 weist nur symbolisch drei Paketlamellen auf, in Wirklichkeit besteht ein solcher Paketlamellenstapel aus einer Vielzahl von Paketlamellen 4 aus einem weichmagnetischen Werkstoff 3, die in Pfeilrichtung A durch entsprechende Vorrichtungen fixiert werden und dabei planparallel und ohne Verwölbungen ausgerichtet sind.
[96] In Zwischenräumen 15 zwischen den Paketlamellen 4 kann der Kapillarklebstoff 8 von den Raupen entlang der Trennfugen zwischen die Paketlamellen 4 bei Raumtemperatur oder relativ geringer Erwärmung des Paketlamellenstapels kapillar in die Zwischenräume 15 eindringen.
[97] Figur 5 zeigt einen entsprechenden Querschnitt durch den Paketlamellenstapel, gemäß Figur 4, nach Auffüllen der Zwischenräume 15 der Paketlamellen 4 durch einen niedrig viskosen, lösemittelfreien Kapillarklebstoff. Dabei wird der in Figur 4 auf der Stirnseite 14 angeordnete Kapillarklebstoffvorrat vollständig verbraucht und füllt den in Figur 4 gezeigten Zwischenraum 15 komplett auf. Durch eine derartige Klebevorrichtung, die gleichzeitig eine planparallele Fixierung der Oberseiten und Unterseiten des Paketlamellenstapels bewirkt, kann somit ein maßgenaues, weichmagnetisches Blechpaket mit hohem Füllgrad hergestellt werden, wie es die Figur 6 zeigt.
[98] Gegenüber Verfahren, die nicht mit Kapillarkleber arbeiten, hat das auf diese Weise hergestellte weichmagnetische Blechpaket den Vorteil, dass die Paketlamellen exakt parallel ausgerichtet bleiben und keinerlei Verwölbungen auftreten und eine Nachbearbeitung zum Entfernen von Klebstoffüberhängen nicht erforderlich ist.
[99] Während bei der Schlussglühung von weichmagnetischen Blechen ein Volumenwachstum durch entsprechende Umkristallisation der CoFe-Legierung auftritt, kann nach dem Auftrennen der bereits schlussgeglühten weichmagnetischen Bleche zu Paketlamellen 4, wie es Figur 3 zeigt, nach der Formgebung durchaus ein weiteres Glühen eingesetzt werden, das jedoch kein Volumenwachstum aufweist, die Form des Bleches also nicht verändert, aber die magnetischen Schädigungen durch die Formgebung wieder behebt und somit die geometrischen Abmessungen für das Endmaß der Paketlamellen beibehält. Falls die Bleche zuvor eine Beschichtung aus Metalloxid auf der Basis Eisen-, Kobalt- bzw. Vanadiumoxid mittels einer Glühung an Luft oder in Wasserdampfatmosphäre erhalten haben, ist es jedoch erforderlich bei dieser Schlussglühung eine derartige Nachglühbehandlung unter Vakuum oder in nicht reduzierender Atmosphäre, beispielsweise unter Schutzgas, für die Paketlamellen durchzuführen, damit die Metalloxidschicht nicht reduziert wird. Um dies zu umgehen, wird die Oxidschicht auf der Basis Eisen-, Kobalt- bzw. Vanadiumoxid in der zuvor beschriebenen Weise, d. h. mittels einer Wärmebehandlung an Luft oder in Wasserdampfatmosphäre, typischerweise erst nach der zweiten Glühung aufgebracht. Bei Beschichtungen auf der Basis MgO, ZrO2 oder A12O3 kann auch unter der üblichen Wasserstoffatmosphäre geglüht werden, da bei den üblichen Glühtemperaturen diese Beschichtungen nicht reduziert werden.
[100] Figur 12 zeigt ein Diagramm von B(H)-Werten zweier Blechpakete aus weichmagnetischem CoFe Material mit unterschiedlichen Klebstoffsystemen. Dazu ist auf der Abszisse die magnetische Feldstärke H in A/cm aufgetragen und auf der Ordinate der magnetische Fluss B in Tesla (T) gezeigt. Der gestrichelte Graf a zeigt die B (H)- Werte eines Standard-Blechpakets mit Standardverklebung, wobei diese Werte deutlich unter den Werten des Grafen b mit durchgezogener Linie liegen, der für ein Blechpaket gemäß der Erfindung gemessen wurde.
