本发明属于新材料加工技术领域，具体涉及一种增强铝合金电机机壳气密性的方法。
背景技术：
电机，按工作电源种类划分：可分为直流电机和交流电机。无论是交流电动机还是直流电动机，电机机壳是电动机的主要支撑件，其质量直接影响电机的正常运作。电机在能量转化过程中产生能量消耗，消耗的能量会以热能形式散。电机机壳作为电机模块中的重要部件，保障了电机的安全运作。
当前，电机机壳的材料主要是铝合金和铁合金；其中铝合金以其质轻，散热性好，价廉等属性成为当前电机机壳材料的首选之一。而目前关于铝合金电机机壳的制造工艺主要是采用压力铸造、低压铸造、挤压铸造，均存在着缩孔、致密度差等缺陷问题。电机在工作环境中散热强度大，对机壳气密性考验性较高，现有的铝合金材质的电机机壳存在着渗漏风险，影响了电机的安全运行。因此，进一步的提高铝合金电机机壳性能，尤其是提高气密性，对于保障电机高效稳定工作具有重要意义。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种增强铝合金电机机壳气密性的方法，机壳气密性和力学性能优良，散热效果好，有助于电机机壳向轻量化、精密化、高性能化发展。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种增强铝合金电机机壳气密性的方法，其优选方案为，将制备得到的复合改性剂材料加入到熔融铝合金液中，添加量占铝合金液质量分数的0.047-0.050%，混炼均匀，倒入机壳模具型腔中，在挤压铸造设备下，进一步加工铸造获得内部结构致密，机械性能优异的铝合金电机机壳；
制备复合改性剂材料：称取38-40克三氧化钼和22-24克碳酸锶，置于振动磨中研磨1-2小时，将研磨物料置于烧杯中混合，在搅拌下向烧杯中加入110-120毫升质量浓度为1.8-2.0%的柠檬酸水溶液，持续搅拌20-30分钟，得到均匀混合物倒入球磨罐中，向球磨罐中加入4.0-5.0克改性石墨烯，球磨50-60分钟，得到球磨混合物，进行喷雾干燥，所得干燥粉状混合物装入陶瓷舟，置于高温管式炉中，在氩气保护下，以2-3℃/分钟的速度升温至450-460℃，保温煅烧2-3小时，得到复合改性剂材料；所述氩气流速为300-310毫升/分钟；该复合改性剂材料粒径大小在600纳米-1微米之间。制备得到的该复合改性剂材料能够细化铝合金晶粒，使得组织更为均匀，抑制挤压时的再结晶，与模具的贴合性好，光面光整，避免了缩孔、气孔等缺陷的产生，在提高机壳气密性的同时，力学性能也得到优化。
所述改性石墨烯的制备方法为：称取20-25克石墨粉分散于150-160毫升质量浓度为12.0-14.0%的氢氧化钠溶液中，在35-40℃下搅拌70-80分钟，然后在90-95℃下缓慢搅拌蒸发干燥，干燥后向干燥物中加入60-70毫升质量浓度为35-40%的过氧化氢溶液，超声混合10-15分钟，浸渍10-12小时，向浸渍物料中继续加入50-60毫升质量浓度为1.2-1.4%氯化钠水溶液，在90-95℃下缓慢搅拌蒸发干燥，得到干燥产物使用去离子水过滤洗涤至中性，置于坩埚中，加盖后送入马弗炉中，以720-730℃的温度加热膨化热处理7-10分钟，随炉自然冷却至室温，研磨成粉即可。
复合改性剂材料与熔融铝合金液混炼过程中，通入多元混合气体作为精炼剂进行除杂，通气时间为12-16分钟，流量为1.4-1.8立方米/分钟，所述多元混合气体按照体积百分数计由以下成分组成：氮气占45-50%、氩气占25-30%、一氧化碳占5-10%、剩余为氯气。浇筑温度在730-750℃之间；浇筑前模具事先预热，温度为290-300℃，挤压铸造中，比压为80-100mpa，保压时间为30-35分钟。
所述铝合金化学成分按照质量分数计由以下元素组成：硅在9.8-10.0%之间、镁在0.35-0.40%之间、锰在0.65-0.70%之间、锌在1.0-1.2%之间、锡在0.25-0.30%之间、铜在1.6-2.0%之间、铁在1.4-1.7%之间、剩余为铝。
