鐵芯工藝培訓(xùn)ppt模板[文字可編輯]

1、1,高性能非晶、納米晶材料制造及應(yīng)用領(lǐng)域的領(lǐng)航者,鐵芯制造工藝技術(shù),講師：張志臻,文件編號(hào),完成日期,2012,年,3,月,15,日,撰寫(xiě),一審,二審,2012315,中研非晶內(nèi)訓(xùn)教程系列,2,高性能非晶、納米晶材料制造及應(yīng)用領(lǐng)域的領(lǐng)航者,紀(jì)律提示,提前,3,分鐘，準(zhǔn)時(shí)簽到,關(guān)閉手機(jī)或調(diào)震動(dòng),保持安靜，提問(wèn)請(qǐng)舉手,保持衛(wèi)生，愛(ài)護(hù)公共財(cái)物,精神飽滿(mǎn)，認(rèn)真聽(tīng)講,培訓(xùn)完畢離座后座椅歸位,培訓(xùn),會(huì)議都這樣，養(yǎng)成習(xí)慣,高素質(zhì),3,高性能非晶、納米晶材料制造及應(yīng)用領(lǐng)域的領(lǐng)航者,第一部分：鐵芯性能特性,第二部分：鐵芯制造工藝,4,高性能非晶、納米晶材料制造及應(yīng)用領(lǐng)域的領(lǐng)航者,第一部分,鐵芯的性能特性,機(jī)械特

2、性,鐵芯要有一定機(jī)械強(qiáng)度，不論是非晶還是納米晶退火后都易,碎。所以需要浸漆固化或裝護(hù)盒,電磁特性,是任何鐵芯的根本特性，是最重要的質(zhì)量指標(biāo),這就如同我們買(mǎi)電視機(jī)圖像和聲音是最重要的指標(biāo)一樣，對(duì)外部應(yīng)力,敏感，受應(yīng)力后電磁性能損失很大，故不可摔跌,電磁特性主要參數(shù)是鐵損和電感量，我們希望得到的是低鐵損高電感鐵,芯，影響鐵芯電磁性能的因素有,材料本身的鐵損、導(dǎo)磁率決定鐵芯的鐵損和電感高低，制造工藝的優(yōu)劣,制程控制的好壞等,幾何尺寸,尺寸是鐵芯的重要質(zhì)量指標(biāo)之一，它決定客戶(hù)的線(xiàn)圈安裝尺,寸,外觀,要清潔干凈，給人賞心悅目的感覺(jué),可靠性,在一定環(huán)境條件下完成規(guī)定功能的能力，比如,30,150,溫度條件

3、下持續(xù)工作的時(shí)間,5,高性能非晶、納米晶材料制造及應(yīng)用領(lǐng)域的領(lǐng)航者,C,型鐵芯工藝流程,選,料,分條,檢驗(yàn),卷繞,檢驗(yàn),一次裝模定形,檢驗(yàn),充氮退火,冷卻,脫模,性能測(cè)試,真空壓力浸漆,二次裝模定形,烘干固化,脫模刮漆,停放一天除應(yīng)力,切割,真空烘干,檢驗(yàn),臺(tái)階、切隙、切面粗糙，需砂帶平磨,散片臺(tái)階修復(fù),檢驗(yàn),超聲清洗,真空烘干,檢驗(yàn),合格品,切面降損耗,切面烘干,剝片整理,倒角,0.4mm,45,檢驗(yàn)測(cè)試,快干漆防銹,切面刮漆,檢驗(yàn)測(cè)試,成品防銹防震包裝,入庫(kù),第二部分：鐵芯制造工藝,6,高性能非晶、納米晶材料制造及應(yīng)用領(lǐng)域的領(lǐng)航者,環(huán)型互感器鐵芯工藝流程,選,料,卷繞,檢驗(yàn),裝爐前校圓,真

