本发明专利技术公开了一种新型节能电机转子用Cu‑Fe‑Ag‑RE磁性铜合金，所述磁性铜合金的化学组成及其重量百分比为：Fe：5～90％；Ag：0.01～1.5％；RE：0.05‑0.15％；Cu：余量；所述方法包括：步骤一：配料；步骤二：熔炼；步骤三：浇铸；本发明专利技术所制备合金具有成本低，易熔炼，较好的强度和塑性的优点；具有良好的导电导磁性能，可以改善电机起动过程中的起动转矩，降低起动电流，改善电机性能，达到节能降耗、提高能源利用率的目的。
A New Type of Cu-Fe-Ag-RE Magnetic Copper Alloy for Energy-saving Motor Rotor and Its Preparation Method
【技术实现步骤摘要】
一种新型节能电机转子用Cu-Fe-Ag-RE磁性铜合金及其制备方法
本专利技术涉及电机转子材料制造
，具体涉及一种新型节能电机转子用Cu-Fe-Ag-RE磁性铜合金及其制备方法。
技术介绍
电动机是依据电磁感应原理实现将从电系统吸收的电能到向机械系统输出的机械能转换的系统，电动机作为原动机，已成为人类生活、生产的主要动力来源，在我国其用电量高达总用电量的60％以上，尤以小型异步电动机耗能最多。异步牵引电机的优点在于结构简单，性能稳定，维护方便，价格便宜，且制造工艺简单，因此异步电机在工业中得到了最广泛的应用。异步电机又分为鼠笼型电机和绕线型电机，其区别在于转子的不同。鼠笼型大多数使用的是铜转子，其缺点在于铜转子在旋转的电子磁场中切割磁感线获得的转矩较小，且起动电流较大。尽管增加铁芯长度及数量可以获得更多的转矩，但力度十分有限，同时铁芯的增加使转子的重量增加。绕线型异步电机相对于鼠笼型电机增加了滑环、水电阻等，在整体设备价格上有一定的提高。在全球资源紧缺的大环境下，高效节能已经成为异步电机发展的主要方向。近年来，随着科学技术的发展，使得一些高新材料在各行各业得到广泛的应用，同时新品种电机也因高新材料的出现而得到良好的发展。为了适应社会的发展、节能、安全和环保的要求，进行新型节能电动机用材料的研究和开发，具有重要的现实意义。普通感应电动机，虽然效率较高，但起动电流较大，起动转矩并不大。为此，我们开发了此种新型Cu-Fe-Ag-RE材料用于电机转子。
技术实现思路
针对上述存在的问题，本专利技术一方面提供了一种新型节能电机转子用Cu-Fe-Ag-RE磁性铜合金，另一方面提供了一种新型节能电机转子用Cu-Fe-Ag-RE磁性铜合金的制备方法；本专利技术是一种新型的、具有很大发展前途的工程材料，它不仅保留了组成材料各自存在时的优点，而且具有单一材料所没有的优异性能；利用该合金的导磁导电性能既能增加起动转矩、降低起动电流，又能使其运行性能与普通鼠笼型异步电动机基本相同。本专利技术的技术方案为：一种新型节能电机转子用Cu-Fe-Ag-RE磁性铜合金，所述磁性铜合金的化学组成及其重量百分比为：Fe：5～90％；Ag：0.01～1.5％；RE：0.05-0.15％；Cu：余量。一种新型节能电机转子用Cu-Fe-Ag-RE磁性铜合金的制备方法，包括以下步骤：步骤一：配料按照Fe：5～90％、Ag：0.01～1.5％、RE：0.05-0.15％、Cu：余量的材料成分要求对各合金元素配比，选择并称取相应的原料；步骤二：熔炼采用非真空中频感应电炉熔炼，首先加入工业纯铁，待工业纯铁融化后，加入电解铜并在1300℃保温30min，使用石英玻璃管搅拌均匀，然后加入银颗粒和RE；经除气、精炼，最后使用木炭覆盖保温30min，为浇铸做准备；步骤三：浇铸当合金液保温时间结束后，迅速去除表面覆盖的木炭，并使用红外测温仪测定浇铸温度，然后进行浇铸形成铸锭；其中，浇铸使用的是水冷铜模。进一步地，所述步骤一中Cu采用电解铜板方式加入，Fe采用工业纯铁方式加入，Ag以化学银颗粒加入，RE采用La-Ce合金方式加入；采用较纯的原料加入能够有效地避免杂质对后期合金的性能造成影响。进一步地，所述步骤三中铸锭加热至900℃-1100℃后保温30min，再进行热挤压或者锻造处理；经过900℃-1100℃的高温保温30min后，合金更易成形。进一步地，所述将热挤压或锻造后的材料进行冷变形加工，变形量为20％-80％；冷变形加工不仅能够增加材料的硬度和强度，并且能够有效地提高耐磨性能和增加韧性。进一步地，对制备的Cu-Fe-Ag-RE磁性铜合金进行时效处理，时效温度控制在300℃-500℃，时效时间控制在2-6小时；能够有效地增加Cu-Fe-Ag-RE磁性铜合金的硬度和强度。进一步地，通过以上工艺制备的Cu-Fe-Ag-RE合金，强度达600-1200MPa，电导率为20％-65％IACS，具有一定的磁导率，磁导率可根据不同的铁含量进行调节。与现有技术相比，本专利技术有益效果：1、本专利技术设计的Cu-Fe-Ag-RE合金是一种新型的电机转子材料，具有成本低，易熔炼，较好的强度和塑性的优点。