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马达用非晶叠片铁芯及其制造方法以及马达用非晶合金薄带与流程

2022-07-27 19:21:43 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及马达用非晶叠片铁芯及其制造方法以及马达用非晶合金薄带。


背景技术:

2.据说,全世界到处可见的马达的耗电量约占总耗电量的一半。马达中的电力损失大致分为马达用铁芯中的磁芯损失、铜损和机械损失。在仅关注磁芯损失的情况下,对于材料而言,要求良好的磁特性。
3.目前,马达用铁芯中使用的主要的软磁性材料是无方向性电磁钢板。但近年来,磁特性比无方向性电磁钢板好得多的非晶金属薄带越来越引人注目,已经开始在限定用途中实用化。很明显,如果非晶合金薄带的应用范围扩大,将会有助于减少世界的耗电量,人们期待扩大其利用。需说明的是,马达用铁芯使用的是将无方向性电磁钢板、非晶合金薄带加工成规定形状并层叠而成的叠片铁芯。加工方法有多种,为了获得形状复杂的马达用铁芯,可列举能够形成沿其形状的形状且加工时间短的冲切加工。
4.此外,非晶合金薄带一般使用的是30μm左右的薄带。该厚度相对于无方向性电磁钢板的板厚为1/5~1/20左右。也就是说,在用非晶合金薄带制造叠片铁芯时,叠片数多,冲切加工的次数也随之增加。
5.非晶合金薄带在通过铸造进行了一次加工的状态下向市场提供,或者在实施了将该薄带宽度方向的缘部切下或以在输送等中容易操作的方式切割加工成规定宽度尺寸、长度的附加加工的状态下向市场提供。一般,将使用其进一步实施切割、冲切等二次加工而得的薄带用在磁芯中。以下为了便于说明,将进行二次加工前的非晶合金薄带称为原版进行区别。
6.例如,日本特开2008-213410号公报、国际公开第2018/155206号中,公开了将非晶合金薄带层叠、对该层叠体进行冲切加工。任一公知文献中都是层叠后再冲切,因此冲切次数减少。
7.需说明的是,日本特开2008-213410号公报中公开:制作层叠有多枚厚度8~35μm的软磁性金属薄带的层叠板,得到金属薄带间的热固性树脂各自的厚度设为0.5μm以上2.5μm以下、层叠板的总厚度设为50μm以上250μm以下的层叠板,对其进行冲切加工。
8.此外,国际公开第2018/155206号中公开了一种层叠构件的制造方法,包括使层叠的非晶金属薄带层间的一部分相互固定的固定工序以及在层叠的非晶金属薄带组中被固定的固定部以外进行切割并对层叠构件进行冲切的冲切工序。其中记载了非晶金属薄带的厚度为10~60μm。
9.此外,日本特开2003-324861号公报中记载了:从非晶薄板对铁芯片的所需位置进行冲切,同时形成敛缝部,切出外形敛缝层叠,制造铁芯,其中,在利用模具装置对非晶薄板进行铁芯片的冲切前,非晶薄板用加热装置在200℃以上至低于结晶温度的温度区域加热,至少形成铁芯片的敛缝部的敛缝用突起4(敛缝用开口16),切出外形,敛缝层叠。
10.现有技术文献
11.专利文献
12.专利文献1:日本特开2008-213410号公报
13.专利文献2:国际公开第2018/155206号
14.专利文献3:日本特开2003-324861号公报


技术实现要素:

15.发明所要解决的课题
16.制作马达用非晶叠片铁芯时,对非晶合金薄带进行冲切,制成希望形状的非晶合金片,将该非晶合金片层叠,制作马达用非晶叠片铁芯。此时,存在对一枚非晶合金薄带进行冲切而制成非晶合金片的情况、对层叠有多枚非晶合金薄带的层叠体进行冲切而制成非晶合金片的情况。
17.马达用非晶叠片铁芯的形状很少是单纯的形状,存在包括需要精细造型的部分的情况。这种情况下,难以通过一次冲切来形成,需要进行多次冲切才得到希望形状的非晶合金片。在进行多次冲切的情况下,每个冲切步骤的定位是很重要的。因此,多通过开出定位用的孔、在孔中插入定位销来进行每个冲切步骤的定位。
