专利名称：梯度复合强化的电动机芯轴的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机械装备领域的电动机，特别涉及一种梯度复合强化的电动机芯
轴O
背景技术：
电动机芯轴是电动机转子的主要组成部分，也是电动机中的主要承载部件，作为 电动机核心部件的硅钢片及线圈绕组固定到芯轴上，硅钢片及线圈绕组在电磁场的作用 下，带动芯轴高速旋转，芯轴两边的轴承位置，即固定在电动机壳体上的轴瓦支承位置，长 期经受摩擦和高温，非常容易导致芯轴的磨损和腐蚀。芯轴磨损和腐蚀后直径变小，与轴瓦 的间隙变大，运转时出现径向跳动，并使整个电动机发出巨大的噪声，不仅影响作业环境， 还降低输出功率，严重的引起轴瓦拉毛，甚至出现烧瓦现象，使电动机报废。目前对电动机的研究都集中在转子上的硅钢及线圈方面，以期提升电动机额定功 率和运转效率，但对芯轴的研究很少，因此一直没有解决电动机在额定功率下的长期正常 运转问题。常用电动机芯轴由中碳钢经过调质热处理制造，虽然中碳调质钢在整体上具备 承受较大扭矩、应力等基本性能，但其抗磨损、抗腐蚀性很差，在芯轴的轴承位置最容易被 磨损、腐蚀，而使整根芯轴报废更换，造成大量的停工检修和备品备件浪费，增加企业日常 生产中的损耗成本。若能在普通芯轴表面，特别是轴承位置进行强化处理，获得抗磨损、抗 腐蚀的复合强化层，将能极大地延长芯轴使用寿命，减小电动机运行噪声，实现长期稳定运 转，使广大电动机应用企业实现节能降耗生产。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种梯度复合强化的电动机芯 轴，这种芯轴是在普通中碳调质钢电动机芯轴的轴承位置，复合上两层梯度强化不锈钢，第 一层为中等硬度的18-8型奥氏体不锈钢，第二层为高硬度的lCrl3型马氏体不锈钢，提高 芯轴局部的抗磨性和抗腐蚀性，其制造工艺简单，参数可控性强，既保持了芯轴的整体强 度，又在轴承位置具有很高的抗磨性和抗腐蚀性，使芯轴不会因为局部磨损和腐蚀导致过 早地报废更换，使用寿命是常用整体中碳调质钢芯轴的2倍以上，可有效减小电动机运行 噪声，稳定电动机的输出功率。这种电动机芯轴不需要整体更换芯轴材质，具有很高的性价 比，也适合工业化大规模生产。本实用新型梯度复合强化电动机芯轴，有一个中碳调质钢制成的电动机芯轴胚件
(1)，其特征是，在所说的电动机芯轴胚件(1)的轴承位置熔敷有一层打底层O)，在打底层
(2)的表面上熔敷有一层表面层(3)。所说的打底层O)的厚度为1 3mm，其材料是18_8型奥氏体不锈钢；所说的表 面层(3)的厚度为2 4mm，其材料是lCrl3型马氏体不锈钢。和现有技术相比，本实用新型具有以下优点或积极效果1、电动机芯轴本体仍采用中碳调质钢，保证整体的机械力学性能，仅在易受磨损和腐蚀的轴承位置进行复合强化，在不增加很多生产成本的前提下，实现了芯轴的延寿，产 品的性价比高。2、采用激光熔敷技术，由于能量密度集中，把3. 5KW的功率直接作用在3mm直径的 光斑范围内，使粉料瞬间熔化并与下面的金属实现冶金结合，具有很高的界面结合强度，又 在下面整体金属的激冷作用，使梯度复合强化层凝固组织致密细小。3、在中碳调质钢上，先用激光熔敷18-8型奥氏体不锈钢打底层，再在打底层上激 光熔敷lCrl3型马氏体不锈钢，形成了梯度复合材料，打底层的硬度为HRC20 HRC25，表面 层的硬度为HRC^S HRC35，在复合强化厚度方向上形成了较好的硬度过渡，不会出现芯轴 运转过程中因材质硬度突变而产生应变不协调，导致复合界面疲劳破坏现象。4、在电动机芯轴的轴承位置表面，复合上了 lCrl3型马氏体不锈钢，不仅具有 HRC^S HRC35的高硬度，还具有比中碳调质钢高得多的抗腐蚀性，因此在芯轴运转过程 中，不容易受磨损和腐蚀，极大地延长了整个芯轴的使用寿命，使用寿命是常用中碳调质钢 芯轴的2倍以上。
图1是梯度复合强化的电动机芯轴剖视图；图2是图1中I部放大具体实施方式
下面用实施例并结合附图对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型不限于 此实施例，保护范围以权利要求为准。实施例1制备局部梯度复合强化的55KW交流电动机芯轴。如图1、2所示，图中1是中碳调质钢制作的电动机芯轴胚件，2是由18-8型奥氏体 不锈钢熔敷在芯轴胚件轴承位置的打底层，其厚度为lmm，3是由lCrl3型马氏体不锈钢熔 敷在打底层表面上的表面层，其厚度为4mm。实施例2制备局部梯度复合强化的55KW交流电动机芯轴。如图1、2所示，图中1是中碳调质钢制作的电动机芯轴胚件，2是由18-8型奥氏体 不锈钢熔敷在芯轴胚件轴承位置的打底层，其厚度为2mm，3是由lCrl3型马氏体不锈钢熔 敷在打底层表面上的表面层，其厚度为3mm。实施例3制备局部梯度复合强化的55KW交流电动机芯轴。如图1、2所示，图中1是中碳调质钢制作的电动机芯轴胚件，2是由18-8型奥氏 体不锈钢熔敷在芯轴胚件轴承位置在缸套胚件工作面上的打底层，其厚度为3mm，3是由 lCrl3型马氏体不锈钢熔敷在打底层表面上的表面层，其厚度为2mm。
权利要求1.梯度复合强化的电动机芯轴，有一个中碳调质钢制成的电动机芯轴胚件(1)，其特 征是，在所说的电动机芯轴胚件(1)的轴承位置熔敷有一层打底层O)，在打底层O)的表 面上熔敷有一层表面层(3)。
2.根据权利要求1所述的是电动机芯轴，其特征是，所说的打底层O)的厚度为1 3mm，其材料是18-8型奥氏体不锈钢；所说的表面层(3)的厚度为2 4mm，其材料是lCrl3 型马氏体不锈钢。
专利摘要本实用新型一种梯度复合强化的电动机芯轴，有一个中碳调质钢制成的电动机芯轴胚件(1)，其特征是，在所说的电动机芯轴胚件(1)的轴承位置熔敷有一层打底层(2)，在打底层(2)的表面上熔敷有一层表面层(3)；所说的打底层(2)的厚度为1～3mm，其材料是18-8型奥氏体不锈钢；所说的表面层(3)的厚度为2～4mm，其材料是1Cr13型马氏体不锈钢。本实用新型梯度复合强化的电动机芯轴具有耐磨性高、抗腐蚀、寿命长、成本低、制作工艺简单等优点，主要用作电动机芯轴。
文档编号C23C24/10GK201901703SQ20102061429
公开日2011年7月20日 申请日期2010年11月19日 优先权日2010年11月19日
发明者周荣锋, 崔小英, 王铁旦, 蒋业华 申请人:昆明理工大学