CN102896318B - 粉末冶金法制备发电机爪极的方法及用该方法生产的爪极 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及发电机用爪极，具体说是粉末冶金法制备发电机爪极的方法及用该方法生产的爪极，其方法包括混料、压制成型、烧结、复压复烧、精整、热处理。本发明的爪极零件采用粉末冶金法制备，能压制成最终尺寸的压坯，产品精度高，爪部精度均可达0.03mm，而不需要或很少需要随后的机械加工，能大大节约金属，降低产品成本。另外，爪极是电机的重要零件之一，用量大。粉末冶金工艺在生产同一形状而数量多的产品方面，具有极大优势，能大大降低生产成本。所以本专利特别适合于批量生产。同时，通过本方法生产的爪极零件具有高的最大磁导率、爪极零件的铁损低、爪极零件密度均匀、饱和磁化强度高。
Description
技术领域
本发明涉及发电机用爪极，具体说粉末冶金法制备发电机爪极的方法及用该方法生产的爪极。
背景技术
随着制造业的飞速发展，零部件中对高精度、形状复杂锻件的需求量越来越大，特别是一些机加工比较困难或者加工成本高的锻件，要求直接精密锻造成形，以便降低成本，提高整车的竞争力。爪极零件就是其中之一。爪极是电机上的重要零件，品种繁多、形状十分复杂, 在较薄的平盘上均布着多只竖爪, 竖爪不仅有较高的截面尺寸和精度要求, 而且其内表面有的为带锥度的圆弧面,因而制造难度大。如何采用高效、节能的方法生产出优质的爪极零件，便成为生产中亟待解决的问题。
发电机用爪极零件目前采用的材质是08钢或10号钢。08钢或10号钢在2000A/m时的磁通密度（B）大约为1-1.2T, 在800A/m时的磁通密度小于0.5T，最大磁导率μm约为1000-2000Gs/Oe。由于磁导率较低使该类材料在电机低速发电时的效率较低、运行平稳性差。同时，磁阻R与μm成反比，低的μm易导致爪极的磁阻增大并进一步降低电机效率。
另一方面，目前爪极制备的典型工艺包括精密铸造、板料冲压、挤压、锻造等。精密铸造的优点是便于做出复杂的形状尺寸，但铸造组织有缩孔、含碳量高，导致磁性差、冲击韧度和抗弯强度较差。板料冲压是国内目前应用最广的工艺。爪极的竖爪部分采用厚钢板冲裁——弯曲制成，平盘部分采用挤压成形，再将两部分焊接在一起。该工艺的工序繁琐，工艺废料多，材料利用率低；而且由于两部分加工方式不一样，导致性能有差异，影响了整个零件的使用性能。挤压包括冷挤压、温挤压、分流式反挤压、闭塞挤压等。以冷挤压为例，冷挤压成形是日、美等工业发达国家广泛采用的生产爪极零件的方法，美国于1965年就成功地开发了爪极零件的冷挤压工艺，该工艺在美国福特汽车公司以及日本电装株式会社应用30多年，取得了巨大的经济效益。冷挤压成形工艺流程：下料——退火——磷化皂化——正挤——校正——退火——磷化皂化——镦头——冲孔——切边——退火——磷化皂化——弯曲——第一次精压——第二次精压。挤压工艺的优点在于挤压时金属流动强烈，变形充分，所以组织性能良好；而且挤压成形的零件表面质量好，尺寸精确。缺点是挤压变形力大，需要大吨位设备，模具要求消耗大；工序多，繁琐，应用受到限制。锻造包括热锻冷精整、温冷锻联合等。热锻冷精整成形工艺流程：下料——锻造——加热——一次预成形——二次预成形——终成形——切边——退火——磷化皂化——精整。该工艺的优点是成形方便且制件组织性能得到显著的改善，缺点是模锻、切边、精整工序多，工时、材料和模具的消耗很大。而且虽然采用热锻工艺，材料的屈服应力降低，但是由于爪极零件形状复杂，竖爪尖端难以充满，仍需要很大载荷。对于直径为90-130mm的低碳钢工件，所需多工位锻压机吨位为16000kN，冷精压压力机吨位为1O000kN。所以该工艺对于爪极零件的生产并不理想。
