非晶铁芯新型胶粘剂探索研究

文飞鹰，刘宗峰

（1.湖南省桃江县科学技术局，湖南 桃江 413400；2.德国克朗斯股份有限公司北京代表处，北京 100000）

非晶铁芯新型胶粘剂探索研究

文飞鹰1，刘宗峰2

（1.湖南省桃江县科学技术局，湖南 桃江 413400；2.德国克朗斯股份有限公司北京代表处，北京 100000）

研究了非晶铁芯新型胶粘剂对非晶铁芯固化后损耗的影响，找到了粘度更低，可大幅降低固化温度、固化时间的JHJh胶粘剂。研究成果可应用于电机等铁芯固化。

非晶铁芯；胶粘剂；固化；电能损耗

非晶铁芯的应用前景广阔，潜力巨大［1］，但其制备技术尚待进一步发展。目前我国生产用铁芯胶粘剂大多为丙酮稀释聚酰胺-E44环氧树脂胶粘剂。其优点为：（1）粘度相对较低，操作方便，有利于批量生产；（2）固化后铁芯表面整洁，损耗一致性较好；（3）成本较低。其不足之处在于：（1）生产工期较长，原生产周期为3～4 d，工艺优化后缩减为1 d；铁芯固化成型需两次处理，工艺复杂；（2）每10 kg胶粘剂中，含有6～8 kg丙酮，丙酮为危险化学品和毒品原料，易燃易爆，挥发性强，对人体有害；（3）铁芯产品热稳定性较差，一般工作温度在100℃以下。

1 非晶铁芯胶粘剂所需解决的问题

1.1 胶粘剂的粘度

从操作工艺的角度，粘度较高时，固化前后铁芯表面难以清理，导致生产周期延长和人工费、材料费等费用的多余消耗。胶粘剂粘度越低，越有利于具体操作，从而提高生产效率。

1.2 固化强度和耐热性

胶粘剂强度越高，铁芯应力越大，损耗越高。但从另一方面，强度过低时，铁芯无法定型。固化强度过低或过高都不合适，需要找到最佳点。铁芯产品的耐热性，取决于胶粘剂的固有物理性能，决定了产品的应用性能。由于铁芯工作时产生热量，因此胶粘剂的耐热性极为重要。理论上，胶粘剂耐受的温度越高，产品热稳定性越好［2］。

1.3 胶粘剂的使用寿命

就目前工艺而言，胶粘剂的寿命对铁芯的固化、生产成本控制都至关重要。理想情况是，配好的胶液可在至少一个月内使用，超过其使用期限，则造成浪费。

2 实验过程及结果讨论

传统的铁芯胶粘剂多用于灌封和表面涂覆粘结，其粘度非常大（低粘度会降低涂层厚度），而非晶铁芯固化则需要与此相反的低粘度胶粘剂。粘度越低，胶粘剂流动性越好，在片层之间的分布越均匀。我国在新型环氧树脂胶粘剂领域也有一定发展，低粘度胶粘剂是非晶铁芯固化领域的重要研究方向［3，4］。

本实验重点在于开发低粘度胶粘剂，分两个步骤：（1）通过配比调整降低胶粘剂粘度，配比调整后，粘度可下降至几十MPa·s（宏观上与家庭食用油的粘度相当）；（2）通过开发新型胶粘剂降低粘度，粘度最大可下降至约200 MPa·s。

2.1 不同配比KMT胶粘剂固化铁芯的电能损耗分析

固化铁芯的损耗主要表现在电能的损耗上。图1为C0和C1两种配比的胶粘剂使用相同工艺固化铁芯的电能损耗比较（10 kHz，0.1 T），其中C0粘度高于 C1。可以发现，胶粘剂粘度降低时，铁芯固化后损耗降低。

进一步降低胶粘剂粘度，比较粘度为C1和更低粘度C2的胶粘剂，使用同种工艺固化铁芯的电能损耗（10 kHz，0.1 T），如图2所示，C2胶粘剂对应的固化铁芯的电能损耗进一步降低。

