微電機鐵心的熱處理
陳志方 （貴陽華烽電器總廠 550009）
1引言
航空用交流伺服測速機組中，伺服電動機采用鼠籠轉子結構，交流測速發電機采用空心杯轉子。整個機組兩個定子、一個轉子的導磁材料采用鐵鎳軟磁合金或鐵鋁軟磁合金。我廠的交流伺服測速機組鐵心均采用鐵鋁軟磁合金。其工藝過程是將鋼片沖制成沖片，熱處理．疊壓成定子、轉子鐵心(見圖1)。本文介紹鐵鋁軟磁合金IJ6的熱處理方法。
2電機對1J6鐵心的磁性要求
交流伺服測速機組電機對鐵心IJ6的要求是：
a．機組主要是在自動控制系統中作為積分和反饋元件使用，電機的線性度高，零位電勢小，要求導磁材料有較高的導磁率。
b．電機靈敏度高、反應快、不自轉。要求導磁材料有較小的矯頑力H．和各向導磁均勻。
c．為了提高電機的效率，要求導磁材料的鐵損小。
d．要求電機導磁材料的磁性對機械應力不敏感。
在磁化曲線中（見圖2），電機鐵心用的合金是熱處理。熱處理的目的是提高弱磁場下的磁感應強度，也就是使基本磁化曲線C點以前的斜率大。
3符合磁性能要求的熱處理工藝
在GB。203-88標準中，對0.1～0. 5mm厙的冷軋帶材規定的磁性能為Bsoo、Biooo、B2500和Hc，推薦的試樣熱處理工藝，也是為了保證上述性能要求的。
微電機鐵心要求的磁性能為B23. 57、B31。 79、B55.7、B79.58、B119.37、Bl39.1 5等。按照推薦的熱處理工藝，很難使熱處理磁性合格。
針對微電機對鐵心磁性能的要求，摸索出一套滿足磁性能要求的熱處理工藝。采用了如圖3所示的熱處理工藝，得到了符合要求的磁性能。
熱處理時，采用真空電阻爐，真空度為1. 33～0. 133Pa (N/m2)。1J6合金真空熱處理的效果取決于真空度。在真空條件下溶解在材料中的氣體原子在高溫下很容易從材料表面溢出，溢出的氣體和金屬離子形成化合物，該化合物在高溫、高真空下容易分解而揮發。這是升溫時真空度下降的原因，所以真空熱處理對去除雜質有顯著的效果，能改善磁性能。真空度越高，清除雜質的效果就越好。
為了使爐內的溫度均勻．采用幾組熱電偶，定時用校溫儀器進行校正，以調節爐內各部分的溫度。
熱處理前，零件要仔細清洗，清洗零件表面的油污或其它有機物，防止碳在真空退火時滲入零件、降低磁性能。用干凈汽油將零件浸泡一段時間后，用刷子清洗，在空氣中靜置，待汽油完全揮發后，再放入烘箱，升溫到120+C左右進行烘干。
經清洗烘干的 步進電機驅動器零件裝入用不銹鋼制造的料盤中，送入真空爐進行熱處理。零件裝入料盤時，防止零件之間的粘結，真空加熱，零件之間產生粘結，用力撕開之后，零件被拉變形。為了防止粘結，用氧化鋁粉將零件之間隔開．或者將氧化鋁粉用酒精調成漿糊狀，涂敷在零件上。在裝箱時，每一個零件都應擺平整．不能懸空或斜置．景好采用夾具固走。變形還與加熱溫度、冷卻速度有關。還應保證爐內零件一致的冷卻速度。裝爐量不要太多，如果過多，冷卻時，儀表的指示溫度與零件溫度不一致，零件實際冷卻慢。撒氧化鋁粉不要太多，只要起到不粘結就行，更不要把零件用氧化鋁粉埋起來，因為埋起來，零件實際冷卻速度低。 氧化鋁粉(A1203)是最常用的一種防粘結劑。市售的瓶裝氧化鋁粉在使用前應經1000℃焙燒，以去除結晶水。氧化鋁粉可以反復使用，但應定期的篩選、除去雜質。
高溫退火的目的是為了消除內應力，實踐證明，IJ6合金退火溫度采用1150±10℃。
一般，升溫速度的快慢對磁性影響不大，所以多為隨爐升溫。但在再結晶溫度750℃附近，以50℃/h升溫，能提高弱磁場下的磁感應值。
保溫的目的是使零件充分加熱，其作用與退火溫度差不多，通常取4～5h，有時采用6. 5h。如果退火溫度低時，可適當延長保溫時間。但實踐證明，退火溫度高一些，保溫時間長一些，可以提高導磁率，降低矯頑力。
快速冷卻比慢速冷卻好，能提高弱磁場下的磁性能。在實際選擇冷卻速度時，只要不產生大的熱應力，就可大些，IJ6合金冷卻速度選160℃/h，甚至選用了200℃/h冷卻，但受到爐子的制約．不能進一步提高。
出爐溫度過高，如500℃、600℃會產生大量氧化與變形。出爐溫度低，可以提高導磁率，降低矯頑力，采用了小于200℃出爐。
4結語
合金作為微電機鐵心．其熱處理的目的不是提高機械性能，而是提高磁性能。針對我廠的產品，主要是提高弱磁場的磁性能。為此，探索了一套熱處理工藝．實踐證明，效果良好。
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