本发明涉及一种定子，具体涉及一种耐腐蚀定子，属于定子材料领域。
背景技术
永磁电机具有损耗低，效率高等优点，在节约能源和环境保护日益受到重视的今天，应用越来越广泛。如风机，水泵，压缩机等以连续的，恒定速度和单方向运行的应用场合，普通异步电机由于效率，功率因数等原因造成电能的浪费，正逐渐被永磁电机取代。同时，很多工业机械，其运行速度需要任意设定和调节，但速度控制精度要求不高，永磁同步电机由于体积小，高效节能等优点，正逐渐成为该场合的主要产品。
电机包括定子和转子。线圈绕制在电动机的定子铁芯上，当线圈中流过变化的电流时，该线圈产生的磁场使得定子铁芯中产生涡流现象，该涡流现象使定子铁芯发热浪费了能量，降低了电机的效率。
技术实现要素：
本发明针对现有技术存在的上述问题，提出了一种耐腐蚀定子，该耐腐蚀定子应用于电机中，能明显提高电机的使用寿命。
本发明的目的通过如下技术方案来实现：一种耐腐蚀定子，所述耐腐蚀定子由铝钢复合材料制备而成，所述铝钢复合材料中合金钢和铝合金的质量比(2-3)：1，所述合金钢材料为如下质量百分比的组分：c：0.8-1.4％，si：0.2-0.5％，ti：0.04-0.06％，b：0.05-0.07％，cr：0.05-0.07％，mn：0.35-0.39％，mo：0.04-0.05％，ce：0.0005-0.0007％，增强骨架：12-18％，mg70.7zn28nd1.3准晶：0.12-0.15％，余量为铁及不可避免的杂质。
本发明耐腐蚀定子由铝合金材料和合金钢材料制备而成，能够叠加两者的强度和耐腐蚀性能，提高得到的定子的耐腐蚀性能，在合金钢中加入增强骨架能够使得到的合金钢具有极高的熔点和耐腐蚀性能。
在上述一种耐腐蚀定子中，所述增强骨架由多孔有机物骨架和nizr2制成。组成骨架的多孔有机物骨架具有微孔三维网状的结构，并且合成的聚合物是纳米颗粒堆积而成的网状结构，颗粒很小，约为10-15nm左右，很适合用作填充材料，在本发明中，将多孔有机物骨架与nizr2结合形成增强骨架，其中nizr2为拓扑密排结构的金属间化合物，具有极高的熔点、极强的抗氧化性，并且由于zr的存在，具有非常好的强度、热腐蚀性和蠕变性能，本发明增强骨架由这两种材料组合而成，能够保证得到的合金钢材料耐腐蚀性能高，从而使制得的定子满足本发明的要求。
作为优选，所述多孔有机物骨架和nizr2的质量比为4.5-5.5：1。
在上述一种耐腐蚀定子中，所述al6cumg4准晶的粒径为40-50μm。准晶具有特殊的原子排列结构，导致它的一些性质，如电性能、导热性能、力学性能和表面性能等不同于其他金属材料，准晶具有低摩擦系数、高硬度、脆性、较高的电阻率、抗氧化性和不粘性，本发明以al6cumg4准晶作为增强颗粒，加入到合金钢材料中，在制备过程中发生相转变，形成新的晶相，提高得到的合金钢的屈服强度、抗拉强度和弹性模量，在制备过程中，通过特殊的方法，保持准晶的原有结构，使之没有发生成分和结构的变化，均匀分布于晶面处。
在上述一种耐腐蚀定子中，所述铝合金材料为如下质量百分比的组分：nb：0.05-0.056％，c：0.02-0.03％，mn：0.5-0.6％，ti:0.3-0.4％，mo:0.25-0.4％，si:0.45-0.5％，v:0.14-0.16％，la:0.005-0.006％，余量为al。在本发明耐腐蚀定子中，铌元素的加入会产生固溶强化作用，提高铝合金的强度和硬度，在本发明中降低铝合金中的碳含量能使铝合金具有较好的成型性能和良好的焊接性能，并且在一定程度上阻止铝合金坯中碳和锰在中心区域偏析，可避免铝合金中碳化铌、氮化铌以及碳氮化铌的剧烈析出，可增加铝合金中铌元素的平衡固溶度。在本发明耐腐蚀定子中，还加入了微量的稀土元素，稀土能提高低碳铝合金原始奥氏体晶粒的均匀性，能够细化低碳铝合金的原始奥氏体晶粒，同时稀土的加入能够降低低碳铝合金nb、ti的固溶温度，提高nb、ti在钢中的固溶百分含量。
