專利名稱：用于感應(yīng)轉(zhuǎn)子的鋁基復(fù)合材料鼠籠式裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，更具體地說涉及用于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的鋁復(fù)合材料轉(zhuǎn)子。
背景技術(shù)：
在燃油效率方面上不斷增長(zhǎng)的要求已經(jīng)制造出在汽車業(yè)中更有吸引力的混合動(dòng) 力系統(tǒng)。除了普通燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)之外，用作電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的電力機(jī)器(通常被稱為電機(jī)) 為混合動(dòng)力系統(tǒng)中的重要部分。為了降低制造成本，在混合動(dòng)力系統(tǒng)中所用的許多電機(jī)為 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。交流(AC)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)由于能夠提供簡(jiǎn)單牢固的結(jié)構(gòu)、方便維護(hù)以及成本低廉 等原因所以普遍用在混合動(dòng)力汽車中。名稱“感應(yīng)電動(dòng)機(jī)”來自通過在定子中產(chǎn)生出的旋 轉(zhuǎn)磁通量而感應(yīng)到“轉(zhuǎn)子”中的AC。鋁鼠籠承載電流，并且需要高導(dǎo)電率。在轉(zhuǎn)子中的層狀 鋼片承載著磁通量。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在鼠籠中感應(yīng)出電流。在轉(zhuǎn)子中感應(yīng)出的磁場(chǎng)與在定子中的 偏置磁場(chǎng)相互作用，并且導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)和生成力矩。在操作中，轉(zhuǎn)子速度總是慢于磁場(chǎng)速度，從 而使得轉(zhuǎn)子棒能夠切割磁力線并且產(chǎn)生出有用力矩。該速度差被稱為轉(zhuǎn)差速度。轉(zhuǎn)差隨著 負(fù)載而增大，并且對(duì)于力矩產(chǎn)生而言是必不可少的。定子結(jié)構(gòu)通常由成形為形成磁極的鋼片層狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成。銅導(dǎo)線形成并且插入作為 定子組件的一部分。它們與電壓源連接以產(chǎn)生出旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)子通常由在鋼軸上的層狀結(jié)構(gòu)制成。鐵芯(層狀鋼堆疊)用來承載穿過電機(jī)的 磁場(chǎng)。對(duì)該鐵芯的結(jié)構(gòu)和材料進(jìn)行專門設(shè)計(jì)以減小磁性損失。由清漆絕緣層分開的這些薄 堆疊(鋼片)降低了會(huì)導(dǎo)致渦流損失的雜散環(huán)流。用于這些堆疊的材料為專門定制用來產(chǎn) 生特定磁性的低碳高硅鋼，例如抑制渦流并且使得材料的滯后回線變窄(每個(gè)循環(huán)的能耗 較小或者較低的鐵芯損耗)以及高滲透性(電磁)。低碳含量使之成為滯后損失較低的軟 磁性材料。為了減小在這些薄層狀鋼片之間的氣隙和鐵芯損失，最好將這些層狀鋼堆疊盡 可能保持緊密。實(shí)際上，通常采用電焊或者互鎖機(jī)構(gòu)將該層狀鋼堆疊保持在一起。在該層狀結(jié)構(gòu)的周邊周圍的徑向狹槽裝有轉(zhuǎn)子棒，它們通常由鋁或銅制成。