CN111842061B - 一种定子铁芯及其涂层加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定子铁芯及其涂层加工方法，包括步骤依次为：对定子铁芯上的散热面进行清洁；将定子铁芯放置在定子铁芯涂层加工模具中；散热面喷镀底漆，厚度20μm～25μm；将容纳有定子铁芯的定子铁芯涂层加工模具进行干燥；散热面上喷镀表面活化剂，清洗散热面；散热面上喷镀导热溶液，厚度不超过0.5mm，之后清洗散热面；将容纳有定子铁芯的定子铁芯涂层加工模具进行干燥，之后取出冷却；散热面涂透明清漆，厚度15μm～25μm；将容纳有定子铁芯的定子铁芯涂层加工模具进行干燥，直至彻底干燥；从定子铁芯涂层加工模具中取出定子铁芯，完成导热层制备。定子铁芯使用金属工装和喷镀工艺制作导热层，能够提高涂层制作质量。

Description

一种定子铁芯及其涂层加工方法

技术领域

本发明涉及涂层加工技术领域，尤其涉及一种定子铁芯及其涂层加工方法。

背景技术

因电机在运行过程中，定子绕组产生铜耗，定子铁芯产生铁耗，转子部件产生机械损耗，再加上电机运转过程中的杂散损耗。这些损耗都会转变为热能，使电机各部分的温度升高。热能通过定子铁芯与电机壳体内部的冷却流道进行热交换，确保电机运行过程热平衡，故要求定子铁芯具备良好的导热能力。

目前采用的散热措施为，定子铁芯成型后，在定子铁芯散热面涂抹导热硅脂，再安装薄铜片，最后与电机壳体合装。利用导热硅脂的高导热能力，将电机运行过程中产生的热能通过薄铜片与电机壳体内部的冷却流道进行热交换，实现电机运行过程热平衡。现有的作为导热层使用的涂层质量较差，例如由于导热硅脂因其离油率较高，长时间工作过程中，导热硅脂中的硅油会从脂中挥发，导致导热脂分布不均匀，中间会出现空气间隙，导致导热脂失效，并且定子铁芯散热面大，导热硅脂难以确保厚度与表面平面度的一致性，生产管控困难。

因此，如何提供一种定子铁芯涂层加工方法，以提高涂层制作质量，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种定子铁芯涂层加工方法，以提高涂层制作质量。本发明的另一目的在于提供一种采用上述定子铁芯涂层加工方法的定子铁芯。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种定子铁芯涂层加工方法，包括：

步骤1)对定子铁芯上的散热面进行清洁；

步骤2)将所述定子铁芯放置在定子铁芯涂层加工模具中，所述定子铁芯涂层加工模具包括用于扣合在所述定子铁芯的内圈的一端的内圈挡片、用于包覆所述定子铁芯的外圈壁的外圈挡片和用于扣合在所述定子铁芯的内圈的另一端的定心块，

