CN106319541A - 一种用于≤0.1mm厚硅钢带卷绕的铁芯清洗方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于≦0.1mm厚硅钢带卷绕的铁芯清洗方法：第一次用水将铁芯表面清洁干净；脱去表面的水滴；对铁芯切割面进行喷淋式酸洗；对铁芯表面酸液进行滴落；第二次用水清洗；进行喷淋式碱洗；第三次用水清洗；采用氮气进行风冷；在真空状态下对铁芯烘干；对下一个铁芯按上述步骤清洗。本发明铁芯在切割和研磨后对端面进行处理，经腐蚀去掉层与层之间粘连的铁屑，并同时保证铁芯的硅钢层不会被腐蚀，铁芯表面在清洗完成后不会生锈。明显提高使用周期，产品合格率由原来的85%提高到了95%以上，且铁芯的端面电阻率达到理论值的95%以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种铁芯的清洗方法，具体属于一种用于0.1mm以下硅钢薄带卷绕铁芯的清洗方法。
背景技术
硅钢作为最普遍使用的软磁材料，在磁导率，饱和磁化强渡，居里温度等方面都具有优异的性能。广泛运用于变压器，电抗器，滤波器等工业设备。但硅钢的电阻不高，导致用此材料制备的铁芯在高频使用时存在极大的涡流损耗，影响器件的使用性能。目前均通过减少薄带厚度，提高薄带间电阻，来降低涡流损耗。但随着卷绕铁芯的薄带厚度的减小，尤其是0.1mm以下极薄硅钢带卷绕的铁芯，存在层数多、缝隙多，且硅钢脆性不好等问题。在切割和研磨过程中层与层之间由于轻微形变，就会产生粘连。这对硅钢的外观和性能都有很大影响，即层与层之间粘连在一起，影响铁芯端面电阻和磁性能。其主要原因是由于硅钢薄带是通过冷轧或者热轧处理后得到的，硅含量不高，即一般小于4.5%，这就决定了硅钢的脆性不是很高。在铁芯切割和研磨时，铁芯切割处受力方向一致，各薄层在切割处发生明显形变，层与层之间形变后端面易接触在一起，这就降低了铁芯的端面电阻，进而影响铁芯的高频使用性能，不能满足用户尤其是高端用户的要求。对铁芯端面进行处理时，机械方法不易实现，采用化学腐蚀法较为合理，但铁芯整体易被腐蚀，如何既达到层与层之间分离的效果，又不会对端面严重腐蚀，造成端面平整度，外观影响，是技术上的一个难题。
发明内容
本发明在于克服现有技术存在的不足，提供一种铁芯能在切割和研磨后，再对端面进行处理，经腐蚀去掉层与层之间粘连的铁屑，并同时保证铁芯的切割端面的硅钢层不会被过分腐蚀，铁芯表面在清洗完成后不会生锈的0.1mm以下硅钢薄带卷绕铁芯的清洗方法
实现上述目的的措施：
一种用于≦0.1mm厚硅钢带卷绕的铁芯清洗方法，其步骤：
1）第一次用水将铁芯表面的杂质、油污去除干净，直至表面清洁；
2）将经清洗后的铁芯停置以脱去表面的水滴，并控制经滴落后表面的水分含量不超过0.01wt%；
3）对铁芯切割面进行喷淋式酸洗，酸洗时间不超过5min；酸洗液PH值控制在2.5~6.5；
4）对经酸洗后的铁芯表面的酸液进行滴落，并控制经滴落后表面的酸液含量不超过0.01wt%；
5）第二次用水将铁芯表面酸液清洗，直至表面清洁；
6）对铁芯进行喷淋式碱洗，并控制碱洗时间不超过5min；
7）第三次用水将铁芯表面清洗干净，直至表面无碱液；
8）对铁芯采用氮气进行风冷，并控制氮气流量在 5~20Nm3/h，氮气流速控制在10~40m/s，氮气温度控制在不超过20℃；
9）在真空状态下对铁芯进行烘干，烘干温度控制在不超过100℃，控制真空度不超过1000Pa；真空干燥时间不低于5分钟；控制烘干结束后硅钢薄带表面的水分含量不超过0.0001wt%；
10）对下一个铁芯按照上述步骤进行清洗。
其在于：所述酸洗液PH值与酸洗时间成负相关关系。
其在于：所述酸洗液为盐酸、醋酸、硝酸、硫酸、柠檬酸、磷酸溶液。
其在于：所述碱洗液为所有碱性溶液。
本发明中主要工艺的机理及作用