這些 轉(zhuǎn)子棒通常沿著轉(zhuǎn)子的長(zhǎng)度稍微歪斜以降低噪聲，并且消除了扭矩波動(dòng)，否則這會(huì)由于與 定子的磁極片的相互作用而導(dǎo)致一些速度變化。轉(zhuǎn)子棒的布置類似于鼠籠。由于其高密度和熔點(diǎn)，銅在轉(zhuǎn)子用途中尤其對(duì)于混合動(dòng)力系統(tǒng)而言存在層狀結(jié)構(gòu) 和/或獨(dú)特問題。在混合動(dòng)力應(yīng)用中，由于在機(jī)動(dòng)車中的空間限制，所以通常需要高速(例 如超過IOOOOrpm)電機(jī)。高密度銅能夠在高rpm下產(chǎn)生出非常高的離心力和慣性，并且 會(huì)產(chǎn)生出性能和耐久性問題。另外，轉(zhuǎn)子優(yōu)選通過高壓模鑄(HPDC)制造出。銅的高熔點(diǎn) (1083°C )使得鑄造過程非常困難，而且明顯降低了模具使用壽命并且增加了銅轉(zhuǎn)子的制 造成本。對(duì)于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)而言，鋁基鼠籠使用非常普遍，因?yàn)殇X比銅輕得多并且便宜得多。 圖1顯示出鼠籠式轉(zhuǎn)子。雖然鑄鋁電機(jī)克服了銅材料所帶來的高轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和低模具使用壽 命的不足，但是為了其成功用在電機(jī)中，機(jī)械性能存在巨大挑戰(zhàn)。與銅的59. 6X IO6SJ-1相比，鋁的導(dǎo)電率為37.8\10、^_1(在201下)。純鋁(99. 7%純度)具有高導(dǎo)電率(純銅 的導(dǎo)電率的61%)，但是機(jī)械性能較低。A6101-T61(0.6Mg-0. 5Si)具有相對(duì)較高的導(dǎo)電率 (57%)和更好的強(qiáng)度。這兩種材料都普遍用于制作感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的鼠籠。該材料的成分、孔隙 率、應(yīng)力/應(yīng)變曲線、耐疲勞和蠕變性和導(dǎo)電率對(duì)于電機(jī)的性能和耐久性而言非常重要。在 鑄鋁中通?？梢姷目紫堵蕰?huì)影響導(dǎo)電率。用于轉(zhuǎn)子用途的鋁合金通常為可鍛合金，該合金 由于其低流動(dòng)性、高收縮率(從液態(tài)到固態(tài)的密度改變)、高熔融溫度和大凝固范圍(在液 態(tài)和固態(tài)之間的溫度差異)所以難以鑄造。該鋁可鍛合金的這些特征尤其對(duì)于在導(dǎo)電棒和 端環(huán)之間的位置而言增大了孔隙率和熱撕裂趨勢(shì)，這會(huì)導(dǎo)致端環(huán)斷裂。另外，許多鑄鋁轉(zhuǎn)子 是通過高壓模鑄制成的。由于模具填充中流速非常高(大約60m/s)而導(dǎo)致的在高壓模鑄過 程期間夾雜的空氣和大量鋁氧化物也會(huì)明顯降低轉(zhuǎn)子尤其在轉(zhuǎn)子棒中的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性。因此，需要改進(jìn)的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子及其制造方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過提供改進(jìn)的轉(zhuǎn)子及其制造方法來滿足這個(gè)要求。在一個(gè)實(shí)施方式中，提供了一種制造轉(zhuǎn)子的方法。