[发明专利]具有低磁高导电率特性的铁铜合金材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种具有低磁高导电率特性的铁铜合金材料及其制备方法。铁铜合金材料为导磁导电，包括：铜、铁、硅、铝、锰、磷和硫，各个成分的重量百分比为：铜80wt.％、铁18.45wt.％、碳＜0.15wt.％、硅0.35wt.％、铝0.3wt.％、锰0.7wt.％、磷0.05wt.％、硫＜0.025wt.％。本发明铁铜合金材料以生产中常用的工业纯铁和电解铜为主量元素，采用砂型铸造法，制备发电机端部屏蔽结构件用铁铜合金材料，Fe‑Cu合金具有成低导磁性、结构简单等特点。同时含有铜屏蔽的“抵磁”效果和磁屏蔽的“聚磁”效果，比仅仅采用单一铜屏蔽或是磁屏蔽的屏蔽效果大大增强，也降低了端部同时采用铜屏蔽和磁屏蔽结构的复杂程度。

技术领域

本发明涉及电工材料技术领域，尤其涉及一种具有低磁高导电率特性的铁铜合金材料及其制备方法。

背景技术

发电机端部漏磁场作为寄生磁场，是引起发电机端部区边端铁心及各结构件发热，产生破坏性电磁力及引起机械振动的根源。发电机正常运行时，端部漏磁同总是要沿磁阻最小的路径通过，因此，定子和转子漏磁通的耦合主要集中在定子的压圈内圆，压指和端部最边端铁心齿处，导致这些部位附加损耗增大，温度升高。

附加损耗主要是漏磁通在金属材质内引起的涡流损耗，为了减小从轴向进入定子铁心的漏磁通和防止磁通在边缘铁心齿部过分集中，一般采取“抵磁”或是“聚磁”的方式来抑制漏磁通。对于大型汽轮发电机，通常采用铜板作为电屏蔽，或是采用硅钢片冲成无齿的扇形片叠成锥形作为磁分路。

而对于更高容量的发电机，则同时需要安装电屏蔽和磁屏蔽结合的屏蔽方式来减小发电机的端部轴向漏磁通，该安装方式结构复杂，增加了发电机端部结构的复杂性，因此如何保证屏蔽效果，同时减小端部结构的复杂程度成为一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的实施例提供了一种具有低磁高导电率特性的铁铜合金材料及其制备方法，以实现有效地保证发电机端部的屏蔽效果。

根据本发明的一个方面，提供了一种具有低磁高导电率特性的铁铜合金材料，包括：铜、铁、硅、铝、锰、磷和硫，所述铜的重量百分比为80％，所述铁铜合金材料导磁导电，并且所述铁铜合金材料的电导率为0.04572Ωmm²/m。

进一步地，各个成分的重量百分比为：铜80wt.％、铁18.45wt.％、碳＜0.15wt.％、硅0.35wt.％、铝0.3wt.％、锰0.7wt.％、磷0.05wt.％、硫＜0.025wt.％。

进一步地，所述铜为电解铜，包含99.95％Cu，所述铁为纯铁或A3钢，包含99.6％Fe，所述硅为硅铁，包含Si75％，所述锰为锰铁，包含Mn65％，所述磷为磷铜。

根据本发明的另一个方面，提供了一种所述的具有低磁高导电率特性的铁铜合金材料的制备方法，包括：

i.采用中频感应炉加热，炉衬选酸性炉衬，先往炉中分次加入工业纯铁并加热至1600℃左右；

j.待所述工业纯铁熔化后，往所述炉中先加入助焊剂或者玻璃，后加入0.6％的锰铁以便脱氧；

k.待所述锰铁脱氧后，往所述炉中分次加入铜，保持所述炉内温度不变，前三次加入铜的比例为之后加入铜的三分之一，前三次加入铜的时间间隔为三分钟，并伴随搅拌；随后每次等比例往所述炉中加入铜，并进行搅拌，使铜铁掺杂均匀；

l.加完铜料后，往所述炉中加入磷铜进行脱氧，加完磷铜后，再次往所述炉中加入锰铁脱氧；

m.加锰铁后，过几分钟往所述炉中加入硅铁；临浇铸前，向合金液中加入铝；

n.升高炉中温度至1700℃，打净炉中表面浮渣

o.合金浇注采用树脂砂模造型，在浇注时，先将浇包预热到1200℃左右，然后倒入合金熔体，浇注温度为1550-1600℃，浇注合金时应搅拌；