一种Al-Cu-Mg-Ag型电机转子铝合金及其制备方法和应用技术

本申请公开了一种Al

【技术实现步骤摘要】
一种Al
‑
Cu
‑
Mg
‑
Ag型电机转子铝合金及其制备方法和应用


[0001]本申请涉及一种Al
‑
Cu
‑
Mg
‑
Ag型电机转子铝合金及其制备方法和应用，属于新能源汽车电机


技术介绍

[0002]由于铝具有密度小，导电及导热性能良好，且价格低的优点，逐渐被选择应用于制造新能源汽车的电机转子，代替铜材，以实现降本和轻量化的目标。为了获得更高的效率，要求铸铝转子铝材有较高的导电率；为了实现更高的转速，要求铸铝转子铝材有较高的强度。
[0003]目前新能源汽车用铸铝转子主要使用高纯铝，铸造工艺主要为高压铸造和离心铸造等，一般情况下，在一定范围内添加其他金属元素能够有利于铸造铝合金电导率或力学性能的提升，但是现有技术中所添加的金属元素一方面成本较高，性能提升较差，性价比低，另一方面添加金属元素后难以做到电导率、力学性能和其他性能的平衡，经常出现电导率高，力学性能较差，耐热性差，或电导率低，其他性能良好的情况，各种性能难以都处在良好的范围内。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，提供了一种Al
‑
Cu
‑
Mg
‑
Ag型电机转子铝合金及其制备方法和应用，通过限定铸造铝合金添加的元素及各元素添加比例，能够在保证电导率和抗拉强度等力学性能良好的情况下，使铝合金具有良好的耐热性能，抗高温蠕变性能良好，并且生产成本低，适于工业化推广。
[0005]根据本申请的一个方面，提供了一种Al
‑
Cu
‑
Mg
‑
Ag型电机转子铝合金，包括Cu 0.3
‑
1.0wt％，Mg 0.1
‑
0.3wt％，Ag 0.1
‑
0.3wt％，其余为Al。
[0006]优选地，所述Al为高纯Al，纯度大于99.8％。
[0007]可选地，Al
‑
Cu
‑
Mg
‑
Ag合金中，Cu、Mg与Ag的含量比为(3
‑
4)：(1
‑
2)：(1
‑
2)。
[0008]可选地，Al
‑
Cu
‑
Mg
‑
Ag合金中，Cu、Mg与Ag的含量比为4：1：1。
[0009]根据本申请的另一个方面，还提供了一种上述Al
‑
Cu
‑
Mg
‑
Ag型电机转子铝合金的制备方法，包括以下步骤：
[0010](1)将铝锭放置在熔炼炉中，加热使其熔融，先加入称量好的Cu和Ag组分，待其完全融化后，再加入Mg组分，搅拌均匀；
[0011](2)保持温度在720
‑
740℃下进行精炼处理，精炼后扒渣，静置；
[0012](3)将铸造模具预热后进行离心铸造，等合金凝固后，浇铸设备停止旋转，自然冷却至室温；
[0013](4)对步骤(3)得到的合金进行热处理，热处理后即得Al
‑
Cu
‑
Mg
‑
Ag型电机转子铝合金。
[0014]可选地，步骤(1)中的加热温度为710
‑
750℃；步骤(3)中的预热温度710
‑
740℃，离
心转速为200
‑
300r/min，浇铸温度为715
‑
730℃。
[0015]可选地，步骤(2)中精炼的方法为旋转喷吹气体或加入熔体总质量0.5
‑
1％的精炼剂，精炼时间为10
‑
30min。
[0016]可选地，步骤(4)热处理的步骤为将步骤(3)得到的合金一次升温至450
‑
550℃，保温后进行水冷淬火，然后二次升温至160
‑
200℃，保温后空气冷却至室温。
[0017]可选地，一次升温的升温速率为80
‑
120℃/h，保温时间为6
‑
10h；二次升温的升温速率为90
‑
110℃/h，保温时间为15
