RO117743B1

RO117743B1 - Procedeu pentru fabricarea piesei polare de alternator

Info

Publication number: RO117743B1
Application number: RO95-01549A
Authority: RO
Inventors: Andre Eugene Goffart
Original assignee: Thome Genot Atel
Priority date: 1994-01-03
Filing date: 1994-12-29
Publication date: 2002-06-28
Also published as: WO1995019062A1; US5429687A; HU9502883D0; CZ288542B6; AU689526B2; CN1118638A; SK283651B6; DK0687394T3; CA2154886A1; LT95096A; ES2127508T3; GR3029418T3; PL175978B1; EP0687394B1; JP3625827B2; DE69414694D1; ATE173568T1; LT4118B; CN1065369C; PL310404A1

Abstract

Inventia se refera la un procedeu pentru realizarea unei piese polare, care intra in componenta unui alternator care echipeaza, de exemplu un autovehicul. Procedeul conform inventiei cuprinde prelucrarea, prin forjare la cald, a unei bucati de material din otel, intr-o forma asemanatoare formei finale a piesei de obtinut, faza care include folosirea unui semimiez si cea a unei multitudini de pinteni distantati pe circumferinta, piesa in forma obtinuta fiind tratata intr-o baie de fosfatare pentru lubrifierea suprafetelor sale exterioare, dupa care urmeaza prelucrarea la rece a piesei pentru obtinerea unei structuri granulare aplatisate a piesei, in conditiile mentinerii formei piesei supuse acestui tratament, dupa care urmeaza durificarea suprafetelor semimiezului si a pintenilor, precum si formarea unui orificiu central prin acesta, aceasta formare incluzand extruziunea printr-un orificiu restrictiv si indoirea pintenilor in forma lor finala, obtinandu-se astfel a treia forma de piese, urmand tratarea piesei, in aceasta forma, intr-o baie pronuntat bazica cu pH-ul egal cu 14, recoacerea piesei la o temperatura de 800...900 degree C, timp de 20...60 min, si racirea gradata la temperatura mediului ambiant, in 270...310 min.

Description

Invenția se referă la un procedeu pentru fabricarea unei piese polare de alternator. La un automobil, alternatorul este, în mod obișnuit, utilizat și antrenat prin intermediul unei curele de transmisie, de către motorul automobilului. Rotirea rotorului alternatorului are ca rezultat producerea energiei electrice care este utilizată, în principal, la reîncărcarea bateriei 5 pe care o are automobilul, astfel încât motorul acestuia să poată fi pornit în mod convenabil, când se dorește. în alternatorii utilizați în prezent la autovehicule, rotorul are o turație de la 15.000...22.000 rot/min. în prezent, în industria automobilelor există o competiție ascuțită între diferiții fabricați de alternatoare, ca să ofere cel mai bun alternator, la cel mai scăzut preț Totuși, definiția atributului “cel mai bun”, cu privire la alternatoare, nu este întotdeauna 10 ușor de formulat.

Alternatorul optim combină o greutate mică cu o dimensiune redusă, dând totodată un debit mare de energie electrică și producând puțin zgomot. în inima oricărui alternator, sunt piesele polare, în număr de două, care sunt montate, opus una față de alta, pe arborele rotorului și cuprind, între ele, bobinajul rotorului. Concepția piesei polare este crucială pentru 15 sporirea energiei generate de alternator și în același timp, piesa polară este una din cele mai mari surse ale zgomotului produs de alternator.

Din păcate, măsurile care se iau pentru a reduce zgomotul produs de structura piesei polare, adesea, afectează nedorit generarea energiei în alternator. în plus, situarea centrului de greutate al pistonului piesei polare afectează mult geometria specifică a interstitiului dintre 20 rotor și stator. în această privință, situând optim centrul de greutate al piesei polare și construind piesa polară, într-un mod adecvat, pintenii piesei polare se vor încovoia mai puțin spre exterior, în timpul rotirii rapide a rotorului. Astfel, situația optimă a centrului de greutate poate permite îngustarea interstițiului dintre rotor și stator și prin aceasta, sporește energia generată de alternator. Totuși, dacă nu este posibil să se optimizeze situarea centrului de 25 greutate a pintenilor piesei polare, interstițiul descris mai sus trebuie mărit pentru a preveni posibilitatea ca, în timpul rotirii, pintenii să se înconvoaie spre exterior și să atingă și să deterioreze statorul și ca urmare, însăși alternatorul. în această privință, când piesa polară este făcută prin matrițare și, ca urmare, are pintenii înclinați în afara planului matrițării. direcția fibrelor unora dintre pinteni este la un unghi ascuțit față de baza piesei polare, corespinzând 30 unghiului dintre pinteni și bază. în astfel de condiții, capacitatea pintenilor de a rezista la încovoiere, în timpul rotației rapide, este redusă. Astfel, când piesa polară este făcută prin matrițare, interstițilul dintre rotor și stator trebuie mărit pentru a compensa eventuala îndoire, spre exterior, a pintenilor piesei polare. în timpul rotației rapide a acesteia.

Ca atare, așa cum trebuie să se înțeleagă, acum, din cele de mai sus, proiectarea 35 piesei polare pentru rotorul unui alternator implică, în mod necesar, compromisul.

La nivelul actual al stadiului tehnicii, alternatoarele asigură energie electrică, pentru mărimea și greutatea lor, încât constructorii de automobile au început acum să se concentreze pe mărurile de luat pentru reducerea zgomotului. Formele și configurațiile pintenilor pieselor polare sunt modificate, să sporească curentul de aer printre ei, fără a determina tur40 bulența care produce zgomotul. Astfel, a apărut necesitatea unui procedeu de fabricație, care să optimizeze producerea curentului unui procedeu de fabricație care să optimizeze producerea curentului unui alternator, la care pintenii piesei polare au fost concepuți mai mult să reducă zgomotul decât să sporească generarea curentului și să găsească, prin urmare, cel mai bun compromis între acești parametri. Acest deziderat avut, în princial, în 45 vedere, a determinat procesul inventiv.

Sub alt aspect, este important să se mențină înfășurările electrice ale rotorului și statorului unui alternator la o temperatură cât mai scăzută posibil. Astfel, în trecut s-a știut să se prevadă arborele rotor cu cel puțin un ventilator, montat pe el, în exteriorul carcasei rotorului. Asemenea soluție, care este arătată, mai ales, în fig. 1, este ineficientă, datorită

RO 117743 Β1 separației dintre ventilator și rotor. De asemenea, practicarea unei pluralități de fante în car- 50 casa rotorului determină creșterea zgomotului, ceea ce este inacceptabil, în industria automobilelor. Deoarece rezistivitatea cuprului creste cu creșterea temperaturii, ventilarea eficientă a unui alternator va menține rezistivitatea cuprului, relativ, scăzută. întrucât rezistivitatrea cuprului este invers proporțională cu intensitatea curentului, când temperatura crește, intensitatea curentului în bobinajul attematorului va scadea, în mod necesar. Deoarece inten- 55 sitatea fluxului magnetic este proporțională cu intensitatea curentului, energia generată de alternator este direct legată de temperatura sa. Astfel a apărut necesitatea unui sistem eficient de răcire a alternatorului și care să nu sporească apreciabil zgomotul acestuia.

