新型铝合金用于电动机转子材料的研究.pdfVIP

维普资讯 新型铝台金用于电动机转子材料的研究 电劫工其 新型铝合金用于电动机转子材料的研究 吴凯令 翁亚 白 (上海理工大学 200093) 摘要 本文分析了A1S1HnFe合金的金相显微组织、电阻率及力学性能，为高转矩、高转差率 的电动机转子找到了一种既满足电阻率要求，又具有好的铸造性能和一定力学性能的铝合金材料。 关键词 电动机转子 铝台金 高电阻率 力学性能 金相组织 在 电动机制造中，对普通 鼠笼式电动机转 结晶温度区域逐渐变宽 ，但其铸造性能仍然很 子 ，大都采用纯铝进行压铸或离心浇注铸造。 好。并且，对过共晶铝硅合金来讲 ，它还具有 而对于要求起动转矩大或高转差率的电动机 ， 一 定的抗拉强度和伸长率。其抗拉强度随温度 其转子导条的材料必须具有比纯铝高得多的电 升高而降低的速度远比成分为亚共晶、共晶的 阻率。转子导条的电阻率，随电机性能的不同 铝硅合金慢。温度在200～4O0℃时被充分细化 而有不同的要求。目前，用铸铝合金转子代替 了初晶硅，其合金的抗拉强度大于亚共晶合金 焊接铜排导条转子 ，生产高转矩或高转差率的 的抗拉强度，加之线收缩系数小 ，能够满足 目 电动机。由于节省铜而使成本大大降低，并且以 前电机生产中普遍采用的 “热套轴法”装轴时 铸造浇注铝合金工艺代替铜排导条转子的嵌焊 的力学性能要求，不致于开裂。 工艺，可提高生产效率。此外 ，铸造铝合金转 另外，由于我国的铝价格高于结晶硅的价 子还具有可以灵活设计最佳槽形、提高散热效 格 ，因此增加合金的含硅量可以有效地降低产 能、机械上易找动平衡等优点。因此，国内外 品生产成本。但含硅量过高会降低合金力学性 许多铸造工作者都对用高电阻率铝合金新材料 能 ，因而选含硅量为20％，并在此过共晶的基 生产 电动机转子进行了研究。 体上加入不同量其它合金元素 ，以满足不同电 研制电动机转子用高电阻率铝合金遇到的 动机对 电阻率 (P)、抗拉强度 ( 和伸长率 主要困难是 ：电阻率的提高会使铝合金铸造工 (8)的要求。 ， 艺性能易产生冷态发脆。有的铝合金虽能保证 2 铁及锰元素对铝合金性能的影响 其有高的电阻率 ，但 由于热裂和冷裂造成的电 经一系列的分析试验可知 ，铝硅合金 中 动机转子的废品率却高达 3O％以上，大大地提 (见图1)，随着铁 (Fe)含量的增加合金电阻率 高了生产成本。 呈上升趋势。此外 在相同铁含量条件下，锰 本文研究探讨的电动机转子用高电阻率铸 (Mn)含量高的合金其电阻率也较高。由图2可 造A1SiMnFe合金，具有电阻率高、铸造性能好 见 ，随着铁含量的增加，合金抗拉强度呈下降 和较好的力学性能 ；且可根据 电动机起动性能 趋势。相同铁含量条件下，锰含量高的合金低 的不同要求，通过调整铝合金成分配方铸造获得 于锰含量低的合金的抗拉强度。由图3可见， 不同的电阻率。对满足电动机性能指标及降低电 随着铁含量增加，合金的伸长率呈下降趋势。 动机制造成本等均能得到良好的效果。 因此 ，在铝硅合金中，应该有一系列的由不同 1 硅 元素对铝合金性能的影响 成分配制的合金种类，根据 电动机的参数不同 硅 (si)具有很大的凝 固潜热和较大的比热 对 电阻