4、空退火冷卻,測(cè)試,裝護(hù)盒,外觀檢驗(yàn),性能測(cè)試,包裝材料,入庫(kù),環(huán)型逆變電源鐵芯工藝流程,選,料,卷繞,檢驗(yàn),裝爐前校圓,橫磁,真空退火冷卻,測(cè)試,浸漆,裝護(hù)盒,外觀檢驗(yàn),性能測(cè)試,包裝材料,入庫(kù),7,高性能非晶、納米晶材料制造及應(yīng)用領(lǐng)域的領(lǐng)航者,1,選料,非晶合金材料特性,一般的金屬物質(zhì)大多是晶體結(jié)構(gòu)，而我們現(xiàn)在用,的非晶合金帶材是非晶體結(jié)構(gòu)，其主要成分是,Fe,占,80,左右（故叫鐵基,非晶）,Si+B,占,20,左右，它是熔融金屬以每秒,106,度的降溫速度下超,急冷噴制而成厚度大約為,30,5mm,的金屬薄帶。簡(jiǎn)單的講就是由于急,速冷卻其金屬和非金屬原子來(lái)不及排列結(jié)晶,故叫非晶。非晶態(tài)材

5、,料具有優(yōu)異的磁性和韌性，具有高的電阻率，具有耐腐蝕、耐磨、高強(qiáng),度、高硬度的良好的材料特性,從鐵芯的電磁特性來(lái)講原材料應(yīng)選鐵損低,i,導(dǎo)磁率高、飽和磁通密度,Bs,高的材料。且依據(jù)鐵芯工作頻率選擇不同的材料通常所用的軟磁性材,料有,硅鋼片、坡莫合金、非晶、納米晶、鐵氧體等,A,非晶,鐵基非晶,1K101,2605SA1,主要成分,Fe,Si,B,厚度,0.025mm,0.035mm,高導(dǎo)磁、飽和磁通密度,Bs,高可達(dá),1.56T,一般適用于,50Hz,50KHz,B,鐵基納米晶,1K107,組成成分為,Fe-M-Si-Cu-B,其中,M=Nb,Cr,V,W,Mo,等,厚度,0.025mm,0

6、.035mm,高導(dǎo)磁、飽和磁通密度,Bs,高,可達(dá),1.2T,一般適用于,20KHz,100KHz,8,高性能非晶、納米晶材料制造及應(yīng)用領(lǐng)域的領(lǐng)航者,2,分條,將寬帶分剪成我們所需要的寬度，一般帶寬都取,5,的倍數(shù)好組合，由,于非晶帶薄且硬度高，所以分條難度較大，對(duì)刀具材質(zhì)的要求高，刀,硬度要高韌性要好，否則分剪帶易產(chǎn)生毛刺。分條主要應(yīng)控制毛刺,2mm,無(wú)毛刺最理想，但難以做到；還要控制帶寬尺寸,毛刺的危害,卷繞時(shí)導(dǎo)致跑邊、疊厚不均。對(duì)電磁性能的影響直接,降低疊片系數(shù)、容易造成層間短路曾加鐵損,彎曲度,造成端面不平,3,卷繞,卷繞方式,環(huán)形卷繞、矩形卷繞；我們現(xiàn)基本上采用環(huán)形卷繞,卷繞要注意事

7、項(xiàng)：尺寸公差、疊片系數(shù)（通過(guò)重量體現(xiàn)）、疊厚的一,致性,疊片系數(shù),Kc,有效切面積,Sc,真實(shí)可導(dǎo)磁面積,理論切面積,S,Kc,反映貼芯卷繞的松緊程度,9,高性能非晶、納米晶材料制造及應(yīng)用領(lǐng)域的領(lǐng)航者,亦可由下式計(jì)算,疊片系數(shù),Kc,實(shí)際稱(chēng)得重量,g,理論切面積,理論磁路,長(zhǎng)度,密度,g,變壓器設(shè)計(jì)計(jì)算工作磁通密度,Bm,時(shí)是以有效切面積計(jì)算的。從變壓器設(shè),計(jì)來(lái)講,Kc,要大，這樣同樣理論尺寸下可提高工作磁密,Bm,或相同磁密下可減,小切面尺寸減小線(xiàn)圈匝長(zhǎng)從而節(jié)約成本，但對(duì)不同的磁性材料應(yīng)取不同的,Kc,并非,Kc,越高越好。因過(guò)高的,Kc,會(huì)增加磁芯的內(nèi)應(yīng)力反而降低磁芯性能,0.3mm,厚硅

