Synergie bei Hochleistungs-Magnetwerkstoffen
Fertigungsexzellenz durch die Partnerschaft von VAC und SEKELS
In der modernen Leistungselektronik und Antriebstechnik entscheiden oft Nuancen der Gefügeausprägung über den Wirkungsgrad des Gesamtsystems. Die strategische Partnerschaft zwischen der VACUUMSCHMELZE (VAC) und der SEKELS GmbH verbindet zwei entscheidende Kernkompetenzen: metallurgische Spitzenleistung und exzellente, applikationsnahe Veredelung. Die VAC agiert als Innovationsmotor für weich- und hartmagnetische Spitzenwerkstoffe. SEKELS transformiert diese Werkstoffe durch spezialisierte Beratung, eine umfangreiche Lagerhaltung und präzise Fertigungslösungen in prozessfertige Komponenten. Entwicklern in den Bereichen E-Mobilität und Automatisierung entsteht so ein entscheidender Wettbewerbsvorteil. Er schlägt die Brücke zwischen theoretischen Werkstoffkennwerten und industrieller Serienreife.
Strategische Allianz für die Leistungselektronik und Antriebstechnik
Die Zusammenarbeit der beiden Unternehmen schafft Synergieeffekte, die weit über ein klassisches Distributionsmodell hinausgehen. Diese Verbindung lässt sich in folgende strategische Säulen unterteilen:
- Technologieführerschaft (VAC): Zugriff auf Hochleistungslegierungen von VAC, die durch ihre hohe Reinheit und präzise eingestellte Legierungszusammensetzung zu den leistungsstärksten Werkstoffen bei Sättigungspolarisation und Energieprodukt zählen.
- Applikations- und Logistikkompetenz (SEKELS): Ganzheitliche Unterstützung von der magnetischen Feldsimulation und Auslegung bis zur Serienbelieferung. Die umfangreiche Bevorratung von NiFe- und CoFe-Legierungen in diversen Abmessungen sichert die Lieferkette auch bei volatilen Marktlagen.
- Systemlösungen und Messtechnik: Integration von Werkstoff-Know-how in komplexe Magnetsysteme und Abschirmungen, ergänzt durch hochpräzise Messtechnik wie das MFA-110-System zur hochauflösenden Magnetfeldanalyse.
Beschleunigte Markteinführung durch Prozessintegration
Die enge Verzahnung verkürzt die Time-to-Market für Endkunden massiv. Anstatt langwierige Qualifizierungsprozesse bei getrennten Herstellern und Verarbeitern zu durchlaufen, erhalten Kunden abgestimmte Lösungen. In diesen ist die Materialwahl bereits auf die finalen Fertigungsschritte optimiert. Die überlegene Materialqualität der VAC-Schmelzen ist die Grundlage. Erst durch die metallurgisch korrekte Weiterverarbeitung entfaltet sie ihr volles technologisches Potenzial.
Fertigungstiefe und prozesstechnische Veredelung durch SEKELS
Hochleistungslegierungen auf Nickel-Eisen- (NiFe) oder Kobalt-Eisen-Basis (CoFe) erreichen ihre herausragenden magnetischen Kennwerte nicht allein durch ihre chemische Zusammensetzung, sondern maßgeblich durch ihre thermomechanische Verarbeitung.
SEKELS bietet hier eine spezialisierte Fertigungstiefe an:
- Konfektionierung: Präzisionszuschnitt und Längsteilen von Bändern (z. B. PERMENORM in Dicken von 0,025 bis 0,1 mm) für prozessfertige Gebinde, die exakt auf kundenspezifische Wickel- oder Stanzprozesse abgestimmt sind.
- Verbundsysteme & Klebetechnik: Zur Minimierung von Wirbelstromverlusten in hochfrequenten Anwendungen fertigt SEKELS verklebte Blechpakete und laminierte Baugruppen, die mechanische Integrität mit elektrischer Isolation verbinden.
- Wärmebehandlung (Schlussglühung): Weichmagnetische NiFe- und CoFe-Legierungen (z. B. MUMETALL®, PERMENORM®, VACOFLUX®/VACODUR®) werden meist mechanisch hart oder weich-tiefziehfähig geliefert – ihre magnetischen Eigenschaften entfalten sich erst durch die Schlussglühung. SEKELS führt diese in stationären Wasserstofföfen bei bis zu 1.150 °C nach Hersteller- oder Kundenvorgabe durch – eine spezialisierte Ofentechnik, die normale Härtereien in der Regel nicht bieten.
Echte Effizienzgewinne durch werkstoffgerechte Verarbeitung
Der Kontrast zwischen dem kaltgewalzten Anlieferungszustand und der magnetisch optimierten Endform ist sehr groß. Während das Material im Anlieferungszustand magnetisch kaum leistungsfähig ist – hohe Koerzitivfeldstärke, geringe Permeabilität –, sorgt die präzise gesteuerte Wärmebehandlung für den entscheidenden Sprung im Wirkungsgrad. Ohne dieses prozesstechnische Know-how bliebe die physikalische Überlegenheit der VAC-Werkstoffe in der realen Anwendung ungenutzt.
Innovationen bei weichmagnetischen Werkstoffen: VACODUR Max und PERMENORM
Moderne Hochgeschwindigkeitsmotoren fordern Werkstoffe, die extreme Sättigungspolarisation mit hoher mechanischer Festigkeit vereinen – eine Herausforderung, die herkömmliche Elektrobleche an ihre Grenzen bringt. SEKELS verarbeitet zwei Werkstoffe aus dem aktuellen VACUUMSCHMELZE-Portfolio: VACODUR Max, laut VAC die jüngste Permendur-Sorte, sowie PERMENORM 5000 Z, eine angepasste Variante der Legierungsfamilie PERMENORM 5000, für Anwendungen vom Hochleistungs-Antriebsstrang bis zu Wickelkernen mit Rechteckhysterese.