18.本发明人发现,在进行多次冲切工序时,会发生定位用的孔中发生龟裂、无法保证定位精度的情况。如果无法保证定位精度,则非晶合金片的形状精度就要变差,无法获得希望的马达用非晶叠片铁芯。
19.本公开以抑制定位用孔中龟裂的发生、确保定位精度为目的,目的在于由此提供形状精度良好的马达用非晶叠片铁芯。
20.用于解决课题的方法
21.本公开具有以下构成。
22.《1》一种马达用非晶叠片铁芯,其为将对非晶合金薄带进行冲切而形成的非晶合金片层叠而构成的马达用非晶叠片铁芯;在上述非晶合金片的多个位置,从一面侧按压加压构件,将发生破裂的加压部的个数设为n个,将按压加压构件的加压部的总数设为n0个且n0为100以上,将脆化度设为n/n0
×
100(%);上述加压构件是铍铜制的,具有的主体部和圆锥体形状部,上述圆锥体形状部的底面为顶角θ为120
°
,上述圆锥体形状部按压于上述非晶合金片,将上述加压构件的按压力设为14n,在对上述脆化度进行评价时,上述非晶合金片的脆化度为3.0%以下。
23.《2》根据《1》所述的马达用非晶叠片铁芯,将上述加压部的间隔设为4~6mm。
24.《3》一种马达用非晶合金薄带,其为对非晶合金薄带进行冲切、层叠而制作的马达用非晶叠片铁芯中使用的马达用非晶合金薄带;上述马达用非晶合金薄带是宽度为100mm以上的长条状;从上述马达用非晶合金薄带宽度方向的两端部分别设定5处合计10处评价区域或从宽度方向的两端部和中央部分别设定5处合计15处评价区域,将一个评价区域设为约53.5mm
×
约53.5mm的区域,在上述一个区域中在313点按压加压构件,将发生破裂的加压部的个数设为n个,将按压加压构件的加压部的总数设为n0个,将脆化度设为n/n0
×
100(%);上述加压构件是铍铜制的,具有的主体部和圆锥体形状部,上述圆锥体形状部的底面为顶角θ为120
°
,上述圆锥体形状部按压于马达用非晶合金薄带,将上述
加压构件的按压力设为14n,在对上述脆化度进行评价时,上述脆化度为3.0%以下。
25.《4》根据《3》所述的马达用非晶合金薄带,将上述加压部的间隔设为4~6mm。
26.《5》一种使用非晶合金薄带的马达用非晶叠片铁芯的制造方法,对非晶合金薄带进行冲切来制作非晶合金片,将上述非晶合金片层叠来制作马达用非晶叠片铁芯;其中,准备宽度为100mm以上的长条状非晶合金薄带;从上述非晶合金薄带宽度方向的两端部分别设定5处合计10处评价区域或从宽度方向的两端部和中央部分别设定5处合计15处评价区域,将一个评价区域设为约53.5mm
×
约53.5mm的区域,在上述一个区域中在313点按压加压构件,将发生破裂的加压部的个数设为n个,将按压加压构件的加压部的总数设为n0个,将脆化度设为n/n0
×
100(%);上述加压构件是铍铜制的,具有的主体部和圆锥体形状部,上述圆锥体形状部的底面为顶角θ为120
°
,上述圆锥体形状部按压于非晶合金薄带,将上述加压构件的按压力设为14n,在对上述脆化度进行评价时,上述脆化度为3.0%以下。
27.《6》根据《5》所述的马达用非晶叠片铁芯的制造方法,将上述加压部的间隔设为4~6mm。
28.《7》根据《5》或《6》所述的马达用非晶叠片铁芯的制造方法,对上述非晶合金薄带进行多次冲切来制作上述非晶合金片。
29.《8》根据《5》~《7》中任一项所述的马达用非晶叠片铁芯的制造方法,将上述非晶合金薄带层叠后进行冲切,制作层叠体非晶合金片。
30.《9》根据《5》~《8》中任一项所述的马达用非晶叠片铁芯的制造方法,从长条状非晶合金薄带卷成的原版切出评价用试样,评价上述评价用试样的上述脆化度,使用上述脆化度为3.0%以下的原版非晶合金薄带。
31.发明效果
