日本AIDA ENGINEERING開發(fā)出了通過高密度壓縮軟磁性復合材料(SMC)的粉末以提高磁性的新成型方法。SMC粉末壓縮體的磁性與密度成比例,但由于單純增加壓力的高密度化會破壞涂在鐵粉上的絕緣膜,因此存在磁性、尤其是渦流損失增大的問題。AIDA ENGINEERING通過控制SMC粉末中所含的粘結劑量和模具的溫度等,成功獲得了可代替積層電磁鋼板制造的磁芯的特性。
試制的SMC粉末壓縮體(外徑50×內徑40×高5mm的環(huán)狀磁芯)的測量結果為:密度7.75g/cm3、磁通密度1.73T(磁場強度為10kA/m時)、鐵損37W(磁通密度為1T、頻率為400Hz時)。強度方面,3點彎曲時的彎曲強度為73MPa。
AIDA ENGINEERING為在實現(xiàn)高密度的同時不破壞絕緣膜,著眼于(1)模具內壁與SMC粉末表面的滑動摩擦力和(2)SMC粉末之間的滑動摩擦力2個方面。該公司表示,為解決這兩方面的問題,在調整與SMC粉末混合的粘結劑粉末量的同時,控制成型時(加壓時)的模具溫度,“通過使粘結劑更容易擴散,降低了滑動摩擦力”(AIDA ENGINEERING)。
SMC是用絕緣膜涂布鐵粉表面制成的金屬粉材料。一般而言,*大0.2mm左右的鐵粉用厚20nm的絕緣膜包裹。沖壓成型時,SMC粉末中會混入粘結劑粉末,有些廠商便是以混入粘結劑后的狀態(tài)提供。
與層疊電磁鋼板制成的磁芯相比,SMC粉末壓縮體的特征是:能以近終形形成三維形狀,由于被絕緣膜包圍的區(qū)域小、因此渦流損失少等。但是,其存在的問題是飽和磁通密度、磁導率等磁性及彎曲強度低。
AIDA ENGINEERING今后計劃投產應用該技術的成型系統(tǒng)(含模具)自動化生產線。“能夠成型直徑100mm厚20mm左右的磁芯的100~500t級系統(tǒng)將成為主流。系統(tǒng)的價格方面,預計包括選配件在內,價格在5000萬日元至2億日元之間”(AIDA ENGINEERING)。另外,該公司將與電源廠商和馬達廠商合作擴大SMC壓縮體的應用領域,同時推進Fe-Si粉末及非晶粉末等合金粉末的壓縮成型法的開發(fā)。