CN107164706A - 一种适用于高速电机的合金钢转轴 - Google Patents

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Abstract

一种适用于高速电机的合金钢转轴，所述合金钢转轴由以下重量份的原料组成：碳2.12％‑2.30％，铬0.15％‑0.24％，铅1.58％‑2.10％，钛0.04％‑0.06％，钼0.03％‑0.12％，钨0.05％‑0.09％，铝0.03％‑0.07％，镍0.13％‑0.18％，锰0.03％‑0.05％，氮0.12％‑0.15％，氧0.14％‑0.20％，余量为铁。合金钢转轴中的铬、钛、铝等元素与氧和氮化合，形成稳定的氧化物和氮化物，夹杂在钢中，消除内部缩松缩孔缺陷，改善内部应力，增加致密性，使钢强度增加；铅元素与氧和氮结合使得合金钢转轴能够产生抗磁性，转动过程中不易被磁化；在合金钢转轴表面附着有导热层，快速的将转动过程中产生的热量沿着轴向传递散发在电机外；耐磨层可以有效的减少转轴与轴承之间的摩擦，延长转轴使用寿命。

Description

一种适用于高速电机的合金钢转轴
技术领域
本发明涉及转轴技术领域，具体涉及一种适用于高速电机的合金钢转轴。
背景技术
转轴的材料主要采用碳素钢和合金钢，转轴毛坯一般采用碾压件和锻件，很少采用铸件。合金钢已有一百多年的历史，工业上较多地使用合金钢材大约是在19世纪后半期，当时由于钢的生产量和使用量不断增大，机械制造业需要解决钢的加工切削问题，1868年英国人马希特(R.F.Mushet)发明了成分为2.5％Mn-7％W的自硬钢，将切削速度提高到5米/分。随着商业和运输的发展,1870年在美国用铬钢(1.5～2.0％Cr)在密西西比河上建造了跨度为158.5米的大桥；由于加工构件时发生困难,稍后,一些工业国家改用镍钢(3.5％Ni)建造大跨度的桥梁。与此同时,一些国家还将镍钢用于修造军舰。随着工程技术的发展，要求加快机械的转动速度，1901年在西欧出现了高碳铬滚动轴承钢。1910年又发展出了18W-4Cr-1V型的高速工具钢，进一步把切削速度提高到30米/分。可见合金钢的问世和发展，是适应了社会生产力发展的要求，特别是和机械制造、交通运输和军事工业的需要分不开的。
合金钢作为电机转轴材料，需要较大的硬度和抗扭性能，转轴在高速转动时会产生大量的热量和机械磨损，热量需要通过转轴进行散热，机械磨损一方面通过润滑油减少磨损，另一方面需要通过提高转轴自身的强度减少磨损，在旋转过程中普通合金钢容易被磁化。
发明内容
本发明为解决上述问题，提供一种内部致密、强度高适用于高速电机的合金钢转轴。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种适用于高速电机的合金钢转轴，所述合金钢转轴由以下重量份的原料组成：
碳2.12％-2.30％，铬0.15％-0.24％，铅1.58％-2.10％，钛0.04％-0.06％，钼0.03％-0.12％，钨0.05％-0.09％，铝0.03％-0.07％，镍0.13％-0.18％，锰0.03％-0.05％，氮0.12％-0.15％，氧0.14％-0.20％，余量为铁。
所述合金钢转轴表面附着有导热层。
所述导热层为单层或双层石墨烯。
所述石墨烯通过气相沉积附着在碳素钢转轴表面。
所述导热层上蒸镀有耐磨层。
所述耐磨层由以下重量份的原料组成：
金刚砂1.3-2.0份，棕刚玉1.2-1.5份，高锰钢粉0.9-1.2份，碳化硼1.0-1.6份，蓝宝石8-15份，氮化铝1.0-1.2份。
所述导热层厚度为0.02-0.06mm。
所述耐磨层厚度为0.2-0.5mm。
本发明的有益效果为：合金钢转轴中的铬、钛、铝等元素与氧和氮化合，形成稳定的氧化物和氮化物，夹杂在钢中，消除内部缩松缩孔缺陷，改善内部应力，增加致密性，使钢强度增加；铅元素与氧和氮结合使得合金钢转轴能够产生抗磁性，转动过程中不易被磁化；在合金钢转轴表面附着有导热层，快速的将转动过程中产生的热量沿着轴向传递散发在电机外；耐磨层可以有效的减少转轴与轴承之间的摩擦，延长转轴使用寿命。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
一种适用于高速电机的合金钢转轴，所述合金钢转轴由以下重量份的原料组成：