32.根据本公开,因为使用脆化度良好的非晶合金薄带构成马达用非晶叠片铁芯,所以能够提供抑制定位用孔中龟裂的发生、形状精度良好的马达用非晶叠片铁芯。此外,还能够提供脆化度良好的马达用非晶合金薄带。
附图说明
33.图1为显示本公开一个实施方式的马达用非晶叠片铁芯的图。
34.图2为本公开一个实施方式的马达用非晶叠片铁芯中使用的非晶合金片的平面图。
35.图3为显示本公开一个实施方式的马达用非晶叠片铁芯的制造方法中使用的顺送模具的结构的示意图。
36.图4为显示本公开一个实施方式的马达用非晶合金薄带的脆化评价区域的图。
37.图5为显示本公开另一实施方式的马达用非晶合金薄带的脆化评价区域的图。
38.图6为显示本公开另一实施方式的马达用非晶合金薄带的脆化评价区域的图。
39.图7为显示本公开另一实施方式的马达用非晶合金薄带的脆化评价区域的图。
40.图8为显示本公开的加压构件的一例的示意图。
41.图9为显示本公开的为了评价非晶合金薄带的脆化而使用的装置的概要构成的一
例的示意图。
42.图10为显示为了评价本公开的非晶合金薄带的脆化而使用的装置的概要构成的另一例的示意图。
43.图11为显示本公开的脆化评价中将试样配置在装置的试样台上的状态的一例的图。
44.图12为用于说明通过本公开的脆化评价来评价试样加压部的破裂的方法的一例的图。
45.图13为本公开的脆化评价中使用的试样的平面图。
46.图14为本公开一个实施方式的没有破裂的加压部的利用激光显微镜得到的放大照片。
47.图15为本公开一个实施方式的发生了破裂的加压部的利用激光显微镜得到的放大照片。
48.图16为将与图14同一视场中加压部的表面起伏设为明度差的照片。
49.图17为将与图15同一视场中加压部的表面起伏设为明度差的照片。
50.符号说明
51.1:马达用非晶叠片铁芯;2:非晶合金片;3:轭部;4:齿部;5、41、51,61、71:非晶合金薄带;6:定位用的孔;10:试样;11:破裂;12a、12b、12c:评价区域;20:底座构件;25:磁吸附构件;30:弹性构件;100:加压试验装置;110:试样台;120:测力计;125:加压构件;126:圆柱状主体部;127:圆锥体形状部;130:x轴方向驱动部;140:y轴方向驱动部;150:z轴方向驱动部;160:平台;170:光源。
具体实施方式
52.参照附图对本公开的优选实施方式进行说明,但以下说明的实施方式不一定是限定性的,除非有特殊记载,否则均包括权利要求书所含代替例和改变例。此外,参照的附图中,同一符号表示相同的要素,有时在说明中会适当省略重复的内容。
53.将本公开一个实施方式的马达用非晶叠片铁芯1示于图1。将该马达用非晶叠片铁芯中使用的非晶合金片2的平面图示于图2。该马达用非晶叠片铁芯1可用作马达的定子铁芯。该马达用非晶叠片铁芯1具备外周的圆形轭部3和从其向中心方向突出的齿部4,该齿部形成有线圈。图2的非晶合金片中显示了该轭部3和齿部4。
54.该非晶合金片2是对非晶合金薄带进行冲切而制作的,将该非晶合金片层叠,制作马达用非晶叠片铁芯1。在制作该非晶合金片2时,存在对1枚非晶合金薄带进行冲切来制作的情况和对多枚非晶合金薄带的层叠体进行冲切来制作的情况。
55.该非晶合金片有必要精细造型,在对非晶合金薄带进行冲切时,难以通过一次冲切实现所需形状的冲切。因此要进行多次冲切来制作。该多次冲切可以使用顺送模具。
56.将制作图2的非晶合金片2时顺送模具的一例的概念图示于图3。这里,非晶合金薄带5在图中从左向右移动,依次进行步骤(a)至(e)的冲切。
57.步骤(a)中,形成定位用的孔6(图3的左端上下两个孔)。该定位用的孔6用于下一步骤的定位。
58.步骤(b)中,在定位用的孔6中插入定位销进行定位,在3处对构成齿部4的冲切部7
进行冲切。
59.步骤(c)中,在定位用的孔6中插入定位销进行定位,在3处对构成齿部4的冲切部7进行冲切。