[101] Figur 13 zeigt ein Diagramm von Verlusten, die an zwei ringförmigen Blechpaketen aus weichmagnetischem CoFe Material gemessen wurden und die mit unterschiedlichen Verfahren verklebt sind. Dazu ist auf der Abszisse die Zykluszahl als Frequenz mit der Einheit Hz aufgetragen und auf der Ordinate werden die Verluste pro Zyklus in Ws/kg gezeigt. Der gestrichelte Graf a zeigt die Verluste eines Standard- Blechpakets mit Standardverklebung, wobei diese Werte deutlich über den Verlustwerten des Grafen b mit durchgezogener Linie liegen, die für ein Blechpaket gemäß der Erfindung gemessen wurden.
[102] Figuren 14 und 15 zeigen in unterschiedlicher Auflösung rasterelektronen- mikroskopische Aufnahmen einer erodierten Fläche eines Pakets aus Einzelblechen. Die Einzelbleche sind dabei sichtbar über die Kanten elektrisch verbunden. Durch die Kurzschlussbrücken erhöhen sich die Wirbelstromverluste des gefertigten Pakets.
[103] Figuren 16 und 17 zeigen in unterschiedlicher Auflösung rasterelektronen- mikroskopische Aufnahmen der in Figuren 14 und 15 dargestellten Fläche. Die zuvor gezeigten elektrischen Kurzschlussbrücken zwischen den geschnittenen Einzelblechen sind nach einem bereits oben näher beschriebenen chemischen Reinigungsprozess nicht mehr vorhanden. [104] Bezugszeichenliste
[105] 1 Blechpaket (Ausführungsform)
[106] 2 Blechpaket (Stand der Technik)
[107] 3 weichmagnetischer Werkstoff
[108] 4 Paketlamellen
[109] 5 weichmagnetisches Blech
[HO] 6 Paketlamellenstapel
[111] 7 Zwischenschicht
[112] 8 Klebstoff
[113] 9 Oberseite
[114] 10 Unterseite
[115] 11 Umrissfläche
[116] 12 Kontur des Blechpakets
[117] 13 Benetzbare Beschichtung bzw. benetzbare Schicht
[118] 14 Stirnseite des Paketlamellenstapels
[119] 15 Zwischenräume zwischen den Paketlamellen
[120] 16 Verwölbung

Claims

Claims
[Claim 1] Blechpaket mit weichmagnetischem Werkstoff (3) aufweisend: einen Paketlamellenstapel (6) aufweisend:
- Paketlamellen (4) aus weichmagnetischen Blechen (5) und
- Zwischenschichten (7), wobei die Zwischenschichten (7) einen ausgehärteten, im Zustand niedriger Viskosität eingebrachten Klebstoff (8) aufweisen, und wobei die Paketlamellen (4) eine schlussgeglühte kristalline CoFe-Legierung, eine klebstoffbenetzbare Oberseite (9) und eine klebstoffbenetzbare Unterseite (10) aufweisen und wobei die Paketlamellen (4) mit den Zwischenschichten (7) ein maßgenaues Blechpaket (1) bilden, und wobei das Blechpaket (1) eine im wesentlichen klebstofffreie Kontur (12) aus Umrissflächen (11) der Paketlamellen (4) aufweist und wobei der Klebstoff (8) im Zustand niedriger Viskosität lösemittelfrei ist.
[Claim 2] Blechpaket nach Anspruch 1, wobei die Paketlamellen (4) mit Klebstoffzwischenschicht (7) verwölbungsfrei und planparallel aufeinander angeordnet sind.
[Claim 3] Blechpaket nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Oberseite (9) und die Unterseite (10) der Paketlamellen (4) elektrisch isolierende und klebstoffbenetzbare Keramikschichten (13) aufweisen.
[Claim 4] Blechpaket nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Oberseite (9) und die Unterseite (10) der Paketlamellen (4) Magnesiumoxidschichten aufweisen.
[Claim 5] Blechpaket nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Oberseite (9) und die Unterseite (10) der Paketlamellen (4) Zirkoniumoxidschichten aufweisen.
