本发明涉及一种电机座盖板，属于电动机零部件的技术领域。
背景技术：
电机座是数控机床拖动环节中重要的零部件之一，是电器设备的底架或部件，以便电器设备的使用或安装，使用数量大，属于小箱体类零件，主要作用是联接伺服拖动电机和滚珠丝杆，因此对该零件的制造精度，加工效率的要求都很高。电机座上的盖板重要的零部件之一，然而现有的电机座盖板基本无法同时具有较好的硬度、强度等力学性能和较好的耐腐蚀性能，且加工效率差，生产产品的合格率较低。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供一种同时具有优异的腐蚀性和强度、硬度的电机座盖板。
本发明通过如下技术方案实现：一种电机座盖板，所述的电机座盖板包括盖板基体，以及涂覆在盖板基体表面厚度为1.0-2.0mm的sio2陶瓷表面膜，所述的盖板基体由铝合金制成，所述的铝合金由如下质量百分比的成分组成：si：1.2-2.5％，cu：0.03-0.1％，mg：0.015-0.05％，zn：0.03-0.1％，mn：0.26-0.35％，ti：0.05-0.15％，b：0.05-0.1％，zr：0.05-0.25％，ce：0.05-0.15％，余量为铝及不可避免的杂质。
本发明在盖板基体表面涂覆一层sio2陶瓷表面膜，在电机运行时，电机座盖板sio2陶瓷表面膜的温度明显高于未涂覆表面膜的底座表面温度。在盖板基体表面涂覆一层sio2陶瓷表面膜大幅降低了盖板基体表面的温度，进而提高铝合金的表面硬度。且在1.0-2.0mm的厚度范围内，盖板基体热应力随着陶瓷表面膜厚度的增加而增加，且基体热应力约为陶瓷表面膜热应力的一半；由于陶瓷表面膜的添加，使得盖板基体在远小于其许用应力下工作，进而增加盖板基体表面的硬度，进一步延长其使用寿命。但是当厚度超过2.0mm后，盖板基体表面的硬度增加不明显，反而会影响电机座盖板整体的综合性能。
本发明电机座盖板基体铝合金中含有si、cu、mg、zn、mn、ti、b、zr和ce，铝元素熔点很高，熔解速度很慢，加入这些金属能与铝制成中间合金，再以中间合金的形式把元素引入到铝熔体，这样就避免了为加快熔解速度而增加温度带来的能源浪费，同时可以避免由于某些元素氧化而带入杂质，并能使其在较低的熔炼温度下实现高的吸收率和稳定性，有利于提高铝合金铸锭的质量同时降低能耗和成本。本发明中添加的金属元素纯度为99％及以上，可将杂质的带入量降至最低。本发明电机座盖板基体铝合金中大大提高了si的含量，与mg形成mg2si，充分发挥mg的作用，提高铝合金的强度、塑性。同时，mg与zn形成强化相mgzn2，强化盖板基体，增加基体的抗拉强度和屈服强度，若本发明盖板基体中的mg和zn的含量超过上述范围，则会严重影响到盖板的耐腐蚀开裂性能。而本发明基体铝合金中的mn与al形成al-mn二院合金，显著细化再结晶精力，并溶解杂质铁，形成(fe、mn)al6，减小铁的有害影响。本发明电机座盖板基体铝合金中同时加入了0.05-0.15％ti和0.05-0.1％b，ti和b能和al形成al-ti-b中间合金，能成为结晶时的非自发合金，起细化铸造组织和焊缝组织的作用。在铝合金材料中加入微量的ti和b元素，对合金有一定的强化作用，而且能改善合金韧性和刚性。本发明还添加了微量的zr元素，zr加入铝合金会形成细小弥散的al3zr弥散相，抑制合金的再结晶和晶粒长大。此外a13zr本身细小均匀，可以细化铸态组织，提高电机座盖板的抗拉强度和屈服强度。
另外，在本发明电机座盖板基体铝合金中添加了微量的ce元素。ce是稀土元素中丰度最高的元素，加入该元素后，能形成一种特殊的铝-铈化合物，即金属间化合物，这种金属间化合物只有在华氏2000℃以上才能熔化，可铸性高，热处理需求低，高温稳定性好。且铝-铈化合物阻碍再结晶的形核和长大过程，对合金具有强化作用，还能改善合金韧性和降低应力腐蚀开裂敏感性。
