CN104300714A - 一种新型的鼠笼式电机转子导条及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种新型的鼠笼式电机转子导条，其成分质量百分比为：硅1.5％-1.7％，余量为铜以及不可避免的杂质，制造方法为：按上述成分将硅块以及电解铜放入中频电炉中熔炼；通过下引连铸机将熔炼产生的原料熔液铸成硅铜锭圆坯；通过挤压机将硅铜锭圆坯挤制成导条半成品，挤压机工作压力25Mpa，挤压加热温度870℃，挤压速度0.2米/分钟；通过液压拉拔机将导条半成品拉制成导条成品，液压拉拔机工作压力12Mpa，拉拔速度10米/分钟。本发明导条电导率稳定，能满足电机对导条电导率的要求，钎焊性能良好，可选用低银钎料，钎料的含银量由原先45％降至30％，每年可节约材料费几百万元，经济效益非常可观，并且机械性能优良。
Description
技术领域
本发明属于电机领域，尤其涉及一种新型的鼠笼式电机转子导条及其制造方法。
背景技术
端环与转子导条的钎焊是电机生产流程中的一个重要环节，钎焊质量的好坏直接影响到电机的性能参数。
其中，转子导条不但要求强度高、塑性好，钎焊性能优良，更要根据电机使用的工况、电机启动电流不同，所拖动负载的转动惯量大小、起动时阻力矩曲线的形状及起动时电机端电压的大小，而需转子导条具有稳定的电导率。
传统的HPb59-1,HSn62-1,QAl9-4等转子导条材料，由于材料国家标准中不考核其电导率性能，故其电导率性能极不稳定，而且钎焊性能差。
发明内容
基于此，针对上述技术问题，提供一种新型的鼠笼式电机转子导条及其制造方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种新型的鼠笼式电机转子导条，其成分质量百分比为：硅1.5%-1.7%，余量为铜以及不可避免的杂质。
本发明还涉及一种新型的鼠笼式电机转子的制造方法，包括以下步骤：
成分:鼠笼式电机转子导条的成分质量百分比为：硅1.5%-1.7%，余量为铜以及不可避免的杂质；
熔炼：按上述成分将硅块以及电解铜放入中频电炉中熔炼；
铸坯：通过下引连铸机将熔炼产生的原料熔液铸成硅铜锭圆坯，熔液浇注温度1190℃，引注速度800转/小时,浇注水压2Mpa；
挤制半成品：通过挤压机将硅铜锭圆坯挤制成导条半成品，挤压机工作压力25Mpa，挤压加热温度870℃，挤压速度0.2米/分钟；
拉制成品：通过液压拉拔机将导条半成品拉制成导条成品，液压拉拔机工作压力12Mpa，拉拔速度10米/分钟。
本发明导条电导率稳定，能满足电机对导条电导率的要求，钎焊性能良好，可选用低银钎料，钎料的含银量由原先45%降至30%，每年可节约材料费几百万元，经济效益非常可观，并且机械性能优良。
具体实施方式
一种新型的鼠笼式电机转子导条，其成分质量百分比为：硅1.5%-1.7%，余量为铜以及不可避免的杂质。
本实施例还涉及一种新型的鼠笼式电机转子的制造方法，包括以下步骤：
成分:鼠笼式电机转子导条的成分质量百分比为：硅1.5%-1.7%，余量为铜以及不可避免的杂质；
熔炼：按上述成分将硅块以及电解铜放入中频电炉中熔炼。
具体地，基于上述成分，通过称重法配比，取1.6%的硅块以及电解铜余量，加入中频电炉中熔炼，待全部溶化后进行升温，同时对炉内的铜及硅进行搅拌，搅拌均匀后取样检测，检测合格后再次进行搅拌。
铸坯：通过下引连铸机将熔炼产生的原料熔液铸成硅铜锭圆坯，熔液浇注温度1190℃，引注速度800转/小时,浇注水压2Mpa；
挤制半成品：通过1200T液压卧式单洞水封挤压机将硅铜锭圆坯挤制成导条半成品，挤压机工作压力25Mpa，挤压加热温度870℃，挤压速度0.2米/分钟；
具体地，将硅铜锭圆坯加热至870℃出炉，挤压机装上相应的规格的挤压模，以0.2米/分钟的挤压速度进行半成品的挤压，然后进行坯料检验，检验合格后可继续挤压，其中，870℃的挤压加热温度及0.2米/分钟挤压速度能对导条的内部分子组织结构改善有很大的提高，对保证产品中导电性能，机械性能稳定性起关键作用。
拉制成品：通过全自动50T液压拉拔机将导条半成品拉制成导条成品，液压拉拔机工作压力12Mpa，拉拔速度10米/分钟。
本实施例导条机械性能优良，电导率稳定，能满足电机对导条电导率的要求，并且钎焊性良好，可选用低银钎料，钎料的含银量由原先45%降至30%，每年可节约材料费几百万元，经济效益非常可观，见表1、表2以及表3。
其中，表1为机械性能数据表。
表1
表2为电性能数据表。
表2
表3为钎焊性能比较表。
表3
为了验证本发明导条的机械性能、电性能以及钎焊性能，以下为相应的验证试验：