Procedeul pentru fabricarea piesei polare de alternator, având un semi-miez și o pluralitate de pinteni distanțați pe circumferință, rezolvă problema, prin aceea ca include urmă- 60 toarele faze: supunerea unei bucăți de oțel unui proces de forjare, la cald, în care numita piesă este formată prin forjare, la cald, într-o primă formă, în linii mari, asemănătoare formei finale a piesei polare finite, incluzând un semi-miez și o pluralitate de pinteni distanțați pe circumferință; sablarea și tratarea primei forme, în cel puțin o baie de fosfatare, pentru a lubrifia suprafețele sale exterioare; prelucrarea, la rece, a primei forme, utilizând dispozitive de pre- 65 lucrare la rece, pentru a presa puternic numitul semi-miez și pintenii primei forme, pentru a forma, prin aceasta, o a doua formă având structura granulară aplatisată, în comparație cu structura granulară a primei forme, cea de-a doua formă incluzând semi-miezul și o pluralitate de pinteni distanțați pe circumferință; finisarea completă a celei de-a doua forme incluzând fazele de durificare a suprafețelor semi-miezului și pintenilor acesteia și formarea unui 70 orificiu central prin ea, numita formare incluzând extruziunea materialului a celei de-a doua forme printr-un orificiu restructiv/diafragmă și îndoirea numiților pinteni, într-o formă finală a acestora, realizându-se astfel o a treia formă, finală; tratarea celei de-a treia forme într-o baie foarte pronunțat bazica; recoacerea acestei forme, supunând-o unei temperaturi de

800...950°C, timp de 20...60 min, urmată de răcirea gradată, la temperatură ambinată în 270 75 până la 310 min.

Procesul de forjare la cald indude fazele: încălzirea numitei piese de oțel la puțin sub temperatura de topire a acestuia; aplatisarea numitei piese; forjarea la cald a numitei piese de oțel, într-o formă asemănătoare, în mare, primei forme; forjarea, în continuare, în prima formă. 80

Fază de prelucrare la rece indude următoarele faze: înlăturarea bavurii de la periferia primei forme; modificarea formei pintenilor, prin care se obține perpendicularitatea pintenilor față de semi-miez.

Faza de formare include fazele: formarea parțială a numitului orificiu, prin extrudarea materialului celei de-a două forme, printr-un orificiu rextrictiv, pentru a da orificiului o formă 85 cilindrica și a preveni spargerea celei de-a doua forme și apoi, formarea completă a numi-tului orificiu, menținându-i forma cilindrică, prin presarea unui dorn în orificiul parțial format, forțând astfel materialul din a doua formă, într-un orificiu nerestrictiv, pentru a încheia formarea orificiului.

Formarea celei de-a treia forme, finală, are loc imediat înainte de formarea completă 90 a orificiului.

Tratarea, în cel puțin o baie de fosfatare, cuprinde o serie de băi de fosfatare.

Faza de recoacere se realizează în atmosferă inertă.

Faza de finisare completă, a celei de-a doua forme, include fazele: durificarea suprafețelor numitei piese polare, fără încălzirea acestora; formarea parțială a unei găuri în numita 95 piesă polară, fără a o încălzi, prin extrudarea materialului acesteia, printr-un orificiu restrictiv, folosind un singur dorn; formarea completă a numitei găuri, fără încălzirea piesei, prin împingerea numitului material printr-un orificiu nerestrictiv.

RO 117743 Β1

Prezenta invenție se referă la un procedeu imbunătoțit, de fabricarea unei piese polare, de alternator. Procedeul inventiv include următoarele obiective, aspecte și trăsături corelate între ele:

A) într-o primă fază, la fabricarea unei piese polare de alternator, conform prezentei invenții, o bară de oțel este tăiată în bucăți, prin forfecare la rece. Mărimea fiecărei bucăți din bara tăiată este determinată pe baza volumului dorit al piesei polare, în starea inițială forjată, la cald.

B) apoi, fiecare bucată din bara divizată este încălzită la o temperatură, imediat sub cea de topire a oțelului, astfel încât să se poată îndoi. Apoi, fiecărei bucăți i se dă forma, în general, asemănătoare piesei polare finite într-o presă de forjare la cald. Această fază de forjare la cald, include trei sub-faze, dintre care prima implică aplatisarea piesei, apoi punerea ei și presarea intre jumătățile a două seturi succesive de scule, pentru a da prima formă inițială a piesei polare.

C) apoi, piesa formată inițial es:e sablată, pentru înlăturarea de pe supafața ei a țunderului și a oxizilor de fier, după care este tratată chimic într-o serie de băi de fosfatare. Această fază de fosfare mai este cunoscută ca parcherizare. în faza de parcherizare, piesa polară mai este acoperită cu un lubrifiant care sporește eficiența procesului ulterior de prelucrare la rece

D) Apoi, piesa fasonată inițial este supusă unei prelucrări la rece, în care ea este strivită sub presiune înaltă, pentru a-i reduce grosimea și, simultan, a-i aplatisa grăunți structurii oțelului, dându-i, prin acestea, piesei o a doua formă. Reducerea grosimii în anumite locuri ale structurii piesei fasonate inițial ajunge până la 10%. încă un aspect - a fost conceput un mod de a conduce procesul de prelucrare la rece a piesei fasonate inițial, prin care. în unele zone ale piesei, se aplică o forță mai mare decât în altele, afecâtnd, în mod diferențiat, natura grăunților în diferite zone ale piesei. în plus, deoarece piesa polară inventată este făcută dintr-un oțel cu carbon scăzut. în timpul procesului de prelucrare la rece, pot fi formate șiruri drepte de grăunți aplatisați. Un motiv suplimentar de a realiza prelucrarea la rece este de a elimina, la piesa polară fasonată inițial, curburile de pe suprafețele acesteia, care erau necesare pentru a ușura îndepărtarea piesei din presa de forjare la cald. în această privință, la piesa polară finisată unele suprafețe trebuie să fie perpendiculare una fața de alta, dar dacă aceste suprafețe s-ar forma la presa de forjare la cald, piesa polară fasonată inițial nu s-ar putea scoate, cu ușurunță, din presă. Ca atare, este necesar să se prevadă ușoare deviații de la perpendicularitate în presa de forjare la cald pentru a permite scoaterea ușoară a piesei din presă. în timpul prelucrării la rece, perpendicularitatea necesară este asigurată în faza presării metalului. La prelucrarea la rece, se realizează debavurarea piesei. îndepărtându-se bavura periferică, ce se formează la îmbinarea fețelor buclei utilizate la forjare la cald.

După prelucrarea la rece și îndepărtarea bavurii de la periferia piesei, piesa prelucrată la rece este supusă unui proces în două faze, care este descris de către inventator ca “finisare completă”. Finisarea completă în două faze include o durificare și o operație de găurire centrală, în două etape, a piesei polare prin care va trece arborele rotorului alternatorului, ca și un proces, în două etape, incluzând o etapă de durificare și una de îndoire. în plus, procesul de finisare completă include o fază unică de extruziune, care se face pentru ca gaura din piesa polară să fie făcută precis cilindrică ca formă și situată central în ea. Aceasta este esențială pentru a evita dezechilibrarea rotorului de alternator care rezultă. Procesul de finisare completă determină o a treia și finala formă a piesei polare.

