马达转子支撑件和用于制造马达转子支撑件的方法

马达转子支撑件和用于制造马达转子支撑件的方法
【专利摘要】本发明的目的是提供适合于轴向间隙马达的马达转子支撑件和用于制造马达转子支撑件的方法。通过层叠优选由18Mn-18Cr非磁性钢制成的热加工材料或冷加工材料的单材，构成用于支撑设置在马达的转子上的磁体的马达转子支撑件。
【专利说明】马达转子支撑件和用于制造马达转子支撑件的方法

【技术领域】 本发明涉及支撑件，该支撑件用于支撑磁性体，该磁性体被用于马达转子并且被设置 在转子上。

【背景技术】 通常，为了呈现高性能的目的，稀土诸如钕或镝被添加到的稀土磁体已经被用作用于 马达的磁体。 专利文献1公开了一种轴向型马达，该轴向型马达具有转子，该转子被装配有多个永 久磁体，所述多个永久磁体具有在与旋转轴平行的方向上的磁极。 而且，专利文献2提出一种高性能轴向间隙马达，该高性能轴向间隙马达具有铁氧体 磁体替代稀土磁体。 轴向型马达或轴向间隙马达具有转子，在该转子上设置磁体，并且磁体由在转子中包 括的支撑件支撑。作为支撑件，一般使用由奥氏体不锈钢组成的非磁性钢。 支撑件被包括在以高速旋转的转子中，并且有必要使得支撑件支撑磁体以适当地保持 它的位置。因此，有必要使得支撑件不仅具有非磁性特性而且还具有适当的强度。 顺便提及，通过冷加工，奥氏体不锈钢呈现增加的强度，但是存在一个问题：应变感生 相变使非磁性特性受损。因此，通常采用使在热锻之后的原材料经受机械加工以获得支撑 件形状的步骤。 引用列表 专利文献 专利文献 1 :W02011/046108 专利文献 2 JP-A-2011-010375


【发明内容】
技术问题 然而，近年来，存在增加马达的速度和尺寸的需求，并且因此对于支撑件要求的强度已 经增强。而且，甚至在尺寸的增加不必要的情形中，仍然存在重量减轻的需求，从而期望实 现与重量减轻对应的高的强度。然而，如上所述，在相关技术材料中，非磁性特性和高强度 存在折中的关系，并且因此材料不能满足以上需求。另外，在相对厚的支撑件的情形中，还 存在加工率小并且难以获得必要的强度的问题。 而且，在相关技术制造步骤中，为了获得是复杂形状的产品形状，有必要在相当长的时 期中通过机械切割、线切割等对热锻原材料进行加工。虽然该时期取决于产品形状和尺寸， 但是存在加工要求例如2星期的时期的情形。因此，当考虑大规模生产时，以上情况成为非 常严重的问题。然而，因为如上所述对制造步骤的限制，所以存在一个问题：采用考虑生产 率的步骤是不可行的。 基于以上状况的背景设计本发明，并且本发明的目的是提供马达转子支撑件和用于制 造马达转子支撑件的方法，该马达转子支撑件能够在维持非磁性特性的情况下增加强度， 并且进一步对制造步骤具有较小的限制。 问题的解决方案 因此，根据本发明的第一示意性方面，提供一种马达转子支撑件，所述马达转子支撑件 用于支撑被设置在马达的转子上的磁性体，其中通过层叠单材获得所述支撑件，每一个单 材由从非磁性钢获得的热加工材料或冷加工材料形成，并且具有小于1. 005的相对磁导率 和55010^以上的在室温的0.2%屈服强度。 根据本发明的第二示意性方面，在马达转子支撑件中，所述单材是冷加工材料，并且具 有小于1. 005的相对磁导率和600MPa以上的在室温的0. 2%屈服强度。 根据本发明的第三示意性方面，在马达转子支撑件中，非磁性钢是18Mn-18Cr非磁性 钢。 根据本发明的第四示意性方面，在马达转子支撑件中，包括稀土磁体或非稀土磁体作 为所述磁性体。 根据本发明的第五示意性方面，在马达转子支撑件中，非稀土磁体是铁氧体磁体。 根据本发明的第六示意性方面，在马达转子支撑件中，包括压粉铁芯作为所述磁性体。 根据本发明的第七示意性方面，马达转子支撑件具有层叠结构，在所述层叠结构中，所 述单材被结合。 根据本发明的第八示意性方面，在马达转子支撑件中，所述结合是铆接、螺纹连接、焊 接、附着和与环材料的外周冷缩配合中的任何一种或其组合。 