CN1630579A - 层压复合材料金属板、层压复合材料芯及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供层压复合材料金属板及其铁芯，其中多个具有不同材质的金属板容易稳定地连接起来，具有许多应用所需的特征，可获得低生产成本；本发明还提供了它们的制备方法，即通过层压多个具有不同材质的金属板连接起来的层压复合金属板借由以下材料体填隙连接：层压复合材料金属板的第一材料体，它在中间部分有凹口，以及沿凹口纵向切下第一材料体两端而形成的填隙突起；层压复合材料金属板的第二材料体，它形成有为插入填隙突起用的封堵孔；填隙位置在所述第一材料体的填隙突起处和第二材料体的填隙孔处。

Description

层压复合材料金属板、层压复合材料芯及其制备方法

发明领域

本发明涉及层压复合材料金属板和层压复合材料芯及其制备方法，层压金属板和层压芯是通过层压、连接多个具有不同材质的金属板形成的。

发明背景

在制造马达中装配的铁芯或转子变压器时，人们总是希望它们具有良好的磁性，如高导磁率或小吸着力，并且铁损小。

因此，为避免作为产生铁损和反向磁力的主因的涡流产生焦耳热，以截断涡流为目标，人们考虑减少磁性良好的电磁钢板的厚度，并层压多片薄钢板，来制造铁芯或转子变压器。

在上述生产中，如果存在一种金属材料，它具有优良的磁导率、铁损、可加工性、强度特征或抗腐蚀性，那么这样的金属将非常有用，但实际上不存在各个方面的特征都优异的金属板。

例如，非晶态材料具有非常好的磁性，如高磁导率或低铁损，但其可加工性差，难以加工。

电磁钢板的磁性不如非晶态材料，但它的可加工性比非晶态材料好。

低碳钢板的磁性不如电磁钢板，但其可加工性更好，价格低廉，因而利于降低成本。

电磁软钢板的铁损不及电磁钢板，但可加工性较优。

如上所述，各种金属板具有各自的优势，但也有自己的缺点。

包层钢板是将多种金属板合并且层压在一起形成的金属材料。

包层钢板的生产方法是，例如，将不锈钢连接到超低碳钢中间层的上表面和下表面上，或者将透磁合金连接到不锈钢中间层的下层和上层上。包层钢板具有许多优点。

作为将层压金属板连接而不是上述包层钢板制备成型体的方法，可以采用这样一些措施：压花工艺、用粘结剂粘合或临时用铆钉固定，所述压花工艺可在金属板中形成点状凹坑和点状突起，并将凹坑和突起配合。

可是，在制造马达的层压铁芯时，如果金属板厚度薄，对铁芯片进行冲压的方法虽有利于形成具有所需层压厚度的层压芯，但生产效率降低了。

那么，为提高冲压生产率，有人提出穿透层压薄金属板进行冲压，但是，由于非晶态板的可加工性差，如果穿透层压薄板冲压，则容易引起裂缝或断裂。

另一方面，生产复合钢需要高温加热，为连接多种金属需要进行熔融结合处理，生产中就要消耗相当多的能量和劳力，因而提高了成本。

此外，在压花工艺中，要连接的金属板的凹坑和突起部分的填隙强度比较弱，在加工或转移过程中可能发生脱落。

如果用粘结剂进行粘合，则粘合部位可能会因要连接的金属板间残留空气的膨胀、粘着在粘结面上的杂质或粘结力弱而成片剥落，而且粘合方法的成本也高。

用铆钉连接的方法存在的问题是，铆钉的一部分突起在金属板连接面的背面，如果突起部位接触另一个金属板，该金属板上会产生刮痕。

针对上述实际情况，本发明相应的目标是提供一种层压复合材料金属板、层压复合材料的铁芯和它们的制备方法，其中多个具有不同材质的金属板容易稳定地连接起来，在许多应用中具有优势。

发明概述

层压复合材料金属板、层压复合材料芯和可解决上述问题的制备方法的主要内容分述于以下(1)-(14)项：

(1)层压复合材料金属板它通过层压多个具有不同材质的金属板而连接在一起，其特征在于对以下两个材料体填隙：

层压复合材料金属板的第一材料体，它在中间部分有凹口，以及沿凹口纵向切下第一材料体两端而形成的填隙突起，

层压复合材料金属板的第二材料体，形成有为插入填隙突起用的填隙孔，

填隙位置在所述层压复合材料金属板的第一材料体的填隙突起处，和层压复合材料金属板的第二材料体的填隙孔处。

(2)层压复合材料金属板，它通过层压多个具有不同材质的金属板连接起来，其特征在于对以下两个材料体填隙连接：

复合材料金属板的第一材料体，形成所述材料体时，将金属板夹在比所述金属板更容易加工的上下面的金属板之间层压，形成时在其中间部分有带凹口的填隙突起，其形成是沿着凹口纵向切下两端，

