Les enroulements du rotor sont constitués de barres de rotor traversant le rotor d'une extrémité à l'autre et reliées entre elles par un anneau de court-circuit à chaque extrémité. Une barre de coin de rotor est un composant important utilisé dans la construction de moteurs et de générateurs électriques, et ses formes populaires sont rectangulaires ou trapézoïdales. Il est souvent constitué d’un matériau hautement conducteur comme le cuivre, un alliage de cuivre ou l’aluminium pour minimiser les pertes électriques et assurer un transfert d’énergie efficace. Les barres de cale du rotor sont insérées dans les fentes du rotor et fixées en place par des cales. C'est un élément crucial dans la construction de moteurs et de générateurs électriques. Il est conçu pour résister aux conditions de fonctionnement difficiles à l'intérieur de la machine, notamment aux températures élevées, à la force centrifuge et aux contraintes électriques, et donc au CuNi2Si (DIN 13388 :2008-08, CW111C, numéro de matériau 2.0855, désignation commerciale : NIBROFOR/K, CuNi2Si /K) est un alliage de cuivre populaire pour le profil de coin de rotor.
Processus de production
Le contrôle du processus de production des barres de rotor en CuNi2Si est extrêmement important et doit suivre un flux de fabrication strict comme suit :
√ Cuivre, nickel, silicium et autres compositions chimiques, fusion → analyse de la composition chimique →
√ Extrusion de lingots → fraisage (enlever l'oxyde) → sciage →
√ Extrudé (solution solide, trempe dans l'eau, qui joue le rôle de renforcement de la solution solide) →
√ Tests par ultrasons →
√ Dessin à la taille du produit fini →
√ Redressage → Contrôle de la qualité de surface et des tolérances dimensionnelles → Coupe à longueur →
√ Vieillissement (recuit à basse température, température de 450 degrés à 550 degrés en moins de 4 heures) →
√ Inspection de jauge et contrôle des dimensions Go & No-Go →
√ Tests de performances mécaniques →
√ Test de fragilisation par l'hydrogène →
√ Tests par ultrasons →
√ Ressuage →
√ Emballage et stockage
1 Fusion
2 Analyse des alliages de cuivre et de cuivre
3 billettes de cuivre extrudées
4Solution solide
5 Inspection par ultrasons en ligne
6 Etirage à froid
7 Lissage
8 Vieillissement
9 Contrôle de la qualité des surfaces
10 Essai mécanique
11 Vérification des projections
12 Contrôle de conductivité
13 Vérification des dimensions
14 Test de pénétration des colorants
15 Contrôle métallographique
Processus de contrôle de qualité
Chaque processus de production doit être effectué de manière contrôlée et chaque lot doit être soumis à une analyse chimique et à des tests mécaniques qui doivent couvrir les directions longitudinale et verticale. En ce qui concerne l'essai non destructif, un essai de fissure de surface basé sur l'ISO 3452 doit être effectué si l'essai par courants de Foucault n'est pas effectué. De plus, un test par ultrasons à 100 % doit être effectué deux fois, l'un après la solution solide et l'autre après le processus de vieillissement, et tous les contrôles et tests doivent être entièrement documentés avec les informations suivantes.
√ Numéro de commande
√ Matériel
√ Numéro de lot
√ Données de traitement thermique (température de durcissement)
√ Degré de travail à froid en % de calibrage
L'appel d'information ci-dessus doit être inclus pour toute la documentation de test ci-dessous :
1. Analyse de l'éperlan
2. Test mécanique (au moins 2 échantillons prélevés au début de la barre extrudée de chaque lot) et test de traction doivent être basés sur des échantillons prélevés dans les directions longitudinale et verticale des barres du rotor, et le test doit être basé sur la norme ISO. 6892-1. La zone de réduction est un autre facteur important pour la limite d'élasticité et l'allongement.
