CN109022974A - 一种镁合金电机外壳制作方法及电机外壳 - Google Patents

一种镁合金电机外壳制作方法及电机外壳 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种镁合金电机外壳制作方法及电机外壳，属于汽车技术领域。其由镁合金制作，制作方法包括以下步骤：(1)熔炼；(2模具预热：将制作电机外壳的模具进行预热，得到预热后的模具；(3)浇注和凝固；(4)固溶处理：将凝固后的镁合金进行固溶处理，得到固溶处理后的镁合金；(5)淬火处理：将固溶处理后的镁合金进行淬火处理，然后冷却至室温，得到淬火处理后的镁合金；(6)深冷处理：将淬火处理后的镁合金置于液氮中进行深冷处理，得到镁合金铸件；(7)加工成型。该电机外壳具有上述的镁合金电机外壳制作方法，具有塑性较强、强度较高的特点。

Description

一种镁合金电机外壳制作方法及电机外壳
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种镁合金电机外壳制作方 法及电机外壳。
背景技术
镁合金作为质轻减震的金属结构材料，具有比刚度高、抗震性好、 比强度高、电磁屏蔽性能优异、可回收性好等多种独特的优异性能， 跟复合材料，涂层以及塑料材料相比，镁可用于工程结构材料，且镁 是绿色的工程材料，对环境友好。汽车所用燃料60％消耗于汽车自重， 汽车质量每降低100公斤，每百公里油耗可减少0.7升，因此，汽车 轻量化成为汽车节能减排最主要的途径，镁合金在汽车、电子工业、 航空航天等领域有广阔的应用前景。镁在地壳和海水中的含量十分丰 富，自本世纪初皮江法炼镁技术在我国推广应用以来，原镁产量迅速 增长，但目前一半以上的原镁仍主要用于铝的合金元素、钢铁脱硫、 金属钛还原等初级阶段。用于镁合金挤压、板材、铸件等深加工镁合 金产品的比例有待提高，因此，镁合金的开发和应用具有很大的发展 潜力。
在实际生产需求的推进下，随着汽车工业领域对镁合金需求的迅 速增加，已开发出很多种类的镁合金，如高强镁合金、耐热镁合金和 超轻镁合金等。随着科技的快速发展和生产测试技术的提高，现有的 镁合金材料在应用方面面临着各种新的挑战。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种镁合金电机外壳制作方法，此镁 合金电机外壳制作方法旨在解决现有技术中镁合金电机外壳制备的 工艺复杂的问题；
本发明的另一目的在于提供一种电机外壳，此电机外壳旨在解决 现有技术中制作的电机外壳强度较弱的问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种镁合金电机外壳制作方法，所述电机外壳由镁合金制作，所 述镁合金按照重量百分比计由下列组分组成：Al为8.1％～9％、Si 为0.8％～2.0％、Mn为0.1％～0.6％、稀土元素为0.003％～11％、Nb 为0.006％～3％，其余为Mg及不可避免的杂质；所述制作方法包括 以下步骤：
步骤(1)：熔炼，根据所述镁合金中各元素的质量百分比，称取 所述镁合金原料，将所述镁合金熔化、打渣、升温，待所述镁合金原 料全部熔化后再继续搅拌5-10min，最后将合金熔体经除渣后静置至 杂质沉降；
步骤(2)：模具预热，将制作所述电机外壳的模具进行预热，得 到预热后的模具；
步骤(3)：浇注和凝固，向预热的所述模具中浇注所述镁合金熔 体，待所述镁合金熔体凝固后，得到凝固后的镁合金；
步骤(4)：固溶处理，将凝固后的镁合金进行固溶处理，得到固 溶处理后的镁合金；
步骤(5)：淬火处理，将固溶处理后的镁合金进行淬火处理，然 后冷却至室温，得到淬火处理后的镁合金；
步骤(6)：深冷处理，将淬火处理后的镁合金置于液氮中进行深 冷处理，得到镁合金铸件；
