[发明专利]电工钢的快速消除应力退火

说明书

本公开提供了“电工钢的快速消除应力退火”。提供了一种制造定子的方法。所述方法可以包括将经完全加工的钢冲压成具有硬化外边缘区域的一组叠片。所述方法还可以包括对所述叠片进行闪光退火以相对于所述叠片的中心区域将热能集中在内边缘区域和外边缘区域中，以驱使所述内边缘区域和所述外边缘区域的硬度接近所述中心区域的硬度以消除残余应力并降低所述叠片的铁损。

技术领域

本公开涉及一种用于在电机中使用的钢的热处理工艺。

背景技术

电工钢是用于产生特定磁性的独特钢。电工钢通常以厚度小于2mm的冷轧带钢制造。将这些带钢切割成形以形成变压器的叠片铁芯，以及电动马达的定子和转子。电工钢通常通过冲压切割成形，冲压切割是将钢的平坦部分放入模具中、用工具压制该平坦部分以形成期望表面。冲压电工钢可能会产生残余应力，内部应力分布会锁定在材料中。即使没有外部负荷施加到材料上，也会存在该应力。

电气部件中的残余应力会导致铁芯损耗和能效降低。在包括经受变化的磁场的铁芯的某些装置(诸如变压器、电感器、AC马达和交流发电机)中存在铁芯损耗。在理想情况下，通过该装置传递的磁场可能在铁芯中发生损耗，并通过热量或噪声或这两者消散。通过称为退火的金属加工工艺可以减少残余应力，继而降低铁芯损耗。退火是改变被处理材料的物理性质并且有时改变化学性质的一种热处理工艺。通常，通过施加750℃至少30分钟或甚至几小时来执行退火。大于30分钟的循环时间导致生产工艺变得昂贵。

发明内容

根据本公开的一个实施例，提供了一种制造定子的方法。该方法可以包括将经完全加工的钢冲压成具有硬化外边缘区域的一组叠片。该方法还可以包括对该叠片进行闪光退火以相对于该叠片的中心区域将热能集中在内边缘区域和外边缘区域中，以驱使该内边缘区域和外边缘区域的硬度接近该中心区域的硬度以消除残余应力并降低该叠片的铁损。

根据本公开的另一个实施例，提供了一种制造电机的方法。该方法可以包括将经完全加工的钢冲压成具有硬化外边缘区域的一组叠片。该方法还可以包括对该叠片进行闪光退火以在该叠片上产生不均匀热分布以驱使内边缘区域和外边缘区域的硬度接近中心区域的硬度，以消除残余应力并降低该叠片的铁损。

根据本公开的又一实施例，提供了一种制造电机的方法。该方法可以包括将经完全加工的钢冲裁成具有硬化外边缘的一组叠片，并对该组叠片进行穿孔以限定具有硬化内边缘区域的至少一个孔。该方法还可以包括堆叠该叠片以形成叠片组件。该方法还可以包括对该叠片组件进行闪光退火以相对于该叠片的中心区域将热能集中在内边缘区域和外边缘区域中，以驱使该内边缘区域和外边缘区域的硬度接近该中心区域的硬度以消除残余应力并降低该叠片的铁损。

附图说明

图1是示出现包括用于电工钢的传统消除应力退火的现有技术工艺的流程图。

图2是示出包括用于对电工钢进行退火的快速热处理工艺的工艺的流程图。

图3是示出快速热处理工艺的温度和持续时间的图表。

图4是进行快速热处理工艺的示例性热炉和组件的透视图。

图5A是示例性叠片和指定的硬度测量点的俯视图。

图5B是沿着线5B截取的详细视图。

图6是在叠片的各个位置处在闪光退火热处理工艺前后的硬度测量的图形。

图7和图8是示出与经闪光退火的电工钢相关联的铁损降低的图形。

具体实施方式