阅读说明：本技术 一种发电机底座 (Generator base ) 是由 华吉 华胜 于 2020-05-14 设计创作，主要内容包括：本发明属于车用机械领域,具体地涉及一种发电机底座及其制备方法。所述发电机底座使用铝合金制备而成,所述铝合金的成分按重量比例包括,Sc0.02～0.04％,Zr0.03～0.05％,Mg0.03～0.05％,Mn0.002～0.004％,Zn0.005～0.007％,Ti0.02～0.04％,Cr0.05～0.07％,余量为Al。制备包括步骤,按比例称量好的原料加入到熔炼装置中进行熔炼,熔炼后,将熔体浇入到结晶器中,结晶器通冷却水,并进行拉胚得到铸锭,铸锭经机加工后得到发电机底座。制备出来的铝合金壳体具有良好的耐磨和耐腐蚀性能,提高了整个车用外壳的使用寿命。(The invention belongs to the field of vehicle machinery, and particularly relates to a generator base and a preparation method thereof. The generator base is prepared from aluminum alloy, and the aluminum alloy comprises, by weight, 0.02-0.04% of Sc0.03, 0.03-0.05% of Zr0.03, 0.03-0.05% of Mg0.03, 0.002-0.004%, 0.005-0.007% of Zn0.02-0.04% of Ti0.02-0.04%, 0.05-0.07% of Cr0.05 and the balance of Al. The preparation method comprises the steps of adding raw materials weighed according to a proportion into a smelting device for smelting, pouring a melt into a crystallizer after smelting, introducing cooling water into the crystallizer, drawing a blank to obtain an ingot, and machining the ingot to obtain the generator base. The prepared aluminum alloy shell has good wear resistance and corrosion resistance, and the service life of the whole automobile shell is prolonged.)

一种发电机底座

技术领域

本发明属于车用机械领域，具体地涉及一种发电机底座及其制备方法。

背景技术

铝合金具有密度低，但是强度比较高，接近或者是超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材料，具有优良的导电性，导热性和抗蚀性等特性。铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，有航空、航天、汽车、机械制造、船舶、铝合金及化学工业中大量应用。纯铝的密度小，大约是铁的1/3，熔点低，为660℃，铝是面心立方结构，故具有很高的塑性，易于加工，可制成各种型材和板材，铝合金的抗腐蚀性能好，但是纯铝的强度很低，不宜作结构材料，通过长期的生产实践和科学实验，人们逐渐加入合金元素及运用热处理方法来强化铝，得到各种性能不同的铝合金。添加一定元素形成的合金在保持纯铝质轻等优点的同时还能具有较高的强度，这样使得比强度胜过很多合金钢，成为理想的结构材料，广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面，飞机的机身、蒙皮、压气机等常以铝合金制造，以减轻自重，采用铝合金代替钢板材料的焊接，结构重量可减轻50％以上。

发电机底座是作为整个设备的支撑和受力点，要求其具有良好的力学性能和抗屈服抗冲击性能，因此一般的铝合金不能满足其要求，必须经过特殊工艺铸造的铝合金才能达到其使用的力学条件。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种发电机底座及其制备方法。

本发明提供的方案为：

一种发电机底座，所述发电机底座使用铝合金制备而成，所述铝合金的成分按重量比例包括，Sc0.02～0.04％，Zr0.03～0.05％，Mg0.03～0.05％，Mn0.002～0.004％，Zn0.005～0.007％，Ti0.02～0.04％，Cr0.05～0.07％，余量为Al。

Al-Mg二元合金的微观组织为树枝晶结构构成的粗大晶粒组织；添加Sc后，合金组织才会有明显的细化效果。然而，在同时添加Sc和Zr时，合金就会产生明显的晶粒细化效果，并且其组织细化的程度比单独添加Sc更好。由于Sc、Zr合金元素的添加，铝合金熔体在凝固的过程中会优先形成初生的Al₃(Sc,Zr)粒子，这些粒子在随后的凝固过程中有效地作为基体α-Al的形核核心，显著细化合金的晶粒组织，引起显著的细晶强化效果。另一方面，在随后的变形或热加工过程中，含有Sc和Zr合金元素的过饱和固溶体会分解析出纳米级的Al₃(Sc,Zr)粒子，这些纳米级的粒子与基体保持着共格关系，能够有效地钉扎位错和亚晶界，拟制晶界的移动，产生强烈的亚结构强化和弥散强化效果，进一步大大改善合金的强度。由此可见，在铝合金中添加微量的Sc、Zr合金元素能够大大的改善其综合性能。

一种发电机底座，所述发电机底座的制备包括步骤，按比例称量好的原料加入到熔炼装置中进行熔炼，其中Sc、Zr元素的来源为Al-Sc合金和Al-Zr合金，升温至200℃以除去水分，200℃保温1h后，将铝锭加入到熔炼装置中，升温至760℃，使用铝箔包裹的搅拌棒将熔体的表面氧化层扒除，然后再将其他原料加入并搅拌至完全融化，保温10～20min后，降温至720℃，再次扒除熔体表面氧化层，使用C2Cl6进行精炼，然后除气扒渣，降温至700℃并静置30～40min，将熔体浇入到结晶器中，结晶器通冷却水，并进行拉胚得到铸锭，铸锭经机加工后得到发电机底座。