本发明之所以采用酸清洗铁芯，是酸对铁硅合金具有较强的腐蚀性。由于铁芯粘连处铁屑及变形部分受较大应力作用，表面缺陷多，反应活性较高，与酸反应速度较快，通过短时间在酸中对切割面进行腐蚀处理，使这个面的合金进行快速反应，从而使铁芯的薄带层与层之间连接的铁屑被腐蚀掉，恢复铁芯层与层之间分离状态。但腐蚀时间不能超过5min，否则端面会因腐蚀严重而影响平整度。
本发明之所以采用碱液进一步清洗铁芯，是由于铁芯切割面中各层中经酸液清洗，还会残存少量酸洗液，如不及时清理，会产生腐蚀，故经碱液清洗，起到酸碱的中和作用，还进一步对铁芯各层进行再次清洗，以保证表面的清洁度及铁芯的使用性能。
本发明与现有技术相比，铁芯能在切割和研磨后，在对端面进行处理，经腐蚀去掉层与层之间粘连的铁屑，并同时保证铁芯的硅钢层不会被腐蚀，铁芯表面在清洗完成后不会生锈。明显提高使用周期，产品合格率由原来的85%提高到了95%以上，且铁芯的端面电阻率达到理论值的95%以上。
具体实施方式
下面对本发明予以详细描述：
实施例1
本实施例的一硅钢薄带厚度为0.03mm，对其卷绕铁芯清洗步骤：
1）第一次用水将铁芯表面的杂质、油污去除干净，直至表面清洁；
2）将经清洗后的铁芯停置以脱去表面的水滴，并经滴落后表面的水分含量为0.0097wt%；
3）对铁芯切割面采用硫酸进行喷淋式酸洗，酸洗时间为2.5min；酸洗液PH值为4.5；
4）对经酸硫酸洗后的铁芯表面的酸液进行滴落，经滴落后各层表面的酸液含量为0.009wt%；
5）第二次用水将铁芯表面酸液进行清洗，直至表面清洁；
6）对铁芯采用PH为8.4的氢氧化钠溶液进行喷淋式碱洗，碱洗时间为1min；
7）第三次用水将铁芯表面清洗，直至表面无碱液存在；
8）对铁芯采用氮气进行风冷，风速为5 m/s，温度为20℃；
9）在真空度为450Pa状态下，对铁芯进行烘干，烘干温度为65℃，烘干时间为10min；烘干结束后硅钢薄带表面的水分含量为0.000094wt%；
10）对下一个铁芯按照上述步骤进行清洗。
经显微镜观测，铁芯端面处层与层之间无粘接现象，无锈蚀现象。采用万用表对端面电阻进行检测，端面电阻达到理论值的95%，满足高端用户的严格要求。
实施例2
本实施例的一硅钢薄带厚度为0.01mm，对其卷绕铁芯清洗步骤：
1）第一次用水将铁芯表面的杂质、油污去除干净，直至表面清洁；
2）将经清洗后的铁芯停置以脱去表面的水滴，并经滴落后表面的水分含量为0.0093wt%；
3）对铁芯切割面采用硫酸进行喷淋式酸洗，酸洗时间为0.5min；酸洗液PH值为3.5；
4）对经酸硫酸洗后的铁芯表面的酸液进行滴落，经滴落后各层表面的酸液含量为0.0092wt%；
5）第二次用水将铁芯表面酸液进行清洗，直至表面清洁；
6）对铁芯采用PH为8的氢氧化钾溶液进行喷淋式碱洗，碱洗时间为1min；
7）第三次用水将铁芯表面清洗，直至表面无碱液存在；
8）对铁芯采用氮气进行风冷，风速为5 .7m/s，温度为17℃；
9）在真空度为100Pa状态下，对铁芯进行烘干，烘干温度为65℃，烘干时间为10min；烘干结束后硅钢薄带表面的水分含量为0.000035wt%；
10）对下一个铁芯按照上述步骤进行清洗。
经显微镜观测，铁芯端面处层与层之间无粘接现象，无锈蚀现象。采用万用表对端面电阻进行检测，端面电阻达到理论值的97%，满足高端用户的严格要求。
实施例3
本实施例的一硅钢薄带厚度为0.03mm，对其卷绕铁芯清洗步骤：
1）第一次用水将铁芯表面的杂质、油污去除干净，直至表面清洁；
2）将经清洗后的铁芯停置以脱去表面的水滴，并经滴落后表面的水分含量为0.0093wt%；
3）对铁芯切割面采用硫酸进行喷淋式酸洗，酸洗时间为3min；酸洗液PH值为5.5；
4）对经酸硫酸洗后的铁芯表面的酸液进行滴落，经滴落后各层表面的酸液含量为0.0092wt%；
5）第二次用水将铁芯表面酸液进行清洗，直至表面清洁；
6）对铁芯采用PH为9.3的氢氧化铝溶液进行喷淋式碱洗，碱洗时间为1min；
7）第三次用水将铁芯表面清洗，直至表面无碱液存在；
8）对铁芯采用氮气进行风冷，氮气流速为5 .5m/s，氮气温度为14℃；