碳2.12％，铬0.15％，铅1.58％，钛0.04％，钼0.03％，钨0.05％，铝0.03％，镍0.13％，锰0.03％，氮0.12％，氧0.14％，余量为铁。
所述合金钢转轴表面附着有导热层。
所述导热层为单层或双层石墨烯。
所述石墨烯通过气相沉积附着在碳素钢转轴表面。
所述导热层上蒸镀有耐磨层。
所述耐磨层由以下重量份的原料组成：
金刚砂1.3份，棕刚玉1.2份，高锰钢粉0.9份，碳化硼1.0份，蓝宝石8份，氮化铝1.0份。
所述导热层厚度为0.02mm。
所述耐磨层厚度为0.2mm。
实施例2
一种适用于高速电机的合金钢转轴，所述合金钢转轴由以下重量份的原料组成：
碳2.21％，铬0.20％，铅1.84％，钛0.05％，钼0.07％，钨0.07％，铝0.05％，镍0.15％，锰0.04％，氮0.13％，氧0.17％余量为铁。
所述合金钢转轴表面附着有导热层。
所述导热层为单层或双层石墨烯。
所述石墨烯通过气相沉积附着在碳素钢转轴表面。
所述导热层上蒸镀有耐磨层。
所述耐磨层由以下重量份的原料组成：
金刚砂1.3份，棕刚玉1.2份，高锰钢粉0.9份，碳化硼1.0份，蓝宝石8份，氮化铝1.0份。
所述导热层厚度为0.04mm。
所述耐磨层厚度为0.3mm。
实施例3
一种适用于高速电机的合金钢转轴，所述合金钢转轴由以下重量份的原料组成：
碳2.30％，铬0.24％，铅2.10％，钛0.06％，钼0.12％，钨0.09％，铝0.07％，镍0.18％，锰0.05％，氮0.15％，氧0.20％余量为铁。
所述合金钢转轴表面附着有导热层。
所述导热层为单层或双层石墨烯。
所述石墨烯通过气相沉积附着在碳素钢转轴表面。
所述导热层上蒸镀有耐磨层。
所述耐磨层由以下重量份的原料组成：
金刚砂1.3份，棕刚玉1.2份，高锰钢粉0.9份，碳化硼1.0份，蓝宝石8份，氮化铝1.0份。
所述导热层厚度为0.06mm。
所述耐磨层厚度为0.5mm。
实施例4
一种适用于高速电机的合金钢转轴，所述合金钢转轴由以下重量份的原料组成：
碳2.21％，铬0.20％，铅1.84％，钛0.05％，钼0.07％，钨0.07％，铝0.05％，镍0.15％，锰0.04％，氮0.13％，氧0.17％余量为铁。
所述合金钢转轴表面附着有导热层。
所述导热层为单层或双层石墨烯。
所述石墨烯通过气相沉积附着在碳素钢转轴表面。
所述导热层上蒸镀有耐磨层。
所述耐磨层由以下重量份的原料组成：
金刚砂2.0份，棕刚玉1.5份，高锰钢粉1.2份，碳化硼1.6份，蓝宝石15份，氮化铝1.2份。
所述导热层厚度为0.04mm。
所述耐磨层厚度为0.3mm。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种适用于高速电机的合金钢转轴，其特征在于，所述合金钢转轴由以下重量份的原料组成：
碳2.12％-2.30％，铬0.15％-0.24％，铅1.58％-2.10％，钛0.04％-0.06％，钼0.03％-0.12％，钨0.05％-0.09％，铝0.03％-0.07％，镍0.13％-0.18％，锰0.03％-0.05％，氮0.12％-0.15％，氧0.14％-0.20％，余量为铁。
2.如权利要求1所述的一种适用于高速电机的合金钢转轴，其特征在于，所述合金钢转轴表面附着有导热层。
3.如权利要求2所述的一种适用于高速电机的合金钢转轴，其特征在于，所述导热层为单层或双层石墨烯。
4.如权利要求3所述的一种适用于高速电机的合金钢转轴，其特征在于，所述石墨烯通过气相沉积附着在碳素钢转轴表面。
5.如权利要求2所述的一种适用于高速电机的合金钢转轴，其特征在于，所述导热层上蒸镀有耐磨层。
6.如权利要求5所述的一种适用于高速电机的合金钢转轴，其特征在于，所述耐磨层由以下重量份的原料组成：
金刚砂1.3-2.0份，棕刚玉1.2-1.5份，高锰钢粉0.9-1.2份，碳化硼1.0-1.6份，蓝宝石8-15份，氮化铝1.0-1.2份。
7.如权利要求2所述的一种适用于高速电机的合金钢转轴，其特征在于，所述导热层厚度为0.02-0.06mm。
8.如权利要求5所述的一种适用于高速电机的合金钢转轴，其特征在于，所述耐磨层厚度为0.2-0.5mm。
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