本发明属于电机转子材料制造技术领域，具体涉及一种异步交流电机转子铜条用铝青铜材料及其制备方法，
背景技术：
全球能源十分缺乏，为了响应节能、环保、减排，世界各国在大力加速发展核电能源，中国也将大力发展清洁电源，其中核电是全国今后电源结构调整的主攻方向，投资规模将大大超过常规电厂。国家对核电发展的战略由“适度发展”到“积极发展”。在这样的背景下，中国的核电能源将获得很好的发展机遇。随着核电清洁电源的发展，对核岛水泵交流电机的要求越来越高，电机转子是异步交流电机的核心部件，为整个机组提供动力，一般高速异步交流电机转子采用铜条嵌在铁芯上上，并在端环焊接在一起，因此，电机转子铜条的性能和质量直接关系到异步交流电机的性能，电机转子在运转过程中，由于作用在转子上的电磁应力、机械应力、残余应力、动态应力等各种应力综合作用，以及运行时电机的温升情况，会造成转子导条由于温升而造成的软化现象，并影响整个电机的服役能力，导条由于温升而造成的软化现象，并影响整个电机的服役能力，要求转子铜条具有较高的强度，同时需要具备一定的电导率。
目前使用的cu-al合金是以铜和锌为主要的合金元素的合金，是工业上最早使用的铸铝合金，其突出的缺点是固溶体型合金的铸造性能差，富铜的θ(al2cu)相与α(al)基体间的电位差大，抗腐蚀性能低，密度较大，由于凝固区间很大，铸造性能差，同时具有轻而抗张强度大。因此，需要一种可以显著改变cu-al合金性能的新型合金材料，以达到强度高和电导率适宜的目的。
技术实现要素：
针对以上技术问题，本发明提供一种异步交流电机转子铜条用铝青铜材料及其制备方法。
本发明的技术方案：一种异步交流电机转子铜条用铝青铜材料，所述材料的化学组成及其重量百分比为：
al：8.0-8.5％；
cu：余量；
ni≤0.5％；
mn≤0.5％；
fe≤0.5％。
一种异步交流电机转子铜条用铝青铜材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)配料：cu采用电解铜板方式加入，al采用铝锭方式加入，ni以电解镍板方式加入，mn以锰块方式加入，fe采用纯铁块方式加入，根据各合金元素的重量百分比，选择并称取相应的原料；
(2)熔炼：采用真空中频感应电炉熔炼，依次加入电解铜板、电解镍板、al块、fe块、mn块进行熔炼；
(3)浇注：根据设计的磨具，进行浇注，获得需要的铸锭规格；
(4)热挤压：将所述铸锭采用热挤压方法获得铜条挤压型材；
(5)冷拉拔：将所述铜条挤压型材在冷拉拔机上进行拉拔冷变形，拉拔至规定尺寸，获得铜条拉拔型材；
(6)热处理：对拉拔完毕的铜条拉拔型材进行进行热处理；
(7)去应力退火处理：对热处理后的铜条拉拔型材进行去应力退火处理，得到所述异步交流电机转子铜条用铝青铜材料。
进一步地，步骤(4)中，铸锭加热温度700℃-780℃，开始挤压温度不低于780℃，挤压工装及模具预热温度380℃-400℃，挤压比控制在20-30，挤压速度控制在5-6mm/s，冷却方式采用空气冷却方式冷却，
进一步地，步骤(5)中，冷拉拔的冷变形量控制在10％-15％。
进一步地，步骤(6)中，热处理温度控制在400℃-500℃，热处理时间控制在1-1.5h。
进一步地，步骤(7)中，去应力退火处理的处理温度在430-500℃，处理时间为1-1.5h，去应力退火处理可以消除应力腐蚀开裂。
与现有技术相比，本发明的有益效果：向cu-al合金中添加ni、mn、fe等元素可以显著改善二元合金的性能。ni在cu-al合金中具有一定的固溶度，ni能显著提高铝青铜的强度、硬度、热稳定性，含有一定量ni的cu-al-ni-mn-fe合金在热加工后不需要另行固溶处理和淬火，即可直接时效。mn在cu-al合金α固溶体中有较大的溶解度，但又降低al在α中的溶解度，mn对β相分解起稳定作用，降低相变开始温度，推迟共析转变，铝青铜中的含mn量不超过最大溶解度对合金的力学性能与抗蚀性是有益的，有良好的加工成形性能。向含mn的铝青铜中添加一定量的fe，合金的性能得到进一步改善，少量fe能细化铝青铜铸造和再结晶晶粒，提高力学性能，cu-al合金中同时添加少量的ni、fe和mn可获得更佳的综合性能，具有型材强度、硬度高，冲击性能良好，具有稳定的电导率，同时，本发明制备工艺简单，节能降耗，降低制造成本。
具体实施方式
实施例1
一种异步交流电机转子铜条用铝青铜材料，材料的化学组成及其重量百分比为：
al：8.0％；
