CN106208563A - 一种大规格高精度铁芯的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种大规格高精度铁芯的制作方法。本方法先对冲压成型后的铁芯片高温热处理，并用胶水在铁芯片的表面进行涂覆，然后把铁芯片叠压成定子铁芯或转子铁芯；主要步骤包括叠压前退火热处理、铁芯粘接工序、装模固定、烘烤工序和叠压工序。叠压工序对有无热处理需要的铁芯片均适用，特别是通常所用的需1000℃以上热处理的铁镍合金类铁芯片；通过本发明中的胶合叠压的方法能实现大规格定子铁芯或转子铁芯的叠压，并能够很好地保证产品的形位公差。
Description
技术领域
本发明涉及电机领域，具体涉及一种大规格高精度铁芯的制作方法。
背景技术
目前普通电机定、转子的叠压工艺采用铆接固定、焊接、紧固螺栓连接或自扣式将一定数量的铁芯片组装成铁芯；以上固定方法均是局部点进行固定法，这种方法连接力差，难以制作抗拉强度高的铁芯，且局部点固定会造成铁芯片边缘短路，绝缘性下降。因此采用胶水在铁芯片表面涂覆后进行叠压的方式，已成一种特有的叠压固定方式；而且胶合粘接叠压方式是在铁芯片的整个面进行涂覆后胶合叠压，端面抗拉强度远远超过局部固定法获得的铁芯的端面抗拉强度，且铁芯片间绝缘性良好，可降低电机的涡流损耗能，同时也能避免采用铆接或焊接固定对磁性能的损伤；且在设计电机过程中完全可以减小其体积，还可以保证电机的性能。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种大规格高精度铁芯的制作方法。
所述的一种大规格高精度铁芯的制作方法，其特征在于铁芯制作步骤为：
a. 将冲压成型后的铁芯片放置高真空正压烧结炉进行真空退火处理，炉内真空度不低于1.2×10-2Pa；
b. 通过3小时加热将炉温升至1130±20℃，在该温度下保温2~ 6小时后以100~150℃/h的冷却速度将炉温降至450±20℃，再以不小于200℃/h的冷却速度将炉温降至100℃以下，然后将铁芯片从炉内取出，让铁芯片在常温中自然冷却；
c. 将退火处理后的铁芯片有序排放在钢丝网上，用喷漆枪分别对铁芯片正面和铁芯片背面喷涂胶水；
d. 根据成品铁芯的高度选取需要数目的铁芯片，将这些铁芯片以涂胶面与涂胶面粘接的方式叠成铁芯，然后把铁芯放至叠压模中；
e. 将叠压模放入温度为150~200℃的烘箱中烘烤30~60分钟，使铁芯上的胶水软化；
f. 将叠压模从烘箱取出，放入50T的压力机中叠压处理，叠压处理时，压力机对叠压模的上压板施加压力，压力值从零逐渐增加到20~25MPa，直至相邻铁芯片间的胶水达到均匀分布后结束叠压，拧紧叠压模上的紧固螺栓来压紧叠压模内的铁芯；
g. 将叠压模放入温度为150~200℃的烘箱中烘烤8~10小时使胶水固化，然后将叠压模从烘箱中取出，放置常温中冷却，冷却结束后拆掉叠压模，取出铁芯，此时铁芯制作完成。
所述的一种大规格高精度铁芯的制作方法，其特征在于所述步骤c中铁芯片正面的涂胶层厚度为0.03~0.05mm，铁芯片背面的涂胶层厚度为0.03~0.05mm。
所述的一种大规格高精度铁芯的制作方法，其特征在于所述铁芯片正面的涂胶层厚度和铁芯片背面的涂胶层厚度均为0.03mm。
所述的一种大规格高精度铁芯的制作方法，其特征在于所述叠压模的上压板为方形，叠压模的紧固螺栓设置在上压板的四个角上，在所述步骤f中压力机对上压板的中间位置施加压力，压力值从零逐渐增加到23MPa，直至相邻铁芯片间的胶水达到均匀分布后结束叠压，拧紧叠压模上的紧固螺栓来压紧叠压模内的铁芯。
