动力电机铁芯再制造绝缘涂层老化与剥离研究

发布时间：2020-05-03 20:10

【摘要】：硅钢绝缘涂层在长期的热、力、电等作用下产生老化导致电机的性能降低。动力电机铁芯作为电驱动系统的核心部件,不仅量大面广,且材料价值可观,再制造潜力巨大。而对于构成电机铁芯的硅钢片的再制造是对其老化后的涂层进行剥离及再涂覆的过程,因此探索绝缘涂层的老化行为,揭示老化规律能够为老化涂层的剥离提供理论基础,对老化的绝缘涂层进行剥离是对电机铁芯进行再制造的关键步骤,能够带来巨大的经济效益和社会效益。首先根据电机的实际服役情况以及老化规律确定加速老化实验方案,根据涂层的老化失效表现形式提出涂层的化学键变化、涂层与基体结合力、绝缘电阻值3个老化表征指标。基于确定的加速热老化实验及电热联合老化实验方案,研究了B35AV1900型硅钢片绝缘涂层的老化行为与机理。分析表明硅钢表面绝缘涂层电热联合老化过程中,高温所产生的热应力起主导作用,电机运行时的电力因素也会在一定程度上促进涂层的老化。硅钢片绝缘涂层在老化过程中,高温作用下产生的热应力以及电老化的部分作用使得涂层的化学键发生断裂。涂层与基体的结合力随着热老化温度的升高而下降。老化后的涂层绝缘性能明显下降,完全老化后的涂层绝缘电阻值在2.2Ω·cm~2以下。对老化后的涂层采用国标法进行附着性能测试,研究确定老化涂层的附着形式为物理附着与化学附着并存,并结合SEM、EDS能谱、GDS图谱等手段确定了涂层的厚度和剥离前后表面元素的变化,最终建立了弯辊法剥离老化涂层的模型是以界面剥离为主的剥离模型。基于老化涂层与基体附着形式与剥离模型,确定了酸洗剥离的工艺,通过正交试验确定了酸洗剥离工艺的最优参数,研究了应力对于涂层剥离效果以及酸洗效率的影响,为老化绝缘涂层的酸洗剥离工艺优化提供了一种思路。
【图文】：

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图 1.1 硅钢绝缘涂层性能要求Fig 1.1 performance requirement of silicon steel insulating coating(2)耐热性有机涂层、半有机涂层、无机涂层在耐热性方面差异较为明显。烧结过程会使得有机涂层产生挥发现象，不能经受去应力退火；在无氧化气氛的烧结炉中，半有机涂层可耐受 700 摄氏度的去应力退火；在相同条件下，无机涂层则可耐受750 摄氏度的去应力退火，，拥有良好的耐热性能。(3)耐腐蚀性。电机的运行环境较为复杂，容易引发硅钢表面锈蚀，影响运行机能。为保证硅钢基体的完整不被腐蚀，涂层必须具有良好的耐腐蚀性。(4)附着性在硅钢的加工中将使用剪切、冲片、去应力退火等一系列工艺，而这一系列的加工过程对涂层性能提出了较高要求，要求其不会从基体上剥落。按照国标 GB2522-2007 测试，需要涂层的附着性至少为 B 级。

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第二章硅钢绝缘涂层的成膜过程及附着机理第二章硅钢绝缘涂层的成膜过程及附着机理2.1 硅钢绝缘涂层的成膜过程2.1.1 硅钢绝缘涂层成膜工艺涂覆在钢带上的涂层由液态转化为无定性固态薄膜的过程叫做涂层膜的成膜过程。这一过程一般被分为两个阶段，第一个阶段被称为涂层的干燥物理变化过程，就是涂层的溶剂在烘烤干燥时逐渐挥发的过程。第二个阶段被称为涂层的固化化学变化过程，就是涂层的成膜物质在烘烤干燥时相互硬化成膜的过程。如图 2.1 所示，绝缘涂层成膜的基本工艺为：配置涂液——硅钢板清洗除油——涂层涂覆——固化烧结。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG174.4;TM30

【参考文献】