根据本发明的第九示意性方面，提供一种用于制造马达转子支撑件的方法，所述马达 转子支撑件用于支撑被设置在马达的转子上的磁性体，所述方法包括：使非磁性钢经受热 加工，以获得热加工材料；使所述热加工材料经受机械加工，以获得具有小于1. 005的相对 磁导率和550MPa以上的在室温的0. 2%屈服强度的支撑件单材；和层叠并结合所述支撑件 单材。 根据本发明的第十示意性方面，在用于制造马达转子支撑件的方法中，在所述热加工 之后，执行在l〇〇〇°C以上的固溶处理5分钟以上，并且此后执行在600°C到1000°C的时效处 理0. 5小时以上。 根据本发明的第十一示意性方面，提供一种用于制造马达转子支撑件的方法，所述马 达转子支撑件用于支撑被设置在马达的转子上的磁性体，所述方法包括：使非磁性钢经受 热加工并且随后经受冷加工，以获得冷加工材料；使所述冷加工材料经受机械加工，以获得 具有小于1. 005的相对磁导率和600MPa以上的在室温的0. 2%屈服强度的支撑件单材；和 层叠并结合所述支撑件单材。 根据本发明的第十二示意性方面，提供的冷加工包括冷轧步骤。 根据本发明的第十三示意性方面，在用于制造马达转子支撑件的方法中，所述冷加工 的冷加工率是从5 %到40 %。 根据本发明的第十四示意性方面，在用于制造马达转子支撑件的方法中，所述机械加 工包括雕刻、冷冲压、切割、激光加工、放电加工、深拉和焊接中的任何一个或更多个步骤。 根据本发明的第十五示意性方面，在用于制造马达转子支撑件的方法中，非磁性钢是 18Mn-18Cr非磁性钢。 根据本发明的第十六示意性方面，在用于制造马达转子支撑件的方法中，通过铆接、螺 纹连接、焊接、附着和与环材料的外周冷缩配合中的任何一种或其组合执行所述结合。 在本发明中，使用非磁性钢，并且在成形为马达转子支撑件之后，它具有相对磁导率小 于1.005并且在室温（例如，从51：到35°〇的0.2%屈服强度是55010^以上的特性。 当相对磁导率小于1. 005时，磁性体能够在不对转子中的磁施加任何影响的情况下被 支撑。而且，当在室温的0. 2%屈服强度是550MPa以上时，即使在高旋转磁性体仍然能够被 可靠地支撑，并且重量减轻也变得容易。当采用单材的层叠时，即使在相对厚的马达转子支 撑件的情形中，它仍然能够使用以足够的加工率制造的单材构造。 另外，在本发明中非磁性钢的种类不限于特定的一种，而是能够适当地使用18Mn-18Cr 材料。以下将描述每一个构件的功能和限定18Mn-18Cr非磁性钢的组成的原因。顺便提及， 在化学组成中，" ％ "意味着"质量％ "。 Si :0· 1 到 2. 0 质量％ 因为Si被用作脱氧剂，所以有必要使用0. 1 %以上的Si。然而，因为Si是铁氧体相形 成元素，所以当过度地包含Si时，铁氧体相可以析出并且冷加工性变差，从而其上限被设 定在2. 0%。 Μη : 10到25质量％ Μη是奥氏体相形成元素，并且对增加 Ν溶解度而言，其10%以上是必要的。然而，因为 当过度地包含Μη时强度减小，所以其上限被设定在25%。顺便提及，由于相同的原因，理想 的是其下限被设定在13%并且上限被设定在24%。进一步更理想的是下限被设定在16% 并且上限被设定在21 %。 Cr :12到25质量％ 对确保N溶解度而言，12%以上的量的Cr是必要的。然而，因为Cr是铁氧体相形成元 素，所以当过度地包含Cr时，铁氧体相可以析出，从而其上限被设定在25%。顺便提及，由 于相同的原因，理想的是其下限被设定在14%并且上限被设定在23%。进一步更理想的是 下限被设定在16%并且上限被设定在21%。 N :0. 3到0. 8质量％ 对确保强度而言，〇. 3%以上的量的N是必要的，但是，因为当过度地包含N时，N引起 气孔形成，所以其上限被设定在〇. 8%。 A1 :0.02质量％以下 A1能够作为脱氧剂被添加，但是因为当过度地包含A1时，A1形成氮化物并且降低韧 性，所以根据需要在将A1的上限设定在0.02%的情况下包含A1。顺便提及，为了充分地获 得作为脱氧剂的功能，理想地，以〇. 005%以上的量包含A1。 Ni :5. 0质量％以下 Ni是奥氏体相形成元素并且是根据需要包含的。