一種直流電機(jī)換向器用非含銀的銅鑭合金的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種有色金屬合金，尤其涉及一種直流電機(jī)換向器用非含銀的銅銅合 金。
【背景技術(shù)】
[0002] 換向器俗稱整流子，是直流電機(jī)的重要的部件之一，其作用是通過不斷改變電流 方向，在電機(jī)轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生交變電流，從而使電動(dòng)機(jī)持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去。隨著微特電機(jī)制造技術(shù)的 發(fā)展，電機(jī)的轉(zhuǎn)速愈來愈高，體積愈來愈小，電機(jī)的電磁負(fù)荷增加，負(fù)載溫升高，因此對(duì)換向 器材料的要求也越來越苛刻。
[0003] 換向器用材料的主要要求；（1)盡可能小的電阻；(2)具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性，能 夠抗氧化、抗腐蝕、尤其是耐硫化腐蝕；（3)具有與所配電刷材料相匹配的硬度和耐磨性；
[4] 有較好的滅電弧能力，導(dǎo)電導(dǎo)熱性化電阻溫度系數(shù)小，極限電弧系數(shù)大；妨較高的烙 點(diǎn)和沸點(diǎn)，較高的蒸汽壓。
[0004] 換向器通常采用銅合金制作，其中銅銀合金具有高導(dǎo)電性、高軟化溫度和較高強(qiáng) 度，是電機(jī)換向器的新材料。
[0005] 我國是電機(jī)換向器生產(chǎn)大國。隨著國內(nèi)外電機(jī)的發(fā)展和機(jī)電行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，換 向器市場容量不斷增大。目前國內(nèi)電機(jī)換向器用銅銀合金的年需求量約2-3萬噸左右，并 且還不斷增長，由此可W推算用銀約10-15噸。我國是一個(gè)銀資源相對(duì)貧乏的國家，工業(yè)用 銀很大一部分依賴進(jìn)口，而大部分工業(yè)用銀又用于電工材料上；相對(duì)而言，我國稀±資源豐 富，且稀±純銅（99% )的市場價(jià)格大約只有純銀的百分之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對(duì)直流電機(jī)換向器用材料面臨的上述問題，現(xiàn)提供一種直流電機(jī)換向器用非含 銀的銅銅合金。
[0007] 具體技術(shù)方案如下：
[0008] 本發(fā)明第一個(gè)方面提供一種直流電機(jī)換向器用非含銀的銅銅合金，按重量含有 99. 65-99. 95%的銅，0. 05-0. 3%的稀±銅，其余為不可避免的雜質(zhì)。優(yōu)選的所述直流電機(jī) 換向器用非含銀的銅銅合金，其特征在于：按重量含有99. 70% -99. 90%的銅，0. 10-0. 25 的稀±銅，其余為不可避免的雜質(zhì)。
[0009] 優(yōu)選的所述的直流電機(jī)換向器用非含銀的銅銅合金的制備方法為；常規(guī)上引連鑄 +連續(xù)擠壓+高精冷拉方法生產(chǎn)。
[0010] 優(yōu)選的所述直流電機(jī)換向器用非含銀的銅銅合金，硬度為室溫下115-120HV。
[0011] 優(yōu)選的所述直流電機(jī)換向器用非含銀的銅銅合金，電導(dǎo)率為95. 55-96. 65% IACS。
[0012] 本發(fā)明第二個(gè)方面是提供一種直流電機(jī)換向器用非含銀的銅銅合金的制備方法， 包括；在工頻感應(yīng)爐中升溫至1140-118(TC，加入含銅量99. 95%的陰極銅板，烙化后，將適 量含銅量10-25 %的銅銅中間合金放入石墨鐘罩內(nèi)，將銅銅中間合金和石墨鐘罩一起加入 銅液內(nèi)，待銅銅中間合金烙化后，再將石墨鐘罩取出反復(fù)利用；烙化區(qū)銅液表面用木炭覆 蓋，烙鑄區(qū)用石墨鱗片覆蓋。如此反復(fù)，直至爐內(nèi)液面符合要求，停止加料，化渣，保溫1小 時(shí)左右，開始上引連鑄，同事根據(jù)前面合金比例適時(shí)加料。上引銅銅合金桿經(jīng)連續(xù)擠壓、拉 拔制成。
