本发明涉及发动机转动轴领域，具体涉及一种发动机转动轴材料及其制备方法。
背景技术：
发动机转动轴是汽车传动系中传递动力的重要部件，它的作用是与变速箱、驱动桥一起将发动机的动力传递给车轮，使汽车产生驱动力。转动轴材料一般使用轻而抗扭性佳的合金材料制成。在以燃气轮机和蒸汽轮机驱动的比较大型的发电机转动轴材料中，可以使用含3.0%以上镍的低合金钢，但是含有该范围镍的发电机转动轴材料磁特性不好，会降低发电机的效率。另外，镍虽然降低磁特性，但是由于是改善淬火性的必须成分，很难降低其含量。
授权公告号cn104152812b的发明专利提供了一种加入稀土永磁材料的永磁铁氧体转子合金材料，用该合金材料制成的实心电机转子具有高导电、高导热性能，增加电机的转矩。考虑到稀土元素的优良顺磁、耐高温、硬度强的特性，可以在转动轴的材料中加入稀土元素来提高其导电性和导热性，增加电机的转矩。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种发动机转动轴材料及其制备方法，该转动轴材料通过添加多种金属元素和稀土元素，提高了导电性和导热性，降低了淬火性，机械性能良好。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种发动机转动轴材料，由如下重量百分比的成分组成：碳1～3%、硅0.02～0.06%、锰0.02～0.08%、镍1.5～1.8%、镨0.06～0.12%、铟0.03～0.10%、锡0.12～0.16%，余量为铁和不可避免的杂质。
优选地，由如下重量百分比的成分组成：碳1%、硅0.03%、锰0.05%、镍1.6%、镨0.08%、铟0.07%、锡0.13%，余量为铁和不可避免的杂质。
上述发动机转动轴材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）电炉熔化：将铁、碳、硅、铁锰合金、铁镍合金、铁锡合金在氮气保护下加入熔炉熔融，石墨棒搅拌20-30min后，加入镨、铟，升高温度熔化成合金熔液；
（2）转炉精炼：将合金熔液转入精炼炉，在1200-1250℃精炼6-8小时，待杂气和渣滓完全浮出熔体液面后，过滤除去杂质；
（3）浇铸成型：将精炼除杂后的合金熔液浇铸成转子型坯；
（4）热处理：对转子型坯在1200-1300℃热处理2-3小时。
优选地，所述步骤（1）中铁镍合金中镍的含量为60-80%，铁锰合金中锰的含量为30-40%，铁锡合金中锡的含量为10-25%。
优选地，所述步骤（1）石墨棒搅拌保持60-80r/min的低转速。
优选地，所述步骤（1）加入镨、铟后，升高温度至1050-1080℃。
优选地，所述步骤（3）浇铸时施以2-3mpa的压力。
优选地，所述步骤（4）热处理后还需在560-660℃下，实施回火处理。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明的发动机转动轴材料以铁为主要成分，其他成分中碳用以提高转动轴的强度和韧度，硅用以脱氧，锰用以提高材料韧性，镍用以提高磁特性，镨用以提高其稳定性，铟用以提高材料表面的张力和粘性，多种金属元素、稀土元素配合，提高了材料的导电性和导热性，降低了淬火性，强度高，抗氧化，耐腐蚀，耐热，机械性能良好。
（2）本发明的发动机转动轴材料的制备方法首先通过电炉熔化，将金属元素成分充分混合均匀，转炉精炼发挥了各元素的功能特性，浇铸成型、热处理、回火使得该材料均质稳定，机械性能良好。该制备方法能耗较低，工艺简单，适合大规模生产。
具体实施方式
以下结合具体实施例对发明作进一步详细的描述。
实施例1.
本实施例的发动机转动轴材料，由如下重量百分比的成分组成：
碳1%；
硅0.03%；
锰0.05%；
镍1.6%；
镨0.08%；
铟0.07%；
锡0.13%；
余量为铁和不可避免的杂质。
上述发动机转动轴材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）电炉熔化：将铁、碳、硅、铁锰合金、铁镍合金、铁锡合金在氮气保护下加入熔炉熔融，石墨棒搅拌20-30min后，加入镨、铟，升高温至1050℃，熔化成合金熔液，其中，铁镍合金中镍的含量为60-80%，铁锰合金中锰的含量为30-40%，铁锡合金中锡的含量为10-25%，石墨棒搅拌保持60r/min的低转速；
（2）转炉精炼：将合金熔液转入精炼炉，在1200-1250℃精炼6-8小时，待杂气和渣滓完全浮出熔体液面后，过滤除去杂质；
（3）浇铸成型：将精炼除杂后的合金熔液浇铸成转子型坯，浇铸时施以2-3mpa的压力；
（4）热处理：对转子型坯在1200-1300℃热处理2-3小时，560℃下实施回火处理。
实施例2.
