CN100424968C - 整体型转子/定子的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种适用于制造微、小型交直流电机的转子/定子的制备方法。现有电机的转子/定子都是用各种硅钢片经冲片、叠片、浸漆绝缘等加工工艺制作而成，加工成本高、废品率高、材料浪费较多、质量不稳定。本发明的步骤如下：将二次还原铁粉用铬酸盐进行表面处理、烘干；接着添加辅助材料，所得的混合物注入模具中压制成粉芯；将粉芯置入烘箱内热处理，之后降温放入绝缘漆浸润，使粉芯表面绝缘并进一步增加强度；粉芯烘干得转子/定子铁芯，在铁芯上的线槽中绕线或浇铝形成转子/定子。本发明保证了制得的转子/定子的涡流损耗低，发热量少，电效率高，电机能长时间连续地工作，加工成本低，功耗低，废品率低且可粉碎重做。

Description

整体型转子/定子的制备方法
技术领域
本发明涉及磁性物体的制备方法，特别是一种适用于制造微、小型交直流电机的转子/定子的制备方法。
背景技术
目前，微、小型交直流电机广泛应用于家用电器如按摩器、变频冰箱、变频空调等各种变频电器中，现有电机的转子(或定子)都是用各种硅钢片经冲片、叠片、浸漆绝缘等加工工艺制作而成，这种传统方法工序多、复杂，且制作硅钢片的能耗高、加工成本高、废品率高，切割的边角料只能丢弃，造成材料浪费较多；在叠片制作过程中，由于装配人员操作上存在的差异，硅钢片的叠片数量及密度不统一，导致质量不稳定。此外，硅钢片本身在高于频率50Hz的情况下，由于涡流损耗快速加大，较易出现发热，不利于连续使用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题和提出的技术任务是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种涡流损耗低的整体型转子/定子的制备方法，减少发热量，提高电效率，以保证电机能长时间连续工作。
本发明所采用的技术方案如下：整体型转子/定子的制备方法，其特征是步骤如下：a)将二次还原铁粉用铬酸盐进行表面处理、烘干，铁粉表面形成绝缘膜；接着添加辅助材料混合、搅拌均匀，所得的混合物注入模具中压制成粉芯，然后脱模；b)将粉芯置入烘箱内热处理，之后自然降温，然后放入绝缘漆浸润，使粉芯表面绝缘并进一步增加强度，取出浸润的粉芯烘干；c)粉芯烘干得到成型的转子/定子铁芯，在铁芯上的线槽中绕线或浇铝形成转子/定子。由于转子被一次模压成型，密实度高，省去了冲片、叠片等多道工艺，有效克服了现有的相邻硅钢片之间存在间隙带来的缺陷。二次还原铁粉(市售产品，名称为FHY100·25)经过铬酸盐处理后形成钝化膜(即绝缘膜)，再添加粘结剂、绝缘剂和脱膜剂模压成整体型转子。压制时绝缘膜不会受到破坏，铁粉的表面形成三维绝缘，这样便于磁畴(磁分子)在磁场下转动，随着外磁场(线圈通电后形成的磁场)的变化而迅速变化(软磁材料的本质表现)，从而使本实用新型的转子(或定子)的涡流损耗很低，发热量少，电机能长时间连续地工作。本发明所采用的方法在降低涡流损耗的同时，也保证了整体型转子/定子的强度。
所述的整体型转子/定子的制备方法，辅助材料为粘结剂、绝缘剂和脱模剂，在还原铁粉中先添加粘结剂、绝缘剂，搅拌均匀；接着添加脱模剂混合均匀。分先、后添加辅料并搅拌，更均匀。
所述的整体型转子/定子的制备方法，模具为阴、阳模具，模具间单向运动或相对运动，模具间相对运动使经压制得到的粉芯的紧密度、均匀性更好，模具的模压力为6～12t/cm2。
所述的整体型转子/定子的制备方法，粉芯在烘箱内的热处理为先低温、后高温，低温处理的条件是：在60～200℃下处理0.5～5小时，固化粘结剂；高温处理的条件是：在400～650℃下处理0.5～3小时，高温处理可将粉芯在低温处理的烘箱里通过快速升温来实现，也可以将其移入一高温烘箱处理来实现，高温处理用以提高磁性力，使其具备硅钢片性能。
所述的整体型转子/定子的制备方法，绝缘漆为氨基快固类漆或醇酸类漆，使用前用丙酮稀释。
所述的整体型转子/定子的制备方法，粘结剂为环氧树脂或酚醛树脂，粘结剂的用量为铁粉质量的0.4～1.0％。
所述的整体型转子/定子的制备方法，绝缘剂为云母粉、高岭土或滑石粉。
所述的整体型转子/定子的制备方法，脱模剂为硬脂酸盐或二硫化钼，脱膜剂不宜过多，要不然会成为杂质。
本发明采用二次还原铁粉添加辅助材料后压制成整体型转子/定子，具有以下有益效果：1)压制时铁粉表面的绝缘膜没有受到破坏，绝缘性好，保证了制得的转子/定子的涡流损耗低，发热量少，电效率高，电机能长时间连续地工作；2)工艺简单，加工成本低，功耗低；3)废品率低且可粉碎重做，材料得到充分利用。
附图说明
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明整体型转子的铁芯结构示意图。
图2为图1的俯视图。
图3为本发明整体型定子的铁芯结构示意图。
具体实施方式
如图1-3所示，整体型转子，包括圆柱状铁芯1和绕在铁芯上的线圈，铁芯1由二次还原铁粉经铬酸盐处理后，再添加辅助材料后压制成一体结构，铁芯的中心处开有轴孔2，轴孔2外开有轴向的线槽3，线槽3呈圆周分布，铁芯1的外边缘上有强度折缘4。
整体型定子，由铁芯1和绕在铁芯上的线圈组成，铁芯1由二次还原铁粉经铬酸盐处理后，再添加辅助材料模压成一体结构，铁芯1的中心处开有腔体5，腔体5外开有轴向均布的线槽3，线槽与腔体相通，线槽与腔体间形成强度折缘4。
整体型转子/定子的制备步骤如下：
1)采用二次还原铁粉FHY100·25，铁粉表面经稀释的铬酸盐处理、烘干，添加云母粉0.5％，PVP粘结剂(即改性环氧树脂)0.4％，混合搅拌均匀后加硬脂酸锌0.8％，再用搅拌机混合均匀，将搅拌合格的混合物注入阴模具内，利用阳模具运动来压制阴模具内的混合物形成粉芯，脱模，压力机使用的压力为8t/cm2。
2)将粉芯置入烘箱内热处理，先低温、后高温，低温处理的条件是：在150℃恒温下处理4小时，固化粘结剂；高温处理的条件是：在520℃下处理0.5小时，提高磁性力，使其具备硅钢片性能。
3)自然降温至120℃左右，放入氨基快固类绝缘漆浸润，绝缘漆用丙酮以1∶3稀释，在漆中放置1小时，取出浸润的粉芯在100℃下烘干，得到成型的转子/定子铁芯。
4)在铁芯上绕线形成转子/定子。
整体型转子及定子制成电机的测试参数如下：
  I(A)   U(V)   Win(W)   N(r/min)   M(N·m)   Wout(W)
  空载点   0.068   120.0   6.4   3500   0   0
  最大效率点   0.160   120.0   18.3   2600   0.030   8.6
  最大输出点   0.290   120.0   33.0   1650   0.068   12.1
现有的硅钢片50H1300制成电机的测试参数如下：
  I(A)   U(V)   Win(W)   N(r/min)   M(N·m)   Wout(W)
  空载点   0.067   120.3   6.5   3542   0   0
  最大效率点   0.163   120.3   17.6   2684   0.031   8.8
  最大输出点   0.285   120.2   32.5   1669   0.072   12.6
电机的主要设计参数如下：额定电压：120V，频率：60Hz，额定功率Wout≥8W，转速N：2400～2600r/min±5％，输入功率Win≤7W。
从上述二表及原电机设计要求表明，本实用新型制得的直流电机达到原电机采用硅钢片材料的设计要求。