該方法包括將鋁和碳納米管 混合；將該混合物形成為鋁-碳納米管復(fù)合材料導(dǎo)電棒；提供具有多個(gè)縱向狹槽的層狀鋼 堆疊；將多個(gè)導(dǎo)電棒設(shè)置在所述縱向狹槽中，所述多個(gè)導(dǎo)電棒的第一和第二端部從所述縱 向狹槽中延伸出；將具有所述多個(gè)導(dǎo)電棒的層狀鋼堆疊設(shè)置在具有用于一對(duì)端環(huán)的模腔 的鑄模中，其中所述多個(gè)導(dǎo)電棒的所述第一和第二端部延伸進(jìn)所述模腔中；并且用鋁、鋁合 金、鋁復(fù)合材料或其組合填充所述模腔。另一方面為轉(zhuǎn)子。該轉(zhuǎn)子包括由鋁或鋁合金或其組合物制成的一對(duì)端環(huán)；以及 在這對(duì)端環(huán)之間的多個(gè)導(dǎo)電棒，這對(duì)端環(huán)和多個(gè)導(dǎo)電棒形成圓柱體，并且多個(gè)導(dǎo)電棒包括 鋁-碳納米管復(fù)合材料，其中所述導(dǎo)電棒的第一和第二端部延伸進(jìn)那對(duì)端環(huán)中。本發(fā)明還提供了以下方案 方案1. 一種制造轉(zhuǎn)子的方法，包括 將鋁和碳納米管混合；
將所述混合物形成為鋁-碳納米管復(fù)合材料導(dǎo)電棒； 提供具有多個(gè)縱向狹槽的層狀鋼堆疊；
將多個(gè)導(dǎo)電棒設(shè)置在所述縱向狹槽中，所述多個(gè)導(dǎo)電棒的第一和第二端部從所述縱向 狹槽中延伸出；
將具有所述多個(gè)導(dǎo)電棒的層狀鋼堆疊設(shè)置在鑄模中，所述鑄模具有用于一對(duì)端環(huán)的模 腔，其中所述多個(gè)導(dǎo)電棒的所述第一和第二端部延伸進(jìn)所述模腔中；并且 用鋁、鋁合金、鋁復(fù)合材料或其組合填充所述模腔。方案2.如方案1所述的方法，其中通過球磨來混合所述鋁和碳納米管。方案3.如方案2所述的方法，其中所述球磨在惰性氣體下以大約100至大約 5000rpm的速度進(jìn)行大約10分鐘至大約10個(gè)小時(shí)。方案4.如方案1所述的方法，其中所述導(dǎo)電棒是通過選自熱壓、熱擠出成型或粉 末冶金的工藝來形成的。方案5.如方案1所述的方法，其中所述導(dǎo)電棒是通過在大約571至大約871范圍的溫度下在大約15至大約50MPa的壓力下熱壓大約10分鐘以上而形成的。方案6.如方案1所述的方法，其中所述導(dǎo)電棒通過在大約621至大約871的溫 度下進(jìn)行熱擠出成型而形成的。方案7.如方案1所述的方法，其中所述導(dǎo)電棒是通過在大約671至大約871的 溫度下燒結(jié)大約10分鐘至大約5個(gè)小時(shí)而形成的。方案8.如方案7所述的方法，還包括采用選自熱壓或熱等靜壓的工藝來擠壓所述 燒結(jié)導(dǎo)電棒。方案9.如方案1所述的方法，其中所述碳納米管存在的量大約為0. lwt%至大約 5wt%。方案10.如方案1所述的方法，還包括將所述碳納米管與表面活性劑混合。方案11.如方案1所述的方法，還包括將所述碳納米管與硝酸、硫酸、硝酸和硫酸 的組合物或乙二醇混合。方案12. —種制造轉(zhuǎn)子的方法，包括 對(duì)鋁和碳納米管進(jìn)行球磨；
通過選自熱壓、熱擠出成型或粉末冶金的工藝將所述混合物形成為鋁-碳納米管復(fù)合 材料導(dǎo)電棒；
提供具有多個(gè)縱向狹槽的層狀鋼堆疊；
將多個(gè)導(dǎo)電棒設(shè)置在所述縱向狹槽中，所述多個(gè)導(dǎo)電棒的第一和第二端部從所述縱向 狹槽中延伸出；
將具有所述多個(gè)導(dǎo)電棒的層狀鋼堆疊設(shè)置在鑄模中，所述鑄模具有用于一對(duì)端環(huán)的模 腔，其中所述多個(gè)導(dǎo)電棒的所述第一和第二端部延伸進(jìn)所述模腔中；并且 用鋁、鋁合金、鋁復(fù)合材料或其組合填充所述模腔。方案13.如方案12所述的方法，其中所述球磨在惰性氣體下以大約100至大約 5000rpm的速度進(jìn)行大約10分鐘至大約10個(gè)小時(shí)。方案14.如方案12所述的方法，其中所述導(dǎo)電棒是通過在大約571至大約871 范圍的溫度下在大約15至大約50MPa的壓力下熱壓大約10分鐘以上而形成的。