F) După aceasta, piesa finisată complet este introdusă într-o baie având pH-ul 14, pentru a îndepărta stearații de zinc de pe suprafața ei și apoi recoaptă, supunându-o unui ciclu de încălzire și răcire în atmosferă controlată, cum se va descrie în continuare. S-a

RO 117743 Β1 constatat că prezența stearaților de zinc pe o suprafață împiedică o sudare eficientă, îndepărtând, în acest fel, stearații de zinc, poate fi sudat un ventilator pe supafața posterioare a fiecărei piese polare. Recoacerea face să se extindă structura granulară în piesa polară, 150 ceea ce face să crească permeabilitatea magnetică și, prin aceasta, curgerea mai ușoară a fluxului magnetic, prin piesa polară, într-un circuit magnetic, format între piesele polare ale rotorului și statorului alternatorului. S-a descoperit un domeniu de temperaturi pentru faza de recoacere, în cadrul căruia extinderea structurii granulare se face într-o măsură optimă.

Mai mult, timpul de răcire este anume stabilit, pentru a se controla gradul în care carburile 155 și perlita din oțel intră în structura granulară. în mod optim, perlita care se găsește în oțelul cu carbon scăzut difuzează în structura granulară sporind prin aceasta permeabilitatea.

Mai mult, timpul de răcire este prevăzut să favorizeze în cea mai mare măsură precipitarea carburilor la limitele grăunților, pentru a spori prelucrabilitatea la finisarea piesei polare. Dacă răcirea este realizată prea rapid, carburile nu difuzează la limitele grăunțelor, 160 făcând, prin aceasta, ca piesa polară să fie dificil de prelucrat. Atmosfera inertă care este utilizată, constând într-o combinație de azot și hidrogen, împiedică oxidarea suprafeței piesei polare, în timpul procesului de recoacere.

G) La fabricarea piesei polare, conform prezentei invenții, permeabilitatea magnetică a materialului este sporită la un nivel optim, în comparație cu piesele polare, făcute de alți 165 fabricanți. Ca atare, o piesă polară poate fi făcută conform prezentei invenții, cu pintenii piesei polare concepuți să reducă zgomotul, optimizând, în același timp, generarea energiei electrice a alternatorului care are asemenea piese polare. Deoarece o piesă polară în conformitate cu prezenta invenție este făcută, aplicând un procedeu de forjare la cald, pentru formarea pintenilor acesteia, cu structurile lor granulare/fibroase paralele cu cele din restul 170 piesei polare, pintenii sunt foarte puternici și rezistenți la forțele de încovoiere, la care sunt supuși când rotorul se rotește foarte rapid, de exemplu, cu 15.000 până la 22.000 rot/min. Aceasta este de comparat cu rezutatele care se obțin când piesa polară este realizată printro operație de matrițare după care pintenii sunt înclinați luând forma lor finală. Cum s-a descris mai sus, o asemenea structură nu este atât de rezistentă la forțele de încovoiere care 175 acționeaază asupra ei, la viteza de rotație mare, și în consecință, alternatorul trebuie proiectat prevăzând un interstițiu mai mare între rotor și stator decât este cazul la alternatorul, care utilizează piese polare făcute conform prezentei invenții și care, ca urmare, generează mai multă energie electrică.

Prin urmare, un prim abiectiv al prezentei invenții este să ofere un procedeu îmbună- 180 tățit de fabricare a unei piese polare de alternator.

Un alt obiectiv al prezentei invenții este să ofere un asemenea procedeu îmbunătățit, incluzând diferite măsuri concepute anume să ducă la o mai bună structură granulară a piesei polare finite și prin aceasta, la o mai bună permeabilitate magnetică.

De asemenea, un alt obiectiv al prezentei invenții este să ofere o asemenea piesă 185 polară, făcută utilizând un procedeu care implică finisarea completă, combinând operații de perforare, îndoire și prelucrare într-o operație cu două faze, pentru a reduce costurile.

încă un obiectiv al prezentei invenții este de a oferi un procedeu care include o fază de recoacere, realizată într-o atmosferă inertă.

Invenția va fi prezentată printr-o descriere detaliată a procedeului preferat, cu referire 190 și la fig. 1...25 care reprezintă:

- fig. 1, vedere în perspectivă, în stare demontată, a unui alternator care are piese polare făcute conform invenției;

- fig. 2, secțiune axială prin alternatorul asamblat;

- fig. 3, vedere laterială a unui segment din bara de oțel alungită, obținută prin tăiere 195 la rece.

RO 117743 Β1

- fig. 4, secțiune axială prin dispozitivul de forjat la cald într-o primă secvență, a segmentului de bază, conform fig.3:

- fig. 5, secțiune axială prin dispozitivul de forjat la cald, într-o a doua secvență, a segmentului de bază, conform fig. 3;

- fig. 6, secțiune axială prin dispozitivul de forjat la cald, într-o a treia secvență, a segmentului de bară conform fig.3;

- fig. 7, secțiune axială prin dispozitivul de presat la rece, într-o primă secvență, a piesei polare;

- fig. 8, secțiune axială prin dispozitivul de presat la rece, într-o a doua secvență, a piesei polare;

- fig. 9, secțiune axială prin dispozitivul de presat la rece, într-o a treia secvență, a piesei polare;

- fig. 10, secțiune axială prin dispozitivul de presat la rece, într-o a patra secvență, a piesei polare;

- fig. 11, secțiune axială printr-un dispozitiv și o piesă polară, conținută în dispozitiv, la o primă secvență a primei faze a procesului de finisare completă, conform invenției;

- fig. 12, secțiune axială printr-un dispozitiv și o piesă polară conținută în dispozitiv, la o a doua secvență a primei faze a procesului de finisare completă, conform invenției;

- fig. 13, secțiune axială prin dispozitiv și piesa polară din el, la o primă secvență a unei a doua faze a procesului de finisare completă, confirm invenției;

- fig. 14, secțiune axială prin dispozitiv și a piesei polare cuprinsă în el, la o a doua secvență a fazei a doua a procesului de finisare completă, conform invenției.

- fig. 15, grafic al timpului funcție de temperatura în fază de recoacere, conform procedeului inventat;

- fig. 16, secțiune axială printr-o piesă inelară utilizată la efectuarea măsurătorilor electrice ale piesei polare făcută conform invenției;

- fig. 17, vedere în secțiune axială a unei porțiuni a piesei polare, identificând anumite zone a căror structură granulară va fi analizată;

- fig. 18, microfotografia structurii granulare a zonei 1 e piesei, polare conform fig. 17;

- fig. 19, microfotografia structurei granulare a zonei 2 a piesei polare conform fig. 17;

- fig. 20, microfotografia structurei granulare a zonei 3 a piesei polare conform fig. 17, după recoacere;

- fig. 21, microfotografia zonei 1 a piesei polare, conform fig. 17, după recoacere;

- fig. 22, microfotografia zonei 2 a piesei polare conform fig. 17, după recoacere;

- fig. 23, microfotografia zonei 3 a piesei polare conform fig. 17, după recoacere;

- fig. 24, grafic al variației inducției, în unități Tesla, în funcție de amper-spire pe milimetru, comparându-se o piesă polară, făcută conform invenției, cu o piesă polară, făcută de un concurent;

- fig. 25, grafic indicând variația permeabilității în funcție de curentul în amperi și comparând din nou aceleași piese polare ca în fig. 24.

