[发明专利]非晶合金薄带矩形铁心的制造方法

说明书

本发明属于一种变压器铁心的制造方法，主要是由非晶态软磁合金薄带卷绕成的大功率变压器矩形铁心的制造方法，该方法主要包括开卷、分剪、组装、成型和退火。

由于非晶态软磁合金薄带硬度高，退火脆性等特性，一般都将其制成环形铁心用于变压器，这样能获得最佳磁性能。但是对于大于500VA的大功率变压器来说，由于绕组的匝数很多，有时绕组是由中空可通水冷却的硬铜管绕制而成，环形铁心就不适用了。常常采用矩形切割形成的C形铁心，以便绕组插入方便。但是矩形铁心在切割之前，必须进行浸漆固化，使卷绕的各层非晶薄带相对固定，在切割时不松散开来，然后再切割形成C形，这样的浸漆和切割两道工序都会带来铁心磁性大幅度的下降，一般这种方法制得的非晶合金C形铁心的导磁率只有2000～3000Gs/Oe，看来是相当低的。

早在六十年代，美国专利U S2927366中公开了一种具有对接接口铁心的制造方法。由于各层带材端头是对接，所以铁心接口较平整，接口所在的一边厚度不会大于其他三边，但该专利介绍的工艺须先将带材卷绕成矩形，再松卷形成多角形为随后重卷做准备，因而使得该工艺仅适用于硅钢一类韧性及塑性较好的晶态材料铁心的制作。而对于淬态呈高硬度，低塑性；退火态呈高脆性的非晶态材料来说，此方法就不适用了。

中国专利CN87105579A提供了一种适用于非晶材料的具有对接接口的铁心的制作方法。用该法制出的铁心接口平整，退火后亦可打开接口装入电力线圈，但由于为免去带材剪切后接口位置调整的麻烦，采用将卷好的环形铁心按最终接口位置切割的方法使得相应工艺及设备均较复杂，且使成本相应增加。

本发明的目的是为了避免上述已有技术的不足之处，提供了一种将非晶合金薄带先分剪分组，然后组装制作对接大功率变压器矩形铁心的方法。用该工艺方法制得的铁心磁性水平高且工艺简单易行，特别便于大批量生产。

本发明制作大功率非晶薄带矩形变压器铁心的目的可以通过以下的措施来达到，首先将原材料非晶态软磁合金(包括超微晶合金)薄带卷开卷，设这种薄带的厚度为t(一般其厚度0.02～0.04mm)，将此厚度为t的薄带按不同的长度分剪为第1、2、3……W组，每组由相同长度的N枚薄带段组成，共计分剪的组数W满足T＝WNt/ρ，其中[T]为矩形铁心断面的有效叠厚，ρ为薄带在矩形铁心中的叠片系数，而各组薄带的长度以第1组即矩形铁心外周长度为准，顺序递减2πNt/ρ。接着用硅钢片按矩形铁心外周长度制作一个环形外层护套[3]，再按矩形铁心内周长度制作一个环形内层护套[4]，然后将上述分剪出的第1、2、3…W组薄带组按长度递减方式对接组装入外层护套内，直到W组装完为止，最后装入硅钢片内层护套，就形成一个由W组薄带叠装，具有W个对接接口的对接环形铁心，并且从环形铁心外层算起第1接口和第2接口在环形铁心园周方向上错开的长度应小于成品矩形铁心外周短边平直部分的长度。从环形铁心内层算起第1接口和第2接口在园周方向上错开的长度应小于成品矩形铁心内周短边平直部分的长度。中间各接口与相邻接口错开的长度取其由外层接口错开长度逐渐减小过渡到内层接口错开的长度。下一步再将形成的对接环形铁心从两个互相垂直的径向施加压力[P]，形成四个拐角有一定弧度的矩形铁心，最后将此矩形铁心在保护气氛下于350～550℃保温1小时进行退火处理，就完成了该发明大功率非晶软磁合金薄带矩形铁心的制造。

本发明可以通过下述的措施来实现，一般国内外现有非晶软磁合金薄带(包括超微晶软磁合金薄带)的厚度都在0.02～0.04mm的范围内，为了保证对接接口处漏磁尽量小，并且铁心制作工艺简单，实验证明每个分剪出的薄带组的薄带枚数N＝1～6是理想的。另外，为了进一步简化铁心制作工艺，特别是矩形铁心退火完成后，需把绕组插入铁心，则铁心必须在接口处打开，插入绕组后再把铁心安装好，那么接口就不能太多，否则操作上太复杂，为此在保证接口处漏磁不能超过要求的基础上，尽量减少接口的数目，故可把分剪出的W组薄带组中相邻几个合并，形成薄带组合。

本发明大功率非晶合金薄带矩形铁心的制造方法，由于采用非晶合金薄带分组对接，且各组薄带的长度以矩形铁心外周长度为准，顺序递减2πNt/ρ，使得成品铁心接口处断面积不增大，且对接得很严密，漏磁很小，保证了磁性的高水平。同时由于非晶合金薄带固有的高弹性，依次将分组的薄带组装入环状硅钢护套时，薄带组都具有较大的绷直张力，保证了非晶薄带铁心的高填充系数。再有成品矩形铁心四个拐角呈一定弧度的形状，既保证了拐角处的致密度，也避免了尖锐拐角所产生的应力集中而造成铁心磁性的下降。

附图图面的说明如下：