近年来，为了提高电机效率，需要在爪极间放置永磁磁钢，以增加爪极的有效极面积来提高主磁通，从而补偿发电机过大的极间漏磁、提高电机效率。磁钢的放置对竖爪的截面尺寸和精度要求进一步提高，现有的制备工艺很难满足爪极的设计尺寸精度要求。所以，探索用精密成形的方法成形出尺寸精确、性能优良的无切削或少切削制件，仍然是当今成形行业缩短制造过程，提高工作效率的有效途径。
粉末冶金技术以金属粉末为原材料，经过成形、烧结和后处理，从而制取金属材料、复合材料及各种类型制品的工业技术，具备节能、省材、性能优异、产品精度高、稳定性好、适于大批量生产等一系列技术优点。运用粉末冶金技术可以直接制成全致密材料和制品，如齿轮、凸轮、导杆、刀具等。由于粉末冶金法能压制成最终尺寸的压坯，而不需要或很少需要随后的机械加工，是一种少无切削工艺，故能大大节约金属，降低产品成本。用粉末冶金法制备产品时，金属的损耗只有1-5%，而用一般熔铸方法生产时，金属的损耗可能会达到80%。其次，粉末冶金法能保证材料成分配比的正确性和均匀性。最重要的是，粉末冶金适宜于生产同一形状而数量多的产品，特别是爪极、齿轮等加工费用高的产品，用粉末冶金法能大大降低生产成本。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种磁导率高、矫顽力低、饱和磁化强度高、产品精度高、不需加工或少加工的发电机用爪级零件的粉末冶金制备方法。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：粉末冶金法制备发电机爪极的方法，其包括以下步骤：
（1）混料，将铁粉与磷粉、磷铁合金粉、硅粉、铝粉、镍粉或含磷、硅、铝合金元素的合金粉中至少一种混合形成混合料，并加入润滑剂放入混料机中进行混粉，直至混合均匀；
（2）压制成型，将步骤（1）中混合均匀的粉料在压机上模压成型；
（3）烧结，将模压成型的坯体置于炉内，在保护气氛中进行烧结，并随炉冷却至室温；
（4）精整，对烧结后的坯体进行精整；
（5）热处理，对精整后坯体进行热处理。
进一步地，所述步骤（3）与步骤（4）之间还增加有复压复烧的步骤，其对经步骤（3）烧结后的坯体在压机上进行复压，复压后将坯体置于炉内，在保护气氛中进行复烧，并随炉冷却至室温；然后将复烧后的坯体进行步骤（4）的精整。
作为优选，铁、磷、硅、铝、镍占所述混合料的质量百分比分别为：97%--99.99%、0—0.8%、0—2%、0—2%、0—2%；所述润滑剂的质量为混合料质量的0.2%--1%。
作为优选，所述热处理工艺为：精整后的坯体置于炉内，随炉升温到800℃后，以50℃/h的升温速度升至800℃--950℃，保温3h--5h；然后以50℃/h --100℃/h的冷却速度冷至700℃，再以200℃/h -250℃/h的冷却速度冷至500℃；最后进行快冷，在150℃以下出炉。
作为优选，所述步骤（2）中压机的单位压制压力为500MPa--800MPa。
作为优选，所述步骤（3）中炉内温度为1000℃--1400℃，烧结时间
为1h--4h。
作为优选，所述复压的压制压力为600 MPa -800MPa，复烧的炉内温
度为1000℃-1400℃，复烧时间为1h--4h。
作为优选，所述保护气氛为真空、氢气、高纯氩气、分解氨气氛中
的一种。
本发明另一目的在于提供用上述方法生产的爪极，其包括平盘和设置在该平盘上的数个竖爪，平盘与竖爪均粉末冶金法制备，且所述平盘与竖爪一体成型。
作为再一目的，竖爪用粉末冶金法制备，所述平盘与竖爪分体成型，所述平盘通过铸铁压铸成型，所述竖爪焊接于平盘上。
