CN104593638B - 电机导条及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电机导条,总重量份为100重量份,由如下组份组成:3‑5重量份锌、0.1‑0.3重量份铬、0.0015‑0.00152重量份砷、0.0015‑0.00152重量份锑、0.0005‑0.00051重量份铋、0.0025‑0.00253重量份铁、0.0010‑0.00101重量份锡、0.0020‑0.00202重量份镍、0.0025‑0.00253重量份硫、0.001‑0.00101重量份磷,其余为铜。本发明还公开了这种电机导条的制备方法。其所用材料简单易得,制备方法简单,成本低;制备的电机导条加入适量的铬,改善了电机导条的性能。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料,特别是电机导条,本发明还涉及制备这种电机导条的方法。
背景技术
常规的电机导条所使用的材料为纯铜和黄铜制作,然而,其导电性能较差、易氧化、抗拉强度较低,这会对电机性能产生影响。随着工业化进程加速,能源问题也成为当代社会的焦点问题,节能材料的研究已经成为材料研究的一个重要方面。电机作为各类机械的重要基础部件之一,其效率高低对节约能源乃至经济的可持续发展有着重大影响。更重要的是,在高性能自起动永磁电机、铁路高速牵引电机等新型电机中对导条性能如导电性能、抗拉强度等有一些新的要求。
中国专利CN101022228A公开了一种电机导条材料及其用该材料制作电机导条的方法,其是以阴极铜、铬粉、锆粉为主要原料,以镁作为除氧剂,其适用于铁路高速电机导条,然而其制备条件苛刻,成本较高。
因此,研发一种导电性能好、抗拉强度高、成本低、制备工艺简单的电机导条成为了一项迫切而重要的工作。
发明内容
本发明的第一目的在于克服上述现有背景技术的不足之处,而提供一种电机导条。
本发明的第二目的在于提供这种电机导条的制备方法。
本发明的第一目的是通过如下措施来达到的:电机导条,总重量份为100重量份,由如下组份组成:3-5重量份锌、0.1-0.3重量份铬、0.0015-0.00152重量份砷、0.0015-0.00152重量份锑、0.0005-0.00051重量份铋、0.0025-0.00253重量份铁、0.0010-0.00101重量份锡、0.0020-0.00202重量份镍、0.0025-0.00253重量份硫、0.001-0.00101重量份磷,其余为铜。
优选地,电机导条,总重量份为100重量份,由如下组份组成:4重量份锌、0.3重量份铬、0.00151重量份砷、0.00151重量份锑、0.000505重量份铋、0.00252重量份铁、0.001005重量份锡、0.00201重量份镍、0.00252重量份硫、0.001005重量份磷,其余为铜。
本发明的第二目的是通过如下措施来达到的:电机导条的制备方法,其特征在于:其包括如下步骤:
(1)在坩埚底部放入2-3重量份干燥木炭和0.2-0.3重量份精炼剂,然后放入80-90重量份阴极铜,再在表面覆盖2-3重量份木炭和0.1-0.2重量份精炼剂,熔至1200-1220℃时,迅速清除木炭,加盖3-5重量份覆盖剂;
(2)升温至1350-1380℃,用石墨钟罩加入1-3重量份10%铜铬中间合金,保温12-15min(分钟);
(3)加入10-14重量份已预热200-400℃的阴极铜,待温度至1090-1100℃时,迅速压入3-5重量份预热100-300℃的锌块,升温至1180-1200℃时出炉,清除覆盖剂,铸锭即得电机导条坯料。
(4)对铸锭坯料作表面清理,然后装入电炉热挤压成形,控制挤压压缩比45-60%,挤压温度700-740℃,得到挤制坯料;
(5)对挤制坯料作固溶处理,固溶时间8-10s(秒),固溶温度为750-840℃,保温时间1-1.5h(小时);
