一种非晶合金定子铁芯及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种非晶合金定子铁芯及其制造方法，该制造方法包括精冲、涂层处理、叠压、退火、浸渍处理、固化处理和线切割成型；其中，精冲步骤对非晶带材进行冲切，以形成具有预定外形的多个非晶单片，多个所述非晶单片的外形为圆形且尺寸相同；涂层处理步骤将涂层液涂覆在非晶单片的表面以形成绝缘涂层；叠压步骤将表面涂覆有绝缘涂层的非晶单片堆叠至预定高度从而形成非晶块；退火步骤在无外加磁场下且在惰性气体保护下对所述叠压后的非晶块进行热处理。本发明专利技术的制造方法具有工艺简便、工作量小、成本较低，且有益于大规模工业化生产的特点，由其制备得到的非晶合金定子铁芯效率高且外观完整整齐。率高且外观完整整齐。率高且外观完整整齐。

【技术实现步骤摘要】
一种非晶合金定子铁芯及其制造方法


[0001]本专利技术属于电机定子铁芯加工
，具体涉及一种非晶合金定子铁芯及其制造方法，尤其涉及一种径向高B
s
非晶合金定子铁芯的加工制造方法。

技术介绍

[0002]1969年，制备非晶合金的技术有了突破性的进展。Pond等人使用轧辊法制备出长达几十米的非晶薄带。不久之后，人们就能够相对容易地制造出厚度小于50μm、宽度达15cm的连续非晶薄带。相较于一般的冷轧金属制造工艺，非晶带材的制备从钢液到薄带成品只需一次成形，因此减少了许多中间工序，同时各道工序加热所需的能量消耗可节约80％。也就是说，生产1kg非晶合金薄带比生产1kg冷轧硅钢片能节约1L石油的能源。1970年，美国连信(Allied Signal)公司开始生产非晶合金带材，引发了非晶科学和非晶工业研究的高潮。1979年，出现了单辊非晶制带法，Allied Signal公司研制出了牌号为2605SC的非晶合金(Fe81％、B11％、Si3％、C5％)。接着，他们又研制出了不含碳的牌号为2605S2(Fe78％、B13％、Si9％)和2605SA1(Fe80％、B11％、Si9％)的非晶合金。
[0003]目前，广泛应用于实际工程中的非晶合金成分为Fe
80
Si9B
11
，由于该非晶合金在高频下具有低损耗的特性，其被广泛运用于变压器铁芯的制造中。但是由于该非晶合金的磁感应强度(B
s
)仅为1.56T，因而由其制造而成的定子铁芯的磁通密度约为1.35T左右，这大大限制了该非晶合金在电机中的应用。而且，该非晶合金的卷绕方式加工铁芯也有其结构的局限性，仅适用于结构相对简单的变压器铁芯，对于形状复杂的径向磁场电机铁芯并不适合。此外，冲切的加工精度、冲床及模具要求精度、自动化实现程度、加工成本等方面还存在较大的困难。
[0004]综上所述，当前非晶合金在电机中的应用研究仍依旧处于起始阶段，这主要是因为非晶合金的加工难度较大，加工工艺对其磁性能的影响也较大，并且由于其刚性低、铁心叠压系数低、磁致伸缩系数较大等多方面因素，导致设计制造出的样机在工作效率、振动噪声等几个主要方面的综合性能较低。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种非晶合金定子铁芯及其制造方法，该非晶合金定子铁芯具有高饱和磁感应强度，可以实现高效生产制备高性能径向非晶定子铁芯。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种非晶合金定子铁芯的制造方法，包括精冲、涂层处理、叠压、退火、浸渍处理、固化处理和线切割成型；其中，
[0008]所述精冲步骤中，对非晶带材进行冲切，以形成具有预定外形的多个非晶单片；
[0009]所述涂层处理步骤中，将涂层液涂覆在所述非晶单片的表面以形成绝缘涂层，得到表面涂覆有绝缘涂层的非晶单片；
[0010]所述叠压步骤中，将表面涂覆有绝缘涂层的非晶单片堆叠至预定高度从而形成非晶块(或非晶叠块)；
[0011]所述退火步骤中，对所述叠压后的非晶块进行热处理；
[0012]所述浸渍步骤中，使用绝缘粘结剂对所述非晶块进行浸渍处理；
[0013]所述固化步骤中，将浸渍后的非晶块固化；
[0014]所述线切割成型步骤中，将固化后的非晶块按预定形状尺寸切割成所需定子铁芯。
[0015]在上述制造方法中，作为一种优选实施方式，所述非晶合金为铁基非晶合金。
[0016]在上述制造方法中，作为一种优选实施方式，所述铁基非晶合金的成分为Fe
80
Co3Si3B
10
P1C3，采用这种铁基非晶合金制造的定子铁芯具有更高的饱和磁感应强度。
[0017]在上述制造方法中，作为一种优选实施方式，所述精冲步骤中，多个所述非晶单片的外形为圆形，且尺寸相同；优选地，多个所述非晶单片的中心具有定位孔，用于对所述非晶单片进行定位。优选地，多个所述非晶单片的外径为120
‑
200mm(例如，130mm、140mm、150mm、170mm、180mm或190mm)，内径为12