本发明的有益效果如下：
（1）通过本方法生产的爪极零件具有高的最大磁导率为6000-7000 Gs/Oe，远高于08钢和10号钢的500-2000Gs/Oe。磁导率的增大一方面可以使磁场——电流响应快，大大提高材料在低速发电时的效率；另一方面还可减小爪极的磁阻，有利于电机效率的进一步提高。
（2）本方法生产的爪极零件的铁损低。硅和铝的添加可增大合金电阻率，降低铁损。另外，本合金的矫顽力低于140A/m，而且通过热处理后在充分消除应力的情况下可使矫顽力进一步降低，矫顽力最佳值可达到低于24A/m，远远低于10号钢的680A/m。矫顽力的降低可大大降低材料的磁滞损耗，使材料的铁损降低，提高电机效率。
（3）本方法生产的爪极零件密度均匀、饱和磁化强度高。通过现有的精密铸造、板料冲压、挤压、锻造等方法制备的爪极零件的密度不均匀，表现在竖爪的爪部与磁轭部位的密度差别大，通常爪尖密度约为7.2g/cm3，磁轭部位为7.8g/cm3，抑制了爪部磁通量的提高，也使爪部在电机高速旋转过程中易于变形。采用本方法且经复压复烧和精整后，爪尖部与磁轭部位的密度均非常均匀，并可达7.5-7.6g/cm3。
（4）本发明的爪极零件采用粉末冶金法制备，能压制成最终尺寸的压坯，产品精度高，爪部精度均可达0.03mm，而不需要或很少需要随后的机械加工，能大大节约金属，降低产品成本。另外，爪极是电机的重要零件之一，用量大。粉末冶金工艺在生产同一形状而数量多的产品方面，具有极大优势，能大大降低生产成本。所以本专利特别适合于批量生产。
附图说明
图1是本发明中爪极的结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明的方法作进一步地详细说明：
粉末冶金法制备发电机爪极的方法，其包括以下步骤：
（1）混料，将铁粉与磷粉、磷铁合金粉、硅粉、铝粉、镍粉或含磷、硅、铝合金元素的合金粉中至少一种混合形成混合料，并加入润滑剂放入混料机中进行混粉，直至混合均匀；作为优选，在混合料中铁、磷、硅、铝、镍占所述混合料的质量百分比分别为：97%--99.99%、0—0.8%、0—2%、0—2%、0—2%；所述润滑剂的质量为混合料总质量的0.2%--1%。一般地，混合料中含铁97%以上、磷0.8%以下，同时可根据需要添加硅、铝、镍中的一种或多种，其含量均应在2.0%以下，也可添加含有磷、硅、铝合金元素的合金粉，同时在混合料中还可能含有少量不可避免的杂质。作为优选，磷在合金中的重量百分比为0-0.45%，磷可以以单质粉末形式加入，也可以以磷铁合金粉加入。硅、铝、镍在合金中的含量优选1.0%以下。
为了解决现有技术中爪极材料磁导率低、磁阻大、损耗大的问题，本发明从得到高的磁导率观点考虑，主要采取二种措施：①通过在铁粉中添加磷或磷铁合金。磷与铁在烧结过程中于1050℃发生共晶反应，生成液相的磷铁合金。同时，磷铁合金易扩散到铁中，形成磷的固溶体，能促进烧结,活化烧结过程，并有利于获得显著促进晶粒粗化的效果，对于提高磁导率、提高饱和磁化强度、降低矫顽力、提高机械性能都是非常有效的。②添加硅、铝、镍中的一种或多种，这些元素均有助于磁导率的提高，但考虑到大量添加会导致饱和磁化强度降低，而将其上限规均定为2.0%。另一方面硅、铝的添加可使合金的固有阻抗增加，在交流磁场中使用时，可降低铁损。
（2）压制成型，将步骤（1）中混合均匀的粉料在压机上模压成型；
作为优选，压机的单位压制压力为500MPa--800MPa。
（3）烧结，将模压成型的坯体置于炉内，在保护气氛中进行烧结，
并随炉冷却至室温；作为优选，炉内温度为1000℃--1400℃，烧结时间为1h--4h。保护气氛一般采用真空、氢气、高纯氩气、分解氨气氛中的一种。