8、鋼片,Kc=0.97,非晶,Kc=0.85,0.88,Kc,對(duì)磁芯性能的影響,Kc,過(guò)小會(huì)導(dǎo)致客戶(hù)實(shí)際使用的工作磁密,Bm,偏高性能,指標(biāo)變差,由公式,Bm=U,104/4.44,f,Sc,N,可見(jiàn),Bm,與有效面積,Sc,成反比,例：一變壓器工作電壓,220V,電源頻率,2KHZ,初級(jí)線(xiàn)圈,100,匝，鐵芯疊厚,15mm,帶寬,40mm,設(shè)計(jì)取,Kc=0.86,計(jì)算其工作,Bm,解：鐵芯理論切面積為,S=1.5,4.0=6cm,2,則,Sc=6,0.86=5.16 cm,2,Bm=220,10000/4.44*2000*5.16*100=0. 48T,如果卷得過(guò)松,Kc=0.80,則,Sc=

9、6,0.8=4.8 cm,2,這時(shí),Bm=220,10000/4.44*2000*4.8*100=0.516 T,在相同頻率下磁密升高，鐵芯損耗增加,發(fā)熱損壞變壓器,反之若,Kc=0.92,則退火除應(yīng)力困難，磁芯性能也差,10,高性能非晶、納米晶材料制造及應(yīng)用領(lǐng)域的領(lǐng)航者,上下疊厚要一致，現(xiàn)實(shí)由于分條毛刺影響很難做到，現(xiàn)允許上下偏差,0.3mm,偏,差大定型難，易變形，也會(huì)誤判疊厚尺寸,4,一次裝模定型（中小規(guī)格環(huán)形鐵芯無(wú)需帶模退火,鐵芯由圓變方注意事項(xiàng),芯模要裝平整，裝好后要敲打鐵芯四周死角使其松緊,一致應(yīng)力均勻分散。但實(shí)際上四個(gè)角應(yīng)力還是要比四邊大。四邊皺折要消除,裝夾板尺寸要到位不可過(guò)緊

10、或過(guò)松，過(guò)緊退火應(yīng)力難消除、過(guò)松外形尺寸超差,多裝鐵芯少用模板，裝好后要檢查鐵芯有無(wú)變型,5,退火,退火目的,消除鐵芯內(nèi)應(yīng)力，并適度改變晶態(tài)組織，達(dá)到恢復(fù)、并改善磁性能,退火控制工藝參數(shù),升溫、降溫速度，保溫溫度，保溫時(shí)間，保護(hù)氣氛或真空度,裝爐量,C,型非晶鐵芯保溫,395,410,納米晶保溫溫度,550,升溫、降溫速度,保溫時(shí)間與裝爐量及鐵芯尺寸大小有關(guān)。裝爐量多、鐵芯尺寸大，升溫、降溫慢,保溫時(shí)間則要相應(yīng)加長(zhǎng)。另外升溫快慢與爐子結(jié)構(gòu)、功率大小也有關(guān)，功率大則,快,600,以下輻射傳熱效率低。真空條件下主要靠輻射傳熱,C,型鐵芯在氮?dú)?保護(hù)氣氛中退火處理，在此氮?dú)馄鸨Ｗo(hù)鐵芯防氧化及對(duì)流傳熱