然而，因为当含量超过5. 0%时强度 减小，所以其上限被设定在5. 0%。而且，当积极地包含A1时，理想地，以1. 0%以上的量进 一步优选地以1. 5%以上的量包含A1。顺便提及，可以作为不可避免的杂质以小于1. 0%的 量包含A1。 Mo+l/2W :3· 0质量％以下 W和Mo是提高强度的成分，并且是根据需要包含的。然而，因为当过度地包含它们时， 冷加工性变差，所以它们能够仅独自地或者相组合地就Mo+l/2W而言在3. 0%以下的范围 中被添加。顺便提及，在包含它们中的任一种的情形中，理想的是就MO+1/2W而言将含量设 定在1. 0 %以上以充分地实现功能。 ￥、恥：1.00质量％以下 V和Nb与氮结合以形成氮化物，并且因此在热处理期间防止晶粒尺寸的增加，从而根 据需要包含其中之一或两者。然而，它们是铁氧体相形成元素，并且因此当过度地包含它们 时铁氧体相析出。因此，能够在1.00%以下的范围中包含它们中的每一种。顺便提及，在包 含它们的情形中，它们每一种理想地以〇. 05%以上的量被包含以充分地实现它们的功能。 Co :3. 00质量％以下 Co是奥氏体相形成元素，并且是根据需要被包含的。然而，因为它是昂贵的成分，所以 最大能够以3. 00 %的量包含Co。顺便提及，在包含Co的情形中，理想地，每一种以0. 5 %以 上的量包含以充分地实现它的作用。 B :0. 01质量％以下 B导致固溶强化，并且还能够预期通过微细氮化物实现的强化。因此，B提高强度和韧 性，从而根据需要包含B。然而，当过度地包含B时，B形成粗糙的氮化物，并且氮化物成为 减小韧性的因素。因此，能够在0.01 %以下的范围中包含它。顺便提及，在包含它的情形 中，理想地，每一种以0. 003%以上的量包含以充分地实现它的作用。 不可避免的杂质 C :0. 3质量％以下 在制造中不可避免地包含C，但是，因为它使耐腐蚀性恶化，所以其上限被设定在0. 3 质量％。由于相同的原因，上限进一步理想地被设定在0.2%以下。 P、S :0. 03质量％以下 P和S对于延韧性还有热加工性具有影响。因此，理想的是每一种以0. 03%以下的量 包含P和S。 制造步骤 对于本发明的马达转子支撑件，制造步骤不限于特定的步骤，并且能够通过经由热加 工材料或冷加工材料的机械加工制造单材并且层叠和结合单材而构造马达转子支撑件。 能够经由通常的熔化和凝固过程获得原材料。具体地，其实例包括二次精炼方法诸如 钢包精炼方法、底注浇铸方法、顶注浇铸方法、真空铸造方法和电渣重熔方法。另外，可以通 过连续铸造方法直接制造坯材。 热加工、热轧和热锻诸如热模锻能够被作为代表性实例提及，并且它们能够以通常的 方式执行。热加工温度是例如从800°C到1200°C。作为用于通过热加工获得单材形状的方 法，存在通过连续铸造制造的坯材或钢坯的热模加工的方法。热模加工不被特别限制，而是 能够通过执行模加工一次或多次而执行该加工，以形成与通过热压得到的单材形状接近的 形状。而且，关于用于模加工的模具，可以使用一种或数种模具。进而，用于热模加工的模 加工温度等于前述热加工温度。 在获得用于支撑件的单材之前的热加工材料或在冷加工之前的热加工材料可以经受 固溶处理。用于固溶处理的条件不被特别限制，但是作为示例，l〇〇〇°C以上、作为保持时间 的5分钟以上以及作为冷却方法的水冷却、油冷却和包括风扇冷却的空气冷却。 而且，在固溶处理之后，能够通过执行时效处理实现转子支撑件的强度的进一步增加。 用于时效处理的条件能够是从600°C到1000°C和0. 5小时以上。 在此后不执行冷强加工的情况下，热加工材料能够提供产品形状。 热加工材料能够进一步经受冷加工。作为冷加工，可以提到冷轧、冷锻等，并且它们能 够以通常的方式被执行。能够通过冷加工的加工强化实现强度的进一步增加。 能够例如以5%到40%的加工率执行冷加工。当加工率低时，没有充分地实现加工强 化，并且当加工率高时，不能充分地获得延韧性。 而且，在冷乳中，最终片厚度的实例包括从0. 3mm到4_。