Výroba MMK umožňuje širokú flexiblitu, finálne vlastnosti možno modifikovať vlastnosťami použitého prášku, typom povlaku, použitého mastiva/spojiva,

podmienkami kompaktizácie a tepelného spracovania

mastivospojivo

tvarovanie

TSProces výroby

VLASTNOSTIMMK

povlak

štruktúraveľkosť

čistota

tvar častíc prášok

Výber a vlastnosti Fe prášku pre MMK

Vlastnosti prášku

Pri lisovaní prášku s časticami tvaru vlákna sa tieto ukladajú kolmo na smer lisovania. Pri použití takýchto častíc by bolo najvýhodnejšie ich ukladanie presne v jednom smere, čím by sa získal 1D materiál s veľmi dobrými magnetickými vlastnosťami. Problémom je vznik veľkých pórov (medzier so zachyteným vzduchom) v priečnom smere, čo spôsobí pokles permeability. Častice tvaru vločky sa pri lisovaní ukladajú kolmo na smer lisovania a vytvoria 2D materiál. Póry s uzavretým vzduchom v rovine uloženia častíc sú malé a prúdové straty závisia od hrúbky „vločky“.Guľové častice nemajú preferentný smer usporiadania a tvoria 3D materiál.

Čistota Najdôležitejšia je kontaminácia interstitickými O, C, N (negatívny vplyv na lisovateľnosť) ale predovšetkým na pokles permeability a zvýšenie koercitivity. Pri dlhodobej aplikácii môže dôjsť k difúzii interstitických prvkov a fixovaniu magnetických domén. Prítomnosť malých obsahov iných prvkov nemá taký zásadný vplyv na magnetické vlastnosti.

Častice komerčných Fe práškov majú priestorový, viac-menej nepravidelný tvar s členitým povrchom, ktorý zabezpečí lepšiu pevnosť výlisku ako poskytnú guľové častice s hladkým povrchom.

Tvar častíc

Veľkosť častíc

Má dôležitý vplyv na magnetické vlastnosti MMK. V prípade lisovania veľmi jemných častíc sa zvyšuje podiel pórov, v ktorých je zachytený vzduch, čo znižuje permeabilitu a indukciu. Na druhej strane, jemné častice prášku zmenšujú prúdové straty, čo znamená menšie straty pri vyšších frekvenciách.

Výber optimálnej veľkosti častíc závisí od aplikačnej oblasti a požiadaviek na vlastnosti finálneho výrobku.

Vplyv veľkosti častíc prášku na straty pre rôzne frekvencie

Vplyv povlakovania na niektoré vybrané vlastnosti (prášky z produkcie Höganäs AB).

MateriálB@4000A/m (T)

Core loss@IT,200Hz.)W/kg

Core loss@IT,400 Hz.)W/kg

Max.Permeabilita

%poklesu IP,1-10KHz

%poklesu IP,10-100KHz

%poklesu IP,10-500KHz

Nepovlakovaný

1,29 65,6 132,1 630 63 71 86

Povlakovaný 1,29 29,7 79,0 569 4 57 86

IP = počiatočná permeabilita. Skúšky boli vykonané na krúžkoch 55/45 mm, výšky 5 mm.

Elektroizolačný povlakPožiadavky na elektroizolačný povlak sú extrémne vysoké.Povlak nesmie byť veľmi hrubý, pretože sa zväčšuje množstvo pórov a zachyteného vzduchu.Povlak musí byť chemicky stabilný, aby nedošlo k jeho poškodeniu chemickými reakciami počas tepelnej úpravy výlisku, alebo počas prevádzky. Povlak musí byť dostatočne tvrdý, ale súčasne dostatočne tvárny na to aby nedošlo k jeho poškodeniu tlakom alebo trením pri lisovaní.

Povlakovanie veľmi silne ovplyvňuje indukciu a permeabilitu. Anorganický povlak uľahčuje kompaktizáciu – môže prispievať ako mastivo.

LisovanieKritický parameter je lisovací tlak. Dôležitá je vysoká hustota, ale nesmie dôjsť k porušeniu povlaku. Všeobecne sa používa tlak 800 MPa.

Závislosť B v.s. H pre rôzne tlaky (Somaloy 500+0,5 % Kenolube, 500 C/30 min/vzduch)

Podrobnosti uvádza príloha „APVV-0222-10 MAGCOMP“ Prášky BASF sú sumarizované v osobitnej časti.

Autori (citácie sú v prílohe „APVV-0222-10 MAGCOMP“) použili nasledovné prášky:

[1-4] - Fe prášok MERCK, čistoty 99% Fe, 0.02C%, veľkosť častíc < 150 µm [4, 5] – vysoko čistý vodou rozprašovaný Fe prášok s veľkosťou častíc > 63 µm

[6] – prášok ASC 100.29, rozsitovaný, študovali vplyv veľkosti častíc

[7, 8] – prášky DP 200 a DP 200 HD (DUCTIL SA Romania) s veľkosťou častíc < 150 µm

[9] – karbonylové Fe BASF SL, veľkosť častíc 9 µm

[10] – karbonylové Fe BASF EW, veľkosť častíc 3-8 µm

[17] - karbonylové Fe BASF SL, SE, HQ, veľkosť častíc neuvádzajú

[18] - karbonylové Fe 1SPS1641, veľkosť častíc 3-5 µm

Fe prášky použité autormi podľa literatúry

VýrobcaPrášok

Veľkosť častíc C, % O, % N, % Aplikácia Spôsob výroby prášku

Höganäs AB

ASC 100.29 +150, 8% -45,23%

<0.01 0.08 PMEM

rozprašovaný

ABC 100.30 +150, 10% -45,20%

0.002 0.04 PMEM

rozprašovaný

Hoeganaes Corporation

Ancorsteel 1000C

+150, 17% -45,13%

<0.01 0.07 0.001 EMPM

rozprašovaný

AncorLam EM rozprašovaný - povlakovaný

Iron Powder.com

IRON100 -45, 28.5%

Čistota Fe >98% redukovaný

QMP – Powders

ATOMET 1001HP

0.004 0.06 Čistota Fe >99% pre EM

rozprašovaný

ATOMET 195 SP

45, 97% 0.005 0.08 Fe >98%

Farmaceutický priem.

rozprašovaný

MERC Iron GR Nie sú údaje Fe 99,5%

pre analýzu redukovaný

Fe prášky podľa veľkosti častíc, obsahu C, O, N, aplikácia

Fe prášky pre APVV 0222

MERC – objednávka nie je doriešená. Prášok: Iron GR for analysis REDUCED, (1038190100 a 1038190500), veľkosť častíc 10 µm,

čistota >99.%.Cena (1038190100): 100 g / 39,5 EUR, (1038190500); 500 g /88 EUR.

Höganäs AB: ASC 100.29 Hoeganaes Corporation: poskytol prášky ANCORSTEEL 1000C 10 kg a AncorLam

QMP: poskytol 5 kg prášku ATOMET 1001HP prášku

Tvar častíc prášku v dodanom stave a po mletí

Možnosti úpravy tvaru práškov na guľový, prípadne „vločkový“