层压复合材料金属板的第二材料体，形成所述材料体时，将比上下侧面金属板中至少一块金属板更难加工的金属板进行层压，形成有插入填隙突起用的的填隙孔，

填隙位置在所述层压复合材料金属板的第一材料体的填隙突起处，和层压复合材料金属板的第二材料体的填隙孔处。

(3)层压复合材料金属板的特征在于，填隙突起是沿着凹口的纵向切下两端形成的。

(4)层压复合材料金属板的特征在于，填隙突起是在凹口纵向沿超出两端的各排切下形成的。

(5)层压复合材料金属板的特征在于，难加工的金属板是非晶态板，上下面的金属板是电磁钢板、低碳钢板、电磁软铁板、Fe-Ni合金板或铜板。

(6)层压复合材料的铁芯的形成是，对层压复合材料的铁芯片进行层压，直到通过封堵部分形成所需厚度，所述铁芯片是从层压复合材料板冲压形成的，层压复合材料板由难加工的高磁性材料层压而成，其加工性不及上下面的板材料，所述填隙部分在其中心有凹孔，通过沿凹孔纵向切下两边而形成。

(7)层压复合材料的铁芯的特征在于，填隙部分有承接孔、填隙突起和填隙凹口，所述承接孔在最底层层压复合材料的铁芯片中形成，所述填隙突起和凹口在层压于所述最底层铁芯片上的层压复合材料的铁芯片中形成，是通过沿凹孔纵向切下两边形成的，所述凹孔在与所述承接孔相应的、要封堵的预定部分的中间位置形成。

(8)层压复合材料的铁芯的特征在于，直到预定部分边缘堵塞后，才形成凹孔。

(9)层压复合材料的铁芯的特征在于，凹孔的形成方法是留出所需长度的端部，直到预定部分的两个边缘被堵塞。

(10)层压复合材料的铁芯的特征在于，难加工的高磁性材料是非晶态板。

(11)层压复合材料的铁芯的特征在于，金属板是电磁钢板、低碳钢板、电磁软铁板、Fe-Ni合金板或铜板。

(12)制备层压复合材料金属板的方法，它包括层压并连接多个不同材质的金属板，其特征在于它包括：

在层压复合材料金属板的第一材料体上层压复合材料层压金属板的第二材料体的过程，其中第一材料体形成有与填隙突起相配合的填隙孔，第二材料体形成有在对应于填隙孔的位置上的中间部分里的凹孔，

用填隙冲头从第二块金属板体上部向下压的过程，由此沿凹孔纵向切下两个端边，从而形成与填隙孔相配合的突起。

(13)制备层压复合材料金属板的方法，其特征在于第一、二块金属板将难加工的上下金属板中的至少一块夹在不同材质的金属板之间。

(14)制备层压复合材料金属板的方法，其特征在于填隙冲头的推压过程沿凹孔纵向成排进行，并超出两端。

根据上述结构(1)，当连接多个不同材质的层压金属板时，本结构通过填隙连接

层压复合材料金属板的第一材料体，它在中间部分有凹口，以及沿凹口纵向切下第一材料体两端而形成的填隙突起，

层压复合材料金属板的第二材料体，形成有为插入填隙突起用的填隙孔，

填隙位置在所述层压复合材料金属板的第一材料体的填隙突起处，和层压复合材料金属板的第二材料体的填隙孔处，

这样多个不同材质的金属板就易于稳定地实现连接。

根据上述结构(2)，当连接多个不同材质的层压金属板时，本结构通过填隙连接

复合材料金属板的第一材料体，形成所述材料体时，将金属板夹在比所述金属板更容易加工的上下面的金属板之间层压，形成时在其中间部分有带凹口的填隙突起，其形成是沿着凹口纵向切下两端，

层压复合材料金属板的第二材料体，形成所述材料体时，将比上下侧面金属板中至少一块金属板更难加工的金属板进行层压，形成有插入填隙突起用的填隙孔，

填隙位置在所述层压复合材料金属板的第一材料体的填隙突起处，和层压复合材料金属板的第二材料体的填隙孔处，

因此，尽管形成凹孔或填隙孔的过程在难加工的金属底板上难以实施，但此过程可放心、便利地用于此结构。

根据上述结构(3)，填隙突起在凹孔纵向沿两端切下，因而填隙突起可深切下去，获得填隙用的长配件，而切下的部分不大会减少板厚和板宽，这样层压复合材料金属板中的连接可做得很牢固。

根据上述结构(4)，填隙突起在凹孔纵向沿超出两端部分切下，因而填隙突起可深切下去，获得填隙的长配件，同时，切下的填隙突起在底部左右两边都有连接部，这样层压复合材料金属板中的连接可以做得更牢固。

根据上述结构(5)，难加工的金属板是非晶态板，上下面的金属板是电磁钢板、低碳钢板、电磁软铁板、Fe-Ni合金板或铜板，因此，所得层压复合材料金属板具有非晶态板的特点以及分别与非晶态板的可加工性相联系并由其补充的金属板的特点。

根据上述结构(6)，对层压复合材料的铁芯片进行层压，直到通过封堵部分形成的所需厚度，所述铁芯片是从层压复合材料板冲压形成的，层压复合材料板由难加工的高磁性材料层压而成，其加工性不及上下面的板材料，所述填隙部分在其中心有凹孔，通过沿凹孔纵向切下两边而形成，因此有可能形成具有高填隙强度和层压形状的芯子。