制粉：先采用高压水气联合雾化方法制得合金钢的粉末，再在合金钢粉末的基础上加入铝合金原料，再次通过高压水气联合雾化方法制得铝钢复合粉末；
混炼：在转矩流变仪中先将纳米β-sic粉体与粘结剂混合进行预混炼，再加入铝钢复合粉末混炼；
制粒：将混炼后的原料在制粒机中制粒；
注射：采用同步注射工艺进行注射得注射坯；
脱除粘结剂：采用两步脱脂法脱除注射坯中的粘结剂；
烧结冷却：将脱除粘结剂的注射坯在真空烧结炉中氩气气氛下烧结后自然冷却得耐腐蚀定子。
本发明采用金属注塑成型工艺，金属注射成型技术通过将上述两种技术相融合,可以提高形状复杂零件的制造精度,并且无需切削、零件材料分布均匀,可以有效节约生产材料.利用经注射成型技术生产的不锈钢零件,其物理性能、化学性能以及机械性能,均可与锻造生产的零件质量相媲美,非常适用于大批量生产小型高密度金属零件。
本发明采用先制备合金钢粉末，再加入铝合金原料共同制备铝钢复合粉末的工艺，其中合金钢粉末中含有的准晶和增强骨架能够被二次雾化，其与合金钢中的其他原料有充分的相容效应，在后续的注射过程中保证定子的强度和表面粗糙度。
在上述一种耐腐蚀定子的制备方法中，所述纳米β-sic粉体的质量为铝钢复合粉末质量的0.7-0.8％。sic有多种结构，最常见的有立方晶型的α-sic和立方晶型的β-sic，其中β-sic具有更高的硬度、更好的韧性和磨削性能，还有更优异的烧结性能，本发明通过加入纳米β-sic粉体，粉体越细，烧结活性越高。
作为优选，所述纳米β-sic粉体的粒径为10-15nm。
在上述一种耐腐蚀定子的制备方法中，所述预混炼的温度为200-250℃，预混炼的时间为25-30min，预混炼的转速为50-60r/min。本发明先将纳米β-sic粉体与粘结剂进行预混炼，能够使纳米β-sic粉体预分散于粘结剂中，在后续与原料粉末混炼的过程中覆于原料粉末中，使得到的复合材料强度高，粉末颗粒间隙被黏结剂填满，粉末颗粒表面被黏结剂包裹，粉末颗粒改变原来位置时所需的迁移能较小，使得原料粉末有很好的流动性能和成形性能。
在上述一种耐腐蚀定子的制备方法中，所述混炼的温度为150-170℃，混炼的时间为4-5h，混炼的转速为60-70r/min。
在上述一种耐腐蚀定子的制备方法中，所述粘结剂为石蜡基粘结剂，所述石蜡基粘结剂为如下质量百分比的组分：聚丙烯：22-24％，花生油：5-10％，蓖麻油：5-10％，余量为微晶石蜡。在本发明耐腐蚀定子中，所述微晶石蜡用作增塑剂和润滑剂，可减小注射熔体黏度，提高熔体的流动性以及便于脱模；花生油和蓖麻油作为润滑剂或表面活性剂，保证混料均匀，在粉末颗粒之间、粉末颗粒与模壁之间起到润滑作用；聚丙烯主要起骨架和保形作用，为生坯提供强度。
在上述一种耐腐蚀定子的制备方法中，所述铝钢复合粉末质量与粘结剂的质量比为1.4-1.5：1。粉末的加入会使喂料黏度大大升高，粉末含量越高黏度越大，喂料的黏度直接影响注射成型件能否注射成型及有无缺陷。若粉末装载量过高、黏度过大，会导致成形困难；若粉末装载量过低、黏结剂所占体积分数较大，则在后续的脱脂和烧结过程中易导致收缩不均，使工件变形。
在上述一种耐腐蚀定子的制备方法中，所述脱脂包括如下步骤：第一步溶剂脱脂在二氯甲烷中进行；第二步热脱脂在管式炉于氩气氛中进行；
在上述一种耐腐蚀定子的制备方法中，所述烧结工艺为升温速率为0.8-1℃/min，最高温度为1340-1400℃。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、本发明耐腐蚀定子由铝合金材料和合金钢材料制备而成，能够叠加两者的强度和耐腐蚀性能，提高得到的定子的强度，在合金钢中加入增强骨架能够使得到的合金钢具有极高的熔点和强度；