9）在真空度为120Pa状态下，对铁芯进行烘干，烘干温度为68℃，烘干时间为8min；烘干结束后硅钢薄带表面的水分含量为0.000028wt%；
10）对下一个铁芯按照上述步骤进行清洗。
经显微镜观测，铁芯端面处层与层之间无粘接现象，无锈蚀现象。采用万用表对端面电阻进行检测，端面电阻达到理论值的97%，完全满足高端用户的严格要求。
实施例4
本实施例的一硅钢薄带厚度为0.05mm，对其卷绕铁芯清洗步骤：
1）第一次用水将铁芯表面的杂质、油污去除干净，直至表面清洁；
2）将经清洗后的铁芯停置以脱去表面的水滴，并经滴落后表面的水分含量为0.0095wt%；
3）对铁芯切割面采用硫酸进行喷淋式酸洗，酸洗时间为0.8min；酸洗液PH值为3.7；
4）对经酸硫酸洗后的铁芯表面的酸液进行滴落，经滴落后各层表面的酸液含量为0.0092wt%；
5）第二次用水将铁芯表面酸液进行清洗，直至表面清洁；
6）对铁芯采用PH为7.2的氨水溶液进行喷淋式碱洗，碱洗时间为2min；
7）第三次用水将铁芯表面清洗，直至表面无碱液存在；
8）对铁芯采用氮气进行风冷，氮气流速为7 m/s，氮气温度为17.5℃；
9）在真空度为100Pa状态下，对铁芯进行烘干，烘干温度为75℃；烘干时间为5min，烘干结束后硅钢薄带表面的水分含量为0.000028wt%；
10）对下一个铁芯按照上述步骤进行清洗。
经显微镜观测，铁芯端面处层与层之间无粘接现象，无锈蚀现象。采用万用表对端面电阻进行检测，端面电阻达到理论值的98%，完全满足高端用户的严格要求。
实施例5
本实施例的一硅钢薄带厚度为0.08mm，对其卷绕铁芯清洗步骤：
1）第一次用水将铁芯表面的杂质、油污去除干净，直至表面清洁；
2）将经清洗后的铁芯停置以脱去表面的水滴，并经滴落后表面的水分含量为0.0097wt%；
3）对铁芯切割面采用硫酸进行喷淋式酸洗，酸洗时间为0.5min；酸洗液PH值为3.5；
4）对经酸硫酸洗后的铁芯表面的酸液进行滴落，经滴落后各层表面的酸液含量为0.0092wt%；
5）第二次用水将铁芯表面酸液进行清洗，直至表面清洁；
6）对铁芯采用PH为7的氨水溶液进行喷淋式碱洗，碱洗时间为5min；
7）第三次用水将铁芯表面清洗，直至表面无碱液存在；
8）对铁芯采用氮气进行风冷，氮气流速为8.5 m/s，氮气温度为17.5℃；
9）在真空度为500Pa状态下，对铁芯进行烘干，烘干温度为58℃；烘干时间为20min。烘干结束后硅钢薄带表面的水分含量为0.000059wt%；
10）对下一个铁芯按照上述步骤进行清洗。
经显微镜观测，铁芯端面处层与层之间无粘接现象，无锈蚀现象。采用万用表对端面电阻进行检测，端面电阻达到理论值的95%，满足高端用户的严格要求。
实施例6
本实施例的一硅钢薄带厚度为0.1mm，对其卷绕铁芯清洗步骤：
1）第一次用水将铁芯表面的杂质、油污去除干净，直至表面清洁；
2）将经清洗后的铁芯停置以脱去表面的水滴，并经滴落后表面的水分含量为0.0093wt%；
3）对铁芯切割面采用硫酸进行喷淋式酸洗，酸洗时间为3.2min；酸洗液PH值为5.3；
4）对经酸硫酸洗后的铁芯表面的酸液进行滴落，经滴落后各层表面的酸液含量为0.0092wt%；
5）第二次用水将铁芯表面酸液进行清洗，直至表面清洁；
6）对铁芯采用PH为8.4的氢氧化钾溶液进行喷淋式碱洗，碱洗时间为1min；
7）第三次用水将铁芯表面清洗，直至表面无碱液存在；
8）对铁芯采用氮气进行风冷，氮气流速为7 .4m/s，氮气温度为17.3℃；
9）在真空度为40Pa状态下，对铁芯进行烘干，烘干温度为78℃；烘干结束后硅钢薄带表面的水分含量为0.000032wt%；
10）对下一个铁芯按照上述步骤进行清洗。
经显微镜观测，铁芯端面处层与层之间无粘接现象，无锈蚀现象。采用万用表对端面电阻进行检测，端面电阻达到理论值的98%，满足高端用户的严格要求。
实施例7
本实施例的一硅钢薄带厚度为0.08mm，对其卷绕铁芯清洗步骤：