方案15.如方案12所述的方法，其中所述導(dǎo)電棒通過在大約621至大約871的 溫度下進(jìn)行熱擠出成型而形成的。方案16.如方案12所述的方法，其中所述導(dǎo)電棒是通過在大約671至大約871 的溫度下燒結(jié)大約10分鐘至大約5個(gè)小時(shí)而形成的。方案17.如方案1所述的方法，還包括將所述碳納米管與表面活性劑混合。方案18.如方案1所述的方法，還包括將所述碳納米管與硝酸、硫酸、硝酸和硫酸 的組合物或乙二醇混合。方案19. 一種轉(zhuǎn)子，包括
由鋁、鋁合金、鋁復(fù)合材料或其組合物制成的一對(duì)端環(huán)； 在該對(duì)端環(huán)之間的圓柱形層狀鋼堆疊，所述層狀鋼堆疊其中具有多個(gè)縱向狹槽； 在所述縱向狹槽中的多個(gè)導(dǎo)電棒，該對(duì)端環(huán)和所述多個(gè)導(dǎo)電棒形成圓柱體，并且所述 多個(gè)導(dǎo)電棒包括鋁-碳納米管復(fù)合材料。方案20.如方案19所述的轉(zhuǎn)子，其中所述鋁-碳納米管復(fù)合材料包括大約0. lwt%至大約5wt%的碳納米管。方案21.如方案1所述的轉(zhuǎn)子，其中所述多個(gè)導(dǎo)電棒包括一層鋁-碳納米管復(fù)合 材料和一層鋁。


圖1為鼠籠式轉(zhuǎn)子的一個(gè)實(shí)施方式的示意圖。圖2A-C為導(dǎo)電棒的各種復(fù)合結(jié)構(gòu)的剖面的截面圖。
具體實(shí)施例方式采用鋁復(fù)合材料來制作用于轉(zhuǎn)子應(yīng)用的鼠籠式裝置。鋁復(fù)合材料籠式裝置具有用 于高電機(jī)性能的高導(dǎo)電率、用于機(jī)器耐久性和設(shè)計(jì)靈活性的高機(jī)械性能(強(qiáng)度、耐疲勞和 蠕變性)以及用于更低制造成本的更低廢品率。具體地說，鼠籠式棒由鋁基體/碳納米管 (CNT)復(fù)合材料或鋁基體/碳納米管(CNT)復(fù)合材料和純鋁的組合(例如內(nèi)層為Al-CNT復(fù) 合材料并且外層為純鋁)制成。端部由純鋁、鑄造鋁合金，例如A380、A356、A319等或鋁復(fù) 合材料，包括但不限于鋁碳納米管復(fù)合材料等制成。鑄造鋁合金是優(yōu)選的?？梢圆捎美?現(xiàn)場(chǎng)澆鑄工藝來制造出整個(gè)結(jié)構(gòu)。在現(xiàn)場(chǎng)澆鑄工藝中，這些導(dǎo)電棒預(yù)先制作出，然后與鋼堆 疊一起放置在鑄模中。與傳統(tǒng)的單部件純鋁模鑄鼠籠制造工藝相比，該結(jié)構(gòu)采取了鑄鋁合 金的高導(dǎo)電率和導(dǎo)熱率、高導(dǎo)電棒強(qiáng)度和端板強(qiáng)度和良好可鑄性這些全部?jī)?yōu)點(diǎn)。它還能夠 將包括孔隙率在內(nèi)的鑄造缺陷控制為最小，這對(duì)于高導(dǎo)電率而言非常重要。可以通過粉末冶金和熱壓或擠出成型來制造Al-CNT復(fù)合材料棒。它們可以由單 種材料或復(fù)合結(jié)構(gòu)制成。該復(fù)合結(jié)構(gòu)可以包括兩種材料，即導(dǎo)電棒的內(nèi)層10由Al-CNT復(fù) 合材料制成并且外層15由純鋁制成，如圖2所示?？梢栽阼T模中組裝這些棒。可以采用模 鑄、砂型鑄造或其它鑄造方法來與鋼堆疊一起現(xiàn)場(chǎng)鑄造這些導(dǎo)電棒。該方法還能夠消除通 常伴隨著模鑄工藝的層狀鋼片焊接問題。焊接是普遍的問題，因?yàn)槿廴阡X在鑄造期間粘附 到鋼上并且起反應(yīng)以形成金屬間化合物層。碳納米管(CNT)與大多數(shù)現(xiàn)有材料相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，包括引人注目的機(jī)械性 能。