[Claim 6] Blechpaket nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Oberseite (9) und die Unterseite (10) der Paketlamellen (4) Aluminiumoxidschichten aufweisen.
[Claim 7] Blechpaket nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Oberseite (9) und die Unterseite (10) der Paketlamellen (4) Eisen-, Kobalt- und/ oder Vanadiumoxidschichten aufweisen.
[Claim 8] Blechpaket nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die weichmagnetischen Bleche (5) eine Walztextur vor dem Schlussglühen aufweisen.
[Claim 9] Blechpaket nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Paketlamellen (4) eine CoFe-Legierung aus Eisen mit 35,0 Gew.% < Co < 55,0 Gew.%, vorzugsweise 45,0 Gew.% < Co < 52,0 Gew.%, 0 Gew.% < Ni < 0,5 Gew.% und 0,5 Gew.% < V < 2,5 Gew.% mit erschmelzungs- bedingten und/oder zufälligen Verunreinigungen aufweisen.
[Claim 10] Blechpaket nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Paketlamellen (4) eine CoFe-Legierung aus Eisen mit 35,0 Gew.% < Co < 55,0 Gew.%, 0,75 Gew.% < V < 2,5 Gew.%, 0 Gew.% < (Ta + 2 x Nb) < 1,0 Gew.%, 0 Gew.% < Zr < 1,5 Gew.%, Ni < 5,0 Gew.%, mit er- schmelzungsbedingten und/oder zufälligen Verunreinigungen aufweisen.
[Claim 11] Blechpaket nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Paketlamellen (4) eine CoFe-Legierung aus Eisen mit 35,0 Gew.% < Co < 55,0 Gew.%, 0 Gew.% < V < 2,5 Gew.%, 0 Gew.% < (Ta + 2 x Nb) < 1,0 Gew.%, 0 Gew.% < Zr < 1,5 Gew.%, 0 Gew.% < Ni < 5,0 Gew.%, 0 Gew.% < C < 0,5 Gew.%, 0 Gew.% < Cr < 1,0 Gew.%, 0 Gew.% < Mn < 1,0 Gew.%, 0 Gew.% < Si < 1,0 Gew.%, 0 Gew.% < Al < 1,0 Gew.% und 0 Gew.% < B < 0,01 Gew.% mit erschmelzungsbedingten und/oder zufälligen Verunreinigungen aufweisen.
[Claim 12] Blechpaket nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Paketlamellen (4) eine CoFe-Legierung aus Eisen mit 48,0 Gew.% < Co < 50,0 Gew.%, 0 Gew.% < V < 2,5 Gew.%, 0 Gew.% < (Ta + 2 x Nb) < 1,0 Gew.%, 0 Gew.% < Zr < 1,5 Gew.%, 0 Gew.% < Ni < 5,0 Gew.%, 0 Gew.% < C < 0,5 Gew.%, 0 Gew.% < Cr < 1,0 Gew.%, 0 Gew.% < Mn < 1,0 Gew.%, 0 Gew.% < Si < 1,0 Gew.%, 0 Gew.% < Al < 1,0 Gew.% und 0 Gew.% < B < 0,01 Gew.% mit erschmelzungsbedingten und/oder zufälligen Verunreinigungen aufweisen.
[Claim 13] Blechpaket nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Paketlamellen (4) eine CoFe-Legierung aus Eisen mit 15 Gew.-% < Co < 35 Gew.-% und 1 Gew.-% < X < 6,5 Gew.-%, wobei X mindestens eines der Elemente Cr, Mo, V, Mn, Al ist, mit erschmelzungsbedingten und/oder zufälligen Verunreinigungen aufweisen.
[Claim 14] Blechpaket nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Paketlamellen (4) eine Dicke d in Mikrometern zwischen 50 μm < d < 500 μm, vorzugsweise zwischen 50 μm < d < 350 μm, und eine Breite b zwischen 5 mm < b < 300 mm aufweisen.
[Claim 15] Blechpaket nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Klebstoff (8) der Zwischenschichten (7) ein lösemittelfreier Kapillarklebstoff ist.
[Claim 16] Blechpaket nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zwischenschichten (7) einen organischen, physikalisch abbindenden und lösemittelfreien Kapillarklebstoff (8) auf Epoxidharzbasis aufweisen.