(6)控制拉拔比15-25%得到拉拔坯料;将拉拔坯料真空退火、金加工,即得电机导条。
在上述技术方案中,所述微量元素砷、锑、铋、铁、锡、镍、硫、磷是阴极铜自身含有的微量元素,不需另外添加。
在上述技术方案中,所述精炼剂为氯化钠、氯化钾按重量比为3-4:6-7组成的混合物,所述覆盖剂为小于5mm(毫米)颗粒状珍珠岩,10%铜铬中间合金为重量百分比为10%的铬和重量百分比为90%的铜组成的合金。
本发明的优点在于:本发明电机导条所用材料简单易得,制备方法简单,工艺易调控,制作成本低,适应大规模生产;制备的电机导条加入适量的铬,改善了电机导条的耐高电压性能、耐腐蚀性能,其电阻率小于ZCuZn38材料,其力学性能优于T2/T1材料,是一种理想的电机导条,顺应了高压高效电机的发展。
具体实施方式
下面结合实施例详细说明本发明的实施情况,但它们并不构成对本发明的限定,仅作举例而已。同时通过说明本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。
实施例1
电机导条,其特征在于:由如下组份组成:4重量份锌、0.3重量份铬、0.00151重量份砷、0.00151重量份锑、0.000505重量份铋、0.00252重量份铁、0.001005重量份锡、0.00201重量份镍、0.00252重量份硫、0.001005重量份磷,其余为铜。
电机导条的制备方法,包括如下步骤:
(1)在坩埚底部放入2重量份干燥木炭、0.06重量份氯化钠和0.14重量份的氯化钾,然后放入81重量份阴极铜,再在表面覆盖2重量份木炭、0.03重量份氯化钠和0.07重量份的氯化钾,,熔至1200℃时,迅速清除木炭,加盖3重量份珍珠岩;
(2)升温至1380℃,用石墨钟罩加入3重量份10%铜铬中间合金,保温12-15min;
(3)加入12重量份已预热400℃的阴极铜,待温度至1100℃时,迅速压入4重量份预热300℃的锌块,升温至1200℃时出炉,清除珍珠岩,铸锭即得电机导条坯料。
(4)对铸锭坯料作表面清理,然后装入电炉热挤压成形,控制挤压压缩比45%,挤压温度700℃,得到挤制坯料;
(5)对挤制坯料作固溶处理,固溶时间8s,固溶温度为750℃,保温时间1h;
(6)控制拉拔比15%得到拉拔坯料;将拉拔坯料真空退火、金加工,即得电机导条。
所述微量元素砷、锑、铋、铁、锡、镍、硫、磷是阴极铜自身含有的微量元素,不需另外添加。
实施例2
电机导条,其特征在于:由如下组份组成:5重量份锌、0.1重量份铬、0.0015重量份砷、0.0015重量份锑、0.0005重量份铋、0.0025重量份铁、0.0010重量份锡、0.0020重量份镍、0.0025重量份硫、0.001重量份磷,其余为铜。
电机导条的制备方法,包括如下步骤:
(1)在坩埚底部放入3重量份干燥木炭、0.12重量份氯化钠和0.18重量份的氯化钾,,然后放入80重量份阴极铜,再在表面覆盖3重量份木炭、0.08重量份氯化钠和0.12重量份的氯化钾,熔至1220℃时,迅速清除木炭,加盖5重量份珍珠岩;
(2)升温至1350℃,用石墨钟罩加入1重量份10%铜铬中间合金,保温12min;
(3)加入14重量份已预热300℃的阴极铜,待温度至1090℃时,迅速压入5重量份预热200℃的锌块,升温至1180℃时出炉,清除珍珠岩,铸锭即得电机导条坯料。
(4)对铸锭坯料作表面清理,然后装入电炉热挤压成形,控制挤压压缩比60%,挤压温度740℃,得到挤制坯料;
(5)对挤制坯料作固溶处理,固溶时间10s,固溶温度为840℃,保温时间1.5h;
(6)控制拉拔比25%得到拉拔坯料;将拉拔坯料真空退火、金加工,即得电机导条。
所述微量元素砷、锑、铋、铁、锡、镍、硫、磷是阴极铜自身含有的微量元素,不需另外添加。
实施例3
电机导条,其特征在于:由如下组份组成:3重量份锌、0.2重量份铬、0.00152重量份砷、0.00152重量份锑、0.00051重量份铋、0.00253重量份铁、0.00101重量份锡、0.00202重量份镍、0.00253重量份硫、0.00101重量份磷,其余为铜。
