40 bis 50% Nickel-Eisen Legierungen
Kostenoptimierte Lösungen für anspruchsvolle magnetische Sensoranwendungen und verlustarme Motoren
Die Gruppe der 40 % bis 50 % Nickel-Eisen-Legierungen zeichnet sich durch eine Sättigungspolarisation von etwa 1,3 T bis 1,55 T, Koerzitivfeldstärken im Bereich von 2 A/m und 8 A/m, sowie hohe maximale Permeabilitäten im schlussgeglühten Zustand aus.
Mit diesen Eigenschaften und der hohen Duktilität des Materials, welche eine vielfältige Formgebung ermöglicht, eignet sich diese Materialklasse gut für zahlreiche unterschiedliche Einsatzbereiche. Darunter fallen beispielsweise Komponenten zur hochempfindlichen Strommessungen, kontaktlose Positionssensoren oder auch der Einsatz als Element zur Führung des Magnetflusses in Magnetventilen.
Die Nickel-Eisen-Legierungen im Portfolio der VAC zeigen zudem bedingt durch die hohen Permeabilitäten und den hohen spezifischen elektrischer Widerstand von bis zu 0.8 µΩm sehr geringe Ummagnetisierungs- bzw. Eisenverluste. Dadurch sind die Materialien für den Einsatz in Anwendungen mit dynamisch ändernden Magnetisierungszuständen, wie sie z.B. in laminierten Statorkernen hochdrehender elektrischer Maschinen auftreten, prädestiniert.
Vorteile:
- Niedrige Koerzitivfeldstärke
- Hohe Sättigungspolarisation
- Geringste spezifische Eisenverluste
- Hohe Duktilität und Formgebungsvielfalt
- RCCB-Relaisteile
• Strom- und Positionssensoren, Resolver
• Ringbandkerne und laminierte Kerne, z. B. für Stromwandler und Speicherdrosseln
• Magnetische Abschirmungen
• Magnetische Aktuatoren
• Magnetflussführung und magnetische Linsen - Laminierte Rotor- und Statorpakete für hocheffiziente elektrische Maschinen
| Legierung | Band | Massivmaterial | Draht | Teile/Laminate/Pakete |
|---|---|---|---|---|
| PERMENORM 5000 H2 | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ |
| PERMENORM 5000 V5 | ✔ | ✔ | ||
| MEGAPERM 40L | ✔ | ✔ | ||
| ULTRAVAC 44 V6 | ✔ | ✔ |
PERMENORM 5000 V5 und PERMENORM 5000 H2 haben einen Nickelgehalt von etwa 47,5 Gew.-%, der dem Maximum der Sättigungspolarisation JS im binären Ni-Fe-Phasendiagramm entspricht. Die Sättigungspolarisation beider Legierungen ist JS = 1,55 T. Die beiden Werkstoffe zeichnen durch eine runde Hystereseschleife mit einer kleinen Koerzitivfeldstärke aus. Beide Legierungen sind als Bandmaterial erhältlich. Massiv-/Stangenmaterial und Draht wird standardmäßig aus PERMENORM 5000 H2 gefertigt.
PERMENORM 5000 V5 ist eine Legierung mit streng kontrollierter Reinheit und besitzt nach der Schlussglühung bei hohen Temperaturen ein isotropes feinkörniges Gefüge („Rotor grade“). Demgegenüber entwickelt Bandmaterial aus PERMENORM 5000 H2 eine grobe semi-isotrope Struktur („Transformer grade“) in dünnen Bändern mit einer leichten Richtungspräferenz der magnetischen Eigenschaften in Walzrichtung. Die Maximalpermeabilität µmax von dünnem Bandmaterial dieser Legierungen liegt typischerweise deutlich über 100.000.
