CN106435344B - 一种电机壳铸造材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电机壳铸造材料，属于铸造材料领域，其组成元素的重量百分含量为：碳3.0~3.4%、硅1.8~2.0%、锰0.8~1.1%、磷0.01~0.03%、硫0.02~0.04%、镁0.03~0.05%、锶0.03~0.05%、钒0.03~0.05%、钨0.02~0.03%、锆0.01~0.02%、锡0.02~0.04%、钛0.1~0.2%、铜0.3~0.5%、铬0.1~0.15%、混合稀土0.25~0.35%，余量为铁。本发明制得的灰铸铁有较高的强度、硬度和防腐性，铸造时不易产生缩孔，所得的成品率高，且其加工特性好，加工方便又不易变形，制得的电机壳振动以及声学特性良好，使用寿命较高。

Description

一种电机壳铸造材料
技术领域
本发明属于铸造材料领域，具体涉及一种电机壳铸造材料。
背景技术
电动机外壳现多通过铸造的方式制成，具有成型方便、效率高的特点，其铸造使用的材料仍以铸铁为主。现有的铸铁材料多存在着硬度低、抗形变能力弱、加工特性不佳、震动频率特性差等问题，最终影响了电机整体的使用特性和寿命。
发明内容
本发明旨在提供一种电机壳铸造材料，所得铸铁的特性良好，能很好的改善电机的使用性能和寿命。
本发明通过以下技术方案来实现：
一种电机壳铸造材料，其组成元素的重量百分含量为：碳3.0~3.4%、硅1.8~2.0%、锰0.8~1.1%、磷0.01~0.03%、硫0.02~0.04%、镁0.03~0.05%、锶0.03~0.05%、钒0.03~0.05%、钨0.02~0.03%、锆0.01~0.02%、锡0.02~0.04%、钛0.1~0.2%、铜0.3~0.5%、铬0.1~0.15%、混合稀土0.25~0.35%，余量为铁。
进一步的，所述混合稀土中各组成元素的重量百分含量为：镧56~58%、铈23~25%、钕6~8%、钇2.7~3.1%、镱5.0~5.3%、杂质0.6~2%。
一种电机壳铸造材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）先将铁质原料按照品位等级的高低依次加入到熔炉中，加热至1280~1320℃，融化完成后，再将温度升至1450~1470℃，并加入硅铁、锰铁，融化均匀后，最后将温度升至1550~1570℃，并加入锶、钒、钛、铜、铬、钨、锆、混合稀土等元素，调节最终熔融混合物中的元素重量百分含量为：碳3.0~3.4%、硅1.8~2.0%、锰0.8~1.1%、磷0.01~0.03%、硫0.02~0.04%、镁0.03~0.05%、锶0.03~0.05%、钒0.03~0.05%、钨0.02~0.03%、锆0.01~0.02%、锡0.02~0.04%、钛0.1~0.2%、铜0.3~0.5%、铬0.1~0.15%、混合稀土0.25~0.35%，余量为铁；
（2）将步骤（1）所得的熔融物浇注成型即可。
本发明具有如下有益效果：
本发明针对现有铸铁材料的缺点，对应添加调节了各合金元素的成分与比例，提升了整体的综合特性，其中碳、硅的合理添加提高了珠光体的形成率，增强了整体的抗拉强度和硬度，添加的锰、锶、钒、铬等元素有利于在铸铁内形成石墨的核心，进一步增强了铸铁的强度等力学特性，添加的钨、钒、铬和混合稀土等成分可改善铸件缩松倾向大的问题，提高了铸铁的铸造性能和成品率。最终在本发明制得的灰铸铁有较高的强度、硬度和防腐性，铸造时不易产生缩孔，所得的成品率高，且其加工特性好，加工方便又不易变形，制得的电机壳振动以及声学特性良好，使用寿命较高。
具体实施方式
实施例1
一种电机壳铸造材料，其组成元素的重量百分含量为：碳3.0%、硅1.8%、锰0.8%、磷0.01%、硫0.02%、镁0.03%、锶0.03%、钒0.03%、钨0.02%、锆0.01%、锡0.02%、钛0.1%、铜0.3%、铬0.1%、混合稀土0.25%，余量为铁。
进一步的，所述混合稀土中各组成元素的重量百分含量为：镧58%、铈25%、钕8%、钇3.1%、镱5.3%、杂质0.6%，所述杂质是由铁、锌、镁、硅、钨和钼组成。
一种电机壳铸造材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）先将铁质原料按照品位等级的高低依次加入到熔炉中，加热至1280℃，融化完成后，再将温度升至1450℃，并加入硅铁、锰铁，融化均匀后，最后将温度升至1550℃，并加入锶、钒、钛、铜、铬、钨、锆、混合稀土等元素，调节最终熔融混合物中的元素重量百分含量为：碳3.0%、硅1.8%、锰0.8%、磷0.01%、硫0.02%、镁0.03%、锶0.03%、钒0.03%、钨0.02%、锆0.01%、锡0.02%、钛0.1%、铜0.3%、铬0.1%、混合稀土0.25%，余量为铁；
（2）将步骤（1）所得的熔融物浇注成型即可。
实施例2
一种电机壳铸造材料，其组成元素的重量百分含量为：碳3.2%、硅1.9%、锰1.0%、磷0.02%、硫0.03%、镁0.04%、锶0.04%、钒0.04%、钨0.02%、锆0.01%、锡0.03%、钛0.15%、铜0.4%、铬0.13%、混合稀土0.3%，余量为铁。
进一步的，所述混合稀土中各组成元素的重量百分含量为：镧58%、铈25%、钕8%、钇3.1%、镱4.3%、杂质1.6%，所述杂质是由铁、锌、镁、硅、钨和钼组成。
一种电机壳铸造材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）先将铁质原料按照品位等级的高低依次加入到熔炉中，加热至1300℃，融化完成后，再将温度升至1460℃，并加入硅铁、锰铁，融化均匀后，最后将温度升至1560℃，并加入锶、钒、钛、铜、铬、钨、锆、混合稀土等元素，调节最终熔融混合物中的元素重量百分含量为：碳3.2%、硅1.9%、锰1.0%、磷0.02%、硫0.03%、镁0.04%、锶0.04%、钒0.04%、钨0.02%、锆0.01%、锡0.03%、钛0.15%、铜0.4%、铬0.13%、混合稀土0.3%，余量为铁；
（2）将步骤（1）所得的熔融物浇注成型即可。
实施例3
一种电机壳铸造材料，其组成元素的重量百分含量为：碳3.4%、硅2.0%、锰1.1%、磷0.03%、硫0.04%、镁0.05%、锶0.05%、钒0.05%、钨0.03%、锆0.02%、锡0.04%、钛0.2%、铜0.5%、铬0.15%、混合稀土0.35%，余量为铁。
进一步的，所述混合稀土中各组成元素的重量百分含量为：镧58%、铈25%、钕8%、钇3.1%、镱5.1%、杂质0.8%，所述杂质是由铁、锌、镁、硅、钨和钼组成。
一种电机壳铸造材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）先将铁质原料按照品位等级的高低依次加入到熔炉中，加热至1320℃，融化完成后，再将温度升至1470℃，并加入硅铁、锰铁，融化均匀后，最后将温度升至1570℃，并加入锶、钒、钛、铜、铬、钨、锆、混合稀土等元素，调节最终熔融混合物中的元素重量百分含量为：碳3.4%、硅2.0%、锰1.1%、磷0.03%、硫0.04%、镁0.05%、锶0.05%、钒0.05%、钨0.03%、锆0.02%、锡0.04%、钛0.2%、铜0.5%、铬0.15%、混合稀土0.35%，余量为铁；
（2）将步骤（1）所得的熔融物浇注成型即可。
对照组
型号为HT300 的灰铸铁。
为了对比本发明效果，对上述四种方式制得的铸铁进行性能测试，具体如下表1所示：
表1
硬度（HB） 抗拉强度（MPa） 珠光体含量（%） 缩松倾向、缩孔情况
实施例1 243 362 ≥98 缩松倾向小，铸件无缩孔
实施例2 248 367 ≥99 缩松倾向小，铸件无缩孔
实施例3 241 360 ≥98 缩松倾向小，铸件无缩孔
对照组 222 303 ≥98 缩松倾向大，铸件有缩孔
注：上表1中，缩松倾向及缩孔情况检测方法为目测法；硬度是通过布氏硬度计测得的，抗拉强度是通过拉力试验机，拉本体为直径30mm 的试棒测得的。
由上表1可以看出，本发明制得的铸铁较现有的HT300 型号的铸铁的硬度、抗拉强度均有很好提升，且制得的铸件品质更好。
为了对比本发明制得材料的切削加工性能，对上述四种材料分别进行切削加工测试实验，对比数据如下表2所示：
表2
平均抗力（N） 试件表面粗糙度（μm）
实施例1 63.5 1.1896
实施例2 61.7 1.1031
实施例3 62.8 1.2016
对照组 81.4 1.6458
由上表可以看出，本发明制得的铸造材料加工特性好，能很好的提升产品的加工成品率。
为了进一步的对比本发明材料的特性，将上述四种铸铁材料制成同一规格的汽车电机壳，然后测量对应组装后的电机机体总辐射声功率级，发现本发明较对照组降低了0.7~1.0dBA，很好的改善了机体整体的振动以及噪声特性，增强了整体的使用性能和寿命。

