CN103128039B - 一种卷绕式非晶铁芯绝缘涂层的涂敷方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种卷绕式非晶铁芯绝缘涂层的涂敷方法，包括以下步骤：a)整体非晶铁芯置于环氧胶中真空浸渍；b)非晶铁芯表面涂刷环氧树脂；c)非晶铁芯涂刷改性环氧胶涂层后的加热固化。采用本发明方法中环氧胶浸渍后，非晶带材之间的间隙得以密封，并具有一定的强度，所形成的涂层表面平整，厚度均匀，减小了铁芯的振动及噪音，方便整体安装；由于涂刷的涂层比一般的涂刷工艺要薄，缩短了固化时间；本发明采用的环氧胶，使得固化收缩率较低，且形成的环氧胶类涂层具有较好的粘结力和弹性，对铁芯产生的应力很小，经涂胶后其初始磁导率和电感影响较小；采用该本发明方法处理后的非晶铁芯可大大降低空载损耗。

Description

一种卷绕式非晶铁芯绝缘涂层的涂敷方法

技术领域

本发明涉及一种卷绕式非晶铁芯绝缘涂层的涂敷方法，主要用于非晶变压器、逆变电源中的单相和三相滤波电抗器中非晶铁芯的制造过程。

背景技术

非晶纳米晶软磁合金材料兼具硅钢和软磁铁氧体的优点，具有较高的饱和磁感应强度和极低的铁损，因而可替代硅钢和部分软磁铁氧体用于各种中高频电力电子设备的铁芯材料中，起到减小器件体积、降低设备能耗的作用。如用非晶材料制备成铁芯用于变压器中，节能效果十分显著，相同容量的非晶变压器的空载损耗仅为硅钢变压器的四分之一。在风电和太阳能发电并网设备中，逆变器和变流器是不可或缺的设备，里面包括变压器、滤波电感器等器件。由于新型的非晶铁芯具有成本较低、损耗低、温度系数小等优点，用于替代逆变电源中的硅钢片铁芯具有很大的市场前景，节能效果显著。

非晶材料是利用快速凝固技术制造的新材料，非晶铁芯是由若干层非晶带材卷绕成型或者叠置挤压成型而成，这种叠片容易松散，易产生振动及噪音，同时，非晶合金的磁致伸缩程度比硅钢片高约10％，也导致其所卷绕的铁芯噪音较大。另外由于非晶带材硬度高、厚度薄，具有较大的脆性，其在生产装配及成品使用过程中，易产生一些碎片，这些碎片会对产品的性能及可靠性产生较大的影响。

传统的绝缘涂层涂敷方法一般采用在铁芯表面涂刷环氧树脂，涂刷速度慢，表面不易平整，涂层厚度不均匀，涂层较厚，而该方法用于非晶铁芯，会造成非晶带材间的填充不够密实，而且非晶带材容易松散，易产生振动和较大的噪音等问题，影响铁芯性能。

发明内容

本发明的目的，就是针对上述问题而提供一种卷绕式非晶铁芯绝缘涂层的涂敷方法，采用该方法增加了铁芯的填充系数，减小了铁芯的振动及噪音，方便整体安装。

本发明为达目的所采用的技术方案是：

本发明一种卷绕式非晶铁芯绝缘涂层的涂敷方法，包括以下步骤：

a)整体非晶铁芯置于环氧胶中真空浸渍；

b)非晶铁芯表面涂刷环氧树脂；

c)非晶铁芯涂刷改性环氧胶涂层后的加热固化。

上述的一种卷绕式非晶铁芯绝缘涂层的涂敷方法，其中，在整体非晶铁芯置于环氧胶中真空浸渍步骤之前，进行下列准备：

先对非晶铁芯进行热处理，在炉内施加横向磁场，并在250-400℃热处理温度下保持0.5-1.5小时，热处理后将非晶铁芯温度降至85～110℃，且用毛刷或尼龙刷等设备去除非晶铁芯表面的灰尘和碎屑。