[0013] 本發(fā)明含稀±銅的銅合金設(shè)計(jì)依據(jù)及銅含量范圍的限定理由如下：
[0014] 稀±加入銅中具有細(xì)化晶粒的效果，并且具有造渣、凈化銅液的作用，可明顯改善 鑄錠組織和加工性能；稀±在銅中可使銅的再結(jié)晶溫度提高locrcw上，從而提高銅銅的 耐高溫強(qiáng)度，可起到銅銀合金的類似效果；稀±具有脫氧、脫硫的作用，有利于降低氧和硫 在銅中的有害影響；稀±可改善銅合金的抗氧化能力。
[0015] 加入適量的稀± (0. 03-0. 3% )，對(duì)銅的導(dǎo)電性能影響很小，但加入過量稀± ( > 0. 3% )，會(huì)形成稀±氧化物，殘留在烙體中形成所謂的"粘渣"現(xiàn)象，降低銅的流動(dòng)性，影響 鑄造性能和制品表面質(zhì)量。另外加入方法要正確，否則也容易導(dǎo)致"粘渣"。加入稀±要考 慮燒損、凈化和合金化作用量。選用合適的加入比例，可提高銅合金的抗拉強(qiáng)度、硬度、高溫 強(qiáng)度和耐磨性、耐熱性，可W替代銅銀合金而節(jié)約昂貴的金屬銀。
[0016] 因此，本發(fā)明提供的銅銅合金具有更好的硬度、抗拉伸強(qiáng)度和伸長率，成本低、易 實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 實(shí)施例一
[0018] 按本發(fā)明的成分要求配置銅銅合金原料，稀±銅（重量百分比）；0. 15%，銅（重 量百分比）99. 80%，其它為不可避免的雜質(zhì)。選用含銅10-25%的銅銅中間合金（考慮中間 合金燒損率15-25% )，陰極銅板含銅量99. 95%。在工頻感應(yīng)爐中升溫至114(TC -118(TC 時(shí)，加電解銅99. 25公斤，烙化后將適量銅銅中間合金放入石墨鐘罩內(nèi)，連同石墨鐘罩一起 加入銅液內(nèi)，待中間合金烙化后再將石墨鐘罩取出重復(fù)利用；烙化區(qū)銅液表面用木炭覆蓋， 鑄造區(qū)用石墨鱗片覆蓋。如此反復(fù)，直至爐內(nèi)液位符合要求，停止加料，化渣，保溫1小時(shí)左 右，開始上引連續(xù)鑄造，同時(shí)根據(jù)前面合金比例適時(shí)加料。上引銅銅合金桿經(jīng)連續(xù)擠壓、拉 拔后進(jìn)行性能檢測，檢測結(jié)果列入表1。
[001引 實(shí)施例二
[0020] 按本發(fā)明的成分要求配置銅銅合金原料，稀±銅（重量百分比）；〇. 21%，銅（重 量百分比）99. 75%，其它為不可避免的雜質(zhì)。選用含銅10-25%的銅銅中間合金（考慮中間 合金燒損率15-25% )，陰極銅板含銅量99. 95%。在工頻感應(yīng)爐中升溫至114(TC -118(TC 時(shí)，加電解銅99. 25公斤，烙化后將適量銅銅中間合金放入石墨鐘罩內(nèi)，連同石墨鐘罩一起 加入銅液內(nèi)，待中間合金烙化后再將石墨鐘罩取出重復(fù)利用；烙化區(qū)銅液表面用木炭覆蓋， 鑄造區(qū)用石墨鱗片覆蓋。如此反復(fù)，直至爐內(nèi)液位符合要求，停止加料，化渣，保溫1小時(shí)左 右，開始上引連續(xù)鑄造，同時(shí)根據(jù)前面合金比例適時(shí)加料。上引銅銅合金桿經(jīng)連續(xù)擠壓、拉 拔后進(jìn)行性能檢測，檢測結(jié)果列入表1。
[0021] 表 1
[0022]
