[发明专利]电机磁芯的制造方法及所用的热处理装置

说明书

本发明涉及一种电机磁芯的制造方法以及用于实施该制造方法的热处理装置，所述制造方法包括：准备步骤，准备各自加工成预定形状的电磁钢板的层合体；第一加热步骤，在气氛温度为500℃至800℃的气氛气体中加热层合体，其中气氛气体包含选自由低氧化性气体和还原性气体组成的组中的至少一种，并且气氛气体的露点为‑20℃以下；以及第二加热步骤，在第一加热步骤之后、100Pa以下的真空中、以1,000℃至1,200℃对层合体进行均热。

技术领域

本发明涉及电机磁芯的制造方法以及该方法所用的热处理装置。

背景技术

通过冲压加工将带状电磁钢板冲裁成预定形状，并层压具有预定形状的钢板，从而制造电机磁芯，如转子磁芯或定子磁芯。此时，在冲裁、层压的敛缝加工等期间会产生加工应变。众所周知，当在保留该加工应变的情况下制造电机磁芯时，磁路会发生应变，并且电机不能表现出所设计的性能。因此，有人尝试通过对电磁钢板的层合体进行退火来降低加工应变(例如，参见专利文献1)。

专利文献1：JP2016-161243A

发明内容

为了获得磁特性优异的电机磁芯，认为使电磁钢板的晶粒生长至晶粒尺寸为100μm以上是有效的。然而，在相关技术的应变消除退火的条件下，存在退火温度低和预期晶粒仅能生长至较小程度的问题。尽管考虑使用预先已经通过热处理等调节至期望的晶粒尺寸的钢板，但是材料采购成本增加。

在上述情况的背景下，本发明的目的在于提供一种电机磁芯的制造方法以及该方法所用的热处理装置，所述方法能够同时实现层合体中的应变消除和晶粒生长。

也就是说，作为本发明第一方面的电机磁芯的制造方法如下文所述。

一种电机磁芯的制造方法，包括：

准备步骤，准备已各自加工成预定形状的电磁钢板的层合体；

第一加热步骤，在气氛温度为500℃至800℃的气氛气体中加热层合体，该气氛气体包含选自由低氧化性气体和还原性气体所组成的组中的至少一种气体，并且气氛气体的露点为-20℃以下；以及

第二加热步骤，在第一加热步骤之后、100Pa以下的真空中，以1,000℃至1,200℃对层合体进行均热。

根据如此限定的第一方面的电机磁芯的制造方法，通过包括第一加热步骤和第二加热步骤的一系列热处理，将层合体加热至能够在短时间段内实现晶粒生长的温度(1,000℃至1,200℃)，使得能够同时实现层合体中的应变消除和晶粒生长。

此外，在第一方面的电机磁芯的制造方法中，分两个阶段对层合体进行加热，即通过使用气氛气体的对流热传递加热和随后的真空加热，能够有效地将层合体加热至可以实现晶粒生长的温度，同时防止层合体的氧化。

在此，在1,000℃至1,200℃的温度范围内，处理期间层合体的刚度降低，因此其形状可能会发生改变。因此，可取的是在将层合体置于由C/C复合材料制成的夹具上的状态下进行热处理(第二方面)。

此外，低氧化性气体可以是氮气，并且还原性气体可以是选自由氢气和一氧化碳气体所组成的组中的至少一种气体(第三方面)。

如上所述，根据本发明的电机磁芯的制造方法，可以同时实现层合体中的应变消除和晶粒生长。因此，在第一加热步骤之前，每个电磁钢板的平均晶粒尺寸可以小于100μm(第四方面)，并且通过这样的晶粒生长，在第二加热步骤之后每个电磁钢板的平均晶粒尺寸可以为100μm至300μm(第五方面)。

如下所述测量构成层合体的每个电磁钢板的平均晶粒尺寸。切割试样，使得能够观察到厚度截面，并且通过硝酸浸蚀液(Nital)腐蚀以侵蚀并显现出晶界。然后，通过线段法测量100个以上晶粒的晶粒尺寸，以获得平均晶粒尺寸。

本发明的第六方面的热处理装置限定如下。