所述内圈挡片的外圈壁与所述外圈挡片的内圈壁之间露出的所述定子铁芯的表面为用于涂抹导热硅脂的散热面，

所述内圈挡片伸入所述定子铁芯的内圈的部分与所述定心块伸入所述定子铁芯的内圈的部分贴合，

所述外圈挡片的内圈壁与所述定心块的外圈壁贴合；

步骤3)在上述散热面喷镀底漆，厚度20μm～25μm；

步骤4)将容纳有所述定子铁芯的所述定子铁芯涂层加工模具进行干燥，之后取出冷却；

步骤5)在所述散热面上喷镀表面活化剂，然后清洗所述散热面，清除多余的所述表面活化剂；

步骤6)在所述散热面上喷镀导热溶液，厚度不超过0.5mm，之后清洗所述散热面，去除导热溶液固化过程中产生的残余反应液；

步骤7)将容纳有所述定子铁芯的所述定子铁芯涂层加工模具进行干燥，之后取出冷却；

步骤8)所述散热面涂透明清漆，厚度15μm～25μm；

步骤9)将容纳有所述定子铁芯的所述定子铁芯涂层加工模具进行干燥，直至彻底干燥；

步骤10)从所述定子铁芯涂层加工模具中取出所述定子铁芯，完成导热层制备。

优选的，上述步骤1)对定子铁芯上的散热面进行清洁，为对所述散热面进行磷酸盐表面处理，然后使用静电除尘枪，1000号以上砂纸，对所述散热面进行除尘处理。

优选的，上述步骤3)、所述步骤5)和所述步骤6)中，喷镀时，喷镀操作车间恒温恒湿，温度控制在24℃～30℃，湿度控制在50％～60％。

优选的，上述喷镀操作车间为无尘车间，

所述底漆使用300目以上的滤网进行过滤。

优选的，操作过程使用的试剂温度控制在25℃～30℃。

优选的，上述导热溶液配置后放置24h后使用。

优选的，上述步骤5)和所述步骤6)中，清洗所述散热面采用纯水清洗，所述纯水为电阻率大于10MΩ的超纯水。

优选的，上述步骤4)中干燥温度为110℃，时间为30min。

优选的，上述步骤7)和所述步骤9)中干燥温度为60℃，时间为30min。

优选的，上述步骤4)、所述步骤7)和所述步骤9)中干燥所用设备为脱水干燥炉。

本发明还提供一种定子铁芯，包括设置在所述定子铁芯的散热面上的涂层，所述涂层自内至外包括底漆层、导热材料层和透明清漆层。

本发明提供的定子铁芯涂层加工方法，包括：

步骤1)对定子铁芯上的散热面进行清洁；

步骤2)将所述定子铁芯放置在定子铁芯涂层加工模具中，所述定子铁芯涂层加工模具包括用于扣合在所述定子铁芯的内圈的一端的内圈挡片、用于包覆所述定子铁芯的外圈壁的外圈挡片和用于扣合在所述定子铁芯的内圈的另一端的定心块，

所述内圈挡片的外圈壁与所述外圈挡片的内圈壁之间露出的所述定子铁芯的表面为用于涂抹导热硅脂的散热面，

所述内圈挡片伸入所述定子铁芯的内圈的部分与所述定心块伸入所述定子铁芯的内圈的部分贴合，

所述外圈挡片的内圈壁与所述定心块的外圈壁贴合；

步骤3)在上述散热面喷镀底漆，厚度20μm～25μm；

步骤4)将容纳有所述定子铁芯的所述定子铁芯涂层加工模具进行干燥，之后取出冷却；

步骤5)在所述散热面上喷镀表面活化剂，然后清洗所述散热面，清除多余的所述表面活化剂；

步骤6)在所述散热面上喷镀导热溶液，厚度不超过0.5mm，之后清洗所述散热面，去除导热溶液固化过程中产生的残余反应液；

步骤7)将容纳有所述定子铁芯的所述定子铁芯涂层加工模具进行干燥，之后取出冷却；

步骤8)所述散热面涂透明清漆，厚度15μm～25μm；

步骤9)将容纳有所述定子铁芯的所述定子铁芯涂层加工模具进行干燥，直至彻底干燥；

步骤10)从所述定子铁芯涂层加工模具中取出所述定子铁芯，完成导热层制备。

本发明提供的定子铁芯涂层加工方法，其中，定子铁芯涂层加工模具为金属工装，定子铁芯使用金属工装和喷镀工艺制作导热层，金属工装经精密加工成型，确保尺寸符合要求，故可以保证定子铁芯施工过程中位置固定。并且，喷镀工艺全程各项参数均由设备进行控制，确保产品一致性，从而提高涂层制作质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的定子铁芯涂层加工模具使用时的爆炸结构示意图；