2、本发明采用先制备合金钢粉末，再加入铝合金原料共同制备铝钢复合粉末的工艺，其中合金钢粉末中含有的准晶和增强骨架能够被二次雾化，其与合金钢中的其他原料有充分的相容效应，在后续的注射过程中保证定子的强度和表面粗糙度；
3、本发明原料组成合理，且配合一定的制备方法，能够使得到的定子具有耐腐蚀性，从而达到本发明目的。
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
制粉：先采用高压水气联合雾化方法制得合金钢的粉末，再在合金钢粉末的基础上加入铝合金原料，再次通过高压水气联合雾化方法制得铝钢复合粉末；所述铝钢复合材料中合金钢和铝合金的质量比2：1，所述合金钢材料为如下质量百分比的组分：c：0.8％，si：0.2％，ti：0.04％，b：0.05％，cr：0.05％，mn：0.35％，mo：0.04％，ce：0.0005％，增强骨架：12％，mg70.7zn28nd1.3准晶：0.12％，余量为铁及不可避免的杂质，所述增强骨架由多孔有机物骨架和nizr2制成，多孔有机物骨架和nizr2的质量比为4.5：1；所述al6cumg4准晶的粒径为40μm，所述铝合金材料为如下质量百分比的组分：nb：0.05％，c：0.02％，mn：0.5％，ti:0.3％，mo:0.25％，si:0.45％，v:0.14％，la:0.005％，余量为al；
混炼：在转矩流变仪中先将纳米β-sic粉体与粘结剂混合进行预混炼，再加入铝钢复合粉末混炼；所述预混炼的温度为200℃，预混炼的时间为25min，预混炼的转速为50r/min，所述混炼的温度为150℃，混炼的时间为4h，混炼的转速为60r/min；
制粒：将混炼后的原料在制粒机中制粒；
注射：采用同步注射工艺进行注射得注射坯；
脱除粘结剂：采用两步脱脂法脱除注射坯中的粘结剂；所述粘结剂为石蜡基粘结剂，所述石蜡基粘结剂为如下质量百分比的组分：聚丙烯：22％，花生油：5％，蓖麻油：5％，余量为微晶石蜡，所述铝钢复合粉末质量与粘结剂的质量比为1.4：1；所述脱脂包括如下步骤：第一步溶剂脱脂在二氯甲烷中进行；第二步热脱脂在管式炉于氩气氛中进行；
烧结冷却：将脱除粘结剂的注射坯在真空烧结炉中氩气气氛下烧结后自然冷却得耐腐蚀定子，所述烧结工艺为升温速率为0.8℃/min，最高温度为1340℃。
实施例2
制粉：先采用高压水气联合雾化方法制得合金钢的粉末，再在合金钢粉末的基础上加入铝合金原料，再次通过高压水气联合雾化方法制得铝钢复合粉末；所述铝钢复合材料中合金钢和铝合金的质量比2.2：1，所述合金钢材料为如下质量百分比的组分：c：0.9％，si：0.25％，ti：0.045％，b：0.055％，cr：0.055％，mn：0.36％，mo：0.042％，ce：0.00055％，增强骨架：13％，mg70.7zn28nd1.3准晶：0.13％，余量为铁及不可避免的杂质，所述增强骨架由多孔有机物骨架和nizr2制成，多孔有机物骨架和nizr2的质量比为4.8：1；所述al6cumg4准晶的粒径为42μm，所述铝合金材料为如下质量百分比的组分：nb：0.051％，c：0.022％，mn：0.52％，ti:0.32％，mo:0.3％，si:0.45-0.5％，v:0.145％，la:0.0052％，余量为al；
混炼：在转矩流变仪中先将纳米β-sic粉体与粘结剂混合进行预混炼，再加入铝钢复合粉末混炼；所述预混炼的温度为210℃，预混炼的时间为26min，预混炼的转速为52r/min，所述混炼的温度为155℃，混炼的时间为4.5h，混炼的转速为62r/min；
制粒：将混炼后的原料在制粒机中制粒；
注射：采用同步注射工艺进行注射得注射坯；
脱除粘结剂：采用两步脱脂法脱除注射坯中的粘结剂；所述粘结剂为石蜡基粘结剂，所述石蜡基粘结剂为如下质量百分比的组分：聚丙烯：22.5％，花生油：6％，蓖麻油：6％，余量为微晶石蜡，所述铝钢复合粉末质量与粘结剂的质量比为1.42：1；所述脱脂包括如下步骤：第一步溶剂脱脂在二氯甲烷中进行；第二步热脱脂在管式炉于氩气氛中进行；