Claims (7)

1. 整体型转子/定子的制备方法，其特征是步骤如下：a)将二次还原铁粉用铬酸盐进行表面处理、烘干；接着添加辅助材料混合、搅拌均匀，所得的混合物注入模具中压制成粉芯，然后脱模；b)将粉芯置入烘箱内热处理，所述的热处理为先低温、后高温，低温处理的条件是：在60～200℃下处理0.5～5小时；高温处理的条件是：在400～650℃下处理0.5～3小时，之后自然降温，然后放入绝缘漆浸润，取出浸润的粉芯烘干；c)粉芯烘干得到整体型的转子/定子铁芯，在铁芯上的线槽中绕线或浇铝形成转子/定子。
2. 根据权利要求1所述的整体型转子/定子的制备方法，其特征是辅助材料为粘结剂、绝缘剂和脱模剂，在二次还原铁粉中先添加粘结剂和绝缘剂，搅拌均匀；接着添加脱模剂混合均匀。
3. 根据权利要求2所述的整体型转子/定子的制备方法，其特征是所述的粘结剂为环氧树脂或酚醛树脂。
4. 根据权利要求2所述的整体型转子/定子的制备方法，其特征是所述的绝缘剂为云母粉、高岭土或滑石粉。
5. 根据权利要求2所述的整体型转子/定子的制备方法，其特征是所述的脱模剂为硬脂酸盐或二硫化钼。
6. 根据权利要求1所述的整体型转子/定子的制备方法，其特征是所述的模具为阴、阳模具，模具间单向运动或相对运动，模具的模压力为6～12t/cm2。
7. 根据权利要求1所述的整体型转子/定子的制备方法，其特征是所述的绝缘漆为氨基快固类漆或醇酸类漆，使用前用丙酮稀释。
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