当片厚度被设定在0. 3mm到 4_时，能够直接获得作为用于单材的成形原材料的片厚度。顺便提及，在这里使用的"冷" 意味着在不超过再结晶温度的温度范围中的加工，并且例如可以根据需要在小于450°C的 范围中进行加热。优选的是：在使得不形成回火色的250°C以下进行加热。 在本发明中机械加工不限于特定的一种，并且包括从成形原材料的制作直至精整为 止。例如，可以提到雕刻、冷冲压、切割、激光加工、放电加工、深拉和焊接。 如上制造的单材被层叠和结合。可以通过在整个部分上层叠单材而构造马达转子支撑 件，或者马达转子支撑件可以是部分地没有任何层叠结构的马达转子支撑件。 对于结合，能够采用适当的方法，并且理想的是采用并不对相对磁导率和作为整体的 强度施加不利影响的方法。作为结合方法，例如能够采用铆接、螺纹连接、焊接、附着、与环 材料的外周冷缩配合等。在使用用于结合的部件的情形中，理想的是使用相对磁导率和强 度满足单材的规定值的部件。 而且，为了获得最终形状，层叠部件可以被组装和焊接。用于通过焊接组装的焊接方法 不被特别限制，但是TIG焊接是优选的，其中热输入小并且屏蔽特性高。在焊接之后，根据 需要可以执行在300°C到600°C的应力消除退火。而且，可以根据需要在支撑件形状材料上 执行精整。在缺陷残留的情形中，可以通过焊接修补对进行修补。 通过前述方法，制造适合于马达转子特别是轴向间隙马达的转子的支撑件成为可能， 该支撑件能够可应用于大规模生产，并且能够以经济上廉价的方式被制造。 发明的有利效果 根据本发明，能够获得一种马达转子支撑件，在该马达转子支撑件中，获得了足够低的 相对磁导率和高的强度，在维持非磁性特性的情况下实现高的强度，并且进一步对于制造 步骤没有任何限制。另外，容易通过层叠数目等改变马达转子支撑件的厚度。 附图简要说明
[图1]图1(a)和图1(b)是示出本发明的一个实施例的马达转子支撑件的绘图，其中 图1(a)是前视图，并且图1(b)是沿着图1(a)中的线I-Ι截取的剖视图。
[图2]图2(a)和图2(b)是示出马达转子支撑件的绘图，在该马达转子支撑件上设置 永久磁体，其中图2(a)是前视图，并且图2(b)是沿着图2(a)中的线II-II截取的剖视图。
[图3]图3(a)和图3(b)是示出制造步骤的流程图。
[图4]图4(a)和图4(b)是示出使用螺纹连接作为结合方法的方法的绘图。
[图5]图5(a)和图5(b)是示出使用铆接作为结合方法的方法的绘图。
[图6]图6是示出在实例中的样本材料的一部分中在冷轧加工率和在室温的0. 2%屈 服强度之间的关系的曲线图。
[图7]图7是示出在实例中的样本材料的一部分中在冷轧加工率和在室温的延伸率之 间的关系的曲线图。
[图8]图8是示出在实例中的样本材料的一部分中在冷轧加工率和相对磁导率之间的 关系的曲线图。

【具体实施方式】 以下将基于图1和2描述本发明的一个实施例的马达转子支撑件。 用于在该实施例的马达转子支撑件中使用的单材1由热加工材料或冷加工材料构造， 该热加工材料或该冷加工材料由非磁性钢组成。热加工材料具有相对磁导率小于1. 005、 在室温的0. 2%屈服强度是550MPa以上且延伸率是10%以上的特性，并且冷加工材料具有 相对磁导率小于1. 005、在室温的0. 2%屈服强度是600MPa以上且延伸率是30%以上的特 性。作为非磁性钢，适当地使用18Mn-18Cr非磁性钢。 如在图1 (a)和图1 (b)中所示，单材1被形成为完全薄片圆盘形状，并且马达转子支撑 件1具有轴承部3,该轴承部3在中心处形成有轴孔2。在轴承部3的外周侧处成间距地形 成环形肋4,并且在最外周缘处形成外缘环5。进而，从轴承部3通过环形肋4直至外缘环 5以等角度间隔放射状形成分隔壁6(在本发明的该实施例中16个分隔壁）。通过层叠和 结合多个单材1，获得了马达转子支撑件1〇〇。 被分隔壁6、6、环形肋4和外缘环5包围的空间被分配给磁体容纳部7。如在图2 (a) 和图2(b)中所示，在由层叠的单材1排列的磁体容纳部7中容纳永久磁体10,该永久磁体 10在轴线方向上的两个表面处具有不同极性的磁极。永久磁体10被布置成使得在周方向 上相邻的永久磁体10具有相互不同的磁极。 在图中没有示出的旋转轴被附接到马达转子支撑件100的轴孔2,并且因此整体能够 被用作装配有转子的马达转子支撑件。顺便提及，马达转子支撑件100可以被原样地用作 转子。
