CN108774707A - 一种马达转子及制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种马达转子及制备方法，重新调整了转子的合金配方，添加多元合金元素，提高性能，并在制造过程中采用二次瞬时多元合金复合孕育的工艺，细化了基体组织，使碳化物颗粒状均匀分布在基体组织中，并缩短了工艺流程。
Description
技术领域
本发明涉及一种马达转子及制造方法。
背景技术
转子是马达不可或缺的部件，传统工艺制备的转子普遍存在机械性能低的缺点，例如抗拉强度、延伸率及硬度等方面不能满足现代工业的需求，导致转子使用周期短，易磨损，增加了企业的成本，并且传统工艺中铸件要经过热处理等多种工序，成本高，铸造时间长，效率低，需迫切得到改进。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种马达转子及制备方法，以改善转子的机械性能，提高抗拉强度，延伸率及硬度。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种马达转子，其质量％计包含：
3.0～3.15％的C；
1.8～2.20％的Si；
0.0015～0.0035％的B；
0.08～0.15％的Al；
0.005～0.007％的Sn；
0.03～0.035％的Re；
0.5～0.9％的Mn；
0.08～0.09％的W；
0.6～1.0％的Cu；
余量为Fe和不可避免的杂质。
进一步，所述马达转子还包括0.085～0.095％的Mg。
一种马达转子的制造方法，包括以下步骤：
(1)、熔炼
中频感应电炉中进行合金的熔炼铁液，依次加入生铁、焦炭、铜、锰铁、铝、硼、硅铁、钨铼合金及铜锡合金，期间加入增碳剂，熔炼后得到的合金液控制温度为1500-1550℃，保温4-5min；
(2)、随流瞬时二次孕育和浇注
首先在浇包嘴流道内安装陶瓷过滤网，过滤铁液，同时流道内装填含镓的硅锡合金孕育剂，进行初次瞬时孕育，孕育剂重量百分比为0.07-0.95％；之后铁液从浇包嘴出经陶瓷管底注方式进入型腔，且同时加入含钙、钡、镧等合金的硫氧孕育剂，进行二次瞬时孕育，孕育剂重量百分比为0.1-0.18％，浇注温度1400-1460℃。
进一步，所述(1)中钨铼合金比例为1:1。
进一步，所述(2)中含镓的硅锡合金孕育剂中成分质量％计：硅：40-52％，镓：10-12％，锡：0.3-0.6％，铼：0.05-0.06％，余量为铁及不可避免杂质。
进一步，所述(2)中含钙、钡、镧等合金的硫氧孕育剂中成分及质量％计：硅：30-40％，钙：0.1-0.18％，钡：0.2-0.28％，镧：0.8-1.2％，硫：1.0-1.2％，氧：0.3-0.8％，余量为铁及不可避免杂质。
进一步，所述(2)中型腔内含冷却水道，控制铸件冷却成型速度。
本发明的有益效果：转子本体中添加多元合金微量元素，并在制造中采用二次瞬时多元合金复合孕育剂对铸水进行孕育处理，细化了基体组织，使碳化物形成粒状均匀分布在基体组织中，显著提高了抗拉强度、延伸率及硬度。
具体实施方式
以下结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。
一种马达转子，其质量％计包含：3.0～3.15％的C；1.8～2.20％的Si；0.0015～0.0035％的B；0.08～0.15％的Al；0.005～0.007％的Sn；0.03～0.035％的Re；0.5～0.9％的Mn；0.08～0.09％的W；0.6～1.0％的Cu；余量为Fe和不可避免的杂质。
通过添加硼，促使铸铁凝固后以介稳定方式转变，配合硅、锰、锡、铝、碳等化合物形成共晶化合物及硼碳化合物，提高硬度及抗拉强度，增强耐磨性，同时添加钨镧元素提高硬度，铝和铜增加延伸率。
