CN107502775A - 一种用于制造电机转子的合金材料及其制备方法 - Google Patents

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刘灏龙
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Abstract

本发明公开了一种用于制造电机转子的合金材料及其制备方法，按重量百分比计算，所述用于制造电机转子的新型合金材料的原料由95%铜和5%铁组成。其制备方法，即将原料铜和铁依次经过熔炼、浇铸、淬火处理、浇铸，最终得用于制造电机转子的新型合金材料，其电导率为14245501.3 s/m，密度为8663.8Kg/M3。该用于制造电机转子的合金材料具有较好的机械性能，解决了硅含量过高时，硅钢片太硬太脆，机械性能恶化，难以加工装配成铁心等技术问题。该合金材料也具有很好的导磁率和电导率，可以较好地解决电机在运行过程中损耗过大的问题，有效提高电机的效率，保证电机的正常工作，延长电机的使用寿命。

Description

一种用于制造电机转子的合金材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电机制造技术领域，特别涉及一种用于制造电机转子的合金材料及其制备方法。
背景技术
随着工业化进程的加速，电机的效率问题已经成为电机制造中的焦点问题，提高电机的效率对节约能源、环境保护乃至经济的可持续发展具有重要的意义。采用新材料来尽可能的提高电机效率，已成为电机制造商迫在眉睫的任务，
在提高电机效率措施中，转子材料的选择尤为重要，其对定子铜耗、铁耗和其它性能影响较大，同时铁心材料费用又是构成电机成本的主要部分。在高性能电机的转子设计中，需要采用一些合金材料，这些合金材料既要有一定的电导率，同时又要具有一定的导磁率，因此，转子材料的选择是设计和制造高效率电动机的关键。
目前的电机转子基本上都是采用硅钢合金进行压铸或离心铸造，而为了提高铁心的电阻，减少涡流损耗，往往采用提高硅含量的方法，但是当硅含量过高时，会存在硅钢片太硬太脆，机械性能恶化，难以加工装配成铁心等技术问题。
发明内容
本发明的目的之一是为了解决上述电机转子材料硅钢片中硅含量过高时存在的机械性能恶化，难以加工装配成铁心等技术问题而提供一种用于制造电机转子的合金材料，该合金材料具有良好的力学性能和较高电导率、导磁率。
本发明的目的之二是提供上述一种用于制造电机转子的合金材料的制备方法。
本发明的技术方案
一种用于制造电机转子的合金材料，按重量百分比计算，其原料组成及含量如下：
铜 95%
铁 5%。
上述的一种用于制造电机转子的合金材料的制备方法，具体步骤如下：
（1）、熔炼
首先，将原料铜和铁放置在熔化炉中进行熔炼，熔炼后得到的合金液控制温度为1500-1550℃保温20-30min，然后在氮气的隔离下将合金液温度降至250℃，然后再次进行升温到800℃；
（2）、浇铸
将步骤（1）得到的合金液在浇包中控制温度为800℃进行恒温浇铸，为了保证铸件的质量，应留有足够的浇口；
（3）、淬火处理
恒温浇铸后，控制淬火温度为1800℃进行淬火1h，淬火结束后，在真空度为0.005MPa环境下将温度下降至1400℃，得到熔化体；
（4）、浇铸
将步骤（3）所得的熔化体倒入到浇铸模具中，并在真空度为0.005MPa环境下冷却至100℃，随后，将气压上升到0.1Mpa,并进一步将熔化体降温至25℃，即得用于制造电机转子的合金材料。
上述所得的用于制造电机转子的合金材料经检测，其电导率为14245501.3 s/m，密度为8663.8Kg/M3。
本发明的有益技术效果
本发明的一种用于制造电机转子的合金材料，由于其具有较好的机械性能，可以用来替代当前的硅钢片材料，从而解决了硅含量过高时，硅钢片太硬太脆，机械性能恶化，难以加工装配成铁心等技术问题。
进一步，本发明的一种用于制造电机转子的合金材料，由于原料为铜和铁，而铁是铁磁体，但是不良导体，铜不是铁磁体，但是良导体，因此该合金材料具有很好的导磁率和电导率，可以较好地解决电机在运行过程中损耗过大的问题，有效提高电机的效率，保证电机的正常工作，延长电机的使用寿命。
