CN112517907A - 一种电磁铁芯的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电磁铁芯的生产工艺，其生产过程包括选材、模具加工、成型压制和热处理，该电磁铁芯的生产工艺流程是利用模具和压机来将铁粉压制成电磁铁芯的毛坯，再经过热处理来激活铁粉颗粒间的绝缘层和释放颗粒间的内应力，从而提高电磁铁芯的性能。该生产工艺可连续稳定生产电磁铁芯，使用该工艺生产的电磁铁芯的电阻率稳定、磁矫顽力小、磁导率大、交流磁损耗小、电感频率数据良好，与传统的机加工相比，该生产工艺具有流程简单、周期短、成本低等优点。
Description
技术领域
本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种电磁铁芯的生产工艺。
背景技术
一般传统的电磁铁芯常见材料有冷轧电机冲片、硅铁、钴铁、镍铁。冷轧电机冲片和硅铁由于其电阻率低、磁芯损耗大，需要考虑电机的散热和冷却系统。硅铁以有较大的饱和磁化强度的特点而出名，但由于钴的价格昂贵，钴铁仅限于在体积小、大输出的电动机和发电机中，由于其高昂的成本而限制了广泛的应用。镍铁材料的特点是磁矫顽力低、磁导率高、磁饱和度低、最大磁通量密度低，因此镍铁通常应用于低损耗的要求的电机中、例如医疗器械、航空航天等。
发明内容
为了解决以上现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种电磁铁芯的生产工艺，该新型电磁铁芯的生产工艺流程是利用模具和压机来将铁粉压制成电磁铁芯的毛坯，再经过热处理来激活铁粉颗粒间的绝缘层和释放颗粒间的内应力，从而提高电磁铁芯的性能。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种电磁铁芯的生产工艺，包括以下步骤：
（1）选材
根据电磁铁芯的使用要求，结合粉末冶金的磁性材料标准确立电磁铁芯的材料种类；
（2）模具加工
根据电磁铁芯的毛坯尺寸规格，结合该粉材在过程中的尺寸变化率，制作加工相应的成型模具；
（3）成型压制
根据电磁铁芯的密度规格，高度尺寸要求，采用对应粉材和相应吨位的压机压制电磁铁芯的成型件；
（4）热处理。
进一步的，所述步骤（1）中电磁铁芯的材料种类为Somaloy 700HR 5P。
进一步的，所述步骤（3）中电磁铁芯采用温模压制，温模的加热温度100℃。
进一步的，所述步骤（4）的热处理温度为从室温依次升至390-410℃、440-460℃、640-650℃，最后降温至200℃以下取出电磁铁芯。
进一步的，从室温升温至390-410℃用时24-29min，然后在390-410℃下用27-30min缓慢升温至440-460℃，再用20-26 min升温至640-650℃，之后快速降温至200℃以下取出电磁铁芯，其中645℃以上持续时间2-4min，600℃以上持续时间15-20min；全程采用氮气保护状态，氮气纯度99.999%。
有益效果：本发明提供了一种电磁铁芯的生产工艺，该生产工艺可连续稳定生产电磁铁芯，使用该工艺生产的电磁铁芯的电阻率稳定、磁矫顽力小、磁导率大、交流磁损耗小、电感频率数据良好，与传统的机加工相比，该生产工艺具有流程简单、周期短、成本低等优点。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，但实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
实施例1
一种电磁铁芯的生产工艺，包括以下步骤：
（1）选材
根据电磁铁芯的使用要求，结合粉末冶金的磁性材料标准确立电磁铁芯的材料种类；电磁铁芯的材料种类为Somaloy 700HR 5P；
（2）模具加工
根据电磁铁芯的毛坯尺寸规格，结合该粉材在过程中的尺寸变化率，制作加工相应的成型模具；
（3）成型压制
根据电磁铁芯的密度规格，高度尺寸要求，采用对应粉材和相应吨位的压机压制电磁铁芯的成型件；所述步骤（3）中电磁铁芯采用温模压制，温模的加热温度100℃；
（4）热处理
热处理温度为从室温依次升至400℃、450℃、650℃，最后降温至200℃以下取出电磁铁芯；
从室温升温至400℃用时27min，然后在400℃下用30 min缓慢升温至450℃，再用20 min升温至650℃，之后快速降温至200℃以下取出电磁铁芯，其中645℃以上持续时间2.5min，600℃以上持续时间17.5min；全程采用氮气保护状态，氮气纯度99.999%。
所制得电磁铁芯的电阻率200μΩm，在B=1T、工作频率在1000Hz，交流磁损耗是95W/kg。
实施例2
一种电磁铁芯的生产工艺，包括以下步骤：
（1）选材
根据电磁铁芯的使用要求，结合粉末冶金的磁性材料标准确立电磁铁芯的材料种类；电磁铁芯的材料种类为Somaloy 700HR 5P；
（2）模具加工
根据电磁铁芯的毛坯尺寸规格，结合该粉材在过程中的尺寸变化率，制作加工相应的成型模具；
（3）成型压制
根据电磁铁芯的密度规格，高度尺寸要求，采用对应粉材和相应吨位的压机压制电磁铁芯的成型件；所述步骤（3）中电磁铁芯采用温模压制，温模的加热温度100℃；
（4）热处理