图2为本发明实施例提供的定心块的剖视结构示意图；

图3为本发明实施例提供的定子铁芯的剖视结构示意图；

图4为本发明实施例提供的外圈挡片的剖视结构示意图；

图5为本发明实施例提供的内圈挡片的剖视结构示意图；

图6为本发明实施例提供的定子铁芯放置在定心块时的剖视结构示意图；

图7为本发明实施例提供的定子铁芯放置在定心块后的剖视结构示意图；

图8为本发明实施例提供的放置有定子铁芯的定心块放置内圈挡片和外圈挡片时的剖视结构示意图；

图9为本发明实施例提供的放置有定子铁芯的定心块放置内圈挡片和外圈挡片后的剖视结构示意图。

上图1-9中：

定心块1、第一安装面11、第一止口12、第二止口13、第二安装面14、第三止口15、第一环形板16、第一环形凸起17、定子铁芯2、齿面21、第三安装面22、第四止口23、第五止口24、散热面25、第六止口26、外圈挡片3、第四安装面31、第五安装面32、第七止口33、第二环形板34、第二环形凸起35、内圈挡片4、第八止口41、第六安装面42、第九止口43、固定板44、凸起部45。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1至图9，图1为本发明实施例提供的定子铁芯涂层加工模具使用时的爆炸结构示意图；图2为本发明实施例提供的定心块的剖视结构示意图；图3为本发明实施例提供的定子铁芯的剖视结构示意图；图4为本发明实施例提供的外圈挡片的剖视结构示意图；图5为本发明实施例提供的内圈挡片的剖视结构示意图；图6为本发明实施例提供的定子铁芯放置在定心块时的剖视结构示意图；图7为本发明实施例提供的定子铁芯放置在定心块后的剖视结构示意图；图8为本发明实施例提供的放置有定子铁芯的定心块放置内圈挡片和外圈挡片时的剖视结构示意图；图9为本发明实施例提供的放置有定子铁芯的定心块放置内圈挡片和外圈挡片后的剖视结构示意图。

本发明实施例提供的定子铁芯涂层加工方法，包括：

步骤1)对定子铁芯2上的散热面25进行清洁；

步骤2)将定子铁芯2放置在定子铁芯涂层加工模具中，定子铁芯涂层加工模具包括用于扣合在定子铁芯2的内圈的一端的内圈挡片4、用于包覆定子铁芯2的外圈壁的外圈挡片3和用于扣合在定子铁芯2的内圈的另一端的定心块1，

内圈挡片4的外圈壁与外圈挡片3的内圈壁之间露出的定子铁芯2的表面为用于涂抹导热硅脂的散热面25，

内圈挡片4伸入定子铁芯2的内圈的部分与定心块1伸入定子铁芯2的内圈的部分贴合，

外圈挡片3的内圈壁与定心块1的外圈壁贴合；

步骤3)在上述散热面25喷镀底漆，厚度20μm～25μm，形成底漆层；

步骤4)将容纳有定子铁芯2的定子铁芯涂层加工模具进行干燥，之后取出冷却；

步骤5)在散热面25上喷镀表面活化剂，然后清洗散热面25，清除多余的表面活化剂；

步骤6)在散热面25上喷镀导热溶液，厚度不超过0.5mm，之后清洗散热面25，去除导热溶液固化过程中产生的残余反应液，形成导热材料层；

步骤7)将容纳有定子铁芯2的定子铁芯涂层加工模具进行干燥，之后取出冷却；

步骤8)散热面25涂透明清漆，厚度15μm～25μm，形成透明清漆层；

步骤9)将容纳有定子铁芯2的定子铁芯涂层加工模具进行干燥，直至彻底干燥；

步骤10)从定子铁芯涂层加工模具中取出定子铁芯2，完成导热层制备。

本发明实施例提供的定子铁芯涂层加工方法，其中，定子铁芯涂层加工模具为金属工装，定子铁芯2使用金属工装和喷镀工艺制作导热层，金属工装经精密加工成型，确保尺寸符合要求，故可以保证定子铁芯2施工过程中位置固定。并且，喷镀工艺全程各项参数均由设备进行控制，确保产品一致性，从而提高涂层制作质量。

