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Title:
SOFT MAGNETIC ALLOY COMPOSITION AND A METHOD FOR PRODUCING SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/008780
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an alloy material comprising, at least: a cobalt content of between greater than or equal to 30 wt.% and less than or equal to 40 wt.%; a vanadium content of between greater than or equal to 2 wt.% and less than or equal to 3.5 wt.%; additional alloy components where applicable; and iron. Such an alloy material can, in particular, show an advantageous degree of magnetic polarisation while simultaneously demonstrating high electrical resistance and, where applicable, a high degree of saturation magnetisation. The invention also relates to a method for producing an alloy material, a method for producing a workpiece, and a workpiece.

Inventors:
SCHELLENBERG INGA (DE)
RAGER JOCHEN (DE)
KELKEL BENJAMIN (DE)
Application Number:
PCT/EP2015/065578
Publication Date:
January 21, 2016
Filing Date:
July 08, 2015
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
International Classes:
B22F3/22; B22F3/10; C22C33/02; C22C38/10; H01F1/147
Foreign References:
JPH09228007A1997-09-02
EP0354666A11990-02-14
JPH0413850A1992-01-17
JPH0257608A1990-02-27
EP0935008A11999-08-11
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Claims:
Legierungswerkstoff, aufweisend wenigstens:

Kobalt in einem Gehalt von größer oder gleich 30Gew.-% bis kleiner oder gleich 40Gew.-%;

Vanadium in einem Gehalt von größer oder gleich 2Gew.-% bis kleiner oder gleich 3,5Gew.-%;

Gegebenenfalls weitere Legierungsbestandteile; und

Eisen.

Legierungswerkstoff nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Legierungswerkstoff Kobalt in einem Gehalt von größer oder gleich 33Gew.- % bis kleiner oder gleich 37 Gew.-% aufweist.

Legierungswerkstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Legierungswerkstoff Molybdän in einem Gehalt von größer oder gleich 0,75Gew.-% bis kleiner oder gleich 1 ,0Gew.-% aufweist.

Legierungswerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch

gekennzeichnet, dass der Legierungswerkstoff Silizium aufweist, wobei der Gehalt an Silizium in einem Bereich von kleiner oder gleich 1 ,5 Gew.-% liegt.

Legierungswerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch

gekennzeichnet, dass der Legierungswerkstoff Chrom aufweist, wobei der Gehalt an Chrom in einem Bereich von kleiner als 1 ,5Gew.-%, insbesondere in einem Bereich von größer oder gleich 0,5Gew.-% bis kleiner oder gleich 1 ,0Gew.-%, liegt.

6. Legierungswerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch

gekennzeichnet, dass der Legierungswerkstoff nickelfrei und/oder wolframfrei ist. Verfahren zum Herstellen eines Legierungswerkstoffs nach einem der Ansprüche 1 bis 6, aufweisend die Verfahrensschritte:

a) Bereitstellen eines Gemenges aufweisend

Kobalt in einem Gehalt von größer oder gleich 30Gew.-% bis kleiner oder gleich 40Gew.-%;

Vanadium in einem Gehalt von größer oder gleich 2Gew.-% bis kleiner oder gleich 3,5Gew.-%;

Gegebenenfalls weitere insbesondere metallische Bestandteile; und Eisen; und

b) Schmelzen des Gemenges unter Erzeugung eines

Legierungswerkstoffs.

Verfahren zum Herstellen eines Werkstücks aufweisend einen

Legierungswerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend die Verfahrensschritte:

c) Bereitstellen eines Legierungswerkstoffs nach einem der Ansprüche 1 bis 6, insbesondere in Form eines Legierungspulvers;

d) gegebenenfalls Herstellen einer Spritzgießmasse aufweisend den

Legierungswerkstoff und einen Binder;

e) Überführen des Legierungswerkstoffs zusammen mit dem Binder in eine Spritzgießvorrichtung;

f) Formen der Mischung in der Spritzgießvorrichtung;

g) Entbindern der Mischung; und

h) Sintern der Mischung

Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass

Verfahrensschritt f) durchgeführt wird bei einer Temperatur in einem Bereich von größer oder gleich 100°C bis kleiner oder gleich 250°C

0. Werkstück aus einem insbesondere weichmagnetischen

Legierungswerkstoff, dadurch gekennzeichnet, dass der Legierungswerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgestaltet ist.

