CN112117116B - 铁基或镍基环形磁芯的制造方法 - Google Patents

铁基或镍基环形磁芯的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铁基或镍基环形磁芯的制造方法，包括以下步骤：S1，制作待切的环形磁芯本体，所述环形磁芯本体预留有用于切割的损耗宽度；S2，采用内框模具将环形磁芯本体内部固定，采用外框模具将环形磁芯本体外部固定；S3，将固定后的环形磁芯本体依次通过热处理、胶水浸泡、烘烤、切割和抛光，制成环形磁芯的成品。能够精确的控制环形磁芯本体的尺寸，满足下游工艺要求。本发明应用于环形磁芯技术领域。

Description

铁基或镍基环形磁芯的制造方法
技术领域
本发明涉及环形磁芯技术领域，具体涉及一种铁基或镍基环形磁芯的制造方法。
背景技术
铁基纳米晶开合式环形磁芯是用于开合式感应取电磁装置。由于铁基纳米晶开合式环形磁芯具有优异的磁导率、高的Bs值、高精度等特性，近年来，铁基纳米晶开合式环形磁芯广泛应用在高压架空输电线、电缆、环网柜等领域输配电领域的传输线上。因电缆传输线的工作电压高达10kV-1150kV，电流从几十安培-上千安培。用铁基纳米晶开合式环形磁芯取电，操作人员安全系数高、方便快速安装与使用、也便于拆卸、再次维护和安装。
铁基纳米晶开合式环形磁芯对半切割，是采用绿碳硅砂轮切割。如图1至图2所示，切割的砂轮片厚度0.8mm，致使铁基纳米晶开合式环形磁芯在切割后，切割缝隙损失0.8mm以上。再加上铁基纳米晶开合式环形磁芯切割面打磨、去毛刺、抛光等工艺，铁基纳米晶开合式环形磁芯的切割缝隙损耗值达到了1.0mm。而在实际使用中，客户端产品配套零件的模具是有公差精度要求的，部分客户端要求铁基纳米晶开合式环形磁芯切割后的误差在±0.3mm，致使现有技术中的铁基纳米晶开合式环形磁芯无法满足要求。
发明内容
(一)要解决的技术问题
一种铁基或镍基环形磁芯的制造方法，通过将待切的环形磁芯本体预留损耗宽度，通过外框模具和内框模具的固定，能够精确的控制环形磁芯本体的尺寸，满足下游工艺要求。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供了一种铁基或镍基环形磁芯的制造方法，包括以下步骤：
S1，制作待切的环形磁芯本体，所述环形磁芯本体预留有用于切割的损耗宽度；
S2，采用内框模具将环形磁芯本体内部固定，采用外框模具将环形磁芯本体外部固定；
S3，将固定后的环形磁芯本体依次通过热处理、胶水浸泡、烘烤、切割和抛光，制成环形磁芯的成品。
进一步改进的，所述外框模具包括两根定位梁和至少两根连接梁，两定位梁的两端分别通过连接梁可拆卸相连形成框架结构，两定位梁的顶部分别设有定位槽，两定位梁上的定位槽相对且位于同一直线上；
所述内框模具包括交叉设置的第一定位板和第二定位板，所述第一定位板上部的两端设有定位部，所述第一定位板上部的两端分别通过定位部卡设在两定位槽中，所述第一定位板下部设在两定位梁之间，所述第二定位板设在两连接梁之间；
所述定位槽的宽度为a，两连接梁之间的间距为(a+b)，所述第二定位板的长度为(a+c)，其中，所述a为铁基或镍基环形磁芯切割的损耗宽度，所述b为切割后铁基或镍基环形磁芯的外端宽度，所述c为切割后铁基或镍基环形磁芯的内端宽度。
进一步改进的，所述连接梁的数量为两块，两定位梁和两连接梁可拆卸相连形成方形框架结构；
两定位梁的长度相等，所述定位槽位于定位梁的中心；
所述第一定位板下部和第二定位板下部分别设有卡扣槽，所述第一定位板下部和第二定位板下部通过两卡扣槽交叉设置；
两卡扣槽分别位于第一定位板下部和第二定位板下部的中心。
进一步改进的，所述定位梁、连接梁、第一定位板和第二定位板均为金属材质制成。
进一步改进的，所述连接梁和定位梁之间通过背头螺杆可拆卸相连
