專利名稱：一種非晶態(tài)軟磁合金磁芯卷繞機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及到一種用非晶態(tài)軟磁合金薄帶繞制磁芯的卷繞設(shè)備，特別是涉及 到可用于高壓、窄脈沖高功率裝置(如離子加速器、磁開(kāi)關(guān)、直線變壓器驅(qū)動(dòng)源、脈沖變壓 器等)所用的磁芯的卷繞設(shè)備。更具體的說(shuō)，本實(shí)用新型涉及一種成本低廉、操作簡(jiǎn)便可 靠、卷繞效果滿意的集涂覆和卷繞功能于一體的非晶態(tài)合金薄帶繞制磁芯的卷繞設(shè)備，非 常適合用于高壓、窄脈沖高功率裝置所需的帶厚0. 01 0. 05mm、帶寬10 150mm的非晶態(tài) 磁芯和納米晶磁芯的繞制。
背景技術(shù)：
高壓窄脈沖功率源所用的磁芯部件過(guò)去曾經(jīng)采用陶瓷鐵氧體或硅鋼薄帶制成， 由于這兩種材料性能和工藝的局限，限制了它們?cè)谠S多窄脈沖高功率場(chǎng)合的使用，目前 國(guó)內(nèi)外均使用性能優(yōu)異的非晶態(tài)軟磁合金薄帶材料繞制磁芯，例如鐵基非晶態(tài)合金帶 Fii78Si9B13,其Bs彡1.56T，電阻率彡130 μ Ω/cm，矯頑力彡5A/m，居里溫度彡370°C，制備工 藝簡(jiǎn)單，成本相對(duì)低廉，市場(chǎng)供應(yīng)充足，因而得到了廣泛應(yīng)用。但是非晶態(tài)軟磁合金及納米 晶軟磁合金薄帶材質(zhì)較脆，對(duì)應(yīng)力敏感，給磁芯繞制帶來(lái)困難。已知的用于高壓、窄脈沖高功率裝置的環(huán)形非晶態(tài)軟磁合金薄帶繞制磁芯的涂覆 卷繞設(shè)備，一般由卷料放料架、涂覆液槽、烘道、卷繞盤等部件組成，結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖1。其放 料架無(wú)動(dòng)力，靠卷繞主軸拉動(dòng)，帶材容易被拉斷，且所卷繞的磁芯疏密程度不均勻；非晶態(tài) 合金帶材表面涂層厚度變化大且不易受控(涂層厚度在3 15 μ m之間)，卷繞后磁芯占空 比較低(最高僅70%)；其涂覆走帶速度在200mm/s以下，由于涂覆效率的影響整體卷繞速 度無(wú)法提高，最大卷繞直徑在300mm以下。也有的涂覆卷繞設(shè)備做成分體的，涂覆與卷繞分 離，涂覆成小卷后再卷繞成磁芯，這樣可以卷繞更大規(guī)格磁芯，但其操作比較麻煩，效率低 下，材料損耗多，卷繞質(zhì)量差。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種非晶態(tài)合金帶磁芯 的卷繞設(shè)備，解決了由于非晶態(tài)合金薄帶脆性很大給磁芯涂覆卷繞過(guò)程帶來(lái)的問(wèn)題，包括 帶材易斷致使卷繞工作無(wú)法連續(xù)進(jìn)行、涂覆厚度控制不良、涂覆速度低、卷繞占空比低、卷 繞一致性差等問(wèn)題。本實(shí)用新型所述的非晶態(tài)軟磁合金磁芯卷繞機(jī)包括如下組成部分帶有驅(qū)動(dòng)裝 置的放料機(jī)構(gòu)；防止帶材拉力變化的儲(chǔ)料盒；可調(diào)節(jié)壓緊力的前端張力控制機(jī)構(gòu)和后端張 力控制機(jī)構(gòu)；溫度可調(diào)的恒溫涂覆液槽；兩種機(jī)械式涂層厚度控制裝置；電熱恒溫涂層烘 干裝置；涂層抗電強(qiáng)度檢測(cè)裝置；卷繞主軸和收料盤；磁芯壓緊機(jī)構(gòu)；機(jī)座與電氣控制系統(tǒng)等。