cu：余量；
ni：0.1％；
mn：0.1％；
fe：0.1％。
一种异步交流电机转子铜条用铝青铜材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)配料：cu采用电解铜板方式加入，al采用铝锭方式加入，ni以电解镍板方式加入，mn以锰块方式加入，fe采用纯铁块方式加入，根据各合金元素的重量百分比，选择并称取相应的原料；
(2)熔炼：采用真空中频感应电炉熔炼，依次加入电解铜板、电解镍板、al块、fe块、mn块进行熔炼；
(3)浇注：根据设计的磨具，进行浇注，获得需要的铸锭规格；
(4)热挤压：对铸锭采用热挤压方法，热挤压方法的加热温度700℃，开始挤压温度不低于780℃，挤压工装及模具预热温度380℃，挤压比控制在20，挤压速度控制在5mm/s，冷却方式采用空气冷却方式冷却，获得铜条挤压型材；
(5)冷拉拔：将铜条挤压型材在冷拉拔机上进行拉拔冷变形，冷拉拔的冷变形量控制在10％，拉拔至规定尺寸，获得铜条拉拔型材；
(6)热处理：对拉拔完毕的铜条拉拔型材进行进行热处理，热处理温度控制在400℃，热处理时间控制在1h；
(7)去应力退火处理：对热处理后的铜条拉拔型材进行去应力退火处理，去应力退火处理的处理温度在400℃，处理时间为1h，得到异步交流电机转子铜条用铝青铜材料。
实施例2
一种异步交流电机转子铜条用铝青铜材料，材料的化学组成及其重量百分比为：
al：8.3％；
cu：余量；
ni：0.3％；
mn：0.3％；
fe：0.3％。
一种异步交流电机转子铜条用铝青铜材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)配料：cu采用电解铜板方式加入，al采用铝锭方式加入，ni以电解镍板方式加入，mn以锰块方式加入，fe采用纯铁块方式加入，根据各合金元素的重量百分比，选择并称取相应的原料；
(2)熔炼：采用真空中频感应电炉熔炼，依次加入电解铜板、电解镍板、al块、fe块、mn块进行熔炼；
(3)浇注：根据设计的磨具，进行浇注，获得需要的铸锭规格；
(4)热挤压：对铸锭采用热挤压方法，热挤压方法的加热温度750℃，开始挤压温度不低于780℃，挤压工装及模具预热温度390℃，挤压比控制在25，挤压速度控制在5.5mm/s，冷却方式采用空气冷却方式冷却，获得铜条挤压型材；
(5)冷拉拔：将铜条挤压型材在冷拉拔机上进行拉拔冷变形，冷拉拔的冷变形量控制在13％，拉拔至规定尺寸，获得铜条拉拔型材；
(6)热处理：对拉拔完毕的铜条拉拔型材进行进行热处理，热处理温度控制在450℃，热处理时间控制在1.3h；
(7)去应力退火处理：对热处理后的铜条拉拔型材进行去应力退火处理，去应力退火处理的处理温度在450℃，处理时间为1.3h，得到异步交流电机转子铜条用铝青铜材料。
实施例3
一种异步交流电机转子铜条用铝青铜材料，材料的化学组成及其重量百分比为：
al：8.5％；
cu：余量；
ni：0.5％；
mn：0.5％；
fe：0.5％。
一种异步交流电机转子铜条用铝青铜材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)配料：cu采用电解铜板方式加入，al采用铝锭方式加入，ni以电解镍板方式加入，mn以锰块方式加入，fe采用纯铁块方式加入，根据各合金元素的重量百分比，选择并称取相应的原料；
(2)熔炼：采用真空中频感应电炉熔炼，依次加入电解铜板、电解镍板、al块、fe块、mn块进行熔炼；
(3)浇注：根据设计的磨具，进行浇注，获得需要的铸锭规格；
(4)热挤压：对铸锭采用热挤压方法，热挤压方法的加热温度780℃，开始挤压温度不低于780℃，挤压工装及模具预热温度400℃，挤压比控制在30，挤压速度控制在6mm/s，冷却方式采用空气冷却方式冷却，获得铜条挤压型材；
(5)冷拉拔：将铜条挤压型材在冷拉拔机上进行拉拔冷变形，冷拉拔的冷变形量控制在15％，拉拔至规定尺寸，获得铜条拉拔型材；
(6)热处理：对拉拔完毕的铜条拉拔型材进行进行热处理，热处理温度控制在500℃，热处理时间控制在1.5h；
(7)去应力退火处理：对热处理后的铜条拉拔型材进行去应力退火处理，去应力退火处理的处理温度在500℃，处理时间为1.5h，得到异步交流电机转子铜条用铝青铜材料。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。