在CNT中的平面內(nèi)石墨C-C鍵為最穩(wěn)定的化學(xué)鍵之一，并且使得CNT相對(duì)于軸向應(yīng)變 額外堅(jiān)固。CNT具有非常高的強(qiáng)度和韌性。單壁碳納米管(SWCNT)的楊氏模量在理論上估 計(jì)為5IPa (IT=IO12)。隔離多壁CNT(MWCNT)的楊氏模量的平均值為1. 8TPa，并且彎曲強(qiáng)度 為14.2GPa。CNT的拉伸強(qiáng)度比鋼高100倍，而比重只是鋼的1/6。另外，CNT在強(qiáng)堿性或酸 性溶液中具有高耐腐蝕性。因此，CNT可以用作堅(jiān)固復(fù)合材料的加強(qiáng)相。已經(jīng)研究出具有 CNT的各種金屬基復(fù)合材料例如i^e-CNKAl-ji-CNT和Cu_CNT。鋁碳納米管復(fù)合材料的構(gòu) 造及其電學(xué)性能，C. L. Xu, B. Q. Wei, R. Z. Ma, J. Liang, X. K. Ma 和 D. H. ffu, Carbon,第 37 卷第 5期，1999年4月9日，第855-858頁，該文獻(xiàn)在這里被引用作為參考。例如，描述了這樣的 方法，用碳納米管滲透鐵然后凝固，從而包含有2. 2體積百分比納米管的復(fù)合材料相對(duì)于 純鐵的類似構(gòu)造部分實(shí)現(xiàn)了 45%的屈服強(qiáng)度增強(qiáng)。類似的滲透技術(shù)用于鋁部件。在CNT的導(dǎo)電性方面也已經(jīng)引起了相當(dāng)大的興趣。已經(jīng)報(bào)道，具有N和M值的特 定組合的CNT能夠具有高導(dǎo)電性并且可以稱為是金屬性的，所述N和M值為表示碳納米管 扭曲程度的結(jié)構(gòu)參數(shù)。其導(dǎo)電性已經(jīng)顯示出為其空間螺旋特性(扭曲程度)以及其直徑的函數(shù)。CNT在其電學(xué)行為方面可以是金屬性的或半導(dǎo)電的。SWCNT繩是已知的導(dǎo)電性最高 的碳纖維?？蓪?shí)現(xiàn)的電流密度為107A/cm2 ；但是在理論上，SWCNT繩應(yīng)該能夠支撐更高的 穩(wěn)定電流密度，例如1013A/cm2。超小SWCNT繩顯示出在低于20K的溫度下具有超導(dǎo)電性。 (Cheap Tubes, Inc. at cheaptubes. com)。在CNT的熱性能方面的初步試驗(yàn)和模擬研究顯示出非常高的導(dǎo)熱性?？梢酝ㄟ^公知的工藝制造CNT，包括通過采用Co-Mg復(fù)合氧化物作為催化劑對(duì)乙 炔進(jìn)行化學(xué)催化高溫分解來進(jìn)行合成?？梢酝ㄟ^溶膠-凝膠法從Co (NO3)2和Mg(NO3)2制 備出催化劑。在大約921的溫度下以600ml/分鐘的流速向石英腔室注入乙炔-氮混合物 (C2H2:N2=I :5)30分鐘。通過浸沒在硝酸中大約48個(gè)消失并且用去離子水清洗來使得所制 備出的碳納米管純化。使得純化的CNT懸浮在濃縮硫酸和硝酸(H)的混合物中，然后在 室溫下進(jìn)行超聲波處理48個(gè)小時(shí)。Al-CNT復(fù)合材料通常包括有大約0. Iwt. %至大約5wt. %的碳納米管。例如通過在 惰性氣體下以大約100至大約5000rpm的轉(zhuǎn)速將混合物球磨大約10分鐘至大約10個(gè)小時(shí) 通常大約為10分鐘至大約2個(gè)小時(shí)來使得CNT (例如長(zhǎng)度大約為0. 1至大約300微米)和 純鋁粉(例如，在大約5至大約70微米之間)混合。工藝參數(shù)決定了混合物的均勻性和純 度。速度越高并且長(zhǎng)度越長(zhǎng)能夠改善均勻性，但是會(huì)提高氧化趨勢(shì)。然后在大約15-50MPa 的壓力下在大約571至大約871的溫度下對(duì)這些混合物進(jìn)行熱壓大約10分鐘以上，通常 大約為10分鐘至2個(gè)小時(shí)。