本发明相比现有技术具有以下优点：为了解决铝合金电机机壳散热工作时，气密性表现不佳的问题，本发明提供了一种增强铝合金电机机壳气密性的方法，通过对复合改性材料性能的研究，将制备得到的复合改性剂材料加入到熔融铝合金液中，混炼均匀，倒入机壳模具型腔中，在挤压铸造设备下，进一步加工铸造获得内部结构致密，机械性能优异的铝合金电机机壳，该复合改性剂材料能够细化铝合金晶粒，使得组织更为均匀，抑制挤压时的再结晶，与模具的贴合性好，光面光整，避免了缩孔、气孔等缺陷的产生，在提高机壳气密性的同时，力学性能也得到优化，抗拉强度达到260mpa以上；本发明能够显著提高铝合金电机机壳的气密性，解决现有普遍采用的添加稀土元素导致晶相不稳定的问题，能够保障电机高效稳定工作，经济效益和社会效益较显著提高。本发明有效解决了铝合金电机机壳散热工作时，气密性表现不佳的问题，具有低成本、低能耗、高性能的特点，机壳气密性和力学性能优良，散热效果好，有助于电机机壳向轻量化、精密化、高性能化发展，能够实现促进电机零部件制造行业发展以及提高市场竞争力的现实意义，对于铝合金电机机壳性能研究应用具有较高价值，显著促进现代化电机工业领域快速发展以及资源可持续发展，是一种极为值得推广使用的技术方案。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明所提供的技术方案。
实施例1
一种增强铝合金电机机壳气密性的方法，其优选方案为，将制备得到的复合改性剂材料加入到熔融铝合金液中，添加量占铝合金液质量分数的0.047%，混炼均匀，倒入机壳模具型腔中，在挤压铸造设备下，进一步加工铸造获得内部结构致密，机械性能优异的铝合金电机机壳；具体包括以下步骤：
制备复合改性剂材料：称取38克三氧化钼和22克碳酸锶，置于振动磨中研磨1小时，将研磨物料置于烧杯中混合，在搅拌下向烧杯中加入110毫升质量浓度为1.8%的柠檬酸水溶液，持续搅拌20分钟，得到均匀混合物倒入球磨罐中，向球磨罐中加入4.0克改性石墨烯，球磨50分钟，得到球磨混合物，进行喷雾干燥，所得干燥粉状混合物装入陶瓷舟，置于高温管式炉中，在氩气保护下，以2℃/分钟的速度升温至450℃，保温煅烧2小时，得到复合改性剂材料；所述氩气流速为300毫升/分钟；该复合改性剂材料粒径大小在600纳米-1微米之间。
所述改性石墨烯的制备方法为：称取20克石墨粉分散于150毫升质量浓度为12.0%的氢氧化钠溶液中，在35℃下搅拌70分钟，然后在90℃下缓慢搅拌蒸发干燥，干燥后向干燥物中加入60毫升质量浓度为35%的过氧化氢溶液，超声混合10分钟，浸渍10小时，向浸渍物料中继续加入50毫升质量浓度为1.2%氯化钠水溶液，在90℃下缓慢搅拌蒸发干燥，得到干燥产物使用去离子水过滤洗涤至中性，置于坩埚中，加盖后送入马弗炉中，以720℃的温度加热膨化热处理7分钟，随炉自然冷却至室温，研磨成粉即可。
所述铝合金化学成分按照质量分数计由以下元素组成：硅在9.8-10.0%之间、镁在0.35-0.40%之间、锰在0.65-0.70%之间、锌在1.0-1.2%之间、锡在0.25-0.30%之间、铜在1.6-2.0%之间、铁在1.4-1.7%之间、剩余为铝。
复合改性剂材料与熔融铝合金液混炼过程中，通入多元混合气体作为精炼剂进行除杂，通气时间为12分钟，流量为1.4立方米/分钟，所述多元混合气体按照体积百分数计由以下成分组成：氮气占45%、氩气占25%、一氧化碳占5%、剩余为氯气。浇筑温度在730-750℃之间；浇筑前模具事先预热，温度为290℃，挤压铸造中，比压为80mpa，保压时间为30分钟。
实施例2
一种增强铝合金电机机壳气密性的方法，其优选方案为，将制备得到的复合改性剂材料加入到熔融铝合金液中，添加量占铝合金液质量分数的0.048%，混炼均匀，倒入机壳模具型腔中，在挤压铸造设备下，进一步加工铸造获得内部结构致密，机械性能优异的铝合金电机机壳；具体包括以下步骤：
