CN101599358A

CN101599358A - 直流输变电高频电抗器硅钢薄带铁芯的加工方法

Info

Publication number: CN101599358A
Application number: CNA2009100294841A
Authority: CN
Inventors: 钱明; 徐惠丰
Original assignee: WUXI SHN ELECTRICS CO Ltd
Current assignee: WUXI SHN ELECTRICS CO Ltd
Priority date: 2009-04-14
Filing date: 2009-04-14
Publication date: 2009-12-09

Abstract

本发明涉及一种电源变压器、脉冲变压器、磁放大器和变换器的生产技术，具体地说是一种直流输变电高频电抗器硅钢薄带铁芯的加工方法。按照本发明提供的技术方案，所述直流输变电高频电抗器硅钢薄带铁芯的加工方法包括如下步骤：a.卷绕，将硅钢带卷绕成铁芯；b.热处理，将铁芯初级品进行真空退火；c.浸漆，将铁芯半成品进行真空浸漆；d.切割，将经过浸漆处理的铁芯半成品横卧装入切割机的切割夹具，启动切割机开始切割，切割速度为200～300转/分。本发明可以提高产品的质量。

Description

直流输变电高频电抗器硅钢薄带铁芯的加工方法

技术领域

本发明涉及一种电源变压器、脉冲变压器、磁放大器和变换器的生产技术，具体地说是一种直流输变电高频电抗器硅钢薄带铁芯的加工方法。

背景技术

传统的硅钢片的规格一般是0.1mm、0.2mm、0.23mm、0.27mm等，这种硅钢片主要适用于普通铁芯。传统的硅钢片加工工艺不能用于薄带铁心的加工，如果用传统的操作工艺加工薄带铁芯，其成品不一定具有磁感高、功率大、环境适应性好等特点。

发明内容

本发明的目的在于设计一种直流输变电高频电抗器硅钢薄带铁芯的加工方法，以提高产品的质量。

按照本发明提供的技术方案，所述直流输变电高频电抗器硅钢薄带铁芯的加工方法包括如下步骤：

a、卷绕，将硅钢带卷绕成铁芯：先将所需铁芯的模芯装在卷绕机的主轴上，调整卷绕机的气缸压力为0.05～0.1Mpa；将料盘上的硅钢带引出并将硅钢带的引出端固定在模芯上，同时在硅钢带与模芯之间夹绕一层电缆纸；然后启动卷绕机，将硅钢带卷绕到模芯上；卷绕结束后，将硅钢带的末端固定住；形成铁芯初级品；

b、热处理，将铁芯初级品进行真空退火：先将铁芯初级品放入夹具内，再将铁芯初级品连同夹具一起装入真空炉内，然后盖好真空炉的密封盖；控制真空退火炉的真空度为-2Mpa以下，再将真空炉升温至820±5℃后恒温5～8h，然后降温至200±5℃，将经过热处理后的铁芯初级品从真空炉中取出；形成铁芯半成品；

c、浸漆，将铁芯半成品进行真空浸漆：先将铁芯半成品放入真空锅内，密封真空锅盖，开始抽真空，至真空锅内的真空度在-2Mpa以下；打开漆阀门，使漆进入真空锅内，将铁芯半成品完全浸没；然后关闭漆阀门，使铁芯半成品在真空度-0.2Mpa下保持至少1小时后；停止抽真空，打开进气阀门，用空气压缩机加压真空锅内的漆，加压的压力在0.3～0.4Mpa下保持至少1小时；再打开漆阀门，将漆全部压出真空锅，关闭漆阀门，停止加压，打开放气阀门，待完全放完气后打开真空锅盖；再将浸过漆的铁芯半成品放入干燥箱内，逐渐升温至120℃±10℃后，保温至少2小时再升温至160℃±10℃，保温10～12小时；待固化后取出；

d、切割，将经过浸漆处理的铁芯半成品横卧装入切割机的切割夹具，启动切割机开始切割，切割速度为200～300转/分；切割完毕，取下铁芯，再放在干燥箱中干燥，温度控制在120±2℃；形成铁芯。

在切割后，再将铁芯磨铣；磨铣时，将铁芯装上铣削夹具，再装在铣床上，开始铣端面，至端面光洁度达6～6.3。

所述硅钢带的厚度小于等于0.08mm。

在浸漆工序中，固化取出后再清理铁芯半成品的表面，清除铁芯半成品上残留的漆瘤。

在卷绕前，对硅钢带进行预处理，将硅钢带在剪板机上裁剪成要求的规格；再在去毛刺机上去除毛刺。

本发明的优点是：经本发明加工过的成品具有体积小、重量轻，便于装配及运输；磁感应强度高、功率大、损耗低；性能稳定；环境适应性好，无污染等优点。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