步骤(7)：加工成型，将经过步骤(6)处理后的镁合金铸件进 行加工成型处理，得到所述镁合金电机外壳。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤(2)中的预热温度 为140-379℃，预热时间为1-2h。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤(4)中的固溶处理 的温度为390-420℃。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤(4)中的固溶处理 的保温时间为13-45h。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤(5)中的冷却是在 装有食盐水的铁桶中进行冷却。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤(6)中的深冷处理 的温度为-170-189℃，深冷处理的时间为27-45h。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤(7)中的加工成型 的方式为挤压、轧制或锻造中的一种。
作为本发明的一种优选技术方案，所述稀土元素为Gd、Y、Sc、 Sm、Pr或Dy中的至少一种。
作为本发明的一种优选技术方案，所述镁合金按照重量百分比计 由下列组分组成：Al为8.5％～8.9％、Si为1.0％～1.7％、Mn为0.1％ ～0.6％、稀土为0.003％～11％、Nb为0.006％～3％，其余为Mg及不 可避免的杂质。
一种电机外壳，所述电机外壳包括权以上所述的镁合金电机外壳 制作方法。
本发明的有益效果是：
本发明通过上述设计提供一种镁合金电机外壳制作方法，该镁合 金电机外壳制作方法包括以下步骤：(1)熔炼：根据镁合金中各元素 的质量百分比，称取镁合金原料，将镁合金熔化、打渣、升温，待镁 合金原料全部熔化后再继续搅拌5-10min，最后将合金熔体经除渣后 静置至杂质沉降；(2)模具预热：将制作电机外壳的模具进行预热， 得到预热后的模具；(3)浇注和凝固：向预热的模具中浇注镁合金熔 体，待镁合金熔体凝固后，得到凝固后的镁合金；(4)固溶处理：将 凝固后的镁合金进行固溶处理，得到固溶处理后的镁合金；(5)淬火 处理：将固溶处理后的镁合金进行淬火处理，然后冷却至室温，得到 淬火处理后的镁合金；(6)深冷处理：将淬火处理后的镁合金置于液 氮中进行深冷处理，得到镁合金铸件；(7)加工成型：将经过步骤(6) 处理后的镁合金铸件进行加工成型处理，得到镁合金电机外壳。其中， 该制作方法中，镁合金的原料按照重量百分比计由下列组分组成： Al为8.1％～9％、Si为0.8％～2.0％、Mn为0.1％～0.6％、稀土为0.003％ ～11％、Nb为0.006％～3％，其余为Mg及不可避免的杂质；因此， 该种制作方法不仅流程简单方便，而且制备的电机外壳强度高、塑性 好。通过本方法制造的电机外壳，壳体的极限抗拉强度、屈服强度以及延伸率均得到了提高，产品的质量和尺寸的稳定性极佳，表面的光 洁度也较高，液体金属消耗量少、耐腐蚀性能强，可以有效地防止镁 合金的氧化，并且该镁合金电机外壳，增强了电机壳体的韧性，减轻 了壳体的重量，耐腐蚀性能好，稳定性也较好。
本发明通过上述设计提供一种电机外壳，该电机外壳由于具有以 上的镁合金电机外壳制作方法，因此，其不仅增强了电机壳体的韧性， 还减轻了壳体的重量，耐腐蚀性能好，稳定性也较好。
具体实施方式
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征 之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第 二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第 一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方 和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在 第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下 方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或 悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言 更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限 定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定 连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可 以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以 是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体 情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一：
