一种铁芯冲片的粘接方法与流程

文档序号:36125849发布日期:2023-11-22 18:36阅读:120来源:国知局

本发明属于电机加工制造,具体涉及一种铁芯冲片的粘接方法。


背景技术:

1、电机铁芯的粘接通常采用喷胶或涂胶方式,该工艺方法尺寸精度低、粘接强度差、加工效率不高。目前军用电机制造领域部分旋转变压器电机铁芯开始逐步采用电泳工艺不完全固化后叠装进行二次固化的工艺,该工艺方法目前尚不成熟,虽然相比传统喷、涂胶具有尺寸控制精度相对较高、粘接强度更高、合格率高等优点,但仍具有一系列缺点无法得到有效解决。

2、目前电泳采用的电泳漆有环氧树脂漆、丙烯酸漆和聚氨酯漆,三种漆完全固化后耐温均不高于200℃。配套的电泳工艺仍处于摸索阶段,膜厚的工艺要求和控制手段以及固化水平的控制仍有极大改进空间。按照国内目前现行的冲片电泳粘接工艺进行加工,仍存在铁芯尺寸超差、叠片系数低、片间绝缘差等问题,无法满足大功率、高精度、高性能电机的加工要求,归根结底是电泳工艺不合理、膜层厚度不均匀、固化水平波动大导致的。为适应大功率电机铁芯叠装质量要求,电泳膜层的耐温等级低、铁芯片间绝缘性差和叠片系数低成为亟待解决的问题。

3、申请号为201410765870.8的专利公开了一种电机铁芯的制造方法,具体包括如下步骤:(1)铁芯冲片按外形尺寸加工成型;(2)对铁芯冲片进行磁性能处理;(3)电泳涂装:铁芯冲片分片挂装后,先对铁芯冲片表面进行清洗,然后进行磷化处理,再用电泳漆进行电泳涂装。(4)半固化处理:将电泳后的铁芯冲片放入烘箱中烘干,烘干温度为100℃,时间为20min;(5)叠装:取出铁芯冲片进行叠装,在叠装工装与铁芯之间涂硅脂保护,叠装后对叠装工装压板加压,并保持。(6)完全固化处理:将叠装好的铁芯冲片放入烘箱中,所述烘箱内温度为145℃,时间为20min;然后将烘干固化后的铁芯冲片取出,再立即对叠装工装压板二次施加压力,并保持;再次将叠装好的铁芯冲片继续放入烘箱中,所述烘箱内温度为175℃,保持2h后随箱冷却。但该专利所公开的方法存在以下缺陷:1)电泳膜厚大(0.015~0.020mm),且膜厚一致性差,从而叠装后铁芯长度尺寸一致性差(铁芯尺寸影响性能);2)初次固化水平低且一致性差,导致固化后尺寸变化大(叠片系数低,一般仅有94%~96%)且粘接强度低(叠装后开裂);3)第二次与第三次固化后漆膜过度固化,漆膜变脆易开裂(铁芯加工过程易开裂,多发生在铁芯磨加工外圆或绕线、整形);4)高温条件下铁芯易开裂(铁芯整体粘接强度低);5)相比传统涂胶/喷胶粘接铁芯,电机性能下降更多;6)加工合格率低,且合格率稳定性差(时好时坏)。


技术实现思路

1、本发明针对现有技术的不足,提出了一种铁芯冲片的粘接方法。

2、具体是通过以下技术方案来实现的:

3、一种铁芯冲片的粘接方法,步骤依次为:脱脂、水洗、硅烷表调、水洗、电泳、一次水洗、二次水洗、一次固化、叠装、二次固化;所述一次固化至环氧电泳漆固化水平为0.7-0.8;所述二次固化至环氧电泳漆固化水平为0.85-0.95。

4、一种铁芯冲片的粘接方法,包括如下步骤:

5、1)清洗:将铁芯冲片经超声清洗后,再用纯水清洗;

6、2)硅烷处理:在25-30℃条件下将清洗后的铁芯冲片置于硅烷溶液中处理60-80s,然后纯水清洗;

7、3)电泳涂装:在28-30℃、40-60v条件下采用环氧电泳漆对硅烷处理后的铁芯冲片进行电泳涂装55-65s,经一次水洗、二次水洗,得到的漆膜厚度为5~8μm;

8、4)一次固化:将电泳涂装后的铁芯冲片置于烘箱中烘干至固化水平为0.7-0.8;

9、5)叠装;

10、6)二次固化:将叠装好的铁芯冲片放入烘箱中烘干至固化水平为0.85-0.95。

11、所述硅烷溶液为kh560或kh570,配槽浓度为(8~15)ml/l。

12、所述环氧电泳漆的30℃、200v泳透力≥25cm。

13、进一步的,所述环氧电泳漆的30℃、200v下泳透力为27-28cm,固化窗口下限温度为155℃,固化窗口上限温度为205℃。

14、所述叠装的压力为8~12kgf/cm2。若叠装压力小于8kgf/cm2时不完全固化的电泳漆膜不能充分发生交联反应,进而无法起到粘接作用,易于开裂,若叠装压力大于12kgf/cm2时软磁合金冲片变形大,磁性能下降大,铁芯性能不好。