此外，铁芯片的形成方法是冲压层压复合材料板，这种板通过夹持难加工的高磁性材料形成，其可加工性不及上下面的板材料，因此，填隙部的冲压和形成很容易进行，即便高磁性材料的可加工性很差，各块板材和难加工的高磁性材料厚度薄，由此可形成填隙承接部，保持填隙强度。

根据上述结构(7)，填隙部分有承接孔、填隙突起和填隙凹口，所述承接孔在最底层层压复合材料的铁芯片中形成，所述填隙突起和凹口在层压于所述最底层铁芯片上的层压复合材料的铁芯片中形成，是通过沿凹孔纵向切下两边形成的，所述凹孔在与所述承接孔相应的、要封堵的预定部分的中间位置形成，因此，长填隙承接部可在填隙突起和填隙孔中形成。

根据上述结构(8)，凹孔直到预定部分边缘堵塞后才形成，因此，填隙突起不会减少板厚和板宽，而是保持开始切下的时候的样子，还能形成更稳定的填隙承接部，维持填隙强度。

根据上述结构(9)，凹孔的形成方法是留出所需长度的端部，直到预定部分的两个边缘被堵塞，填隙突起被深切出来；通过沿凹孔纵向超出两端部分切下，可拉长填隙配件；同时，切下的填隙突起在底部左右两边都有连接部，这样层压复合材料金属板中的连接可以做得更牢固。

根据上述结构(10)，难加工的高磁性材料的特征在于，所述高磁性材料是非晶态板。有可能获得最佳特性，使非晶态板所具有的高磁导率或低铁损等磁学特性非常好，但磁导率差，加工困难。

根据上述结构(11)，板材料是电磁钢板、低碳钢板、电磁软铁板、Fe-Ni合金板或铜板，有可能获得各金属板的最佳特性。

根据上述结构(12)，制备层压复合材料金属板的方法包括层压并连接多个不同材质的金属板，它包括：

在层压复合材料金属板的第一材料体上层压复合材料层压金属板的第二材料体的过程，其中第一材料体形成有与填隙突起相配合的填隙孔，第二材料体形成有在对应于填隙孔的位置上的中间部分里的凹孔，

用填隙冲头从第二块金属板体上部向下压的过程，由此沿凹孔纵向切下两个端边，从而形成与填隙孔相配合的突起，

因此，凹孔事先在预定填隙部的中间位置形成，然后进行填隙操作，这样可在填隙突起和填隙孔中形成长填隙承接部。

根据上述结构(13)，第一、二块金属板将难加工的上下金属板中的至少一块夹在不同材质的金属板之间，这样，尽管形成凹孔或填隙孔的过程在难加工的金属底板上难以实施，但此过程可放心、便利地用于此结构。

根据上述结构(14)，填隙冲头的推压过程沿凹孔纵向成排进行，并超出两端，因此，填隙突起在凹孔纵向沿超出两端部分切下，因而填隙突起可深切下去，获得填隙的长配件，同时，切下的填隙突起在底部左右两边都有连接部，这样层压复合材料金属板中的连接可以做得更牢固。

附图简介

图1是本发明第一种实施方式中层压复合材料金属板的透视图。

图2截面图显示了按本发明第一种实施方式在层压复合材料金属板下层中进行冲压形成填隙孔的过程。

图3是形成填隙孔后的顶视图。

图4是沿图3中B-B线的截面图。

图5截面图显示了按本发明第一种实施方式在层压复合材料金属板上层中进行冲压形成填隙孔的过程。

图6是形成填隙孔后的顶视图。

图7是沿图6中B-B线的放大截面图。

图8是形成了具有填隙孔的填隙切下部之后的俯视图。

图9是沿图8中D-D线的放大截面图。

图10是本发明第二种实施方式中层压复合材料金属板的透视图。

图11截面图显示了按本发明第二种实施方式在层压复合材料金属板下层中进行冲压形成填隙孔的过程。

图12是形成填隙孔后的顶视图。

图13是沿图12中B-B线的截面图。

图14截面图显示了按本发明第二种实施方式在层压复合材料金属板上层中进行冲压形成填隙孔的过程。

图15是形成填隙孔后的顶视图。

图16是沿图15中B-B线的放大截面图。

图17是形成具有填隙孔的填隙切下部之后的俯视图。

图18是沿图17中D-D线的放大截面图。

图19是本发明第三种实施方式中层压复合材料的转子铁芯的透视图。

图20解释了制备图19所示转子芯的压制过程。

图21显示了接合孔的形成，铁芯片是在制备图19所示层压复合材料的转子铁芯的压制过程中开始层压的。

图22显示了转子铁芯填隙凹孔的形成。

图23解释了转子铁芯通过填隙冲压进行的填隙情况。

图24是在填隙部预定位置中要形成的凹孔的俯视图。

图25解释了对本发明层压复合材料的铁芯进行的另一种填隙情况。

图26是在填隙部的预定位置形成的凹孔的俯视图。

图27是在填隙部的预定位置要形成的凹孔的第一个修改例的示意图。

图28是在填隙部的预定位置要形成的凹孔的第二个修改例的示意图。

图29是在填隙部的预定位置要形成的凹孔的第三个修改例的示意图。

图30解释了在制备修改例中的层压复合材料铁芯的压制过程中通过填隙冲压进行的填隙情况。

图1-18中，所标的数字1代表层压复合材料的金属板，数字21、22代表电磁钢板(上金属板材料)，22、22是电磁钢板(下金属板材料)，23、22是电磁钢板(金属板材料)，31、231是非晶态板(难加工的金属板材料)，32、232是非晶态板(金属板材料)，1A、21A是层压复合材料金属板的上层部分(层压复合材料的一面金属板体)，1B、21B是层压复合材料金属板的下层部分(另一面金属板体)。

