[发明专利]一种直流电机换向器用非含银的铜镧合金

说明书

一种直流电机换向器用非含银的铜镧合金，其特征在于：按重量含有99.65‑99.95％的铜，0.05‑0.3％的稀土镧，其余为不可避免的杂质。制备方法为在工频感应炉中升温至1140‑1180℃，加入含铜量99.95％的阴极铜板，熔化后，将适量含镧量10‑25％的铜镧中间合金放入石墨钟罩内，将铜镧中间合金和石墨钟罩一起加入铜液内，待铜镧中间合金熔化后，再将石墨钟罩取出反复利用；熔化区铜液表面用木炭覆盖，熔铸区用石墨鳞片覆盖。如此反复，直至炉内液面符合要求，停止加料，扒渣，保温1小时左右，开始上引连铸，同时根据前面合金比例适时加料。上引铜镧合金杆经连续挤压、拉拔后制成。该工艺生产的铜镧合金具有更好的硬度、抗拉伸强度和伸长率，成本低、易实现工业化。

技术领域

本发明涉及一种有色金属合金，尤其涉及一种直流电机换向器用非含银的铜镧合金。

背景技术

换向器俗称整流子，是直流电机的重要的部件之一，其作用是通过不断改变电流方向，在电机转子中产生交变电流，从而使电动机持续转动下去。随着微特电机制造技术的发展，电机的转速愈来愈高，体积愈来愈小，电机的电磁负荷增加，负载温升高，因此对换向器材料的要求也越来越苛刻。

换向器用材料的主要要求：(1)尽可能小的电阻；(2)具有较好的化学稳定性，能够抗氧化、抗腐蚀、尤其是耐硫化腐蚀；(3)具有与所配电刷材料相匹配的硬度和耐磨性；(4)有较好的灭电弧能力，导电导热性好，电阻温度系数小，极限电弧系数大；(5)较高的熔点和沸点，较高的蒸汽压。

换向器通常采用铜合金制作，其中铜银合金具有高导电性、高软化温度和较高强度，是电机换向器的新材料。

我国是电机换向器生产大国。随着国内外电机的发展和机电行业的技术进步，换向器市场容量不断增大。目前国内电机换向器用铜银合金的年需求量约2-3万吨左右，并且还不断增长，由此可以推算用银约10-15吨。我国是一个银资源相对贫乏的国家，工业用银很大一部分依赖进口，而大部分工业用银又用于电工材料上；相对而言，我国稀土资源丰富，且稀土纯镧(99％)的市场价格大约只有纯银的百分之一。

发明内容

针对直流电机换向器用材料面临的上述问题，现提供一种直流电机换向器用非含银的铜镧合金。

具体技术方案如下：

本发明第一个方面提供一种直流电机换向器用非含银的铜镧合金，按重量含有99.65-99.95％的铜，0.05-0.3％的稀土镧，其余为不可避免的杂质。优选的所述直流电机换向器用非含银的铜镧合金，其特征在于：按重量含有99.70％-99.90％的铜，0.10-0.25的稀土镧，其余为不可避免的杂质。

优选的所述的直流电机换向器用非含银的铜镧合金的制备方法为：常规上引连铸+连续挤压+高精冷拉方法生产。

优选的所述直流电机换向器用非含银的铜镧合金，硬度为室温下115-120HV。

优选的所述直流电机换向器用非含银的铜镧合金，电导率为95.55-96.65％IACS。

本发明第二个方面是提供一种直流电机换向器用非含银的铜镧合金的制备方法，包括：在工频感应炉中升温至1140-1180℃，加入含铜量99.95％的阴极铜板，熔化后，将适量含镧量10-25％的铜镧中间合金放入石墨钟罩内，将铜镧中间合金和石墨钟罩一起加入铜液内，待铜镧中间合金熔化后，再将石墨钟罩取出反复利用；熔化区铜液表面用木炭覆盖，熔铸区用石墨鳞片覆盖。如此反复，直至炉内液面符合要求，停止加料，扒渣，保温1小时左右，开始上引连铸，同事根据前面合金比例适时加料。上引铜镧合金杆经连续挤压、拉拔制成。

本发明含稀土镧的铜合金设计依据及镧含量范围的限定理由如下：