图1 配比为C0和C1的胶粘剂固化铁芯损耗

图2 配比为C1和C2的胶粘剂固化铁芯的电能损耗

继续降低粘度，比较粘度为C2和更低粘度C3的胶粘剂，使用同种工艺固化铁芯的电能损耗（10 kHz，0.1 T），如图3所示。结果表明，继续降低粘度，铁芯损耗在达到最低点后开始上升。说明采用这种方法提高铁芯性能的局限性。

图3 配比为C2和C3的胶粘剂固化铁芯的电能损耗

从图1～图3还可以看出，固化后铁芯的损耗比固化前明显升高，并且波动较大，反映出铁芯成型的不稳定性。在更低粘度的胶粘剂固化铁芯片层之间发现残留未反应的固化剂，这将严重影响铁芯使用，降低热变性温度。总之，通过配比调整来降低粘度的方法，能够降低铁芯损耗，但较为局限。

2.2 其它种类胶粘剂实验

根据试验数据，表1给出了不同品种胶粘剂固化铁芯的重要参数分析。其中E51、QS、KMT、EVA、JHJY、JHJh等分别为不同种类胶粘剂。综合分析可以发现，与通过改变配比降低粘度的方法获得的胶粘剂相比，JHJh胶粘剂具有更低的粘度、更低的固化温度和更短的固化时间，不仅便于生产操作、节省人力和物力，而且缩短了生产周期。

表1 不同品种胶粘剂固化铁芯性能

2.3 JHJh胶粘剂实验

对JHJh胶粘剂进行了小批量试验，测量铁芯损耗数据（10 kHz，0.1 T），如图4所示。固化前铁芯平均损耗为1.8 W／kg，固化后铁芯平均损耗为3.3 W／kg，升高了1.5 W／kg，这与使用常规生产线胶粘剂生产的铁芯损耗相当。但固化时间大幅度缩短，生产效率提高。该品种在后续的生产中，确实为生产节省了时间和成本，证明了其实用价值。

图4 JHJh胶粘剂固化铁芯的电能损耗

3 结 论

1.通过调整KMT胶粘剂的成分配比来降低胶粘剂粘度的方法，初期能够明显降低固化铁芯的电能损耗，但后期继续降低胶粘剂粘度，对降低固化铁芯损耗作用不明显。

2.实验发现JHJh胶粘剂对固化铁芯损耗与常规胶粘剂对铁芯的损耗相当，但具有更低粘度、可大幅降低固化温度、缩短固化时间的优点。

［1］王立军，张广强，李山红，等.铁基非晶合金应用于电机铁芯的优势及前景［J］.金属功能材料，2010，17（5）：58-62.

［2］袁晓红，侯茜坪，胡春秀.低粘度环氧浸渍胶的开发与应用［J］.绝缘材料，2008，41（1）：11-13.

［3］杨学忠，杨小利，段华军，等.RTM用低粘度环氧树脂研究［J］.武汉理工大学学报，2003，25（3）：10-12.

［4］黄书林，李山红，余军，等.适用于非晶电机定子铁芯的环氧树脂及其固化剂［J］.工程塑料应用，2011，39（1）：104-106.

Research on Amorphous Iron Core Model Adhesive

WEN Fei-ying1，LIU Zong-feng2
（1.Hunan Province Taojiang County Bureau of Science and Technology，Taojiang 413400，China；2.Krones AG Beijing Representative Office，Beijing 100000，China）

This paper studied the adhesive viscosity effect on the loss of the amorphous iron core after curing；finding that the adhesive viscosity is small，loss of the iron core after curing is small.But the viscosity was reduced to a certain degree，curing loss reduction is not obvious.The influence of various adhesive experiments on production performance of amorphous iron core，the discovery of JHJh adhesive can decrease the curing temperature，improve production efficiency and product performance.

amorphous iron core；adhesive；curing；electric energy loss

TQ437+.3

A

1003-5540（2015）01-0061-03

2014-11-11

文飞鹰（1979-），男，工程师，主要从事非晶合金制备研究工作。