Description:
Beschreibung Titel

Weichmagnetische Legierungszusammensetzung und Verfahren zum Herstellen einer solchen

Die vorliegende Erfindung betrifft eine weichmagnetische

Legierungszusammensetzung und einen weichmagnetischen Werkstoff, der der weichmagnetischen Legierungszusammensetzung hergestellt ist. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer weichmagnetischen Legierungszusammensetzung.

Stand der Technik Weichmagnetische Werkstoffe an sich sind grundsätzlich bekannt.

Beispielsweise finden derartige Werkstoffe Verwendung in Diesel- Einspritzsystemen.

Das Dokument DE 697 04 381 T2 beschreibt eine Eisen-Kobalt-Legierung, welche neben Eisen und Kobalt, Silizium und Aluminium aufweist. Ferner können aus der Verarbeitung stammende Verunreinigungen, wie beispielsweise Chrom, Titan, Germanium, Vanadium und Molybdän vorhanden sein. Dabei muss gemäß dieser Druckschrift die Summe der Gehalte an den vorgenannten Chrom, Titan, Germanium, Vanadium und Molybdän kleiner sein als 0,5%.

Aus der japanischen Offenlegungsschrift JP 06343201 A ist eine Eisen-Kobalt- Legierung bekannt, welche neben Eisen und Kobalt Vanadium, Aluminium, Silizium, Chrom, Titan, Kohlenstoff, Mangan, Phosphor, Schwefel, Sauerstoff und/oder Stickstoff in definierten Konzentrationsbereichen aufweisen kann. Aus der japanischen Offenlegungsschrift JP 05055025 A ist ferner eine Eisen- Kobalt-Legierung bekannt, die neben Eisen und Kobalt Silizium, Aluminium, Vanadium und Chrom aufweisen kann. Das Dokument DE 10 2008 053 310 A1 beschreibt ferner ein Werkstück aus einem weichmagnetischen Werkstoff mit einem weichmagnetischen

Werkstückkern aus einer kristallinen Eisen-Kobalt-Legierung. Eine derartige Legierung kann neben Eisen Kobalt in einem Gehalt von kleiner oder gleich 22% und ferner Vanadium, Chrom, Mangan, Molybdän, Silizium und Aluminium aufweisen.

Das Dokument US 6,685,882 B2 beschreibt ferner eine weichmagnetische Legierung, welche Eisen, Kobalt und Vanadium aufweist.

Offenbarung der Erfindung

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein insbesondere weichmagnetischer Legierungswerkstoff aufweisend wenigstens:

Kobalt in einem Gehalt von größer oder gleich 30Gew.-% bis kleiner oder gleich 40Gew.-%;

Vanadium in einem Gehalt von größer oder gleich 2Gew.-% bis kleiner oder gleich 3,5Gew.-%;

Gegebenenfalls weitere Legierungsbestandteile, und

Eisen.

Bei dem vorbeschriebenen Legierungswerkstoff addieren sich die vorgenannten Bestandteile zu im Wesentlichen 100Gew.-%, wobei nicht genannte

Verunreinigungen in einem Bereich von kleiner oder gleich 0,2Gew.-%, insbesondere kleiner oder gleich 0, 1Gew.-%, vorliegen können.

Ein derartiger Legierungswerkstoff kann besonders positive Eigenschaften bezüglich seiner elektrischen und magnetischen Eigenschaften aufweisen.