此外，khi0(kh10、kh20、kh30、kh40)是端部(各排两个端边，各排沿凹口纵向的两端)，kh2i(kh210、kh220、kh230、kh240)是沿凹口纵向超出两端的部分(各排两个端边，沿凹口纵向超出两端的各排)，khi(kh1、kh2、kh3、kh4)和kh2i(kh21、kh22、kh23、kh24)是凹口，kmi(km1、km2、km3、km4)和km2i(km21、km22、km23、km24)是填隙孔，koi(ko1、ko2、ko3、ko4)和ko2i(ko21、ko22、ko23、ko24)是填隙切下部，lh2是凹孔长度，lh22是凹口长度。

在图19-30中，所标的数字110代表层压复合材料铁芯，数字111-114代表非晶态铁芯片，115-122是电磁钢板铁芯片，123是第一步层压复合材料的铁芯片，124是第二步层压复合材料的铁芯片，125是第三步层压复合材料的铁芯片，126是第四步层压复合材料的铁芯片，127是内侧填隙部(填隙部)，128是外侧填隙部(填隙部)。

129是铁芯片的毛坯部分(层压复合材料板)，130和131是电磁钢板(板材料)，132是非晶态材料(难加工的高磁性材料)，133是导孔，134是槽孔，135是接合孔，136是接合孔，137是模子，138是冲头，139是塞子，139a是台。

140和141是凹孔，142是冲头，143是凹孔部的预定部分，144是开凹孔的冲头，150是层压复合材料的铁芯，151是开凹孔的冲头，152和154是非晶态铁芯片，155-160是电磁钢板的铁芯片，161-163是第二-四步中层压复合材料的铁芯片，164是凹孔部的预定部分，165是凹孔，166-168是凹孔，169是开凹孔的冲头。

本发明最佳实施方式

在下面的描述中，将结合附图和实施方式阐释本发明。

如图1所示，作为本发明的第一种实施方式，层压复合材料金属板1的制备方法是交替层压电磁钢板(上金属板)21，(下金属板)22、23，和难加工非晶态板(难加工金属板)31、32，并在填隙部k1、k2、k3、k4对这些板填隙进行连接。

除了优异的磁导率和吸着力外，非晶态板31、32具有诸如非常高的电阻和非常小的电流损失，即很小的铁损等特征，但硬度极高，很难加工。

非晶态板31、32具有超薄厚度，例如约为0.02-0.06mm。

电磁钢板21、22、23比非晶态板31、32具有更好的可加工性，也具有所需的磁学特性，尽管不及非晶态板31、32。

举例来说，板厚约为0.15-0.20mm，小于现有电磁钢板。

具有上述结构的层压复合材料金属板1通过如下方法制备。

下面将以层压复合材料金属板1中填隙部k1和封堵连接的形成为例。

如图2所示，压模装置的冲头相对于层压复合材料金属板下层(层压复合材料的第二块金属板)向模孔Dh移动，这块金属板是电磁钢板23在具有预定尺寸的非晶态板32上层压而成，冲压出的填隙孔km1是个矩形孔，宽lm1，长lm2，如图3和4所示。

这里，层压复合材料金属板下层1B的填隙孔km1的宽度lm1等于或稍大于层压复合材料金属板上层1A(层压复合材料的第一块金属板)的填隙下切部ko1的宽度lo1(图8)。

填隙孔km1的长度lm2等于或稍大于层压复合材料金属板上层1A的填隙下切部ko1的长度lo2。

另一方面，如图5所示，压模装置的冲头P2相对于层压复合材料金属板上层1A向模孔Dh移动，这块金属板是由具有预定尺寸的电磁钢板21、非晶态板31和电磁钢板22层压而成，冲压出的填隙孔kh1是矩形孔，宽lh1，长lh2，如图6和7所示。

形成凹口kh1时，要使得长度lh2等于在后续过程中形成的捻封切下部ko1的长度lo2。

层压复合材料金属板中有凹口kh1的上层1a放置在层压复合材料金属板的下层部分1B上，它事先冲有填隙孔km1，如图9所示，压模装置的填隙冲头P3将边缘部分(两个端边，沿凹口纵向的两端)kh10在层压复合材料金属板上层部1A的凹口周围向下压。

形成宽为lo1、长为lo2的矩形填隙切下部(填隙突起)ko1(见图8)，挤入层压复合材料金属板下层部1B的填隙孔km1。

填隙切下部ko1的长度lo2是沿着凹口kh1的长lh2两端形成的。

上述解释涉及在层压复合材料金属板1中填隙部的填隙切下部ko1和填隙孔km1，还涉及连接它们的方法，层压复合材料金属板1中填隙部k2、k3、k4的形成和填隙方式与填隙部k1相同。

