本发明涉及无取向硅钢应用技术领域，尤其涉及到一种降低压缩机杂散损耗的铸铝铁芯的生产工艺。
背景技术：
铸铝铁芯由于其结构简单、制造容易被广泛应用于中小型电机和定频压缩机中，铁芯在生产过程中，一般先将成品硅钢板按一定形状和尺寸冲裁成定转子散片，散片再通过铆接的方式叠装成定转子铁芯，为了消除硅钢片边部冲裁应力降低电机铁芯损耗，铁芯装配之前会进行退火处理。一般中小型异步电机和定频压缩机中定子采用铜线绕组、转子采用铸铝的方式进行装配，为避免铸铝条与硅钢片之间的横向电流降低杂散损耗，转子铁芯在退火后可以通过蓝化处理增加冲裁断面与铸铝条之间的绝缘性。硅钢片通过不同冲裁工艺加工后断面形貌会存在明显差异，断面撕裂区域的比例越大蓝化后铁芯冲裁面氧化层越厚、绝缘性能越好、杂散损耗越低。
对于0.5mm厚铁损p1.5/50在3.30w/kg左右的高效定频压缩机用无取向硅钢，所生产的定频压缩机效率一般在85％以下，现有铁芯形状和绕组装配条件下，通过降低铁耗和铜耗提高定频压缩机效率已经十分困难。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明提供了一种降低压缩机杂散损耗的铸铝铁芯的生产工艺。通过调整转子铸铝孔模具间隙，配合铁芯热处理方法，在保证定子铁芯铁损下降的同时压缩机杂散损耗下降10％以上。
本发明采取的技术方案为：
一种降低压缩机杂散损耗的铸铝铁芯的生产工艺，所述生产工艺包括以下步骤：
(1)硅钢卷进行分条得到分条卷；
(2)分条卷在高速冲床设备中冲裁成定转子单片，冲床模具中转子铸铝孔凸凹模间隙0.05～0.75mm，使转子铸铝孔冲裁断面撕裂区域面积超过50％，后续热处理过程中形成较厚氧化层；
(3)定转子单片叠装成压缩机用定转子铁芯；
(4)定转子铁芯在700～800℃范围内保温120～180min，确保定转子铁芯冲裁变形区域金属发生回复和再结晶降低铁芯磁滞损耗，然后以2～10℃/min的速度进行冷却，避免金属内部产生内应力；
(5)缓冷后的定转子铁芯在400～600℃范围内保温100min，使定转子铁芯表面与水蒸气反应形成一层致密的氧化膜；
(6)转子铁芯铸铝、定子铁芯上绕漆包铜线。
进一步地，步骤(1)中，所述硅钢卷的化学成分及重量百分比为：si：1.85％～2.15％；als：0.10％～0.30％；mn：0.20％～0.50％；p：0.02％～0.10％；c：≤0.005％；s：≤0.01％；n：≤0.01％；ti：≤0.005％；其余成分为fe及不可避免的杂质元素。硅钢卷的厚度为0.5mm。
步骤(1)中，所述分条卷的毛刺小于0.05mm，避免高速冲裁进料过程中出现卡模。
步骤(2)中，所述定转子单片的毛刺小于6μm，防止叠装过程出现缝隙。
所述步骤(3)中，100～300片定转子单片叠装成高效定频压缩机用铁芯，片间通过铆扣连接。
所述步骤(4)中，炉内用dx气体保护。
所述步骤(5)中，炉内采用dx气体 饱和水蒸气进行保护，使铁芯材料内部晶粒长大铁损降低，同时铁芯中硅钢边表面及冲裁断面形成一层较厚的致密氧化层。
所述dx气体是以甲烷/丙烷等天然气为原料，在高温下与空气进行不充分燃烧，分解生产含n2、h2、co、co2的混合气体。
采用本发明生产的高效定频压缩机用铸铝铁芯，在保证铁芯硅钢材料不变的条件下，通过调整转子铸铝孔模具间隙，配合铁芯热处理方法，使得铁芯铸铝孔断面形成一层较厚的氧化膜，有效抑制铸铝条与铁芯材料之间的横向电流；该方法同时还可生产得到铁损较低的定子铁芯；与冲床模具间隙为0.05mm以下的铁芯加工方法相比，该方案在保证定子铁芯铁损下降的同时电机杂散损耗下降10％以上，电机效率得到有效提升。
附图说明
图1为实施例1铸铝孔内壁全厚度区域氧化膜图片，撕裂区域占比53％；
图2为实施例1铸铝孔内壁撕裂区域氧化膜图片，厚度为0.7μm。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种降低压缩机杂散损耗的铸铝铁芯的生产工艺，具体包括以下步骤：
1)压缩机铁芯所用的无取向硅钢材料化学成分重量百分比：si：2.08％；als：0.19％；mn：0.32％；p：0.06％；c s n ti：75ppm，且各元素含量均≤25ppm，其余为fe及不可避免的杂质元素；
2)定转子单片冲床模具中转子铸铝孔凸凹模间隙0.055mm，冲裁后铸铝孔冲裁断面撕裂区域面积53％，毛刺高度3.4μm；
3)180片叠装成压缩机用铁芯，片间通过铆扣连接；
4)铁芯在750℃范围内保持180min，炉内采用dx气体保护，然后以4℃/min的速度进行缓冷；缓冷后的定转子铁芯在500℃范围内保持100min，炉内采用dx气体 饱和水蒸气进行保护；
5)热处理后的转子铸铝、定子绕漆包铜线，装配电机进行性能测试。
经上述工艺加工的铁芯，定子铁芯的铁损p1.5/50＝1.75w/kg，压缩机杂散损耗81w、压缩机效率84.5％。
实施例2
一种降低压缩机杂散损耗的铸铝铁芯的生产工艺，具体包括以下步骤：
