一种电机过滤器滤芯及其粉末冶金制备方法与流程

本发明涉及粉末冶金，特别涉及一种电机过滤器滤芯及其粉末冶金制备方法。

背景技术：

1、新能源汽车电机最高转速达到14000rpm以上，电机内部最高温度达500℃。汽车在野外工作时车身、底盘等浸水时造成电机泡水，经常致电机线圈烧毁。为保护新能源汽车，其电机内部装配过滤器，过滤器核心部件是包塑后的滤芯。新能源汽车电机过滤器滤芯需要耐高温、耐腐蚀、过滤精度高、孔隙均匀、透气性能好、压力损耗小、机械性能好、包塑性好。虑芯依电机使用极限环境须满足如下透气、透水性能指标：10kpa压差的透水量小于26ml/30min，透水量越小越好；10kpa压差的透气量大于160ml/min，透气量越大越好。

2、过滤器的滤芯通常采用熔喷无纺布过滤材料，玻璃纤维过滤材料等，这些过滤器滤芯过滤精度低，过滤效率稳定性差，容易损伤和起毛。目前普通电机过滤器的滤芯，国外采用陶瓷虑芯和粉末冶金烧结铜等金属滤芯，这些滤芯过滤精度有了显著的提高，然而陶瓷滤芯由于自身脆性和抗热振能力低，导致只能应用在低温条件下实用，本身也容易损坏，且生产困难，价格昂贵。粉末冶金烧结铜等金属滤芯，随使用温度提高，但是耐腐蚀、承受压力的机械强度、过滤性能等满足不了新能源汽车使用环境需求。

技术实现思路

1、本发明解决了相关技术中的问题，提出一种电机过滤器滤芯及其粉末冶金制备方法，选用合适的原料配比且通过粉末冶金工艺，制造出的滤芯具有耐高温、耐腐蚀、过滤精度高、孔隙均匀、透气性能好、压力损耗小、机械性能好、包塑性好的优点，能够满足新能源汽车电机过滤器的使用工况需求。

2、为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种电机过滤器滤芯，包括圆柱形本体，所述圆柱形本体具有上、下对称的端面，两所述端面上开设有中心对称的异形定位盲孔；以滤芯的粉末冶金基粉为100份计，其配比如下：c:0～0.02份；si：0～1.00份；mn：0～2.00份；ni：12.0～15.0份；cr：16.0～18.0份；s：0～0.02份；p：0～0.02份；mo：2.0～3.0份；剩余为fe和不可避免的杂质；向基粉内添加1～3份纳米氧化镁和质量分数为0.5～0.8份粉末润滑剂得到滤芯的粉末冶金原料。

3、其中，基粉含16～18份的cr，能够确保过滤器滤芯具备足够高的抗腐蚀性；基粉内添加1～3份弥散硬质点材料纳米氧化镁，防止压制后的滤芯在高温烧结阶段造成的细孔、特别是小于5μm的孔的封闭，造成压坯中的一部分细孔得不到利用，从而保证滤芯精度高，孔隙均匀，透气性能好，压力损耗小。

4、作为优选方案，两所述端面外圆周形成有面区台阶。

5、作为优选方案，所述滤芯的粉末冶金原料的粒度为60～100目，松装密度1.85～2.05g/cm3。

6、一种电机过滤器滤芯的粉末冶金制备方法，步骤如下：

7、(1)混料：将基粉、纳米氧化镁、润滑剂按照前述比例混合；

8、(2)模压成型：原料放进模具中成形滤芯毛坯，整体密度为4.5～5.4g/cm3；两所述端面的密度为5.20～5.40 g/cm g/cm3，分割密度差小于0.1 g/cm3，防止滤芯包塑后上、下端面因密度过低而掉渣。

9、(3)催化脱脂：将模压成形生坯进行硝酸催化脱脂，获得脱脂坯件，控制脱脂参数如下：在温度为110～140℃，通酸量为3.5～4.8ml/min的环境下，通酸处理1～4h。

10、(4)烧结：将脱脂坯件置于真空烧结炉中，从室温以2.2～3℃/min的升温速率，升温至580～630℃进行氩气负压热脱脂，热脱脂全程通氩气；热脱脂处理完成后控制真空气氛，以3～8℃/min的升温速率，继续升温至1000～1100℃烧结，最佳烧结温度为1050℃，保温处理60～120min，进行烧结处理，烧结处理后随炉真空冷却至室温，在这种温度下烧结可保证铬充分地扩散到镍中，所获微米数量级的滤芯可在800℃下适用，具有相当好的耐腐蚀性。

11、(5)检测：将滤芯在不同压力下检测透气量及透水量：10kpa压差的透水量小于26ml/30min；10kpa压差的透气量大于160ml/min；检测滤芯外圆柱面的粗糙度：圆柱面粗糙度ra5.0以内；尺寸规格满足图面要求。