11、作用。對(duì)流傳熱效,率高,熱平衡公式,Q,放,Q,吸,Q,放,I,2,Rt (j) I,電流,R,電阻,t,發(fā)熱時(shí)間,Q=C*m*t; Q,吸熱量,J,C,比熱,J,Kg,m,質(zhì)量,Kg,t,溫度差,Q=K*A*t Q,吸熱量,J,K,傳熱系數(shù),J,mm2,A,傳熱面積,mm2,t,溫度差,11,高性能非晶、納米晶材料制造及應(yīng)用領(lǐng)域的領(lǐng)航者,爐溫的均勻性至關(guān)重要，溫度過(guò)低或過(guò)高都會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢，這關(guān)系到產(chǎn)品性能的,一致性，理論上講當(dāng)鐵芯尺寸、松緊度一樣時(shí)，只要退火溫度一樣，鐵芯性能就基,本一樣,影響溫度均勻性的因素有：爐子本身結(jié)構(gòu)（對(duì)流風(fēng)道結(jié)構(gòu)、對(duì)流方式、傳熱方式,空間大小、加熱功率），裝爐量，

12、裝爐擺放方式,應(yīng)留出對(duì)流通道），鐵芯尺寸大,小等（一般原則大小懸殊的不能同爐，同爐時(shí)大鐵芯放外圍，小鐵芯放中央,降溫,非晶鐵芯退火在,410,350,可快降，后面要慢。納米晶則要快冷,注意事項(xiàng),避免氧化，局部過(guò)熱，不可隨意更改裝爐量，裝爐量改了工藝時(shí)間要,相應(yīng)改。溫度和時(shí)間是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的，應(yīng)密切關(guān)注，尤其溫度最為重要，溫度低,了除應(yīng)力不徹底，晶態(tài)變化不夠。溫度高了晶態(tài)變化過(guò)度，納米晶退火過(guò)程中有晶,化放熱應(yīng)防沖溫過(guò)熱,6,冷卻脫模,理論上鐵芯退火后應(yīng)慢冷（每小時(shí)小于,60,降溫,，急冷會(huì)產(chǎn)生收縮應(yīng)力，使性,能變壞，應(yīng)讓鐵芯冷到,50,才能操作脫模,作業(yè)時(shí)注意事項(xiàng),非晶、納米晶退火后易碎，退火

13、后的各工序鐵芯應(yīng)輕拿輕放,切不可隨意摔扔。作業(yè)后芯模要整齊裝箱，謹(jǐn)防芯模碰壞混裝,7,退火后性能測(cè)試,退火是決定鐵芯性能的關(guān)鍵，故應(yīng)每爐測(cè)試性能，測(cè)鐵損、電感，被測(cè)的非晶,C,型,鐵芯必須推捏松才能測(cè)。其它類(lèi)及納米晶鐵芯則不可擠捏,8,浸漆,目的,層間絕緣，增加機(jī)械強(qiáng)度，另外一個(gè)重要作用使每一片粘結(jié)成整體便于切,割,12,高性能非晶、納米晶材料制造及應(yīng)用領(lǐng)域的領(lǐng)航者,對(duì)漆的要求,絕緣耐熱等級(jí)要,H,級(jí),180,以上，電阻率高，儲(chǔ)存性好，粘結(jié)力,強(qiáng)，固化應(yīng)力小，滲透性好，一般都是環(huán)氧樹(shù)脂。逆變、互感器則應(yīng)力要小,浸漆方式,常溫常壓、真空、真空壓力，真空壓力浸漆應(yīng)是最好的工藝,抽真空的作用是將片層