通过这种方法，层压复合材料金属板1的形成如图1所示，使层压复合材料金属板的下层部1B和上层部1A构成一个整体。

上述实施方式说明，层压复合材料金属板1的形成方法是，将难加工的非晶态板3夹持在两块电磁钢板2之间，替换电磁钢板、可以采用价廉的低碳钢板、比电磁钢板更好加工的电磁软铁板，具有高磁导率和抗腐蚀性的Fe-Ni合金板、或者具有良好加工性、导电性和导热性的铜板。

这些金属板可根据层压复合材料金属板1的使用目的选择。

通过这种方法，层压复合材料金属板1在此实施方式中是5层层压板，但这个数字不构成限制，例如，可以是3层、4层、6层或7层。层压厚度可以任意，例如0.20-0.80mm。

根据上述结构，在制备层压复合材料金属板的上层1A时，具有凹口khi(i＝1，2，3，4)的填隙切下部koi在上述层压复合材料金属板的上层部1A上形成，同时，填隙孔kmi在层压复合材料金属板下层1B中形成，层压复合材料金属板上层部1A上的各填隙切下部koi分别填隙而连接到层压复合材料金属板下层1B的各填隙孔kmi上。

因此，当形成具有凹口khi的填隙切下部koi并将它封堵到层压复合材料金属板上层部1A上时，非晶态板31夹在可加工性优于非晶态板31的电磁钢板21和22之间。由于非晶态板31比电磁钢板21、22薄，且形成了所述凹口khi，不会产生裂纹或断裂等破坏，非晶态板31可深切下去。

此外，当在层压复合材料金属板下层部1B形成填隙孔kmi时，由于在此实施方式中，非晶态板32是在将电磁钢板23层压到其上部的条件下冲出填隙孔kmi，像断裂这样的损坏不会产生。

在层压复合材料金属板下层1B中，三层板可通过将非晶态板夹在电磁钢板之间来制备。

各填隙切下部koi形成有上述凹口khi，当进行填隙操作时，填隙切下部koi可在各填隙部深切下去，而板厚或板宽的尺寸在所述填隙切下部不会减小，即使薄金属板中的填隙配合部分也可拉长，这样各填隙部ki可牢固相连。

因此，多个不同材质的层压金属板可稳定地彼此连接，从而形成牢固相连的层压复合材料金属板。

由于本实施方式的层压复合材料金属板1是非晶态板3和电磁钢板2层压成的，它综合了非晶态板3所具有的良好磁学特性、极低铁损和电磁钢板2所具有的良好磁导率、高磁通密度与低铁损，这样得到的层压复合材料金属板1具有优异的磁学特性和能经受电磁钢板几乎所有加工过程的可加工性。

如果代替电磁钢板2，而是将非晶态板3夹在两块低碳钢板之间组成层压复合材料金属板1，则有可能最多地获得非晶态板3的所述特性，同时层压复合材料金属板1的可加工性可得到进一步提高，而成本也会下降。

如果代替电磁钢板2，而是将非晶态板3夹在两块电磁软铁板之间组成层压复合材料金属板，则有可能最多地获得非晶态板3的所述特性，同时层压复合材料金属板1的可加工性可得到提高，而成本也会下降。

如果代替电磁钢板2，而是将非晶态板3夹在两块Fe-Ni合金板之间组成层压复合材料金属板，则有可能最多地获得非晶态板3的所述特性，形成的层压复合材料金属板1在恶劣环境下能最大程度地获得Fe-Ni合金所具有的抗腐蚀性、高磁导率和大的电阻。

如果代替电磁钢板2，而是将非晶态板3夹在两块铜板之间组成层压复合材料金属板1，则有可能获得这样的层压复合材料金属板1，它容易加工，具有铜板那样的导电性和导热性，同时最大程度地获得非晶态板3的所述特性。

接下来解释第二个实施方式。

如图10所示，作为本发明的第二种实施方式，层压复合材料金属板21的制备方法是交替层压电磁钢板(上金属板)221，(下金属板)222、223，和难加工非晶态板(难加工金属板)231、232，并在填隙部k21、k22、k23、k24对这些板进行填隙连接。

具有上述结构的层压复合材料金属板21通过如下方法制备。

下面将以层压复合材料金属板21中填隙部k1和封堵连接的形成为例，它与上述第一种实施方式不同。

如图11所示，冲头P21相对于层压复合材料金属板下层21B(层压复合材料的第二块金属板体)向模孔Dh移动，如图12(俯视图)和13(截面图)所示，冲压出填隙孔km21，它是个矩形孔，宽lm1，长lm2。

另一方面，如图14所示，压模装置的冲头P22相对于层压复合材料金属板上层21a(层压多相材料的第一块金属板体)向模孔Dh移动，冲压出预定范围的凹口kh21，供填隙之用，所述金属板是由具有预定尺寸的电磁钢板221、非晶态板231和电磁钢板222层压而成。