Procedeul conform invenției, pentru descrierea concretă a realizărilor preferate, face, mai întâi, referire la fig. 1 și 2, care prezintă o vedere în perspectiva dilatată și respectiv, o vedere în secțiune axială, a două alternatoare diferite care au piese polare făcute în conformitate cu prezenta invenție. înfig^Xalternatorul este indicat prin cifra de referință 10, iar carcasele cu 11 și 27 în interiorul cărora se montează fix statorul 13. Un rotor 15 include piesele polare 17 care au o plularitate de pinteni 19 dispuși circumferențial și orientați longitudinal, piesele polare fiind montate opus una alteia cum se vede în fig. 1 și 2.

RO 117743 Β1

Cum se vede cel mai bine la altematorul din fig. 2, un bobinaj 21 este situat în rotorul

15' sub pintenii 19' ai pieselor polare 17'. Rotorul 15' are un arbore 23 care este montat pe lagărele 25 pentru a se roti în statorul 13'. în plus, fiecare piesă polară 17' are un orificiu central dimensionat să treacă prin el arborele 23.

Carcasele 11' și 27' (fig. 2) sunt prevăzute să centreze statorul 13 și rotorul 15', rotor 250 care are câte un ventilator 29' montat rigid (sudat) pe fiecare piesă polară 17' (fig. 2) și forțat să se rotească cu aceasta, ventilând altematorul. Fig. 1 indică o variantă de realizare a unui ventilator 29 care este montat în afara carcasei 11, 27. Fig. 2 arată o altă variantă în care ventilatoarele 29' sunt sudate direct pe fircare piesă polară 17* și se rotesc cu acestea.

Cu descrierea de mai sus, a fig. 1 și 2 în minute, condițiile deosebit de avantajoase 255 a utilizării pieselor polare 17,17' făcute conform invenției vor fi bine înțelese.

La aplicarea procedeului inventat, s-a constatat că utilizarea oțelului cu carbon scăzut mărește premeabilitatea magnetică a piesei polare, finite, datorită efectelor structurii granulare din el, când este supus procedeului inventat. în afară de carbon, celelalte elemente reziduale, care se află, în mod obișnuit. în oțelul cu carbon scăzut, conform invenției includ Cr, 260 Mo, Ni, Co, Cu, Mb, Ti, V, Pb, As. Se. Asa cum se va descrie mai detaliat, în continuare, aceste elemente reziduale joacă un rol important în formarea structurii granulare, în timpul fazei de recoacere.

S-a constatat că metoda optimă de pregătire a oțelului pentru forjarea la cald constă în obținerea oțelului în bare alungite care sunt tăiate la rece (fig. 3), în bucăți având volumul 265 aproximativ egal cu cel al piesei polare după forjare. După ce bara a fost tăiată. în felul bine cunoscut de cei claificați în domeniu, fiecare bucată tăiată de oțel este încălzită la o temperatură imediat sub temperatura de topire a oțelului, așa încât oțelul se îndoaie ușor. Apoi fiecare bucată este dusă la o mașină de forjat la cald, în trei faze/secvențe.

Bucata de oțel este, de regulă, cilindrică, având, în general, o circumferință circulară 270 și o dimensiune longitudinală axială. într-o primă secvență a forjării la cald (fig. 4), bucata de oțel este pusă pe un suport cu axa sa longitudinală perpendiculară pe planul suportului. După aceea, bucata de oțel este presată să se aplatizeze rezultând o sensibilă extindere periferică și o scurtare pe direcția axei sale longitudinale. Lățimea bucății de oțel se face pentru a se asigura ca materialul acoperă întreaga suprafață a sculei care va fi folosită după 275 aceea. Pe lângă aceasta operația ilustrată în fig. 4 face și ca de pe suprafața piesei să fie îndepărtate cojile de metal ars, rezultate la încălzirea care a precedat operația.

în a doua și a treia secvență a fazei de forjare la cald (fig. 5 și 6), bucata de oțel lățită este pusă imediat între cele două jumătăți ale dispozitivului de forjare, din care o jumătate fixă, iar a doua mobilă și montată în raport de prima,astfel încât să poată fi împinsă cu mare 280 forță, ca un piston, în prima jumătate în care se află bucata de oțel, realizând în acest fel faza de forjare și modelând, în linii mari, forma piesei polare. Asa cum știu cei calificați în domeniu, pereții interiori ai dispozitivului de forjare sunt înclinați la un unghi ușor obtuz unul față de altul, pentru a facilita îndepărtarea piesei forjate din dispozitiv. Dacă acești pereți ar fi perpendiculari, pentru a corespunde perpendicularității necesare separării fețelor cores- 285 pondente ale piesei polare finite, atunci ar fi dificil să se scoată piesa polară formată din dispozitivul de forjare. Astfel, unghiul ușor obtuz dintre suprafețele verticală și orizontală ale dispozitivului ușurează extragerea piesei forjate din dispozitiv, în vederea prelucrării în continuare. Cu referire anume la fig. 5, bucata de oțel aplatisată este presată între jumătățile dispozitivului arătat în fig. 5, pentru a realiza o piesă având un volum aproape identic cu volu- 290 mul dorit, după efectuarea operației, utilizând dispozitivul din fig. 6. Piesa polară așa cum este ea după operațiile efectuate cu dispozitivul din fig. 5 are o formă “brută” cu o rază mai mare decât cea dorită, în final, asa încât să permită materialului acestuia să curgă mai ușor,

RO 117743 Β1 la o forță aplicată, cât mai mică posibil și cu minimum de frecare. în acest fel. uzura dispozitivului este redusă, ca și posibilitaiea ca dispozitivul să se spargă. După ce piesa polară a fost forjată în dispozitivul din fig. 5, este utilizat dispozitivul din fig. 6, pentru a forma piesa polară precis la dimensiunile dorite, înaintea prelucrării la rece, dimensiuni ce definesc o primă formă.

După ce secvențele procesuo de forjare la cald au fost încheiate, fiecare piesă polară este sablată. Cum se înțelege, ceoarece bucata de oțel a fost încălzită la o temperatură imediat sub cea de topire a oțelul ui pentru a ușura procesul de forjare, când oțelul se răcește după ce procesul de forjare a fost încheiat pe suprafețele piesei polare în forma inițială apar exfolieri și alte neregularități. Această fază de sablare permite îndepărtarea oricăror exfolieri de metal și neregularități grosiere de pe suprafața piesei în forma inițială.

După ce fiecare piesă, în forma inițială, a fost sablată, fiecare este supusă unei operații de parcherizare (fosfatare) în mai multe băi. Sablarea și parcherizarea (fosfatarea) sunt bine cunoscute la fabricarea componentelor din oțel și aceste operații efectuate aici sunt convenționale. Parcherizarea conferă suprafeței piesei polare un lubrifiant care crește eficența procesului de prelucrare la rece care urmează.