Ein weichmagnetischer Legierungswerkstoff kann dabei im Sinne der

vorliegenden Erfindung insbesondere ein derartiger Werkstoff sein, der als Legierung ausgestaltet ist und somit ein metallischer Werkstoff aufweisend wenigstens drei metallische Elemente. Dabei kann ein weichmagnetischer Werkstoff im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere ein derartiger Werkstoff sein, der eine gute Magnetisierung in einem Magnetfeld aufweist. Insbesondere kann ein weichmagnetischer Werkstoff ein solcher sein, der ferromagnetische Eigenschaften aufweist und dabei seine Magnetisierung etwa durch einen elektrischen Strom in einer stromdurchflossenen Spule oder durch Anwesenheit eines Permanentmagneten erhalten kann. Unter einem

Legierungswerkstoff kann dabei ferner ein Rohstoff verstanden werden, der zu einem Werkstück mit einer konkreten Anwendung weiterverarbeitet werden kann.

Dadurch, dass der weichmagnetische Werkstoff neben Eisen wenigstens aufweist:

Kobalt in einem Gehalt von größer oder gleich 30Gew.-% bis kleiner oder gleich 40Gew.-%; und

Vanadium in einem Gehalt von größer oder gleich 2Gew.-% bis kleiner oder gleich 3,5Gew.-%, insbesondere größer oder gleich 2Gew.-% bis kleiner oder gleich 3Gew.-%,

können bei dem weichmagnetischen Legierungswerkstoff besonders vorteilhafte Eigenschaften erzielt werden. Dabei kann bezüglich des Gehalts der

Legierungspartner vorgesehen sein, dass der zu 100Gew.-% fehlende Gehalt durch Eisen und gegebenenfalls Verunreinigungen in einem Bereich von insbesondere kleiner oder gleich 0,2Gew.-%, insbesondere kleiner oder gleich 0, 1 Gew.-%, gebildet wird. Ferner können weitere Legierungspartner vorgesehen sein, wie dies nachstehend im Detail erläutert wird.

Durch die vorgenannte Auswahl der Legierungspartner und deren genannten spezifischen Gehalt in dem Legierungswerkstoff, und dabei ferner insbesondere durch das Vorsehen einer Legierung auf Basis einer Eisen-Kobalt-Legierung mit einem definierten Zusatz von Vanadium, kann eine vorteilhafte magnetische

Polarisation insbesondere bei gleichzeitig hoher Sättigungsmagnetisierung und ferner einem hohen elektrischen Wderstand erreicht werden. In anderen Worten kann durch die spezielle Zusammensetzung der Vorteil erzielt werden, dass in für Eisen-Kobalt-Legierungen untypischer Weise ein hoher elektrischer Wderstand erhalten wird, wobei jedoch die hohe magnetische Polarisation erhalten bleiben kann. Dadurch wird es möglich, den weichmagnetischen Legierungswerkstoff in einer Vielzahl von Anwendungen vorteilhaft einsetzen zu können.

Ein hoher elektrischer Widerstand zusammen mit einer hohen magnetischen Polarisation ermöglicht dabei die Verwendung in Anwendungsgebieten von

Magnetkomponenten, bei welchen eine durch den hohen Widerstand bedingte Unterdrückung von Wirbelströmen von Vorteil ist. Insbesondere können für eine Vielzahl von Anwendungen ein elektrischer Wderstand von größer oder gleich 40 μΩαη und eine magnetische Polarisation von 2,2T von Vorteil sein.

Der vorgenannte Legierungswerkstoff weist dabei neben den vorteilhaften elektrischen und magnetischen Eigenschaften ferner für eine Vielzahl von Anwendungen ausreichende mechanische Eigenschaften auf, so dass er auch bei oftmals vorherrschenden Bedingungen, wie beispielsweise bei der

Verwendung in Injektoren, bei welchen Bedingungen von etwa 200°C und bis zu

10 bar herrschen können, eine deutlich ausreichende Stabilität vorhanden ist und daher auch derartige Anwendungen möglich werden.

Weiterhin kann neben den vorbeschriebenen vorteilhaften magnetischen und elektronischen Eigenschaften ein derartiger Legierungswerkstoff besonders kostengünstig herstellbar sein. Dies kann beispielsweise möglich werden durch einen für die elektrischen und magnetischen Eigenschaften ausreichend hohen aber dennoch im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten

Legierungswerkstoffen reduzierten Kobaltgehalt. Beispielsweise kann der vorbeschriebene Werkstoff Eigenschaften aufweisen, die zu denen des

Werkstoffs FeCo48V2 zumindest vergleichbar sind, jedoch insbesondere durch einen Verzicht an Kobalt kostengünstiger herstellbar sein kann.