在上述的电机座盖板中，所述的铝合金由如下质量百分比的成分组成：si：1.5-2.2％，cu：0.05-0.08％，mg：0.02-0.04％，zn：0.05-0.08％，mn：0.28-0.32％，ti：0.08-0.12％，b：0.08-0.1％，zr：0.1-0.2％，ce：0.08-0.12％，余量为铝及不可避免的杂质。
本发明还提供一种上述电机座盖板的加工方法，所述的加工方法包括如下步骤：
熔炼：按质量百分比的成分配比铝合金，将铝合金熔炼成铝液，并经过精炼；
浇铸：将精炼后的铝液浇铸到预热后的模具中，浇铸成型，得盖板基体坯件；
热处理：将盖板基体坯件进行热处理；
钝化处理：将热处理后的盖板基体坯件在含有na2sno3的钝化液中进行钝化处理，得盖板基体；
成膜：将盖板基体浸入溶胶中，采用提拉法在盖板基体表面形成sio2陶瓷表面膜，经红外烘干后进行烧结，即可制得电机座盖板。
铝合金的力学性能和抗腐蚀性能主要由合金的组织结构、第二相粒子的形状、大小和尺寸决定，而热处理以及后处理工艺是决定合金组织结构的关键。本发明将热处理后的盖板基体在含有na2sno3的钝化液中进行钝化处理，sno2－3水解产生sno2，沉淀在盖板基体表面的金属间颗粒周围，屏蔽盖板基体表面活性点；另外水解产生的oh－与铝合金溶解产生的al3+结合形成al(oh)3，促进盖板基体表面的钝化，对腐蚀起到抑制作用，提高底座的耐腐蚀性能。接着在再将盖板基体浸入溶胶中，在基体表面形成sio2陶瓷表面膜，在保证电机座盖板耐腐蚀性能的同时大幅度提高底座的硬度和强度。
在上述电机座盖板的加工方法中，所述熔炼的温度为720-740℃。
在上述电机座盖板的加工方法中，所述预热的温度为180-220℃。
在上述电机座盖板的加工方法中，所述的热处理包括固溶处理和时效处理。
作为优选，所述固溶处理的温度为450-470℃，固溶处理的时间为40-60min。固溶处理时，溶质原子mg、zn等溶入基体形成置换式固溶体，由于溶质与基体原子尺寸差异，金属的晶体点阵发生畸变，从而使点阵常数发生变化。zn的原子半径比al小，zn的融入会导致基体点阵常数减小，而mg的原子半径比al大，mg的溶入会导致基体点阵常数增大，实验表明本发明盖板基体通过如下的固溶处理后mgzn2相以及完全溶入到铝基体中，最大限度的提高了mg、zn元素在基体中的过饱和度。再配合后面的断续时效处理，可进一步导致析出相质点的尺寸小小，数量增加，分布更均匀，进而提高盖板基体的力学性能。
作为优选，所述时效处理的温度为150-180℃，时效处理的时间为3-8h。本发明电机座盖板的加工方法中，时效处理的温度较低，可进一步提高盖板基体的强度、韧性及抗冲击性能。
在上述电机座盖板的加工方法中，钝化液中na2sno3的浓度为0.08-0.12g/l。钝化液中还含有0.1mol/l的nacl溶液。在0.1mol/lnacl溶液中，添加一定量的na2sno3可促进铝合金基体表面发生钝化，降低铝合金的孔蚀敏感性，抑制稳定孔蚀的发生。na2sno3浓度增大，溶液的ph值随之升高，因此na2sno3浓度较大时反而会促进铝合金的均匀腐蚀。
在上述电机座盖板的加工方法中，所述的溶胶通过如下方法制得：不断搅拌过程中向正硅酸乙酯中加入无水乙醇，然后加入蒸馏水，搅拌后依次加入盐酸和甲酰胺，继续搅拌，陈化制得。
作为优选，无水乙醇与正硅酸乙酯的体积比为2-4：1，蒸馏水与正硅酸乙酯的体积比为0.8-1.2：1，ph为2-4，甲酰胺与正硅酸乙酯的体积比为0.4-0.8：1。在溶胶制备过程中控制在上述范围可在铝合金基体表面得到光滑平整没有缺陷及裂纹的陶瓷表面膜。
在上述电机座盖板的加工方法中，所述烧结的温度为520-550℃，烧结的时间为0.5-1h。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、本发明电机座盖板在基体表面涂覆一层sio2陶瓷表面膜，增加了盖板基体表面的硬度。
2、本发明电机座盖板基体铝合金中加入了si、cu、mg、zn、mn、ti、b、zr和ce，通过各元素之间的协同作用，提高盖板基体的强度、硬度、韧性等力学性能以及耐腐蚀性。