Claims (1)

1.一种电机壳铸造材料，其特征在于，其组成元素的重量百分含量为：碳3.0~3.4%、硅1.8~2.0%、锰0.8~1.1%、磷0.01~0.03%、硫0.02~0.04%、镁0.03~0.05%、锶0.03~0.05%、钒0.03~0.05%、钨0.02~0.03%、锆0.01~0.02%、锡0.02~0.04%、钛0.1~0.2%、铜0.3~0.5%、铬0.1~0.15%、混合稀土0.25~0.35%，余量为铁；所述混合稀土中各组成元素的重量百分含量为：镧56~58%、铈23~25%、钕6~8%、钇2.7~3.1%、镱5.0~5.3%、杂质0.6~2%；
该电机壳铸造材料的制备方法包括如下步骤：
（1）先将铁质原料按照品位等级的高低依次加入到熔炉中，加热至1280~1320℃，融化完成后，再将温度升至1450~1470℃，并加入硅铁、锰铁，融化均匀后，最后将温度升至1550~1570℃，并加入锶、钒、钛、铜、铬、钨、锆、混合稀土元素，调节最终熔融混合物中的元素重量百分含量为：碳3.0~3.4%、硅1.8~2.0%、锰0.8~1.1%、磷0.01~0.03%、硫0.02~0.04%、镁0.03~0.05%、锶0.03~0.05%、钒0.03~0.05%、钨0.02~0.03%、锆0.01~0.02%、锡0.02~0.04%、钛0.1~0.2%、铜0.3~0.5%、铬0.1~0.15%、混合稀土0.25~0.35%，余量为铁；
（2）将步骤（1）所得的熔融物浇注成型即可。
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