施加电磁场后，液体金属在保持自由表面的状态下水冷强迫凝固。所以铸锭表面光亮无冷隔、偏析瘤和拉、划伤等缺陷在进一步加工前可以少铣面甚至不铣面，且易使枝晶折断形成大量新晶核细化了晶粒。消除了连续铸造铸锭表面层附近出现的粗大晶粒带材料的力学性能特别是压延性能大大提高，铸锭横截面的密度和硬度增加。

进一步地，所述结晶器的温度稳定在700～710℃。

进一步地，结晶器的直径为120～125mm。

进一步地，结晶器的外围施加有稳定磁场，频率为2400～2500Hz，功率为10kv。

进一步地，所述拉胚过程，在熔体浇注结晶器达到50mm以上时才开始拉胚。

进一步地，拉胚速度为1.3～1.5mm/s。

进一步地，所述冷却水的流速控制在0.6～0.8t/h。

本发明的优点为：制备出来的铝合金壳体具有良好的耐磨和耐腐蚀性能，提高了整个车用外壳的使用寿命。

具体实施方式

实施例1

一种发电机底座，所述发电机底座使用铝合金制备而成，所述铝合金的成分按重量比例包括，Sc0.02％，Zr0.03～0.05％，Mg0.03％，Mn0.002％，Zn0.005％，Ti0.02％，Cr0.05％，余量为Al。

Al-Mg二元合金的微观组织为树枝晶结构构成的粗大晶粒组织；添加Sc后，合金组织才会有明显的细化效果。然而，在同时添加Sc和Zr时，合金就会产生明显的晶粒细化效果，并且其组织细化的程度比单独添加Sc更好。由于Sc、Zr合金元素的添加，铝合金熔体在凝固的过程中会优先形成初生的Al₃(Sc,Zr)粒子，这些粒子在随后的凝固过程中有效地作为基体α-Al的形核核心，显著细化合金的晶粒组织，引起显著的细晶强化效果。另一方面，在随后的变形或热加工过程中，含有Sc和Zr合金元素的过饱和固溶体会分解析出纳米级的Al₃(Sc,Zr)粒子，这些纳米级的粒子与基体保持着共格关系，能够有效地钉扎位错和亚晶界，拟制晶界的移动，产生强烈的亚结构强化和弥散强化效果，进一步大大改善合金的强度。由此可见，在铝合金中添加微量的Sc、Zr合金元素能够大大的改善其综合性能。

一种发电机底座，所述发电机底座的制备包括步骤，按比例称量好的原料加入到熔炼装置中进行熔炼，其中Sc、Zr元素的来源为Al-Sc合金和Al-Zr合金，升温至200℃以除去水分，200℃保温1h后，将铝锭加入到熔炼装置中，升温至760℃，使用铝箔包裹的搅拌棒将熔体的表面氧化层扒除，然后再将其他原料加入并搅拌至完全融化，保温10～20min后，降温至720℃，再次扒除熔体表面氧化层，使用C2Cl6进行精炼，然后除气扒渣，降温至700℃并静置30min，将熔体浇入到结晶器中，结晶器的直径为120mm，结晶器的外围施加有稳定磁场，频率为2400Hz，功率为10kv，结晶器的温度稳定在700℃，结晶器通流速在0.6t/h冷却水，并进行拉胚得到铸锭，拉胚过程，在熔体浇注结晶器达到50mm以上时才开始拉胚，拉胚速度为1.3mm/s。铸锭经机加工后得到发电机底座。

施加电磁场后，液体金属在保持自由表面的状态下水冷强迫凝固。所以铸锭表面光亮无冷隔、偏析瘤和拉、划伤等缺陷在进一步加工前可以少铣面甚至不铣面，且易使枝晶折断形成大量新晶核细化了晶粒。消除了连续铸造铸锭表面层附近出现的粗大晶粒带材料的力学性能特别是压延性能大大提高，铸锭横截面的密度和硬度增加。

实施例2

一种发电机底座，所述发电机底座使用铝合金制备而成，所述铝合金的成分按重量比例包括，Sc0.04％，Zr0.05％，Mg0.05％，Mn0.004％，Zn0.007％，Ti0.04％，Cr0.07％，余量为Al。

Al-Mg二元合金的微观组织为树枝晶结构构成的粗大晶粒组织；添加Sc后，合金组织才会有明显的细化效果。然而，在同时添加Sc和Zr时，合金就会产生明显的晶粒细化效果，并且其组织细化的程度比单独添加Sc更好。由于Sc、Zr合金元素的添加，铝合金熔体在凝固的过程中会优先形成初生的Al₃(Sc,Zr)粒子，这些粒子在随后的凝固过程中有效地作为基体α-Al的形核核心，显著细化合金的晶粒组织，引起显著的细晶强化效果。另一方面，在随后的变形或热加工过程中，含有Sc和Zr合金元素的过饱和固溶体会分解析出纳米级的Al₃(Sc,Zr)粒子，这些纳米级的粒子与基体保持着共格关系，能够有效地钉扎位错和亚晶界，拟制晶界的移动，产生强烈的亚结构强化和弥散强化效果，进一步大大改善合金的强度。由此可见，在铝合金中添加微量的Sc、Zr合金元素能够大大的改善其综合性能。

