一種疊片式非晶電機(jī)定子鐵芯浸漆固化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電機(jī)制造領(lǐng)域，具體涉及一種疊片式非晶電機(jī)定子鐵芯的浸漆固化成型方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來報(bào)道顯示，全球范圍內(nèi)電機(jī)用電量到達(dá)世界總用電量的50 %，在我國(guó)甚至達(dá)到60%以上。如何降低電機(jī)損耗，提高電機(jī)效率，開發(fā)高效電機(jī)，是解決能源短缺，降低污染排放的重要途徑之一。非晶合金電機(jī)與傳統(tǒng)電機(jī)相比，具有效率高，能耗低的特點(diǎn)，效率可達(dá)80%以上，比傳統(tǒng)電機(jī)效率提高10%以上，是目前電機(jī)研究的重要方向。相比傳統(tǒng)電機(jī)的硅鋼材料相比，非晶材料厚度僅為0.03mm，硬度過高且易脆、不宜加工和切割，對(duì)機(jī)械應(yīng)力敏感等特點(diǎn)，使得電機(jī)加工難度大，加工工藝復(fù)雜，加工成本高。嚴(yán)重限制了非晶電機(jī)的應(yīng)用推廣。1998年，美國(guó)Honeywell公司專利W099/66624公開了一種非晶帶材疊加成弧形后浸漆固化形成的齒狀非晶定子。2008年安泰公司專利CN101286676A公開了一種非晶合金片疊片，浸漆固化，切割成型的定子鐵芯處理工藝。2010年，專利CN101908796A公開非晶粉末粘合固化形成定子的方法。這些專利的非晶合金定子鐵芯的制作方案都使用了浸漆和固化的手段使得非晶薄片粘結(jié)成型，但是這些浸漆固化方法無法控制非晶薄片之間的浸漆固化效果，造成薄片之間存在氣隙，填充系數(shù)片小，增加磁路磁阻和電機(jī)運(yùn)行電流。同時(shí)，薄片之間浸漆固化的不均勻，容易造成鐵芯局部松散，容易產(chǎn)生振動(dòng)和較大的噪音，并在鐵芯內(nèi)部產(chǎn)生較大的應(yīng)力，導(dǎo)致定子鐵芯的損耗明顯增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)以上非晶鐵芯浸漆固化方法的不足，提供一種使非晶鐵芯浸漆固化速度快、浸漆固化均勻平整、填充系數(shù)可控的浸漆固化方法。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案為，提供一種疊片式非晶電機(jī)定子鐵芯的浸漆固化成型方法:在真空浸漆過程中對(duì)鐵芯非晶薄片進(jìn)行旋甩涂膠；采用多次浸漆旋甩涂膠方法；依次控制旋甩涂膠速率，配合使用不同稀釋程度的樹脂涂層，并相應(yīng)調(diào)節(jié)夾具緊固壓力，在一定的溫度下固化成型。具體而言，該方法包括以下步驟:
[0005]a.按照電機(jī)尺寸切割非晶合金帶材成多個(gè)具有相同形狀及厚度的薄片；
[0006]b.將所述薄片在夾具上堆疊成預(yù)定高度的柱狀體，所述夾具向所述柱狀體的兩端提供軸向壓力，將所述夾具的下端與旋涂機(jī)真空浸漆腔中的電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸固定連接，使所述柱狀體及夾具處于旋涂機(jī)的真空浸漆腔中；
[0007]c.通過所述夾具上端壓力調(diào)節(jié)螺母調(diào)整所述軸向壓力以控制所述薄片之間的距離，所述薄片之間的起始間距為0.01?0.03mm。
[0008]d.向所述真空浸漆腔中注入絕緣環(huán)氧樹脂膠稀釋液，利用旋涂機(jī)進(jìn)行旋甩；
[0009]e.增大所述夾具提供的軸向壓力；
[0010]f.多次重復(fù)d和e，直至所述薄片之間的樹脂涂層達(dá)到預(yù)定厚度；
[0011]g.對(duì)所述柱狀體進(jìn)行加熱固化處理。
[0012]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以作如下改進(jìn):
[0013]進(jìn)一步，步驟b中的所述薄片的堆疊方向與所述真空浸漆腔中的真空壓差方向平行。
[0014]進(jìn)一步，步驟b中的所述旋涂機(jī)的電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸與所述薄片的法線方向平行。
[0015]以上兩種改進(jìn)方案有利于絕緣環(huán)氧樹脂膠在旋甩時(shí)在非晶薄片之間均勻擴(kuò)散。
[0016]進(jìn)一步，步驟b中的所述夾具的下端通過螺栓與旋涂機(jī)的電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸固定連接。
[0017]進(jìn)一步，步驟d中所述的絕緣環(huán)氧樹脂膠稀釋液由絕緣環(huán)氧樹脂膠和丙酮按照1:3?5的重量比配制而成，所述絕緣環(huán)氧樹脂膠為環(huán)氧樹脂、甲基納迪克酸酐和增韌劑按照10:8:1的重量比混合而成，所述環(huán)氧樹脂的粘度為20000?40000mPa.s，軟化溫度為250C，環(huán)氧值 0.41 ?0.44/100go
[0018]進(jìn)一步，所述絕緣環(huán)氧樹脂膠的注入方向與所述真空浸漆腔中的真空壓差方向相同。采用此改進(jìn)方案有利于絕緣環(huán)氧樹脂膠滲入非晶薄片間。
[0019]進(jìn)一步，步驟f中每次重復(fù)步驟d和e時(shí)，步驟d中所述絕緣環(huán)氧樹脂膠濃度逐次遞減，所述電機(jī)轉(zhuǎn)速逐次遞增，每次重復(fù)時(shí)，絕緣環(huán)氧樹脂膠濃度約為前次濃度的0.5?