进一步改进的，所述a为0.8mm～1.3mm；所述定位槽的深度为3mm～5mm，所述定位部的高度和定位槽的深度相等，所述第一定位板下部的高度和第二定位板的高度相等。
进一步改进的，步骤S3中，通过在540℃～560℃的温度环境下对环形磁芯本体进行热处理，热处理时间为3h～5h。
进一步改进的，步骤S3中，在真空-0.1MPa的容器内，采用环氧树脂胶对环形磁芯本体进行胶水浸泡，浸泡时间为25min～45min。
进一步改进的，步骤S3中，胶水浸泡后，在150℃～170℃的温度环境下对环形磁芯本体烘烤3h～6h。
进一步改进的，步骤S3中，烘干后，对预留有损耗宽度的方向对环形磁芯本体进行切割。
(三)有益效果
本发明铁基或镍基环形磁芯的制造方法，通过将待切的环形磁芯本体预留损耗宽度，使环形磁芯本体切割后，环形磁芯本体的内端宽度和外端宽度刚好能够符合目标尺寸要求，其误差在理想的范围内，制成环形磁芯的成品精度较高。通过采用内框模具将环形磁芯本体内部固定，采用外框模具将环形磁芯本体外部固定，能够对环形磁芯本体进行固定防止其在浸泡、烘烤时发生变形。能够精确的控制环形磁芯本体的尺寸，满足下游工艺要求。
附图说明
图1为现有技术中一铁基纳米晶开合式环形磁芯切割后损耗宽度的示意图；
图2为现有技术中一铁基纳米晶开合式环形磁芯切割后损耗宽度的尺寸图；
图3为本发明一实施例中外框模具的三视图；
图4为本发明一实施例中第一定位板的二视图；
图5为本发明一实施例中第二定位板的二视图；
图6为本发明一实施例外框模具和内框模具固定环形磁芯的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参照图3至图6，一种铁基或镍基环形磁芯的制造方法，包括以下步骤：
S1，制作待切的环形磁芯本体，所述环形磁芯本体预留有用于切割的损耗宽度；
S2，采用内框模具将环形磁芯本体内部固定，采用外框模具将环形磁芯本体外部固定；
S3，将固定后的环形磁芯本体依次通过热处理、胶水浸泡、烘烤、切割和抛光，制成环形磁芯的成品。
本实施例铁基或镍基环形磁芯的制造方法，通过将待切的环形磁芯本体预留损耗宽度，使环形磁芯本体8切割后，环形磁芯本体8的内端宽度和外端宽度刚好能够符合目标尺寸要求，其误差在理想的范围内，制成环形磁芯的成品精度较高。通过采用内框模具将环形磁芯本体8内部固定，采用外框模具将环形磁芯本体8外部固定，能够对环形磁芯本体8进行固定防止其在浸泡、烘烤时发生变形。能够精确的控制环形磁芯本体8的尺寸，满足下游工艺要求。
优选的，环形磁芯本体8和外框模具、内框模具之间分别涂有脱模剂。在将环形磁芯本体和内框模具、外框模具脱离时，脱模剂可以便于环形磁芯本体8脱模。
进一步地，在一实施例中，所述外框模具包括两根定位梁1和至少两根连接梁2，两定位梁1的两端分别通过连接梁2可拆卸相连形成框架结构，两定位梁1的顶部分别设有定位槽3，两定位梁1上的定位槽3相对且位于同一直线上；
所述内框模具包括交叉设置的第一定位板4和第二定位板5，所述第一定位板4上部的两端设有定位部41，所述第一定位板4上部的两端分别通过定位部41卡设在两定位槽3中，所述第一定位板4下部设在两定位梁1之间，所述第二定位板5设在两连接梁2之间；
所述定位槽3的宽度为a，两连接梁2之间的间距为(a+b)，所述第二定位板5的长度为(a+c)，其中，所述a为铁基或镍基环形磁芯切割的损耗宽度，所述b为切割后铁基或镍基环形磁芯的外端宽度，所述c为切割后铁基或镍基环形磁芯的内端宽度。
本实施例用于铁基或镍基环形磁芯制造的定型模具对待切的环形磁芯本体8进行固定。在本实施例中，将环形磁芯本体8待切割面的法向自定义为环形磁芯本体8的宽度方向。具体的固定方法为：