本实施例的发动机转动轴材料，由如下重量百分比的成分组成：
碳1.6%；
硅0.04%；
锰0.06%；
镍1.5%；
镨0.06%；
铟0.03%；
锡0.12%；
余量为铁和不可避免的杂质。
上述发动机转动轴材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）电炉熔化：将铁、碳、硅、铁锰合金、铁镍合金、铁锡合金在氮气保护下加入熔炉熔融，石墨棒搅拌20-30min后，加入镨、铟，升高温至1060℃，熔化成合金熔液，其中，铁镍合金中镍的含量为60-80%，铁锰合金中锰的含量为30-40%，铁锡合金中锡的含量为10-25%，石墨棒搅拌保持70r/min的低转速；
（2）转炉精炼：将合金熔液转入精炼炉，在1200-1250℃精炼6-8小时，待杂气和渣滓完全浮出熔体液面后，过滤除去杂质；
（3）浇铸成型：将精炼除杂后的合金熔液浇铸成转子型坯，浇铸时施以2-3mpa的压力；
（4）热处理：对转子型坯在1200-1300℃热处理2-3小时，580℃下实施回火处理。
实施例3.
本实施例的发动机转动轴材料，由如下重量百分比的成分组成：
碳2.2%；
硅0.05%；
锰0.05%；
镍1.6%；
镨0.08%；
铟0.05%；
锡0.14%；
余量为铁和不可避免的杂质。
上述发动机转动轴材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）电炉熔化：将铁、碳、硅、铁锰合金、铁镍合金、铁锡合金在氮气保护下加入熔炉熔融，石墨棒搅拌20-30min后，加入镨、铟，升高温至1070℃，熔化成合金熔液，其中，铁镍合金中镍的含量为60-80%，铁锰合金中锰的含量为30-40%，铁锡合金中锡的含量为10-25%，石墨棒搅拌保持80r/min的低转速；
（2）转炉精炼：将合金熔液转入精炼炉，在1200-1250℃精炼6-8小时，待杂气和渣滓完全浮出熔体液面后，过滤除去杂质；
（3）浇铸成型：将精炼除杂后的合金熔液浇铸成转子型坯，浇铸时施以2-3mpa的压力；
（4）热处理：对转子型坯在1200-1300℃热处理2-3小时，600℃下实施回火处理。
实施例4.
本实施例的发动机转动轴材料，由如下重量百分比的成分组成：
碳2.4%；
硅0.05%；
锰0.06%；
镍1.7%；
镨0.09%；
铟0.08%；
锡0.15%；
余量为铁和不可避免的杂质。
上述发动机转动轴材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）电炉熔化：将铁、碳、硅、铁锰合金、铁镍合金、铁锡合金在氮气保护下加入熔炉熔融，石墨棒搅拌20-30min后，加入镨、铟，升高温至1070℃，熔化成合金熔液，其中，铁镍合金中镍的含量为60-80%，铁锰合金中锰的含量为30-40%，铁锡合金中锡的含量为10-25%，石墨棒搅拌保持80r/min的低转速；
（2）转炉精炼：将合金熔液转入精炼炉，在1200-1250℃精炼6-8小时，待杂气和渣滓完全浮出熔体液面后，过滤除去杂质；
（3）浇铸成型：将精炼除杂后的合金熔液浇铸成转子型坯，浇铸时施以2-3mpa的压力；
（4）热处理：对转子型坯在1200-1300℃热处理2-3小时，640℃下实施回火处理。
实施例5.
本实施例的发动机转动轴材料，由如下重量百分比的成分组成：
碳2.8%；
硅0.06%；
锰0.08%；
镍1.8%；
镨0.12%；
铟0.1%；
锡0.16%；
余量为铁和不可避免的杂质。
上述发动机转动轴材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）电炉熔化：将铁、碳、硅、铁锰合金、铁镍合金、铁锡合金在氮气保护下加入熔炉熔融，石墨棒搅拌20-30min后，加入镨、铟，升高温至1080℃，熔化成合金熔液，其中，铁镍合金中镍的含量为60-80%，铁锰合金中锰的含量为30-40%，铁锡合金中锡的含量为10-25%，石墨棒搅拌保持80r/min的低转速；
（2）转炉精炼：将合金熔液转入精炼炉，在1200-1250℃精炼6-8小时，待杂气和渣滓完全浮出熔体液面后，过滤除去杂质；
（3）浇铸成型：将精炼除杂后的合金熔液浇铸成转子型坯，浇铸时施以2-3mpa的压力；
（4）热处理：对转子型坯在1200-1300℃热处理2-3小时，660℃下实施回火处理。
本发明的转动轴材料通过添加多种金属元素和稀土元素，提高了导电性和导热性，降低了淬火性，机械性能良好。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。