0.8倍，電機(jī)轉(zhuǎn)速約為前次轉(zhuǎn)速的1.2?2.0倍。絕緣環(huán)氧樹脂膠的濃度減小，則其粘度隨之減小，滲透性更強(qiáng)；電機(jī)轉(zhuǎn)速增加，也可增強(qiáng)絕緣環(huán)氧樹脂膠向薄片間隙深處的擴(kuò)散能力。
[0020]進(jìn)一步，步驟d中所述旋涂機(jī)旋甩時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速為200?2000r/min，旋甩時(shí)間為5 ?1min0
[0021]進(jìn)一步，步驟g所述加熱固化處理的具體要求為以4?10°C /min的速度升溫至100?120°C后保溫2?4h。
[0022]本發(fā)明與傳統(tǒng)浸漆固化工藝相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):非晶薄片之間浸漆均勻，涂層平整，涂層厚度可控；鐵芯填充系數(shù)更大，固化強(qiáng)度更好，鐵芯層間應(yīng)力小，定子鐵損減少。
【具體實(shí)施方式】
[0023]根據(jù)本發(fā)明的方法，首先在非晶帶材生產(chǎn)線上，利用常規(guī)的切割裝置將非晶合金帶材按照電機(jī)尺寸切割成具有相同厚度及形狀的多個(gè)非晶薄片。
[0024]然后將所述非晶薄片堆疊成預(yù)定高度的柱狀體，使用夾具的夾具鋼板向所述柱狀體的兩端提供軸向壓力，將夾具下端直接用螺母固定在旋涂機(jī)的電機(jī)主軸上。
[0025]調(diào)節(jié)所述夾具提供的軸向壓力，夾具提供的起始的壓力較小，所述柱狀體處于受限活動(dòng)狀態(tài)，從而確保非晶薄片平整，且非晶薄片間隙較大，間隙約為0.03mm，便于粘合劑擴(kuò)散浸漬。
[0026]向所述真空浸漆腔中注入絕緣環(huán)氧樹脂膠稀釋液，利用旋涂機(jī)進(jìn)行旋甩；增大所述夾具提供的軸向壓力；重復(fù)上述注膠及加壓步驟，直至所述薄片之間的樹脂涂層達(dá)到預(yù)定厚度。最后對(duì)所述柱狀體進(jìn)行加熱固化處理。
[0027]實(shí)施例1:
[0028]根據(jù)本發(fā)明的方法，制備一種疊片式非晶電機(jī)定子鐵芯，包括以下步驟:
[0029]a.將寬度為85mm、厚度約為0.03mm的FeifflSi9B11 (at.% )的鐵基非晶合金帶材切割成長(zhǎng)寬均為85_的方形非晶薄片。
[0030]b.將所述非晶薄片在夾具上堆疊成40mm高度的柱狀體，使用夾具向所述柱狀體的兩端提供軸向壓力，并將所述柱狀體及夾具安裝在具有TA系列旋涂機(jī)的真空浸漆腔中；
[0031]c.調(diào)節(jié)所述夾具提供的軸向壓力，控制所述薄片之間的距離約為0.03mm ;
[0032]d.向所述真空浸漆腔中注入絕緣環(huán)氧樹脂膠稀釋液，利用旋涂機(jī)進(jìn)行旋甩；所述的絕緣環(huán)氧樹脂膠稀釋液由絕緣環(huán)氧樹脂膠和丙酮按照1:4的重量比配制而成，所述絕緣環(huán)氧樹脂膠為環(huán)氧樹脂、甲基納迪克酸酐和增韌劑按照10:8:1的重量比混合而成，其中環(huán)氧樹脂的粘度在25000?30000mPa.s，軟化溫度為25°C，環(huán)氧值0.41?0.44/100g ;所述旋涂機(jī)旋甩時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速為1000r/min，旋甩時(shí)間為8min ；
[0033]e.增大所述夾具提供的軸向壓力；
[0034]f.多次重復(fù)d和e，直至所述薄片之間的樹脂涂層達(dá)到0.0lmm ;每次重復(fù)d和e時(shí)，每次重復(fù)時(shí)，絕緣環(huán)氧樹脂膠濃度約為前次濃度的0.8倍，電機(jī)轉(zhuǎn)速約為前次轉(zhuǎn)速的
1.3 倍；
[0035]g.加熱固化處理；以50C /min的速度升溫至120°C后保溫3h。
[0036]采用常規(guī)切割方法，比如電火花切割、等離子體切割及激光切割等對(duì)上述固化后的柱狀體進(jìn)行切割，切割成高40mm、內(nèi)徑30mm、外徑70mm的環(huán)形鐵芯。使用IwatsuSY8232B-H分析儀測(cè)得的上述鐵芯在f = IkHz, B = IT時(shí)的鐵芯損耗為40W/Kg，其他條件相同，用傳統(tǒng)浸漆固化方法制得的鐵芯的鐵芯損耗為45W/Kg，顯然本