图2是热处理流程图。

具体实施方式

本发明的操作操作过程如下：

1、毛料外加工即开料去毛刺，其目的是将大的硅钢带条剖成符合相应规格卷绕铁芯的标准料。(1)固定滚刀，其宽度必定符合相应标准料的要求，将大料装进剪板机，接通电源后起刀试剪裁1米，测量是否符合要求。(2)试裁符合要求后进行连续剪裁。在此过程中应观察硅钢带是否平整，无折断，第1米内切边的平直度不应大于0.05mm，条料表面无油污。(3)裁剪好的硅钢带应符合相应尺寸规定的要求，硅钢带手感应无明显毛刺，公差一般为负0.02mm。(4)硅钢带尺寸符合要求后，开始去毛刺，去毛刺机上装好硬质合金刀2～4对，左右各1～2对，将标准料装上，并穿过去毛刺机，一端固定在收料盘上，调整左右合金刀距离，符合规定后，开始去毛刺。

2、卷绕，将硅钢带卷绕成铁芯：(1)准备工作：检查卷绕机在接通电源的情况下是否正常工作；调整料盘上的拉力，使之适当；将所需铁芯的模芯装在卷绕机的主轴上，拧紧；调整卷绕机的气缸压力，厚度为0.08mm或0.05mm以下的硅钢带，压力为0.05～0.1Mpa。(2)卷绕：①将料盘上的硅钢带扯出，嵌入模芯上的斜槽内，并用手压，同时在硅钢带与模芯之间夹绕一层电缆纸，电缆纸的宽度与模芯宽度相同，开始缓慢起动，气缸压轮压紧硅钢带，进行慢速卷绕。起动时硅钢带应处于拉紧状态。②卷绕过程中，硅钢带侧面，每层不能有刮边现象，每层应紧密、平齐，外形尺寸应符合图纸规定的要求。③卷绕到图纸规定的铁芯的尺寸后，再加绕1～2层，在未端处进行点焊，要求在角处进行点焊，点焊处用锉刀去绝缘层。一般点焊2～3点，点焊时间为1～1.5秒，待冷却后将硅钢带剪断，使卷绕在模芯上的硅钢带与仍然在料盘上的硅钢带断开，形成铁芯初级品。

3、热处理即真空退火，其目的消除铁芯冷加工时所产生的应力，提高磁性能。(1)准备工作：先对铁芯初级品整形，将铁芯初级品并列侧放入夹具，旋转螺母，将夹具夹紧。根据铁芯初级品的大小决定每付夹具装入的铁芯初级品数量。(2)装炉：将整形后的铁芯初级品连同夹具装入真空炉。装置要平稳，且不得碰撞热丝，装入数量不大于炉子有效加热空间的1/3。装炉完毕，盖好真空炉的密封盖。(3)热处理：将温控仪调至820±5℃。合上电源闸刀，开启机械泵冷却水，再开动机械泵，然后立即打开蝶阀。抽气约40分钟后，检查真空炉及管道是否漏气，观察真空度，是否达到-2Mpa。待真空度达-2Mpa以后，即打开炉体炉盖的冷却水，然后按下调压器按钮(升)，并立即复位停升，此时电流表、电压表均有批示。将升温开关打到“自动”档位上，开始升温，600℃以下炉体炉盖冷却水可适当减小。升温规范按下图曲线所示，升至820±5℃时，开始恒温，温度控制仪自动控制炉塘温度，此时炉体炉盖冷却水要开足，同时观察电流表、电压表。指示，电流表批示不得超过120A，电压表指示不得超过200V。恒温5～8h结束，停止升温，将开关打到“停”档位上，按图示曲线开始降温。降温至400℃时，关停机械泵，同时关闭蝶阀，开始冷却，冷却时适当打开炉盖，冷却到300℃以下，完全打开炉盖，加快冷却速度，冷到200℃，关闭总电源及所有冷却水道，开始出炉。取下夹具，脱去模具模芯，注意在脱模时要轻敲，防止影响磁性能；铁芯初级品一定要用压机压出模芯；形成铁芯半成品。