2、本专利技术设计的Cu-Fe-Ag-RE合金转子材料，不但具有结构材料的特点还具有功能材料的特征。具有良好的导电导磁性能，可以改善电机起动过程中的起动转矩，降低起动电流，改善电机性能，达到节能降耗、提高能源利用率的目的。3、本专利技术设计的Cu-Fe-Ag-RE合金转子材料使得转子中磁场的交变频率逐渐降低，集肤效应越来越不明显，转子导条中的电流密度逐渐趋于均匀分布，转子的等效电阻变小，使带一定负载的电机异步运行的机械特性的斜率变小，使得异步电机的效率得到明显的提高。附图说明图1是本专利技术实施例3制备合金铸态在100倍镜下的显微组织图；图2是本专利技术实施例3制备合金铸态在500倍镜下的显微组织图；图3是本专利技术实施例5制备合金铸态在100倍镜下的显微组织图；图4是本专利技术实施例5制备合金铸态在500倍镜下的显微组织图。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术作进一步的详细说明，但本专利技术的实施方法不限于此。实施例1：一种新型节能电机转子用Cu-Fe-Ag-RE磁性铜合金的制备方法，包括以下步骤：步骤一：配料按照Fe：5％、Ag：0.15％、RE：0.08％、Cu：余量的材料成分要求对各合金元素配比，选择并称取相应的原料；其中，Cu采用电解铜板加入，Fe采用工业纯铁加入，Ag以化学银颗粒加入，RE采用La-Ce合金方式加入；步骤二：熔炼采用非真空中频感应电炉熔炼，首先加入工业纯铁，待工业纯铁融化后，加入电解铜并在1300℃保温30min，使用石英玻璃管搅拌均匀，然后加入银颗粒和RE；经除气、精炼，最后使用木炭覆盖保温30min，为浇铸做准备；步骤三：浇铸当合金液保温时间结束后，迅速去除表面覆盖的木炭，并使用红外测温仪测定浇铸温度，然后进行浇铸形成Cu-Fe-Ag-RE铸锭，铸锭的规格为Φ200；其中，浇铸使用的是水冷铜模；具体成份为铁5.2wt％，银0.15wt％，氧0.0006wt％，氮0.0006wt％，碳0.012wt％，硫0.0038wt％，余量为铜。以上方法制备的材料，导电率为：70％IACS，强度为：635MPa，具有一定的磁导率。实施例2：与实施例1不同的是，对步骤三所得Cu-Fe-Ag-RE铸锭加热到900℃进行热挤压，然后对热挤压后的型材进行冷拉拔，冷变形量为50％；然后进行时效处理，时效处理温度为400℃，保温时间为3小时。以上方法制备的材料，导电率为：65％IACS，强度为：685MPa，具有一定的磁导率。实施例3：一种新型节能电机转子用Cu-Fe-Ag-RE磁性铜合金的制备方法，包括以下步骤：步骤一：配料按照Fe：10％、Ag：0.25％、RE：0.08％、Cu：余量的材料成分要求对各合金元素配比，选择并称取相应的原料；其中，Cu采用电解铜板加入，Fe采用工业纯铁加入，Ag以化学银颗粒加入，RE采用La-Ce合金方式加入；步骤二：熔炼采用非真空中频感应电炉熔炼，首先加入工业纯铁，待工业纯铁融化后，加入电解铜并在1300℃保温30min，使用石英玻璃管搅拌均匀，然后加入银颗粒和RE；经本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种新型节能电机转子用Cu‑Fe‑Ag‑RE磁性铜合金，其特征在于，所述磁性铜合金的化学组成及其重量百分比为：Fe：5～90％；Ag：0.01～1.5％；RE：0.05‑0.15％；Cu：余量。
【技术特征摘要】
1.一种新型节能电机转子用Cu-Fe-Ag-RE磁性铜合金，其特征在于，所述磁性铜合金的化学组成及其重量百分比为：Fe：5～90％；Ag：0.01～1.5％；RE：0.05-0.15％；Cu：余量。2.一种新型节能电机转子用Cu-Fe-Ag-RE磁性铜合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：配料按照Fe：5～90％、Ag：0.01～1.5％、RE：0.05-0.15％、Cu：余量的材料成分要求对各合金元素配比，选择并称取相应的原料；步骤二：熔炼采用非真空中频感应电炉熔炼，首先加入工业纯铁，待工业纯铁融化后，加入电解铜并在1300℃保温30min，使用石英玻璃管搅拌均匀，然后加入银颗粒和RE；经除气、精炼，最后使用木炭覆盖保温30min，为浇铸做准备；步骤三：浇铸当合金液保温时间结束后，迅速去除表面覆盖的木炭，并使用红外测温仪测定浇铸温度，然后进行浇铸形成铸锭；其中，浇铸使用的是水冷铜模。3.根据权利要求2所述的一种新型节能电机转子用Cu-Fe-Ag-RE磁性铜合金的制备方法，其特征在于，所述步骤一中...
【专利技术属性】
技术研发人员：马明月，庾高峰，武旭红，张航，张琦，王聪利，吴斌，靖林，王文斌，
申请(专利权)人：陕西斯瑞新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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