上述的一种卷绕式非晶铁芯绝缘涂层的涂敷方法，其中，所述步骤a整体非晶铁芯置于环氧胶中真空浸渍的具体方法为：

先将环氧树脂用酒精按1∶2～4的重量比稀释，制得环氧胶，将整体非晶铁芯所述环氧胶中，真空条件下进行浸渍10～15分钟，此时由于是负压，有利于环氧树脂充分渗入到非晶带材间隙间，非晶铁芯表面形成很薄的一层环氧涂层，如带材表面较平整，胶水吸入量相对较少，浸渍好的铁芯进行干燥固化，由于酒精溶剂的挥发，干燥固化10-20分钟即可，非晶铁芯的重量增加0.05％～2％。

上述的一种卷绕式非晶铁芯绝缘涂层的涂敷方法，其中，所述步骤b非晶铁芯表面涂刷环氧树脂的具体方法为：

先将环氧树脂与固化剂按3～4∶1的重量比进行混合，制得环氧绝缘涂料，在非晶铁芯表面涂刷环氧绝缘涂料，非晶铁芯表面涂刷的环氧绝缘涂料涂层厚度为0.1mm～0.3mm。

上述的一种卷绕式非晶铁芯绝缘涂层的涂敷方法，其中，所述步骤c中加热固化的具体方法为：

将涂刷好的非晶铁芯送进烘箱中，固化温度为80℃～150℃，固化时间为30～100分钟；

固化好的非晶铁芯，出烘箱后用手轻轻触摸边缘，检验是否固化，如还未干透，则再送回烘箱固化5-10分钟。

上述的一种卷绕式非晶铁芯绝缘涂层的涂敷方法，其中，所述非晶铁芯加热固化步骤后，应进行非晶铁芯清理，具体方法为：

查看非晶铁芯表面是否有气泡，如果存在气泡，需割破后用环氧绝缘涂料把气泡处封平、封好，再用铲刀修整非晶铁芯边缘。

最后将固化好的铁芯进行切割，矩形铁芯在中间部位切开，成C型，端口磨平即可。涂敷固化好的铁芯填充系数达0.8以上。

上述的一种卷绕式非晶铁芯绝缘涂层的涂敷方法，其中，所述非晶铁芯为矩形或环形，非晶铁芯所用材料包括Fe-Si-B、Fe-Cu-Nb-Si-B、Fe-Zr-B、Fe-Co-Nb-Si-B等系列，非晶及纳米晶带材的厚度为20-30μm。

本发明方法与现有方法相比，具有以下优点：

1.采用本发明方法中环氧胶浸渍后，非晶带材之间的间隙得以密封，并具有一定的强度，所形成的涂层表面平整，厚度均匀；

2.由于涂刷的涂层比一般的涂刷工艺要薄，缩短了固化时间；

3.铁芯经真空浸胶后，非晶带材间隙间充分被环氧胶填充固化，增加了铁芯的填充系数，减小了铁芯的振动及噪音，方便整体安装；

4.本发明采用的环氧胶，使得固化收缩率较低，且形成的环氧胶类涂层具有较好的粘结力和弹性，对铁芯产生的应力很小，经涂胶后其初始磁导率和电感影响较小；

5.采用该本发明方法处理后的非晶铁芯可大大降低空载损耗。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例1

将50mm宽的非晶态Fe78Si9B13合金带材卷绕成矩形卷铁芯，叠厚20mm，内窗口宽25mm，内窗口高82mm，总重量1.7kg。将热处理过的非晶铁芯进行冷却，并用毛刷或尼龙刷等设备去除非晶铁芯表面灰尘和碎屑。待热处理完的铁芯温度降到100℃后，在自制的真空浸胶设备中对整个铁芯进行整体浸胶，所用的环氧胶为环氧树脂用酒精按1∶2的重量比进行稀释制得。浸渍10分钟后取出，此时铁芯表面形成很薄的一层环氧涂层。浸渍好的铁芯干燥固化10分钟，铁芯重量为1.84kg。进行非晶铁芯表面的整体涂刷，环氧树脂采用T-620H-1(单组份环氧树脂粘接剂)，与固化剂按3∶1的重量比混合，制得环氧绝缘涂料，且非晶铁芯表面的涂层厚度为0.2mm。在130℃下固化60分钟。涂层固化好后用铲刀修整铁芯边缘，再将矩形铁芯在中间部位切开，成C型，端口磨平。涂敷固化好的铁芯填充系数达0.78。