15、所述一次固化的温度为比环氧电泳漆固化窗口下限温度低5℃。在此温度下电泳层固化速率慢且稳定。

16、所述二次固化的温度为比环氧电泳漆固化窗口上限温度低5℃,时间约为10min左右。在此工艺条件下,漆膜固化水平约达0.9,不仅保证了漆膜强度,还避免了过度固化而开裂。

17、所述一次固化的时间按照公式s=1/(1+e-0.1(t-26))计算而得,其中s代表固化水平,t代表固化时间。

18、有益效果:

19、采用本发明方法制造的铁芯冲片具有叠片系数高(≥98%,叠片系数越高,铁芯的有效面积越大,使磁通密度减少,性能损耗降低)、长时间使用温度范围宽(-60℃~220℃)、粘接强度大(≥35mpa/cm2)、电泳层膜厚小(5~8μm)且片间绝缘强(≥20ω·mm2/片)、铁芯开裂率低的特点,相比于冲片喷胶粘接方法,本发明制造的铁芯绝缘强度更高、涡流损耗更小,电机性能更好,加工合格率提升50%以上。

20、本发明选用环氧树脂阴极电泳漆,相比于丙烯酸阴极电泳漆或聚氨酯阴极电泳漆,其耐温性能高、抗拉强度大、固化收缩率低;本发明进一步对电泳漆的泳透力进行限定,使批次加工时电泳的湿膜再溶少、膜层致密、厚度一致性好。

21、本发明选用硅烷化处理代替磷化处理,减小了前处理对尺寸精度的影响,提高了冲片材料的适应性,尤其克服了铁钴系、铁镍系软磁合金磷化效果差的问题,且工艺更环保,处理后电泳漆膜附着力强。同时,本发明严格控制电泳漆的泳透力、电泳电压和温度,提升了电渗作用,抑制了电泳湿膜的再溶过程,从而得到了电泳湿膜厚度一致性更好的、无缺陷的膜层。

22、本发明控制一次固化水平为0.7-0.8(即在铁芯冲片表面形成一层固化水平为70-80%的环氧层),有效避免了漆膜过软、漆膜一次过固化不粘接、漆膜二次过固化开裂,并且控制一次固化温度为略低于固化窗口下限温度,使得膜层固化水平适中,且漆膜边缘收缩小,利于后续粘接,保证粘接强度。

23、本发明合理控制铁芯叠装压力以及二次固化参数,避免了二次过固化导致的铁芯断裂现象,同时保证了叠片系数可达98%以上。

24、本发明还首次提出了一个针对环氧树脂阴极电泳漆在低温固化条件下(固化窗口下限温度附近)的固化水平与连续固化时间的估算经验公式,用以估算在此温度下固化一定时间后的漆膜固化水平,并总结了一次固化时间控制公式,经分析后,一次固化时间约为(34~40)min,这更有利于本发明精确控制固化水平,从而确保漆膜尺寸一致性和叠片系数。



技术特征:

1.一种铁芯冲片的粘接方法,其特征在于,步骤依次为:脱脂、水洗、硅烷表调、水洗、电泳、一次水洗、二次水洗、一次固化、叠装、二次固化;所述一次固化至环氧电泳漆固化水平为0.7-0.8;所述二次固化至环氧电泳漆固化水平为0.85-0.95。

2.如权利要求1所述的一种铁芯冲片的粘接方法,其特征在于,包括如下步骤:

3.如权利要求2所述的一种铁芯冲片的粘接方法,其特征在于,所述硅烷溶液为kh560或kh570,配槽浓度为(8~15)ml/l。

4.如权利要求1或2所述的一种铁芯冲片的粘接方法,其特征在于,所述环氧电泳漆的30℃、200v泳透力≥25cm。

5.如权利要求2所述的一种铁芯冲片的粘接方法,其特征在于,所述叠装的压力为8~12kgf/cm2。

6.如权利要求1或2所述的一种铁芯冲片的粘接方法,其特征在于,所述一次固化的温度为比环氧电泳漆固化窗口下限温度低5℃。

7.如权利要求1或2所述的一种铁芯冲片的粘接方法,其特征在于,所述二次固化的温度为比环氧电泳漆固化窗口上限温度低5℃。

8.如权利要求2所述的一种铁芯冲片的粘接方法,其特征在于,所述一次固化的时间按照公式s=1/(1+e-0.1(t-26))计算而得,其中s代表固化水平,t代表固化时间。


技术总结
本发明属于电机加工制造技术领域,具体涉及一种铁芯冲片的粘接方法,步骤依次为:脱脂、水洗、硅烷表调、水洗、电泳、一次水洗、二次水洗、一次固化、叠装、二次固化;所述一次固化至环氧电泳漆固化水平为0.7‑0.8;所述二次固化至环氧电泳漆固化水平为0.85‑0.95即可;采用本发明方法制造的铁芯冲片具有叠片系数高、片间绝缘强、长时间使用温度范围宽、粘接强度大、电泳层膜厚一致性好、铁芯开裂率低的特点,相比于冲片喷胶粘接方法,本发明制造的铁芯绝缘强度更高、涡流损耗更小,电机性能更好,加工合格率提升50%以上。

技术研发人员:刘佳男,史培建,王宏,王燕,黎波,崔浪浪,卓亮,陈强
受保护的技术使用者:贵州航天林泉电机有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/16
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