12、(6)包装。

13、作为优选方案，模压成型的整体密度4.5～5.40g/cm3，两所述端面的密度5.25～5.40g/cm3，生坯脱模后去残粉和刷毛刺。

14、作为优选方案，催化脱脂的参数如下：在温度为110～140℃，通酸量为3.5～4.8ml/min的环境下，通酸处理1～4h。

15、作为优选方案，烧结的具体方法如下：将脱脂坯件置于真空烧结炉中，从室温以2.2～3℃/min的升温速率，升温至580～630℃进行氩气负压热脱脂，热脱脂全程通氩气；热脱脂处理完成后控制真空气氛，以3～8℃/min的升温速率，继续升温至1050～1180℃，保温处理60～120min，进行烧结处理，烧结处理后随炉真空冷却至室温，得到的滤芯外圆柱面粗糙度ra5.0以内。

16、作为优选方案，检测的具体步骤如下：将烧结滤芯在不同压力下检测透气量及透水量：10kpa压差的透水量小于26ml/30min；10kpa压差的透气量大于160ml/min。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明选用合适的原料配比且通过粉末冶金工艺，制造出的滤芯具有耐高温、耐腐蚀、过滤精度高、孔隙均匀、透气性能好、压力损耗小、机械性能好、包塑性好的优点，能够满足新能源汽车电机过滤器的使用工况需求。

技术特征：

1.一种电机过滤器滤芯，其特征在于：包括圆柱形本体，所述圆柱形本体具有上、下对称的端面，两所述端面上开设有中心对称的异形定位盲孔；以滤芯的粉末冶金基粉为100份计，其配比如下：c:0～0.02份；si：0～1.00份；mn：0～2.00份；ni：12.0～15.0份；cr：16.0～18.0份；s：0～0.02份；p：0～0.02份；mo：2.0～3.0份；剩余为fe和不可避免的杂质；基粉内添加1～3份纳米氧化镁和0.5～0.8份粉末润滑剂得到滤芯的粉末冶金原料。

2.根据权利要求1所述的电机过滤器滤芯，其特征在于：两所述端面外圆周形成有面区台阶。

3.根据权利要求1所述的电机过滤器滤芯，其特征在于：所述滤芯的粉末冶金原料的粒度为60～100目，松装密度1.85～2.05g/cm3。

4.根据权利要求1所述的电机过滤器滤芯的粉末冶金制备方法，其特征在于，制备步骤按照如下进行：混料→模压成形→催化脱脂→烧结→检测→包装。

5.根据权利要求4所述的电机过滤器滤芯的粉末冶金制备方法，其特征在于：模压成型的整体密度4.5～5.40g/cm3，两所述端面的密度5.25～5.40g/cm3，生坯脱模后去残粉和刷毛刺。

6.根据权利要求4所述的电机过滤器滤芯的粉末冶金制备方法，其特征在于：催化脱脂的参数如下：在温度为110～140℃，通酸量为3.5～4.8ml/min的环境下，通酸处理1～4h。

7.根据权利要求4所述的电机过滤器滤芯的粉末冶金制备方法，其特征在于，烧结的具体方法如下：将脱脂坯件置于真空烧结炉中，从室温以2.2～3℃/min的升温速率，升温至580～630℃进行氩气负压热脱脂，热脱脂全程通氩气；热脱脂处理完成后控制真空气氛，以3～8℃/min的升温速率，继续升温至1050～1180℃，保温处理60～120min，进行烧结处理，烧结处理后随炉真空冷却至室温，得到滤芯。

8.根据权利要求4所述的电机过滤器滤芯的粉末冶金制备方法，其特征在于，检测的具体步骤如下：将滤芯在不同压力下检测透气量及透水量，检测滤芯外圆柱面的粗糙度。

技术总结
本发明涉及粉末冶金技术领域，特别涉及一种电机过滤器滤芯包括圆柱形本体、端面，两所述端面上开设有中心对称的异形定位盲孔；滤芯的粉末冶金基粉为100份计，其配比如下：C:0～0.02份；Si：0～1.00份；Mn：0～2.00份；Ni：12.0～15.0份；Cr：16.0～18.0份；S：0～0.02份；P：0～0.02份；Mo：2.0～3.0份；剩余为Fe和不可避免的杂质；向基粉内添1～3份纳米氧化镁和0.5～0.8份粉末润滑剂。制备步骤如下：混料、模压成形、催化脱脂、烧结、检测、包装。本发明具有耐高温、耐腐蚀、过滤精度高、孔隙均匀、透气性能好、压力损耗小、机械性能好、包塑性好的优点。

技术研发人员：石小荣,施昌旭,夏敏,黄亿奇,张艳伟,张国宝,茆长林,杜桂霞
受保护的技术使用者：江苏智造新材有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/7/9