本實(shí)用新型所述卷繞機(jī)各組成部分的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理如下放料機(jī)構(gòu)帶有驅(qū) 動(dòng)裝置，下部有儲(chǔ)料盒，放料軸轉(zhuǎn)動(dòng)退下的帶材落在儲(chǔ)料盒中。儲(chǔ)料盒頂端開(kāi)口，正面和背面均為光滑玻璃平板，兩面板之間間距調(diào)節(jié)到比帶材寬度稍大(例如大1 3mm)，這樣帶材 可以方便地自由落入，又不會(huì)發(fā)生扭曲；從儲(chǔ)料盒中抽出的帶材阻力極小，經(jīng)過(guò)一個(gè)適當(dāng)?shù)?恒張力控制機(jī)構(gòu)以后進(jìn)入涂覆液槽進(jìn)行涂覆。涂覆液槽可以加熱，溫度可控，內(nèi)部有兩個(gè)硬 質(zhì)滑輪(例如玻璃管)，帶材浸入涂覆液中繞過(guò)這兩個(gè)滑輪進(jìn)行涂覆。帶材經(jīng)涂覆以后進(jìn) 入涂層厚度控制裝置，涂層厚度控制采用兩種方式之一方式一采用兩個(gè)硬質(zhì)壓緊片或壓 緊塊，相對(duì)壓在浸滿涂覆液的帶材表面，該壓緊片或壓緊塊與已涂覆帶材相接觸的表面為 光滑的圓柱面，其相互之間的壓力可調(diào)；方式二為多個(gè)平行放置、空間位置互相交錯(cuò)的金屬 光滑圓柱面，已涂覆帶材從其間繞過(guò)，利用各圓柱面半徑大小和調(diào)節(jié)其交錯(cuò)的尺寸來(lái)控制 涂層厚度；實(shí)際使用時(shí)為這兩種方式之一或者它們的組合。涂層烘干裝置采用電加熱，溫度 可調(diào)可控，帶材經(jīng)過(guò)滑輪可多次進(jìn)入烘干裝置以加快烘干速度；烘干裝置正面為一個(gè)可以 從側(cè)邊推開(kāi)的門，上下兩端開(kāi)有多個(gè)缺口，已涂覆帶材經(jīng)過(guò)箱上下缺口處繞在固定于機(jī)座 的滑輪上；電熱箱安裝在滑軌上，在電熱箱門推開(kāi)后電熱箱本體可以快速后退，以方便斷帶 后的處理。涂層絕緣性能檢測(cè)裝置包括多個(gè)與機(jī)座絕緣的導(dǎo)電滑輪和一個(gè)絕緣性能檢測(cè)電 路，導(dǎo)電滑輪分成兩組，分別接觸到涂覆烘干后的帶材的兩面，這兩組導(dǎo)電輪通過(guò)電線分別 接入檢測(cè)電路的兩個(gè)接入點(diǎn)。檢測(cè)電路可以預(yù)先調(diào)定輸出電壓并設(shè)定輸出電流門限值，通 過(guò)檢測(cè)輸出電流是否超限來(lái)判定絕緣性能。后端張力控制裝置的結(jié)構(gòu)原理與前端張力控制 機(jī)構(gòu)相同，但所調(diào)的張力大小不同。磁芯產(chǎn)品卷繞在主軸上，磁芯一端面緊靠著收料盤。磁 芯壓緊機(jī)構(gòu)是由一個(gè)或多個(gè)壓緊力可調(diào)的輕質(zhì)滑輪構(gòu)成，在磁芯較大時(shí)從多個(gè)方向壓住 磁芯以免松散。本實(shí)用新型所產(chǎn)生的有益效果是，將涂覆與卷繞功能集于一體，涂層厚度受控 (例如SW2涂層可控制在0. 6-1 μ m)，涂層抗電強(qiáng)度良好(層間耐壓可達(dá)IOV以上)，涂覆 卷繞速度快(可達(dá)lm/s以上)，卷繞質(zhì)量整齊均勻，卷繞占空比達(dá)0.8以上，可以滿足帶厚 0. 01 0. 05mm、帶寬10 150mm、產(chǎn)品直徑IOOmm 1200mm的非晶態(tài)磁芯和納米晶磁芯的 繞制要求。