将定位梁1和连接梁2组成的框架结构拆掉至少一根连接梁2，使环形磁芯本体8能够从拆开的开口处放入框架结构内。环形磁芯本体8被放入后，将第二定位板5在环形磁芯本体8的内端，且第二定位板5沿环形磁芯本体8的宽度方向设置。将第一定位板4下部抵住环形磁芯本体8内端的另一方向，第一定位板4上部两端的定位部41卡在两定位槽3中，能够对第一定位板4和第二定位板5进行固定。通过第一定位板4下部和第二定位板5对环形磁芯本体8内端的固定，可以防止环形磁芯本体8内端在胶水浸泡、烘烤时变形而造成后续切割出现较大误差。最后将拆开的连接梁2连接在对应的位置处，使框架结构封闭，从而使外框模具能够对环形磁芯本体8外端形成固定，防止环形磁芯本体8外端在胶水浸泡、烘烤时变形而造成后续切割出现较大误差。
另一方面，由于外框模具和内框模具在对待切割的环形磁芯本体8固定时预留了损耗宽度，本实施例的环形磁芯本体8切割后，环形磁芯本体8的内端宽度和外端宽度刚好能够符合目标尺寸要求，其误差在理想的范围内，制成环形磁芯的成品精度较高。
本实施例通过采用内框模具将环形磁芯本体内部固定，采用外框模具将环形磁芯本体外部固定，能够对环形磁芯本体8进行固定防止其在浸泡、烘烤时发生变形。且通过预留的损耗宽度，能够精确的控制环形磁芯本体8的尺寸，满足下游工艺要求。
本实施例环形磁芯本体8包括铁基纳米晶环形磁芯、铁基非晶环形磁芯和镍基环形磁芯。镍基即为镍铁合金，镍基主要成份是镍，铁基主要成分是铁。其中，环形包括圆环形、方形环形和椭圆环形等。进一步地，在一实施例中，所述连接梁2的数量为两块，两定位梁1和两连接梁2可拆卸相连形成方形框架结构，最后制造出的环形磁芯的成品为圆环形或椭圆形。
进一步地，在一实施例中，当制造的环形磁芯本体8为圆环形时，两定位梁1的长度相等，所述定位槽3位于定位梁1的中心。具体的，两定位梁1之间的间距为b，第一定位板4下部的长度为c。这样经过切割后，制造出环形磁芯的成品为圆环形，圆度较高，保证了精度。进一步优选的，两卡扣槽6分别位于第一定位板4下部和第二定位板5下部的中心。
进一步地，在一实施例中，所述卡扣槽6的深度为3mm～5mm，具体的，卡扣槽6的深度为4mm，其中，所述a为0.8mm～1.3mm，优选的，a为1mm，b为25mm，c为35mm。
进一步地，在一实施例中，所述第一定位板4下部和第二定位板5下部分别设有卡扣槽6，所述第一定位板4下部和第二定位板5下部通过两卡扣槽6交叉设置，第一定位板4和第二定位板5相连，拆装方便。
进一步地，在一实施例中，所述定位梁1、连接梁2、第一定位板4和第二定位板5均为金属材质制成。烘烤时，定位梁1、连接梁2、第一定位板4和第二定位板5能够耐高温，不易发生变形，便于保证环形磁芯的成品精度。
进一步地，在一实施例中，所述连接梁2和定位梁1之间通过背头螺杆7可拆卸相连，成本低廉，拆装方便，连接牢固。
进一步地，在一实施例中，所述定位槽3的深度为3mm～5mm，所述定位部41的高度和定位槽3的深度相等，所述第一定位板4下部的高度和第二定位板5的高度相等，在实际的生产过程中，第一定位板4下部的高度和第二定位板5的高度可以不相等，但不相等可能不便于收纳，加工不太方便。相等时，能够便于收纳，加工方便。
进一步地，在一实施例中，步骤S3中，通过在540℃～570℃的温度环境下对环形磁芯本体进行热处理以提高环形磁芯本体的磁特性，热处理时间为3h～5h，h为小时单位的简称。优选的，通过在560℃的温度环境下对环形磁芯本体进行热处理，热处理时间为5h。通过热处理可以提高环形磁芯本体的磁特性。
进一步地，在一实施例中，步骤S3中，在真空-0.1MPa的容器内，采用环氧树脂胶对环形磁芯本体进行胶水浸泡，浸泡时间为25min～45min，min是分钟单位的简称。优选的，浸泡时间为30min。通过胶水浸泡可以使环形磁芯本体8，通过烘烤使胶水浸泡后的环形磁芯本体硬化，利于切割。
进一步地，在一实施例中，步骤S3中，胶水浸泡后，在150℃～170℃的温度环境下对环形磁芯本体8烘烤3h～6h。优选的，胶水浸泡后，在160℃的温度环境下对环形磁芯本体8烘烤5h。通过烘烤可以进一步提高环形磁芯本体8的硬度，利于切割。