將熱壓出的棒機(jī)加工成一定尺寸。也可以采用熱擠出成型和 粉末冶金來制造Al-CNT棒。在熱擠出成型工藝中，在室溫下將這些粉末混合并且壓成一定 形狀，然后通過擠出成型模具在大約62 至大約87 的溫度下進(jìn)行熱擠出成型。將擠出 棒材切割成段并且進(jìn)行機(jī)加工。在粉末冶金工藝中，在室溫下將這些粉末混合并且擠壓成 一定形狀，然手在大約671至大約871的溫度下燒結(jié)大約10分鐘至大約5個(gè)小時(shí)。可以 采用熱等靜壓或熱壓來消除在燒結(jié)之后的孔隙。為了改善碳納米管的分布，可以在溶液中加入表面活性劑包括但不限于 C19H42BrN0該表面活性劑可以顯著吸收到CNT的表面上，從而改變了 CNT分布。幫助使得 CNT分散的另一種方法是通過超聲波使得CNT與硝酸(HNO3)、硫酸(H2SO4)、乙二醇或硝酸和 硫酸的1 1混合物混合。為了將CNT封裝在鋁內(nèi)，預(yù)先將大約3-30wt%CNT與鋁粉末混合物 以形成用于與純Al粉末進(jìn)一步混合成所期望的組分的中間合金粉末，并且在惰性氣體氛 圍下以大約100至大約5000rpm的速度球磨大約30分鐘至大約10小時(shí)。要指出的是，術(shù)語例如“優(yōu)選”、“一般”和“通?！痹谶@里不是用來限制所要求保護(hù) 的發(fā)明的范圍或是暗示某些特征對(duì)于所要求保護(hù)的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)或功能是關(guān)鍵的、不可或 缺的或至關(guān)重要的。這些術(shù)語只是用來著重指出在本發(fā)明的具體實(shí)施方式
中可以或可以不 使用的可選或附加特征。為了描述和限定本發(fā)明，要指出的是，術(shù)語“裝置”在這里用來代表多個(gè)部件和單 個(gè)部件的組合，而不管這些部件是否與其它部件組合。例如，根據(jù)本發(fā)明的“裝置”可以包 括電化學(xué)轉(zhuǎn)換組件或燃料電池、裝有根據(jù)本發(fā)明的電化學(xué)轉(zhuǎn)換組件的車輛等。為了描述和限定本發(fā)明，要指出的是，術(shù)語“基本上”在這里用來在內(nèi)不確定程度， 這可以有助于數(shù)量比較、數(shù)值測(cè)量或其它表示。術(shù)語“基本上”在這里還用來表示在不會(huì)導(dǎo) 致所涉及主題的基本功能發(fā)生變化的情況下該數(shù)量表示與所聲稱的參考值的偏差程度。
雖然已經(jīng)參照其具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，但是顯然在不脫離在所 附權(quán)利要求中所限定的本發(fā)明范圍的情況下可以有許多變型和變化。更具體地說，雖然本 發(fā)明的一些方面在這里被認(rèn)為是優(yōu)選的或特別有利的，但是可以想到本發(fā)明不必局限于本 發(fā)明的這些優(yōu)選方面。
權(quán)利要求
1.一種制造轉(zhuǎn)子的方法，包括 將鋁和碳納米管混合；將所述混合物形成為鋁-碳納米管復(fù)合材料導(dǎo)電棒； 提供具有多個(gè)縱向狹槽的層狀鋼堆疊；將多個(gè)導(dǎo)電棒設(shè)置在所述縱向狹槽中，所述多個(gè)導(dǎo)電棒的第一和第二端部從所述縱向 狹槽中延伸出；將具有所述多個(gè)導(dǎo)電棒的層狀鋼堆疊設(shè)置在鑄模中，所述鑄模具有用于一對(duì)端環(huán)的模 腔，其中所述多個(gè)導(dǎo)電棒的所述第一和第二端部延伸進(jìn)所述模腔中；并且 用鋁、鋁合金、鋁復(fù)合材料或其組合填充所述模腔。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中通過球磨來混合所述鋁和碳納米管。