[0049] 在以上，作为将被马达转子支撑件支撑的磁性体仅描述了永久磁体，但是，另外， 可以使用支持各种强磁性体诸如压粉铁芯的结构的磁性体。 在本发明中，磁性体意味着在磁场中容易磁化的物质，并且磁性体可以包括稀土磁体、 非稀土磁体、压粉铁芯等。稀土磁体的实例包括钕铁硼磁体，并且非稀土磁体的实例可以包 括铁氧体磁体。 在输出等方面，该实施例的马达转子支撑件不被特别限制，但是特别地，它能够适当地 在5kW以上的马达中被使用。它能够可应用于大规模生产，能够被以经济廉价的方式制造， 并且能够特别地被用作适合于轴向间隙马达的转子的支撑件。 接着，将基于图3(a)和图3(b)的流程图描述马达转子支撑件1的制造步骤。 如在图3(a)中所示，通过制备为如上所述的18Mn-18Cr非磁性钢的组成并且通过通 常的熔化和铸造方法生产锭。作为熔化和铸造方法，能够采用钢包精炼方法、底注浇铸方 法、顶注浇铸方法、真空铸造方法、电渣重熔方法等，但是在本发明中该方法不限于特定的 方法。 锭通过作为热加工的热锻等被中间模制成坯，并进一步经受诸如热轧的热加工。能够 通过将原材料加热到800°C到1200°C而执行热加工。 而且，能够不通过上述熔化和铸造方法而是通过连续铸造方法直接获得坯。在该实施 例中，连续铸造方法的种类不被特别限制，并且能够以通常的方式执行该方法。 在热加工中，能够通过热模锻实现成形原材料形式的加工。具有成形原材料形式的材 料然后能够通过精整而被加工成产品形状。例如，能够通过对由连续铸造获得的坯的热模 锻而商效地制造广品。 理想地，通过热加工获得的热加工材料经受固溶处理，在该固溶处理中，材料在l〇〇〇°C 以上被加热5分钟以上。由此，实现了成分的均一化，并且还使奥氏体稳定。 理想地，经受了固溶处理的热加工材料在600°C到1000°C和0. 5小时以上的条件下进 一步经受时效处理。通过时效处理，能够进一步提高强度。 在本发明中，省去上述固溶处理和时效处理也是可行的。顺便提及，在执行时效处理的 情形中执行固溶处理。 热加工材料经由进一步的机械加工被转变成单材形状。 机械加工包括雕刻、冷冲压、切割、激光加工、放电加工、深拉、焊接等。机械加工包括精 整。 在该实施例中获得的马达转子支撑件1具有小于1. 005的相对磁导率和550MPa以上 的在室温的0. 2%屈服强度，并且因此具有优良的非磁性特性并且还具有高的强度，从而支 撑件能够稳定地支撑处于高速旋转的磁性体。而且，理想地，马达转子支撑件1具有30%以 上的在室温的延伸率。 而且，在本发明中，关于用于制造马达转子支撑件1的方法，还能够在非磁性钢经受热 加工之后通过冷加工获得冷加工材料。 以下将描述包括冷加工的制造步骤。 如在图3(b)中所示，首先，通过制备为如上所述的18Mn-18Cr非磁性钢的组成并且通 过通常的熔化和铸造方法生产锭。锭通过作为热加工的热锻等被中间模制成坯，并进一步 经受诸如热轧的热加工。能够通过将原材料加热到800°C到1200°C而执行热加工。 而且，能够通过连续铸造方法直接获得坯。 理想地，通过热加工获得的热加工材料经受固溶处理，在该固溶处理中，材料在l〇〇〇°C 以上被加热5分钟以上。理想地，经受了固溶处理的热加工材料在600°C到1000°C和0. 5 小时以上的条件下进一步经受时效处理。通过时效处理，能够进一步提高强度。例如，通过 执行固溶处理和时效处理，强度增加了大约l〇〇MPa到300MPa。顺便提及，在执行冷加工的 情形中，能够在冷加工之前或者在冷加工之后执行时效处理。 顺便提及，在本发明中，省去上述固溶处理和时效处理也是可行的。 热加工材料能够进一步经受诸如冷轧的冷加工。在冷加工中，能够在5%到40%的冷 加工率执行加工。