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QPQ行业标准第一起草单位The first drafting unit of QPQ industry standard
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QPQ复合处理技术在交流接触器铁芯上的应用

时间:2022-06-23 18:30 来源:ccforever<1253705861@qq.com> 点击:1次

交流接触器是电力拖动和自动控制系统中应用最普遍的一种低压控制电器。作为执行元件,用于接通、分断线路、或频繁的控制电动机等设备运行,是在工业生产中大量使用的低压控制电器,主要由电磁铁芯和触头两部分构成。铁芯每次吸合时都产生相当大的冲击和摩擦,对铁芯极面破坏性很大,为减少铁损,铁芯通常由冷轧硅钢片叠成。在使用过程中,动铁芯与静铁芯接触端面之间频繁碰撞,承受小能量多次冲击及交变磁力的作用,其工作端面常因疲劳剥落及磨损造成铁芯尺寸超差而失效。对铁芯极面进行表面强化处理,增加极面的强度和硬度提高耐磨性、疲劳强度,就可以达到提高承受吸合冲击次数的目的,提升使用效率、降低生产成本、保障安全生产。

1 QPQ工艺实验

1.1 试样
试样取自 CJ10—10交流接触器铁芯,铁芯材料为D310或D3100冷轧硅钢片。从成品铁芯上截取厚约10~20mm的试样,去除油漆后将待处理面磨光并用酒精清洗干净。
1.2 工艺试验
     QPQ复合处理技术的过程是在氮化温度580℃保温2h,经过氧化后取出。
1.3实验结果
经QPQ复合处理技术后,明显提高了试样表面硬度,由HV200-230提升至HV560-580,渗氮层深度100μm。由于渗氮层内析出比容较大的氮化物相,产生较大的残余压应力。表面残余压应力的存在部分抵消在疲劳载荷下产生的抗压力,延缓疲劳破坏过程,显著提高疲劳强度。

2 使用试验结果
铁芯极面在吸合时除相互受到冲击作用外,在两个吸合极面间还存在着摩擦。经QPQ处理后在硅钢片的片层间和热轧硅钢片表面氧化物疏松组织中储存有大量的油。这些油通过浸润作用不断地上升到极面,当铁吸合时不是两极面直接接触,而是通过两极面间一层薄薄的油膜间接接触,油膜起到了缓冲和润滑作用,有利于铁芯寿命的提高。

2.1 接触器的吸上电压和线圈温升试验
由于碳、氮原子渗入铁芯表面,势必会给铁芯的电磁性能带来一定的影响。这种影响在产品上主要表现在吸力特性吸上电压,释放电压和发热性能线圈温升的改变上。

铁芯经QPQ复合处理技术处理后,接触器的吸上电压和线圈温升(成品检查控制损耗)均比未进行QPQ处理的油漆铁芯有所提高。但均未超出技术条件或厂控指标的要求,即可认为对产品不产生有害影响。铁芯经过QPQ处理后,虽然吸上电压和线圈温升有所增加,但因为热轧硅钢片表面有一层黑色的氧化膜,在QPQ生产过程中起到了保护层作用。QPQ只是条铁芯表面硬度,并不对铁芯基体组织产生影响。

2.2 铁芯的防腐蚀性能试验
采用中性盐雾实验测试产品防腐蚀性能,盐雾实验标准如下。

对铁芯工作端面进行了QPQ复合处理技术,交流接触器使用寿命可提高 1倍以上。并且对产品电磁性能的影响未超出技术指标规定的要求,同时经QPQ处理可以美化铁芯表面外观并提高耐腐蚀性能,因而无需再进行油漆喷涂。
交流接触器铁芯主要失效形式是在小能量多次冲击负荷及交变磁力作用下的接触端面表层疲劳剥落。 
  经QPQ技术处理的工件表面为黑色Fe3O4氧化膜,Fe2~3N化合物和Fe3O4氧化膜的结合不仅能大幅提高表面硬度抗疲劳强度,提高铁芯使用寿命1倍以上,而且使得产品即使在大气、盐雾、弱酸、浓碱的复杂条件下具有优良的耐腐蚀性能。其抗腐蚀性能高于镀铬、镀镍等表面防护技术的水平,可以代替发黑、发蓝、磷化和镀镍等传统防腐蚀工艺。

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