[0023] W上所述僅為本發(fā)明較佳的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的實(shí)施方式及保護(hù)范 圍，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，應(yīng)當(dāng)能夠意識(shí)到凡運(yùn)用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作出的等同替 換和顯而易見的變化所得到的方案，均應(yīng)當(dāng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種直流電機(jī)換向器用非含銀的銅鑭合金，其特征在于：按重量含有 99. 65-99. 95%的銅，0. 05-0. 3%的稀土鑭，其余為不可避免的雜質(zhì)。2. 如權(quán)利要求1所述直流電機(jī)換向器用非含銀的銅鑭合金，其特征在于：按重量含有 99. 70% -99. 90%的銅，0. 10-0. 25的稀土鑭，其余為不可避免的雜質(zhì)。3. 如權(quán)利要求1所述的直流電機(jī)換向器用非含銀的銅鑭合金的制備方法為：常規(guī)上引 連鑄+連續(xù)擠壓+高精冷拉方法生產(chǎn)。4. 如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于：在工頻感應(yīng)爐中升溫至1140-1180°C， 加入含銅量99. 95 %的陰極銅板，熔化后，將適量含鑭量10-25 %的銅鑭中間合金放入石墨 鐘罩內(nèi)，將銅鑭中間合金和石墨鐘罩一起加入銅液內(nèi)，待銅鑭中間合金熔化后，再將石墨鐘 罩取出反復(fù)利用；熔化區(qū)銅液表面用木炭覆蓋，熔鑄區(qū)用石墨鱗片覆蓋；如此反復(fù)，直至爐 內(nèi)液面符合要求，停止加料，扒渣，保溫1小時(shí)左右，開始上引連鑄，同時(shí)根據(jù)前面合金比例 適時(shí)加料。上引銅鑭合金桿經(jīng)連續(xù)擠壓、拉拔后制成。5. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的直流電機(jī)換向器用非含銀的銅鑭合金，電導(dǎo)率達(dá) 95. 55-96. 65% IACS,室溫下硬度達(dá) 115-120HV。6. -種如權(quán)利要求1所述的直流電機(jī)換向器用非含銀的銅鑭合金的生產(chǎn)方法，其特 征在于：在工頻感應(yīng)爐中升溫至1140-1180°C，加入含銅量99. 95%的陰極銅板，熔化后，將 適量含鑭量10-25%的銅鑭中間合金放入石墨鐘罩內(nèi)，將銅鑭中間合金和石墨鐘罩一起加 入銅液內(nèi)，待銅鑭中間合金熔化后，再將石墨鐘罩取出反復(fù)利用；熔化區(qū)銅液表面用木炭覆 蓋，熔鑄區(qū)用石墨鱗片覆蓋；如此反復(fù)，直至爐內(nèi)液面符合要求，停止加料，扒渣，保溫1小 時(shí)左右，開始上引連鑄，同時(shí)根據(jù)前面合金比例適時(shí)加料。上引銅鑭合金桿經(jīng)連續(xù)擠壓、拉 拔和制成。
【專利摘要】一種直流電機(jī)換向器用非含銀的銅鑭合金，其特征在于：按重量含有99.65-99.95％的銅，0.05-0.3％的稀土鑭，其余為不可避免的雜質(zhì)。制備方法為在工頻感應(yīng)爐中升溫至1140-1180℃，加入含銅量99.95％的陰極銅板，熔化后，將適量含鑭量10-25％的銅鑭中間合金放入石墨鐘罩內(nèi)，將銅鑭中間合金和石墨鐘罩一起加入銅液內(nèi)，待銅鑭中間合金熔化后，再將石墨鐘罩取出反復(fù)利用；熔化區(qū)銅液表面用木炭覆蓋，熔鑄區(qū)用石墨鱗片覆蓋。如此反復(fù)，直至爐內(nèi)液面符合要求，停止加料，扒渣，保溫1小時(shí)左右，開始上引連鑄，同時(shí)根據(jù)前面合金比例適時(shí)加料。上引銅鑭合金桿經(jīng)連續(xù)擠壓、拉拔后制成。該工藝生產(chǎn)的銅鑭合金具有更好的硬度、抗拉伸強(qiáng)度和伸長率，成本低、易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。
【IPC分類】C22C1/02, C22C9/00
【公開號(hào)】CN105525125
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410513999
【發(fā)明人】徐恒雷, 楊衛(wèi)良
【申請(qǐng)人】江西康成銅業(yè)有限公司
【公開日】2016年4月27日
【申請(qǐng)日】2014年9月29日