所述的一种大规格高精度铁芯的制作方法，其特征在于所述步骤a中炉内真空度为1.3×10-2Pa。
所述的一种大规格高精度铁芯的制作方法，其特征在于所述步骤b中的保温时间为6小时。
所述的一种大规格高精度铁芯的制作方法，其特征在于所述步骤e和步骤b中烘箱的温度均控制在160℃。
本发明对冲压成型后的铁芯片高温热处理，并用胶水在铁芯片的表面进行涂覆，然后把铁芯片叠压成定子铁芯或转子铁芯；该叠压方式对有无热处理需要的铁芯片均适用，特别是通常所用的需1000℃以上热处理的铁镍合金类铁芯片；而目前市面已有的有机或半有机自粘型涂层铁芯最高耐温为800℃，如退火温度超出最高耐温范围，则会破坏其自粘型涂层，无法实现自粘型涂层应有的效果；该定子铁芯或转子铁芯外形较大（外径＞200mm），在叠压成型时难以胶合，不能使涂层胶水得到充分的扩散，从而容易出现散片，通常只能加工外径不大于50mm的定子铁芯或转子铁芯；然而通过本发明中的胶合叠压的方法能实现大规格定子铁芯或转子铁芯的叠压，并能够很好地保证产品的形位公差（垂直度、平面度等）。
具体实施方式
下面对本发明作详细说明。
实施例：制作过程中采用三轴自动喷漆机（Xjc-I5.0）对铁芯片进行喷胶。
铁芯制作步骤为：
a. 将冲压成型后的铁芯片放置高真空正压烧结炉（RVSI-50G）进行真空退火处理，炉内真空度不低于1.2×10-2Pa，真空度优选为1.3×10-2Pa。
b. 通过3小时加热将炉温升至1130±20℃，在该温度下保温2~ 6小时后以100~150℃/h的冷却速度将炉温降至450±20℃，保温时间优选为6小时；再以不小于200℃/h的冷却速度将炉温降至100℃以下，然后将铁芯片从炉内取出，让铁芯片在常温中自然冷却。
c. 将退火处理后的铁芯片有序排放在钢丝网上，用喷漆枪分别对铁芯片正面和铁芯片背面喷涂胶水，铁芯片正面的涂胶层厚度为0.03~0.05mm，铁芯片背面的涂胶层厚度为0.03~0.05mm。优选为，铁芯片正面的涂胶层厚度和铁芯片背面的涂胶层厚度均为0.03mm。在喷胶前需调整喷漆枪的喷胶量大小，控制喷漆枪的喷胶距离，可以在纸板上试喷，确保无误后再进行铁芯片双面喷涂加工。涂胶层太薄会影响铁芯片的粘接强度；涂胶层太厚则会使铁芯片的叠压数量不够，从而影响定子铁芯或转子铁芯的性能。
d. 根据成品铁芯的高度选取需要数目的铁芯片，将这些铁芯片以涂胶面与涂胶面粘接的方式叠成铁芯，铁芯片和铁芯均为圆柱形，然后把铁芯放至叠压模中；假如成品铁芯的高度是10cm，铁芯片厚度为2cm，则需要5片铁芯片，一般可以忽略涂胶层的厚度，铁芯由铁芯片构成。叠压模包括上压板和底模板，上压板和底模板通过紧固螺栓连接，底模板上设有多个用于铁芯片定位的定位柱，铁芯片放置在上压板和底模板之间，拧紧紧固螺栓能使上压板和底模板压紧设置在上压板和底模板间的铁芯片。
e. 将叠压模放入温度为150~200℃的烘箱中烘烤30~60分钟，使铁芯上的胶水软化，在把叠压模放入烘箱时，尽量使叠压模水平放置在烘箱中，防止叠压模中的铁芯片发生倾斜、错位等现象；烘箱温度优选为160℃。