一、机械性能试验
试验方法参照GB/T11363―2008。
(1)拉伸试验
根据实际生产情况，选用紫铜、硅铜为母材。钎料为BAg30CuZnSn，钎剂为FB112。试验时拉棒一端均为紫铜（T2），另一端分别是紫铜（T2）、硅铜（THMD）。钎焊接头的平均抗拉强度见表4。
| 母材 | 平均抗拉强度（MPa） |
| 紫铜+紫铜 | 226.8 |
| 紫铜+硅铜 | 225.2 |
表4
(2)剪切试验
试样一端均为紫铜（T2），另一端分别是紫铜（T2）、硅铜（THMD）。钎料为BAg30CuZnSn，钎剂为FB112。试样均采用搭接接头，均断于母材。钎焊接头的剪切力见表5。
| 母材试样编号 | 紫铜+紫铜(kN) | 紫铜+硅铜(kN) |
| 1 | 25.5 | 25.0 |
| 2 | 25.5 | 25.5 |
| 3 | 25.5 | 26.0 |
表5
二、钎焊接头的弯曲试验，试验方法参照ASME标准Ⅸ卷QB―160。
试样一端均为紫铜（T2），另一端分别是紫铜（T2）、硅铜（THMD）。钎料为BAg30CuZnSn，钎剂为FB112。试样均采用对接接头。弯曲试验时压头直径为40mm，弯曲角度为60°。
弯曲后，紫铜与紫铜钎焊试样的拉伸面上钎缝区域内，沿任何方向均无缺陷。个别紫铜与硅铜钎焊试样发现有缺陷，但缺陷长度均小于3mm，符合ASME标准Ⅸ卷中相关规定：弯曲后，在导向弯曲试样凸面任意方向上测量，均不得有大于3mm的开口缺陷，弯曲试验过程中在试样棱角处产生的裂纹除外。
三、为了证明硅铜导条与短路环焊接使用低银钎料：BAg30CuZnSn的可行性，还参照ASME标准Ⅸ卷相关要求进行了钎接工艺评定工作。工艺试件的尺寸和形状按照产品实际情况，其中转子导条的材料分别为紫铜和硅铜，并模拟产品实际钎焊过程。钎接工艺评定试验项目为拉伸试验和切片试验。
(1)工艺试件接头切片试验，试验方法参照ASME标准Ⅸ卷QB―180。
在电机设计制造过程中，更多需要考虑的是导电性能方面的要求，即如何保证转子导条与短路环之间要有可靠的接触。接头处面积足够大，使其焊缝处接触电阻值尽量小，从而不影响电机的性能参数。为此我们通过解剖钎焊接头，来检查钎缝致密性。
在对钎缝进行了着色检查后发现硅铜导条焊缝区域有个别小气孔，但试样的每个侧面缺陷率均未超过5%，优于ASME标准Ⅸ卷中相关规定：未钎接区的总长度不得超过接头搭接长度的20%。
(2)拉伸试验，试验方法参照ASME标准Ⅸ卷QB―150。
为了保证试验数据的准确性，拉伸试样两端面进行了刨加工，使转子导条位置居中。钎焊接头的平均抗拉强度见表6。
| 母材 | 平均抗拉强度(MPa) |
| 紫铜+紫铜 | 207.2 |
| 紫铜+硅铜 | 241.4 |
表6
但是，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
Claims (2)
1.一种新型的鼠笼式电机转子导条，其特征在于，其成分质量百分比为：硅1.5％-1.7％，余量为铜以及不可避免的杂质。
2.一种新型的鼠笼式电机转子的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
成分：鼠笼式电机转子导条的成分质量百分比为：硅1.5％-1.7％，余量为铜以及不可避免的杂质；
熔炼：按上述成分将硅块以及电解铜放入中频电炉中熔炼；
铸坯：通过下引连铸机将熔炼产生的原料熔液铸成硅铜锭圆坯，熔液浇注温度1190℃，引注速度800转/小时，浇注水压2Mpa；
挤制半成品：通过挤压机将硅铜锭圆坯挤制成导条半成品，挤压机工作压力25Mpa，挤压加热温度870℃，挤压速度0.2米/分钟；
拉制成品：通过液压拉拔机将导条半成品拉制成导条成品，液压拉拔机工作压力12Mpa，拉拔速度10米/分钟。
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|---|---|---|---|---|
| CN108768012A (zh) * | 2018-06-13 | 2018-11-06 | 广州西奥多电气设备有限公司 | 一种鼠笼式电机转子及其制备方法 |
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| CN102644005A (zh) * | 2011-06-15 | 2012-08-22 | 上海飞驰铜铝材有限公司 | 一种用于电机制造的铜材及其制造方法 |
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