并且，最终形成的涂层自内至外包括底漆层、导热材料层和透明清漆层，导热材料层的上下均由漆层保护，不容易发生变化，例如导热材料层的材质为导热硅胶时，导热硅脂中的硅油不易从脂中挥发，不会发生导热脂分布不均匀，中间会出现空气间隙，导致导热脂失效的情况。并且多层结构的导热层，厚度更容易控制，能够较好的确保厚度与表面平面度的一致性。从而提高涂层质量且实现较好的导热效果。

本发明实施例还提供一种定子铁芯，包括设置在定子铁芯2的散热面25上的涂层，涂层自内至外包括底漆层、导热材料层和透明清漆层。

为了进一步优化上述方案，步骤1)对定子铁芯2上的散热面25进行清洁，为对散热面25进行磷酸盐表面处理，然后使用静电除尘枪，1000号以上砂纸，对散热面25进行除尘处理。

为了进一步优化上述方案，步骤3)、步骤5)和步骤6)中，喷镀时，喷镀操作车间恒温恒湿，温度控制在24℃～30℃，湿度控制在50％～60％。

为了进一步优化上述方案，喷镀操作车间为无尘车间，底漆使用300目以上的滤网进行过滤，操作过程需确保漆面的表面清洁度。

为了进一步优化上述方案，操作过程使用的试剂温度控制在25℃～30℃。

为了进一步优化上述方案，导热溶液配置后放置24h后使用。

为了进一步优化上述方案，步骤5)和步骤6)中，清洗散热面25采用纯水清洗，纯水为电阻率大于10MΩ的超纯水。当然，除了采用纯水，还可用其他任何满足要求的清洗剂、清洗设备代替。

为了进一步优化上述方案，步骤4)中干燥温度为110℃，时间为30min。

为了进一步优化上述方案，步骤7)和步骤9)中干燥温度为60℃，时间为30min。

为了进一步优化上述方案，步骤4)、步骤7)和步骤9)中干燥所用设备为脱水干燥炉。当然，除了脱水干燥炉干燥，还可用其他任何含加温功能的设备代替。

本发明实施例提供的定子铁芯涂层加工方法，采用喷镀工艺，来制作带导热层的定子铁芯2。其中，导热硅脂俗称散热膏，导热硅脂以有机硅酮为主要原料，添加耐热、导热性能优异的材料，制成的导热型有机硅脂状复合物，用于元器件的导热及散热，从而保证电子仪器、仪表等的电气性能的稳定。

现有技术中的定子铁芯2：包含齿面21，第三安装面22，第四止口23，第五止口24，散热面25，第六止口26。

本发明实施例提供的定子铁芯涂层加工方法中，所采用的定子铁芯涂层加工模具：

定心块1：包含第一安装面11，第一止口12，第二止口13，第二安装面14，第三止口15。

外圈挡片3：包含第四安装面31，第五安装面32，第七止口33。

内圈挡片4：包含第八止口41，第六安装面42，第九止口43。

具体的，本发明实施例提供的定子铁芯涂层加工方法中，所采用的定子铁芯涂层加工模具，包括用于扣合在定子铁芯2的内圈的一端的内圈挡片4、用于包覆定子铁芯2的外圈壁的外圈挡片3和用于扣合在定子铁芯2的内圈的另一端的定心块1，

内圈挡片4的外圈壁与外圈挡片3的内圈壁之间露出的定子铁芯2的表面为用于涂抹导热硅脂的散热面25，

内圈挡片4伸入定子铁芯2的内圈的部分与定心块1伸入定子铁芯2的内圈的部分贴合，

外圈挡片3的内圈壁与定心块1的外圈壁贴合。

定心块1包括第一环形板16，第一环形板16的内孔处设置有第一环形凸起17，第一环形凸起17伸入定子铁芯2的内圈，第一环形板16的外圈壁与外圈挡片3的内圈壁贴合，第一环形板16朝向第一环形凸起17的凸起方向的表面为第一安装面11，第一安装面11与定子铁芯2的齿面21贴合，第一环形凸起17的外圆壁上的第一止口12与定子铁芯2的内圈上的第五止口24重合定位。