如图15和16所示，凹口kh21是矩形孔，宽lh21，长lh22。

形成凹口kh21时，要使得长度lh22短于在后续过程中形成的填隙切下部ko21的长度lo22(在图15中，在填隙过程中要形成的填隙切下部ko21用双虚线表示)。

层压复合材料金属板中冲有上述凹口kh21的上层21a放置在层压复合材料金属板的下层部分21B上，它事先冲有捻封孔km21，如图18所示，压模装置的填隙冲头P23在层压复合材料金属板上层部21A的凹口kh21周围沿凹口kh21的纵向，从超出两端的kh210部(两个端边，超出凹口纵向的两端)向下切。

形成宽为lo21、长为lo22的矩形填隙切下部(填隙突起)ko21(见图17)，同时装入层压复合材料金属板下层部21B的填隙孔km21。

如上所述，由于填隙切下部ko21的长度lo22比凹口kh21的长度长，填隙突起在底部有连接左右两边的部分，因此提高了机械强度，这样填隙强度就增加了。

上述解释涉及在层压复合材料金属板21中填隙部k21的填隙切下部ko21和填隙孔km21的形成和填隙连接，层压复合材料金属板21中填隙部k22、k23、k24与填隙部k21表现相同。

如上所述，层压复合材料金属板21通过将层压复合材料的下层21B和上层21a进行连接来制备。

上述实施方式说明，将难加工的非晶态板23夹在两块电磁钢板22之间，但与前一种实施方式类似，如果代替电磁钢板而采用低碳钢板、电磁软铁板、Fe-Ni合金板或铜板，则可以得到具有与所采用的各板材相对应的综合特性的层压复合材料金属板21。

此第二种实施方式的特征在于，由于凹口kh2i(i＝1，2，3，4)的长度lh22比填隙切下部ko2i的长度lo22短，填隙切下部ko2i在底部有连接左右两边的部分，因此提高了填隙切下部的强度，该部有更强的填隙强度，这样层压复合材料金属板的连接更加牢固。

上述实施方式说明，将难加工的非晶态板夹在层压复合材料金属板上层的电磁钢板之间，但是使电磁钢板层压在邻近非晶态板的至少一面上，或者层压在邻近非晶态板的仅仅一面上，已经足够。

此外，上面的例子是一层无定形板的多相材料层压金属板的上层中，当然，一层之外的二层、三层…也足以形成上层结构。

此实施例说明，多相材料层压金属板的下层与难加工的无定形板和电磁钢板相邻层压，但将电磁钢板在邻近无定形板的至少一面层压已经足够。

此例是一层无定形板在多相材料层压金属板的上层中，当然一层之外的二层、三层…也足以形成上层结构。

此外，层压复合材料上层具有三层金属板结构，三层之外的两层、四层、五层…也足以使形成上层结构。类似地，层压复合材料下层具有两层金属板结构，两层之外的一层、三层、四层、五层…也足以形成下层结构。

一个实例是五层层压复合材料金属板，当然，五层之外的三层、四层、六层、七层…也足以形成上层结构。

一个实例是层压复合材料金属板中有四个填隙位，但不限于四个位置，填隙位可以是任意的两个、三个、五个…

一个实例是层压复合材料金属板的填隙部是矩形的，但只要中间部分刻有凹口，且凹口部两边下切形成填隙突起，填隙部可不限于矩形，而可以具有在角上含有R或C部分的矩形、长椭圆形或其他形状。

一个实例是填隙切下部的填隙孔是矩形的，也可以是与填隙突起形状相对应的椭圆形或圆形。

下面来看第三个实施方式，它是将第一和第二个实施方式中解释的层压复合材料金属板应用于马达转子的铁芯。

作为本发明的第三个实施方式，图19是将层压复合材料金属板用于马达转子的铁芯的透视图。

图20解释了制备图19所示层压复合材料金属板的马达转子铁芯的压制加工过程。

如图19和23所示，作为本发明的第三个实施方式，在第一(底层)至第四步中依次用铁芯片123-126对层压复合材料的铁芯110进行填隙和层压，使非晶态铁芯片111、112、113、114夹在电磁钢板115-116、117-118、119-120和121-122的上下面之间，并用作层压转子的铁芯。

如图19所示，靠近层压复合材料的铁芯110内侧，作为一个例子，在周长方向三个等间距的位置形成三片内侧填隙部127，同时靠近层压复合材料的铁心110外侧，在周长方向九个等间距的位置形成九片外侧填隙部128。

内侧填隙部127和外侧填隙部128的详细情况示于图23。

内侧填隙部127和外侧填隙部128的数目和位置不限于此实施方式，而可以适当选择。

如图20和21所示，在制备层压复合材料铁芯110的压制加工过程中，各站加工工作解释如下。

(A站)

图20所示长毛坯铁芯片(复合材料层压板的一个实例)129的厚度为t，通过将图21所示厚t2(例如0.05mm)的非晶态材料132层压并夹持在厚t1(例如0.18mm)的电磁钢板130、131之间形成，所述电磁钢板130、131是上下面的板材料的例子，非晶态材料132是加工性能不及电磁钢板30、31的高磁材料的例子。