60.步骤(d)中,在定位用的孔6中插入定位销进行定位,进行形成齿部4且形成内周空间的圆形的冲切8。
61.步骤(e)中,在定位用的孔6中插入定位销进行定位,进行圆形的轭部3的外周圆形的冲切9。
62.由此,能够对图2所示非晶合金片2进行冲切。
63.也可以将在步骤(e)中冲切的非晶合金片2在冲切的同时进行堆叠。此外,也可以在步骤(e)中仅冲切,通过其他途径将非晶合金片2层叠来制作马达用非晶叠片铁芯。此外,还可以在步骤(e)中与冲切同时进行堆叠作业,在另外的工序中进一步将该堆叠非晶合金片2堆叠来制作马达用非晶叠片铁芯。
64.可以以这种方式通过多次冲切来制作非晶合金片2。该多次冲切中,定位用的孔在确保冲切精度上是重要的部分。如果在该多次冲切工序中定位用的孔中产生龟裂,则定位精度下降,无法制作希望形状的非晶合金片2。因此,本发明人对用于在多次冲切工序中使定位用的孔中不产生龟裂的方法进行了研究。
65.非晶合金薄带是用单辊超快冷凝固法等在约106℃/秒的冷却条件下对调整为适当组成的熔融金属进行连续铸造而获得的。非晶合金薄带中存在下述情况:由于冷却辊的表面损伤、异物附着等导致的冷却辊表面凹凸、冷却辊的温度分布不均匀等制造工序中的各种因素,产生了无法获得适当的速度冷却的部分,形成部分结晶化的结构。此外,由于合金所含杂质的影响等,有时在非晶合金薄带中也会产生部分合金组成的波动。如果产生这样的冷却不均、合金组成的波动,则容易形成部分结晶化的非晶合金薄带。这样的非晶合金薄带容易形成部分脆化的薄带,认为在脆化的部分,强度会变弱。认为如果使用由于该脆化而强度变弱的非晶合金薄带并进行多次冲切,则定位用的孔中产生龟裂的可能性提高。
66.已知非晶合金薄带脆化的评价中使用的是撕裂试验。具体地,jis c2534(2017)、iec60404-8-11中有作为撕裂脆性(strip tear ductility)的规定的评价方法。这些试验中,由长条状非晶合金薄带得到一定长度(铸造辊周长2倍的长度)的试验片(样品),将试验片在非晶合金薄带的铸造方向上撕裂,利用产生的脆性点(brittle spots)的数量来区分、评价。脆性点定义为将试验片撕裂时裂纹的路径、方向的变化、碎片分离等产生约6mm以上尺寸的损伤的区域。撕裂脆性的特性按脆性点的数量分为5级。规定在宽度方向上距离边缘为12.7mm和25.4mm以及宽度方向的中央的5处位置,在与铸造方向平行的方向上撕裂,1枚试验片中脆性点的个数不超过10。
67.作为非晶合金薄带的脆化评价,虽然存在上述撕裂试验,但认为为了解决本公开的课题,需要更详细的评价,本发明人发现了新的评价方法。
68.本发明人新发现的评价非晶合金薄带脆化的方法是,对于非晶合金薄带或非晶合金片,在多个位置,从一面侧按压加压构件,将发生破裂的加压部的个数设为n个,将按压加压构件的加压部的总数设为n0个,将脆化度设为n/n0
×
100(%)。
69.而且还发现,通过使用脆化度为3.0%以下的非晶合金薄带,能够在多次冲切工序中抑制定位用的孔中龟裂的发生。
70.该脆化度优选为2.5%以下,进一步优选为2.0%以下,更优选为1.5%以下。
71.马达用非晶合金薄带的宽度优选为100mm以上。更优选为140mm以上,在用于大型马达时,优选宽度更宽的非晶合金薄带。例如,有时会要求为200mm以上、220mm以上。
72.如上所述,非晶合金薄带是通过单辊超快冷凝固法连续铸造而得到的,制造成长条状形态。
73.在评价马达用非晶合金薄带的脆化时,例如,在宽度为100mm的非晶合金薄带中,如图4所示从非晶合金薄带41宽度方向的两端部分别设定5处合计10处评价区域12a、12c。一端侧的评价区域12a在距离缘部约8.3mm的内侧,将一个评价区域设为约53.5mm
×