进一步，所述马达转子还包括0.085～0.095％的Mg，通过添加Mg，进行脱硫，同时促进球磨铸铁的行成。
一种马达转子的制造方法，包括以下步骤：
(1)、熔炼
中频感应电炉中进行合金的熔炼铁液，依次加入生铁、碳、铜、锰铁、铝、硼、硅铁、钨铼合金及铜锡合金，成本低，易添加，多元合金提高铸件质量，期间加入增碳剂，熔炼后得到的合金液控制温度为1500-1550℃，保温4-5min；
(2)、随流瞬时二次孕育和浇注
首先在浇包嘴流道内安装陶瓷过滤网，过滤铁液，有效过滤铁液中残渣，铁液更纯净，同时流道内装填含镓的硅锡合金孕育剂，进行初次瞬时孕育，孕育剂重量百分比为0.07-0.95％，通过硅、锡、镓等多元合金的加入，起强化石墨元素的作用，且抗衰退能力强，有效促进铁素体的形成；之后铁液从浇包嘴出经陶瓷管底注方式进入型腔，避免金属液的激溅，降低金属氧化，提高铸件产量，且同时加入含钙、钡、镧等合金的硫氧孕育剂，进行二次瞬时孕育，孕育剂重量百分比为0.1-0.18％，多元合金提高铸件质量，且对浇注后期球化衰退及因球化元素不足而引起的球化不良具有一定的补救能力，且二次瞬时孕育细化了基体组织、使碳化物形成粒状均匀分布在基体组织中，强化了机械性能，浇注温度1400-1460℃，省去了传统的热处理工序，节省了人工及成本，铸件时间缩短。
进一步，所述(1)中钨铼合金比例为1:1。
进一步，所述(2)中含镓的硅锡合金孕育剂中成分质量％计：硅：40-52％，镓：10-12％，锡：0.3-0.6％，铼：0.05-0.06％，余量为铁及不可避免杂质。
进一步，所述(2)中含钙、钡、镧等合金的硫氧孕育剂中成分及质量％计：硅：30-40％，钙：0.1-0.18％，钡：0.2-0.28％，镧：0.8-1.2％，硫：1.0-1.2％，氧：0.3-0.8％，余量为铁及不可避免杂质。
进一步，所述(2)中型腔内含冷却水道，控制铸件冷却成型速度。
实施例1
一种马达转子，其质量％计包含：3.0％的C；1.8％的Si；0.0015％的B；0.08％的Al；0.005％的Sn；0.03％的Re；0.5％的Mn；0.08％的W；0.6％的Cu；余量为Fe和不可避免的杂质。
一种马达转子的制造方法，包括以下步骤：
(1)、熔炼
中频感应电炉中进行合金的熔炼铁液，根据铁液质量，依次加入预计重量的生铁、焦炭、铜、镁、锰铁、铝、硼、硅铁、钨铼合金及铜锡合金，期间加入石墨化的增碳剂，即石油焦经高温处理后使石油焦变成石墨，熔炼后得到的合金液控制温度为1500-1550℃，保温4min即可；
(2)、随流瞬时二次孕育和浇注
首先在浇包嘴流道内安装陶瓷过滤网，过滤铁液，有效过滤铁液中残渣，铁液更纯净，同时流道内装填含镓的硅锡合金孕育剂，成分质量％计：硅：40％，镓：10％，锡：0.3％，铼：0.05％，余量为铁及不可避免杂质，进行初次瞬时孕育，孕育剂重量百分比为0.07％，通过硅、锡、镓等多元合金的加入，起强化石墨元素的作用，且抗衰退能力强，有效促进铁素体的形成；之后铁液从浇包嘴出经陶瓷管底注方式进入型腔，避免金属液的激溅，降低金属氧化，提高铸件产量，且同时加入含钙、钡、镧等合金的硫氧孕育剂，成分及质量％计：硅：30％，钙：0.1％，钡：0.2％，镧：0.8％，硫：1.0％，氧：0.3％，余量为铁及不可避免杂质，进行二次瞬时孕育，孕育剂重量百分比为0.1％，多元合金提高铸件质量，且对浇注后期球化衰退及因球化元素不足而引起的球化不良具有一定的补救能力，且二次瞬时孕育细化了基体组织、使碳化物形成粒状均匀分布在基体组织中，强化了机械性能，浇注温度1400-1460℃，省去了传统的热处理工序，节省了人工及成本，铸件时间缩短，并且本实施例中采用型腔顶部开明冒口的结构，并采用冒口加压的措施，冒口加压采用加压圈盖、气阀及压力表组成加压系统，型腔内含冷却流道，控制铸件冷却速度。