[Claim 17] Blechpaket nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zwischenschichten (7) auf der Grundlage eines lösemittelfreien Kapillarklebstoffs (8) gebildet sind, der eine Komponente A aus einem mittel- bis zähviskosen Epoxidharz vom Biphenol-A oder Biphenol- F- Typ oder Gemischen hiervon mit einer Viskosität vA zwischen 500 < vA < 30.000 mPas, einem Epoxidäquivalenzgewicht GA zwischen 0,2 < GA < 0,6 molEpoxid/lOOg der Komponente A und einem Masseanteil mA am Gesamtharz zwischen 1 % < mB < 25 % aufweist.
[Claim 18] Blechpaket nach Anspruch 17, wobei die Zwischenschichten (7) auf der Grundlage eines lösemittelfreien Kapillarklebstoffs (8) gebildet sind, der zusätzlich eine Komponente B aus einer niedermolekularen und niederviskosen Epoxidharzverbindung mit mindestens zwei Epoxidharzgruppen pro Molekül aufweist, und wobei die Epoxidharzverbindung ein Umsetzungsprodukt eines aliphatischen Diols mit Epichlorhydrin aufweist.
[Claim 19] Blechpaket nach Anspruch 18, wobei die Komponente B des Kapillarklebstoffs (8) eine Viskosität vB mit vB < 100 mPas, ein Epoxidäquivalenzgewicht GB zwischen 0,5 < GB < 1,2 molEpoxid/ 100g der Komponente B und einen Masseanteil mB am Gesamtharz zwischen 20 % < mB < 50 % aufweist.
[Claim 20] Blechpaket nach Anspruch 19, wobei der Kapillarklebstoff (8) als Komponente B eine Verbindung aus der Gruppe Ethylenglykoldigly- cidylether, Propylenglykoldiglycidylether und Butandioldiglycidylether aufweist.
[Claim 21] Blechpaket nach einem der Ansprüche 17 bis 20, wobei die Zwischenschichten (7) auf der Grundlage eines lösemittelfreien Kapillarklebstoffs (8) gebildet sind, der zusätzlich eine Komponente C als flüssige, niederviskose Härtungskomponente vom Typ Anhydridhärter mit einer Viskosität vC mit vC < 100 mPas und einen Massenanteil mC am Gesamtharz zwischen 30 % < mC < 70 % aufweist.
[Claim 22] Blechpaket nach Anspruch 21, wobei der Kapillarklebstoff (8) als Komponente C ein Methylcyclohexandicarbonsäureanhydrid aufweist.
[Claim 23] Blechpaket nach einem der Ansprüche 17 bis 22, wobei der Kapillarklebstoff (8) einen Härtebeschleuniger als Komponente D vom Typ des Amins oder des Imidazols oder der Metallsalzkomplexe mit einem Massenanteil mD am Gesamtharz zwischen 0,01 % < mD < 2 % aufweist.
[Claim 24] Blechpaket nach Anspruch 23, wobei der Kapillarklebstoff (8) als Komponente D eine Verbindung aus der Gruppe Dimethylbenzylamin, Diazabicyclononan und Ethylmethylimidazol aufweist.
[Claim 25] Blechpaket nach einem der Ansprüche 17 bis 24, wobei der Kapillarklebstoff (8) mindestens ein Additiv der Gruppe Haftvermittler, Flexibilisator, Farbstoff, Reaktivverdünner und Netzmittel aufweist.
[Claim 26] Blechpaket nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Paketlamellen (4) eine Zugfestigkeit von 200 MPa und mehr aufweisen.
[Claim 27] Verfahren zum stoffschlüssigen Fügen von Paketlamellen (4) zu einem weichmagnetischen Blechpaket (1), wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist:
- Herstellen von Blechen (5) eines weichmagnetischen kristallinen CoFe-Werkstoffs mit Oberseiten (9) und Unterseiten (10);
- Aufbringen einer mit Epoxidharz benetzbaren Beschichtung (13) auf die Ober- und Unterseiten (9, 10);
- Austrennen von Paketlamellen (4) mit benetzbarer Beschichtung (13) auf den Ober- und Unterseiten (9, 10) und weniger benetzbarer Umrissflächen (11);
- Stapeln der Paketlamellen (4) zu einem Paketlamellenstapel (6);
- stoffschlüssiges Verbinden des Paketlamellenstapels (6) zu einem weichmagnetischen Blechpaket (1) unter Einbringen von lösemittelfreiem niederviskosem Kapillarklebstoff (8) und Aushärten des Klebstoffs (8) zu elektrisch isolierenden Zwischenschichten (7).