约53.5mm的区域。另一端侧的评价区域12c也在距离缘部约8.3mm的内侧,将一个评价区域设为约53.5mm
×
约53.5mm的区域。而且,在一个区域中在313点按压加压构件,算出发生破裂的加压部的个数,将发生破裂的加压部的个数设为n个,将按压加压构件的加压部的总数设为n0个,将脆化度设为n/n0
×
100(%)而进行计算。这里,n0个为3130个。
74.图5为显示宽度为142mm的非晶合金薄带中评价区域的一例的图。如图5所示,从非晶合金薄带51宽度方向的两端部和中央部分别设定5处合计15处评价区域12a、12b、12c。一端侧的评价区域12a在距离缘部约8.3mm的内侧,将一个评价区域设为约53.5mm
×
约53.5mm的区域。另一端侧的评价区域12c也在距离缘部约8.3mm的内侧,将一个评价区域设为约53.5mm
×
约53.5mm的区域。中央部的评价区域12b在宽度方向的中央部,将一个评价区域设为约53.5mm
×
约53.5mm的区域。而且,在一个区域中的313点按压加压构件,算出发生破裂的加压部的个数,将发生破裂的加压部的个数设为n个,将按压加压构件的加压部的总数设为n0个,将脆化度设为n/n0
×
100(%)进行计算。这里,n0个为4695个。
75.图6为显示宽度为213mm的非晶合金薄带中评价区域的一例的图。如图6所示,从非晶合金薄带61宽度方向的两端部和中央部分别设定5处合计15处评价区域12a、12b、12c。评价区域如图5所述。
76.此外,图7为显示宽度为240mm的非晶合金薄带中评价区域的一例的图。如图7所示,从非晶合金薄带71宽度方向的两端部和中央部分别设定5处合计15处评价区域12a、12b、12c。评价区域如图5所述。
77.图8显示的是加压构件的一例。该加压构件125是铍铜制的,具有的圆柱状主体部126和圆锥体形状部127,圆锥体形状部127的底面为顶角θ为120
°
,圆锥体形状部按压于非晶合金薄带。此外,将该加压构件125的按压力设为14n。
78.对脆化评价中使用的加压试验装置进行说明。图9、10为显示脆化评价中使用的加压试验装置的概要构成的示意图。具备具有可配置试样10的平面的试样台110以及位于试样台110上方且可对配置在试样台110上的试样10的平面在基本垂直的方向上加压的加压机构。需说明的是,在该加压试验装置100的构成的一例中,将进行脆化评价的非晶合金薄带或非晶合金片记载为矩形试样10。该试样10不限于图中所示形状,也可以替换为要评价的非晶合金薄带或非晶合金片的形态。
79.图9所示加压试验装置100中,具备用于使加压机构的位置移动的x轴方向驱动部130和z轴方向驱动部150以及用于使试样台110移动的y轴方向驱动部140,以它们为移动机构,可使加压机构相对移动至试样10上的任意位置。需说明的是,也可以是图10所示试验装
置:不使试样台110为可动平台,利用x轴方向驱动部130、y轴方向驱动部140、z轴方向驱动部150使加压机构移动,试样10固定在试样台110上。
80.优选各驱动部130、140、150具有图中未显示的步进马达或伺服(脉冲)马达、滚珠螺杆和直线导轨并进一步包含用于位置检测的编码器。
81.对于配置在加压试验装置100的试样台110上的试样10,位于上方的加压机构具有可对试样10加压而形成压痕的加压构件125。为了评价破裂的有无,使该加压构件125按压于试样10的力必须为固定的力。本公开中,将加压构件125按压于试样10的力设为14n。