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述球磨在惰性氣體下以大約100至大約5000rpm 的速度進(jìn)行大約10分鐘至大約10個(gè)小時(shí)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述導(dǎo)電棒是通過選自熱壓、熱擠出成型或粉末冶 金的工藝來形成的。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述導(dǎo)電棒是通過在大約573K至大約873K范圍的 溫度下在大約15至大約50MPa的壓力下熱壓大約10分鐘以上而形成的。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述導(dǎo)電棒通過在大約62 至大約87 的溫度下 進(jìn)行熱擠出成型而形成的。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述導(dǎo)電棒是通過在大約67 至大約87 的溫度 下燒結(jié)大約10分鐘至大約5個(gè)小時(shí)而形成的。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，還包括采用選自熱壓或熱等靜壓的工藝來擠壓所述燒結(jié) 導(dǎo)電棒。
9.一種制造轉(zhuǎn)子的方法，包括 對(duì)鋁和碳納米管進(jìn)行球磨；通過選自熱壓、熱擠出成型或粉末冶金的工藝將所述混合物形成為鋁-碳納米管復(fù)合 材料導(dǎo)電棒；提供具有多個(gè)縱向狹槽的層狀鋼堆疊；將多個(gè)導(dǎo)電棒設(shè)置在所述縱向狹槽中，所述多個(gè)導(dǎo)電棒的第一和第二端部從所述縱向 狹槽中延伸出；將具有所述多個(gè)導(dǎo)電棒的層狀鋼堆疊設(shè)置在鑄模中，所述鑄模具有用于一對(duì)端環(huán)的模 腔，其中所述多個(gè)導(dǎo)電棒的所述第一和第二端部延伸進(jìn)所述模腔中；并且 用鋁、鋁合金、鋁復(fù)合材料或其組合填充所述模腔。
10.一種轉(zhuǎn)子，包括由鋁、鋁合金、鋁復(fù)合材料或其組合物制成的一對(duì)端環(huán)； 在該對(duì)端環(huán)之間的圓柱形層狀鋼堆疊，所述層狀鋼堆疊其中具有多個(gè)縱向狹槽； 在所述縱向狹槽中的多個(gè)導(dǎo)電棒，該對(duì)端環(huán)和所述多個(gè)導(dǎo)電棒形成圓柱體，并且所述 多個(gè)導(dǎo)電棒包括鋁-碳納米管復(fù)合材料。
全文摘要
提供了一種制造轉(zhuǎn)子的方法。該方法包括將鋁和碳納米管混合；將所述混合物形成為鋁-碳納米管復(fù)合材料導(dǎo)電棒；提供具有多個(gè)縱向狹槽的層疊鋼疊片；將多個(gè)導(dǎo)電棒設(shè)置在所述縱向狹槽中，所述多個(gè)導(dǎo)電棒的第一和第二端部從所述縱向狹槽中延伸出；將具有所述多個(gè)導(dǎo)電棒的層疊鋼疊片設(shè)置在具有用于一對(duì)端環(huán)的模腔的鑄模中，其中所述多個(gè)導(dǎo)電棒的所述第一和第二端部延伸進(jìn)所述模腔中；并且用鋁、鋁合金、鋁復(fù)合材料或其組合填充所述模腔。還描述了用鋁-碳納米管復(fù)合材料制成的轉(zhuǎn)子。
文檔編號(hào)H02K17/16GK102122867SQ20111000169
公開日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2011年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月6日
發(fā)明者Y·王 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司