[發(fā)明專利]一種新型高硅鋼實心轉(zhuǎn)子表面銅鍍層的制備工藝

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201811448314.2
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109266820A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鐘慶東
• 申請（專利權(quán)）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(wù)所 43103
• 代理人: 皮維華

本發(fā)明公開了一種新型高硅鋼實心轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子軋制采用溫軋工藝；將鋼板置于退火爐內(nèi)，退火溫度設(shè)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(zhuǎn)子表面進行銅鍍。本發(fā)明制備的新型轉(zhuǎn)子具有化學(xué)成分分布均勻，結(jié)構(gòu)致密的特點，區(qū)別于傳統(tǒng)硅鋼制備，經(jīng)過涂層后的轉(zhuǎn)子擁有更好的力學(xué)性能以及耐腐蝕性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種采用新型結(jié)構(gòu)的高硅鋼轉(zhuǎn)子在交流異步電機上的應(yīng)用，特別是涉及一種不同于傳統(tǒng)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(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)上進一步改進，應(yīng)用于高硅鋼制備轉(zhuǎn)子的研發(fā)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

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

實心轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)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(tài)，但是實心轉(zhuǎn)子造成電機較軟的機械特性，額定工作狀態(tài)滑差大，嚴重的轉(zhuǎn)子損耗會造成電機效率過低，針對以前實心轉(zhuǎn)子的特點與缺陷，為改善傳統(tǒng)實心轉(zhuǎn)子輸出性能，提高高硅鋼實心轉(zhuǎn)子工業(yè)應(yīng)用能力，國內(nèi)外的研究學(xué)者對實心轉(zhuǎn)子做出大量的研究工作。在應(yīng)用范圍方面，提出的起重用實心轉(zhuǎn)子感應(yīng)電機、高速實心轉(zhuǎn)子感應(yīng)電機與實心動子多自由度感應(yīng)電機等都具有極高的應(yīng)用與研究價值；在實心轉(zhuǎn)子性能改良方面，提出的多層(組合式)實心轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子兩端加銅端環(huán)、光滑實心轉(zhuǎn)子表面開槽以及開槽鑄良性導(dǎo)電體等轉(zhuǎn)子優(yōu)化結(jié)構(gòu)，對改良提升電機性能具有較高的幫助；

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

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)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(zhuǎn)子，實現(xiàn)了提高轉(zhuǎn)子使用安全性，延長轉(zhuǎn)子使用壽命，減低電機損耗的目標，將這種新型轉(zhuǎn)子應(yīng)用于交流異步電機的做法，屬于電動機研發(fā)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明能夠得到組織結(jié)構(gòu)均勻，性能良好的實心轉(zhuǎn)子，此實心轉(zhuǎn)子具有較小的中心應(yīng)力，較大臨界缺陷尺寸，結(jié)構(gòu)簡單、機械強度與平衡性優(yōu)良，獨特的渦流特性等優(yōu)點。本發(fā)明對于高硅鋼實心轉(zhuǎn)子應(yīng)用在不同電機具有重要的指導(dǎo)作用，本發(fā)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(lǐng)域的應(yīng)用，對高硅鋼實心轉(zhuǎn)子機械性能，電磁性能進行評價，適用于料性能檢測技術(shù)領(lǐng)域。

為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種新型高硅鋼實心轉(zhuǎn)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(xù)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(xué)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(guān)閉保護氣體，總電源，取出退火高硅鋼樣品；