82.加压构件125的加压机构例如包括测力计120和加压构件125,经由筒夹卡盘等固定机构将棒状加压构件125连接在测力计120上而构成。加压机构通过螺栓旋紧等固定在加压试验装置100的z轴方向驱动部150的滑动条上。利用z轴方向驱动部150使加压机构以规定速度向试样10的平面下降,使加压构件125的前端侧对试样10按压加压。加压构件125的前端降至预先设定的位置,在试样10中生成伴有压痕的加压部后,利用z轴方向驱动部150上升至规定位置,从而离开试样10。接下来,利用x轴方向驱动部130和y轴方向驱动部140,使加压机构移动至试样10的平面上的不同位置后,重复进行规定次数的后面的加压部的形成。形成加压部的一系列动作优选利用可编程的控制装置自动控制。需说明的是,形成加压部时对试样10的按压力可以用安装于加压构件125的测力计120来测定。在试样10的厚度薄、残留有压痕的加压部,试样10的加压面侧凹陷,其反面侧突起。如果加压构件125的前端为半球形、顶角为钝角的锥状,则加压部的破裂容易在从突起的顶部附近到下摆处发生。
83.此外,加压机构也可以设为包括图中未显示的负载传感器(load cell)和加压构件125的构成。也可以根据基于来自负载传感器的电信号得到的压力信息,控制加压部在试样10中的形成。随着加压构件125的前端侧与试样10的平面抵接并进一步下降至设定的位置,施加于试样10的力增加。如果加压构件125到达规定的下降位置而加压部产生破裂,则力会减小。利用负载传感器检测这样的按压力的变化,得到与加压部的形成对试样10施加的力对应的电信号,利用ad转换机构,将来自将上述电信号放大的放大机构的模拟信号输出转换成数字信号并进行检测,从而能够判断加压部中有无破裂发生。此外,利用运算处理机构,也可容易地获得加压部的按压力分布、发生破裂的加压部的分布、每单位发生破裂的面积中加压部的数量等数据。
84.此外,也可以基于来自负载传感器的信息,使加压构件125的前端侧下降直至施加于加压部的力达到预先设定的值(14n)。检测到破裂的发生时,可以停止加压构件125的下降,上升至规定位置,移至形成下一加压部的动作。
85.图11为显示将试样10配置在加压试验装置的试样台上的状态的一例的图。图11所示例子中,在平坦的试样台上配置板状金属制底座构件20,在依次叠加的磁吸附构件25、弹性构件30之上配置试样10。需说明的是,试样10中涂成黑色的椭圆所示的部位与试样10的加压部对应。为了防止底座构件20移动从而试样10的位置偏移,优选在底座构件20中形成通孔以能够通过螺丝等与试样台110旋紧固定。除了旋紧以外,固定也可以是夹钳、吸附等已知机构。考虑到加工性,底座构件20优选使用铝,也可以是钢制、不锈钢制的,以更易与磁吸附构件25固定。
86.磁吸附构件25是通过磁吸附对试样10进行固定的磁吸附机构,优选由磁片构成。如果底座构件20是非磁性的,则磁片可以用双面胶带等粘合机构来固定。试样10是厚度最
高数十μm以下的板状,通过设为覆盖形成其加压部的区域的至少一部分的范围(优选覆盖整体)大小的磁片,能够在整个面上介由弹性构件30对试样10进行磁吸附而固定。此外,优选通过磁吸附机构本身的磁力、磁吸附机构与试样10的间隔等来调整吸附力,以容易将样品取下。
87.为了使试样10塑性变形并制成具有压痕的加压部,优选以不会妨碍该变形的方式在试样台110与试样10之间配置作为具有弹性的基底的弹性构件30。还可以利用弹性构件30吸收、分散形成加压部时经由样品10对下层的磁片等施加的压力。
88.弹性构件30优选为氟橡胶片、硅橡胶片。弹性构件30的大小也与磁吸附构件25同样地优选设为覆盖试样10的形成加压部的区域的至少一部分的大小,进一步优选覆盖整体的大小。从所需的功能出发,弹性构件30优选设为肖氏a硬度为30以上100以下的构件,进一步优选设为35以上90以下的构件,进一步优选设为40以上70以下的构件。此外,厚度优选为0.5mm以上,进一步优选为0.8mm以上,进一步优选为1.0mm以上。弹性构件30越厚则越难以获得磁吸附构件25对试样10的磁吸附力,因此厚度优选为3.0mm以下,进一步优选为2.5mm以下,更进一步优选为2.0mm以下。