本实施例中，所述(1)中钨铼合金比例为1:1。
实施例2
一种马达转子，其质量％计包含：3.15％的C；2.20％的Si；0.0035％的B；0.10％的Al；0.007％的Sn；0.035％的Re；0.9％的Mn；0.09％的W；1.0％的Cu；余量为Fe和不可避免的杂质。
一种马达转子的制造方法，包括以下步骤：
(1)、熔炼
中频感应电炉中进行合金的熔炼铁液，根据铁液的重量，依次加入预计重量的生铁、焦炭、铜、锰铁、铝、硼、硅铁、钨铼合金及铜锡合金，期间加入石墨化增碳剂，熔炼后得到的合金液控制温度为1500-1550℃，保温5min；
(2)、随流瞬时二次孕育和浇注
首先在浇包嘴流道内安装陶瓷过滤网，过滤铁液，有效过滤铁液中残渣，铁液更纯净，同时流道内装填含镓的硅锡合金孕育剂，成分质量％计：硅：52％，镓：12％，锡：0.6％，铼：0.06％，余量为铁及不可避免杂质，进行初次瞬时孕育，孕育剂重量百分比为0.95％，通过硅、锡、镓等多元合金的加入，起强化石墨元素的作用，且抗衰退能力强，有效促进铁素体的形成；之后铁液从浇包嘴出经陶瓷管底注方式进入型腔，避免金属液的激溅，降低金属氧化，提高铸件产量，且同时加入含钙、钡、镧等合金的硫氧孕育剂，成分及质量％计：硅：40％，钙：0.18％，钡：0.28％，镧：1.2％，硫：1.2％，氧：0.8％，余量为铁及不可避免杂质，进行二次瞬时孕育，孕育剂重量百分比为0.18％，多元合金提高铸件质量，且对浇注后期球化衰退及因球化元素不足而引起的球化不良具有一定的补救能力，且二次瞬时孕育细化了基体组织、使碳化物形成粒状均匀分布在基体组织中，强化了机械性能，浇注温度1400-1460℃，省去了传统的热处理工序，节省了人工及成本，铸件时间缩短，并且本实施例中采用型腔顶部开明冒口的结构，并采用冒口加压的措施，冒口加压采用加压圈盖、气阀及压力表组成加压系统，型腔内含冷却流道，控制铸件冷却速度。
本实施例中，所述(1)中钨铼合金比例为1:1。
实施例3
一种马达转子，其质量％计包含：3.1％的C；2.00％的Si；0.0025％的B；0.10％的Al；0.006％的Sn；0.032％的Re；0.7％的Mn；0.085％的W；0.8％的Cu；0.085～0.095％的Mg；余量为Fe和不可避免的杂质。
一种马达转子的制造方法，包括以下步骤：
(1)、熔炼
中频感应电炉中进行合金的熔炼铁液，根据铁液质量，依次加入预计重量的生铁、焦炭、铜、锰铁、铝、硼、硅铁、镁、钨铼合金及铜锡合金，期间加入石墨化增碳剂，熔炼后得到的合金液控制温度为1500-1550℃，保温4min；
(2)、随流瞬时二次孕育和浇注
首先在浇包嘴流道内安装陶瓷过滤网，过滤铁液，有效过滤铁液中残渣，铁液更纯净，同时流道内装填含镓的硅锡合金孕育剂，成分质量％计：硅：47％，镓：11％，锡：0.5％，铼：0.05％，余量为铁及不可避免杂质，进行初次瞬时孕育，孕育剂重量百分比为0.85％，通过硅、锡、镓等多元合金的加入，起强化石墨元素的作用，且抗衰退能力强，有效促进铁素体的形成；之后铁液从浇包嘴出经陶瓷管底注方式进入型腔，避免金属液的激溅，降低金属氧化，提高铸件产量，且同时加入含钙、钡、镧等合金的硫氧孕育剂，成分及质量％计：硅：35％，钙：0.15％，钡：0.24％，镧：0.95％，硫：1.1％，氧：0.5％，余量为铁及不可避免杂质，进行二次瞬时孕育，孕育剂重量百分比为0.15％，多元合金提高铸件质量，且对浇注后期球化衰退及因球化元素不足而引起的球化不良具有一定的补救能力，且二次瞬时孕育细化了基体组织、使碳化物形成粒状均匀分布在基体组织中，强化了机械性能，浇注温度1400-1460℃，省去了传统的热处理工序，节省了人工及成本，铸件时间缩短，并且本实施例中采用型腔顶部开明冒口的结构，并采用冒口加压的措施，冒口加压采用加压圈盖、气阀及压力表组成加压系统，型腔内含冷却流道，控制铸件冷却速度。
