[发明专利]硅钢片铁芯长期防锈工艺

说明书

本发明是电磁操作电器铁芯制造工艺的铁芯极面防锈技术。

目前国内外已有的硅钢片铁芯（以下称铁芯）极面防锈技术虽然很多，但没有一种能解决极面长期防锈问题。1975年12月，新系列交流接触器统一设计组编写的“国外交流接触器技术水平近况”一文指出“目前关于极面防锈问题提出不少方案，但还没有满意地解决。极面防锈措施主要有以下四个：（1）极面涂防锈剂;（2）极面涂复塑料膜;（3）利用毛细现象，让铁芯冲片上的油自动渗出极面;（4）日本提出在硅钢片间插入金、银、铜、铝、锌等材料制成的薄片，并稍稍露出极面，薄片厚度为0.05-1毫米，这些金属富于延伸性，且不会生锈，铁芯操作若干次后，金属片在极面延伸形成薄膜，具有防锈作用。”但所有这些防锈措施都不能实现长期防锈，而且近十年来未曾见到国外有关于“铁芯极面长期防锈技术”的报导。国内二十多年来从未中断过对极面长期防锈技术的研究，但还未能成功。如1986年上海电器科学研究所通过的“叠片式铁芯防锈新工艺研究”的鉴定技术也只能达到储运过程的短期防锈，而且也未得到应用。因此长期以来依靠生产厂对极面涂油进行短暂保护和由用户反复防锈维修维持电磁操作电器正常运行，但难以保证运行质量和使用寿命，尤其在热带和亚热带地区用的电磁操作电器。因此，铁芯极面长期防锈成了低压电器行业人所共知的技术难题。

本发明的目的是提供一种使包括极面在内的铁芯整体表面的长期使用过程中不生锈的防锈工艺。

本发明的要点是：根据钢的气体抗蚀氮化原理，在通用井式（或箱式）气体氮化炉内，在不断通氮并且氨部分分解的气氛中对铁芯进行一次性的低温气体抗蚀氮化处理，使包括极面在内的铁芯整体表面生成一层连续致密的、铁磁性的抗蚀强韧氮化层，厚45～60μm，其中的ε+γ厚10～20μm，氮化层硬度高达800～1100Hm50。氮化铁芯的抗蚀性如表1所示。

本发明的工艺流程：

1.清洗：

清除要氮化的铁芯表面的锈迹、尖角毛刺及其它脏物后，用汽油清洗，然后，用干净的布擦干净或用干燥的压缩空气吹干。

2.装炉：

清洗干净的铁芯立即装于专用挂具上，为了氮化均匀，铁芯的相互间距不少于5mm，并吊装入炉罐内，然后加盖密封。

3.氮化：

氮化过程分为四个阶段：

（1）排气阶段：在室温下通氨排除炉罐中的空气，排气时间20～30分钟，炉压为0mm油栓（锭子油比重0.849克/厘米³）

（2）升温阶段：排气结束继续通氨保持炉罐内正压，同时通电升温至520～585℃。

（3）氮化阶段：当炉温到达氮化温度时开始氮化，此阶段内

氮化温度：520～585℃

氨分解率：20～50%

炉压：炉罐内压力60～120mm油柱（锭子油比重0.849克/厘米³）

氮化时间：150～240分钟

（4）冷却阶段：有两种操作方式，可按实际情况选用

1）氮化结束，切断电源，在继续通氨保持正压情况下把氮化罐取出炉体外冷却，使罐内温度在60分钟内降到150℃（或以下），接着停止通氨，开启罐盖（即炉盖）取出氮化铁芯。

2）氮化结束，切断电源，如不将密封的氮化罐取出炉体外冷却，则可在停止通氨后开启罐盖（即炉盖）吊出挂具和氮化铁芯油冷或空冷，使氮化铁芯在60分钟内由氮化温度降到150℃（或以下）。

实施例一（井式气体氮化炉）

铁芯名称：QJ₂-A自耦减压启动器失压铁芯

铁芯材料：国产硅钢片D₄

氮化温度：570～585℃

氮化时间：150分钟

氨分解率：35～50%

炉压：60～120mm油柱（锭子油比重0.849克/厘米³）

冷却方法：氮化结束取氮化罐空冷并继续通氨保持正压，在60分钟内使罐内降温到150℃后停氨开罐。

氮化结果：氮化层厚度55μm，其中ε+γ为15μm

硬度Hm50    980～1100

实施例二（井式气体氮化炉）

铁芯名称：DW₁₀系列空气开关失压铁芯

铁芯材料：日本硅钢片（1.6%硅）

氮化温度：520～540℃

氮化时间：240分钟

氨分解率：20～35%

炉压：60～120mm油柱（锭子油比重0.849克/厘米³）