热处理温度为从室温依次升至390℃、440℃、645℃，最后降温至200℃以下取出电磁铁芯；
从室温升温至390℃用时24min，然后在390℃下用27min缓慢升温至440℃，再用20min升温至645℃，之后快速降温至200℃以下取出电磁铁芯，其中645℃以上持续时间2min，600℃以上持续时间15min；全程采用氮气保护状态，氮气纯度99.999%。
所制得电磁铁芯的电阻率180μΩm，在B=1T、工作频率在1000Hz，交流磁损耗是97W/kg。
实施例3
一种电磁铁芯的生产工艺，包括以下步骤：
（1）选材
根据电磁铁芯的使用要求，结合粉末冶金的磁性材料标准确立电磁铁芯的材料种类；电磁铁芯的材料种类为Somaloy 700HR 5P；
（2）模具加工
根据电磁铁芯的毛坯尺寸规格，结合该粉材在过程中的尺寸变化率，制作加工相应的成型模具；
（3）成型压制
根据电磁铁芯的密度规格，高度尺寸要求，采用对应粉材和相应吨位的压机压制电磁铁芯的成型件；所述步骤（3）中电磁铁芯采用温模压制，温模的加热温度100℃；
（4）热处理
热处理温度为从室温依次升至405℃、445℃、645℃，最后降温至200℃以下取出电磁铁芯；
从室温升温至405℃用时26min，然后在405℃下用28min缓慢升温至445℃，再用24min升温至647℃，之后快速降温至200℃以下取出电磁铁芯，其中645℃以上持续时间3min，600℃以上持续时间17min；全程采用氮气保护状态，氮气纯度99.999%。
所制得电磁铁芯的电阻率190μΩm，在B=1T、工作频率在1000Hz，交流磁损耗是96W/kg。
实施例4
一种电磁铁芯的生产工艺，包括以下步骤：
（1）选材
根据电磁铁芯的使用要求，结合粉末冶金的磁性材料标准确立电磁铁芯的材料种类；电磁铁芯的材料种类为Somaloy 700HR 5P；
（2）模具加工
根据电磁铁芯的毛坯尺寸规格，结合该粉材在过程中的尺寸变化率，制作加工相应的成型模具；
（3）成型压制
根据电磁铁芯的密度规格，高度尺寸要求，采用对应粉材和相应吨位的压机压制电磁铁芯的成型件；所述步骤（3）中电磁铁芯采用温模压制，温模的加热温度100℃；
（4）热处理
热处理温度为从室温依次升至410℃、460℃、650℃，最后降温至200℃以下取出电磁铁芯；
从室温升温至410℃用时29min，然后在410℃下用30 min缓慢升温至460℃，再用26 min升温至650℃，之后快速降温至200℃以下取出电磁铁芯，其中645℃以上持续时间4min，600℃以上持续时间20min；全程采用氮气保护状态，氮气纯度99.999%。
所制得电磁铁芯的电阻率195μΩm，在B=1T、工作频率在1000Hz，交流磁损耗是95W/kg。
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于：热处理温度为从室温依次升至350℃、480℃、680℃，最后降温至200℃以下取出电磁铁芯；
从室温升温至350℃用时27min，然后在350℃下用30 min缓慢升温至480℃，再用20 min升温至680℃，之后快速降温至200℃以下取出电磁铁芯，其中660℃以上持续时间2.5min，630℃以上持续时间17.5min；全程采用氮气保护状态，氮气纯度99.999%。
所制得电磁铁芯的电阻率为67μΩm，在B=1T、工作频率在1000Hz，交流磁损耗是128 W/kg。
综上所述，在本发明所述生产工艺条件下制备的电磁铁芯电阻率变大、交流磁损耗大幅减小，电磁铁芯具有较好的性能。
Claims (5)
1. 一种电磁铁芯的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）选材
根据电磁铁芯的使用要求，结合粉末冶金的磁性材料标准确立电磁铁芯的材料种类；
（2）模具加工
根据电磁铁芯的毛坯尺寸规格，结合该粉材在过程中的尺寸变化率，制作加工相应的成型模具；
（3）成型压制
根据电磁铁芯的密度规格，高度尺寸要求，采用对应粉材和相应吨位的压机压制电磁铁芯的成型件；
（4）热处理。
2. 根据权利要求1所述的一种电磁铁芯的生产工艺，其特征在于，所述步骤（1）中电磁铁芯的材料种类为Somaloy 700HR 5P。
3.根据权利要求1所述的一种电磁铁芯的生产工艺，其特征在于，所述步骤（3）中电磁铁芯采用温模压制，温模的加热温度100℃。
4.根据权利要求1所述的一种电磁铁芯的生产工艺，其特征在于，所述步骤（4）的热处理温度为从室温依次升至390-410℃、440-460℃、640-650℃，最后降温至200℃以下取出电磁铁芯。
5. 根据权利要求4所述的一种电磁铁芯的生产工艺，其特征在于，从室温升温至390-410℃用时24-29min，然后在390-410℃下用27-30 min缓慢升温至440-460℃，再用20-26min升温至640-650℃，之后快速降温至200℃以下取出电磁铁芯，其中645℃以上持续时间2-4min，600℃以上持续时间15-20min；全程采用氮气保护状态，氮气纯度99.999%。
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