[发明专利]一种Al-Fe系三元电机转子合金及其制备方法和应用

说明书

本申请公开了一种Al‑Fe系三元电机转子合金及其制备方法和应用，属于新能源汽车电机技术领域，其包括Fe 0.6‑1.0wt％，Cu 0.5‑0.6wt％，其余为Al；或包括Fe 0.6‑1.0wt％，Si 0.3‑0.5wt％，其余为Al。本申请给出了两种铸造铝合金添加的元素及各元素添加比例，该元素配比能够在保证电导率和抗拉强度良好的情况下，使铝合金具有良好的抗热裂倾向性能，并且浇铸平稳，氧化夹渣少，生产成本低。

技术领域

本申请涉及一种Al-Fe系三元电机转子合金及其制备方法和应用，属于新能源汽车电机技术领域。

背景技术

由于铝具有密度小，导电及导热性能良好，且价格低的优点，逐渐被选择应用于制造新能源汽车的电机转子，代替铜材，以实现降本和轻量化的目标。为了获得更高的效率，要求铸铝转子铝材有较高的导电率；为了实现更高的转速，要求铸铝转子铝材有较高的强度。

目前新能源汽车用铸铝转子主要使用高纯铝，铸造工艺主要为高压铸造和离心铸造等，一般情况下，在一定范围内添加其他金属元素能够有利于铸造铝合金电导率或力学性能的提升，但是现有技术中所添加的金属元素一方面成本较高，性能提升较差，性价比很低，另一方面添加金属元素后，氧化夹渣较多，再一方面添加金属元素后难以做到电导率、力学性能和其他性能的平衡，经常出现电导率高，力学性能较差，抗热裂倾向差，或电导率低，力学性能优异，抗热裂倾向差的情况，各种性能难以都处在良好的范围内。

发明内容

为了解决上述问题，提供了一种Al-Fe系三元电机转子合金及其制备方法和应用，给出了两种铸造铝合金添加的元素及各元素添加比例，该元素配比能够在保证电导率和抗拉强度良好的情况下，使铝合金具有良好的抗热裂倾向性能，并且浇铸平稳，氧化夹渣少，生产成本低。

根据本申请的一个方面，提供了一种Al-Fe系三元电机转子合金，包括Fe 0.6-1.0wt％，Cu 0.5-0.6wt％，其余为Al；或包括Fe 0.6-1.0wt％，Si 0.3-0.5wt％，其余为Al。

优选地，所述Al为高纯Al，纯度大于99.8％。

可选地，由Fe 0.8-1.0wt％，Cu 0.5wt％，其余为Al组成。

可选地，Al-Fe-Cu合金中，Fe与Cu的含量比为(1.6-2.0)：1。

可选地，由Fe 0.8-1.0wt％，Si 0.4wt％，其余为Al组成。

可选地，Al-Fe-Si合金中，Fe与Si的含量比为(2.0-2.5)：1。

根据本申请的另一个方面，还提供了一种上述Al-Fe系三元电机转子合金的制备方法，包括以下步骤：

(1)将铝锭放置在熔炼炉中，加热使其熔融，再加入称量好的Fe和Cu组分或称量好的Fe和Si组分，待其完全融化后，搅拌均匀；

(2)保持温度在730-750℃下进行精炼处理，精炼后扒渣，静置；

(3)将铸造模具预热后进行离心铸造，等合金凝固后，浇铸设备停止旋转，自然冷却至室温后即得Al-Fe系三元电机转子合金。

可选地，步骤(1)中的熔炼温度为740-770℃；

步骤(3)中的预热温度720-740℃，离心转速为200-300r/min，浇铸温度为710-730℃。

可选地，步骤(2)中精炼的方法为旋转喷吹气体或加入熔体总质量0.5-1％的精炼剂，精炼时间为10-30min。

可选地，气体为氮气或氩气，精炼剂为六氯乙烷。