[發明專利]一種新型高硅鋼實心轉子表面銅鍍層的制備工藝

在審

• 申請號: 201811448314.2
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109266820A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 鐘慶東
• 申請（專利權）人: 湖南上臨新材料科技有限公司
• 主分類號: C21D1/26
• 分類號: C21D1/26;C21D8/12;C22C33/04;C22C38/04;C22C38/34;C22C38/38;C25D3/38;C25D5/36
• 代理公司: 岳陽市大正專利事務所 43103
• 代理人: 皮維華

本發明公開了一種新型高硅鋼實心轉子表面銅鍍層的制備工藝，包括如下步驟：Fe?6.5%Si合金熔液在實驗室制坯：首先將塊狀硅打磨成為粉末，合并與0.5%~5%的氧化鉻以及1%~3%的氧化錳粉末共同作為添加物；通入氮氣氣氛熔煉得高硅鋼樣品；轉子軋制采用溫軋工藝；將鋼板置于退火爐內，退火溫度設在850℃?1000℃之間，退火時間為60min?120min之間，之后隨爐冷卻至室溫；電鍍工藝在實心轉子表面進行銅鍍。本發明制備的新型轉子具有化學成分分布均勻，結構致密的特點，區別于傳統硅鋼制備，經過涂層后的轉子擁有更好的力學性能以及耐腐蝕性能。

技術領域

本發明涉及一種采用新型結構的高硅鋼轉子在交流異步電機上的應用，特別是涉及一種不同于傳統方法在一系列鍍層以及熱處理工藝下制備的6.5%高硅鋼，并且將在此轉子的結構上進一步改進，應用于高硅鋼制備轉子的研發技術領域。

背景技術

轉子是汽輪機的核心部件，它擔負著能量轉換及扭矩傳遞的重任。工作中的轉子處在高溫高壓介質中并以高速旋轉，它不僅承受工作蒸汽的高壓力引起的應力和高溫帶來的蠕變損傷，而且還要承受高速旋轉引起的離心應力、傳遞工作扭矩產生的扭轉剪切應力、高速旋轉下自重引起的交變切向應力、工況變化導致溫度不均勻引起的熱應力以及軸系振動所產生的動應力等，因而要求轉子具有良好的機械性能。

實心轉子結構簡單，機械強度與平衡性高，適合頻繁重載起動或者長時間工作在制動狀態，但是實心轉子造成電機較軟的機械特性，額定工作狀態滑差大，嚴重的轉子損耗會造成電機效率過低，針對以前實心轉子的特點與缺陷，為改善傳統實心轉子輸出性能，提高高硅鋼實心轉子工業應用能力，國內外的研究學者對實心轉子做出大量的研究工作。在應用范圍方面，提出的起重用實心轉子感應電機、高速實心轉子感應電機與實心動子多自由度感應電機等都具有極高的應用與研究價值；在實心轉子性能改良方面，提出的多層(組合式)實心轉子、轉子兩端加銅端環、光滑實心轉子表面開槽以及開槽鑄良性導電體等轉子優化結構，對改良提升電機性能具有較高的幫助；

表面處理技術主要包括表面涂敷技術、堆焊技術、熱噴涂技術、化學氣相沉積及電沉積等技術。電沉積技術是一種具有悠久歷史的金屬材料表面處理技術，其工藝比較成熟，具有成本較低、參數易控、操作簡便及能獲得綜合性能優良的鍍層等諸多優點，被廣泛應用于金屬材料的表面改性。

發明內容

為了解決現有技術問題，本發明的目的在于克服已有技術存在的不足，提供一種利用高硅鋼（6.5%硅含量）在一系列熱處理制度下制備的實心轉子，實現了提高轉子使用安全性，延長轉子使用壽命，減低電機損耗的目標，將這種新型轉子應用于交流異步電機的做法，屬于電動機研發相關技術領域。本發明能夠得到組織結構均勻，性能良好的實心轉子，此實心轉子具有較小的中心應力，較大臨界缺陷尺寸，結構簡單、機械強度與平衡性優良，獨特的渦流特性等優點。本發明對于高硅鋼實心轉子應用在不同電機具有重要的指導作用，本發明是一種有效的提高電機工作性能的方法，適用于交流異步電機在更廣泛的領域的應用，對高硅鋼實心轉子機械性能，電磁性能進行評價，適用于料性能檢測技術領域。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：一種新型高硅鋼實心轉子表面銅鍍層的制備工藝，包括如下步驟：

a. Fe-6.5%Si合金熔液在實驗室制坯：首先將塊狀硅打磨成為粉末，合并與0.5%~5%的氧化鉻以及1%~3%的氧化錳粉末共同作為添加物；

b. 打開爐電源，通入氮氣氣氛，體積在50%~90%之間，加熱原則一般是高溫慢低溫可適度快，一般<400℃可自由升溫，>800℃時加熱速度小于100℃/h，樣品較大可在800℃保持30min均溫處理再繼續升溫。在850℃~1000℃保溫15min~2h，溫度越高，時間越長晶粒越大，磁性能升高同時力學性能下降。之后以80℃/h冷卻速度冷卻到600℃以下隨爐冷或空冷降至室溫。關閉保護氣體，總電源，取出退火高硅鋼樣品；