电机导条的制备方法,包括如下步骤:
(1)在坩埚底部放入2.5重量份干燥木炭、0.08重量份氯化钠和0.17重量份氯化钾,然后放入83重量份阴极铜,再在表面覆盖2.5重量份木炭、0.05重量份氯化钠和0.1重量份氯化钾,熔至1210℃时,迅速清除木炭,加盖4重量份珍珠岩;
(2)升温至1360℃,用石墨钟罩加入2重量份10%铜铬中间合金,保温14min;
(3)加入12重量份已预热200℃的阴极铜,待温度至1090℃时,迅速压入3重量份预热100℃的锌块,升温至1190℃时出炉,清除珍珠岩,铸锭即得电机导条坯料。
(4)对铸锭坯料作表面清理,然后装入电炉热挤压成形,控制挤压压缩比50%,挤压温度720℃,得到挤制坯料;
(5)对挤制坯料作固溶处理,固溶时间9s,固溶温度为800℃,保温时间1.2h;
(6)控制拉拔比20%得到拉拔坯料;将拉拔坯料真空退火、金加工,即得电机导条。
所述微量元素砷、锑、铋、铁、锡、镍、硫、磷是阴极铜自身含有的微量元素,不需另外添加。
效益案例
试验:用本发明电机导条对照ZCuZn38、T2/T1测试抗拉强度、屈服度、电阻率,其结果如下表:
从上表中可以看出,本发明电机导条的电阻率小于ZCuZn38材料,其力学性能优于T2/T1材料,符合高压高效电机导条条件,是一种理想的电机导条。
其它未经详细说明的部分均为现有技术。
Claims (5)
1.电机导条,其特征在于:总重量份为100重量份,由如下组份组成:3-5重量份锌、0.1-0.3重量份铬、0.0015-0.00152重量份砷、0.0015-0.00152重量份锑、0.0005-0.00051重量份铋、0.0025-0.00253重量份铁、0.0010-0.00101重量份锡、0.0020-0.00202重量份镍、0.0025-0.00253重量份硫、0.001-0.00101重量份磷,其余为铜;制备所述的电机导条的方法,包括如下步骤:
(1)在坩埚底部放入2-3重量份干燥木炭和0.2-0.3重量份精炼剂,然后放入80-90重量份阴极铜,再在表面覆盖2-3重量份木炭和0.1-0.2重量份精炼剂,熔至1200-1220℃时,迅速清除木炭,加盖3-5重量份覆盖剂;
(2)升温至1350-1380℃,用石墨钟罩加入1-3重量份10%铜铬中间合金,保温12-15min;
(3)加入10-14重量份已预热200-400℃的阴极铜,待温度至1090-1100℃时,迅速压入3-5重量份预热100-300℃的锌块,升温至1180-1200℃时出炉,清除覆盖剂,铸锭即得电机导条坯料;
(4)对铸锭坯料作表面清理,然后装入电炉热挤压成形,控制挤压压缩比45-60%,挤压温度700-740℃,得到挤制坯料;
(5)对挤制坯料作固溶处理,固溶时间8-10s,固溶温度为750-840℃,保温时间1-1.5h;
(6)控制拉拔比15-25%得到拉拔坯料;将拉拔坯料真空退火、金加工,即得电机导条。
2.根据权利要求1所述的电机导条,其特征在于:总重量份为100重量份,由如下组份组成:4重量份锌、0.3重量份铬、0.00151重量份砷、0.00151重量份锑、0.000505重量份铋、0.00252重量份铁、0.001005重量份锡、0.00201重量份镍、0.00252重量份硫、0.001005重量份磷,其余为铜。
3.根据权利要求1所述的电机导条,其特征在于:所述砷、锑、铋、铁、锡、镍、硫、磷是阴极铜自身配有的微量元素。
4.根据权利要求1所述的电机导条,其特征在于:所述精炼剂为氯化钠、氯化钾按重量比为3-4:6-7组成的混合物。
5.根据权利要求1所述的电机导条,其特征在于:所述覆盖剂为粒度小于5mm颗粒状珍珠岩。
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