3、本发明电机座盖板的基体先经过熔炼、浇注、固溶处理、时效处理，提高基体的力学性能，再通过在含有na2sno3的钝化液中钝化处理以及在表面形成sio2陶瓷表面膜，在保证电机座盖板耐腐蚀性能的同时大幅度提高盖板的硬度和强度。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
一种电机座盖板包括盖板基体，以及涂覆在盖板基体表面厚度为1.5mm的sio2陶瓷表面膜；所述的铝合金由如下质量百分比的成分组成：si：1.8％，cu：0.06％，mg：0.03％，zn：0.06％，mn：0.3％，ti：0.1％，b：0.09％，zr：0.15％，ce：0.1％，余量为铝及不可避免的杂质。
实施例2
一种电机座盖板包括盖板基体，以及涂覆在盖板基体表面厚度为1.2mm的sio2陶瓷表面膜；所述的铝合金由如下质量百分比的成分组成：si：1.5％，cu：0.08％，mg：0.02％，zn：0.08％，mn：0.28％，ti：0.12％，b：0.08％，zr：0.2％，ce：0.08％，余量为铝及不可避免的杂质。
实施例3
一种电机座盖板包括盖板基体，以及涂覆在盖板基体表面厚度为1.8mm的sio2陶瓷表面膜；所述的铝合金由如下质量百分比的成分组成：si：2.2％，cu：0.05％，mg：0.04％，zn：0.05％，mn：0.32％，ti：0.08％，b：0.1％，zr：0.1％，ce：0.12％，余量为铝及不可避免的杂质。
实施例4
一种电机座盖板包括盖板基体，以及涂覆在盖板基体表面厚度为1.2mm左右的sio2陶瓷表面膜；所述的盖板基体由铝合金制成，所述的铝合金由如下质量百分比的成分组成：si：1.2％，cu：0.1％，mg：0.015％，zn：0.1％，mn：0.26％，ti：0.15％，b：0.05％，zr：0.25％，ce：0.05％，余量为铝及不可避免的杂质。
实施例5
一种电机座盖板包括盖板基体，以及涂覆在盖板基体表面厚度为1.8mm左右的sio2陶瓷表面膜；所述的盖板基体由铝合金制成，所述的铝合金由如下质量百分比的成分组成：si：2.5％，cu：0.03％，mg：0.05％，zn：0.03％，mn：0.35％，ti：0.05％，b：0.1％，zr：0.05％，ce：0.15％，余量为铝及不可避免的杂质。
实施例6
熔炼：按实施例1所述的质量百分比的成分配比铝合金，将铝合金在730℃下熔炼成铝液，并经过精炼；
浇铸：将精炼后的铝液浇铸到预热至200℃的模具中，浇铸成型，得盖板基体坯件；
热处理：将盖板基体坯件在460℃下进行固溶处理50min，然后在160℃下时效处理4h；
钝化处理：将热处理后的盖板基体坯件在含有0.1g/lna2sno3、0.1mol/lnacl的钝化液中进行钝化处理1h，得盖板基体；
成膜：将盖板基体浸入溶胶中，采用提拉法在盖板基体表面形成sio2陶瓷表面膜，经红外烘干后在540℃下烧结0.8h，即可制得电机座盖板。
本实施例中的溶胶通过如下方法制得：不断搅拌过程中向正硅酸乙酯中加入无水乙醇，然后加入蒸馏水，搅拌后依次加入盐酸和甲酰胺，继续搅拌，陈化制得。无水乙醇与正硅酸乙酯的体积比为3：1，蒸馏水与正硅酸乙酯的体积比为1：1，ph为3，甲酰胺与正硅酸乙酯的体积比为0.6：1。
实施例7
熔炼：按实施例2所述的质量百分比的成分配比铝合金，将铝合金在725℃下熔炼成铝液，并经过精炼；
浇铸：将精炼后的铝液浇铸到预热至190℃的模具中，浇铸成型，得盖板基体坯件；
热处理：将盖板基体坯件在455℃下进行固溶处理55min，然后在170℃下时效处理5h；
钝化处理：将热处理后的盖板基体坯件在含有0.09g/lna2sno3、0.1mol/lnacl的钝化液中进行钝化处理1.5h，得盖板基体；
成膜：将盖板基体浸入溶胶中，采用提拉法在盖板基体表面形成sio2陶瓷表面膜，经红外烘干后在545℃下烧结0.6h，即可制得电机座盖板。
本实施例中的溶胶通过如下方法制得：不断搅拌过程中向正硅酸乙酯中加入无水乙醇，然后加入蒸馏水，搅拌后依次加入盐酸和甲酰胺，继续搅拌，陈化制得。无水乙醇与正硅酸乙酯的体积比为2：1，蒸馏水与正硅酸乙酯的体积比为0.8：1，ph为2，甲酰胺与正硅酸乙酯的体积比为0.4：1。