内圈挡片4包括固定板44，固定板44的中心设置有凸起部45，凸起部45伸入定子铁芯2的内圈，固定板44的外圈壁与外圈挡片3的内圈壁之间露出散热面25，固定板44朝向凸起部45的凸起方向的表面为第六安装面42，第六安装面42与第一环形凸起17的顶端的第二安装面14重合，凸起部45的外圈壁上的第九止口43与第一环形凸起17的内圈壁上的第二止口13重合，使得固定板44的外圈壁上的第八止口41与定子铁芯2的内圈壁上的第四止口23重合。

外圈挡片3包括第二环形板34，第二环形板34的外圈壁处设置有第二环形凸起35，固定板44的外圈壁与第二环形板34的内圈壁之间露出散热面25，第二环形凸起35的内圈壁与第一环形板16的外圈壁贴合，第二环形凸起35的内圈壁上的第四安装面31与第一环形板16的外圈壁上的第三止口15重合，第二环形板34的内壁面上的第五安装面32与定子铁芯2的外圈壁上的第三安装面22重合，使得第二环形板34的内圈壁上的第七止口33与定子铁芯2的外圈壁上的第六止口26重合。

其中，第二环形板34的外表面与固定板44的外表面齐平。第二环形凸起35的端面与第一环形板16的外表面齐平。凸起部45封堵住第一环形凸起17的内孔。定子铁芯2为盘式电机用定子铁芯。

本发明实施例提供的定子铁芯涂层加工方法，实际操作时步骤为：

1、对散热面25进行磷酸盐表面处理。

2、使用静电除尘枪，1000号以上砂纸，对定子铁芯2的散热面25进行除尘处理。

3、定子铁芯2装入定心块1：

定子铁芯装入定心块，齿面21与第一安装面11重合，第五止口24与第一止口12重合，保证定子铁芯安装位置准确。如图6所示。

4、安装外圈挡片3和内圈挡片4：

1)第六安装面42与第二安装面14重合，第九止口43与第二止口13重合，从而确保第八止口41与第四止口23重合，在后续工序中，第八止口41对第四止口23起保护作用；

2)第四安装面31与第三止口15重合，第五安装面32与第三安装面22重合，从而确保第七止口33与第六止口26重合，在后续工序中，第七止口33对第六止口26起保护作用。如图8所示。

5、散热面25喷涂底漆，厚度20μm～25μm。

6、定子铁芯2+定子铁芯涂层加工模具入脱水干燥炉干燥，温度110℃，时间30min。

7、定子铁芯2+定子铁芯涂层加工模具冷却。

8、散热面25喷镀表面活化剂，提高后续导热溶液形成的导热材料层与底漆的结合力,。

9、用纯水清洗散热面25，清除多余表面活化剂。

10、散热面25喷镀导热溶液，厚度不超过0.5mm。

11、用纯水清洗散热面25，去除导热溶液固化过程中产生的残余反应液。

12、定子铁芯2+定子铁芯涂层加工模具入脱水干燥炉，温度60℃，时间30min。

13、散热面25涂透明清漆(面漆)，厚度15μm～25μm，对导热材料层起保护作用。

14、定子铁芯2+定子铁芯涂层加工模具入脱水干燥炉，温度60℃，直至彻底干燥。

15、从定子铁芯涂层加工模具中取出定子铁芯2，完成导热层制备。

其中：

1)喷镀操作车间恒温恒湿，温度控制在24℃～30℃，湿度控制在50％～60％。

2)操作过程使用的试剂温度控制在25℃～30℃。

3)喷镀过程需在无尘车间内操作，底漆配置后使用300目以上的滤网进行过滤，操作过程需确保漆面的表面清洁度。

4)导热溶液配置后放置24h后方可使用。

5)清洗用纯水须使用电阻率大于10MΩ的超纯水。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种定子铁芯涂层加工方法，其特征在于，包括：

