Tiefziehen bewirkt bei einem Magnetspulengehäuse zwei Dinge gleichzeitig: Es verleiht dem Teil seine Form und es beeinträchtigt die magnetischen Eigenschaften, für die das Teil spezifiziert wurde. Magnetglühen ist der Prozessschritt, mit dem diese Eigenschaften wiederhergestellt werden.
Was bewirkt Magnetglühen?
Beim Magnetglühen wird ein umgeformtes Bauteil in einer kontrollierten Atmosphäre auf eine definierte Temperatur erhitzt und mit einer festgelegten Rate abgekühlt, wodurch die durch Ziehen, Biegen oder Zerspanen eingebrachte Kaltverformung abgebaut wird. Bei weichmagnetischen Werkstoffen erhöht dies die Permeabilität und senkt die Koerzitivfeldstärke, sodass sich das Bauteil näher an der magnetischen Spezifikation des Grundwerkstoffs verhält. Der Zyklus muss auf die Werkstoffsorte und den Umformgrad abgestimmt sein: Zu wenig Abbau führt zu verschlechterten magnetischen Eigenschaften, während ein falscher Zyklus Verzunderung, Verzug, Kornwachstum oder eine Änderung der mechanischen Eigenschaften verursachen kann. Da die Massenwärmebehandlung häufig fremdvergeben wird, gehören die Prozessführung des Ofens, die Atmosphäre und die Rückverfolgbarkeit jeder Charge zum Qualitätssystem des Lieferanten.
Warum der Umformprozess die magnetischen Eigenschaften verschlechtert
Kaltverformung erzeugt Versetzungen, die magnetische Domänenwände verankern. Die Permeabilität sinkt, die Koerzitivfeldstärke steigt und der Restmagnetismus nimmt zu – was bei einer Magnetspule ein langsameres Abfallen bedeutet, wenn der Strom abgeschaltet wird. Der Effekt skaliert mit dem Umformgrad, sodass stärker gezogene Teile aus demselben Werkstoff schlechter abschneiden als weniger stark gezogene. Deshalb müssen Werkstoffspezifikation und Prozessroute gemeinsam festgelegt werden, nicht nacheinander.
Wie magnetische Anforderungen spezifiziert werden, damit sie gefertigt werden können
- Parameter benennen: Permeabilität bei definierter Feldstärke, maximale Koerzitivfeldstärke oder Sättigungsflussdichte – nicht "weichmagnetischer Werkstoff"
- Angeben, wo er gilt: das fertige, geglühte Teil oder das Eingangsmaterial
- Messung festlegen: Wenn Sie sie verifizieren wollen, legen Sie Methode und Muster vor dem Werkzeugbau fest.
- Reihenfolge angeben: ob Zerspanen, Galvanisieren oder Schweißen nach dem Glühen erfolgt, denn jeder dieser Schritte bringt örtliche Kaltverformung oder Wärme wieder ein
- Grenzen akzeptieren: Eine tiefgezogene dünne Wand kann nicht die magnetischen Eigenschaften eines vollständig geglühten Vollrings erreichen.
Die Prozesskette, die die Spezifikation tatsächlich erfüllt
- Die Zeichnung gibt den magnetischen Parameter und die Messmethode an.
- Die Werkstoffsorte wird per Zertifikat und, falls erforderlich, per Prüfung bestätigt.
- Die Umformroute wird so ausgelegt, dass das abschließende Glühen die Verformung abbauen kann.
- Das Glühen erfolgt nach einem dokumentierten Zyklus mit Atmosphärenkontrolle und Chargenrückverfolgbarkeit.
- Sekundäre Arbeitsgänge werden so in die Prozessfolge eingeordnet, dass sie die Glühwirkung nicht aufheben
- Die Prüfung erfolgt an einem definierten Muster, und die Aufzeichnung wird mit der Charge mitgeführt
Kernpunkt
„Weichmagnetisches Material“ ist keine Spezifikation. Ein Zahlenwert, ein Messverfahren und eine Position in der Prozesskette sind eine Spezifikation – und erst diese drei machen die Anforderung produzierbar und auditierbar.
Häufig gestellte Fragen
Kann ein Magnetspulengehäuse ohne Glühung eine magnetische Spezifikation erfüllen?
Selten. Umformen erzeugt Kaltverfestigung, die die Koerzitivfeldstärke erhöht. Wo magnetische Eigenschaften spezifiziert sind, ist Glühen daher normalerweise Teil der Prozessroute.
Wer führt die Glühung durch?
Die Wärmebehandlung großer Chargen wird in der Stanzindustrie häufig extern vergeben. Entscheidend sind die Ofenführung, die Atmosphäre, die Chargenrückverfolgbarkeit und wie der Unterauftragnehmer durch den Lieferanten gesteuert wird.
Beeinflusst eine Galvanisierung nach dem Glühen die magnetischen Eigenschaften?
Der Galvanisierungsprozess selbst in der Regel nicht, aber jede mechanische Bearbeitung oder Handhabung, die das Material danach kaltverfestigt, führt erneut zu lokalen Verschlechterungen.