(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201711218639.7
(22)申请日 2017.11.28
地址 201712 上海市青浦区天辰路1888号2
幢
申请人 上海置信电气非晶有限公司
(72)发明人 高小沛 李力 郝柱 顾伟
张士岩 陈飞
(74)专利代理机构 上海信好专利代理事务所
(普通合伙) 31249
代理人 周荣芳
(51)Int.Cl.
H01F 41/02(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明公开了一种非晶合金立体卷铁心的
热处理方法，其包括以下步骤：步骤1：将非晶合
有多个小孔的导流板；步骤2：向退火炉内通入干
燥的压缩空气；步骤3：当退火炉内空气湿度小于
预设值时，对非晶合金立体卷铁心进行加温加磁
处理；步骤4：完成退火并停止向退火炉内通入干
燥的压缩空气。本发明通过通入压缩空气以在立
体卷铁心表面形成一层保护膜，提高了铁心的抗
氧化效果；同时使用导流板以减小非晶立体卷铁
心不同带宽的温度差异，改善了其热处理时受热
的均匀性，
提高了非晶立体卷铁心的性能。权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 108010704 A 2018.05.08
C N 108010704
A
1.一种非晶合金立体卷铁心的热处理方法，其特征在于，其包括以下步骤：
步骤1：将非晶合金立体卷铁心放入退火炉内，并在其底部放置带有多个小孔的导流板；
步骤2：向退火炉内通入干燥的压缩空气；
步骤3：当退火炉内空气湿度小于预设值时，对非晶合金立体卷铁心进行加温加磁处理；
步骤4：完成退火并停止向退火炉内通入干燥的压缩空气。
2.如权利要求1所述的非晶合金立体卷铁心的热处理方法，其特征在于，所述非晶合金立体卷铁心的带材宽度越大，其下方导流板上设置的小孔直径就越大。
3.如权利要求1所述的非晶合金立体卷铁心的热处理方法，其特征在于，所述小孔围绕导流板中心呈扩散式分布。
4.如权利要求1所述的非晶合金立体卷铁心的热处理方法，其特征在于，压缩空气的流量不小于40m 3/h。
5.如权利要求1所述的非晶合金立体卷铁心的热处理方法，其特征在于，所述预设值为10％。
权 利 要 求 书1/1页CN 108010704 A
一种非晶合金立体卷铁心的热处理方法
技术领域
[0001]本发明涉及变压器铁心制造领域，具体涉及一种非晶合金立体卷铁心的热处理方法。
背景技术
[0002]在输变电系统中，电力变压器是变电、传输和分配电能的核心设备。非晶合金铁心变压器是用新型导磁材料—非晶合金制作铁心而成的变压器，它比硅钢片作为铁心变压器的空载损耗下降约75％，空载电流下降约80％，是现阶段节能效果较理想的配电变压器。[0003]现有的非晶合金变压器的铁心结构方式主要有两种，一种是四框五柱式，一种是三框三柱式，这两种结构的非晶合金铁心都是采用开口平面卷铁心结构，线圈的横截面呈矩形，主要是因为非晶合金铁心柱横截面是矩形。由于铁心柱和线圈横
截面都是矩形，造成了其抗突发短路的能力下降，必须采取结构加强及压装工艺等弥补措施，且由于采用平面卷铁心结构，接缝多造成噪音的增加。虽然这些问题通过增加原材料的投入及器身结构的加强等措施能够得到解决，但是综合成本的上升对非晶合金变压器的大量推广应用造成了不利的影响。立体卷铁心是由三个相同的单框在空间上互成120°紧密拼合而成的，心柱截面接近圆形，故立体卷铁心变压器在相同条件下具有较低的噪声和较强的抗突发短路能力，并可有效减小变压器体积及重量，降低生产和运行成本。
[0004]非晶合金立体卷铁心在生产制造过程中会产生应力，为了获得良好的磁性能特性，非晶合金立体卷铁心成型后必须在一定的磁场条件下进行退火处理。非晶合金带材是铁基的合金材料，铁的成分占了90％以上，因此，立体卷铁心在高温热处理退火时很容易受温度和湿度的影响而被氧化。铁心表面被氧化后，除了表面有锈迹，更主要的是表面氧化层会导致铁心的空载损耗明显增大。因此，非晶合金立体卷铁心在整个热处理退火过程中必须采用气氛保护，减少和防止铁心表面被氧化。常用的保护气体为氮气或氩气。目前国内大多使用纯度达到99.99％的氮气，由于纯氮气中含水量低，且不含氧气，因此目前生产的非晶铁心退火采用纯氮气作为保护气体。