步骤1）对定子铁芯上的散热面进行清洁；

步骤2）将所述定子铁芯放置在定子铁芯涂层加工模具中，所述定子铁芯涂层加工模具包括用于扣合在所述定子铁芯的内圈的一端的内圈挡片、用于包覆所述定子铁芯的外圈壁的外圈挡片和用于扣合在所述定子铁芯的内圈的另一端的定心块，

所述内圈挡片的外圈壁与所述外圈挡片的内圈壁之间露出的所述定子铁芯的表面为用于涂抹导热硅脂的散热面，

所述内圈挡片伸入所述定子铁芯的内圈的部分与所述定心块伸入所述定子铁芯的内圈的部分贴合，

所述外圈挡片的内圈壁与所述定心块的外圈壁贴合；

步骤3）在上述散热面喷镀底漆，厚度20μm ~25μm；

步骤4）将容纳有所述定子铁芯的所述定子铁芯涂层加工模具进行干燥，之后取出冷却；

步骤5）在所述散热面上喷镀表面活化剂，然后清洗所述散热面，清除多余的所述表面活化剂；

步骤6）在所述散热面上喷镀导热溶液，厚度不超过0.5mm，之后清洗所述散热面，去除导热溶液固化过程中产生的残余反应液；

步骤7）将容纳有所述定子铁芯的所述定子铁芯涂层加工模具进行干燥，之后取出冷却；

步骤8）所述散热面涂透明清漆，厚度15μm~25μm；

步骤9）将容纳有所述定子铁芯的所述定子铁芯涂层加工模具进行干燥，直至彻底干燥；

步骤10）从所述定子铁芯涂层加工模具中取出所述定子铁芯，完成导热层制备。

2.根据权利要求1所述的定子铁芯涂层加工方法，其特征在于，所述步骤1）对定子铁芯上的散热面进行清洁，为对所述散热面进行磷酸盐表面处理，然后使用静电除尘枪，1000号以上砂纸，对所述散热面进行除尘处理。

3.根据权利要求1所述的定子铁芯涂层加工方法，其特征在于，所述步骤3）、所述步骤5）和所述步骤6）中，喷镀时，喷镀操作车间恒温恒湿，温度控制在24℃~30℃，湿度控制在50%~60%。

4.根据权利要求3所述的定子铁芯涂层加工方法，其特征在于，所述喷镀操作车间为无尘车间，

所述底漆使用300目以上的滤网进行过滤。

5.根据权利要求1所述的定子铁芯涂层加工方法，其特征在于，操作过程使用的试剂温度控制在25℃~30℃。

6.根据权利要求1所述的定子铁芯涂层加工方法，其特征在于，所述导热溶液配置后放置24h后使用。

7.根据权利要求1所述的定子铁芯涂层加工方法，其特征在于，所述步骤5）和所述步骤6）中，清洗所述散热面采用纯水清洗，所述纯水为电阻率大于10MΩ的超纯水。

8.根据权利要求1所述的定子铁芯涂层加工方法，其特征在于，所述步骤4）中干燥温度为110℃，时间为30min。

9.根据权利要求8所述的定子铁芯涂层加工方法，其特征在于，所述步骤7）和所述步骤9）中干燥温度为60℃，时间为30min。

10.一种定子铁芯，其特征在于，包括设置在所述定子铁芯的散热面上的涂层，所述涂层为由权利要求1-9任意一项所述的定子铁芯涂层加工方法制备的涂层，所述涂层自内至外包括底漆层、导热材料层和透明清漆层。

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