Die vorgenannten Eigenschaften machen einen derartigen Legierungswerkstoff beispielsweise vorteilhaft geeignet für Anwendungen, welche hohe Magnetkräfte bei geringem Bauraum benötigen, was erfindungsgemäß auch durch eine hohe Sättigungsmagnetisierung realisiert werden kann. Insbesondere die durch den vorbeschriebenen Legierungswerkstoff realisierbare Kombination von hohem elektrischen Widerstand und hoher magnetischer Polarisierbarkeit kann hier eine Anwendung in einer Vielzahl von Anwendungen ermöglichen. Beispielsweise kann der vorbeschriebene Legierungswerkstoff Verwendung finden in schnell schaltenden Aktorsystemen. Konkrete Beispiele für derartige Anwendungsgebiete umfassen beispielsweise Magnetventile von

Brennkraftmaschinen, wie etwa Common Rail Injektoren, insbesondere als Magnetkern und/oder Ankerplatte beziehungsweise Magnetaktoren, wie etwa in dem Kraftstoffeinspritzventil eines Verbrennungsmotors, beispielsweise eines Diesel-Motors.

Weitere Legierungspartner können beispielsweise umfassen Mangan, etwa in einem Gehalt von kleiner oder gleich 1 ,5 Gew.-% oder auch Nickel oder Kupfer in den vorgenannten oder anderen vorteilhaften Gehalten.

Weiterhin kann der Legierungswerkstoff Verunreinigungen enthalten, die jedoch oftmals in einem Bereich von weniger als 0, 1 Gew.-% liegen.

Im Rahmen einer Ausgestaltung kann der Legierungswerkstoff Kobalt in einem Gehalt von größer oder gleich 33Gew.-% bis kleiner oder gleich 37 Gew.-%, insbesondere von 35Gew.-%, aufweisen. In dieser Ausgestaltung kann somit ein Legierungswerkstoff verwendet werden, der unter Einbringung weiterer

Legierungspartner auf einer FeCo35-Basislegierung basiert. Durch das Vorsehen einer FeCo35-Basislegierung können insbesondere die magnetischen

Eigenschaften besonders vorteilhaft ausgebildet werden. Im Detail kann insbesondere durch das Vorsehen eines derartigen Legierungswerkstoffs ein besonders hoher Wert der magnetischen Sättigung ermöglicht werden, was für eine Vielzahl magnetischer Anwendungen von Vorteil sein kann. Darüber hinaus kann in besonders kostengünstiger Weise der Kobaltanteil reduziert werden. Somit soll bei dem Gehalt an Kobalt von 35Gew.-% in einer FeCo35-Legierung ein Fehler von +/- 2Gew.-%, insbesondere von +/- 1 ,5Gew.-% umfasst sein.

Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung kann der Legierungswerkstoff Silizium in einem Gehalt von kleiner oder gleich 1 ,5Gew.-%, insbesondere in einem Bereich von größer oder gleich 0,005Gew.-% bis etwa kleiner oder gleich 0,05Gew.-%, aufweisen. Dabei kann sich Silizium beispielsweise positiv auf eine Erhöhung des elektrischen Widerstands auswirken, ohne dabei jedoch die magnetischen Eigenschaften, wie beispielsweise die hohe magnetische

Polarisation, wesentlich negativ zu beeinflussen. Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung kann der Legierungswerkstoff Chrom in einem Gehalt von kleiner als 1 ,5Gew.-%, insbesondere in einem Gehalt von größer oder gleich 0,5Gew.-% bis kleiner oder gleich 1 ,0Gew.-% aufweisen. Insbesondere in dieser Ausgestaltung kann der Legierungswerkstoff eine gute magnetische Polarisation bei gleichzeitig gutem elektrischen Widerstand aufweisen.

Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung kann der Legierungswerkstoff

Molybdän in einem Gehalt von größer oder gleich 0,75Gew.-% bis kleiner oder gleich 1 ,0Gew.-% aufweisen. Insbesondere durch das Vorsehen von Molybdän in dem Legierungswerkstoff können besonders vorteilhafte Eigenschaften möglich sein, wie insbesondere eine maximale Widerstandserhöhung bei gleichzeitig minimaler Reduzierung der magnetischen Polarisation. Dabei kann eine derartige Effizienzsteigerung insbesondere in dem vorgenannten Gehalt realisierbar sein.

Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung kann der Legierungswerkstoff nickelfrei und/oder wolframfrei sein. Insbesondere durch den Verzicht auf die

vorgenannten Bestandteile kann der Legierungswerkstoff besonders

kostengünstig sein, wobei trotzdem die gewünschten Eigenschaften,

insbesondere guter elektrischer Widerstand zusammen mit einer hohen magnetischen Polarisation erzielt werden können. Dabei kann insbesondere ein Verzicht auf Nickel von Vorteil sein, da dadurch potentiell sich verschlechternde magnetische Eigenschaften verhindert werden können und ferner eine gesundheitliche Gefährdung von mit diesem Legierungsbestandteil in Kontakt tretenden Personen reduziert werden kann.

Hinsichtlich weiterer Vorteile und Merkmale wird hiermit explizit auf die

Erläuterungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Legierungswerkstoffs, dem Verfahren zum Herstellen eines

Werkstücks, dem Werkstück sowie den Beispielen verwiesen. Auch sollen erfindungsgemäße Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen

Legierungswerkstoffs auch für das Verfahren zum Herstellen eines

Legierungswerkstoffs, das Verfahren zum Herstellen eines Werkstücks und das Werkstück anwendbar sein und als offenbart gelten und umgekehrt. Unter die

Erfindung fallen auch sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder in den Beispielen offenbarten

Merkmalen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Verfahren zum Herstellen eines wie vorstehend beschrieben ausgestalteten Legierungswerkstoffs, aufweisend die Verfahrensschritte:

a) Bereitstellen eines Gemenges aufweisend

Kobalt in einem Gehalt von größer oder gleich 30Gew.-% bis kleiner oder gleich 40Gew.-%;

Vanadium in einem Gehalt von größer oder gleich 2Gew.-% bis kleiner oder gleich 3,5Gew.-%;

Gegebenenfalls weitere insbesondere metallische Bestandteile; und

Eisen, und

b) Schmelzen des Gemenges unter Erzeugung eines

Legierungswerkstoffs.

Mit diesem Verfahren kann auf besonders einfache und kostengünstige Weise eine Legierungszusammensetzung beziehungsweise ein Legierungswerkstoff, wie sie vorstehend im Detail beschrieben ist, erzeugt werden. Der so erzeugte Legierungswerkstoff dient dabei insbesondere als Grundmaterial zum Herstellen von Werkstücken und kann dabei insbesondere die Vorteile aufweisen, wonach gute magnetische, elektrische und mechanische Eigenschaften vereint werden können. Insbesondere kann durch das vorbeschriebene Verfahren ein

Legierungswerkstoff erzeugt werden, der eine vorteilhafte magnetische

Polarisation insbesondere bei gleichzeitig hoher Sättigungsmagnetisierung und ferner einen hohen elektrischen Widerstand vereinen kann.

Hierzu umfasst das Verfahren gemäß Verfahrensschritt a) ein Bereitstellen eines Gemenges, wie insbesondere eines Gemenges aufweisend die metallischen Bestandteile der zu formenden Legierungszusammensetzung, aufweisend Kobalt in einem Gehalt von größer oder gleich 30Gew.-% bis kleiner oder gleich

40Gew.-%;Vanadium in einem Gehalt von größer oder gleich 2Gew.-% bis kleiner oder gleich 3,5Gew.-%, gegebenenfalls weiterer Legierungsbestandteile und als Rest Eisen, wobei sich die vorgenannten Anteile auf das gesamte Gemenge beziehen. Dabei kann das Gemenge insbesondere eine Mischung von Feststoffpartikeln sein. Das Gemenge kann dabei ausgehend von jeglichem Material erhalten werden, wie etwa ausgehend von Pulvern, Blechen, von Drahtmaterial oder von sogenannten Nuggets. Beispielsweise kann das

Gemenge bereits Legierungen enthalten, welche derart gewählt werden, dass bei einer Betrachtung des Gesamt-Gemenges die entsprechenden Anteile der zu erzeugenden Legierungszusammensetzung erhalten werden.