一种发电机底座，所述发电机底座的制备包括步骤，按比例称量好的原料加入到熔炼装置中进行熔炼，其中Sc、Zr元素的来源为Al-Sc合金和Al-Zr合金，升温至200℃以除去水分，200℃保温1h后，将铝锭加入到熔炼装置中，升温至760℃，使用铝箔包裹的搅拌棒将熔体的表面氧化层扒除，然后再将其他原料加入并搅拌至完全融化，保温20min后，降温至720℃，再次扒除熔体表面氧化层，使用C2Cl6进行精炼，然后除气扒渣，降温至700℃并静置40min，将熔体浇入到结晶器中，结晶器的直径为125mm，结晶器的外围施加有稳定磁场，频率为2500Hz，功率为10kv，结晶器的温度稳定在710℃，结晶器通流速在0.8t/h冷却水，并进行拉胚得到铸锭，拉胚过程，在熔体浇注结晶器达到50mm以上时才开始拉胚，拉胚速度为1.5mm/s。铸锭经机加工后得到发电机底座。

施加电磁场后，液体金属在保持自由表面的状态下水冷强迫凝固。所以铸锭表面光亮无冷隔、偏析瘤和拉、划伤等缺陷在进一步加工前可以少铣面甚至不铣面，且易使枝晶折断形成大量新晶核细化了晶粒。消除了连续铸造铸锭表面层附近出现的粗大晶粒带材料的力学性能特别是压延性能大大提高，铸锭横截面的密度和硬度增加。

实施例3

一种发电机底座，所述发电机底座使用铝合金制备而成，所述铝合金的成分按重量比例包括，Sc0.03％，Zr0.04％，Mg0.04％，Mn0.003％，Zn0.006％，Ti0.03％，Cr0.06％，余量为Al。

Al-Mg二元合金的微观组织为树枝晶结构构成的粗大晶粒组织；添加Sc后，合金组织才会有明显的细化效果。然而，在同时添加Sc和Zr时，合金就会产生明显的晶粒细化效果，并且其组织细化的程度比单独添加Sc更好。由于Sc、Zr合金元素的添加，铝合金熔体在凝固的过程中会优先形成初生的Al₃(Sc,Zr)粒子，这些粒子在随后的凝固过程中有效地作为基体α-Al的形核核心，显著细化合金的晶粒组织，引起显著的细晶强化效果。另一方面，在随后的变形或热加工过程中，含有Sc和Zr合金元素的过饱和固溶体会分解析出纳米级的Al₃(Sc,Zr)粒子，这些纳米级的粒子与基体保持着共格关系，能够有效地钉扎位错和亚晶界，拟制晶界的移动，产生强烈的亚结构强化和弥散强化效果，进一步大大改善合金的强度。由此可见，在铝合金中添加微量的Sc、Zr合金元素能够大大的改善其综合性能。

一种发电机底座，所述发电机底座的制备包括步骤，按比例称量好的原料加入到熔炼装置中进行熔炼，其中Sc、Zr元素的来源为Al-Sc合金和Al-Zr合金，升温至200℃以除去水分，200℃保温1h后，将铝锭加入到熔炼装置中，升温至760℃，使用铝箔包裹的搅拌棒将熔体的表面氧化层扒除，然后再将其他原料加入并搅拌至完全融化，保温10～20min后，降温至720℃，再次扒除熔体表面氧化层，使用C2Cl6进行精炼，然后除气扒渣，降温至700℃并静置35min，将熔体浇入到结晶器中，结晶器的直径为123mm，结晶器的外围施加有稳定磁场，频率为2450Hz，功率为10kv，结晶器的温度稳定在705℃，结晶器通流速在0.7t/h冷却水，并进行拉胚得到铸锭，拉胚过程，在熔体浇注结晶器达到50mm以上时才开始拉胚，拉胚速度为1.4mm/s。铸锭经机加工后得到发电机底座。

施加电磁场后，液体金属在保持自由表面的状态下水冷强迫凝固。所以铸锭表面光亮无冷隔、偏析瘤和拉、划伤等缺陷在进一步加工前可以少铣面甚至不铣面，且易使枝晶折断形成大量新晶核细化了晶粒。消除了连续铸造铸锭表面层附近出现的粗大晶粒带材料的力学性能特别是压延性能大大提高，铸锭横截面的密度和硬度增加。

对比例1

本对比例与实施例1的区别为铝合金为普通铝合金。

对比例2

本对比例与实施例1的区别为熔炼后不加入结晶器结晶，直接冷却得到铸锭。

对比例3

本对比例与实施例1的区别为使用结晶器结晶，但是不施加外加磁场。

通过性能测试，实施例中制备的铝合金具有更好的屈服强度和抗冲击能力，表面平滑且无气孔，材料的密度和和硬度也比一般铝合金大大提高。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。