1）第一次用水将铁芯表面的杂质、油污去除干净，直至表面清洁；
2）将经清洗后的铁芯停置以脱去表面的水滴，并经滴落后表面的水分含量为0.0098wt%；
3）对铁芯切割面采用硫酸进行喷淋式酸洗，酸洗时间为3min；酸洗液PH值为5.5；
4）对经酸硫酸洗后的铁芯表面的酸液进行滴落，经滴落后各层表面的酸液含量为0.0092wt%；
5）第二次用水将铁芯表面酸液进行清洗，直至表面清洁；
6）对铁芯采用PH为8的氢氧化钾溶液进行喷淋式碱洗，碱洗时间为1min；
7）第三次用水将铁芯表面清洗，直至表面无碱液存在；
8）对铁芯采用氮气进行风冷，氮气流速为10 m/s，氮气温度为10℃；
9）在真空度为350Pa状态下，对铁芯进行烘干，烘干温度为68℃；烘干时间为7min，烘干结束后硅钢薄带表面的水分含量为0.000068wt%；
10）对下一个铁芯按照上述步骤进行清洗。
经显微镜观测，铁芯端面处层与层之间无粘接现象，无锈蚀现象。采用万用表对端面电阻进行检测，端面电阻达到理论值的98.1%，完全满足了高端用户的严格要求。
实施例8
本实施例的一硅钢薄带厚度为0.05mm，对其卷绕铁芯清洗步骤：
1）第一次用水将铁芯表面的杂质、油污去除干净，直至表面清洁；
2）将经清洗后的铁芯停置以脱去表面的水滴，并经滴落后表面的水分含量为0.0091wt%；
3）对铁芯切割面采用硫酸进行喷淋式酸洗，酸洗时间为2.8min；酸洗液PH值为3.6；
4）对经酸硫酸洗后的铁芯表面的酸液进行滴落，经滴落后各层表面的酸液含量为0.0092wt%；
5）第二次用水将铁芯表面酸液进行清洗，直至表面清洁；
6）对铁芯采用PH为9.2的氢氧化钾溶液进行喷淋式碱洗，碱洗时间为2.5min；
7）第三次用水将铁芯表面清洗，直至表面无碱液存在；
8）对铁芯采用氮气进行风冷，氮气流速为12 .2m/s，氮气温度为17.5℃；
9）在真空度为800Pa状态下，对铁芯进行烘干，烘干温度为68℃；烘干时间为6min，烘干结束后硅钢薄带表面的水分含量为0.000074wt%；
10）对下一个铁芯按照上述步骤进行清洗。
经显微镜观测，铁芯端面处层与层之间无粘接现象，无锈蚀现象。采用万用表对端面电阻进行检测，端面电阻达到理论值的96%，满足高端用户的严格要求。
本具体实施方式仅为最佳例举，并非对本发明技术方案的限制性实施。
Claims (4)
1.一种用于≦0.1mm厚硅钢带卷绕的铁芯清洗方法，其步骤：
第一次用水将铁芯表面的杂质、油污去除干净，直至表面清洁；
将经清洗后的铁芯停置以脱去表面的水滴，并控制经滴落后表面的水分含量不超过0.01wt%；
对铁芯切割面进行喷淋式酸洗，酸洗时间不超过5min；酸洗液PH值控制在2.5~6.5；
4）对经酸洗后的铁芯表面的酸液进行滴落，并控制经滴落后表面的酸液含量不超过0.01wt%；
5）第二次用水将铁芯表面酸液清洗，直至表面清洁；
6）对铁芯进行喷淋式碱洗，并控制碱洗时间不超过5min；
7）第三次用水将铁芯表面清洗干净，直至表面无碱液；
8）对铁芯采用氮气进行风冷，并控制氮气流量在 5~20Nm3/h，氮气流速控制在10~40 m/s，氮气温度控制在不超过20℃；
9）在真空状态下对铁芯进行烘干，烘干温度控制在不超过100℃，控制真空度不超过1000Pa；真空干燥时间不低于5分钟；控制烘干结束后硅钢薄带表面的水分含量不超过0.0001wt%；
10）对下一个铁芯按照上述步骤进行清洗。
2.如权利要求1所述的一种用于≦0.1mm厚硅钢带卷绕的铁芯清洗方法，其特征在于：所述酸洗液PH值与酸洗时间成负相关关系。
3.如权利要求1所述的一种用于≦0.1mm厚硅钢带卷绕的铁芯清洗方法，其特征在于：所述酸洗液为盐酸、醋酸、硝酸、硫酸、柠檬酸、磷酸溶液。
4.如权利要求1所述的一种用于≦0.1mm厚硅钢带卷绕的铁芯清洗方法，其特征在于：所述碱洗液为所有碱性溶液。
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