三菱材料日前面向馬達轉子和螺線圈磁芯開發出了可減少鐵損的復合軟磁材料“MBS”,并在2006年5月24日于日本橫濱Pacifico會展中心開幕的“人與車科技展2006”上進行了展示。主要成分是鐵,直徑約10μm,呈粒子狀。由于提高了包裹鐵粉的絕緣膜的耐熱性,因此可在高溫下進行?n火處理。由此可削除鐵粉的應變,將鐵損比過去減少50%。
復合軟磁材料的成分包括鐵(軟磁性粉)、絕緣膜和粘合劑。通常情況下,絕緣膜使用磷酸鐵膜,而粘合劑則使用硅酮樹脂。而新的復合軟磁材料則把絕緣膜換成了具有更高耐熱性的陶瓷類材料。這種陶瓷類膜的耐熱溫度達600℃,高于過去的磷酸鐵膜的500~550℃。這種耐熱溫度差成了制造工序中減少鐵損的關鍵。
在轉子和螺線圈磁芯的生產工序中,先混入復合軟磁材料,然后放入模具中通過沖壓成形。將得到的成形體放入爐中進行燒結。在燒結工序中通過加熱,粘合劑發生硬化后,轉子和螺線圈磁芯即可形成。
新的復合軟磁材料在上述燒結工序中通過加熱可削除應變。一般情況下,成形體在沖壓中受到應力后,在鐵粉中就會產生導致鐵損的應變。而新的復合軟磁材料由于能夠承受600℃的高溫,因此在燒結工序中通過在這個溫度下對成形體進行加熱和?n火處理,就能消除鐵粉中產生的應變。
假如將鐵損減少一半,比如,在轉子中使用新型復合軟磁材料的馬達,其效率可比利用過去的復合軟磁材料生產的馬達約提高10%。
與通過層疊普通硅鋼板生產的轉子相比,效率與厚度為0.35mm的硅鋼板中使用的型號相同。高于0.5mm厚的通用型號,低于0.1mm厚的型號。
不過,相對于硅鋼板,新型復合軟磁材料具有可在不破壞磁性的情況下生產形狀復雜的轉子和螺線圈磁芯的優點。這是因為復合軟磁材料具有磁各向同性,磁束向成形體的所有方向傳播。而硅鋼板則具有磁各向異性,磁束在面內傳播,很難向與面垂直的方向傳播。因此難以加工形狀復雜的轉子和螺線圈磁芯,成本較高。
新型復合軟磁材料現已應用于工業設備的伺服馬達、汽車的ABS馬達和柴油發動機的噴射器驅動臂中。(日經BP)