1)压缩机铁芯所用的无取向硅钢材料化学成分重量百分比：si：2.01％；als：0.21％；mn：0.30％；p：0.05％；c s n ti：82ppm，且各元素含量均≤25ppm，其余为fe及不可避免的杂质元素；
2)定转子单片冲床模具中转子铸铝孔凸凹模间隙0.06mm，冲裁后铸铝孔冲裁断面撕裂区域面积58％，毛刺高度4.5μm；
3)180片叠装成压缩机用铁芯，片间通过铆扣连接；
4)铁芯在750℃范围内保持180min，炉内采用dx气体保护，然后以4℃/min的速度进行缓冷；缓冷后的定转子铁芯在500℃范围内保持100min，炉内采用dx气体 饱和水蒸气进行保护；
5)热处理后的转子铸铝、定子绕漆包铜线，装配电机进行性能测试。
经上述工艺加工的铁芯，定子铁芯的铁损p1.5/50＝1.79w/kg，压缩机杂散损耗76w、压缩机效率84.4％。
实施例3
一种降低压缩机杂散损耗的铸铝铁芯的生产工艺，具体包括以下步骤：
1)压缩机铁芯所用的无取向硅钢材料化学成分重量百分比：si：1.97％；als：0.25％；mn：0.27％；p：0.05％；c s n ti：76ppm，且各元素含量均≤25ppm，其余为fe及不可避免的杂质元素；
2)定转子单片冲床模具中转子铸铝孔凸凹模间隙0.065mm，冲裁后铸铝孔冲裁断面撕裂区域面积62％，毛刺高度4.7μm；
3)180片叠装成压缩机用铁芯，片间通过铆扣连接；
4)铁芯在750℃范围内保持180min，炉内采用dx气体保护，然后以4℃/min的速度进行缓冷；缓冷后的定转子铁芯在500℃范围内保持100min，炉内采用dx气体 饱和水蒸气进行保护。
5)热处理后的转子铸铝、定子绕漆包铜线，装配电机进行性能测试。
经上述工艺加工的铁芯，定子铁芯的铁损p1.5/50＝1.83w/kg，压缩机杂散损耗75w、压缩机效率84.4％。
对比例1
一种降低压缩机杂散损耗的铸铝铁芯的生产工艺，具体包括以下步骤：
1)压缩机铁芯所用的无取向硅钢材料化学成分重量百分比：si：2.03％；als：0.21％；mn：0.30％；p：0.04％；c s n ti：80ppm，且各元素含量均≤25ppm，其余为fe及不可避免的杂质元素；
2)定转子单片冲床模具中转子铸铝孔凸凹模间隙0.040mm，冲裁后铸铝孔冲裁断面撕裂区域面积38％，毛刺高度3.2μm；
3)180片定转子散片叠装成压缩机用铁芯，片间通过铆扣连接；
4)铁芯在750℃范围内保持180min，炉内采用dx气体保护，然后以4℃/min的速度进行缓冷；缓冷后的定转子铁芯在500℃范围内保持100min，炉内采用dx气体 饱和水蒸气进行保护。
5)热处理后的转子铸铝、定子绕漆包铜线，装配电机进行性能测试。
经上述工艺加工的铁芯，定子铁芯的铁损p1.5/50＝1.78w/kg，压缩机杂散损耗89w、压缩机效率84.9％。
上述参照实施例对一种降低压缩机杂散损耗的铸铝铁芯的生产工艺进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。
1.一种降低压缩机杂散损耗的铸铝铁芯的生产工艺，其特征在于，所述生产工艺包括以下步骤：
(1)硅钢卷进行分条得到分条卷；
(2)分条卷在高速冲床设备中冲裁成定转子单片，冲床模具中转子铸铝孔凸凹模间隙0.05～0.75mm；
(3)定转子单片叠装成压缩机用定转子铁芯；
(4)定转子铁芯在700～800℃范围内保持180min，缓冷；
(5)缓冷后的定转子铁芯在400～600℃范围内保持100min；
(6)转子铁芯铸铝、定子铁芯绕漆包铜线。
2.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述硅钢卷的化学成分及重量百分比为：si：1.85％～2.15％；als：0.10％～0.30％；mn：0.20％～0.50％；p：0.02％～0.10％；c：≤0.005％；s：≤0.01％；n：≤0.01％；ti：≤0.005％；其余成分为fe及不可避免的杂质元素。
3.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述分条卷的毛刺小于0.05mm。
4.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，步骤(2)中，所述定转子单片的毛刺小于6μm。
5.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述步骤(3)中，100～300片定转子单片叠装成高效定频压缩机用铁芯，片间通过铆扣连接。
6.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述步骤(4)中，炉内用dx气体保护。
7.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述步骤(4)中，所述缓冷的速率为2～10℃/min。
8.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述步骤(5)中，炉内采用dx气体 饱和水蒸气进行保护。
技术总结