Struers 季度最佳样品的案例分享 | 电机定子样品的制备

1. 铜绕组部分的夹持与切割

首先将两端的铜绕组沿截面切割，由于定子样品尺寸较大，需要对样品进行有力且可靠的夹持和固定。本次切割采用两组垂直夹具结合垫高块对样品进行夹持，如图2所示。由于铜绕组为空心状态，相对较容易实现切割，综合考虑切割效率及经济成本，选择碳化硅切割轮10S51，步进速度为0.5 mm/s。

图2：Magnutom-5000 及绕组切割的夹持方案

2.硅钢部分的夹持与切割

绕组切割后，继续采用Magnutom-5000对定子的硅钢部分进行分切。由于硅钢硬度较高，因此采用氧化铝切割轮50A51，并将步进速度降低为0.2 mm/s，夹持方案如图3所示。依客户实际需求将硅钢样品分切成若干长条后，在Discotom-100上将长条样品分切成数小块满足客户要求的硅钢块，装夹采用带底座的快速夹具，如图4所示，采用氧化铝切割轮50A30，步进速度为0.2 mm/s。进一步的测试表明，当步进速度降至0.1 mm/s时，切割轮的损耗将大大降低。切割后的表面平整，无烧伤。

图3：硅钢部分切割的夹持与切割结果

(设备：Magnutom-5000)

图4：条块状硅钢的夹持与切割,切割位置如箭头所示（设备：Discotom-100）

3. 铜焊点的切割、镶嵌及磨抛

在Discotom-100上将铜绕组焊点进一步分切，取下焊点后再进行镶嵌磨抛。采用垂直夹具对铜质焊接件进行装夹，碳化硅切割轮10S30切割，步进速度为0.5 mm/s。

图5：切割机 Discotom-100 及铜焊接样品

采用热镶嵌机CitoPress-5和酚醛树脂MultiFast将切割后的焊点样品镶嵌成30 mm直径的标准样品，便于后续自动磨抛。

图6：热镶嵌机 CitoPress-5 及热镶嵌样

磨抛在Tegramin-30上进行，包含如下步骤：粗磨、精磨、金刚石抛光和氧化物抛光

a)  粗磨使用SiC Foil #180砂纸，施加合适的载荷，它可以快速磨削样品一定厚度，并可以保证所有样品的整体平整度。

b)  精磨使用树脂基复合刚性盘MD-Largo，为更好去除粗磨时产生的粗划痕和变形层，精磨步骤的时间会比较长一些。MD-Largo盘背底为钢箔，可以保证样品表面的平整性。另外，该盘使用寿命较砂纸长，磨削率较高，可以有效降低制样成本。

c)  金刚石抛光分别采用软质抛光布MD-Mol和MD-Nap进行3 µm和1 µm抛光，它可以有效去除上述步骤的残留的划痕。

d)  氧化物抛光采用多孔氯丁橡胶抛光布MD-Chem进行氧化物抛光，它可以去除1 μm抛光过程中出现的极细小抛痕。同时，由于被抛光样品为铜质，氧化物抛光液OP-S中可加入适量过氧化氢及氨水以提高抛光效果

4. 金相显微镜 (OM) 观察结果

铜焊点处的抛光面整洁，无明显划痕，腐蚀后可以看到焊接各区域组织清晰明显，见图7。

图7：磨抛机 Tegramin-30 及铜焊点金相照片