烧结冷却：将脱除粘结剂的注射坯在真空烧结炉中氩气气氛下烧结后自然冷却得耐腐蚀定子，所述烧结工艺为升温速率为0.85℃/min，最高温度为1350℃。
实施例3
制粉：先采用高压水气联合雾化方法制得合金钢的粉末，再在合金钢粉末的基础上加入铝合金原料，再次通过高压水气联合雾化方法制得铝钢复合粉末；所述铝钢复合材料中合金钢和铝合金的质量比2.5：1，所述合金钢材料为如下质量百分比的组分：c：1.2％，si：0.35％，ti：0.05％，b：0.06％，cr：0.06％，mn：0.37％，mo：0.045％，ce：0.0006％，增强骨架：15％，mg70.7zn28nd1.3准晶：0.135％，余量为铁及不可避免的杂质，所述增强骨架由多孔有机物骨架和nizr2制成，多孔有机物骨架和nizr2的质量比为5：1；所述al6cumg4准晶的粒径为45μm，所述铝合金材料为如下质量百分比的组分：nb：0.053％，c：0.025％，mn：0.55％，ti:0.35％，mo:0.32％，si:0.48％，v:0.15％，la:0.0055％，余量为al；
混炼：在转矩流变仪中先将纳米β-sic粉体与粘结剂混合进行预混炼，再加入铝钢复合粉末混炼；所述预混炼的温度为225℃，预混炼的时间为28min，预混炼的转速为55r/min，所述混炼的温度为160℃，混炼的时间为4.5h，混炼的转速为65r/min；
制粒：将混炼后的原料在制粒机中制粒；
注射：采用同步注射工艺进行注射得注射坯；
脱除粘结剂：采用两步脱脂法脱除注射坯中的粘结剂；所述粘结剂为石蜡基粘结剂，所述石蜡基粘结剂为如下质量百分比的组分：聚丙烯：23％，花生油：8％，蓖麻油：8％，余量为微晶石蜡，所述铝钢复合粉末质量与粘结剂的质量比为1.45：1；所述脱脂包括如下步骤：第一步溶剂脱脂在二氯甲烷中进行；第二步热脱脂在管式炉于氩气氛中进行；
烧结冷却：将脱除粘结剂的注射坯在真空烧结炉中氩气气氛下烧结后自然冷却得耐腐蚀定子，所述烧结工艺为升温速率为0.9℃/min，最高温度为1370℃。
实施例4
制粉：先采用高压水气联合雾化方法制得合金钢的粉末，再在合金钢粉末的基础上加入铝合金原料，再次通过高压水气联合雾化方法制得铝钢复合粉末；所述铝钢复合材料中合金钢和铝合金的质量比2.8：1，所述合金钢材料为如下质量百分比的组分：c：1.2％，si：0.4％，ti：0.055％，b：0.065％，cr：0.065％，mn：0.38％，mo：0.048％，ce：0.00065％，增强骨架：17％，mg70.7zn28nd1.3准晶：0.14％，余量为铁及不可避免的杂质，所述增强骨架由多孔有机物骨架和nizr2制成，多孔有机物骨架和nizr2的质量比为5.2：1；所述al6cumg4准晶的粒径为48μm，所述铝合金材料为如下质量百分比的组分：nb：0.055％，c：0.028％，mn：0.58％，ti:0.38％，mo:0.38％，si:0.48％，v:0.155％，la:0.0058％，余量为al；
混炼：在转矩流变仪中先将纳米β-sic粉体与粘结剂混合进行预混炼，再加入铝钢复合粉末混炼；所述预混炼的温度为240℃，预混炼的时间为28min，预混炼的转速为58r/min，所述混炼的温度为165℃，混炼的时间为4.8h，混炼的转速为68r/min；
制粒：将混炼后的原料在制粒机中制粒；
注射：采用同步注射工艺进行注射得注射坯；
脱除粘结剂：采用两步脱脂法脱除注射坯中的粘结剂；所述粘结剂为石蜡基粘结剂，所述石蜡基粘结剂为如下质量百分比的组分：聚丙烯：23.5％，花生油：9％，蓖麻油：9％，余量为微晶石蜡，所述铝钢复合粉末质量与粘结剂的质量比为1.48：1；所述脱脂包括如下步骤：第一步溶剂脱脂在二氯甲烷中进行；第二步热脱脂在管式炉于氩气氛中进行；
