型铝合金用于电动机转子材料的研究

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1、新型铝合金用于电动机转子材料的研究电矛，县2006(4)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AlSiMnFe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合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

2、对子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200400℃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

3、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。体上加人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(心和伸长

4、率主要困难是:电阻率的提高会使铝合金铸造工(s)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30%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AlSiMnFe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

5、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率、抗拉强度、伸长率和使用要求进行容，线收缩系数仅为铝的三分之一左右。因

6、此，合理的选择。随着含硅量的增加，铝硅合金形成的过共晶的一5一万方数据电衡二县2006(4)新型铝合金用于电动机转子材料的研究电阻电阻增加。多相合金的电阻率不仅决定于各相的电阻率大小和相对量，而且相的组织几何尺寸和相的分布特点对合金的电阻率也有一定的影响。.经对未浸蚀的合金试样进行金相显微观察发现，在AlSiMnFe合金的铸态金相组织中，除了在白色基体((a+Si共晶)上分布着大量不规则的多边形的初晶硅外，还分布着“白亮”相(该含铁量相在显微镜下颜色较浅，为了叙述方便并与共晶图1含铁量与电阻的关系组织

7、及初晶硅区别开来，故此称)。这种“白强度亮”相呈棒状或不规则块状，并有如下规律:①，印‘随着合金铁含量和锰含量的增加，“白亮”相的，匆‘数量也随之增加。②随着合金含铁含量的增加，204金相组织中棒状“白亮”相逐渐减少，不规则块一“白亮”相逐渐增多。并且“白亮”相有由棒状2n3U向不规则块状转变的趋势。其化学组成可用分子2工U2式Fe3Mn5Si5A130表示。0.51.01.52.0经测定，合金金相组织中“白亮”相的电阻含铁量图2含铁量与抗拉强度的关系远大于形成它的各组元的电阻值，因而随着铁含盆的增加

8、，“白亮，相增加，合金的电阻增大。伸长率‘L6一虽然绝大部分铁都形成“白亮”相，但仍有少量铁会溶人。-Al中而形成固溶体，使有效电子数1.5减少并造成一定程度的晶格畸变，造成合金的电阻增大。同样，合金的金相组织中随锰含量的增1J加，“白亮”相也是增多的。锰是过渡族元素，形成固溶体时将使有效电子数减小，并且会造成1.2一定程度的晶格畸变。锰形成固溶体，使电阻率显著增大，因此合金随锰含量的增加而电阻增大。1.01.s含铁t分析认为:在金相显微下“白亮”相，一