In einem weiteren Verfahrensschritt b) erfolgt ein Schmelzen des Gemenges unter Erzeugung eines Legierungswerkstoffs. Dabei kann das Schmelzen erfolgen nach einem insbesondere homogenen Vermischen der Feststoffpartikel, oder der Legierungswerkstoff kann homogen durch das Vermischen bereits geschmolzener Metalle ausgebildet werden, wobei ein Vermischen jedoch nicht zwingend ist. Ein Schmelzen kann dabei etwa in einem Tiegel erfolgen oder auch in einem Hochofenprozess. Nach dem Schmelzen und dem Erhalten einer Schmelze des Legierungswerkstoffs kann dieser abgekühlt werden, um einen zu einem Werkstück verarbeitbaren Legierungswerkstoff zu erhalten.

Die gebildete Legierung kann ferner verdüst werden. In anderen Worten kann ein Zerstäuben der Schmelze zu Tröpfchen unter hohem Druck mit Gas oder Wasser erfolgen, um die Legierung beziehungsweise die Legierungszusammensetzung in Form eines Pulvers bereitzustellen, was im Sinne der vorliegenden Erfindung auch als Legierungspulver bezeichnet wird. Dabei können die entsprechenden Parameter, wie beispielsweise der Druck, derart eingestellt werden, dass eine Pulvermischung mit definierten Eigenschaften entsteht. Beispielsweise kann eine Pulvermischung erzeugt werden, die Partikel umfasst, welche in einem

Größenbereich D90 von größer oder gleich 5μιη bis kleiner oder gleich 100μιη, insbesondere von größer oder gleich 5μιη bis kleiner oder gleich 500μιη liegen, was insbesondere bedeuten kann, dass 90% der Partikel kleiner sind als ein entsprechender Wert in dem vorgenannten Bereich, wobei die entsprechenden Größen log-normalverteilt vorliegen können.

Alternativ kann die Schmelze gegossen werden und, beispielsweise durch Walzen oder Schmieden, in eine geeignete Form gebracht werden. Hinsichtlich weiterer Vorteile und Merkmale wird hiermit explizit auf die

Erläuterungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Legierungswerkstoff, dem Verfahren zum Herstellen eines Werkstücks, dem Werkstück sowie den Beispielen verwiesen. Auch sollen erfindungsgemäße Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines Legierungswerkstoffs auch für den Legierungswerkstoff, das Verfahren zum Herstellen eines Werkstücks und das Werkstück anwendbar sein und als offenbart gelten und umgekehrt. Unter die Erfindung fallen auch sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder in den Beispielen offenbarten Merkmalen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Werkstücks aufweisend einen insbesondere weichmagnetischen

Legierungswerkstoff, umfassend die Verfahrensschritte:

c) Bereitstellen eines Legierungswerkstoffs, insbesondere in Form eines Legierungspulvers;

d) gegebenenfalls Herstellen einer Spritzgießmasse aufweisend den

Legierungswerkstoff und einen Binder;

e) Überführen des Legierungswerkstoffs zusammen mit dem Binder in eine Spritzgießvorrichtung;

f) Formen der Mischung in der Spritzgießvorrichtung;

g) Entbindern der Mischung; und

h) Sintern der Mischung.

Mit diesem Verfahren, welches insbesondere ein Pulverspritzgießen (PIM:

Powder Injection Molding; MIM: Metal Injection Molding) sein kann, kann auf besonders einfache und kostengünstige Weise ein Werkstück erzeugt werden. Das so erzeugte Werkstück kann dabei insbesondere die Vorteile aufweisen, wonach gute magnetische und elektrische Eigenschaften vereint werden können. Insbesondere kann durch das vorbeschriebene Verfahren ein Werkstück erzeugt werden, das eine vorteilhafte magnetische Polarisation bei gleichzeitig hoher Sättigungsmagnetisierung und ferner einem hohen elektrischen Wderstand vereinen kann.