14、間的空氣抽走讓出空間給漆進(jìn)去，加壓是為增加滲透壓,注意事項(xiàng),鐵芯上的水或油污會(huì)大大降低漆的附著粘結(jié)力，故必須保持鐵芯,干燥、干凈無(wú)油污、松弛（浸漆前必須推松,3131,漆易吸潮而增加粘度，故,應(yīng)保持環(huán)境干燥，壓縮氣體應(yīng)干燥、干凈無(wú)油污。加壓會(huì)增加漆液中的氣體含,量，故應(yīng)將之抽去。易燃防火,9,裝模定型,要固定鐵芯形狀才能烘干固化,注意事項(xiàng),脫模劑涂抹均勻，尺寸要裝夾到位，鐵芯表面要擦清潔（非晶碎,片、油污紙屑），不變形、不錯(cuò)位,有時(shí)會(huì)有鐵芯拱起來(lái)，這是由于鐵芯疊厚不均勻形成了契型，故在夾緊的時(shí)候,會(huì)往契尾方向凸。這時(shí)可間隔翻面裝部分鐵芯,3131,漆是單組份，熱固型環(huán)氧樹(shù)脂，室溫下不會(huì)固化。故

15、有時(shí)放置二、三個(gè)小,時(shí)可照常往下做,只要卷繞平整，沒(méi)有整不平的鐵芯,丙酮是較強(qiáng)的有機(jī)溶劑，可稀釋,3131,漆，故擦拭鐵芯表面時(shí)不許用濕淋淋的丙,酮，應(yīng)將布擰至半干狀擦,10,烘烤固化,13,高性能非晶、納米晶材料制造及應(yīng)用領(lǐng)域的領(lǐng)航者,3131,熱固型，耐熱等級(jí),H,級(jí),180,烘烤溫度不要超過(guò),180,該漆單層漆,膜在,160,下,3,分鐘便固化，完全固化反應(yīng)完達(dá)到固化強(qiáng)度需一小時(shí)左右,工藝控制過(guò)程中短時(shí)（半小時(shí)內(nèi)）超溫,10,便沒(méi)什么影響。在耐熱溫度下,長(zhǎng)時(shí)間烘烤也沒(méi)有壞處，故烘烤時(shí)間只可長(zhǎng)不可短,操作過(guò)程應(yīng)時(shí)刻關(guān)注溫度變化，及加熱電流大小,11,脫模刮漆,烘烤固化好的鐵芯，應(yīng)待冷卻至,

16、50,才可脫模，否則易導(dǎo)致鐵芯開(kāi)裂,刮漆主要是要將鐵芯表面的漆瘤刮平，漆瘤會(huì)影響切割定位，也會(huì)影響線(xiàn)圈,裝配，特別說(shuō)明四個(gè),R,角處的漆瘤可不刮因其不會(huì)影響切割定位，且剝片時(shí),會(huì)被剝掉,從理論上講鐵芯端面的一層漆膜是有益無(wú)害的（可更有效防銹、防散片減少,噪音），均勻平整干凈的漆膜沒(méi)必要刮掉,烘烤固化的鐵芯會(huì)產(chǎn)生固化應(yīng)力，故需停放一段時(shí)間釋放應(yīng)力后才能切割,以減少因局部應(yīng)力過(guò)大切割后裂縫,12,切割,C,型鐵芯切割的作用是,便于裝線(xiàn)圈（可先單獨(dú)繞好線(xiàn)圈縮短變壓器生產(chǎn),周期）；調(diào)整氣隙（起到調(diào)節(jié)電感量、抑制過(guò)飽和,14,高性能非晶、納米晶材料制造及應(yīng)用領(lǐng)域的領(lǐng)航者,注意事項(xiàng),切割對(duì)鐵芯性能影響很大

