一种发电机转子导体用铜基合金材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种发电机转子导体用铜基合金材料及其制备方法，该材料由如下重量百分数的组分组成：氧化铝：0.3‑1.1％，锡：1‑2.5％，不可避免的杂质铁≤0.03％，不可避免的杂质铅≤0.03％，余量为铜。本发明专利技术选取材料价格较低，锡元素用于取代银，从而降低材料的制作成本。添加AlO作为合金材料的弥散粒子，在保证合金材料导电性能的同时，提高了材料的强度、硬度，提高了材料的实效硬化处理效果，满足材料在400℃环境下使用；提升了材料在导电部件中的使用年限。

【技术实现步骤摘要】
一种发电机转子导体用铜基合金材料及其制备方法
本专利技术涉及合金材料领域，特别涉及一种发电机转子导体用铜基合金材料及其制备方法。
技术介绍
TAg0.1银铜合金是一种合金材料，它是通过在铜中加入少量的银，在不降低材料的导电、导热和塑形的同时，用来提高材料的软化温度(再结晶温度)和蠕变强度。该材料具有很好的耐磨性、导电性和耐腐蚀性，如制作成电车线时，使用寿命比一般硬铜高2-4倍；以及良好的导电、导热、耐蚀和加工性能等特点，可以焊接和钎焊；但是该材料实效硬化的效果不显著，且易引起“氢病”，不宜在高温(如>370℃)还原性气氛中加工(退火、焊接等)和使用；因此，一般采用冷作硬化来提高强度。该材料主要用于制作耐热、导电器材，如电机换向器片、发电机转子导体、点焊电极、通讯线、引线、导线、电子管材料等。氧化铝(AlO)，又叫三氧化二铝、刚玉、矾土、铝氧，工业Al2O3是由铝矾土(Al2O3·3H2O)和硬水铝石制备或化学方法制备而成的白色无定形粉状物，拥有许多同质异晶体，密度3.5-3.9g/cm3，熔点2050℃，沸点2980℃不溶于水，易溶于碱和酸，可作为金属材料的弥散强化相粒子，用于熔铸于合金材料当中。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种发电机转子导体用铜基合金材料及其制备方法。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供一种发电机转子导体用铜基合金材料，由如下重量百分数的组分组成：氧化铝：0.3-1.1％，锡：1-2.5％，不可避免的杂质铁≤0.03％，不可避免的杂质铅≤0.03％，余量为铜。进一步地，由如下重量百分数的组分组成：氧化铝：0.3％，锡：1％，不可避免的杂质铁≤0.03％，不可避免的杂质铅≤0.03％，余量为铜。进一步地，由如下重量百分数的组分组成：氧化铝：0.5％，锡：1.5％，不可避免的杂质铁≤0.03％，不可避免的杂质铅≤0.03％，余量为铜。进一步地，由如下重量百分数的组分组成：氧化铝：0.8％，锡：2％，不可避免的杂质铁≤0.03％，不可避免的杂质铅≤0.03％，余量为铜。进一步地，由如下重量百分数的组分组成：氧化铝：1.1％，锡：2.5％，不可避免的杂质铁≤0.03％，不可避免的杂质铅≤0.03％，余量为铜。本专利技术还提供一种制备上述发电机转子导体用铜基合金材料的方法，包括以下步骤：步骤一，按照比例将电解铜添加到300kg中频电炉中进行熔炼，然后将锡锭按照比例添加到熔炼炉中；步骤二，将氧化铝粉末按照比例添加至保温完成的合金溶液中，并开启搅拌装置进行机械搅拌；步骤三，采用斯派克直读光谱仪对熔炼完成的铜合金水进行成分检测，以确定其化学成分在国标要求范围之内；步骤四，开启振动装置及搅拌装置进行振动和搅拌，开启铸造拉拔设备进行铸造拉拔，按照预定的产品形状铸造毛坯型材；步骤五，将铸造完成的毛坯型材进行表面处理，根据相应产品规格尺寸进一步加工处理，完成后包装入库。进一步地，在步骤一中，加入电解铜后，逐渐升温至1100℃，熔炼时间为40-60min。进一步地，在步骤一中，加入锡锭后，继续熔炼10-15min，保温至1080℃，保温时间20-30min。进一步地，在步骤二中，加入氧化铝粉末后，升温至1150℃-1200℃；搅拌速度为350r/min，搅拌时间为15min，搅拌完成后降温至1050℃。进一步地，在步骤四中，振动频率为20-25次/秒，搅拌速度为300r/min，拉拔速度为20mm/min，铸造温度为1050℃。与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果为：本专利技术选取材料价格较低，锡元素用于取代银，从而降低材料的制作成本。添加AlO作为合金材料的弥散粒子，在保证合金材料导电性能的同时，提高了材料的强度、硬度，提高了材料的实效硬化处理效果，满足材料在400℃环境下使用；提升了材料在导电部件中的使用年限。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本专利技术实施例进一步详细说明。本专利技术提供的发电机转子导体用铜基合金材料由如下重量百分数的组分组成：氧化铝：0.3-1.1％，锡：1-2.5％，不可避免的杂质铁≤0.03％，不可避免的杂质铅≤0.03％，余量为铜。实施例1按照重量百分比为氧化铝(AlO)：0.3％，锡(Sn)：1％，以及余量的铜(Cu)称取原料。该原料中不可避免地含有一些杂质，本专利技术要求杂质铁(Fe)相对于总原料的重量百分比小于0.03％，杂质铅(Pb)相对于总原料的重量百分比也小于0.03％。制备本专利技术的发电机转子导体用铜基合金材料的方法包括以下步骤：步骤一，按照比例将电解铜添加到300kg中频电炉中进行熔炼，逐渐升温至1100℃，熔炼时间为40-60min；将锡锭按照比例添加到熔炼炉中，继续熔炼10-15min，保温至1080℃，保温时间20-30min；步骤二，将氧化铝粉末(30μm≤粒径≤110μm)按照比例添加至保温完成的合金溶液中，升温至1150℃-1200℃，并开启搅拌装置进行机械搅拌，搅拌速度为350r/min，搅拌时间为15min，搅拌完成后降温至1050℃；步骤三，采用斯派克直读光谱仪对熔炼完成的铜合金水进行成分检测，以确定其化学成分在国标要求范围之内；步骤四，开启振动装置及搅拌装置，振动频率为20-25次/秒，搅拌速度为300r/min；开启铸造拉拔设备，拉拔速度为20mm/min；按照预定的产品形状铸造毛坯型材，铸造温度为1050℃；步骤五，将铸造完成的毛坯型材进行表面处理，根据相应产品规格尺寸进一步加工处理，完成后包装入库。按照实施例1的方法所制备的铜基合金材料与现有技术的TAg0.1的材料性能对比如表1所示，其中，该材料命名为LZCuSn1-0.3AlO。表1实施例1制备的铜基合金材料与现有技术的TAg0.1材料的性能对比由表1可知，按照本专利技术公开的成分配比及方法所制得的铜基合金材料其成本降低，抗拉强度提高，伸长率提高，硬度提高，使材料的使用环境更广，更加耐磨，提升了材料在导电部件中的使用年限。实施例2按照重量百分比为氧化铝(AlO)：0.5％，锡(Sn)：1.5％，以及余量的铜(Cu)称取原料。该原料中不可避免地含有一些杂质，本专利技术要求杂质铁(Fe)相对于总原料的重量百分比小于0.03％，杂质铅(Pb)相对于总原料的重量百分比也小于0.03％。制备本专利技术的发电机转子导体用铜基合金材料的方法包括以下步骤：步骤一，按照比例将电解铜添加到300kg中频电炉中进行熔炼，逐渐升温至1100℃，熔炼时间为40-60min；将锡锭按照比例添加到熔炼炉中，继续熔炼10-15min，保温至1080℃，保温时间20-30min；步骤二，将氧化铝粉末(30μm≤粒径≤110μm)按照比例添加至保温完成的合金溶液中，升温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发电机转子导体用铜基合金材料，其特征在于，由如下重量百分数的组分组成：氧化铝：0.3-1.1％，锡：1-2.5％，不可避免的杂质铁≤0.03％，不可避免的杂质铅≤0.03％，余量为铜。/n