După aceea, fiecare piesă este supusă unui proces de prelucrare la rece cum se ilustrează în fig. 7...10. La prelucrarea la rece piesa este pusă într-o matriță și o a doua matriță este presată pe prima cu o presiune îr:re 50.000 și 70.000 p.s.i (circa 3500 - 4900 hgf/cm²) strivind metalul și reducând dimensiunîe acestuia cu până la 10%. Totodată, circumeferința matriței utilizată la prelucrarea la rece este anume formată să elimine unghiurile obtuze care erau necesare inițial ca să ușureze îndepărtarea piesei polare inițial formată din dispozitivul de forjare la cald. Astfel, după prelucrarea la rece a fost încheiată suprafețele descrise mai sus sunt perpendiculare una față de alta cum este necesar la o piesă polară finită. Prelucrarea la rece a piesei o a doua formă intermediară.

Așa cum se arată în diferite figuri, o piesă polară are o porțiune centrală ridicată ca un “semi-miez”. La prelucrarea la rece structura granulară a metalului este aplatisată când acesta este presat puternic, pentru a-i reduce dimensiunile. Datorită dimensiunilor ''semi-mezului”, așa cum se vede în figuri și a dimensiunilor caracteristice ale matrițelor arătate în fig.

7...10, suprafața mare a acestuia face să acționeze o forță mai mare asupra lui la prelucrarea la rece, adică forța de presiune asupra lui este mai mare decât în alte zone ale piesei polare. Practic “semi-miezul” piesei polare este supus unei forțe până la de două ori mai mare decât zonele periferice ale piesei polare. S-a constatat că proiectând dispozitivul de prelucrare la rece să asigure o forță de strivire mărită pe “semi-miez”, grăunții din “semimiez” devin mai mari când sunt încălziți în procesul de recoacere. Deoarece “semi-mieziul” este sursa fluxului din bobinajul alternatorului, prezența unor grăunți mai mari în “semi-miez permite un circuit magnetic, mai intens prin el, cu alte cuvinte o permeabilitate magnetică superioară.

Fig. 7 arată piesa polară situată între semi-matrițele dispozitivului de prelucrare la rece, înaintea aplicării forței.

Fig. 8 arată jumătatea de sus sau partea poanson, a dispozitivului de prelucrare la rece împingând piesa polară și deplasându-o în jos, astfel încât muchia circumferinței ponsonului pătrunde în deschiderea din jumătatea inferioară și taie bavura de la periferia piesei polare. în acest moment al prelucrării la rece, nu este aplicată o presiune mare pe suprafețele piesei polare. Comparând fig. 8 și 7. este clar că deplasarea în jos din poziția din fig. 7 la cea din fig. 8 nu a făcut decât: a) să taie bavura de la periferia piesei polare și b) să introducă piesa polară în degajarea făcută în matrița de jos.

RO 117743 Β1

După aceasta, cum se vede din fig. 9, jumătatea de sus, sau poansonul, apare pe fața de sus a piesei polare modificând astfel forma pintenilor și suprațețele exterioare ale “semi-miezului”. în fig. 10 se vede că apărarera, în continuare, a poansoanelor necesită să se aplice presiune pe întreaga suprafață a piesei polare. Cum trebuie să se înțeleagă din fig.

10, vârfurile pintenilor și periferică ‘semi-miezului” sunt supuși la o presiune mai mare decât 345 în alte porțiuni ale piesei polare. Aceste zone sunt indicate cu numărul 2 în fig. 17, asa cum se va descrie mai detaliat în continuare. Cum este arătat în continuare, efectul presiunii mai mari, exercitate pe zonele 2, ilustrate în fig. 17, este durificarea suprafețelor respective.

Este important să se noteze. în acest punct, un avantaj distinct al procedeului practicat la fabricarea pieselor polare conform prezentei invenții, în comparație cu metodele ante- 350 rioare. Conform unei metode anterioare, o piesă polară este forjată, dându-i-se o formă aplatisată asemănătoare unei stele, formând apoi pintenii piesei polare, îndoind vârfurile stelei, astfel încât aceasta devine perpendiculară pe zona centrală a acesteia, realizându-se astfel o piesă polară de o formă similară celei conform invenției. Totuși, când este aplicată o asemenea îndoire, grăunții piesei polare nu sunt aliniați unul față de altul. Adică, grăunții din pin- 355 tenii piesei polare sunt orientați perpendicular față de cei din porțiunea centrală. în comparație cu aceasta, la prezenta invenție, deoarece pintenii și porțiunea centrală sunt formați la operația de forjare fără o îndoire consecutivă semnificativă a pintenilor, toți grăunții ai întregii piese polare sunt în general aliniați unul față de altul în aceeași direcție, mărind, prin aceasta, permeabilitatea magnetică. Astfel, aplicarea forjei la cald, pentru a forma o piesă 360 polară inițială, cel puțin în linii mari, forma sa finală este un important progres față de stadiul tehnicii. Un alt aspect, când o piesă polară este făcută cum s-a descris mai sus. forjată într-o formă aplatisată asemenea unei stele, cu pintenii piesei polare formați prin îndoire, piesa polară finită nu poate include un “semi-miez”, spre deosebire de prezența unui ‘semi-miez” format integral în piesa polară conform prezentei invenții. Astfel, când un altemator este con- 365 stituit cu piese polare ca cele cunoscute în tehnica actuală, adesea trebuie introdus un miez separat între perechile de piese polare, interstițiile inerente între respectivele fețe opuse ale miezului și suprafețele piesei polare constituie spații cu aer parazitare care fac sâ diminuieze energia produsă de altemator. Din contră, când piesele polare sunt făcute conform prezentei invenții, care fiecare are un “semi-miez”, la asamblarea lor în rotorul alternatorului suprafe- 370 țele respective ale “semi-miezurilor^T se situează în vecinate, față în față, creând doar un singur spațiu cu aer potențial parazitar, reducând astfel pierderea de energie din cauza spațiilor cu aer, parazite, la jumătate.

Este important de accentuat că atunci când o piesă polară este făcută conform invenției, simetria aproape perfectă a orientării grăunților sporește rezistența la încovoierea la la 375 care sunt supuși pintenii piesei polare la rotirea rapidă a rotorului alternatorului. Mai mult, deoarece piesa polară făcută conform prezentei invenții include un “semi-miez” integral, piesa polară poate avea o grosime mai mare și astfel o rezistență mai mare la forțele de încovoiere.

Un alt aspect constatat este că, atunci când oțelul cu carbon scăzut este strivit la pre- 380 lucrarea la rece, sunt formate șiruri drepte de grăunți apaltisați. Măsurarea permeabilității magnetice în această fază de realizare a piesei polare relevă valori scăzute ale acesteia. De aceea, este important să se înțeleagă că după prelucrarea la rece trebuie fie să se recristalizeze structura granulară fie să se refacă mărimea grăuntelui, suficient pentru a crește permeabilitatea magnetică. 385 în timpul prelucrării la rece, cum se vede cel mai bine în fig. 7 și 8, periferia piesei polare este netezită pentru a îndepărta de pe ea bavura care se formează la forjarea inițială, la cald. Mișcarea în jos a sculei superioare/poansonului taie cu muchia sa periferia ascuțită,

RO 117743 Β1 bavura de la periferia piesei polare, care apoi este îndepărtată sau reciclată. După aceea, piesa polară este supusă unui proces de finalizare completă, în două faze cu patru secvențe.

