Lackerad elektroplåt till elbilar

Sektionen för applicering av lack.

Elektriska motorer kräver en järnkärna för att leda magnetfältet. För att minimera förlusterna läggs tunna skivor på varandra och för att eliminera elektrisk kontakt mellan plattorna läggs en isolerande lack på ytorna innan de olika plattorna sammanfogas till en komplett järnkärna. För små enkla motorer är kraven inte så höga men om man vill att en motor ska arbeta med hög frekvens, höga varvtal och högt vridmoment ökar kraven på järnkärnan. Om varvtalen är höga krävs också en hög hållfasthet på stålet. Högpresterande elbilar kräver högpresterande elmotorer som i sin tur kräver högpresterande elektroplåt. Detta är något som tillverkas av Surahammars Bruk. En viktig del av tillverkningsprocessen är lackering av plåten.

Surahammars Bruk med anor från 1500-talet är idag Skandinaviens enda tillverkare av elektroplåt. Under många år ägdes det av Asea vilket kan tyckas naturligt med tanke på deras verksamhet. Bruket, som idag ägs av Tata Steel, sysselsätter cirka 100 personer. Som kuriosa kan nämnas att Bruket 1891 bildade bolaget Vabis som 1897 tillverkade sin första bil. Företaget gick sedan samman med Scania. Kvalitetschef Tomas Ludvigsson och processtekniker Stig Sunden framför en av behållarna för lack.

Lackering av banden är den sista operationen innan bandet skärs till den bredd kunden önskar. Applicering utförs i en 4-rullars lackeringsmaskin, lacken pumpas i överflöd till lackeringsmaskinen och sprids i springan mellan två valsar. Den blivande tjockleken styrs sedan av trycket mellan en stålvals och den gummiklädda vals som överför lacken till stålbanden. Trots den till synes enkla metoden är avvikelsen från nominell tjocklek maximalt 1 µm över hela bandets bredd som är 1,3 meter.

produkterna klarar upp till 270 °C. Idag har Surahammars Bruk fem olika lacker med olika egenskaper i produktportföljen. En av lackerna är en egenutvecklad produkt som har ett organiskt bindemedel samt innehåller fosfater och sulfater. Den läggs vanligen på med en tjocklek av 1,2 µm. Andra lacker kan läggas i skikt upp till 6 µm.

– Nyligen introducerade vi en så kallad klisterlack som gör det möjligt att hålla samman järnkärnornas alla plåtar med hjälp av ett ”inbyggt” klister, berättar kvalitetschef Tomas Ludvigsson.

Normalt läggs en svets som binder samman de tunna, utstansade plåtbitarna som ska bilda järnkärnan. Ett annat alternativ är alltså klisterlack. Det är en lack som inte uthärdas fullt ut i ugnen efter lackappliceringen. Den härdas så mycket att den kan hanteras i de efterföljande processerna utan att lacken skadas eller ställer till problem. När sedan stansningen är gjord och järnkärnan satts samman sker en ny upphettning. Lacken flyter ut och binder samman med anliggande ytor innan den genomhärdas och blir färdig för användning.

Elmotorer till fordonsindustrin arbetar med höga frekvenser vilket gör att elektroplåten måste vara tunn för att undvika onödiga förluster. Idag levererar vi 0,27 mm till elmotortillverkare för bilar men kan klara ända ner till 0,10 mm, något som få tillverkare klarar. Så jag tror vi har en spännande tid framför oss, säger Tomas. TEXT & FOTO: LARS ASKENGREN

Utvecklingschef Magnus Lindenmo.

– Det är nästan förvånande att spridning i skikttjocklek inte är större, säger kvalitetschef Tomas Ludvigson som många gånger följt upp produktionen.

Innan lackering mäts lackens viskositet som justeras med vatten om så är nödvändigt. Tjockleken bestäms av vilken typ av lack som ska läggas på och givetvis också av kundens önskemål. Det finns både lacker som är organiska och oorganiska, vilket ger lite olika egenskaper, men även den oorganiska innehåller en liten del organiska bindemedel.

– Även om lacken är viktig för elektrisk isolering är även korrosionsskyddet skiktet ger efterfrågat. Dessutom ger vissa av våra lacker god smörjning då stansning av elementen till kärnorna ska göras, berättar utvecklingschef Magnus Lindenmo.

En viktig parameter i en järnkärna är fyllnadsgraden, det vill säga hur stor andel av kärnan som är järn. Ju mer av tjockleken som är luft och lack desto sämre magnetiska egenskaper hos kärnan, men om lackskiktet är för tunt kan den elektriska isoleringen bli för låg. Andra viktiga egenskaper är svetsbarhet som gynnas av tunna skikt och en hög andel oorganiskt material i skiktet. När det gäller skikt som underlättar stansningen är det tvärt om. Organiska skikt underlättar smörjning vid stansning medan de oorganiska komponenterna inte ger lika bra smörjande egenskaper. Ytterligare en parameter som skiljer olika lacker åt är vid vilka driftstemperaturer de kan arbeta. De rent organiska klarar en arbetstemperatur på upp till 180 °C medan de oorganiska

Produkter Crescocito är ett svenskt företag som utvecklar och tillverkar produkter i Sverige för industriell lackering. Erfarenheten i organisationen är mycket gedigen från olika typer av lackeringsprocesser.

System Vi har kunnat bevisa för företag – stora som små – att vi kan reducera deras totalkostnad genom förbättrad tillgänglighet, ökad verkningsgrad och reducerade energikostnader.

Anläggningar Med Crescocito så behöver ni endast en leverantör för era kompletta anläggningsbehov.