CN106222522A - 一种制造电机外壳的粉末冶金组合物，以及制造电机外壳的方法 - Google Patents

一种制造电机外壳的粉末冶金组合物，以及制造电机外壳的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种粉末冶金组合物，它包括以下重量配比的组分：铁粉95～99份、铜粉1.5～4份、石墨0.2～1.0份；其中，所述铁粉是由以下粒度和重量配比的铁粉组成：‑100目的铁粉55～65份、‑200～325目的铁粉35～45份。本发明采用特定粒度、特定配比的铁粉、铜粉和石墨，制造的电机外壳具有抗拉强度高、冲击韧性好、表面硬度高、密度较小、相对轻便、导磁性能好、动平衡性能优良、涡流损耗小、不容易发热、精度高、加工损耗率低于2％等诸多优点，同时，本发明制造电机外壳的方法简便，便于操作和控制，能耗低，用时短，生产效率高，经济效益好，非常适合产业化生产。

Description

一种制造电机外壳的粉末冶金组合物，以及制造电机外壳的 方法
技术领域
本发明涉及一种制造电机外壳的粉末冶金组合物，以及制造电机外壳的方法。
背景技术
目前，制造电机外壳主要是采用钢板、铸铁、无缝钢管等，然而，采用钢板、铸铁、无缝钢管等制造的电机外壳，虽然力学强度高，但密度较大，不够轻便，而且材料的加工损耗率高达30-50％。
为了克服现有技术的上述缺陷，亟需发明一种制造电机外壳的新材料以及新工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制造电机外壳的粉末冶金组合物。
本发明提供的一种粉末冶金组合物，它包括以下重量配比的组分：铁粉95～99份、铜粉1.5～4份、石墨0.2～1.0份；其中，所述铁粉是由以下粒度和重量配比的铁粉组成：-100目的铁粉55～65份、-200～325目的铁粉35～45份。
进一步的，它是由以下重量份数的组分组成：：铁粉95～99份、铜粉1.5～4份、石墨0.2～1.0份；其中，所述铁粉是由以下粒度和重量配比的铁粉组成：-100目的铁粉55～65份、-200～325目的铁粉35～45份。
进一步的，-100目的铁粉60份、-200～325目的铁粉40份。
进一步的，所述铜粉的粒度为-200目；所述石墨的粒度为-400目。
本发明还提供了上述粉末冶金组合物作为原料在制造电机外壳中的应用。
本发明还提供了一种制造电机外壳的方法，它包括以下步骤：
①、按照权利要求1～4任意一项所述粉末冶金组合物的组分和重量配比，取原料，混匀，得到混合料；
②、取步骤①所得混合料，压制成形，烧结，整型，机加工，水蒸汽处理，电泳处理，得到电机外壳。
进一步的，步骤②中，压制成形的压制压力为75～80T。
进一步的，步骤②中，烧结依次包括低温烧结和高温烧结，其中，低温烧结的温度为600～780℃，低温烧结的时间为3～3.5小时，高温烧结的温度为1000～1120℃，高温烧结的时间为40～50分钟。
进一步的，步骤②中，水蒸气处理的温度为520～600℃、时间为1.5～3小时；优选的，水蒸气处理的温度为540～580℃、时间为1.8～2.5小时。
进一步的，步骤②中，电泳处理包括如下步骤：水洗，电泳，水洗，烘干，其中，电泳的时间为2～5分钟，烘干的温度为160～220℃。
本发明采用特定粒度、特定配比的铁粉、铜粉和石墨，制造的电机外壳具有抗拉强度高、冲击韧性好、表面硬度高、密度较小、相对轻便、导磁性能好、动平衡性能优良、涡流损耗小、不容易发热、精度高、加工损耗率低于2％等诸多优点，同时，本发明制造电机外壳的方法简便，便于操作和控制，能耗低，用时短，生产效率高，经济效益好，非常适合产业化生产。
本领域公知的，目数前加正负号表示能否漏过该目数的网孔；负数表示能漏过该目数的网孔，即颗粒尺寸小于网孔尺寸；而正数表示不能漏过该目数的网孔，即颗粒尺寸大于网孔尺寸；例如，颗粒为-100目～+200目，即表示这些颗粒能从100目的网孔漏过而不能从200目的网孔漏过(参见：http://www.dhzds.com/News/News_188.html)。
显然，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。
以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
附图说明
图1为本发明电机外壳的产品图。
图2为本发明电机外壳的产品图。
具体实施方式
本发明具体实施方式中使用的原料、设备均为已知产品，通过购买市售产品获得。
实施例1、粉末冶金工艺制备电机外壳
(1)混粉
采用过筛工艺进行筛选，选用特定粒度铁粉为主要原料，辅以其它合金元素颗粒，采用转速25r/min的双锥混料设备进行混料，混料时间40-45分钟；
原料组成如下：
-200目铜粉：1.5-3.9％；
-400目石墨：0.2-1.0％；
余量为铁粉，其中，粒度区间-100目的铁粉占60％，粒度区间-200-325目的铁粉占40％。
(2)压制成形
采用天王100T专用成形设备，按照工艺要求(粉重、高度、外径、外观)进行压制成形，压制压力和产品横截面积以及形状有关，本发明产品的压制压力为75-80T，压制速度3件/分钟；
(3)烧结
使用6段式网带烧结炉进行烧结，通过4个小时(从进料到出料时间)的烧结(高温段的烧结时间45分钟)使材料合金化，各个烧结段温度见表1；
表1、烧结炉段的烧结温度
(4)整型
整型设备采用天王100T压机，纠正产品尺寸偏差，提高产品尺寸精度、形位精度及表面粗糙度；
(5)机加工
设备：数控车床；加工面：外径、内径、端面；形位公差要求：同心度0.05以内，圆度0.03以内；
采用机加工方式进一步提高产品尺寸精度和形位公差精度，达到最终尺寸及精度要求；
(6)蒸汽处理
设备：井式蒸汽处理炉；
采用蒸汽处理方式对产品进行表面钝化处理，蒸汽处理是采用电加热方式获得水蒸气，在550-575摄氏度条件下，在一定时间(2-2.5小时)内使产品表面生成黑色四氧化三铁；
该工艺不产生废水、废液和废气，清洁、环保；
(7)电泳处理
设备：电泳设备(包含清洗、电泳、烘干等设备)；
处理工艺：
超声波水洗2-3分钟→电泳池电泳3分钟→纯净水冲洗1分钟→180-200摄氏度烘干1小时，得到电机外壳；
电机外壳的产品图见图1和图2，表面呈现光亮黑色，置于5％NaCl水溶液浸泡10天无生锈迹象，防锈能力大幅提高。
本发明采用特定粒度、特定配比的铁粉、铜粉和石墨，制造的电机外壳具有如下优点：
(1)抗拉强度高
本发明电机外壳的强度根据测试标准GB/T 7963-87取样，并按照GB 7964的规定进行检验，其抗拉强度值达到250Mpa以上；
(2)冲击韧性好
本发明电机外壳的冲击韧性按照标准GB/T 9096的规定进行检验，其冲击韧性值达到2J/cm2以上；
(3)表面硬度高
本发明电机外壳的表面硬度按照标准GB/T 9097进行检验，其硬度达到HB70以上；
(4)密度较小，相对轻便
本发明电机外壳的密度约为6.5-6.8g/cm3，与钢铁(密度7.9g/cm3)相比，减轻了15％左右，相对轻便；
(5)导磁性能好
本发明电机外壳的相对导磁率为200～400，相对磁导率的计算公式如下：
μ＝L(D+d)*10/4Nh(D-d)
式中，μ：相对磁导率，L：电感，D：机壳外径，d：机壳内径，N：导线匝数，h：机壳高度；
(6)动平衡性能优良
本发明电机外壳的动平衡测试按照标准GB/T 9239.1-2006，其动平衡测试值达到60mg，远远满足小于100mg的客户要求，能够满足转子使用的更高要求；
(7)涡流损耗小，不容易发热
本发明电机外壳，材料内部存在大量的金属边界，涡流损耗小，不容易发热，很适合作为高频电机的外壳使用；
(8)精度高
本发明电机外壳的外径同心度在0.05mm以内，精度高；
(9)加工损耗率低于2％
本发明电机外壳，材料的加工损耗率很低，只有不到2％，与通常的加工损耗率(30-50％)相比，有了非常显著的降低，节省了材料，符合国家的节能降耗要求。
综上所述，本发明采用特定粒度、特定配比的铁粉、铜粉和石墨，制造的电机外壳具有抗拉强度高、冲击韧性好、表面硬度高、密度较小、相对轻便、导磁性能好、动平衡性能优良、涡流损耗小、不容易发热、精度高、加工损耗率低于2％等诸多优点，同时，本发明制造电机外壳的方法简便，便于操作和控制，能耗低，用时短，生产效率高，经济效益好，非常适合产业化生产。