3. Test de conductivité supérieur ou égal à 15 MS/m
4. Inspection des dimensions (début, milieu et fin de l'échantillon)
5. Contrôle de la rectitude, de la torsion et de la qualité de la surface
Test ultrasonique à 6.100 %, effectué deux fois, l'un après une solution solide et l'autre après le processus de vieillissement, de nombreux spécifiques
exigences sur la façon de réaliser des tests par ultrasons en ce qui concerne les aspects suivants :
6.1 Volume d'inspection de la barre de rotor
6.2 État de surface de la barre de calage du rotor
6.3 Couplant, qui ne doit avoir aucun impact négatif sur la qualité des éléments examinés, et doit assurer une transmission sonore non perturbée dans la pièce à tester.
6.4 L'équipement d'examen doit libérer une gamme de fréquences de 2,5 à 5 MHz pour les barres d'une épaisseur supérieure à 20 mm,
1.25-20,5 MHz est recommandé pour les barres d'une épaisseur supérieure à 100 mm. De nombreux paramètres de test tels que la fréquence, les dimensions des cristaux, le type d'onde, l'angle du faisceau, la propagation du faisceau et la longueur du champ proche doivent être entièrement documentés.
6.5 Procédure d'examen et étalonnage
6.6 Enregistrement de l'incidence
6.7 Critères d'acceptation tels que la perte de réflexion sur la paroi arrière Supérieure ou égale à 6 dB
√ Test de ressuage, il doit être testé à 100 % après le deuxième cycle de tests par ultrasons, et l'ingénieur qualité doit effectuer une inspection visuelle à 100 % pour vérifier la qualité de l'apprêt avant l'emballage.
Conception de la barre de rotor
Les barres de rotor ont de nombreuses options de conception, et certaines peuvent être des sections simples comme rondes, carrées ou rectangulaires, mais peuvent également être en forme de coin, de larme et de trou de serrure en coupe transversale. Certaines conceptions utilisent une construction à double cage qui comprendrait la cage intérieure et la cage extérieure, et le matériau pourrait être un alliage tel que le laiton ainsi qu'un autre alliage de cuivre complexe.
Matériau de la barre de rotor
Le choix du matériau pour les barres de rotor dépend de divers facteurs couvrant les conditions de fonctionnement (vitesse, température, charge), les exigences de conductivité électrique, les exigences de résistance mécanique, la résistance à la corrosion ainsi que les considérations de coût.
Les matériaux populaires sont :
√ Aluminium
√ Cuivre
√ Alliage de cuivre
Pourquoi le vieillissement est important pour CuNi2Si ?
Tout d’abord, comprenons ce qu’est le vieillissement. Le vieillissement dans CuNi2Si fait référence au processus de changements microstructuraux qui se produisent au fil du temps lors d'un processus de changement de température élevée, qui peut affecter de manière significative les propriétés de l'alliage, telles que la dureté, la résistance et la ductilité. Dans CuNi2Si, le vieillissement implique généralement la précipitation d’une phase secondaire, appelée phase gamma, à partir de la solution solide sursaturée. La phase gamma est une phase riche en nickel qui se forme à la suite de la décomposition de la phase bêta parente. Le processus de précipitation est influencé par divers facteurs, notamment la composition de l’alliage, la température et la durée. Au cours du vieillissement, les particules de la phase gamma nucléent et se développent au sein de la matrice bêta. La croissance de ces particules conduit à la formation d’une microstructure biphasée, constituée de la phase bêta et de la phase gamma. La taille, la distribution et la fraction volumique des particules de phase gamma jouent un rôle crucial dans la détermination des propriétés de l'alliage.
Par conséquent, le vieillissement est un processus critique dans les alliages CuNi2Si, car il permet le contrôle et la modification de la microstructure et des propriétés de l'alliage. Comprendre et optimiser le comportement au vieillissement est essentiel pour concevoir et produire des composants CuNi2Si présentant les caractéristiques de performances souhaitées.
