[發明專利]具有低磁高導電率特性的鐵銅合金材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710618046.3
• 申請日: 2017-07-26
• 公開（公告）號: CN107254599B
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: 李偉力;沈稼豐;王蒲瑞;曹君慈;李棟;姚秀榮;王麗萍;馮義成;張曉晨
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: C22C9/00
• 分類號: C22C9/00;C22C1/03
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 黃曉軍

本發明提供了一種具有低磁高導電率特性的鐵銅合金材料及其制備方法。鐵銅合金材料為導磁導電，包括：銅、鐵、硅、鋁、錳、磷和硫，各個成分的重量百分比為：銅80wt.％、鐵18.45wt.％、碳＜0.15wt.％、硅0.35wt.％、鋁0.3wt.％、錳0.7wt.％、磷0.05wt.％、硫＜0.025wt.％。本發明鐵銅合金材料以生產中常用的工業純鐵和電解銅為主量元素，采用砂型鑄造法，制備發電機端部屏蔽結構件用鐵銅合金材料，Fe?Cu合金具有成低導磁性、結構簡單等特點。同時含有銅屏蔽的“抵磁”效果和磁屏蔽的“聚磁”效果，比僅僅采用單一銅屏蔽或是磁屏蔽的屏蔽效果大大增強，也降低了端部同時采用銅屏蔽和磁屏蔽結構的復雜程度。

技術領域

本發明涉及電工材料技術領域，尤其涉及一種具有低磁高導電率特性的鐵銅合金材料及其制備方法。

背景技術

發電機端部漏磁場作為寄生磁場，是引起發電機端部區邊端鐵心及各結構件發熱，產生破壞性電磁力及引起機械振動的根源。發電機正常運行時，端部漏磁同總是要沿磁阻最小的路徑通過，因此，定子和轉子漏磁通的耦合主要集中在定子的壓圈內圓，壓指和端部最邊端鐵心齒處，導致這些部位附加損耗增大，溫度升高。

附加損耗主要是漏磁通在金屬材質內引起的渦流損耗，為了減小從軸向進入定子鐵心的漏磁通和防止磁通在邊緣鐵心齒部過分集中，一般采取“抵磁”或是“聚磁”的方式來抑制漏磁通。對于大型汽輪發電機，通常采用銅板作為電屏蔽，或是采用硅鋼片沖成無齒的扇形片疊成錐形作為磁分路。

而對于更高容量的發電機，則同時需要安裝電屏蔽和磁屏蔽結合的屏蔽方式來減小發電機的端部軸向漏磁通，該安裝方式結構復雜，增加了發電機端部結構的復雜性，因此如何保證屏蔽效果，同時減小端部結構的復雜程度成為一個亟待解決的問題。

發明內容

本發明的實施例提供了一種具有低磁高導電率特性的鐵銅合金材料及其制備方法，以實現有效地保證發電機端部的屏蔽效果。

根據本發明的一個方面，提供了一種具有低磁高導電率特性的鐵銅合金材料，包括：銅、鐵、硅、鋁、錳、磷和硫，所述銅的重量百分比為80％，所述鐵銅合金材料導磁導電，并且所述鐵銅合金材料的電導率為0.04572Ωmm²/m。

進一步地，各個成分的重量百分比為：銅80wt.％、鐵18.45wt.％、碳＜0.15wt.％、硅0.35wt.％、鋁0.3wt.％、錳0.7wt.％、磷0.05wt.％、硫＜0.025wt.％。

進一步地，所述銅為電解銅，包含99.95％Cu，所述鐵為純鐵或A3鋼，包含99.6％Fe，所述硅為硅鐵，包含Si75％，所述錳為錳鐵，包含Mn65％，所述磷為磷銅。

根據本發明的另一個方面，提供了一種所述的具有低磁高導電率特性的鐵銅合金材料的制備方法，包括：

i.采用中頻感應爐加熱，爐襯選酸性爐襯，先往爐中分次加入工業純鐵并加熱至1600℃左右；

j.待所述工業純鐵熔化后，往所述爐中先加入助焊劑或者玻璃，后加入0.6％的錳鐵以便脫氧；

k.待所述錳鐵脫氧后，往所述爐中分次加入銅，保持所述爐內溫度不變，前三次加入銅的比例為之后加入銅的三分之一，前三次加入銅的時間間隔為三分鐘，并伴隨攪拌；隨后每次等比例往所述爐中加入銅，并進行攪拌，使銅鐵摻雜均勻；

l.加完銅料后，往所述爐中加入磷銅進行脫氧，加完磷銅后，再次往所述爐中加入錳鐵脫氧；

m.加錳鐵后，過幾分鐘往所述爐中加入硅鐵；臨澆鑄前，向合金液中加入鋁；

n.升高爐中溫度至1700℃，打凈爐中表面浮渣

o.合金澆注采用樹脂砂模造型，在澆注時，先將澆包預熱到1200℃左右，然后倒入合金熔體，澆注溫度為1550-1600℃，澆注合金時應攪拌；