本实施例提供一种电机外壳，其通过镁合金电机外壳制作方法制 作而成。
该电机外壳的材质由镁合金制作，具体的制作方法包括以下步 骤：
(1)熔炼：根据镁合金中各元素的质量百分比，称取镁合金原 料，将镁合金熔化、打渣、升温，待镁合金原料全部熔化后再继续搅 拌5-10min，最后将合金熔体经除渣后静置至杂质沉降；
(2)模具预热：将制作电机外壳的模具进行预热，得到预热后 的模具；其中，预热温度为140-379℃，预热时间为1-2h；
(3)浇注和凝固：向预热的模具中浇注镁合金熔体，待镁合金 熔体凝固后，得到凝固后的镁合金；
(4)固溶处理：将凝固后的镁合金进行固溶处理，得到固溶处 理后的镁合金；其中，固溶处理的温度为390～420℃，固溶处理的保 温时间为13～45h；
(5)淬火处理：将固溶处理后的镁合金进行淬火处理，然后冷 却至室温，得到淬火处理后的镁合金；其中，其是在装有食盐水的铁 桶中进行冷却；
(6)深冷处理：将淬火处理后的镁合金置于液氮中进行深冷处 理，得到镁合金铸件；其中，深冷处理的温度为-170～189℃，深冷处 理的时间为27～45h；
(7)加工成型：将经过步骤(6)处理后的镁合金铸件进行加工 成型处理，得到镁合金电机外壳；加工成型的方式可以采用挤压、轧 制或锻造中的一种。
需要说明的是，在本实施例中，步骤(1)中的镁合金按照重量 百分比计由下列组分组成：Al为8.1％～9％、Si为0.8％～2.0％、Mn 为0.1％～0.6％、稀土元素为0.003％～11％、Nb为0.006％～3％，其 余为Mg及不可避免的杂质；其中，稀土元素可以采用Gd、Y、Sc、Sm、Pr或Dy中的至少一种。
实施例二：
本实施例提供一种电机外壳，其通过镁合金电机外壳制作方法制 作而成。
该电机外壳的材质由镁合金制作，具体的制作方法包括以下步 骤：
(1)熔炼：根据镁合金中各元素的质量百分比，称取镁合金原 料，将镁合金熔化、打渣、升温，待镁合金原料全部熔化后再继续搅 拌5-10min，最后将合金熔体经除渣后静置至杂质沉降；
(2)模具预热：将制作电机外壳的模具进行预热，得到预热后 的模具；其中，预热温度为140-379℃，预热时间为1-2h；
(3)浇注和凝固：向预热的模具中浇注镁合金熔体，待镁合金 熔体凝固后，得到凝固后的镁合金；
(4)固溶处理：将凝固后的镁合金进行固溶处理，得到固溶处 理后的镁合金；其中，固溶处理的温度为390-420℃，固溶处理的保 温时间为13-45h；
(5)淬火处理：将固溶处理后的镁合金进行淬火处理，然后冷 却至室温，得到淬火处理后的镁合金；其中，其是在装有食盐水的铁 桶中进行冷却；
(6)深冷处理：将淬火处理后的镁合金置于液氮中进行深冷处 理，得到镁合金铸件；其中，深冷处理的温度为-170-189℃，深冷处 理的时间为27-45h；
(7)加工成型：将经过步骤(6)处理后的镁合金铸件进行加工 成型处理，得到镁合金电机外壳；加工成型的方式可以采用挤压、轧 制或锻造中的一种。
需要说明的是，在本实施例中，镁合金按照重量百分比计由下列 组分组成：Al为8.5％～8.9％、Si为1.0％～1.7％、Mn为0.1％～0.6％、 稀土为0.003％～11％、Nb为0.006％～3％，其余为Mg及不可避免的 杂质。
综上所述，该镁合金电机外壳制作方法包括以下步骤：(1)熔炼： 根据镁合金中各元素的质量百分比，称取镁合金原料，将镁合金熔化、 打渣、升温，待镁合金原料全部熔化后再继续搅拌5-10min，最后将 合金熔体经除渣后静置至杂质沉降；(2)模具预热：将制作电机外壳 的模具进行预热，得到预热后的模具；(3)浇注和凝固：向预热的模 具中浇注镁合金熔体，待镁合金熔体凝固后，得到凝固后的镁合金； (4)固溶处理：将凝固后的镁合金进行固溶处理，得到固溶处理后 的镁合金；(5)淬火处理：将固溶处理后的镁合金进行淬火处理，然 后冷却至室温，得到淬火处理后的镁合金；(6)深冷处理：将淬火处 理后的镁合金置于液氮中进行深冷处理，得到镁合金铸件；(7)加工 成型：将经过步骤(6)处理后的镁合金铸件进行加工成型处理，得 到镁合金电机外壳。