烧结冷却：将脱除粘结剂的注射坯在真空烧结炉中氩气气氛下烧结后自然冷却得耐腐蚀定子，所述烧结工艺为升温速率为0.95℃/min，最高温度为1390℃。
实施例5
制粉：先采用高压水气联合雾化方法制得合金钢的粉末，再在合金钢粉末的基础上加入铝合金原料，再次通过高压水气联合雾化方法制得铝钢复合粉末；所述铝钢复合材料中合金钢和铝合金的质量比3：1，所述合金钢材料为如下质量百分比的组分：c：1.4％，si：0.5％，ti：0.06％，b：0.07％，cr：0.07％，mn：0.39％，mo：0.05％，ce：0.0007％，增强骨架：18％，mg70.7zn28nd1.3准晶：0.15％，余量为铁及不可避免的杂质，所述增强骨架由多孔有机物骨架和nizr2制成，多孔有机物骨架和nizr2的质量比为5.5：1；所述al6cumg4准晶的粒径为50μm，所述铝合金材料为如下质量百分比的组分：nb：0.056％，c：0.03％，mn：0.6％，ti:0.4％，mo:0.4％，si:0.5％，v:0.16％，la:0.006％，余量为al；
混炼：在转矩流变仪中先将纳米β-sic粉体与粘结剂混合进行预混炼，再加入铝钢复合粉末混炼；所述预混炼的温度为250℃，预混炼的时间为30min，预混炼的转速为60r/min，所述混炼的温度为170℃，混炼的时间为5h，混炼的转速为70r/min；
制粒：将混炼后的原料在制粒机中制粒；
注射：采用同步注射工艺进行注射得注射坯；
脱除粘结剂：采用两步脱脂法脱除注射坯中的粘结剂；所述粘结剂为石蜡基粘结剂，所述石蜡基粘结剂为如下质量百分比的组分：聚丙烯：24％，花生油：10％，蓖麻油：10％，余量为微晶石蜡，所述铝钢复合粉末质量与粘结剂的质量比为1.5：1；所述脱脂包括如下步骤：第一步溶剂脱脂在二氯甲烷中进行；第二步热脱脂在管式炉于氩气氛中进行；
烧结冷却：将脱除粘结剂的注射坯在真空烧结炉中氩气气氛下烧结后自然冷却得耐腐蚀定子，所述烧结工艺为升温速率为1℃/min，最高温度为1400℃。
实施例6
与实施例3的区别仅在于，该实施例耐腐蚀定子中增强骨架仅由多孔有机物骨架组成，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例7
与实施例3的区别仅在于，该实施例高强度转子中增强骨架仅由nizr2组成，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例8
与实施例3的区别仅在于，该实施例耐腐蚀定子的增强骨架中多孔有机物骨架和nizr2的质量比为4.3：1，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例9
与实施例3的区别仅在于，该实施例耐腐蚀定子的增强骨架中多孔有机物骨架和nizr2的质量比为5.7：1，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例10
与实施例3的区别仅在于，该实施例耐腐蚀定子的mg70.7zn28nd1.3准晶的粒径为38μm，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例11
与实施例3的区别仅在于，该实施例耐腐蚀定子的mg70.7zn28nd1.3准晶的粒径为52μm，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例12
与实施例3的区别仅在于，该实施例耐腐蚀定子采用普通常见的冶炼方法制备而成，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例13