【技术特征摘要】
1.一种发电机转子导体用铜基合金材料，其特征在于，由如下重量百分数的组分组成：氧化铝：0.3-1.1％，锡：1-2.5％，不可避免的杂质铁≤0.03％，不可避免的杂质铅≤0.03％，余量为铜。


2.根据权利要求1所述的铜基合金材料，其特征在于，由如下重量百分数的组分组成：氧化铝：0.3％，锡：1％，不可避免的杂质铁≤0.03％，不可避免的杂质铅≤0.03％，余量为铜。


3.根据权利要求1所述的铜基合金材料，其特征在于，由如下重量百分数的组分组成：氧化铝：0.5％，锡：1.5％，不可避免的杂质铁≤0.03％，不可避免的杂质铅≤0.03％，余量为铜。


4.根据权利要求1所述的铜基合金材料，其特征在于，由如下重量百分数的组分组成：氧化铝：0.8％，锡：2％，不可避免的杂质铁≤0.03％，不可避免的杂质铅≤0.03％，余量为铜。


5.根据权利要求1所述的铜基合金材料，其特征在于，由如下重量百分数的组分组成：氧化铝：1.1％，锡：2.5％，不可避免的杂质铁≤0.03％，不可避免的杂质铅≤0.03％，余量为铜。


6.一种制备权利要求1-5任一项所述的发电机转子导体用铜基合金材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，按照比例将电解铜添加到30...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙飞，赵勇，陈静，
申请(专利权)人：苏州列治埃盟新材料技术转移有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32