附圖1為現(xiàn)有的非晶態(tài)軟磁合金涂覆卷繞機(jī)工作原理示意圖。在圖1中，(101) 是放料盤，(10 是涂覆液槽，(10 是烘干通道，(104)是滑輪，(10 是卷繞主軸和收料
ο附圖2是本實(shí)用新型所述磁芯卷繞機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖2中(1)是帶有驅(qū)動(dòng)裝 置的放料機(jī)構(gòu)，( 是可防止帶材扭曲的儲(chǔ)料盒，( 是壓緊力可調(diào)的前端張力控制機(jī)構(gòu)， (4)是溫度可調(diào)的恒溫涂覆液槽，( 是一種涂層厚度控制裝置，(6)是另一種涂層厚度控 制裝置，(7)是電熱恒溫涂層烘干裝置，(8)是涂層抗電強(qiáng)度檢測(cè)裝置，(9)是后端張力控制 機(jī)構(gòu)，(10)是卷繞主軸和收料盤；(11)是多點(diǎn)壓緊機(jī)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
下面將參照實(shí)施示例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行描述，但本實(shí)用新型不受這些實(shí)施示例的 限制。以下結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖2對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明[0012] 放料機(jī)構(gòu)(1)有一個(gè)由可調(diào)速的電機(jī)驅(qū)動(dòng)的軸，軸的靠近電機(jī)一端有固定擋板 (圓盤)，另一端有可拆卸擋板，待卷繞的非晶態(tài)合金薄帶(供貨狀態(tài)為已卷成圓盤型)套 在放料軸上以后，裝上擋板，以免帶卷松垮。儲(chǔ)料盒( 是一個(gè)內(nèi)尺寸為長(zhǎng)400 600mm、寬 度10 50mm連續(xù)可調(diào)、高400 600mm的盒子，上部?jī)蓚?cè)開(kāi)口 ；該儲(chǔ)料盒正面面板和背面 面板為光滑的玻璃板，盒內(nèi)寬度調(diào)節(jié)為比所需卷繞的非晶合金帶材寬度大1 2mm，正面玻 璃板帶有活頁(yè)，可以快速打開(kāi)以整理盒內(nèi)帶材；該儲(chǔ)料盒放置在放料機(jī)構(gòu)出料位置正下方， 從料盤退出的帶材自動(dòng)落在儲(chǔ)料盒內(nèi)，可防止帶材扭曲，還可直觀觀察盒內(nèi)儲(chǔ)料情況。前端 張力控制機(jī)構(gòu)(3)為一個(gè)壓力可調(diào)、可拆卸的壓緊機(jī)構(gòu)，通過(guò)壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)給帶材施加壓 力，其壓力調(diào)節(jié)范圍0 30牛頓，給帶材施加一定壓力從而使帶材具有一定的張緊力。涂 覆液槽(4)為一個(gè)可調(diào)溫的盛裝涂覆液的容器，帶有電加熱器和溫度調(diào)節(jié)器，溫度調(diào)節(jié)范 圍從室溫到80°C ；槽內(nèi)有間距可調(diào)的兩個(gè)滑輪，滑輪材質(zhì)為耐腐蝕的硬質(zhì)光滑材料，例如玻 璃，待涂覆的帶材繞在滑輪上；該涂覆液槽內(nèi)可以根據(jù)工藝需裝入硅酸鹽溶液或者金屬氧 化物球磨乳液等涂覆液。涂層厚度控制裝置( 為兩個(gè)金屬制成的壓緊片或壓緊塊，相對(duì) 壓在浸滿涂覆液的帶材表面，該壓緊片或壓緊塊與已涂覆材料相接觸的表面為光滑的圓柱 面；該壓緊片或壓緊塊相互之間的壓力可調(diào)，調(diào)節(jié)范圍0 30牛頓；涂層厚度控制裝置(6) 為3 5個(gè)平行放置、空間位置互相交錯(cuò)的金屬圓柱體，工作面為其圓柱面，該圓柱面的直 徑在0. 