17、，切面質(zhì)量的好壞,粗糙,度、垂直度、對(duì)稱(chēng)度,直接影響鐵芯性能,影響切面質(zhì)量的因數(shù)有,切割機(jī)的精度和穩(wěn)定性,精度和穩(wěn)定性要高,切割砂輪片,強(qiáng)度、粒度大小、耐磨性、平整度、厚度與直徑,厚度與直徑的選擇由鐵芯本身切面積大小決定,切割砂輪片轉(zhuǎn)速,現(xiàn)在是,1450,轉(zhuǎn),分、與冷卻效果有關(guān),鐵芯進(jìn)給速度,與單位時(shí)間內(nèi)切削量有關(guān),夾具,不可松動(dòng)、不可有縫隙空位,鐵芯本身切面積大小,高度、厚度，冷卻會(huì)更困難，鐵芯高度,大砂輪片徑向擺動(dòng)大，應(yīng)選較厚且外徑大的砂輪片,冷卻效果,選擇的冷卻液要防銹、吸熱好，冷卻泵流量壓力大,小，冷卻液噴淋位置。要過(guò)濾沉砂,13,研磨,砂輪切割的切面粗糙度大，在光電放大鏡下能看到縱橫

18、交錯(cuò)的很,多劃痕，這些劃痕即是層間短路的表現(xiàn)，層間短路會(huì)形成高頻渦,流損耗，通過(guò)有效可減少高頻渦流損耗，亦可消除切面氣隙提高,電感量降低損耗,15,高性能非晶、納米晶材料制造及應(yīng)用領(lǐng)域的領(lǐng)航者,研磨質(zhì)量與研磨方向有關(guān)，應(yīng)先沿橫向粗磨，再縱向精磨。這樣可減少磨,成弧面,裝夾具要平整不可有空隙，夾板位置、夾的松緊,冷卻液,14,超聲清洗,研磨產(chǎn)生的粉末會(huì)造成切面短路，可通過(guò)超聲清洗掉。清洗液要有除油污,及防銹功能,15,真空烘干,烘烤的作用,除水分、除應(yīng)力,切割、研磨都是采用水做冷卻液稀釋劑，故要及時(shí)將水烘干減少生銹。切,割面的切割應(yīng)力、磨削應(yīng)力，降低鐵芯性能。水分常溫常壓也可以烘干,在一個(gè)大氣壓

19、,101325Pa,1,公斤,0.1Mpa,下水在,100,才沸騰氣,化，如抽真空在絕壓,9583Pa,表壓,0.09Mpa,下水在,45,沸騰氣化,20000Pa,0.08Mpa,時(shí)是,60,40000Pa(-0.06Mpa,時(shí)是,76,所以說(shuō)真空度越高氣化溫度越低水分越易蒸發(fā)，烘干一定量的水所需的時(shí),間就越短，這可縮短烘烤生產(chǎn)時(shí)間。所以要控制的兩個(gè)參數(shù)是真空度、溫,度、時(shí)間，縫隙中的水分由于兩個(gè)光滑面上液體表面張力作用,吸附,水,分難以揮發(fā)，若常壓下要,100,烘得,12,小時(shí)以上才能烘干，故有時(shí)當(dāng)真空,度較低時(shí)不是不能烘而是要延長(zhǎng)烘烤時(shí)間，烘烤溫度在,110,內(nèi),也是可高,可低跟時(shí)間匹配。當(dāng)然最高烘烤溫度不能超過(guò)漆的耐熱等級(jí),16,高性能非晶、納米晶材料制造及應(yīng)用領(lǐng)域的領(lǐng)航者,16,切面處理,切割、研磨都會(huì)造成切面層間短路，導(dǎo)致鐵損增加，應(yīng),設(shè)法減少或消除層間短路,此操作注意事項(xiàng),酸蝕時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng)，看見(jiàn)切面產(chǎn)生大量,氣泡時(shí)即應(yīng)及時(shí)將切面擦干凈，并對(duì)切面烘干，烘干很重,要。其將直接影響鐵損,7,剝片整理,作用,將外表面臟的片剝掉，使尺寸滿(mǎn)足公差要求,所以對(duì)剝片整理來(lái)說(shuō)在滿(mǎn)足尺寸公差要求的前提下剝的越,少越好。保留最大疊厚對(duì)改善磁性能極為有利,不