顺便提及，如上所述，冷加工意味着在不超过再结晶温度的温度范围中的 加工，并且在超过再结晶温度的温度范围中的加工被称为热加工。在加工之后，为了消除应 力的目的，可以执行在300°C到450°C的应力消除退火。要求的机械特性不受应力消除退火 影响。 经受冷加工的冷加工材料经由进一步的机械加工被转变成单材形状。 机械加工包括雕刻、冷冲压、切割、激光加工、放电加工、深拉、焊接等。机械加工包括精 整。而且，机械加工可以具有通过将部件相互组装和焊接而获得产品形状的步骤。 所获得的用于马达转子支撑件的单材具有小于1.005的相对磁导率和600MPa以上的 在室温的0. 2%屈服强度，并且因此具有优良的非磁性特性并且还具有高的强度，从而它能 够稳定地支撑处于高速旋转的磁性体。而且，理想地，用于马达转子支撑件的单材具有10% 以上的在室温的延伸率。 在高旋转下使用的转子支撑件由于离心力等而变形。因为用于对该力的耐久性的延韧 性也是必要的，在热加工材料和冷加工材料的任一情形中，延伸率理想地是10%以上。在认 为延伸率重要的情形中，由于高的延伸率，如与冷加工材料相比较，热加工材料是有利的。 所获得的单材进一步被层叠和结合。将被层叠的每一单材可以具有相同的形状，或者 可以在单材的形状上不同。 结合方法不被特别限制，并且能够采用适当的方法诸如铆接、螺纹连接、焊接、附着或 者与环材料的外周冷缩配合。 图4(a)和图4(b)是解释通过螺纹连接的结合的绘图。 每一种单材1的构造类似于参考图1 (a)和图1 (b)解释的构造。单材具有轴承部3,该 轴承部3在中心处形成有轴孔2,在轴承部3的外周侧处成间距地形成环形肋4,并且在最 外周缘处形成外缘环5。从轴承部3通过环形肋4直至外缘环5以等角度间隔放射状形成 十六个分隔壁6。 在该实施例的单材中，如在图4(a)中所示，进一步与分隔壁6位于的角度位置对应地 在轴承部3处形成在轴线方向上贯穿的螺丝孔20,并且进一步与分隔壁6位于的角度位置 对应地在外缘环5处形成在轴线方向上贯穿的螺丝孔21。能够一起地在机械加工时形成螺 丝孔20、21，或者可以仅在随后的步骤中形成螺丝孔。 在结合时，如在图4 (b)中所示，通过层叠单材，分别从螺丝孔20、21中的每一个螺丝孔 的一个端侧插入螺丝30a、31a，并且在另一个端侧处将螺丝螺纹连接到螺母31a、31b中，从 而能够结合各单材。顺便提及，可以在螺丝孔20、21上形成沟槽，并且可以直接将螺丝30a、 31a螺纹连接到沟槽中。 图5(a)和图5(b)示出通过铆接结合单材的一个实例。 在该实例中，在单材1的一个表面上在适当的位置处设置凸部22,并且在单材1的另 一个表面上在与凸部22对应的位置处设置凹部23。在该实例中，在轴承部3处沿周方向以 90度的间隔形成凸部22和凹部23。在当将单材1相互重叠时，通过将单材1的凸部22挤 压到重叠的其它单材1的凹部23中，单材1、1被铆接并且相互结合。通过这种方法，能够 重叠和层叠任何数目的单材1。 上述凸部22和凹部23能够例如在机械加工中在板冲压等时同时在多个位置处成形。 在该情形中，在用于冲压的上模和下模上预先形成与凸部22和凹部23对应的模具表面，并 且在冲压时能够在冲压方向上在上表面和下表面上的配对的位置处使凸部和凹部成形。 通过这种凹部和凸部的铆接，能够容易地实现在层叠方向上的对中。作为铆接操作，多 个单材被重叠，并且然后通过施加挤压压力使所述多个单材成一体，并且由此能够在层叠 型支撑件的对中中以良好的精度实现具有高生产率的制造。顺便提及，铆接结构不限于上 述结构，并且能够采用任何适当的结构。 实例 作为将在本实例中使用的18Mn-18Cr非磁性钢，制备具有表格1所示组成的那些非磁 性钢（残余部分：Fe和不可避免的杂质，P :0. 025%以下，S :0. 005%以下）（钢No. 1到15)。 实例1 (从热加工材料制造支撑件形状材料的情形） 表格1中所示五十千克的每一种18Mn-18Cr非磁性钢（钢No. 1到9)通过VM(真空 感应熔化）被熔化，并且经受模铸以获得50kg的测试钢锭。