3 3mm，表面光滑，已涂覆帶材從其間繞過(guò)，利用各圓柱交錯(cuò)的尺寸來(lái)控制涂層厚 度；作為一個(gè)制造實(shí)例，該圓柱體可以采用方的合金鋼棒，將其方角倒圓而成為工作面；這 兩種涂層厚度控制裝置可以同時(shí)使用，也可根據(jù)需要使用其中一種。涂層烘干裝置(7)為 一個(gè)帶隔熱外殼的、溫度可調(diào)可控的箱型電熱裝置，箱內(nèi)溫度控制范圍為150 400°C，偏 差士5°C ；該電熱箱正面為一個(gè)可以從側(cè)邊推開(kāi)的門，上下兩端開(kāi)有多個(gè)寬5 IOmm的缺 口，電熱箱安裝在滑軌上，在電熱箱門推開(kāi)后電熱箱本體可以快速后退；機(jī)座上對(duì)應(yīng)于電熱 箱上下部缺口外設(shè)置固定滑輪，該固定滑輪不隨電熱箱體移動(dòng)，設(shè)備工作時(shí)可以在電熱箱 門推開(kāi)后將已涂覆帶材經(jīng)過(guò)箱上下缺口處繞在滑輪上；作為一個(gè)實(shí)施樣例，加熱箱上下端 各開(kāi)2個(gè)開(kāi)口，電熱箱外對(duì)應(yīng)于上下部缺口處各設(shè)置2個(gè)固定滑輪，這樣帶材就經(jīng)過(guò)電熱箱 4次，加快了烘干速度。涂層絕緣性能檢測(cè)裝置(8)包括一組兩個(gè)與機(jī)座絕緣的導(dǎo)電滑輪和 一個(gè)絕緣性能檢測(cè)電路，兩個(gè)導(dǎo)電滑輪分別接觸到涂覆烘干后的帶材的兩面，這兩個(gè)導(dǎo)電 輪通過(guò)電線分別接入檢測(cè)電路的兩個(gè)接入點(diǎn)。檢測(cè)電路的工作原理是從兩個(gè)檢測(cè)接入點(diǎn) 輸出預(yù)先調(diào)定的檢測(cè)電壓，該電壓調(diào)節(jié)范圍為3 30V ；可設(shè)定輸出門限電流為0. 1 1mA， 通過(guò)檢測(cè)輸出電流來(lái)判定絕緣性能，一旦輸出電流超過(guò)所設(shè)門限電流設(shè)備就報(bào)警。后端張 力控制裝置(9)結(jié)構(gòu)原理與前端張力控制機(jī)構(gòu)(3)相同，所調(diào)張力大小不同。磁芯產(chǎn)品卷 繞在主軸上，磁芯一端面緊靠著收料盤(10)。多點(diǎn)壓緊機(jī)構(gòu)(11)共有4個(gè)，他們是由彈簧 壓緊的壓力可調(diào)的4個(gè)輕質(zhì)滑輪，繞制直徑較大的磁芯時(shí)從4個(gè)方向壓住磁芯以免松散，磁 芯直徑較小時(shí)可以不用壓緊機(jī)構(gòu)。
權(quán)利要求1.一種磁芯卷繞機(jī)，其特征在于所述的磁芯卷繞機(jī)包括放料機(jī)構(gòu)、儲(chǔ)料盒、張力控制 機(jī)構(gòu)、涂覆液槽、涂層厚度控制裝置、涂層干燥裝置、涂層絕緣檢測(cè)裝置、收料機(jī)構(gòu)這幾個(gè)組 成部分；實(shí)際工作時(shí)，待卷繞材料依次經(jīng)過(guò)放料機(jī)構(gòu)、儲(chǔ)料盒、張力控制機(jī)構(gòu)、涂覆液槽、涂 層厚度控制裝置、涂層干燥裝置、涂層絕緣檢測(cè)裝置、收料機(jī)構(gòu)這幾部分從而被卷成所需的 磁芯；所述的磁芯卷繞機(jī)將涂覆與卷繞功能集于一體，用于卷繞非晶及納米晶磁芯。