Hierzu umfasst das Verfahren gemäß Verfahrensschritt c) zunächst ein

Bereitstellen eines Legierungswerkstoffs, insbesondere in Form eines

Legierungspulvers. Hierzu kann der wie vorstehend beschrieben hergestellte Legierungswerkstoff beispielsweise, wie dies vorstehend erläutert ist, verdüst werden, um ein Pulver mit einer geeigneten Korngröße, etwa in einem Bereich D90 von größer oder gleich 5μηι bis kleiner oder gleich 100μηι, insbesondere größer oder gleich 5μηι bis kleiner oder gleich 50μηι, zu erhalten. Der so erhaltene Legierungswerkstoff wie etwa das so erhaltene

Legierungspulver kann folgend gemäß Verfahrensschritt e) zusammen mit einem Binder in eine Spritzgießvorrichtung überführt werden. Hierzu können das Pulver und der Binder separat in die Spritzgießvorrichtung überführt werden, oder es kann bevorzugt gemäß Verfahrensschritt d) zunächst eine insbesondere homogene Mischung des Pulvers mit dem Binder als Spritzgießmasse erzeugt werden, welche dann in die Spritzgießvorrichtung überführt wird. Der Binder kann beispielsweise einen Thermoplast und eine wachsartige Komponente enthalten, wobei der Thermoplast ausgewählt sein kann aus Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polyamid (PA), oder Polyvinylalkohol (PVA), und wobei die wachsartige Komponente ausgewählt sein kann aus Paraffin wachs, Carnaubawachs und

Polyethylenglykol, wobei die vorstehenden Beispiel nur beispielhaft und nicht beschränkend sind.

Anschließend erfolgt gemäß Verfahrensschritt f) ein Formen der Mischung in der Spritzgießvorrichtung in die gewünschte Form des herzustellenden Werkstücks.

Geeignete Parameter können dabei exemplarisch und nicht beschränkend Temperaturen umfassen, die in einem Bereich von größer oder gleich 100°C bis kleiner oder gleich 250°C, insbesondere in einem Bereich von größer oder gleich 120°C bis kleiner oder gleich 180°C, liegen. Die Einspritzdrücke hängen von der Rheologie des Systems und von der Geometrie des Bauteils ab und liegen beispielsweise in einem Bereich von einigen 100 bar bis zu 2000 bar.

Anschließend erfolgt gemäß den Verfahrensschritten g) und h) ein Entbindern und ein Sintern der Mischung. Dies kann sukzessive in zwei Verfahrensschritten erfolgen, oder teilweise oder vollständig in einem Verfahrensschritt. Ein

Entbindern kann dabei zweistufig erfolgen. In einem ersten Schritt erfolgt ein lösungsmittelbasiertes Lösen der wachsartigen Komponente, beispielsweise in einer Mischung umfassend Hexan, Aceton und Wasser etwa bei einer

Temperatur von größer oder gleich 20°C bis kleiner oder gleich 50°C

beziehungsweise bei einer Temperatur leicht unterhalb des Siedepunktes des verwendeten Lösungsmittels beziehungsweise der Lösungsmittelmischung. In einem weiteren Schritt erfolgt eine thermische Zersetzung des Thermoplast, insbesondere in einem Temperaturbereich von größer oder gleich 300°C bis kleiner oder gleich 500°C. Ein Sintern kann ferner in einem Temperaturbereich von größer oder gleich

1250°C bis kleiner oder gleich 1400°C erfolgen.