Se face referire acum la fig. 11...14, care arată vederi în secțiune axială ale respectivelor faze și secvențe ale procesului de finisare completă. Cu referire la fig. 11 și 12, matrița 40 pentru prima fază are rama 41 care cuprinde piesa fixă 43 având un mic orificiu 45, de formă cilindrică cu diametrul X, care se lărgește dedesubt la degajarea mai mare 47. Un poanson oscilant 49 are un orificiu central 51 în care intră glisând un dorn 53. Dornul 53 este, în genral, de forma cilindrică și are un diametru Y mai mare decât diametrul X. Cum se vede în fig. 11, într-o primă secvență a primei faze a procesului de finisare completă, poansonul 49 nu intră în contact cu suprafețele superioare ale piesei polare 17, astfel încât anumite suprafețe ale acesteia sunt durificate. în această privință, se face trimiterea la fig. 17, în care suprafețele indicate cu cifra de referință 2 sunt durificate, în mod convenabil, prin acționarea poansonului 49 asupra lor.

Cu referire la fig. 12, cu pansonul 49 menținut ferm în contact cu suprafața superioară a piesei polare 17, dornul 53 este împins să forțeze o zonă a “semi-miezului” piesei polare 17 prin gaura 49 din piesa fixă 43 și, parțial, în degajare 47. Această operație este cunoscută ca extrudare și este important de reținut diametrul mai mare Y al domului 53 în comparație cu diametrul X al deschiderii 45. Diferența dintre aceste diametre face ca deschiderea 45 să acționeze ca o “diafragmă’, cu rolul cunoscut în domeniul curgerii fluidelor. S-a constatat că, făcând diametrul orificiului 45 mai mic decât diametrul dornului 53, gaura care se face în piesa polară 17, cu domul 53. rămâne exact cilindrică. Mai mult, efectul restrictiv al orificiului 45 previne spargerea materialului împins de dornul 53, înainte de încheierea acestei operații.

Cu referire, acum, la fig. 13 și 14, va fi descrisă a doua fază a procesului de finisare completă. Cum ar fi trebuit înțeles, piesa polară 17 prelucrată, cum se vede în fig. 12, este scoasă din matrița 40 și este pusă în matrița 60, cum se arată în fig. 13. Matrița 60 are o ramă 61 și o piesă fixă de bază 63 având un orificiu 65 care se deschide în cavitatea 67. Orificiul 65 este de formă cilindrică, având diametrul Z. Matrița 60 include, de asemenea, piesa mobilă superioară 69 care are un orificiu central 71, în care intră, glisând, domul cilindric alungit 73. Domul 73 are diametrul Y corespunzător diametrului Y al dornului 53 arătat în fig. 11 și 12. De asemenea, diametrul Z al orificiului 65 este foarte puțin mai mare decât diametrul Y asa încât orificiul 65 nu opune vreo rezistență pătrunderii prin el a domului 73. în prima secvență a fazei a doua a procesului de finisare completă, cum este ilustrată în fig. 13, piesa polară este pusă pe jumătatea inferioară fixă 63, și jumătatea mobilă 69 apasă pe suprafața superioară a acesteia. Jumătatea mobilă 69 este prevăzută cu suprafețele periferice exterioare 70 care au o formă adecvată ca să îndoaie pintenii 19 dându-le o formă corespunzătoare formei finale, dorite.

Când poansonul 69 a fost împins în poziția arătată în fig. 13, dormul 73 este împins să taie bucata 6 și să formeze gaura 20 în piesa polară 17. Diametrul orificiului 65 permite dornului 73 să gliseze prin el nereținut de peretele acestuia.

Pentru a înțelege, în contiunare. procesul ilustrat în fig. 11...14, trebuie știut ca pansonul 49 arătat în fig. 11 și 12 exercită, pe piesa polară 17, o presiune de 40Kg/mm². Pentru comparație, dornul 53 exercită pe piesa polară 17 o presiune în jurul a 130Kg/mm² pentru a forma gaura 20 prin aceasta. La încheierea procesului de finisare completă, piesa polară ajunge în cea de a treia formă a sa, care este cea finală.

După ce procesul finalizării finale ilistrat în fig. 11...14 a fost încheiat, piesa polară este pusă într-o baie având pH-ul 14, pentru a înlătura stearații de zinc de pe suprafața sa,

RO 117743 Β1 asa încât pe ea se poată suda un ventilator. Stearații de zinc împiedică efectuarea unei bune suduri. Cu un ventilator sudat pe suprafața posterioară a fiecărei piese polare este posibilă o ventilare eficientă a elternatorului cu o reducere mai mare a zgomotului decât este posibil la realizările curente actuale. Cu ventilarea eficentă asigurată, temperatura alternatorului, în special, a bobinajului din cupru al acestuia, este menținerea la un nivel relativ scăzut și, 440 prin aceasta, și rezistivitatea acestuia rămâne la un nivel relativ scăzut, pentru a spori, ca urmare, fluxul magnetic asa cum s-a explicat mai sus. După această, piesa polară este supusă unui tratament de recoacere. La recoacere, piesa polară este menținută într-o atmosferă inertă, pentru a preveni oxidarea suprafețelor acesteia. La un tratament preferat, atmosfera inertă constă din aproxiamtiv 95% azot și 5% hidrogen în amestec. Conform sta- 445 diului actual al tehnicii, pregătirea suprafeței, în vederea sudării, se face, de de regulă, prin prelucrarea mecanică sau prin periere. S-a constatat că folosirea unei băi cu pH-un 14 este modul cel mai eficient de îndepărtare a stearaților de zinc de pe suprafețe și este mai economic decât operațiile de periere sau prelucrare mecanică. Ca urmare, costurile de fabricație, la aplicarea procedeului inventat, sunt în mod evident reduse. 450

Tratamentul de recoacere va fi înțeles mai bine, detaliind cu referire la fig. 15, care arată un grafic al variației temperaturii, în timp. Piesa polară, complet finisată, este încălzită de la temperatura ambiantă, la 800°- 950°C într-o perioadă de timp de la o oră și zece minute la o oră și treizeci de minute, apoi, este menținută la temperatura maximă, timp de douăzeci minute până la șaizeci de minute, după care este răcită treptat, până la tempera- 455 tura ambiantă, într-o durată de timp de la 270...310 min.

S-a constatat că, cu cât este mai mare procentul de reducere a secțiunii, în timpul prelucrării la rece, cu atât mai scăzută trebuie să fie temperatura maximă pentru o recoacere eficientă.

S-a constatat că elementele reziduale, indicate mai sus, intră în structura granulară 460 prin difuzie în timpul fazei de încălzire a tratamentului de recoacere, când grăunții structurii se dilată. Dacă faza de răcire a tratamentului de recoacere are loc prea lent, carburile de fier precipită la limitele dintre grăunți; dacă răcirea are loc prea repede, perlita - care este definită ca o combinație a carbonului și fierului în grăunte - difuzează prin grăunți. La asemenea condiții, foarte puține dintre carburile de fier sunt situate la limitele dintre grăunți. Pentru a 465 avea rezultate optime, timpul de răcire este stabilit astfel, încât perlita să se difuzeze în toată structura granulară, iar carburile să se localizeze la limitele dintre grăunți.