[Claim 28] Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aufbringen der mit Epoxidharz benetzbaren Beschichtung (13) eine weichmagnetische Schlussglühung der beschichteten Bleche (5) durchgeführt wird.
[Claim 29] Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Austrennen der Paketlamellen (4) eine weitere weichmagnetische Schlussglühung durchgeführt wird.
[Claim 30] Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass nach der weiteren weichmagnetischen Schlussglühung eine Eisen-, Kobalt- und/ oder Vanadiumoxidschicht auf den Oberseiten (9) und den Unterseiten (10) der weichmagnetischen Bleche (5) durch eine Wärmebehandlung unter Luft und/ oder Wasserdampf aufgebracht wird.
[Claim 31] Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass während der weichmagnetischen Schlussglühung die mit Epoxidharz benetzbare Beschichtung (13) aufgebracht wird.
[Claim 32] Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Austrennen der Paketlamellen (4) eine weichmagnetische Schlussglühung durchgeführt wird.
[Claim 33] Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 32, wobei das Herstellen der Bleche (5) mittels Schneiden eines weichmagnetischen Bandes zu Streifen erfolgt.
[Claim 34] Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 33, wobei auf den Oberseiten (9) und den Unterseiten (10) der weichmagnetischen Bleche (5) elektrisch isolierende und klebstoffbenetzbare Keramikschichten abgeschieden werden.
[Claim 35] Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 33, wobei auf den Oberseiten (9) und den Unterseiten (10) der weichmagnetischen Bleche (5) elektrisch isolierende und klebstoffbenetzbare Magnesiumoxidschichten abgeschieden werden.
[Claim 36] Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 33, wobei auf den Oberseiten (9) und den Unterseiten (10) der Bleche (5) elektrisch isolierende und klebstoffbenetzbare Zirkoniumoxidschichten abgeschieden werden.
[Claim 37] Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 33, wobei auf den Oberseiten (9) und den Unterseiten (10) der Bleche (5) elektrisch isolierende und klebstoffbenetzbare Aluminiumoxidschichten abgeschieden werden.
[Claim 38] Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 37, wobei die Paketlamellen (4) mittels Funkenerosion, Wasserstrahlschneiden, Stanzen, Ätzen oder Lasertrennen aus den beschichteten weichmagnetischen Blechen (4) heraus getrennt werden, und wobei die unbeschichteten Umrissflächen (11) der Paketlamellen (4) aus weichmagnetischem Werkstoff (3) eine geringere Benetzungsfähigkeit für einen Klebstoff (8) niedriger Viskosität aufweisen als die beschichteten Ober- und Un- terseiten (9, 10) der Paketlamellen (4).
[Claim 39] Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 38, wobei die Paketlamellen (4) verwölbungsfrei und planparallel aufeinander gestapelt werden und von einer Stirnseite (14) des Paketlamellenstapels (6) aus ein lösemittelfreier Klebstoff (8) auf Epoxidharzbasis mit niedriger Viskosität mittels Kapillarwirkung die Zwischenräume zwischen den Paketlamellen (4) des Paketlamellenstapels (6) auffüllt.
[Claim 40] Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 38, wobei das Einbringen des lösemittelfreien niederviskosen Kapillarklebstoffs (8) mittels Einpinseln, Aufsprühen oder Tauchen erfolgt.
[Claim 41] Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 40, wobei die Bleche (5) vor der weichmagnetischen Schlussglühung auf eine Dicke d mit d < 500 μm, vorzugsweise zwischen 50 μm < d < 350 μm kaltgewalzt werden.
[Claim 42] Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 41, wobei die weichmagnetische Schlussglühung der CoFeV-Legierung unter Inertgasatmosphäre bei einer Temperatur TG zwischen 700 0C < TG < 900 0C für unter 10 Stunden durchgeführt wird.
