Kornorientiertes Elektroband: Alles ├╝ber den Werkstoff

Kornorientiertes Elektroband

Bei kornorientiertem Elektroband wird das fertige Elektroblech in mehreren Arbeitsschritten gewalzt und gegl├╝ht, sodass sich seine Eisenkristalle in eine bestimmte Richtung ausrichten. Die ma├čgebliche Norm ist die DIN 10107.

Was versteht man unter Kornorientierung?

Kornorientierung findet sich nur in polykristallinen Werkstoffen. Darunter versteht man solche Materialien, die aus vielen einzelnen, voneinander getrennten Kristalliten bestehen, wie es etwa bei Stahl, Aluminium, Titan und vielen anderen metallischen Strukturwerkstoffen der Fall ist. Normalerweise ist die Anordnung und Ausrichtung der Einzelkristalle willk├╝rlich, durch bestimmte Bearbeitungsprozesse ist es jedoch m├Âglich, eine nahezu parallele Orientierung aller K├Ârner zu erreichen. Dadurch k├Ânnen die Werkstoffeigenschaften positiv beeinflusst werden.

Vorteile des kornorientierten Elektrobands

Kornorientiertes Elektroband zeichnet sich im Vergleich zu seinen nicht-kornorientierten Pendants durch eine merklich h├Âhere magnetische Leitf├Ąhigkeit aus. Au├čerdem sind die Ummagnetisierungsverluste wesentlich geringer, was im Bau von Elektromotoren, ganz besonders aber bei Transformatoren, eine wichtige Rolle spielt. Ganz grunds├Ątzlich kann also gesagt werden, dass der Einsatz von kornorientiertem Elektroband diese elektrischen Ger├Ąte und Maschinen effizienter macht.

Wie wird kornorientiertes Elektroblech hergestellt?

Elektroblech besteht grunds├Ątzlich aus kaltgewalzten Eisen-Silizium-Legierungen. ├ťber den Siliziumanteil und/oder die Beimengung weiterer Bestandteile k├Ânnen die Hersteller Einfluss auf die Eigenschaften des Materials nehmen. Das Ausgangsmaterial wird zu d├╝nnen Blechen von 0,1 bis 1 mm Dicke ausgewalzt. Je d├╝nner das Blech, desto geringer sind sp├Ąter die Energieverluste und desto besser lassen sich hohe Frequenzen (z. B. in einem Einphasentransformator) ├╝bertragen. Mit einer Weltjahresproduktion von insgesamt ca. 10 Millionen Tonnen ist Elektroband der wichtigste weichmagnetische Werkstoff ├╝berhaupt.

Erzeugen der Kernorientierung

Kornorientiertes Elektroband erfordert zus├Ątzliche Arbeitsschritte, um die entsprechende Textur zu erzeugen. Zu diesem Zweck wird das Blech mehrmals ausgewalzt und verschiedenen Gl├╝hbehandlungen unterzogen. Dieser zus├Ątzliche Aufwand macht kornorientiertes Elektroblech auf der einen Seite teurer als nicht-kornorientiertes, verleiht ihm andererseits jedoch auch seine positiven Eigenschaften, die f├╝r zahlreiche Anwendungen immer wichtiger werden. Entsprechend der Bedeutung des Werkstoffs gibt es f├╝r kornorientiertes Elektroband eine eigene DIN-Norm, dabei handelt es sich um die DIN 10107.

Weitere Verarbeitung des kornorientierten Elektrobands

Das fertige kornorientierte Elektroband kann anschlie├čend weiterverarbeitet werden. Beispielsweise werden zur Herstellung von Rotoren oder Statoren Lamellen aus dem Band ausgestanzt, die anschlie├čend lackiert und paketiert werden. Dabei werden die Lamellen in der Regel so angeordnet, dass die Kornausrichtung der einzelnen Lagen nicht parallel ist. Ist dies geschehen, folgt am fertigen Erzeugnis der letzte Arbeitsschritt, der noch direkten Einfluss auf die magnetischen Eigenschaften des Elektrobands hat: das Schlussgl├╝hen.

Schlussgl├╝hen

Durch die vorangegangenen Arbeitsschritte, wie etwa das Stanzen, wurde in die Textur des Elektrobands eingegriffen. Dadurch haben sich seine magnetischen Eigenschaften in unerw├╝nschter Weise ver├Ąndert. Um dies zu korrigieren, bedient man sich eines abschlie├čenden Gl├╝hvorgangs, der sowohl umgangssprachlich als auch in der DIN 10107 als Schlussgl├╝hen bezeichnet wird. Im schlussgegl├╝hten Zustand sind also die magnetischen Eigenschaften des urspr├╝nglichen Halbzeugs wiederhergestellt.

Anwendungen des kornorientierten Elektroblechs

Kornorientiertes Elektroblech kommt vor allem dann zum Einsatz, wenn elektrische Energie auf eine h├Âhere oder niedrigere Spannungsebene transformiert werden muss. Durch die einheitliche Kornorientierung des Elektrobands k├Ânnen die Schenkel der Transformatoren jeweils in der magnetisch g├╝nstigsten Richtung gefertigt werden, wodurch Energieverluste effizient reduziert werden k├Ânnen.

Die Verwendung des Werkstoffs in Transformatoren ist also keineswegs neu, jedoch kommt ihr mit der Entstehung dezentraler Stromnetze eine immer st├Ąrkere Bedeutung zu. Hier sind insbesondere die zahlreichen Photovoltaikanlagen zu nennen, denn von diesen Anlagen erzeugter Strom muss zun├Ąchst transformiert werden, bevor er in die bestehenden Nieder- oder Mittelspannungsnetze eingespeist werden kann.

Kornorientiertes Elektroband f├╝r Elektromotoren

Ein weiteres Anwendungsfeld sind die Blechpakete zum Aufbau der Rotoren und Statoren in Elektromotoren. Hier kommt heute noch ├╝berwiegend nicht-kornorientiertes Elektroblech zum Einsatz. Mit den steigenden Anspr├╝chen an die Leistung bei gleichem oder gar reduziertem Verbrauch wird jedoch auch in diesem Bereich kornorientiertes Elektroblech immer wichtiger.

FAQ: Kornorientiertes Elektroband ÔÇô die h├Ąufigsten Fragen

Warum ist kornorientiertes Elektroband ein weichmagnetischer Werkstoff?

Alle Werkstoffe, die sich besonders leicht magnetisieren lassen, werden als ÔÇ×weichmagnetischÔÇť bezeichnet. Die Magnetisierung findet in der Regel mittels eines Elektro-Magneten statt. ├ťber die Wahl der Legierung und die einzelnen Bearbeitungsschritte kann bei der Herstellung Einfluss auf die magnetischen Eigenschaften des fertigen Elektrobands genommen werden.

Welche DIN-Norm ist f├╝r kornorientiertes Elektroband ma├čgebend?

Die ma├čgebende DIN-Norm f├╝r kornorientiertes Elektroband ist die DIN 10107 ÔÇ×Kornorientiertes Elektroband und Blech im schlussgegl├╝hten ZustandÔÇť. Ihre europ├Ąische Entsprechung findet die Norm in der EN 10107:2014 ÔÇ×Grain-oriented electrical steel strip and sheet delivered in the fully processed stateÔÇť.

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