MEGAPERM 40L hat einen Ni-Gehalt von 40 Gew.-% bei einer weiterhin hohen Sättigungspolarisation von JS = 1,48 T und kann daher für bestimmte Anwendungen eine kostenoptimierte Alternative gegenüber den PERMENORM 5000 Legierungen darstellen. Es kombiniert eine isotrope Kornstruktur nach der Schlussglühung mit einem hohen spezifischen elektrischen Widerstand von ρel = 0,6 µΩm und ist dadurch prädestiniert für Rotoren und Statoren hocheffizienter elektrischer Maschinen.
ULTRAVAC 44 V6 ist eine Legierung mit 44 Gew.-% Ni und 3 Gew.-% Mo, die sich durch einen weiter verbesserten spezifischen elektrischen Widerstand von ρel = 0,8 µΩm und eine bemerkenswert niedrige Koerzitivfeldstärke auszeichnet. Sie bietet dadurch noch geringere spezifische Eisen-/Wirbelstromverlust, was insbesondere für elektrische Maschinen, die bei höheren Frequenzen arbeiten, weitere Effizienzvorteile bietet .
- RCCB-Relaisteile
• Strom- und Positionssensoren, Resolver
• Ringbandkerne und laminierte Kerne, z. B. für Stromwandler und Speicherdrosseln
• Magnetische Abschirmungen
• Magnetische Aktuatoren
• Magnetflussführung und magnetische Linsen - Laminierte Rotor- und Statorpakete für hocheffiziente elektrische Maschinen
| Legierung | Band | Massivmaterial | Draht | Teile/Laminate/Pakete |
|---|---|---|---|---|
| PERMENORM 5000 H2 | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ |
| PERMENORM 5000 V5 | ✔ | ✔ | ||
| MEGAPERM 40L | ✔ | ✔ | ||
| ULTRAVAC 44 V6 | ✔ | ✔ |
PERMENORM 5000 V5 und PERMENORM 5000 H2 haben einen Nickelgehalt von etwa 47,5 Gew.-%, der dem Maximum der Sättigungspolarisation JS im binären Ni-Fe-Phasendiagramm entspricht. Die Sättigungspolarisation beider Legierungen ist JS = 1,55 T. Die beiden Werkstoffe zeichnen durch eine runde Hystereseschleife mit einer kleinen Koerzitivfeldstärke aus. Beide Legierungen sind als Bandmaterial erhältlich. Massiv-/Stangenmaterial und Draht wird standardmäßig aus PERMENORM 5000 H2 gefertigt.
PERMENORM 5000 V5 ist eine Legierung mit streng kontrollierter Reinheit und besitzt nach der Schlussglühung bei hohen Temperaturen ein isotropes feinkörniges Gefüge („Rotor grade“). Demgegenüber entwickelt Bandmaterial aus PERMENORM 5000 H2 eine grobe semi-isotrope Struktur („Transformer grade“) in dünnen Bändern mit einer leichten Richtungspräferenz der magnetischen Eigenschaften in Walzrichtung. Die Maximalpermeabilität µmax von dünnem Bandmaterial dieser Legierungen liegt typischerweise deutlich über 100.000.
MEGAPERM 40L hat einen Ni-Gehalt von 40 Gew.-% bei einer weiterhin hohen Sättigungspolarisation von JS = 1,48 T und kann daher für bestimmte Anwendungen eine kostenoptimierte Alternative gegenüber den PERMENORM 5000 Legierungen darstellen. Es kombiniert eine isotrope Kornstruktur nach der Schlussglühung mit einem hohen spezifischen elektrischen Widerstand von ρel = 0,6 µΩm und ist dadurch prädestiniert für Rotoren und Statoren hocheffizienter elektrischer Maschinen.