Hinsichtlich weiterer Vorteile und Merkmale wird hiermit explizit auf die

Erläuterungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen

Legierungswerkstoff, dem Verfahren zum Herstellen eines Legierungswerkstoffs, dem Werkstück sowie den Beispielen verwiesen. Auch sollen erfindungsgemäße Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines Werkstücks auch für den Legierungswerkstoff, das Verfahren zum Herstellen eines Legierungswerkstoffs, und das Werkstück anwendbar sein und als offenbart gelten und umgekehrt. Unter die Erfindung fallen auch sämtliche

Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder in den Beispielen offenbarten Merkmalen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Werkstück aus einem weichmagnetischen Werkstoff, aufweisend einen wie vorstehend beschrieben ausgestalteten weichmagnetischen Legierungswerkstoff. Ein derartiges

Werkstück kann insbesondere die Vorteile aufweisen, wonach gute magnetische, elektrische und mechanische Eigenschaften vereint werden können. Beispielsweise kann ein derartiges Werkstück insbesondere ein Bauteil eines schnell schaltenden Aktorsystems sein. Konkrete Beispiele für derartige

Anwendungsgebiete umfassen beispielsweise Magnetventile von

Brennkraftmaschinen, wie etwa Common Rail Injektoren, insbesondere als Magnetkern und/oder Ankerplatte beziehungsweise Magnetaktoren, wie etwa in dem Kraftstoffeinspritzventil eines Verbrennungsmotors, beispielsweise eines

Diesel-Motors.

Hinsichtlich weiterer Vorteile und Merkmale wird hiermit explizit auf die

Erläuterungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Legierungswerkstoffs, dem Verfahren zum Herstellen eines

Werkstücks, dem Legierungswerkstoff sowie den Beispielen verwiesen. Auch sollen erfindungsgemäße Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Werkstücks auch für das Verfahren zum Herstellen eines Legierungswerkstoffs, das Verfahren zum Herstellen eines Werkstücks und den Legierungswerkstoff anwendbar sein und als offenbart gelten und umgekehrt. Unter die Erfindung fallen auch sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der

Beschreibung, den Ansprüchen und/oder in den Beispielen offenbarten

Merkmalen.

Beispiele

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gegenstände werden in den nachfolgenden Beispielen erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Beispiele nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken.

Im Detail wird die Erfindung im Folgenden anhand von Vergleichsbeispielen näher erläutert, wobei die Nummern 1 bis 6 nicht erfindungsgemäße

Vergleichsversuche zeigen und die Nummern 7 und 8 erfindungsgemäße Legierungszusammensetzungen zeigen, welche entsprechend dem

vorbeschriebenen Verfahren ausgestaltet sind.

# Legierung Magnetische Elektrischer

Polarisation Widerstand

[T] [μΩατι]

1 FeCo35V1 2,26 29,7

2 FeCo35V1 ,5 2,30 35,61

3 FeCo25V2,88 2,16 35,61

4 FeCo48V2 2,30 46,90

5 FeCo48V2,46 2,27 50,87

6 FeCo35V4 2,17 65,00

7 FeCo35V2 2,28 42,24

8 FeCo35V3 2,22 53,97 Bei den vorstehenden Daten wurde die magnetische Polarisation gemessen unter Anwendung der DIN-EN 60404-4 und wurde der elektrische Widerstand gemessen unter Anwendung der DINDIN-EN 60468-1981 -03.

Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, dass die erfindungsgemäßen Beispiele 7 und 8 eine hohe magnetische Polarisation zusammen mit einem hohen elektrischen Widerstand aufweisen. Dabei ist insbesondere eine Parameter- Kombination von Vorteil, bei welcher eine magnetische Polarisation von mehr als 2,2T und ein elektrischer Wderstand von mehr als 40μΩαη vorliegt.

Die nicht-erfindungsgemäßen Beispiele weisen dabei einen geringen

elektrischen Wderstand auf, wie etwa die Vergleichsbeispiele 1 bis 3, und/oder weisen eine geringe magnetische Polarisation auf, wie etwa die Beispiele 3 und 8. Einzig die Vergleichsbeispiele 4 und 5 weisen zu den erfindungsgemäßen Beispielen vergleichbare Eigenschaften auf, sind jedoch Werkstoffe mit einem vergleichsweise hohen Kobaltgehalt, was erfindungsgemäß gerade verhindert werden soll.