通过从测试钢锭切割冒口获得 的主要部分在1200°C经受热锻，并且以表格2和3中所示的热轧加工率经受热轧以形成具 有4mm到6mm的厚度和200mm的宽度的测试材料。作为比较例，使用具有在本发明的范围之 外的组成的非磁性钢（钢No. 10到No. 13)、在商业上可获得的SUS304不锈钢（钢No. 15) 和在商业上可获得的SUS316不锈钢（钢No. 14)以相同的方式获得测试材料。 这些测试材料在1050°C经受水冷却固溶处理3小时。进而，V和/或Nb已经添加到的 测试材料的一部分还在固溶处理之后在900°C经受时效处理1小时。 通过冷压在室温执行冷冲压从这些测试材料获得与支撑件形状材料对应的样本材料。 在室温从样本材料采样在JIS Z 2201中描述的JIS14A测试片，并且JIS14A测试片基于 JIS Z 2241经受拉伸测试，并且执行通过磁秤方法进行的相对磁导率的测量。 实例2 (从冷轧材料制造支撑件形状材料的情形） 表格1中所示五十千克的每一种18Mn-18Cr非磁性钢（钢No. 1到9)通过VM (真空 感应熔化）被熔化，并且经受模铸以获得50kg的测试钢锭。通过从测试钢锭切割冒口获得 的主要部分在1200°C经受热锻，并且以表格2和3中所示的热轧加工率经受热轧以形成具 有4mm到6mm的厚度和200mm的宽度的测试材料。作为比较例，使用具有在本发明的范围之 外的组成的非磁性钢（钢No. 10到No. 13)、在商业上可获得的SUS304不锈钢（钢No. 15) 和在商业上可获得的SUS316不锈钢（钢No. 14)以相同的方式获得测试材料。 这些测试材料在1050°C经受水冷却固溶处理3小时。进而，V和/或Nb已经添加到的 测试材料的一部分还在固溶处理之后在900°C经受时效处理1小时。 这些测试材料经受如在表格2和3中所示从5 %到50 %的冷轧，以获得具有2_到5_ 的厚度的测试材料。通过冷压在室温执行冷冲压从这些测试材料获得与支撑件形状材料对 应的样本材料。以与在实例1中相同的方式从样本材料采样测试片，并且在室温执行拉伸 测试和通过磁秤方法进行的相对磁导率的测量。 测试结果在表格2和3中示出。根据测试结果，在实例1中，认识到发明实例的样本材 料（样本材料吣.1、5、9、13、17、21、25、29、33、37和41)确保55010^以上的0.2%屈服强 度，并且相对磁导率也是足够低的。另一方面，除了钢No. 12 (样本材料No. 45、49、57、61和 65)之外，在比较例中的0. 2%屈服强度在小于400MPa的水平上，并且钢No. 12的样本材料 (No. 53)具有高的0. 2 %屈服强度，但是还具有高的相对磁导率，并且因此在相对磁导率上 是低劣的，从而认为比较例的材料不适合于马达转子支撑件。 在实例2中，认识到：即使当执行冷加工时发明实例的样本材料的相对磁导率仍然不 呈现变化，并且不存在通过应变感应到铁氧体或马氏体的相变（样本材料No. 2到4、4到7、 10 到 12、14 到 16、18 到 20、22 到 24、26 到 28、30 到 32、34 到 36、38 到 40 和 42 到 44)。另 一方面，在比较例的样本材料中，随着冷轧加工率增加，相对磁导率增加，并且示出了应变 感生相变的发生（样本材料No. 46到48、50到52、54到56、58到60、62到64和66到68)， 从而认识到：相对于发明实例的样本材料而言，比较例的样本材料在相对磁导率上是低劣 的。 另外，在以上样本材料中，基于钢No. 2、8、11和14的数据，准备示出在冷轧加工率和 0. 2%屈服强度、延伸率和相对磁导率之间的关系的曲线图，并且在图6、7和8中示出这些 曲线图。 如在图6中所示，在所有的样本材料中，随着冷轧加工率增加，0. 2%屈服强度增加。然 而，认识到：不管冷轧加工率如何，本申请的发明实例的样本材料如与比较例的样本材料相 比较具有大的0. 2%屈服强度，并且因此在强度上优良。 而且，如在图7中所示，在所有的样本材料中，随着冷轧加工率增加，延伸率减小。然 而，如与比较例的钢No. 11相比较，直至大约40%的冷轧加工率为止，本申请的发明实例的 样本材料具有高的延伸率。 进而，如在图8中所示，即使当冷轧加工率增加时，本申请的发明实例的样本材料仍然 呈现相对磁导率几乎不变，并且因此具有稳定的非磁性特性。另一方面，在比较例的样本材 料中，当冷轧加工率增加时，相对磁导率急剧地增加，从而认识到相对磁导率不利地受到影 响。 从这些点认识到：在比较例的样本材料中难以在维持非磁性特性的情况下通过冷加工 增强强度，但是在发明实例的样本材料中能够在维持非磁性特性的情况下通过冷加工增强 强度。