(B站)

如图20所示，等分为9部分且具有预定形状的槽孔134通过围绕轴孔(未示出)冲切形成。

(C站)

如图20和21所示，在第一步中的层压复合材料铁芯片123外侧，接合孔135在周长方向等分成9个部分的位置形成，而在其内侧，接合孔136在周长方向等分成3个部分的位置形成，所述铁芯片123[对应于图2和4所示层压复合材料金属板的下层1B(层压复合材料的第二金属板体)]成为了层压起始铁芯片，所述接合孔136(对应于图4所示填隙孔km1)构成内侧填隙部127的一边，而接合孔135、接合孔136分别借助模子137、冲头138和脱模环139形成。

如图24中虚线所示，形成的接合孔135、136从俯视图看呈矩形，纵向长度为a，周向长度为b。

(D站)

如图20、22和24所示，长矩形填隙孔140、141的形成方法是，在垂直于接合孔135、136的填隙部的预定位置143的中间位置，向模子137往复移动冲头142，层压复合材料的铁芯片124-126依次在第2-4步层压在第一步形成接合孔135、136，所述铁芯片124-126[对应于图5和7所示层压复合材料金属板的上层1A(层压复合材料的第一金属板体)]和所述预定位置(对应于接合孔135、135内侧)的层压复合材料的铁芯片123上。

至于凹孔140、141的尺寸，相对于接合孔135、136周向的中心位置，宽为c，纵向长为a。

(E站)

如图20和23所示，将形成了接合孔135、136或凹孔140、141的铁芯片毛坯129冲压出内外构型，在第一至第四步制成层压复合材料的铁芯片123-126，从底层芯片依次在第一至第四步形成的层压复合材料铁芯片123-126层压在台139a上。

在层压过程中，如果用冲头144下切在第一至第四步形成的层压复合材料铁芯片124-126的填隙部的预定位置143，预定位置143的下面将形成截面呈V形的填隙突起，它有凹孔140、141的前端，同时，在第二步形成的层压复合材料铁芯片124的填隙突起与在第一步形成的层压复合材料铁芯片123的接合孔135、136接合。

另一方面，在第三步和第四步形成的铁芯片125、126的填隙突起与在第二步和第三步形成的铁芯片124、125的填隙突起背面形成的填隙凹面接触。

通过这种方式，各填隙部127、128都被封堵，形成的转子层压铁芯如图19所示。

顺便提一下，在此实施方式中，层压复合材料铁芯片具有第四步形成的层压层，但层数不限于4，而且铁芯片可任意层压，直到形成所需厚度。

当填隙冲头切下时，填隙部中预定位置143的两面都绕着凹孔140、141深切，其中凹孔140、141在第一步至第四步形成的层压复合铁芯片124-126的预定位置143的周向中间位置形成，由此形成的填隙承接部比较长(对应于图23中第一步形成的层压复合材料铁芯片123的厚度t)。此外，由于形成了凹孔140、141，当切下填隙部的预定位置143的两端时，板厚和成为填隙突起的宽度在尺寸上不会减小，这样形成的层压复合材料铁芯片10具有强填隙强度。

图25所示为本发明另一实施方式中，在制备层压复合材料铁芯150的压制加工过程中，填隙冲头151的填隙条件。

层压复合材料的铁芯150与铁芯110只是在凹孔165的长度d上不同，如图26所示。

与层压复合材料铁芯10相同的组件用相同的数字表示，以省略解释。

图26所示为在第二至第四步形成的层压复合材料铁芯161-163的填隙部的预定位置164的中间位置形成的凹孔165，凹孔165沿着填隙部的预定位置164的幅射方向留有两个端部(每个端部长度是(a-d)/2)，辐射方向长度d小于长度a。

在这种结构下，由于填隙切下部的底在两边相连，填隙部的强度增加，转面增加了填隙强度。

数字152、153、154代表非晶态铁芯片，数字155和156、157和158、159和160分别是电磁钢板上下面的铁芯片。

图27、28和29所示为改进实施例的凹孔166、167、168，这些凹孔形成于填隙部预定位置164的中间部位。

除了矩形凹孔165外，凹孔166具有鼓形，凹孔167有胀大的端部，凹孔168是椭圆形。

这些凹孔具有深切填隙突起的效果，类似于矩形凹孔165，此外，凹孔166-168也具有减轻填隙冲头151的下切力的效果。

本发明不受限于以上实施方式。只要不改变本发明的主旨，可以进行任何合适的修改。例如，本发明可应用于上述实施方式，或者通过综合利用部分或全部改进实施例形成的本发明层压复合材料铁芯的情况。

第三种实施方式已经阐述了层压转子铁芯，但不限于此，本实施方式适用于定子或变压器的层压铁芯。

复合材料是难加工的高磁性材料的非晶态材料，但不限于此，也可以采用Si含量超过3％的难加工高硅电磁钢板。

层压复合材料铁芯片具有三层，其中一片复合材料夹在上下两片电磁钢板之间，但不限于此，事实上也可以将一片复合材料夹在三片或多片板材之间。如图30所示，也可以将两片或多片复合材料(图30中的三片非晶态铁芯片)夹在上下板材之间，以组成四层或多层。

