[发明专利]一种基于直流力矩电机的电刷簧片热处理方法

说明书

本发明涉及一种基于直流力矩电机的电刷簧片热处理方法，采用真空热处理炉、氢气源、至少4个热电偶、工件固定专用工装；专用工装由工装底座和工装压盖构成；真空热处理炉的进气端和出气端通过外接管路连接氢气源存储装置，并在连接管路上安装循环泵，构成氢气循环系统；步骤为：1、将多个工件夹持固定于工装底座与工装上盖之间；2、将工装置于真空热处理炉中，分别在炉内顶壁上、工装两端各固定一热电偶；3、对空气热处理炉内部进行抽真空处理；4、真空热处理炉通电升温，并开启氢气循环系统中的循环泵，通过四个热电偶的检监测温度来实现对簧片时效处理的精准控制，至达到设定的时效处理时间，完成工件的热处理。本发明保证了工件热处理前后的形状稳定性和材料稳定性。

技术领域

本发明属于电机设计和工艺技术领域，特别涉及一种基于直流力矩电机的电刷簧片热处理方法。

背景技术

直流力矩电机相较于其他永磁电机，采用电刷-换向器机械换向，具有控制接口简洁、控制特性好、调速范围宽等特点，现被广泛应用于军民工业领域。静摩擦力矩作为关键指标，其性能稳定性和环境适应性直接影响系统的控制精度和输出特性。对于有刷电机而言，电刷簧片弹性决定着电刷与换向器间的机械摩擦力矩，而该摩擦力矩是整机静摩擦力矩的重要组成部分。

铍青铜因其在固溶和时效热处理后具有弹性滞后小、导电导热性高、耐疲劳等优点被作为电刷簧片材料被广泛应用于有刷电机设计生产过程中。铍青铜类弹性材料热处理后的性能参数主要包括弹性、弹性稳定性、弹性后效对热处理的温度、时间等工艺方法有着严格的要求，有效控制和确保铍青铜簧片热处理工艺过程的准确度对有刷力矩电机的性能稳定显得至关重要。

当前簧片热处理过程一般使用普通真空炉(真空度不如高真空炉)进行，热处理过程簧片未使用工装固定，极易造成簧片在热处理过程发生不可逆物理变形，与初始设计尺寸不符，此外，由于温度控制仅体现在真空炉程序设定这一点上，由于温度滞后效应，造成工件在热处理过程中实际温度变化与国标要求存在较大出入，直接影响簧片热处理后的弹性及性能稳定性。

发明内容

本发明的目的是在于克服现有技术的不足之处，提供一种可靠性好、可保证工件热处理前后的形状稳定性和材料稳定性的基于直流力矩电机的电刷簧片热处理方法。

本发明的上述目的通过如下技术方案来实现:

一种基于直流力矩电机的电刷簧片热处理方法，其特征在于：该热处理方法采用真空热处理炉、氢气源、至少4个热电偶、工件固定专用工装；专用工装由工装底座和工装压盖构成；在真空热处理炉的一端设置进气端，另一端设置出气端，进气端和出气端通过外接管路连接氢气源存储装置，并在连接管路上安装循环泵，构成氢气循环系统；

包括如下步骤：

步骤1、将多个工件排布于工装底座的上端面，在工装底座上端中部位置粘接一个热电偶，该热电偶与两侧的工件接触，然后将工装压盖盖在工件上端，通过连接于工装底座与工装压盖两端之间的螺钉，将多个工件夹持固定于工装底座与工装上盖之间；

步骤2、将固定有工件的工装置于真空热处理炉中，分别在炉内顶壁上、工装两端各固定一热电偶；

步骤3、在氢气循环系统未开启的状态下，对空气热处理炉内部进行抽真空处理，至空气热处理炉内部的真空度达到设计要求；

步骤4、真空热处理炉通电升温，并开启氢气循环系统中的循环泵，通过四个热电偶的检监测温度来实现对簧片时效处理的精准控制，至达到设定的时效处理时间，完成工件的热处理。

进一步的：所述工件固定专用工装由高强度不锈钢材料制成，在工装底座的上端形状及工装压盖的下端形状与工件的形状匹配，且在工装底座的上端两侧线切割加工有供工件两边端部的三爪嵌入的定位槽。

本发明具有的优点和积极效果：