[0005]另外，非晶合金立体卷铁心是由三个完全相同的截面近似半圆形单框拼合而成，这样拼合后的铁心心柱的横截面非常接近于圆形，而每一个单框是由几种不同宽度的非晶合金带材搭接镶嵌而成的，非晶合金带材带宽从30～170mm不等，按照常规铁心的退火工艺技术，势必会使较窄带宽带材受热过多造
成“过烧”，性能恶化；而较宽带材则受热不充分，造成“欠烧”。
发明内容
[0006]本发明的目的是提供一种非晶合金立体卷铁心的热处理方法，通入压缩空气以在立体卷铁心表面形成一层保护膜，提高铁心的抗氧化效果；同时使用导流板以减小非晶立体卷铁心不同带宽的温度差异，改善其热处理时受热的均匀性，提高非晶立体卷铁心的性能。
[0007]为达到上述目的，本发明提供了一种非晶合金立体卷铁心的热处理方法，其包括以下步骤：
[0008]步骤1：将非晶合金立体卷铁心放入退火炉内，并在其底部放置带有多个小孔的导流板；
[0009]步骤2：向退火炉内通入干燥的压缩空气；
[0010]步骤3：当退火炉内空气湿度小于预设值时，对非晶合金立体卷铁心进行加温加磁处理；
[0011]步骤4：完成退火并停止向退火炉内通入干燥的压缩空气。
[0012]上述的非晶合金立体卷铁心的热处理方法，其中，所述非晶合金立体卷铁心的带材宽度越大，其下方导流板上设置的小孔直径就越大。
[0013]上述的非晶合金立体卷铁心的热处理方法，其中，所述小孔围绕导流板中心呈扩散式分布。
[0014]上述的非晶合金立体卷铁心的热处理方法，其中，压缩空气的流量不小于40m3/h。[0015]上述的非晶合金立体卷铁心的热处理方法，其中，所述预设值为10％。
[0016]相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
[0017](1)实验证明，热处理过程中因为炉内氧气含量过高且含有水分导致铁心氧化。本发明通入干燥的压缩空气会在立体卷铁心表面形成一层保护膜，该保护膜是有益的，会阻止铁心表面氧化，抗氧化效果较充氮气更好。
[0018](2)本发明在退火过程中，在立体卷铁心底部放置带有小孔的导流板，使退火炉中的热循环风经导流板上的小孔通过卷铁心，小孔的直径根据立体卷铁心各部位的带材宽度来确定，以达到减小非晶立体卷铁心不同带宽的温度差异，改善其热处理时受热的均匀性，提高非晶立体卷铁心的性能。
附图说明
[0019]图1为本发明中导流板的结构示意图。
具体实施方式
[0020]以下结合附图通过具体实施例对本发明作进一步的描述，这些实施例仅用于说明本发明，并不是对本发明保护范围的限制。
[0021]本发明提供了一种非晶合金立体卷铁心的热处理方法，其包括以下步骤：[0022]步骤1：将非晶合金立体卷铁心放入退火炉内，并在其底部放置带有多个小孔2的导流板1，如图1所示；
[0023]步骤2：向退火炉内通入干燥的压缩空气，以净化退火炉内的水分；
[0024]步骤3：当退火炉内空气湿度小于预设值时，对非晶合金立体卷铁心进行加温加磁处理；
[0025]步骤4：完成退火并停止向退火炉内通入干燥的压缩空气。
[0026]优选地，所述非晶合金立体卷铁心的带材宽度越大，其下方导流板1上设置的小孔2直径就越大。
[0027]优选地，所述小孔2围绕导流板1中心呈扩散式分布。
[0028]优选地，压缩空气的流量不小于40m3/h。
[0029]优选地，所述预设值为10％。
[0030]本发明采用干燥后的压缩空气替代目前国内非晶铁心制造企业在铁心退火过程中采用的纯氮气或
氩气进行退火炉气氛保护，在不影响非晶合金立体卷铁心性能的前提下，降低了非晶铁心在退火工艺过程中的成本，有效降低了生产成本投入，提升了生产利润。本发明对采用压缩空气退火的非晶铁心组装的非晶合金变压器性能进行了测试，并与常规纯氮气进行退火的非晶铁心性能进行对比，实验结果表明，采用干燥后的压缩空气替换纯氮气进行退火，产品性能一致，且铁心抗氧化能力更强。
[0031]此外，目前常规的退火炉采用炉壁四周设置加热管，炉顶设置循环风机的方式以使整个炉体均匀受热。本发明在立体卷铁心下方放置导流板能有效地控制热循环风的进入，确保不同带宽受热均匀，避免“过烧”或“欠烧”。
[0032]尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
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