软磁合金铁芯低磁损工艺技术研究

软磁合金铁芯低磁损工艺技术研究

秦 媛

贵州航天林泉电机有限公司

摘要：软磁合金材料常用于高性能类电机的铁芯部件，其具有高磁导率、低矫顽力和良好加工性能等特点，同时该类材料具备的良好耐腐蚀性和高稳定性也是高性能类电机选择其作为铁芯核心部件原料的重要因素之一。但由于国内对该材料运用的成熟度较低，受国外技术壁垒限制，铁芯加工后存在不同程度磁损耗现象，导致电机性能稳定性差。为此，本文就高性能类电机软磁合金铁芯低磁损的铁芯叠装工艺技术论证分析。

关键词：软磁合金磁性能  电机铁芯   低磁损铁芯叠装 

1 引言

随着电力电子技术日新月异的发展，高性能的伺服系统，必须配备高性能，高分辨率的控制装置，特别是在现代军用装备高精度、高可靠的要求下，高性能类电机应用场景日益增加。但由于目前工艺技术成熟度低、关键过程控制要素未完全吃透，导致生产合格率低。特别是该类电机的核心部件定子，存在多处手工操作，产品一致性差稳定性低。

2 存在的问题

高性能类电机铁芯冲片通常采用的材料为软磁合金带材，厚度一般在0.2mm左右，软磁合金冲片在加工中很容易变形，且受软磁合金特性影响，叠装过程中产生的外应力还会对铁芯磁性能会造成一定影响，使得磁性能不同程度降低，最终影响整机性能。

对高性能类电机用软磁合金铁芯进行常规叠装，其μ0、μm、Hc会因加工应力而产生磁损耗，经验证其磁性能变化如表1所示：

表1 1J79软磁合金铁芯叠装前后磁性能数据

3主要研究内容

3.1验证方案

铁芯采用冲片胶合方法进行连接，再利用叠装工装叠装成铁芯，在叠装胶合过程中需要加温加压，

选择高性能类电机常用材料1J79进行铁芯叠装压力工艺验证，在叠装胶合时选择不同叠装压力，验证叠装效果，检测不同叠装压力对铁芯磁性能的影响。

叠装压力确选择以15Kg/cm2、25Kg/cm2、35Kg/cm2为单位面积换算叠装力的方式进行，选择不同规格样品进行验证测试，按照表2的叠装压力，进行样品20和样品36两种铁芯各叠装验证。

表2 样件设定叠装力

3.2实施效果

选择高性能类电机常用材料1J79进行铁芯叠装压力工艺验证，在叠装胶合时选择不同叠装压力，验证叠装效果，检测不同叠装压力对铁芯磁性能的影响。

叠装胶合后样件均未出现开裂现象，且齿部整齐。

图1 高性能类电机铁芯叠装效果

叠装时同步采用厚度为δ0.2的1J79软磁合金材料冲制的ф40×ф30×5标准样环冲片进行叠装，标准样环面积为5.4978cm2，压装力按样件叠装压力标准进行。叠装后复测样环磁性能影响情况，具体如下表3。

表3 叠装前、后样环磁性能参数

可以看出，叠装后样件虽未出现开裂、散片的质量问题，但其磁性能还是受到了影响，但是均未超出国标要求范围值。

通过对高性能类电机铁芯软磁合金材料样环胶合受到的外应力及该外力对其磁性能的影响进行分析，推到形成表4所示针对不同规格的铁芯对应叠装压力，为其他高性能类电机铁芯叠装压力选择提供参考。

表4 叠装压力

参考文献

[1]彭晓领.磁性材料与磁测量.化学工业出版社.2020.

[2]王自敏.软磁铁氧体生产工艺与控制技术.化学工业出版社.2013.

[3]孙克军，马丽，安国庆.电机学. 化学工业出版社.2021.

[4]胡志强.电机制造工艺学 第2版.机械工业出版社，2020.

集团公司国防基础科研项目：高功率密度无刷电机产品高效稳定加工技术 JCKY2022204C024