89.接下来,对经过加压试验工序的试样10的确认方法进行说明。加压部的状态(破裂的有无)通过压痕观察来获得,可以使用放大镜、光学显微镜通过目测进行评价,也可以利用ccd相机、cmos相机等拍摄机构观察压痕,对得到的图像数据进行图像处理而评价。
90.图12为用于说明加压部中破裂发生的确认方法的一例的图。图中所示例子中,使用的是以透明的树脂、无机玻璃等的板为平台160并在其下方配置有荧光灯、卤素灯或发光二极管等光源170的光源装置。以加压部的凹陷侧为光源170侧的方式将试样10重叠在光源装置的平台160上,使来自光源170的光通过试样10的加压部中形成的破裂11而透射。通过将光源置于加压部的凹陷侧,加压部的透射光即使从突起侧通过目测进行观察也能够清晰确认。通过进一步使用显微镜、放大镜以低倍率(典型地为10~50倍左右)进行观察,具有宽度的呈条纹状闪耀的破裂11的部分变得清晰。可以根据局部光的透射(辉度)的差别、发生位置、因加压部形成所导致的破裂形态差别,可以区别于原本非晶合金薄带所具有的损伤、孔等缺陷,也可以对微细的破裂进行判定。
91.优选使用ccd相机、cmos相机放大,在用显示器投影的状态下进行加压部的观察。此外,为了评价加压部的状态,也可以进行图像分析。已经判明,观察到的评价用样品10的加压部中产生破裂的程度(损伤的严重性)与脆化程度是相关的,例如优选利用运算处理机构对拍摄的图像进行2值化处理,对相当于破裂部分的条纹状图样部的有无及其面积等进行定量,基于阈值,判断破裂的有无及其程度。由此,能够容易地进行判定,同时能够抑制个体差异导致的判定波动。
92.需说明的是,破裂也可以根据加压部表面形状起伏的不连续性来辨别。试样10的加压部的表面起伏测定可以利用激光显微镜等以非接触方式进行。
93.对于本公开的非晶合金薄带的组成没有特别限定,例如有作为metglas(注册商标)2605sa1材料、2605hb1m材料已知的fe-si-b系组成的材料、含有其他元素的fe-si-b-c系、fe-si-b-c-cr系等组成的材料。此外,非晶合金薄带也可以是可通过热处理而纳米晶化的材料。例如有作为finemet(注册商标)已知的fe-si-b-cu-nb系组成的材料、其他fe-cu-si-b系、fe-cu-b系、fe-ni-cu-si-b系等组成的材料。这些非晶合金薄带的厚度优选为10~
40μm。
94.加压试验装置的说明中,为了进行评价,作为切成宽度70mm、长度70mm的试样10进行了说明。但不限定为该尺寸的试样。
95.例如,在对宽度142mm的非晶合金薄带的脆化进行评价时,可以将直接以142mm的宽度切割成适合评价的长度(例如长度约1m)的非晶合金薄带用作试样10,以非晶合金薄带的评价区域在加压试验装置的试样10所示位置的方式配置,在使非晶合金薄带移动的同时进行评价。
96.此外,在制造马达用非晶叠片铁芯时,可以用用于冲切的非晶合金薄带评价脆化,使用脆化度为3.0%以下的非晶合金薄带进行冲切工序,将冲切工序中得到的非晶合金片层叠,制造马达用非晶叠片铁芯。由此,能够抑制多次冲切工序中定位用的孔中龟裂的发生,确保定位精度而制作马达用非晶叠片铁芯。由此,能够获得形状精度良好的马达用非晶叠片铁芯。
97.本公开的马达用非晶叠片铁芯的非晶合金片的脆化度为3.0%以下。冲切后的非晶合金片中,没有在图4~图7所示位置进行评价的面积,因此例如可以从轭部3、齿部4选择评价位置,利用加压试验装置,以加压部为100处以上的方式进行加压试验,评价脆化度。该脆化度与冲切前非晶合金薄带的脆化度为同等程度。
98.实施例
99.(实施例1)
100.使用fe-si-b系非晶合金薄带(日立金属株式会社制2605hb1m),评价其脆化。分别准备制造批次不同的4个非晶合金薄带(试样1~4)和制造工艺不同的1个非晶合金薄带(试样5)。该非晶合金薄带宽度为142mm,厚度为26μm,分别是重量约700kg的薄带。从该5个非晶合金薄带切出评价用的试样。宽度仍为142mm,长度设为1.03m。