用本发明的方法烧结后，坯体的密度低于7.3g/ cm3的样品需进行
复压复烧工艺，对于密度有较高要求的爪极材料最好也进行复压复烧。复压复烧是对经步骤（3）烧结后的坯体在压机上进行复压，复压后将坯体置于炉内，在保护气氛中进行复烧，并随炉冷却至室温；作为优选，所述复压的压制压力为600 MPa -800MPa，复烧的炉内温度为1000℃-1400℃，复烧时间为1h--4h。复压复烧时采用的压机与炉可采用步骤（2）中的压机和步骤（3）中的炉，也可重新采用其他的压机和炉，保护气氛为真空、氢气、高纯氩气、分解氨气氛中的一种。在实施过程中，合金晶粒经复压之后会发生明显的塑性变形，同时原来的孔隙被分离碎化，使合金的致密度进一步提高。复烧的主要目的是消除复压所产生的内部应力，通过退火使坯体中的孔隙等缺陷减少，从而进一步提高材料的性能。
（4）精整，对烧结或复烧后的坯体进行精整，提高坯体的尺寸精度；精整为现有技术，在此不再赘述；
（5）热处理，对精整后的坯体进行热处理。其工艺为：精整后的坯体置于炉内，随炉升温到800℃后，以50℃/h的升温速度升至800℃--950℃，保温3h--5h；然后以50℃/h --100℃/h的冷却速度冷至700℃，再以200℃/h -250℃/h的冷却速度冷至500℃；最后进行快冷，在150℃以下出炉。
实施例1
粉末冶金爪极零件组元为：0.5%磷、1%硅、98.5%铁，以上组分为质量百分比。
制备工艺如下：
（1）混料，各组分按上述配比混合均匀后掺入0.5%的润滑剂并采用V型混料器混合均匀；
（2）压制，混合料以压制压力600MPa成形粉末压坯；
（3）烧结，在真空度优于10-2Pa的条件下升温至1150℃，充入高纯氩气至1个大气压，烧结3h，并随炉冷却至室温；
（4）复压复烧，在700MPa的压制压力下进行复压。复压后的样品进行复烧，即在真空度优于10-2Pa的条件下升温至1200℃，充入高纯氩气保温3h，然后随炉降温；
（5）复烧后的样品进行精整，提高材料的尺寸精度；
（6）热处理，在真空中随炉升温到800℃后以50℃/h的升温速度升至800℃，保温3h，以50℃/h的冷却速度冷至700℃后，以200℃/h的冷却速度冷至500℃，然后快冷，150℃以下出炉。
由本实施例制备的爪极零件的密度为7.51g/cm3，抗拉强度990MPa，延伸率3.6%，饱和磁化强度1.82T，矫顽力80A/m，最大磁导率5290Gs/Oe。
实施例2
粉末冶金爪极零件组元为：0.45%磷、99.55%铁，以上组分为质量百分比。
制备工艺如下：
（1）混料，各组分按上述配比混合均匀后掺入0.6%的润滑剂并采用V型混料器混合均匀；
（2）压制，混合料以压制压力700MPa成形粉末压坯；
（3）烧结，在真空度优于10-2Pa的条件下升温至1150℃，充入高纯氩气至1个大气压烧结3h，并随炉冷却至室温；
（4）复压复烧，在800MPa的压制压力进行复压。复压后的样品进行复烧，即在真空度优于10-2Pa的条件下升温至1180℃，充入高纯氩气保温3h，然后随炉降温；
（5）复烧后的样品进行精整，提高材料的尺寸精度；
（6）热处理，在真空中随炉升温到800℃后以50℃/h的升温速度升至900℃，保温3h，以50℃/h的冷却速度冷至700℃后，以250℃/h的冷却速度冷至500℃，然后快冷，150℃以下出炉。
由本实施例制备的爪极零件的密度为7.6g/ cm3，抗拉强度1200MPa，延伸率3.8%，饱和磁化强度1.86T，矫顽力24A/m，最大磁导率7250Gs/Oe。在电机上实验，通280V的电压后，在爪部的磁能量为6800Gs，完全可达到并超过传统爪极零件。