实施例8
熔炼：按实施例3所述的质量百分比的成分配比铝合金，将铝合金在735℃下熔炼成铝液，并经过精炼；
浇铸：将精炼后的铝液浇铸到预热至210℃的模具中，浇铸成型，得盖板基体坯件；
热处理：将盖板基体坯件在465℃下进行固溶处理45min，然后在155℃下时效处理6h；
钝化处理：将热处理后的盖板基体坯件在含有0.11g/lna2sno3、0.1mol/lnacl的钝化液中进行钝化处理0.8h，得盖板基体；
成膜：将盖板基体浸入溶胶中，采用提拉法在盖板基体表面形成sio2陶瓷表面膜，经红外烘干后在530℃下烧结1h，即可制得电机座盖板。
本实施例中的溶胶通过如下方法制得：不断搅拌过程中向正硅酸乙酯中加入无水乙醇，然后加入蒸馏水，搅拌后依次加入盐酸和甲酰胺，继续搅拌，陈化制得。无水乙醇与正硅酸乙酯的体积比为4：1，蒸馏水与正硅酸乙酯的体积比为1.2：1，ph为4，甲酰胺与正硅酸乙酯的体积比为0.8：1。
实施例9
熔炼：按实施例4所述的质量百分比的成分配比铝合金，将铝合金在720℃下熔炼成铝液，并经过精炼；
浇铸：将精炼后的铝液浇铸到预热至220℃的模具中，浇铸成型，得盖板基体坯件；
热处理：将盖板基体坯件在470℃下进行固溶处理40min，然后在150℃下时效处理8h；
钝化处理：将热处理后的盖板基体坯件在含有0.08g/lna2sno3、0.1mol/lnacl的钝化液中进行钝化处理2h，得盖板基体；
成膜：将盖板基体浸入溶胶中，采用提拉法在盖板基体表面形成sio2陶瓷表面膜，经红外烘干后在520℃下烧结1h，即可制得电机座盖板。
实施例10
熔炼：按实施例5所述的质量百分比的成分配比铝合金，将铝合金在740℃下熔炼成铝液，并经过精炼；
浇铸：将精炼后的铝液浇铸到预热至180℃的模具中，浇铸成型，得盖板基体坯件；
热处理：将盖板基体坯件在450℃下进行固溶处理60min，然后在180℃下时效处理3h；
钝化处理：将热处理后的盖板基体坯件在含有0.12g/lna2sno3、0.1mol/lnacl的钝化液中进行钝化处理0.5h，得盖板基体；
成膜：将盖板基体浸入溶胶中，采用提拉法在盖板基体表面形成sio2陶瓷表面膜，经红外烘干后在550℃下烧结0.5h，即可制得电机座盖板。
对比例1
与实施例6的区别仅在于，该对比例中的电机座盖板即为对比例1中的盖板基体，即不包括涂覆在盖板基体表面厚度为1.0-2.0mm的sio2陶瓷表面膜。
对比例2
与实施例6的区别仅在于，该对比例盖板基体的成分不含有ce。
对比例3
与实施例6的区别仅在于，该对比例盖板基体的成分不含有zr。
对比例4
与实施例6的区别仅在于，该对比例电机座盖板的加工中不含有钝化处理。
对比例5
与实施例6的区别仅在于，该对比例电机座盖板的加工中的钝化处理采用普通的钝化液。
将实施例6-10及对比例1-5中制得的电机座盖板进行性能测试，测试结果如表1所示。
表1：实施例6-10及对比例1-5中制得的电机座盖板的性能
上述测试除特别说明外，均是常规的检测方法，其中磨损量的测试为将连续工作720h后的电机座盖板进行检测。耐腐蚀性能测试中的结果为电机座盖板表面出现点蚀的时间。
综上所述，本发明电机座盖板在基体表面涂覆一层sio2陶瓷表面膜，增加了盖板基体表面的硬度。且基体铝合金中加入了si、cu、mg、zn、mn、ti、b、zr和ce，通过各元素之间的协同作用，并配合先熔炼、浇注、固溶处理、时效处理的加工方法，提高基体的力学性能，再通过在含有na2sno3的钝化液中钝化处理以及在表面形成sio2陶瓷表面膜，在保证电机座盖板耐腐蚀性能的同时大幅度提高盖板的硬度、强度。
鉴于本发明方案实施例众多，各实施例实验数据庞大众多，不适合于此处逐一列举说明，但是各实施例所需要验证的内容和得到的最终结论均接近。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。