进一步，所述(1)中钨铼合金比例为1:1。
之后并对铸件进行检测，如表1所示，
表一
| 名称 | 抗拉强度MPa | 延伸率％ | 硬度HB |
| 实施例1 | 680-730 | 6-8 | 230-270 |
| 实施例2 | 680-725 | 6-8 | 230-278 |
| 实施例3 | 680-728 | 6-8 | 228-275 |
从发明实施例的结果来看，采用本发明的配方及制造工艺，制备的转子从抗拉强度、延伸率及硬度等各方面要强于传统工艺制备的转子，传统工艺制备的转子，抗拉强度在580-610MPa之间，延伸率在5-6％之间，硬度在180-220HB之间，并且对铸件取样进行金相组织和性能的检测，石墨球化级别为2级，石墨大小为7级，且磁粉探伤检测符合标准，着色探伤检测和超声波探伤检测符合标准，铸件质量和性能符合要求。
当然，以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。
Claims (7)
1.一种马达转子，其特征在于，其质量％计包含：
3.0～3.15％的C；
1.8～2.20％的Si；
0.0015～0.0035％的B；
0.08～0.15％的Al；
0.005～0.007％的Sn；
0.03～0.035％的Re；
0.5～0.9％的Mn；
0.08～0.09％的W；
0.6～1.0％的Cu；
余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种马达转子，其特征在于，所述马达转子还包括0.085～0.095％的Mg。
3.一种马达转子的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、熔炼
中频感应电炉中进行合金的熔炼铁液，依次加入生铁、碳、铜、锰铁、铝、硼、硅铁、钨铼合金及铜锡合金，期间加入增碳剂，熔炼后得到的合金液控制温度为1500-1550℃，保温4-5min；
(2)、随流瞬时二次孕育和浇注
首先在浇包嘴流道内安装陶瓷过滤网，过滤铁液，同时流道内装填含镓的硅锡合金孕育剂，进行初次瞬时孕育，孕育剂重量百分比为0.07-0.95％；之后铁液从浇包嘴出经陶瓷管底注方式进入型腔，且同时加入含钙、钡、镧等合金的硫氧孕育剂，进行二次瞬时孕育，孕育剂重量百分比为0.1-0.18％，浇注温度1400-1460℃。
4.根据权利要求3所述的一种马达转子的制造方法，其特征在于，所述(1)中钨铼合金比例为1:1。
5.根据权利要求3所述的一种马达转子的制造方法，其特征在于，所述(2)中含镓的硅锡合金孕育剂中成分质量％计：硅：40-52％，镓：10-12％，锡：0.3-0.6％，铼：0.05-0.06％，余量为铁及不可避免杂质。
6.根据权利要求3所述的一种马达转子的制造方法，其特征在于，所述(2)中含钙、钡、镧等合金的硫氧孕育剂中成分及质量％计：硅：30-40％，钙：0.1-0.18％，钡：0.2-0.28％，镧：0.8-1.2％，硫：1.0-1.2％，氧：0.3-0.8％，余量为铁及不可避免杂质。
7.根据权利要求3所述的一种马达转子的制造方法，其特征在于，所述(2)中型腔内含冷却水道，控制铸件冷却成型速度。
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| CN1147022A (zh) * | 1995-03-21 | 1997-04-09 | 黄仙一 | 高强度、高耐磨铜系多元合金球墨铸铁及其应用 |
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