101.使用3轴机器人作为加压试验装置,在试样的一个评价区域形成伴有313点压痕的加压部。
102.作为3轴机器人,使用株式会社iai制的桌面型机器人tt系列,在其z轴方向驱动部的滑动条上,用螺栓将安装有加压构件的爱光工程株式会社的推拉力计旋紧固定。加压构件设为图8所示那样的具备圆柱状主体部和其端部的顶角为钝角的圆锥体形状部。使用的加压构件是铍铜制的,主体部为圆锥体形状部的底面为顶角θ为120
°

103.在3轴机器人的y轴方向驱动部的滑动条(试样台)上,作为底座构件20的厚度15mm的铝板被螺栓旋紧固定,用双面胶带重叠固定有作为磁吸附构件25的厚度0.7mm的市售磁片。在磁片上叠加作为弹性构件30的市售硅橡胶片。硅橡胶使用的是厚度0.8mm、肖氏a硬度50的材料。硅橡胶片中形成有用于配置试样的定位标记,以此为基准重叠配置试样,进行加压部的形成。
104.以试样的评价区域位于图5所示评价区域12a的位置的方式配置试样,根据需要使试样移动,在15处评价区域进行加压试验。
105.将试样的一个评价区域的平面图示于图13。其中,图13中,试样10记载为切成宽度70mm、长度70mm的试样10。图中用黑点表示的多个位置显示的是形成加压部的位置。3轴机器人的动作是预先编程的,将约53.5mm
×
约53.5mm的区域设为加压范围s(图13中用连接四个角的加压部中心的细线表示的区域),以使相邻加压部的间隔(加压部的中心间隔)为
4.46mm的方式在加压构件的前端形成格子状,以每个评价区域形成313点的加压部的方式控制x轴方向驱动部、y轴方向驱动部的动作。此外,以使加压构件以300mm/s下降至预先设定的位置并从下降位置上升至规定位置的方式控制z轴方向驱动部。使用从与试样从同一原版得到的条件设定用的样品,以使发生破裂的加压部与未发生破裂的加压部混合存在的方式来设定z轴方向的位置。在未发生破裂的加压部,用测力计测得的力约为14n。对于从5个非晶合金薄带切出的5个试样,分别在图5所示评价区域进行加压试验。
106.利用激光显微镜(基恩士制vk-x1000),将倍率设为20倍,对试样的加压部,从突起侧观察520μm
×
700μm的区域,确认破裂的状态。图14、15中显示的是利用激光显微镜得到的加压部的放大照片。图14是未发生破裂的加压部的照片,图15是发生破裂的加压部的照片,分别显示的是典型形态。此外,在与图14、15同一观察视场中,对表面起伏进行图像处理,转换成视觉上可确认的色调进行确认。图16、17是将该表面起伏设为明度差的照片。在图16所示未发生破裂的加压部,表面起伏作为连续的明度,观察到光晕(halo)状。而在图17所示发生了破裂的加压部,破裂从中央部向四方扩展,在被破裂划分的区域,以不同明度的形式观察到表面起伏。
107.接下来,使用5个非晶合金薄带,使用图3所示顺送模具,进行图2所示非晶合金片的多次冲切。确认各非晶合金薄带中,冲切后的定位用孔中龟裂的有无。
108.将5个试样的评价结果示于表1。表1显示的是加压部的总数n0、发生破裂的加压部的个数n、脆化度、定位用孔的确认总数和发生龟裂的定位用孔的个数。
109.如表1所示,使用脆化度为3.0%以下的试样1~4的非晶合金薄带时,能够抑制定位用孔中龟裂的发生。
110.[表1]
[0111][0112]
根据本公开,能够使用脆化度良好的非晶合金薄带制造马达用非晶叠片铁芯,在多次进行冲切工序时,能够抑制定位用的孔中龟裂的发生。由此,能够获得形状精度良好的马达用非晶叠片铁芯。
再多了解一些

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