[表格1]

【权利要求】
1. 一种马达转子支撑件，所述马达转子支撑件用于支撑被设置在马达的转子上的磁性 体， 其中通过层叠单材获得所述支撑件，每一个单材由从非磁性钢获得的热加工材料或冷 加工材料形成，并且具有小于1. 005的相对磁导率和550MPa以上的在室温的0. 2%屈服强 度。
2. 根据权利要求1所述的马达转子支撑件，其中所述单材是冷加工材料，并且具有小 于1. 005的相对磁导率和600MPa以上的在室温的0. 2%屈服强度。
3. 根据权利要求1或2所述的马达转子支撑件，其中所述非磁性钢是18Mn-18Cr非磁 性钢。
4. 根据权利要求1至3中任何一项所述的马达转子支撑件，其中包括稀土磁体或非稀 土磁体作为所述磁性体。
5. 根据权利要求4所述的马达转子支撑件，其中所述非稀土磁体是铁氧体磁体。
6. 根据权利要求1至5中任何一项所述的马达转子支撑件，其中包括压粉铁芯作为所 述磁性体。
7. 根据权利要求1至6中任何一项所述的马达转子支撑件，具有层叠结构，在所述层叠 结构中，所述单材被结合。
8. 根据权利要求7所述的马达转子支撑件，其中所述结合是铆接、螺纹连接、焊接、附 着和与环材料的外周冷缩配合中的任何一种或其组合。
9. 一种用于制造马达转子支撑件的方法，所述马达转子支撑件用于支撑被设置在马达 的转子上的磁性体，所述方法包括： 使非磁性钢经受热加工，以获得热加工材料； 使所述热加工材料经受机械加工，以获得具有小于1. 005的相对磁导率和550MPa以上 的在室温的0. 2%屈服强度的支撑件单材；和 层叠并结合所述支撑件单材。
10. 根据权利要求9所述的用于制造马达转子支撑件的方法，其中在所述热加工之后， 执行在l〇〇〇°C以上的固溶处理5分钟以上，并且此后执行在600°C到1000°C的时效处理 0. 5小时以上。
11. 一种用于制造马达转子支撑件的方法，所述马达转子支撑件用于支撑被设置在马 达的转子上的磁性体，所述方法包括： 使非磁性钢经受热加工并且随后经受冷加工，以获得冷加工材料； 使所述冷加工材料经受机械加工，以获得具有小于1. 005的相对磁导率和600MPa以上 的在室温的0. 2%屈服强度的支撑件单材；和 层叠并结合所述支撑件单材。
12. 根据权利要求11所述的用于制造马达转子支撑件的方法，其中所述冷加工包括冷 轧步骤。
13. 根据权利要求11或12所述的用于制造马达转子支撑件的方法，其中所述冷加工的 冷加工率是从5%到40%。
14. 根据权利要求9至13中任何一项所述的用于制造马达转子支撑件的方法，其中所 述机械加工包括雕刻、冷冲压、切割、激光加工、放电加工、深拉和焊接中的任何一个或更多 个步骤。
15. 根据权利要求9至14中任何一项所述的用于制造马达转子支撑件的方法，其中所 述非磁性钢是18Mn-18Cr非磁性钢。
16. 根据权利要求9至15中任何一项所述的用于制造马达转子支撑件的方法，其中通 过铆接、螺纹连接、焊接、附着和与环材料的外周冷缩配合中的任何一种或其组合执行所述 结合。
【文档编号】C22C38/00GK104254961SQ201380018031
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2013年3月27日 优先权日:2012年3月29日
【发明者】田中慎二, 斑目广和, 中岛敏史, 宫城一裕 申请人:株式会社日本制钢所, 三和工业株式会社