S-a constatat că, dacă faza de răcire a tratamentului de recoacere este condusă prea repede, piesa polară rezultată se prelucrează mecanic, greu, când această prelucrare este necesară sau oportună. Mai mult, în asemenea condiții materialul nu se taie ușor, făcând ca 470 piesa polară finită să aibă un aspect inestetic. Prin urmare, este ușor să se stabilească dacă faza de răcire a tratamentului termic de recoacere a avut loc prea rapid, după aspectul suprafeței piesei, după prelucrarea mecanică.

S-a mai constatat că atunci, când răcirea este condusă într-un interval de timp optim, perlita difuzează în toată masa grăunților metalului și, prin aceasta, permeabilitate magnetică 475 devine maximă. Mai mult, când timpul de răcire este optim, în intervalul de la 270 la 310 min, carburile de fier se situiază, în principal la îmbinările dintre grăunți, făcând ca piesa polară să se poată prelucra bine.

Cu referire acum la fig. 17 - 23, anumite rezultate care se mai evidențiază la aplicarea procedeului inventat vor fi mai bine înțelese. Mai întâi, fig. 17 arată o secțiune printr-o 480 jumătate de piesă polară 17 incluzând pintenii 19. Fig. 17 arată trei zone 1, 2 și 3 ale piesei polare, care se referă la fig. 18,19 și 20, ca si la fig 21,22 și 23, așa cum se va descrie, în continuare, mai în detaliu.

RO 117743 Β1

Fig. 18,19 și 20 sunt microfotoarafii ale respectivelor zone 1, 2 și 3 arătate în fig. 17, ale unei piese polare, care a fost prelucrată la rece, dar nu a fost încă recoaptă. O atenție deosebită prezintă fig. 19, care arată efectul durificării ce are loc pe suprafața zonei 2 și care este mai evidentă când se compară cu zona 3 aratată în fig. 17, care este relativ nedurificată și cu zona 1 care este durificată, dar într-o măsură mai mică decât zona 2.

Fig. 21,22 și 23 corespund, în general, fig. 18, 19 și 20 respectiv în fig. 21 este arătată o zonă 1, în fig. 22, este arătata zona 2 și în fig. 23, este arătată zona 3 așa cum ele sunt ilustrate în fig. 17. Totuși, așa cum se vede în fig. 21, 22 și 23, piesa polară a fost recoaptă prin încălzire la 880°C. Comparând fig. 21 cu fig. 18, fig. 22 cu fig. 19 și fig. 23 cu fig. 20, se poate ușor observa dilatarea structurii granulare a uneia față de alta, ca și mai clara distincție a granițelor grăunților datorate încălzirii la tratamentul de recoacere. Aceasta trebuie să facă evident că tratamente de recoacere, care este realizat conform prezentei invenții, mărește permeabilitatea prin cilatarera structurii grăunților, conturarea netă a granițelor grăunților și formarera unui parcurs magnetic, care este mult mai puțin rezistent la fluxul magnetic, decât ar fi în cazul în care recoacerea ar fi omisă.

Se face acum referire la fig. 15. care arată o vedere în secțiune axială, prin inelul care a fost utilizat să testeze variatele caracteristici magnetice și electrice ale piesei polare, făcute conform prezentei invenții, comparativ cu piesele polare fabricate, aplicând alte procedee.

Cu referire, în particular, la fig. '6. inelul este, în general, cilindric având în el un orificiu circular de diametru d. Inelul are un diametru exterior D și o grosime e, de la vârf la bază. La testarea proprietăților unei piese polare, făcute conform prezentei invenții, inelele, cum este cel ilistrat în fig. 16, sunt realizate utilizând, pe de o parte, procedeul descris aici și, pe de altă parte, un procedeu de comparate. Procedeul specific, care a fost folosit la fabricarea materialului din care s-a făcut inelul de comparație este diferit de procedeul inventat. Inelul de comparație este făcut dintr-o piesă polară, fabricată de un competitor, utilizând procedeul lui. în fiecare caz, inelul este prevăzut cu un număr egal de spire de sârmă, cu capetele sârmei conectate la o sursă de curent e'ectric. Pentru fiecare valoare a curentului alimentat în spire au fost înregistrate următoarele valori:

D<t>: Variația fluxului, în miliweberi (mWb);

B: Inducția, în Teslă (T);

μ: Permeabilitatea magnetică (fără unitate specifică);

H: Amperi-spire pe milimetru (Asp/mm).

Inelul 80 fabricat conform prezentei invenții are următoarele dimensiuni:

D = 40,118mm d = 19,854mm e = 10,042mm secțiunea = ((D-d)/2) xe = 101.745mm²lungimea circuitului magnetic = 94,203mm.

Tabelul I prezintă rezultatele alimentării cu diferite niveluri de curent de la 0,25 A până la 5 A.

Inelul 80, al competitorilor include următoarele dimensiuni:

D = 39,996mm d = 19,938mm e = 10,15mm secțiunea = ((D - d)/2)xe = 10l.794mm² lungimea circuitului magnetic = 94,166mm.

Tabelul 2 indică rezultatele măsurătorilor la diferite nivele ale curentului electric, de la 0,25 până la 5 A, în circuitul magnetic, la testele cu inelul de comparație.

RO 117743 Β1

Tabelul I

I	ϋΦ	B	μ	H
0,25	3,67	0,263	2083	92,8
0,5	21,67	0,589	2526	185,7
0,75	29,33	0,823	2352	278,6
1,0	35,33	0,99	2124	371
1,5	42,57	1,19	1710	557
2,0	45,33	1,273	1363	743
2,5	48,00	1,347	1154	928
3,0	50,00	1,40	1002	1114
3,5	51,33	1,44	882	1300
4,0	52,17	1,464	784	1486
4,5	53,33	1,497	712	1671
5,0	54,00	1,516	649	1857

535

540

545

Tabelul 2

I	D0>	B	μ	H
0,25	3,33	0,093	800,25	93,0
0,5	12,67	0,355	1521,2	185,0
0,75	20,67	0,579	1654	278,8
1,0	27,00	0,757	1622	371
1,5	35,00	0,982	1400	557
2,0	39,00	1,09	1171,5	743
2,5	42,00	1,17	1009	929
3,0	45,00	1,26	901	1115
3,5	46,00	1,291	789	1301
4,0	48,00	1,347	720	1487
4,5	48,67	1,375	654	1672
5,0	51,00	1,431	612	1858

550

555

560 în fig. 24, se compară inelul prezentei invenții cu inelul de comparație. într-un grafic care prezintă inducția, în Tesla, funcbe de amperi - spire pe milimetru. Este clar, inelul prezentei invenții este mai performant la toate nivelele de curent decât inelul de comparație.