‑
20h。
[0018]可选地，水冷淬火转移时间小于20s，水冷淬火的冷却速度为25
‑
35℃/s，空气冷却的冷却速度为2
‑
4℃/min。
[0019]根据本申请的又一个方面，提供了一种上述Al
‑
Cu
‑
Mg
‑
Ag型电机转子铝合金或上述制备方法制备得到的Al
‑
Cu
‑
Mg
‑
Ag型电机转子铝合金的应用，其适用于新能源汽车电机转子。
[0020]本申请中，“室温”，是指25℃。
[0021]本申请的有益效果包括但不限于：
[0022]1.根据本申请的Al
‑
Cu
‑
Mg
‑
Ag型电机转子铝合金，通过限定铸造铝合金添加的元素及各元素添加比例，能够在保证电导率和抗拉强度等力学性能良好的情况下，使铝合金具有良好的耐热性能，抗高温蠕变性能良好，并且生产成本低，适于工业化推广。
[0023]2.根据本申请的Al
‑
Cu
‑
Mg
‑
Ag型电机转子铝合金，通过限定Al
‑
Cu
‑
Mg
‑
Ag合金中具体元素比例，Cu、Mg与Ag的含量比为(3
‑
4)：(1
‑
2)：(1
‑
2)，使合金中主要形成S
’
(Al2CuMg)相和Ω
’
(Al2Cu)相，S
’
(Al2CuMg)相有助于提升合金的强度和电导率，Ω
’
(Al2Cu)相有利于提高合金的强度和耐热性，从而使得Al
‑
Cu
‑
Mg
‑
Ag合金既具备良好的电导率和强度等力学性能，同时还具备良好的耐热性。
[0024]3.根据本申请的Al
‑
Cu
‑
Mg
‑
Ag型电机转子铝合金的制备方法，通过限定元素加入顺序，能够减少Mg元素的氧化损失，通过在离心铸造后再进行热处理，限定一次升温至较高温度，能够促进一部分合金元素固溶于基体内部，在通过水冷淬火、二次升温，使部分Ω
’
(Al2Cu)相弥散析出，增强了合金高温的稳定性，再通过人工时效使合金中细小的相细化析出，提高合金的强度，从而使合金具备优异的综合性能。
[0025]4.根据本申请的Al
‑
Cu<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Al
‑
Cu
‑
Mg
‑
Ag型电机转子铝合金，其特征在于，包括Cu 0.3
‑
1.0wt％，Mg 0.1
‑
0.3wt％，Ag 0.1
‑
0.3wt％，其余为Al。2.根据权利要求1所述的Al
‑
Cu
‑
Mg
‑
Ag型电机转子铝合金，其特征在于，Al
‑
Cu
‑
Mg
‑
Ag合金中，Cu、Mg与Ag的含量比为(3
‑
4)：(1
‑
2)：(1
‑
2)。3.根据权利要求2所述的Al
‑
Cu
‑
Mg
‑
Ag型电机转子铝合金，其特征在于，Al
‑
Cu
‑
Mg
‑
Ag合金中，Cu、Mg与Ag的含量比为4：1：1。4.一种如权利要求1
‑
3中任一所述的Al
‑
Cu
‑
Mg
‑
Ag型电机转子铝合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将铝锭放置在熔炼炉中，加热使其熔融，先加入称量好的Cu和Ag组分，待其完全融化后，再加入Mg组分，搅拌均匀；(2)保持温度在720
‑
740℃下进行精炼处理，精炼后扒渣，静置；(3)将铸造模具预热后进行离心铸造，等合金凝固后，浇铸设备停止旋转，自然冷却至室温；(4)对步骤(3)得到的合金进行热处理，热处理后即得Al
‑
Cu
‑
Mg
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：赵培振，陆松，温春国，郑世育，
申请(专利权)人：聊城市金之桥进出口有限公司，
类型：发明
国别省市：