2.按照權(quán)利要求1所述的磁芯卷繞機(jī)，其特征在于所述磁芯卷繞機(jī)的放料機(jī)構(gòu)帶有 驅(qū)動(dòng)裝置。
3 按照權(quán)利要求1所述的磁芯卷繞機(jī)，其特征在于所述磁芯卷繞機(jī)的儲(chǔ)料盒頂端開(kāi) 口，帶材可以自由落入和引出，儲(chǔ)料盒正面和背面均為光滑玻璃平板，兩平板之間互相平行 且間距可調(diào)。
4.按照權(quán)利要求1所述的磁芯卷繞機(jī)，其特征在于所述磁芯卷繞機(jī)帶有一個(gè)溫度可 調(diào)可控的恒溫涂覆液槽。
5.按照權(quán)利要求1所述的磁芯卷繞機(jī)，其特征在于所述磁芯卷繞機(jī)帶有如下兩種方 式之一的涂層厚度控制裝置方式一采用兩個(gè)壓緊片或壓緊塊，相對(duì)壓在浸滿涂覆液的帶 材兩面，該壓緊片或壓緊塊相互之間的壓力可調(diào)；方式二為多個(gè)平行放置、空間位置互相交 錯(cuò)的光滑圓柱面，已涂覆帶材從其間繞過(guò)，利用各圓柱面交錯(cuò)的尺寸來(lái)控制涂層厚度。
6.按照權(quán)利要求1所述的磁芯卷繞機(jī)，其特征在于所述磁芯卷繞機(jī)帶有涂層烘干裝 置，該裝置為電熱恒溫裝置，帶材經(jīng)過(guò)滑輪多次進(jìn)入烘干裝置內(nèi)，烘干裝置的門可以推開(kāi)， 烘干裝置安裝與滑軌上，在門推開(kāi)后可以快速后退。
7.按照權(quán)利要求1所述的磁芯卷繞機(jī)，其特征在于所述磁芯卷繞機(jī)帶有涂層絕緣性 能檢測(cè)裝置，該檢測(cè)裝置包括幾個(gè)與機(jī)座絕緣的導(dǎo)電滑輪和一個(gè)絕緣性能檢測(cè)電路，導(dǎo)電 滑輪分成兩組分別接觸到涂覆烘干后的帶材的兩面，這兩組導(dǎo)電輪通過(guò)電線分別接入檢測(cè) 電路的兩個(gè)接入點(diǎn)，預(yù)先調(diào)定檢測(cè)電路的輸出電壓并設(shè)定輸出電流門限值，通過(guò)檢測(cè)輸出 電流是否超限判定絕緣性能。
8.按照權(quán)利要求1所述的磁芯卷繞機(jī)，其特征在于所述磁芯卷繞機(jī)帶有磁芯壓緊機(jī) 構(gòu)，該機(jī)構(gòu)是由一個(gè)或多個(gè)壓緊力可調(diào)的輕質(zhì)滑輪構(gòu)成。
專利摘要一種非晶態(tài)軟磁合金磁芯卷繞機(jī)。它由帶有驅(qū)動(dòng)裝置的放料機(jī)構(gòu)、防止帶材扭曲拉力變化的儲(chǔ)料盒、可調(diào)節(jié)壓緊力的前后張力控制機(jī)構(gòu)、溫度可調(diào)的恒溫涂覆液槽、涂層厚度控制裝置、電熱恒溫涂層烘干裝置、涂層絕緣性能檢測(cè)裝置、卷繞主軸和收料盤、磁環(huán)壓緊機(jī)構(gòu)、機(jī)座與電氣控制系統(tǒng)等部分組成，該設(shè)備將涂覆與卷繞功能集于一體，涂層厚度受控(SiO2涂層可控制在0.6-1μm)，涂層抗電強(qiáng)度良好(層間耐壓可達(dá)20V)，涂覆卷繞速度快(可達(dá)1m/s)，卷繞質(zhì)量整齊均勻，卷繞占空比達(dá)0.8以上，適用于卷繞高壓窄脈沖高功率裝置所需的帶材厚度0.01～0.05mm、帶寬10～150mm、產(chǎn)品直徑100mm～1200mm的非晶態(tài)磁芯和納米晶磁芯。
文檔編號(hào)H01F3/00GK201853575SQ20102019442
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月18日
發(fā)明者楊斌峰, 王發(fā)厚, 王宇明, 謝堃 申請(qǐng)人:零八一電子集團(tuán)四川力源電子有限公司