附图说明
图1、实施例1所得的用于制造电机转子的合金材料的直流磁化曲线。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作详细说明，但并不限制本发明。
实施例1
一种用于制造电机转子的合金材料，按重量百分比计算，其原料组成及含量如下：
铜 95%
铁 5%。
上述的一种用于制造电机转子的合金材料的制备方法，具体步骤如下：
（1）、熔炼
首先，将原料铜和铁放置在熔化炉中进行熔炼，熔炼后得到的合金液控制温度为1500-1550℃保温20-30min，然后在氮气的隔离下将合金液温度降至250℃，然后再次进行升温到800℃；
（2）、浇铸
将步骤（1）得到的合金液在浇包中控制温度为800℃进行恒温浇铸，为了保证铸件的质量，应留有足够的浇口；
（3）、淬火处理
恒温浇铸后，控制淬火温度为1800℃进行淬火1h，淬火结束后，在真空度为0.005MPa环境下将温度下降至1400℃，得到熔化体；
（4）、浇铸
将步骤（3）所得的熔化体倒入到浇铸模具中，并在真空度为0.005MPa环境下冷却至100℃，随后，将气压上升到0.1Mpa,并进一步将熔化体降温至25℃，即得用于制造电机转子的合金材料。
上述所得的用于制造电机转子的合金材料经检测，其电导率为14245501.3 s/m，介于铜和铁之间，密度为8663.8Kg/M3。
按照《磁性材料基本特性的研究——磁化曲线的实验》的方法，采用深圳鼎阳科技有限公司生产的SDS3000系列示波器和东莞优利德科技有限公司生产的UTG9000RF信号发生器对上述所得的用于制造电机转子的合金材料的外部磁场H与合金材料磁化过程中磁感应强度B的关系进行测定，所得的直流磁化曲线如图1所示，从图1中可以看出其导磁性能虽然比电工纯铁差一点，但是仍具有很好的导磁性，由此表明了该用于制造电机转子的合金材料对磁通具有较好的传导作用。
采用东莞力川仪器有限公司生产的LC-201S系列伺服拉力试验机对上述所得的用于制造电机转子的合金材料的抗拉强度进行检测，其抗拉强度可达到370Mpa，由此表明，本发明的一种用于制造电机转子的合金材料具有较好的机械性能，可以用来替代当前的硅钢片材料，从而解决了硅含量过高时，硅钢片太硬太脆，机械性能恶化，难以加工装配成铁心等技术问题。
综上所述，本发明的一种用于制造电机转子的铜铁合金材料，由于该材料具有较好的导磁率和电导率，可以较好地解决电机在运行过程中损耗过大的问题，因此可广泛用于电机转子制造领域，进一步，由于其具有较好的机械性能，可以用来替代当前的硅钢片材料，从而解决了硅含量过高时，硅钢片太硬太脆，机械性能恶化，难以加工装配成铁心等技术问题。
以上所述仅是本发明的实施方式的举例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种用于制造电机转子的合金材料，其特征在于所述的用于制造电机转子的合金材料的电导率为14245501.3 s/m，密度为8663.8Kg/M3，按重量百分比计算，其原料组成及含量如下：
铜 95%
铁 5%。
2.如权利要求1所述的一种用于制造电机转子的合金材料的制备方法，其特征在于具体包括如下步骤：
（1）、熔炼
首先，将原料铜和铁放置在熔化炉中进行熔炼，熔炼后得到的合金液控制温度为1500-1550℃保温20-30min，然后在氮气的隔离下将合金液温度降至250℃，然后再次进行升温到800℃；
（2）、浇铸
将步骤（1）得到的合金液在浇包中控制温度为800℃进行恒温浇铸；
（3）、淬火处理
恒温浇铸后，控制淬火温度为1800℃进行淬火 1h，淬火结束后，在真空度为0.005MPa环境下将温度下降至1400℃，得到熔化体；
（4）、浇铸
将步骤（3）所得的熔化体倒入到浇铸模具中，并在真空度为0.005MPa环境下冷却至100℃，随后，将气压上升到0.1Mpa,并进一步将熔化体降温至25℃，即得用于制造电机转子的合金材料。
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