[Claim 43] Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 42, wobei nach der weichmagnetischen Schlussglühung oder nach der weiteren weichmagnetischen Schlussglühung eine Oxidationsglühung an Luft oder unter Wasserdampfatmosphäre durchgeführt wird.
[Claim 44] Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 43, wobei mehrere weichmagnetische Bleche (5) bei der weichmagnetischen Schlussglühung zwischen zwei Stahlplatten als Glühplatten planparallel gepresst werden.
[Claim 45] Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 44, wobei nach dem Aushärten des Klebstoffs (8) eine mechanische Nachbearbeitung des Blechpakets (1) durchgeführt wird.
[Claim 46] Verfahren nach Anspruch 45, wobei die mechanische Nachbearbeitung des Blechpakets (1) mittels Erodieren, Schleifen und/ oder Fräsen durchgeführt wird.
[Claim 47] Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 46, wobei ein physikalischer und/ oder chemischer Reinigungsprozess des Blechpakets (1) durchgeführt wird.
[Claim 48] Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 47, wobei der lösemittelfreie niederviskose Kapillarklebstoff aus mindestens drei Komponenten einer Basiskomponente A relativ hoher Viskosität, sowie einer B- und einer C- Komponente geringer Viskosität gemischt wird und vorzugsweise mit einer Komponente D als Aushärtebeschleuniger versehen wird.
[Claim 49] Verfahren nach Anspruch 48, wobei als A-Komponente ein mittel- bis zähviskoses Epoxidharz vom Biphenol-A oder Biphenol-F-Typ oder Gemischen hiervon mit einer Viskosität vA zwischen 500 < vA < 30.000 mPas, einem Epoxidäquivalenzge wicht GA zwischen 0,2 < GA < 0,6 molE-poxid/lOOg der Komponente A und einem Masseanteil mA am Gesamtharz zwischen 1 % < mA < 25 % eingesetzt wird.
[Claim 50] Verfahren nach Anspruch 48, wobei als B -Komponente eine niedermolekulare und niederviskose Epoxidharzverbindung mit mindestens zwei Epoxidharzgruppen pro Molekül eingesetzt wird, und wobei die Epoxidharzverbindung durch Umsetzung eines aliphatischen Diols mit Epichlorhydrin gebildet wird.
[Claim 51] Verfahren nach Anspruch 50, wobei für die B-Komponente des Kapillarklebstoffs eine Viskosität vB mit vB < 100 mPas, ein Epoxidäquivalenzgewicht GB zwischen 0,5 < GB < 1,2 molEpoxid/ 100g der Komponente B und ein Masseanteil mB am Gesamtharz zwischen 20 % < mB < 50 % vorgesehen wird.
[Claim 52] Verfahren nach Anspruch 51, wobei als B -Komponente eine Verbindung aus der Gruppe Ethylenglykoldiglycidylether, Propyleng- lykoldiglycidylether und Butandioldiglycidylether eingesetzt wird.
[Claim 53] Verfahren nach einem der Ansprüche 48 bis 52, wobei als C- Komponente eine flüssige, niederviskose Härtungskomponente vom Typ Anhydridhärter mit einer Viskosität vC mit vC < 100 mPas und einem Massenanteil mC am Gesamtharz zwischen 30 % < mC < 70 % vorgesehen wird.
[Claim 54] Verfahren nach einem der Ansprüche 48 bis 52, wobei als C- Komponente ein Methylcyclohexandicarbonsäureanhydrid eingesetzt wird.
[Claim 55] Verfahren nach einem der Ansprüche 48 bis 52, wobei als härtebeschleunigende D-Komponente ein Amin- oder ein Imidazol-Typ oder Metallsalzkomplexe mit einem Massenanteil mD am Gesamtharz zwischen 0,01 % < mD < 2 % vorgesehen werden.
[Claim 56] Verfahren nach Anspruch 55, wobei als D-Komponente eine Verbindung aus der Gruppe Dimethylbenzylamin, Diazabicyclononan und Ethylmethylimidazol eingesetzt wird.
[Claim 57] Verfahren nach einem der Ansprüche 48 bis 56, wobei dem Kapil- larklebstoff (8) weiterhin ein Additiv der Gruppe Haftvermittler, Flexi- bilisator, Farbstoff, Reaktivverdünner und Netzmittel hinzugefügt wird.
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