进一步地，在一实施例中，步骤S3中，烘干后，对预留有损耗宽度的方向对环形磁芯本体进行切割，切割的损耗宽度刚和预留的损耗宽度相吻合，切割后，使制成环形磁芯的成品具有极高的精度，能够满足客户要求。
当然，本实施例铁基或镍基环形磁芯的制造方法也可以用于非环形磁芯的制造，其具体方法为：在固定时，仅将外框模具固定非环形磁芯本体的外部，且同时预留损耗宽度。但在实际生产过程中，环形磁芯的尺寸控制远比非环形磁芯的尺寸要难控制的多，因此，本实施例铁基或镍基环形磁芯的制造方法在对于环形磁芯的制造应用上具有非常重要的意义。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种铁基或镍基环形磁芯的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，制作待切的环形磁芯本体，所述环形磁芯本体预留有用于切割的损耗宽度；
S2，采用内框模具将环形磁芯本体内部固定，采用外框模具将环形磁芯本体外部固定；
S3，将固定后的环形磁芯本体依次通过热处理、胶水浸泡、烘烤、切割和抛光，制成环形磁芯的成品。
其中，所述外框模具包括两根定位梁和至少两根连接梁，两定位梁的两端分别通过连接梁可拆卸相连形成框架结构，两定位梁的顶部分别设有定位槽，两定位梁上的定位槽相对且位于同一直线上；
所述内框模具包括交叉设置的第一定位板和第二定位板，所述第一定位板上部的两端设有定位部，所述第一定位板上部的两端分别通过定位部卡设在两定位槽中，所述第一定位板下部设在两定位梁之间，所述第二定位板设在两连接梁之间；
所述定位槽的宽度为a，两连接梁之间的间距为(a+b)，所述第二定位板的长度为(a+c)，其中，所述a为铁基或镍基环形磁芯切割的损耗宽度，所述b为切割后铁基或镍基环形磁芯的外端宽度，所述c为切割后铁基或镍基环形磁芯的内端宽度。
2.根据权利要求1所述的铁基或镍基环形磁芯的制造方法，其特征在于，所述连接梁的数量为两块，两定位梁和两连接梁可拆卸相连形成方形框架结构；
两定位梁的长度相等，所述定位槽位于定位梁的中心；
所述第一定位板下部和第二定位板下部分别设有卡扣槽，所述第一定位板下部和第二定位板下部通过两卡扣槽交叉设置；
两卡扣槽分别位于第一定位板下部和第二定位板下部的中心。
3.根据权利要求1所述的铁基或镍基环形磁芯的制造方法，其特征在于，所述定位梁、连接梁、第一定位板和第二定位板均为金属材质制成。
4.根据权利要求1所述的铁基或镍基环形磁芯的制造方法，其特征在于，所述连接梁和定位梁之间通过背头螺杆可拆卸相连。
5.根据权利要求1所述的铁基或镍基环形磁芯的制造方法，其特征在于，所述a为0.8mm～1.3mm；所述定位槽的深度为3mm～5mm，所述定位部的高度和定位槽的深度相等，所述第一定位板下部的高度和第二定位板的高度相等。
6.根据权利要求1至5任一项所述的铁基或镍基环形磁芯的制造方法，其特征在于，步骤S3中，通过在540℃～560℃的温度环境下对环形磁芯本体进行热处理，热处理时间为3h～5h。
7.根据权利要求1至5任一项所述的铁基或镍基环形磁芯的制造方法，其特征在于，步骤S3中，在真空-0.1MPa的容器内，采用环氧树脂胶对环形磁芯本体进行胶水浸泡，浸泡时间为25min～45min。
8.根据权利要求1至5任一项所述的铁基或镍基环形磁芯的制造方法，其特征在于，步骤S3中，胶水浸泡后，在150℃～170℃的温度环境下对环形磁芯本体烘烤3h～6h。
9.根据权利要求1至5任一项所述的铁基或镍基环形磁芯的制造方法，其特征在于，步骤S3中，烘干后，对预留有损耗宽度的方向对环形磁芯本体进行切割。
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