ULTRAVAC 44 V6 ist eine Legierung mit 44 Gew.-% Ni und 3 Gew.-% Mo, die sich durch einen weiter verbesserten spezifischen elektrischen Widerstand von ρel = 0,8 µΩm und eine bemerkenswert niedrige Koerzitivfeldstärke auszeichnet. Sie bietet dadurch noch geringere spezifische Eisen-/Wirbelstromverlust, was insbesondere für elektrische Maschinen, die bei höheren Frequenzen arbeiten, weitere Effizienzvorteile bietet .
|
Bandmaterial |
Sättigungspolarisation Js [T] |
Koerzitivfeldstärke HC [A/m] |
Max. Permeabilität1 μmax |
Eisenverluste1 @ 1 T / 50 Hz [W/kg] |
Eisenverluste1 @ 1 T / 400 Hz [W/kg] |
Eisenverluste1 @ 1 T / 1 kHz [W/kg] |
| PERMENORM 5000 H22 | 1.55 | 3 | 150,000 | - | - | - |
|---|---|---|---|---|---|---|
| PERMENORM 5000 V52 | 1.55 | 2.5 | 180,000 | 0.30 | 11 | 61 |
| MEGAPERM 40L3 | 1.48 | 6 | 65,000 | 0.27 | 8.9 | 50 |
| ULTRAVAC 44 V62 | 1.35 | 2.5 | 100,000 | 0.25 | 8.1 |
45 |
1typische Werte für eine Banddicke von 0,35 mm ²5 Stunden bei 1.150 °C geglüht ³5 Stunden bei 1.000–1.050 °C geglüht
| Massivmaterial | Sättigungspolarisation Js [T] |
Koerzitivfeldstärke HC [A/m] |
Permeabilität μmax |
|---|---|---|---|
| PERMENORM 5000 H21 | 1.55 | 5 | 75,000 |
15 Stunden bei 1.150 °C geglüht
| Legierung | Massendichte ρ [g / cm3] |
Elektrischer Widerstand ρel [μΩm] |
Curie Temperatur TC [°C] |
Wärmeleitfähigkeit λ [W/mK] |
|---|---|---|---|---|
| PERMENORM 5000 H2 | 8,25 | 0,45 | 440 | 18 - 21 |
| PERMENORM 5000 V5 | 8,25 | 0,45 | 440 | 18 - 21 |
| MEGAPERM 40L | 8,2 | 0,6 | 330 | 16 - 18 |
| ULTRAVAC 44 V6 | 8,25 | 0,8 | 340 | 13 - 15 |
|
Bandmaterial |
Sättigungspolarisation Js [T] |
Koerzitivfeldstärke HC [A/m] |
Max. Permeabilität1 μmax |
Eisenverluste1 @ 1 T / 50 Hz [W/kg] |
Eisenverluste1 @ 1 T / 400 Hz [W/kg] |
Eisenverluste1 @ 1 T / 1 kHz [W/kg] |
| PERMENORM 5000 H22 | 1.55 | 3 | 150,000 | - | - | - |
|---|---|---|---|---|---|---|
| PERMENORM 5000 V52 | 1.55 | 2.5 | 180,000 | 0.30 | 11 | 61 |
| MEGAPERM 40L3 | 1.48 | 6 | 65,000 | 0.27 | 8.9 | 50 |
| ULTRAVAC 44 V62 | 1.35 | 2.5 | 100,000 | 0.25 | 8.1 |
45 |
1typische Werte für eine Banddicke von 0,35 mm ²5 Stunden bei 1.150 °C geglüht ³5 Stunden bei 1.000–1.050 °C geglüht
| Massivmaterial | Sättigungspolarisation Js [T] |
Koerzitivfeldstärke HC [A/m] |
Permeabilität μmax |
|---|---|---|---|
| PERMENORM 5000 H21 | 1.55 | 5 | 75,000 |
15 Stunden bei 1.150 °C geglüht
| Legierung | Massendichte ρ [g / cm3] |
Elektrischer Widerstand ρel [μΩm] |
Curie Temperatur TC [°C] |
Wärmeleitfähigkeit λ [W/mK] |
|---|---|---|---|---|
| PERMENORM 5000 H2 | 8,25 | 0,45 | 440 | 18 - 21 |
| PERMENORM 5000 V5 | 8,25 | 0,45 | 440 | 18 - 21 |
| MEGAPERM 40L | 8,2 | 0,6 | 330 | 16 - 18 |
| ULTRAVAC 44 V6 | 8,25 | 0,8 | 340 | 13 - 15 |
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