实施例2

将70mm宽的非晶态Fe78Si9B13合金带材卷绕成E形铁芯，铁芯重量24KG，尺寸(窗口130×240mm，外框230×340×70mm)。将热处理过的铁芯进行冷却，并用毛刷或尼龙刷等设备去除非晶铁芯表面灰尘和碎屑。待热处理完的铁芯温度降到100℃后，在自制的真空浸胶设备中对整个铁芯进行整体浸胶，所用的环氧胶为环氧树脂用酒精按1∶4的重量比进行稀释制得。浸渍15min后取出，此时铁芯表面形成很薄的一层环氧涂层。浸渍好的铁芯干燥固化15min，铁芯重量为24.36kg。用环氧绝缘涂料进行表面整体涂刷，环氧绝缘涂料由环氧树脂与固化剂按4∶1的重量比混合制得，所涂刷的环氧绝缘涂料涂层厚度为0.3mm。在120℃下固化80min。涂层固化好后用铲刀修整铁芯边缘，再将E形铁芯在中间部位切开，端口磨平。涂敷固化好的铁芯填充系数达0.8。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (5)

1.一种卷绕式非晶铁芯绝缘涂层的涂敷方法，其特征在于，包括以下步骤：

a)整体非晶铁芯置于环氧胶中真空浸渍；

b)非晶铁芯表面涂刷环氧树脂；

c)非晶铁芯涂刷改性环氧胶涂层后的加热固化，

在整体非晶铁芯置于环氧胶中真空浸渍步骤之前，进行下列准备：

先对非晶铁芯进行热处理，在炉内施加横向磁场，并在250-400℃热处理温度下保持0.5-1.5小时，热处理后将非晶铁芯温度降至85～110℃，且除去非晶铁芯表面的灰尘和碎屑，

所述步骤a整体非晶铁芯置于环氧胶中真空浸渍的具体方法为：

先将环氧树脂用酒精按1:2～4的重量比稀释，制得环氧胶，将整体非晶铁芯所述环氧胶中，真空条件下进行浸渍10～15分钟，浸渍后，干燥固化10-20分钟，非晶铁芯的重量增加0.05％～2％。

2.如权利要求1所述的一种卷绕式非晶铁芯绝缘涂层的涂敷方法，其特征在于，所述步骤b非晶铁芯表面涂刷环氧树脂的具体方法为：

先将环氧树脂与固化剂按3～4:1的重量比进行混合，制得环氧绝缘涂料，在非晶铁芯表面涂刷环氧绝缘涂料，非晶铁芯表面涂刷的环氧绝缘涂料涂层厚度为0.1mm～0.3mm。

3.如权利要求1所述的一种卷绕式非晶铁芯绝缘涂层的涂敷方法，其特征在于，所述步骤c中加热固化的具体方法为：

将涂刷好的非晶铁芯送进烘箱中，固化温度为80℃～150℃，固化时间为30～100分钟；

固化好的非晶铁芯，出烘箱后用手轻轻触摸边缘，检验是否固化，如还未干透，则再送回烘箱固化5-10分钟。

4.如权利要求1所述的一种卷绕式非晶铁芯绝缘涂层的涂敷方法，其特征在于，所述非晶铁芯加热固化步骤后，应进行非晶铁芯清理，具体方法为：

查看非晶铁芯表面是否有气泡，如果存在气泡，需割破后用环氧绝缘涂料把气泡处封平、封好，再用铲刀修整非晶铁芯边缘。

5.如权利要求1所述的一种卷绕式非晶铁芯绝缘涂层的涂敷方法，其特征在于，所述非晶铁芯为矩形或环形。