【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铝合金材料及其应用领域，具体涉及一种真空压铸电机转子铸造铝合金及其制备方法。
技术介绍
1、随着能源和环境问题的日益严重，新能源汽车的发展越来越受到人们的关注。电机是新能源汽车底盘的核心部件之一，而电机转子是电机的重要组成部分。传统的电机转子主要使用铜材，但由于铜材的价格较高，且新能源汽车对轻量化的需求，逐渐被铝材所替代。这样可以降低原料成本，还可以实现零件轻量化的目标。
2、在新能源汽车用铸铝转子的制备方法方面，常规使用一级重熔用铝锭al99.50b铝锭。该类型的电机转子虽有相对较高具有高的可塑性、耐蚀性、导电性；但强度低，铝合金的抗拉强度仅为60mpa-80mpa，屈服强度仅为25mpa-65mpa，并且热处理不能达到强化效果，可切削性不好。
3、目前铸铝转子成型方法中主要有采用离心铸造和压力铸造工艺。离心铸造转子工艺中，离心铸铝用的设备比较简单，但在浇铸工艺过程中有不少操作步骤需要人手工操作，导致操作人员劳动强度较大。并且，离心铸铝转子的缺陷是多种多样的，主要包括转子断条、气孔、缩孔和缩松、裂纹、细条、浇不满与冷隔、转子电阻太大、杂散损耗大等诸多缺陷。常规高压压铸，虽然具有生产效率高、易实现机械化、自动化、可减轻劳动强度等优点，但常规高压压铸时，铸件的主要缺陷是金属液在高速充型过程中，型腔中的气体容易来不及排出，就会被卷入金属内产生气孔，零件材料的孔隙率增高，使得压铸铝合金的强度和导电性降低。并且，现在采用的一级重熔用铝锭al99.50b铝锭材料的合金化程度不高，存在压铸特性不好、压铸
技术实现思路
1、针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的为提供一种真空压铸电机转子铸造铝合金及其制备方法，降低零部件的孔隙率；铝合金材料提高电机转子力学性能强度和导电性能，以解决现有技术中铸铝转子加工步骤复杂、操作人员劳动强度较大、得到的铸铝转子缺陷多且铸铝转子的力学强度、压铸性能难以满足需要的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种真空压铸电机转子铸造铝合金，按照质量百分比计算，包括如下组分：3.0～6.5％的ni元素，0.3～1.0％的fe元素，0.2～0.4％的mg元素，0.02～0.1％的b元素，0.1～0.6％的ce元素，其余均为杂质元素；其中，单个杂质元素的含量小于0.03％，杂质元素总含量小于0.2％；剩余为al。
4、优选地，ni和fe的质量比为ni：fe＝(3～22)：1。
5、优选地，ni和mg的质量比为ni：mg＝(7～33)：1。
6、优选地，所述铝合金的抗拉强度至少为180mpa，屈服强度至少为110mpa，延伸率至少为10％，电导率至少为45％iacs。
7、本专利技术还提供了一种真空压铸电机转子铸造铝合金的制备方法，制备上述真空压铸电机转子铸造铝合金，具体步骤如下：
8、步骤1：将铝锭加热熔化，温度控制在730～750℃，搅拌均匀后，并静置5～10min；
9、步骤2：加入铝铁中间合金和铝镍中间合金进行熔化，搅拌均匀后，静置10～15min；
10、步骤3：将步骤2得到的铝液降温至720℃后，加入alce10中间合金、镁锭和alb3中间合金，熔化并搅拌均匀，静置15～20min；
11、步骤4：将步骤3得到的铝液进行精炼除气后，静置20～25min；
12、步骤5：用步骤4的铝液进行真空压铸，得到压铸铝合金铸件，然后进行t6热处理。
13、优选地，在步骤5中，在真空度为10kpa的条件下进行压铸。
14、优选地，所述压铸铝合金铸件中的孔隙率小于1.5％。
15、本专利技术还提供了一种真空压铸电机转子铸造铝合金的应用，上述制备方法得到的铝合金用于制备电机转子。
16、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