图30中的数字169代表冲头。

顺便提一下，电磁钢板可以用作板材，但不限于此。如果需要，为使填隙部容易形成，也为降低成本，可提高低碳钢或电磁软铁板的磁性。为提高抗腐蚀性，要使Fe-Ni合金板或填隙部容易形成，如果要求提高导体导电性，可以使用铜板。

容易加工的铝板或其他金属板也可以使用。

工业应用

在层压复合材料金属板及其铁芯中，为层压连接多个不同材质的金属板，将以下两种材料体填隙连接

层压复合材料金属板的第一材料体，它在中间部分有凹口，以及沿凹口纵向切下第一材料体成排两端时形成的填隙突起，

层压复合材料金属板的第二材料体，它形成有为插入填隙突起用的封堵孔，

其中填隙位置在所述层压复合材料金属板的第一材料体的填隙突起处，和层压复合材料金属板的第二材料体的填隙孔处。

此外，层压复合材料的第一和第二金属材料体与比此上下面金属板中至少一个更难加工的金属板一起层压，由此稳定方便地进行加工，在难加工的单金属板中形成凹口或填隙孔。

应当指出，本发明不限于上述实施方式。

Claims (14)

1.层压复合材料金属板，它通过层压多个具有不同材质的金属板而连接在一起，它包含：

层压复合材料金属板的第一材料体，它在中间部分有凹口，以及沿凹口纵向切下第一材料体两端而形成的填隙突起，

层压复合材料金属板的第二材料体，它形成有为插入填隙突起用的封堵孔，

其中所述层压复合材料金属板的第一材料体的填隙突起和层压复合材料金属板的第二材料体的填隙孔经过填隙而将多个不同材料的金属板连接起来。

2.层压复合材料金属板，它通过层压多个具有不同材质的金属板连接起来，它包含：

复合材料金属板的第一材料体，形成所述材料体时，将金属板夹在比所述金属更容易加工的上下面的金属板之间层压，形成时在其中间部分有带凹口的填隙突起，其形成是沿着凹口纵向切下成排两端，

层压复合材料金属板的第二材料体，形成所述材料体时，将比上下面金属板中至少一块金属板更难加工的金属板进行层压，形成有插入填隙突起用的填隙孔，

其中所述层压复合材料金属板的第一材料体的填隙突起和层压复合材料金属板的第二材料体的填隙孔经过填隙而将多个不同材料的金属板连接起来。

3.权利要求1或2所述层压复合材料金属板，其特征在于填隙突起是沿着凹口的纵向切下两端形成的。

4.权利要求1或2所述层压复合材料金属板，其特征在于填隙突起是在凹口纵向沿超出两端的各排切下形成的。

5.权利要求2-4所述层压复合材料金属板，其特征在于难加工的金属板是非晶态板，上下侧面金属板是电磁钢板、低碳钢板、电磁软铁板、Fe-Ni合金板或铜板。

6.层压复合材料的铁芯，其特征在于对层压复合材料的铁芯片进行层压，直到通过封堵部分形成所需厚度，所述铁芯片是从层压复合材料板冲压形成的，层压复合材料板由难加工的高磁性材料层压而成，其加工性不及上下面的板材料，所述填隙部分在其中心有凹孔，通过沿凹孔纵向切下两边而形成。

7.层压复合材料的铁芯，其特征在于填隙部分有承接孔、填隙突起和填隙凹口，所述承接孔在最底层层压复合材料的铁芯片中形成，所述填隙突起和凹口在层压于所述最底层铁芯片上的层压复合材料的铁芯片中形成，是通过沿凹孔纵向切下两边形成的，所述凹孔在与所述承接孔相应的、要封堵的预定部分的中间位置形成。

8.权利要求6或7所述层压复合材料铁芯，其特征在于直到预定部分边缘被堵塞后，才形成凹孔。

9.权利要求6或7所述层压复合材料铁芯，其特征在于凹孔的形成方法是留出所需长度的端部，直到预定部分的两个边缘被堵塞。

10.权利要求6-9所述层压复合材料铁芯，其特征在于难加工的高磁性材料是非晶态板。

11.权利要求6-10所述层压复合材料铁芯，其特征在于金属板是电磁钢板、低碳钢板、电磁软铁板、Fe-Ni合金板或铜板。

12.制备层压复合材料金属板的方法，它包括层压并连接多个不同材质的金属板，它包括：

在层压复合材料金属板的第一材料体上层压复合材料层压金属板的第二材料体的过程，其中第一材料体形成有由与填隙突起相配合的填隙孔，第二材料体形成有在对应于填隙孔的位置上的中间部分里的凹孔，

用填隙冲头从第二块金属板体上部向下压的过程，由此沿凹孔纵向切下两个端边，从而形成与填隙孔相配合的突起。

13.权利要求12所述制备层压复合材料金属板的方法，其特征在于第一、二块金属板将难加工的上下金属板中的至少一块夹在不同材质的金属板之间。

14.权利要求12或13所述制备层压复合材料金属板的方法，其特征在于填隙冲头的推压过程沿凹孔纵向成排进行，并超出两端。

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