VACODUR Max: Metallurgische Flexibilität im Antriebsstrang
VACODUR Max (49 % Co, 49 % Fe, 1 % V + Nb) erreicht eine Sättigungspolarisation von 2,35 T (ASTM-Standard: 2,30 T) und lässt sich zugleich in der Streckgrenze einstellen: Über die Wärmebehandlung, vor allem die Glühtemperatur, sind 150 bis 400 MPa möglich. So entsteht aus demselben Band ein magnetisch optimierter Stator und ein mechanisch optimierter Rotor mit definierter Streckgrenze. Typische Werte für Bandmaterial von 0,1 mm:
| Eigenschaft | Stator-Grade | Rotor-Grade |
|---|---|---|
| Sättigungspolarisation JS | 2,35 T | 2,35 T |
| Streckgrenze Rp0,2 | 150 MPa | 400 MPa |
| Max. Permeabilität µmax | 22.000 | 7.000 |
| Glühtemperatur (H2) | 915 °C | 735 °C |
| Glühdauer / Abkühlrate | 6 h / 100–200 K/h | 3 h / 100–200 K/h |
Quelle: VAC-Datenblatt VACODUR Max (typische Werte für Bandmaterial 0,1 mm)
Materialeffizienz durch "Stator und Rotor aus einem Band"
Mit VACODUR Max lassen sich Stator- und Rotorbleche aus demselben Band stanzen. Erst die unterschiedliche Wärmebehandlung bei SEKELS gibt dem Stator seine maximale Permeabilität, während der Rotor die Festigkeit für hohe Drehzahlen erhält. Das ermöglicht eine besonders effiziente Materialausnutzung.
PERMENORM 5000 Z: Rechteckhysterese für Wickelkerne
PERMENORM 5000 Z (47,5 % Ni, Rest Fe) ist eine angepasste Variante der NiFe-Legierungsfamilie PERMENORM 5000. Sie zeichnet sich durch eine hohe Remanenzmagnetisierung aus: Nach einer spezifischen Schlussglühung zeigt sie eine ausgeprägte rechteckige Hystereseschleife. Bei Bandwickelkernen liegt das Verhältnis von Remanenz zu Spitzenmagnetisierung typischerweise bei BR / B1 ≥ 0,95. Die Parameter der Schlussglühung sind oft anwendungsspezifisch und müssen sorgfältig auf die gewünschten Eigenschaften abgestimmt werden. Geliefert wird PERMENORM 5000 Z als Bandmaterial (0,025 – 0,1 mm); typische Anwendungen sind laut Datenblatt geschichtete Kerne und Wickelkerne.
Nachhaltige Permanentmagnete: Die VACODYM-Generation
Neben weichmagnetischen Werkstoffen stehen auch Permanentmagnete (NdFeB) im Fokus. Die Abhängigkeit von Schweren Seltenen Erden (HRE) wie Terbium (Tb) und Dysprosium (Dy) erfordert neue, resiliente Lieferketten. VAC adressiert diese strategische Notwendigkeit mit zwei Legierungsserien:
- VACODYM 90X: vollständig terbiumfrei, mit vergleichbaren oder sogar besseren magnetischen Eigenschaften als die bewährte Serie VACODYM 80X. Die Sorte VACODYM 902 TP geht noch weiter: Sie ist vollständig frei von Schweren Seltenen Erden und erreicht bei Raumtemperatur eine Remanenz von Br ≥ 1,40 T und eine Koerzitivfeldstärke von HcJ ≥ 1.190 kA/m.
- VACODYM 91X: reduzierter Gehalt an Tb und Dy, höchste magnetische Eigenschaften durch optimierte Rohstoffnutzung und eine größere Kostenstabilität.
Technologische Souveränität durch westliche Lieferkette
Für VACODYM 902 TP nennt VAC eine zu 100 % lizenzfreie Lieferkette von der Mine bis zum Magneten, mit Produktion vollständig in der westlichen Welt. VAC bezeichnet den Werkstoff damit als geopolitisch unabhängige Alternative zu HRE-basierten Lösungen. Für europäische und amerikanische Industrien wird Lieferkettensicherheit so zu einem messbaren Wettbewerbsfaktor, insbesondere in der E-Mobilität und Luftfahrt.
Fazit: Ganzheitliche Lösungen für die Elektrotechnik von morgen
Die enge Verzahnung der Werkstoffexpertise von VAC mit der Verarbeitungs- und Messkompetenz von SEKELS bildet das Fundament für die nächste Generation hocheffizienter elektrischer Systeme. Für Ingenieure und strategische Einkäufer ergeben sich daraus drei Kernvorteile:
- Technologische Souveränität: Zugriff auf Permanentmagnete mit reduziertem oder ganz ohne Anteil Schwerer Seltener Erden, etwa VACODYM 902 TP.
- Prozesssicherheit: Validierte Materialeigenschaften durch Wärmebehandlungsprozesse und Qualitätskontrollen.
- Performance-Maximierung: Hohe Wirkungsgrade durch die Abstimmung zwischen metallurgischer Basis und applikationsspezifischer Endform, etwa mit CoFe-Legierungen wie VACODUR Max.
Zukunftsfähigkeit entsteht heute durch die Symbiose aus nachhaltigen Werkstoffkonzepten und lokalem Fertigungs-Know-how. Die Partnerschaft von VAC und SEKELS ist die Antwort auf die zunehmende Komplexität globaler Märkte und technischer Anforderungen.
