自粘結(jié)鐵芯“粘”出來的電機(jī)革命

當(dāng)前全球?qū)π履茉雌嚨男枨蟛粩嘣鲩L，這也直接推動了對高效、高性能電機(jī)的需求。自粘結(jié)鐵芯因其在提升電機(jī)效率、減少NVH（噪聲、振動與聲振粗糙度）、簡化制造流程等方面的優(yōu)勢，成為行業(yè)關(guān)注的焦點。其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用也正在加速，各大電機(jī)制造商和汽車生產(chǎn)商都在積極采用這項技術(shù)，以提升產(chǎn)品的市場競爭力。

這主要歸功于其在提高電機(jī)效率和性能方面的顯著優(yōu)勢。自粘結(jié)鐵芯技術(shù)的核心是通過在硅鋼片表面涂覆一種特殊膠粘劑，然后將這些硅鋼片堆疊并固化，形成一個牢固的整體鐵芯，替代了傳統(tǒng)的機(jī)械緊固和焊接方式。這種技術(shù)能夠減少鐵芯內(nèi)部的空隙，降低渦流和磁滯損耗，提高電機(jī)的效率和可靠性。

加之目前材料科學(xué)的進(jìn)步和涂層技術(shù)的發(fā)展，也使得自粘結(jié)鐵芯的性能一直在不斷提高。例如，快速自粘結(jié)涂層，特殊的自粘結(jié)涂料、特殊硅鋼片的使用，以及優(yōu)化的固化工藝，都在推動電機(jī)性能的邊界。

其實這項技術(shù)最早可追溯到上個世紀(jì)70年代，但由于核心技術(shù)曾被國外企業(yè)壟斷，其普及和應(yīng)用經(jīng)歷了一個較長的過程。

在早期，新能源電機(jī)鐵芯通常是由單獨的硅鋼片通過疊片、焊接、鉚接或螺栓連接等方式組裝而成。這種方法雖然有效，但存在鐵損高、裝配復(fù)雜、振動和噪音等問題，隨著新材料和粘合劑技術(shù)的進(jìn)步，自粘結(jié)鐵芯的概念逐漸被提出。近年來，隨著技術(shù)的逐漸成熟和國產(chǎn)化，自粘結(jié)鐵芯已成為電機(jī)行業(yè)的一個重要發(fā)展趨勢，特別是在追求高效率、低噪聲、環(huán)保和高性能的新能源汽車領(lǐng)域。

01.自粘結(jié)鐵芯對電機(jī)行業(yè)的影響

自由設(shè)計與磁通優(yōu)化：自粘結(jié)鐵芯允許設(shè)計師更自由地調(diào)整鐵芯的形狀和尺寸，從而優(yōu)化電機(jī)內(nèi)部的磁通布局，提高電機(jī)效率和性能。通過精準(zhǔn)控制磁通量的分布，自粘結(jié)鐵芯有助于減少渦流損耗和磁滯損耗，增強(qiáng)電機(jī)的能效。

導(dǎo)熱性能與疊片系數(shù)：與傳統(tǒng)的焊接或鉚接方法相比，自粘結(jié)鐵芯中的膠水填充了疊片間的空隙，形成了更為緊密的結(jié)構(gòu)，這能大大提升導(dǎo)熱性能，也有助于電機(jī)在運行過程中的散熱。而且自粘結(jié)技術(shù)使得疊片更加緊密，可以減少空氣間隙，從而提高了疊片系數(shù)，增強(qiáng)了鐵芯的整體性能。

噪音振動與強(qiáng)度可靠：由于自粘結(jié)鐵芯的緊密結(jié)構(gòu)，電機(jī)在運行時產(chǎn)生的噪音和振動顯著減少，這對于追求安靜運行環(huán)境的應(yīng)用尤為重要。另外，自粘結(jié)鐵芯的粘結(jié)強(qiáng)度遠(yuǎn)超傳統(tǒng)焊接或鉚接，可提高10倍以上，這也確保了電機(jī)在高轉(zhuǎn)速和惡劣條件下的穩(wěn)定性和耐用性。

02. 自粘結(jié)鐵芯的工藝流程

硅鋼片處理：首先，需要對硅鋼片進(jìn)行必要的預(yù)處理，例如清洗和干燥，去除表面的油脂、銹跡和氧化層，確保后續(xù)涂層的粘結(jié)效果。

涂覆膠粘劑：在硅鋼片的兩面均勻涂覆一層自粘結(jié)膠粘劑。這種膠粘劑通常是特制的，能在固化后提供足夠的粘結(jié)力，同時不影響電磁性能。膠粘劑的類型和涂覆方法（噴涂、浸漬或滾涂）取決于具體的應(yīng)用和工藝要求。

堆疊與壓緊：將涂有膠粘劑的硅鋼片按預(yù)定的順序和方向堆疊起來。在堆疊過程中，需要施加一定的壓力，確保硅鋼片之間的緊密接觸，減少空氣間隙，這有助于降低渦流和磁滯損耗。

固化處理：堆疊完成后，鐵芯需要進(jìn)行固化處理。固化可以通過加熱的方式進(jìn)行，溫度和時間的選擇需根據(jù)所用膠粘劑的特性來決定。固化過程使膠粘劑硬化，形成穩(wěn)定的粘結(jié)層，將硅鋼片永久固定在一起。

值得注意的是自粘結(jié)固化和離線固化是兩種工藝，它們主要涉及到鐵芯疊片之間的粘結(jié)方式和固化過程的不同。

■ 自粘結(jié)固化它允許硅鋼片在沒有額外粘合劑的情況下粘結(jié)在一起，通過加熱或其他手段激活涂層，使其在疊片間形成牢固的粘結(jié)，固化過程可以在鐵芯組裝同時進(jìn)行，或者在組裝完成后立即進(jìn)行。這樣可以減少額外粘合劑的使用，簡化生產(chǎn)過程。

■ 離線固化是指在鐵芯制造過程中的一個獨立步驟，即在鐵芯疊片完成后，將整個鐵芯放入固化爐中進(jìn)行加熱，使粘合劑完全固化的過程。這個過程發(fā)生在鐵芯組裝完成之后，而不是在疊片過程中。這樣意味離線固化需要專門的固化爐和較長的固化時間，可能導(dǎo)致鐵芯尺寸的微小變化，因為固化過程中粘合劑會進(jìn)行膨脹和收縮。

然而，離線固化在某些情況下可能提供更高的粘結(jié)強(qiáng)度和更好的熱穩(wěn)定性，尤其是對于特定的應(yīng)用場景，如高壓電機(jī)或極端環(huán)境下的電機(jī)。

后處理：固化后的鐵芯可能需要進(jìn)行一些后處理，比如磨削或精加工，以達(dá)到所需的尺寸精度和平整度。

裝配與測試：最后，將自粘結(jié)鐵芯裝配到電機(jī)中，進(jìn)行電氣和機(jī)械性能的測試，確保符合設(shè)計要求。