与实施例3的区别仅在于，该实施例耐腐蚀定子在制备过程中同时制得铝合金和合金钢的复合粉末，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例14
与实施例3的区别仅在于，该实施例耐腐蚀定子在制备过程中没有加入纳米β-sic粉体，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例15
与实施例3的区别仅在于，该实施例耐腐蚀定子纳米β-sic粉体的粒径为8nm，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例16
与实施例3的区别仅在于，该实施例耐腐蚀定子纳米β-sic粉体的粒径为17nm，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例17
与实施例3的区别仅在于，该实施例耐腐蚀定子在制备过程中同时将纳米β-sic粉体、粘结剂、铝钢复合粉末混炼，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例18
与实施例3的区别仅在于，该实施例耐腐蚀定子在制备过程中采用一步脱脂法脱除粘结剂，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例19
与实施例3的区别仅在于，该实施例耐腐蚀定子制备过程中采用的粘结剂为普通粘结剂，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例20
与实施例3的区别仅在于，该实施例耐腐蚀定子在制备过程中采用的粘结剂为普通石蜡，而不是微晶石蜡，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
对比例1
与实施例3的区别仅在于，该对比例耐腐蚀定子由普通常见的合金钢材料制成，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
对比例2
与实施例3的区别仅在于，该对比例耐腐蚀定子仅由合金钢材料制备而成，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
对比例3
与实施例3的区别仅在于，该对比例耐腐蚀定子组成的合金钢材料中没有增强骨架，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
对比例4
与实施例3的区别仅在于，该对比例耐腐蚀定子组成的合金钢材料中没有mg70.7zn28nd1.3准晶，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
对比例5
与实施例3的区别仅在于，该对比例耐腐蚀定子组成的合金钢材料中没有增强骨架和mg70.7zn28nd1.3准晶，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
对上述实施例1-20及对比例1-5得到的耐腐蚀定子进行性能检测，检测结果如表1所示：
表1：实施例1-20及对比例1-5中耐腐蚀定子的性能检测结果
表中的耐蚀性数据为产品表面出现明显锈蚀痕迹的时间。
从上述结果可以看出，本发明耐腐蚀定子由铝合金材料和合金钢材料制备而成，能够叠加两者的强度和耐腐蚀性能，提高得到的定子的强度，在合金钢中加入增强骨架能够使得到的合金钢具有极高的熔点和强度；同时，本发明采用先制备合金钢粉末，再加入铝合金原料共同制备铝钢复合粉末的工艺，其中合金钢粉末中含有的准晶和增强骨架能够被二次雾化，其与合金钢中的其他原料有充分的相容效应，在后续的注射过程中保证定子的强度和表面粗糙度。
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。