f. 将叠压模从烘箱取出，放入50T的压力机中叠压处理，叠压处理时，压力机对叠压模的上压板施加压力，压力值从零逐渐增加到20~25MPa，直至相邻铁芯片间的胶水达到均匀分布后结束叠压，拧紧叠压模上的紧固螺栓来压紧叠压模内的铁芯；优选为,叠压模的上压板为方形，叠压模的紧固螺栓设置在上压板的四个角上，叠压处理时，压力机对上压板的中间位置施加压力，压力值从零逐渐增加到23MPa，直至相邻铁芯片间的胶水达到均匀分布后结束叠压，拧紧叠压模上的紧固螺栓来压紧叠压模内的铁芯。该步骤使相邻铁芯片间的胶水得到充分扩散，使其粘黏强度达到最佳。
g. 将叠压模放入温度为150~200℃的烘箱中烘烤8~10小时使胶水固化，烘箱温度优选为160℃；然后将叠压模从烘箱中取出，放置常温中冷却，冷却结束后拆掉叠压模，取出铁芯，此时铁芯制作完成。
经真空退火处理后的铁芯片的导磁率比GBn198-88标准最高级别中第三级别高21.38%，从而提高了定子铁芯或转子铁芯的综合性能，真空退火后铁芯片磁性能如表1所示。
表1 真空退火后铁芯片磁性能表
Claims (7)
1.一种大规格高精度铁芯的制作方法，其特征在于铁芯制作步骤为：
a. 将冲压成型后的铁芯片放置高真空正压烧结炉进行真空退火处理，炉内真空度不低于1.2×10-2Pa；
b. 通过3小时加热将炉温升至1130±20℃，在该温度下保温2~ 6小时后以100~150℃/h的冷却速度将炉温降至450±20℃，再以不小于200℃/h的冷却速度将炉温降至100℃以下，然后将铁芯片从炉内取出，让铁芯片在常温中自然冷却；
c. 将退火处理后的铁芯片有序排放在钢丝网上，用喷漆枪分别对铁芯片正面和铁芯片背面喷涂胶水；
d. 根据成品铁芯的高度选取需要数目的铁芯片，将这些铁芯片以涂胶面与涂胶面粘接的方式叠成铁芯，然后把铁芯放至叠压模中；
e. 将叠压模放入温度为150~200℃的烘箱中烘烤30~60分钟，使铁芯上的胶水软化；
f. 将叠压模从烘箱取出，放入50T的压力机中叠压处理，叠压处理时，压力机对叠压模的上压板施加压力，压力值从零逐渐增加到20~25MPa，直至相邻铁芯片间的胶水达到均匀分布后结束叠压，拧紧叠压模上的紧固螺栓来压紧叠压模内的铁芯；
g. 将叠压模放入温度为150~200℃的烘箱中烘烤8~10小时使胶水固化，然后将叠压模从烘箱中取出，放置常温中冷却，冷却结束后拆掉叠压模，取出铁芯，此时铁芯制作完成。
2.根据权利要求1所述的一种大规格高精度铁芯的制作方法，其特征在于所述步骤c中铁芯片正面的涂胶层厚度为0.03~0.05mm，铁芯片背面的涂胶层厚度为0.03~0.05mm。
3.根据权利要求2所述的一种大规格高精度铁芯的制作方法，其特征在于所述铁芯片正面的涂胶层厚度和铁芯片背面的涂胶层厚度均为0.03mm。
4.根据权利要求1所述的一种大规格高精度铁芯的制作方法，其特征在于所述叠压模的上压板为方形，叠压模的紧固螺栓设置在上压板的四个角上，在所述步骤f中压力机对上压板的中间位置施加压力，压力值从零逐渐增加到23MPa，直至相邻铁芯片间的胶水达到均匀分布后结束叠压，拧紧叠压模上的紧固螺栓来压紧叠压模内的铁芯。
5.根据权利要求1所述的一种大规格高精度铁芯的制作方法，其特征在于所述步骤a中炉内真空度为1.3×10-2Pa。
6.根据权利要求1所述的一种大规格高精度铁芯的制作方法，其特征在于所述步骤b中的保温时间为6小时。
7.根据权利要求1所述的一种大规格高精度铁芯的制作方法，其特征在于所述步骤e和步骤b中烘箱的温度均控制在160℃。
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