实施例3
粉末冶金爪极零件组元为：0.2%磷、1%硅、1%铝、97.8%铁，以上组分为质量百分比。
制备工艺如下：
（1）混料，各组分按上述配比混合均匀后掺入0.8%的润滑剂并采用V型混料器混合均匀；
（2）压制，混合料以压制压力800MPa成形粉末压坯；
（3）烧结，在氢气气氛条件下升温至1300℃并保温4h,随炉冷却至室温；
（4）复压复烧，在800MPa的压制压力进行复压。复压后的样品进行复烧，即在真空度优于10-2Pa的条件下升温至1400℃，充入高纯氩气保温3h，然后随炉降温；
（5）复烧后的样品进行精整，提高材料的尺寸精度；
（6）热处理。在真空中随炉升温到800℃后以100℃/h的升温速度升至920℃，保温3h，以50℃/h的冷却速度冷至700℃后，以250℃/h的冷却速度冷至500℃，然后快冷，150℃以下出炉。
由本实施例制备的爪极零件的密度为7.7g/ cm3，抗拉强度1280MPa，延伸率4.0%，饱和磁化强度1.81T，矫顽力60A/m，最大磁导率7250Gs/Oe。
当在混合料中加入1%的镍代替实施例3中的铝或硅时，制备的爪极零件的参数、性能与实施例3基本一致。
本发明另一目的在于提供用本发明的方法生产的爪极，其包括平盘1和设置在该平盘上的数个竖爪2，作为优选，平盘与竖爪均用本发明的粉末冶金法制备，本发明的爪极平盘与竖爪一体成型，不仅加工过程简单，零件尺寸精度高，而且爪极性能高；作为爪极的一种变形，竖爪用本发明的粉末冶金法制备，而所述平盘1与竖爪2采用分体成型，所述平盘通过铸铁压铸成型或是其他常规方法生产，然后将所述竖爪焊接于平盘上；在实施过程中，竖爪也可通过其他方法固定在平盘上。
上述实施方式仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明精神和范围的情况下，还可以作出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也应属于本发明的范畴。
Claims (9)
1.粉末冶金法制备发电机爪极的方法，其包括以下步骤：
(1)混料，将铁粉与磷粉、磷铁合金粉、硅粉、铝粉、镍粉或含磷、硅、铝合金元素的合金粉中的至少一种混合形成混合料，并加入润滑剂放入混料机中进行混粉，直至混合均匀；
(2)压制成型，将步骤(1)中混合均匀的粉料在压机上模压成型；
(3)烧结，将模压成型的坯体置于炉内，在保护气氛中进行烧结，并随炉冷却至室温；
(4)精整，对烧结后的坯体进行精整；
(5)热处理，将精整后的坯体置于炉内，随炉升温到800℃后，以50℃/h的升温速度升至900℃--950℃，保温3h--5h；然后以50℃/h--100℃/h的冷却速度冷至700℃，再以200℃/h-250℃/h的冷却速度冷至500℃；最后进行快冷，在150℃以下出炉。
2.根据权利要求1所述的粉末冶金法制备发电机爪极的方法，其特征在于：所述步骤(3)与步骤(4)之间还增加有复压复烧的步骤，其对经步骤(3)烧结后的坯体在压机上进行复压，复压后将坯体置于炉内，在保护气氛中进行复烧，并随炉冷却至室温；然后将复烧后的坯体进行步骤(4)的精整。
3.根据权利要求1或2所述的粉末冶金法制备发电机爪极的方法，其特征在于：铁、磷、硅、铝、镍占所述混合料的质量百分比分别为：97％--99.99％、0—0.8％、0—2％、0—2％、0—2％；所述润滑剂的质量为混合料质量的0.2％--1％。
4.根据权利要求1所述的粉末冶金法制备发电机爪极的方法，其特征在于：所述步骤(2)中压机的单位压制压力为500MPa--800MPa。