Processus de vieillissement dans CuNi2Si
Trois étapes principales sont impliquées :
√ Au début, les particules de la phase gamma sont petites et réparties de manière homogène dans la matrice bêta, et l'alliage présente une augmentation progressive de la dureté et de la résistance en raison de la formation de ces particules.
√ Étape intermédiaire, les particules de la phase gamma continuent de croître et de grossir, et l'alliage atteint sa dureté et sa résistance maximales au cours de cette étape. Tandis que l’augmentation de la taille des particules et de la fraction volumique entraîne une diminution de la ductilité.
√ Au stade du vieillissement excessif, les particules de la phase gamma deviennent excessivement grosses et instables, ce qui entraîne une diminution de la dureté et de la résistance en raison du grossissement et de l'agglomération des particules. La ductilité peut également commencer à s’améliorer à mesure que les particules deviennent plus espacées.
Le comportement au vieillissement de CuNi2Si peut être adapté en contrôlant la composition de l'alliage, les paramètres de traitement thermique et la vitesse de refroidissement. En optimisant le processus de vieillissement, il est possible d'obtenir une combinaison souhaitée de propriétés, telles qu'une résistance élevée, une bonne ductilité et une résistance à l'usure, pour des applications spécifiques. La température et la durée de vieillissement des alliages CuNi2Si dépendent de la composition spécifique de l'alliage et des propriétés requises.
Paramètres de vieillissement importants
1. Température de vieillissement :
1.1 La température maximale de vieillissement est la température à laquelle l’alliage atteint sa dureté et sa résistance maximales. Pour les alliages CuNi2Si, la température de vieillissement maximale varie généralement de 450 degrés à 550 degrés (842 degrés F à 1 022 degrés F).
1.2 Le vieillissement excessif se produit à des températures supérieures à la température maximale de vieillissement. À ces températures, les particules de phase gamma deviennent excessivement grosses et instables, entraînant une diminution de la dureté et de la résistance, et la température de vieillissement excessif des alliages CuNi2Si est généralement d'environ 600 degrés (1 112 degrés F).
2. Durée de vieillissement
2.1 Le temps de vieillissement maximal est la durée nécessaire pour que l'alliage atteigne sa dureté et sa résistance maximales à la température de vieillissement maximale. Pour les alliages CuNi2Si, le temps de vieillissement maximal varie généralement de 1 à 4 heures.
2.2 Le survieillissement se produit lorsque l'alliage est maintenu à la température de survieillissement pendant une période prolongée, et cela dépend du niveau de ramollissement souhaité et de la composition spécifique de l'alliage.
Il est important de noter que le comportement au vieillissement des alliages CuNi2Si peut varier en fonction de facteurs tels que la composition de l'alliage, l'historique du traitement thermique et les vitesses de refroidissement. Par conséquent, veuillez informer Fabmann de l'alliage spécifique et des applications spécifiques que vous souhaitez, afin que nous puissions concevoir les paramètres de vieillissement optimaux pour vous.
Dimension de la barre du rotor
Les dimensions des cales de rotor et les profils des cales de rotor sont interdépendantes, car les cales sont utilisées pour maintenir les barres en place dans les fentes du rotor. Les dimensions des cales du rotor et des barres du rotor sont importantes car elles affectent les performances du moteur, et la hauteur des cales affecte le couple du moteur, tandis que la longueur des cales affecte l'efficacité du moteur, tandis que la largeur du profil de la cale affecte le moteur. capacité de transport de courant. Par conséquent, les ingénieurs électriciens peuvent concevoir des moteurs répondant à des exigences de performances spécifiques en sélectionnant des dimensions spécifiques des cales et des barres du rotor. Fabmann peut répondre à vos besoins en matière de fabrication sur mesure de profils et de barres de rotor en coin, et nous avons mis en place un processus de fabrication strict pour fournir des barres de rotor de haute qualité constante.
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