‑
60mm(内径即定位孔的直径，例如，15mm、20mm、30mm、40mm、50mm或55mm)。
[0018]本专利技术中，非晶单片中心的定位孔用于方便后续工艺如叠压和线切割成型步骤中对非晶单片的固定。
[0019]在上述制造方法中，作为一种优选实施方式，所述精冲步骤中，采用冲切模具对非晶带材进行冲切。
[0020]在上述制造方法中，作为一种优选实施方式，所述退火步骤中，所述热处理的温度为200℃
‑
350℃(例如，230℃、250℃、270℃、300℃、320℃或340℃)，保温时间为5h以下(例如，1h、2h、3h、4h、4.5h或5h)。
[0021]在上述制造方法中，作为一种优选实施方式，所述退火步骤中，所述热处理在无外加磁场下进行；优选地，所述热处理在惰性气体保护下进行；再优选地，所述热处理在卧式炉或者罩式炉中进行。
[0022]本专利技术中，在退火步骤中，要求所选材料磁各向同性，由于电机是在运转下工作的，旋转时，会发生N、S的磁极转换，施加磁场后，所选材料的磁性仅在单一方向上的性能有优势，而无磁场下退火的非晶定子铁芯具备磁各向同性的性质。
[0023]在上述制造方法中，作为一种优选实施方式，所述涂层处理步骤中，基于所述涂层液的总质量，所述涂层液包括7.5～8％(例如，7.6％、7.7％、7.8％或7.9％)的氧化镁纳米粉、85～90％(例如，86％、87％、88％或89％)的乙醇，其余为去离子水；优选地，所述绝缘涂层的厚度小于3μm。
[0024]在上述制造方法中，作为一种优选实施方式，所述涂层处理步骤中，将所述热处理后的非晶单片的表面涂覆绝缘涂层，然后加热烘干。
[0025]在上述制造方法中，作为一种优选实施方式，所述叠压步骤中，采用工装将表面涂覆有绝缘涂层的非晶单片堆叠至预定高度。优选地，通过穿过非晶单片的中心定位孔的螺杆对多个非晶单片进行定位，采用设置在非晶单片的圆周外缘的多个均匀排列的螺栓对叠放后的多个非晶单片进行再次定位，在叠压过程中，通过螺栓螺母对非晶块施加压力，使其堆叠至预定的高度。
[0026]在上述制造方法中，作为一种优选实施方式，所述浸渍步骤中，所述绝缘粘结剂包括丙酮、环氧树脂、清漆、氰基丙烯酸甲酯和聚四氟乙烯中的至少一种，优选地，所述绝缘粘结剂包括单组分环氧树脂与固化剂的混合物，优选地，所述单组分环氧树脂(具有粘结强度高、收缩应力小等优点)与固化剂的混合质量比为4.8～5.2：5.8～6.2(例如，4.8：6、4.9：6、5：6、5：6.1、5：5.8或5：5.9)，优选为5：6。
[0027]本专利技术中，所述绝缘粘结剂在不降低非晶叠块的叠压系数的基础上将其层间粘结为一体。
[0028]在上述制造本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非晶合金定子铁芯的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括精冲、涂层处理、叠压、退火、浸渍处理、固化处理和线切割成型；其中，所述精冲步骤中，对非晶带材进行冲切，以形成具有预定外形的多个非晶单片；多个所述非晶单片的外形为圆形且尺寸相同；所述涂层处理步骤中，将涂层液涂覆在所述非晶单片的表面以形成绝缘涂层，得到表面涂覆有绝缘涂层的非晶单片；所述叠压步骤中，将表面涂覆有绝缘涂层的非晶单片堆叠至预定高度从而形成非晶块；所述退火步骤中，在无外加磁场下且在惰性气体保护下，对所述叠压后的非晶块进行热处理；所述浸渍步骤中，使用绝缘粘结剂对所述非晶块进行浸渍处理；所述固化步骤中，将浸渍后的非晶块进行加热固化；所述线切割成型步骤中，将固化后的非晶块按预定形状尺寸切割成所需定子铁芯。2.根据权利要求1所述的非晶合金定子铁芯的制造方法，其特征在于，所述精冲步骤中，多个所述非晶单片的中心具有定位孔，用于对所述非晶单片进行定位；和/或，所述涂层处理步骤中，基于所述涂层液的总质量，所述涂层液包括7.5～8％的氧化镁纳米粉、85～90％的乙醇，其余为去离子水；和/或，所述叠压步骤中，采用工装将表面涂覆有绝缘涂层的非晶单片堆叠至预定高度；优选地，通过穿过非晶单片的中心定位孔的螺杆对多个非晶单片进行定位，采用设置在非晶单片的圆周外缘的多个均匀排列的螺栓对叠放后的多个非晶单片进行再次定位，在叠压过程中，通过螺栓螺母对非晶块施加压力，使其堆叠至预定的高度；和/或，所述退火步骤中，所述热处理的温度为200℃
‑
350℃，保温时间为5h以下；和/或，所述浸渍步骤中，所述浸渍在真空状态下进行，浸渍温度为10～30℃，浸渍时间为3h以上，所述绝缘粘结剂包括丙酮、环氧树脂、清...

【专利技术属性】
技术研发人员：张广强，周少雄，李宗臻，张迁，宋苏，郑伟，
申请(专利权)人：常州创明磁性材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：