17、1、本专利技术通过在al基体添加ni，可有效提高铝合金的强度、耐热性和耐磨性等，奠定本专利技术所述铝合金的基本性能；同时，al-ni二元合金的共晶温度高(640℃以上)，凝固区间窄，铸造性能良好。ni元素对铝基体的导电性能影响小，使得铝合金材料具有高的导电性能基础。
18、2、本专利技术在铝合金中添加fe元素，一是降低压铸粘模情况，提升模具使用寿命，增加生产效率，二是fe可以细化α-al晶粒，使α-al+al3ni共晶组织球化，晶粒细化显著提升al-ni合金的抗拉强度和屈服强度，同时晶粒细化和共晶组织的球化，增加自由电子的传输通道提升电导率。
19、3、本专利技术通过al基体添加mg，少量的镁在铝基中与原料中微量的杂质硅反应，生成强化相mg2si；少量mg加入铝基中，可形成强化第二相al3mg2，析出合金相可以增强材料的抗拉强度和屈服强度，并可增强合金的导电性能。
20、4、本专利技术通过al基体添加稀土ce，有效细化α-al晶粒，提升材料的强度；同时，还对al-ni-fe合金中的针状fe相有较明显的抑制作用，能使粗大的针状fe变得细小。
21、5、本专利技术中通过al基体添加微量的b，b元素能够与铝基体中的影响导热的杂质元素进行反应，使其沉淀于熔体底部，从而降低杂质元素含量，提高铝合金的导电性能，铝合金的强度将会明显提高，同时硼元素还能够增加铝合金的热处理硬化指数，使得铝合金在高温条件下依然具有很高的硬度和强度。
22、6、本专利技术通过真空压铸成型，明显减少材料的孔隙率，提升材料力学性能和导电性能，同时为t6等热处理强化，提供实现工艺。
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1.一种真空压铸电机转子铸造铝合金，其特征在于，按照质量百分比计算，包括如下组分：3.0～6.5％的Ni元素，0.3～1.0％的Fe元素，0.2～0.4％的Mg元素，0.02～0.1％的B元素，0.1～0.6％的Ce元素，其余均为杂质元素；其中，单个杂质元素的含量小于0.03％，杂质元素总含量小于0.2％；剩余为Al。
2.根据权利要求1所述真空压铸电机转子铸造铝合金，其特征在于，Ni和Fe的质量比为Ni：Fe＝(3～22)：1。
3.根据权利要求1或2所述真空压铸电机转子铸造铝合金，其特征在于，Ni和Mg的质量比为Ni：Mg＝(7～33)：1。
4.根据权利要求1所述真空压铸电机转子铸造铝合金，其特征在于，所述铝合金的抗拉强度至少为180MPa，屈服强度至少为110MPa，延伸率至少为10％，电导率至少为45％IACS。
5.一种真空压铸电机转子铸造铝合金的制备方法，其特征在于，制备权利要求1～4任意所述真空压铸电机转子铸造铝合金，具体步骤如下：
6.根据权利要求5所述真空压铸电机转子铸造铝合金的制备方法，其特征在于，
7.根据权利要求5所述真空压铸电机转子铸造铝合金的制备方法，其特征在于，所述压铸铝合金铸件中的孔隙率小于1.5％。
...【技术特征摘要】
1.一种真空压铸电机转子铸造铝合金，其特征在于，按照质量百分比计算，包括如下组分：3.0～6.5％的ni元素，0.3～1.0％的fe元素，0.2～0.4％的mg元素，0.02～0.1％的b元素，0.1～0.6％的ce元素，其余均为杂质元素；其中，单个杂质元素的含量小于0.03％，杂质元素总含量小于0.2％；剩余为al。
2.根据权利要求1所述真空压铸电机转子铸造铝合金，其特征在于，ni和fe的质量比为ni：fe＝(3～22)：1。
3.根据权利要求1或2所述真空压铸电机转子铸造铝合金，其特征在于，ni和mg的质量比为ni：mg＝(7～33)：1。
<...【专利技术属性】
技术研发人员：欧发强，
申请(专利权)人：重庆慧鼎华创信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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