5.根据权利要求1所述的粉末冶金法制备发电机爪极的方法，其特征在于：所述步骤(3)中炉内温度为1000℃--1400℃，烧结时间为1h--4h。
6.根据权利要求2所述的粉末冶金法制备发电机爪极的方法，其特征在于：所述复压的压制压力为600MPa-800MPa，复烧的炉内温度为1000℃-1400℃，复烧时间为1h--4h。
7.根据权利要求2所述的粉末冶金法制备发电机爪极的方法，其特征在于：所述保护气氛为氢气、高纯氩气、分解氨气氛中的一种。
8.用权利要求1至7中任意一项所述方法生产的爪极，其特征在于：包括平盘和设置在该平盘上的数个竖爪，所述平盘与竖爪一体成型。
9.根据权利要求8所述的爪极，其特征在于：所述平盘与竖爪分体成型，所述平盘通过铸铁压铸成型，所述竖爪焊接于平盘上。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1056832A (zh) * | 1990-05-22 | 1991-12-11 | 杨洋 | 铁基及铁铜双金属制品的生产工艺 |
| US6145187A (en) * | 1996-11-04 | 2000-11-14 | General Electric Company | Method for manufacturing a claw pole stator structure |
| CN1344814A (zh) * | 2000-08-31 | 2002-04-17 | 川崎制铁株式会社 | 铁基烧结粉末金属体,其制法及高强高密度铁基烧结组件的制法 |
| CN1941553A (zh) * | 2005-09-30 | 2007-04-04 | 株式会社日立产机系统 | 爪极式旋转电机 |
| CN101096724A (zh) * | 2006-06-28 | 2008-01-02 | 宝山钢铁股份有限公司 | 具有优异电磁性能的电磁钢及其制造方法 |
| JP4183346B2 (ja) * | 1999-09-13 | 2008-11-19 | 株式会社神戸製鋼所 | 粉末冶金用混合粉末ならびに鉄系焼結体およびその製造方法 |
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1056832A (zh) * | 1990-05-22 | 1991-12-11 | 杨洋 | 铁基及铁铜双金属制品的生产工艺 |
| US6145187A (en) * | 1996-11-04 | 2000-11-14 | General Electric Company | Method for manufacturing a claw pole stator structure |
| JP4183346B2 (ja) * | 1999-09-13 | 2008-11-19 | 株式会社神戸製鋼所 | 粉末冶金用混合粉末ならびに鉄系焼結体およびその製造方法 |
| CN1344814A (zh) * | 2000-08-31 | 2002-04-17 | 川崎制铁株式会社 | 铁基烧结粉末金属体,其制法及高强高密度铁基烧结组件的制法 |
| CN1941553A (zh) * | 2005-09-30 | 2007-04-04 | 株式会社日立产机系统 | 爪极式旋转电机 |
| CN101096724A (zh) * | 2006-06-28 | 2008-01-02 | 宝山钢铁股份有限公司 | 具有优异电磁性能的电磁钢及其制造方法 |
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