4、浸漆即铁芯真空浸漆，其目的是提高铁芯的防潮、防锈、机械强度等性能。(1)准备工作：用空气压缩机或毛刷清理铁芯半成品。(2)浸漆：将铁芯半成品整齐放入吊蓝中，吊入真空锅内，密封真空锅盖。开始抽真空，真空度-2Mpa。打开连接漆缸的漆阀门，使漆进入真空锅内，漆平面高出铁芯半成品40mm。在漆达到规定高度后，关阀门停止放漆。铁芯半成品在真空-0.2Mpa下保持1小时。停止抽真空，打开进气阀门，然后用空气压缩机加压浸漆。压力在0.3～0.4Mpa下保持1小时。打开漆阀门，将漆全部压回漆缸内，关闭漆阀门，停止加压，打开放气阀门，待完全放完气后打开真空锅盖。将吊蓝吊起约500mm，在常温常压下滴漆时间1小时以上，使多余的漆沥掉。紧固铁芯半成品，小的铁芯半成品用铅丝扎，大的铁芯半成品用铁板夹紧，以防止铁芯半成品开片。将紧固好的铁芯半成品整齐放入干燥箱内，逐渐升温至120℃±10℃后，保温2小时再升温至160℃±10℃，保温10～12小时。待固化后取出，清理表面，清除铁芯半成品上的漆瘤。

5、切割即铁芯切割，其目的是将经过第四步浸漆后的铁芯半成品利用切割机切成一对对称的铁芯。切割时，将铁芯半成品横卧装入切割机的切割夹具，调整对称，然后固定。启动切割机开始切割，同时用水冷却，切割速度为200～300转/分，关上档板，注意图纸所规定的尺寸。切割完毕，取下铁芯半成品，整齐配对放置，再放在干燥箱中干燥，温度控制在120℃。

6、磨铣，即铣铁芯的端面，其目的是切割铁芯的后端面，再经磨铣，使铁芯端面接触紧密。磨铣时，将铁芯装上铣削夹具，夹紧“双腿”，装上铣床，调正水平位置，开始铣端面。检验时，铁芯不得有开片、炸口现象，端面光洁度达6.3。

上述工艺的主要参数如下：

1、真空度：在热处理步骤中，铁芯初级品加热时，如果暴露在空气中，容易发生氧化、脱碳(零件表面碳含量降低)，这对于热处理后铁芯的表面性能有很不利的影响，所以对热处理时真空炉的真空度要求达到-2Mpa。浸漆时，为了使漆渗入铁芯内部，要把浸漆罐抽为真空，否则内部的空气阻碍漆渗入，抽真空后保持一定段时间也为了完成漆渗入的过程，再打开大气阀破坏真空，也是为了大气压下使漆更好的渗入铁芯内部。

2、加热温度：热处理时的加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一，选择和控制加热温度，是保证薄带铁芯高磁感量的主要问题，所以一开始的温控表设置在820±5℃。

3、电压、电流：电流≤120A，电压≤200V，主要是为了控制升温和降温速度。

4、恒温时间：要获得薄带铁芯的高磁感量需要一定的时间，因此当铁芯表面达到要求的加热温度时，还须在此温度保持一定时间，使内外温度一致，使微组织转变完全。所以在热处理时的恒温时间要达到5～8小时，浸漆中的烘干也需要分段恒温时间。

5、冷却速度：冷却是热处理工艺过程中不可缺少的步骤，主要是控制降温速度，薄带铁芯退火时的降温速度控制在60℃/h。

本发明与传统加工工艺的区别主要有三方面：

1、对象不同：本发明主要针对薄带铁芯，其材料的厚度小于等于0.08mm或者0.05mm硅钢片，而传统工艺针对普通铁芯，其材料厚度一般是0.1mm、0.2mm、0.23mm、0.27mm等规格的硅钢片。

2、使用的参数不同：针对普通铁芯的传统工艺技术要求没有本发明的工艺精确，比如真空度只要求-0.08～-0.1Mpa，加热温度820±10℃，恒温时间4～6小时即可。

Claims

1、直流输变电高频电抗器硅钢薄带铁芯的加工方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

2、如权利要求1所述直流输变电高频电抗器硅钢薄带铁芯的加工方法，其特征是：在切割后，再将铁芯磨铣；磨铣时，将铁芯装上铣削夹具，再装在铣床上，开始铣端面，至端面光洁度达6～6.3。

3、如权利要求1所述直流输变电高频电抗器硅钢薄带铁芯的加工方法，其特征在于，所述硅钢带的厚度小于等于0.08mm。

4、如权利要求1所述直流输变电高频电抗器硅钢薄带铁芯的加工方法，其特征在于，在浸漆工序中，固化取出后再清理铁芯半成品的表面，清除铁芯半成品上残留的漆瘤。

5、如权利要求1所述直流输变电高频电抗器硅钢薄带铁芯的加工方法，其特征是：在卷绕前，对硅钢带进行预处理，将硅钢带在剪板机上裁剪成要求的规格；再在去毛刺机上去除毛刺。