其中，该制作方法中，镁合金的原料按照重量百 分比计由下列组分组成：Al为8.1％～9％、Si为0.8％～2.0％、Mn为 0.1％～0.6％、稀土为0.003％～11％、Nb为0.006％～3％，其余为Mg 及不可避免的杂质；因此，该种制作方法不仅流程简单方便，而且制 备的电机外壳强度高、塑性好。通过本方法制造的电机外壳，壳体的 极限抗拉强度、屈服强度以及延伸率均得到了提高，产品的质量和尺 寸的稳定性极佳，表面的光洁度也较高，液体金属消耗量少、耐腐蚀 性能强，可以有效地防止镁合金的氧化，并且该镁合金电机外壳，增 强了电机壳体的韧性，减轻了壳体的重量，耐腐蚀性能好，稳定性也 较好。该电机外壳由于具有以上的镁合金电机外壳制作方法，因此，其不仅增强了电机壳体的韧性，还减轻了壳体的重量，耐腐蚀性能好， 稳定性也较好。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明， 对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本 发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，应包 含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种镁合金电机外壳制作方法，其特征在于，所述电机外壳由镁合金制作，所述镁合金按照重量百分比计由下列组分组成：Al为8.1％～9％、Si为0.8％～2.0％、Mn为0.1％～0.6％、稀土元素为0.003％～11％、Nb为0.006％～3％，其余为Mg及不可避免的杂质；所述制作方法包括以下步骤：
步骤(1)：熔炼，根据所述镁合金中各元素的质量百分比，称取所述镁合金原料，将所述镁合金熔化、打渣、升温，待所述镁合金原料全部熔化后再继续搅拌5～10min，最后将合金熔体经除渣后静置至杂质沉降；
步骤(2)：模具预热，将制作所述电机外壳的模具进行预热，得到预热后的模具；
步骤(3)：浇注和凝固，向预热的所述模具中浇注所述镁合金熔体，待所述镁合金熔体凝固后，得到凝固后的镁合金；
步骤(4)：固溶处理，将凝固后的镁合金进行固溶处理，得到固溶处理后的镁合金；
步骤(5)：淬火处理，将固溶处理后的镁合金进行淬火处理，然后冷却至室温，得到淬火处理后的镁合金；
步骤(6)：深冷处理，将淬火处理后的镁合金置于液氮中进行深冷处理，得到镁合金铸件；
步骤(7)：加工成型，将经过步骤(6)处理后的镁合金铸件进行加工成型处理，得到所述镁合金电机外壳。
2.根据权利要求1所述的镁合金电机外壳制作方法，其特征在于：所述步骤(2)中的预热温度为140-379℃，预热时间为1-2h。
3.根据权利要求1所述的镁合金电机外壳制作方法，其特征在于：所述步骤(4)中的固溶处理的温度为390-420℃。
4.根据权利要求3所述的镁合金电机外壳制作方法，其特征在于：所述步骤(4)中的固溶处理的保温时间为13-45h。
5.根据权利要求1所述的镁合金电机外壳制作方法，其特征在于：所述步骤(5)中的冷却是在装有食盐水的铁桶中进行冷却。
6.根据权利要求1所述的镁合金电机外壳制作方法，其特征在于：所述步骤(6)中的深冷处理的温度为-170-189℃，深冷处理的时间为27-45h。
7.根据权利要求1所述的镁合金电机外壳制作方法，其特征在于：所述步骤(7)中的加工成型的方式为挤压、轧制或锻造中的一种。
8.根据权利要求1所述的镁合金电机外壳制作方法，其特征在于：所述稀土元素为Gd、Y、Sc、Sm、Pr或Dy中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的镁合金电机外壳制作方法，其特征在于：所述镁合金按照重量百分比计由下列组分组成：Al为8.5％8.9％、Si为1.0％～1.7％、Mn为0.1％～0.6％、稀土为0.003％～11％、Nb为0.006％～3％，其余为Mg及不可避免的杂质。
10.一种电机外壳，其特征在于：所述电机外壳包括权利要求1至9任一项所述的镁合金电机外壳制作方法。
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