一种以铝代铜电机芯用铝合金及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种以铝代铜电机芯用铝合金及其制造方法，涉及铝合金材料技术领域。该铝合金由如下质量百分含量的化学成分组成：Mg0.52

【技术实现步骤摘要】
一种以铝代铜电机芯用铝合金及其制造方法


[0001]本专利技术涉及铝合金材料
，特别是涉及一种以铝代铜电机芯用铝合金及其制造方法。

技术介绍

[0002]铝是地球上分布最广的金属，其储量在金属中居首位，同时铝有许多优良特性，其导电能力在金属中仅次于铜、银、金，比强度也高于大多数金属，为设备制造的轻量化提供了广阔空间。
[0003]传统上电机芯大多数都是使用铜带，铜材的最大优点是电导率高，在金属中铜的电导率仅次于银，因而铜材是电机芯的首选材料，然而，虽然铜带较好的保证了电机芯的导电性，但主要存在以下三方面的问题：一是，铜资源有限；二是，铜的比重是铝的3倍，不利于设备减重；三是，铜的价格约是铝的3倍，价格过高不利于降低制造成本。
[0004]基于上述现状，如果能够实现以铝代铜，同时保证铝合金材料用于电机芯中的使用性能，对于推动电机芯材料的发展具有长足的积极影响。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种以铝代铜电机芯用铝合金及其制造方法，以解决上述现有技术存在的问题，在保证电机芯材料性能需求的基础上，实现了降低成本及设备减重的技术效果。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]本专利技术提供一种铝合金，由如下质量百分含量的化学成分组成：
[0008]Mg 0.52
‑
0.63wt％，Cu 0.55
‑
0.65wt％，Zn≤0.012wt％，Mn≤0.02wt％，Ti≤0.03wt％，Si≤0.04wt％，Fe≤0.08wt％；其余单个杂质≤0.03wt％，其余杂质总和≤1.0wt％；其余含量为Al。
[0009]进一步地，上述铝合金由铝锭、AlCu40中间合金和镁锭为原料制备得到。
[0010]本专利技术还提供上述铝合金的制备方法，包括以下步骤：
[0011](1)清炉、洗炉：清炉后，利用铝锭进行洗炉，直至洗炉试样成分达到所述铝锭的元素成分标准；
[0012](2)投料：将与步骤(1)同样成分的铝锭和AlCu40中间合金投入炉中；AlCu40中间合金先期投入，铝锭投在其上层；
[0013](3)熔炼：当炉料熔化后，加入熔剂覆盖，当熔体温度达到740
±
5℃，扒除液面浮渣，然后将精炼剂喷射到所述熔体底部，扒净液面浮渣，加入镁锭，搅拌，进行化学成分分析，并按照所述铝合金成分调整化学成分，直至达到所述铝合金的化学成分要求；
[0014]所述熔剂添加量为所述炉料的0.2wt％；所述精炼剂添加量为所述熔体的0.15wt％。熔剂采用50％NaCl+50％KCl，精炼剂采用(25
‑
35％)NaCl+(35
‑
50％)KCl+(35
‑
50％)K3AlF6混合的混合物。
[0015](4)除气：调整化学成分合格后，对所述熔体进行除气处理；
[0016](5)铸造：对步骤(4)得到的熔体进行铸造，得到所述铝合金。
[0017]进一步地，所述铝锭由如下质量百分含量的化学成分组成：
[0018]Si≤0.04wt％，Fe≤0.06wt％，Zn≤0.012wt％，Mn≤0.02wt％，Ti≤0.01wt％，其余单个杂质≤0.03wt％，其余杂质总和≤1.0wt％，余量为Al。
[0019]进一步地，所述AlCu40中间合金和镁锭中，除铜元素和镁元素外，所述AlCu40中间合金和镁锭两种原料中其他元素杂质含量总和低于1.0wt％。
[0020]本专利技术进一步提供上述铝合金在电机芯中的应用。
[0021]进一步地，所述电机芯为新能源汽车电机芯。
[0022]本专利技术公开了以下技术效果：
[0023]本专利技术制备的以铝代铜电机芯用铝合金力学性能和物理性能优异，抗拉强度≥130Mpa，屈服强度≥50Mpa，伸长率≥25％，电导率≥30MS/m，热导率≥210W/m.k，硬度≥25HB，耐腐蚀性:腐蚀电位650
±
10mv(SCE)，达到了与铜材相当的性能，完全满足电机转子对合金材料的性能要求。
[0024]本专利技术以铝代铜，在保证铝合金材料在电机芯中使用性能的基础上，显著降低了原有电机芯铜材的成本，并实现了设备减重，对于推动电机芯材料的发展具有长足的积极影响。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1为本专利技术制备的铝合金金相图。
具体实施方式
[0027]现详细说明本专利技术的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本专利技术的限制，而应理解为是对本专利技术的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
[0028]应理解本专利技术中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本专利技术。另外，对于本专利技术中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本专利技术内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
[0029]除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本专利技术所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本专利技术仅描述了优选的方法和材料，但是在本专利技术的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
[0030]在不背离本专利技术的范围或精神的情况下，可对本专利技术说明书的具体实施方式做多
种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本专利技术的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本专利技术说明书和实施例仅是示例性的。
[0031]关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
[0032]本专利技术在不降低电机芯用金属材料力学性能和物理性能前提下而开展电机芯材料研发，具体要求如下：
[0033]抗拉强度≥130Mpa；屈服强度≥50Mpa；伸长率≥25％；电导率≥30MS/m；热导率≥210W/m.k；硬度≥25HB。
[0034]另外，本专利技术材料主要用于新能源汽车电机芯，其工作环境恶劣，需要保证材料的耐腐蚀性能，同时电机工作时会有一定温升，还要考虑其一定的耐热性。
[0035]根据上述原因，本专利技术研发时选用少量铜元素作为铝合金的强化元素，化合成θ(CuAl2)强化相，但不宜过多，一旦过多，虽然抗拉强度和屈服强度提高，但伸长率、电导率等会同时下降，经计算和试验，合金中加入Cu(wt％)0.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝合金，其特征在于，由如下质量百分含量的化学成分组成：Mg 0.52
‑
0.63wt％，Cu 0.55
‑
0.65wt％，Zn≤0.012wt％，Mn≤0.02wt％，Ti≤0.03wt％，Si≤0.04wt％，Fe≤0.08wt％；其余单个杂质≤0.03wt％，其余杂质总和≤1.0wt％；其余含量为Al。2.根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于，所述铝合金由铝锭、AlCu40中间合金和镁锭为原料制备得到。3.如权利要求1
‑
2任一项所述的铝合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)清炉、洗炉：清炉后，利用铝锭进行洗炉，直至洗炉试样成分达到所述铝锭的元素成分标准；(2)投料：将与步骤(1)同样成分的铝锭和AlCu40中间合金投入炉中；(3)熔炼：当炉料熔化后，加入熔剂覆盖，当熔体温度达到740
±
5℃，扒除液面浮渣，然后将精炼剂喷射到所述熔体底部，扒净液面浮渣，加入镁锭，搅拌，进行化学成分分析，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：苑高利，霍臣明，毛贻国，葛素静，钱伟涛，李雪科，孙芳芳，王吉，李作平，刘永昌，
申请(专利权)人：河北新立中有色金属集团有限公司，
类型：发明
国别省市：