Claims (10)

1.一种粉末冶金组合物，其特征在于：它包括以下重量配比的组分：铁粉95～99份、铜粉1.5～4份、石墨0.2～1.0份；其中，所述铁粉是由以下粒度和重量配比的铁粉组成：-100目的铁粉55～65份、-200～325目的铁粉35～45份。
2.根据权利要求1所述的粉末冶金组合物，其特征在于：它是由以下重量份数的组分组成：：铁粉95～99份、铜粉1.5～4份、石墨0.2～1.0份；其中，所述铁粉是由以下粒度和重量配比的铁粉组成：-100目的铁粉55～65份、-200～325目的铁粉35～45份。
3.根据权利要求1或2所述的粉末冶金组合物，其特征在于：所述铁粉是由以下粒度和重量配比的铁粉组成：-100目的铁粉60份、-200～325目的铁粉40份。
4.根据权利要求1或2所述的粉末冶金组合物，其特征在于：所述铜粉的粒度为-200目；所述石墨的粒度为-400目。
5.权利要求1～4任意一项所述粉末冶金组合物作为原料在制造电机外壳中的应用。
6.一种制造电机外壳的方法，其特征在于：它包括以下步骤：
①、按照权利要求1～4任意一项所述粉末冶金组合物的组分和重量配比，取原料，混匀，得到混合料；
②、取步骤①所得混合料，压制成形，烧结，整型，机加工，水蒸汽处理，电泳处理，得到电机外壳。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤②中，压制成形的压制压力为75～80T。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤②中，烧结依次包括低温烧结和高温烧结，其中，低温烧结的温度为600～780℃，低温烧结的时间为3～3.5小时，高温烧结的温度为1000～1120℃，高温烧结的时间为40～50分钟。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤②中，水蒸气处理的温度为520～600℃、时间为1.5～3小时；优选的，水蒸气处理的温度为540～580℃、时间为1.8～2.5小时。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤②中，电泳处理包括如下步骤：水洗，电泳，水洗，烘干，其中，电泳的时间为2～5分钟，烘干的温度为160～220℃。
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