Fig. 25 prezintă permeabilitatea funcție de curentul alimentat, în amperi și, de asemenea, demonstrează ca inelul prezentei invenții este superior în ce privește permeabilitatea magnetică la fiecare valoare a curentului alimentat. Este clar, marele avantaj asigurat de prezenta invenție sub aspectul permeabilității magnetice, cu rezultatul important al performanței crescute a alternatorului care utilizează piesa polară, făcută conform prezentei invenții.

565

570

RO 117743 Β1

Realizând o piesă polară conform prezentei invenții compromisurile inerente procedeelor conform stadiului tehnicii sunt eliminate și se poate ajunge la o piesă polară îmbunătățită, cu un compromis convenabil între energia produsă, zgomot și greutate. în această privință, aplicarea forjării la cald, la temperatura ridicată, urmată de sub-procedeul prelucrării la rece, permite să se obțină, repetat, forme de mare precizie. Mai mult, conform sub-procedeului recoacerii, al procedeului inventat, recristalizarea rezultată a structurii granulare și dilatarea simultană a acesteia face să crească permeabilitatea magnetică, într-o mare măsură, comparativ cu stadiul tehnicii.

De asemenea, procedeul inventat este net eficient în ce privește costul, comparativ cu procedeele din stadiul tehnicii, în special, în legătură cu timpul necesar și cheltuielile pentru pregătirea sculelor adecvate, care se utilizează la fabricație. în această privință, pe baza experienței, este posibil ca toate sculele/dispozitivele și procedurile de fabricație necesare fabricației unei piese polare, conform prezentei invenții, să fie pregătite în circa o lună și la un cost de la 20.000 $ la 40.000 $. în comparație cu aceasta, în stadiul tehnicii, sunt necesare de la 6 la 12 luni pentru a pregăti sculele și procedurile de fabricație și la un cost de la 250.000 $ la 500.000 $.

într-un alt exemplu, un procedeu al unui cincurent este aplicat, în totalitate, la rece, necesitând prese de foarte mare putere, deoarece nu se utilizează forjarera la ca d. Procedeul concurentului este cu totul limitativ în ce privește formele care pot fi obținute și sunt necesare multe tratamente de suprafață și faze de recoacere intermediară între fiecare operație importantă, pentru a facilita recristalizarea grăunților materialului și a evita spargerea acestuia, în timpul procesului de fabricație. în comparație cu prezenta invenție, procedeul concurentului este cu totul costisitor și lipsit de flexibilitate.

Ca atare, a fost prezentată o invenție prin realizările preferate, care satisfac, fiecare toate obiectivele invenției care au fost propuse mai sus, care prevede un procedeu nou și util de fabricare a piesei polare de altemator, de mare noutate și utilitate.

Desigur, cei calificați în domeniu pot avea în vedere diferite modificări, schimbări sau transformări la procedeul inventat fără însă să se îndepărteze de esența și scopul acestuia.

Ca atare, se are în vedere ca prezenta invenție să fie limitată doar de formularea revendicărilor anexate.

Claims

Revendicări

1. Procedeu pentru fabricarea piesei polare de alternator, având un semi-miez și o pluralitate de pinteni distanțați pe circumferința, caracterizat prin aceea ca include următoarele faze:

a) supunerea unei bucăți de oțel, unui proces de forjare la cald, în care numita piesă este formată, prin forjare la cald, într-o primă formă în linii mari, asemănătoare formei finale a piesei polare, finite, incluzând un semi-miez și o pluralitate de pinteni destinați pe circumferință;

b) sablarea și tratarea primei forme, în cel puțin o baie de fosfatare, pentru a lubrifia suprafețele sale exterioare;

c) prelucrarea la rece a primei forme, utilizând dispozitive de prelucrare la rece, pentru a presa puternic numitul semi-miez și pintenii numitei prime forme, pentru a forma, prin aceasta, o a doua formă, având structura granulară aplatisată, în comparație cu structura granulară a numitei prime forme, cea de-a doua formă incluzând semi-miezul și o pluralitate de pinteni distanței pe circumferință;

RO 117743 Β1

d) finisarea completă a numitei a doua formă incluzând fazele de durificare a suprafețelor semi-miezului și pintenilor acesteia și formarea unui orificiu central prin ea. numita for- 620 mare incluzând extruziunea materialului a numitei a doua forme printr-un orificiu restructiv/diafragma și îndoirea numiților pinteni într-o formă finală a acestora, realizându-se astfel o a treia formă, finală;

c) tratarea numitei a treia formă într-o baie foarte pronunțat bazica;

f) recoacerea numitei a treia forme supunând-o unei temperaturi de 800^aC la 950°C, 625 timp de 20 la 60 min, urmată de răcirea gradată la temperatură ambinată, în 270 până la 310 min.
2. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că numitul proces de forjare la cald include fazele:

a) încălzirea numitei piese de oțel la puțin sub temperatura de topire a acestuia; 630

b) aplatisarea numitei piese:

c) forjarea la cald a numitei piese de oțel într-o formă asemănătoare, în mare, primei forme;

d) forjarea, în continuare, în numita primă formă.
3. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că numita fază de pre- 635 lucrare la rece include următoarele faze:

a) înlăturarea bavurii de la periferia numitei prime forme;

b) modificarea formei numiților pinteni prin care se obține perpendicularitatea pinteni- lor față de numitul semi-miez.
4. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că numita fază de for- 640 mare include fazele:

a) formarea parțială a numitului orificiu prin extrudarea materialului numitei a două forme printr-un orificiu rextrictiv pentru a da orificiului o formă cilindrică și a preveni spargerea numitei a doua formă; și

b) apoi, formarea completă a numitului orificiu menținându-i forma cilindrică prin pre- 645 sarea unui dorn în orificiul parțial format, forțând astfel materialul din numita a doua formă într-un orificiu nerestrictiv, pentru a încheia formarea numitului orificiu.
5. Procedeu conform revendicării 4, caracterizat prin aceea că formarea numitei celei de a treia forme, finală, are loc imediat înainte de formarea completă a numitului orificiu. 650
6. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că numita tratare în cel puțin o baie de fosfatare cuprinde o serie de băi de fosfatare.
7. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că numita baie foarte pronunțat bazică are un pH de 14 și înlătură stearații de zinc de pe numita a treia formă, finală. 655
8. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că numita fază de recoacere se realizează în atmosferă inertă.
9. Procedeu conform revendicării 8, caracterizat prin aceea că numita atmosferă inertă este un amestec de circa 95% azot și 5% hidrogen.
10. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că numita fază de pre- 660 lucrare la rece include presarea foarte puternică a numitei piese polare.
11. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că numita fază de fini- sare completă a numitei a doua forme include fazele:

a) durificarea suprafețelor numitei piese polare fără încălzirea acestora:

b) formarea parțială a unei găuri în numita piesă polară fără a o încălzi, prin extruda- 665 rea materialului acesteia printr-un orificiu restrictiv, folosind un singur dorn;

RO 117743 Β1

c) formarea completă a numitei găuri, fără încălzirea piesei, prin împingerea numitului material printr-un orificiu nerestrictiv.
12. Procedeu conform revendicării 11, caracterizat prin aceea că numita piesă

670 polară are o pluraritate de pinteni distanțați pe circumferință, procedeul incluzând, după faza formării parțiale, faza încovoierii pintenilor, în forma lor finală.