制备复合改性剂材料：称取39克三氧化钼和23克碳酸锶，置于振动磨中研磨1.5小时，将研磨物料置于烧杯中混合，在搅拌下向烧杯中加入115毫升质量浓度为1.9%的柠檬酸水溶液，持续搅拌25分钟，得到均匀混合物倒入球磨罐中，向球磨罐中加入4.5克改性石墨烯，球磨55分钟，得到球磨混合物，进行喷雾干燥，所得干燥粉状混合物装入陶瓷舟，置于高温管式炉中，在氩气保护下，以2.5℃/分钟的速度升温至455℃，保温煅烧2.5小时，得到复合改性剂材料；所述氩气流速为305毫升/分钟；该复合改性剂材料粒径大小在600纳米-1微米之间。
所述改性石墨烯的制备方法为：称取22克石墨粉分散于155毫升质量浓度为13.0%的氢氧化钠溶液中，在38℃下搅拌75分钟，然后在92℃下缓慢搅拌蒸发干燥，干燥后向干燥物中加入65毫升质量浓度为38%的过氧化氢溶液，超声混合12分钟，浸渍11小时，向浸渍物料中继续加入55毫升质量浓度为1.3%氯化钠水溶液，在93℃下缓慢搅拌蒸发干燥，得到干燥产物使用去离子水过滤洗涤至中性，置于坩埚中，加盖后送入马弗炉中，以725℃的温度加热膨化热处理8分钟，随炉自然冷却至室温，研磨成粉即可。
所述铝合金化学成分按照质量分数计由以下元素组成：硅在9.8-10.0%之间、镁在0.35-0.40%之间、锰在0.65-0.70%之间、锌在1.0-1.2%之间、锡在0.25-0.30%之间、铜在1.6-2.0%之间、铁在1.4-1.7%之间、剩余为铝。
复合改性剂材料与熔融铝合金液混炼过程中，通入多元混合气体作为精炼剂进行除杂，通气时间为14分钟，流量为1.5立方米/分钟，所述多元混合气体按照体积百分数计由以下成分组成：氮气占48%、氩气占28%、一氧化碳占8%、剩余为氯气。浇筑温度在730-750℃之间；浇筑前模具事先预热，温度为295℃，挤压铸造中，比压为90mpa，保压时间为32分钟。
实施例3
一种增强铝合金电机机壳气密性的方法，其优选方案为，将制备得到的复合改性剂材料加入到熔融铝合金液中，添加量占铝合金液质量分数的0.050%，混炼均匀，倒入机壳模具型腔中，在挤压铸造设备下，进一步加工铸造获得内部结构致密，机械性能优异的铝合金电机机壳；具体包括以下步骤：
制备复合改性剂材料：称取40克三氧化钼和24克碳酸锶，置于振动磨中研磨2小时，将研磨物料置于烧杯中混合，在搅拌下向烧杯中加入120毫升质量浓度为2.0%的柠檬酸水溶液，持续搅拌30分钟，得到均匀混合物倒入球磨罐中，向球磨罐中加入5.0克改性石墨烯，球磨60分钟，得到球磨混合物，进行喷雾干燥，所得干燥粉状混合物装入陶瓷舟，置于高温管式炉中，在氩气保护下，以3℃/分钟的速度升温至460℃，保温煅烧3小时，得到复合改性剂材料；所述氩气流速为310毫升/分钟；该复合改性剂材料粒径大小在600纳米-1微米之间。
所述改性石墨烯的制备方法为：称取25克石墨粉分散于160毫升质量浓度为14.0%的氢氧化钠溶液中，在40℃下搅拌80分钟，然后在95℃下缓慢搅拌蒸发干燥，干燥后向干燥物中加入70毫升质量浓度为40%的过氧化氢溶液，超声混合15分钟，浸渍12小时，向浸渍物料中继续加入60毫升质量浓度为1.4%氯化钠水溶液，在95℃下缓慢搅拌蒸发干燥，得到干燥产物使用去离子水过滤洗涤至中性，置于坩埚中，加盖后送入马弗炉中，以730℃的温度加热膨化热处理10分钟，随炉自然冷却至室温，研磨成粉即可。
所述铝合金化学成分按照质量分数计由以下元素组成：硅在9.8-10.0%之间、镁在0.35-0.40%之间、锰在0.65-0.70%之间、锌在1.0-1.2%之间、锡在0.25-0.30%之间、铜在1.6-2.0%之间、铁在1.4-1.7%之间、剩余为铝。
复合改性剂材料与熔融铝合金液混炼过程中，通入多元混合气体作为精炼剂进行除杂，通气时间为16分钟，流量为1.8立方米/分钟，所述多元混合气体按照体积百分数计由以下成分组成：氮气占50%、氩气占30%、一氧化碳占10%、剩余为氯气。浇筑温度在730-750℃之间；浇筑前模具事先预热，温度为300℃，挤压铸造中，比压为100mpa，保压时间为35分钟。
本发明的方法能够显著提高铝合金电机机壳的气密性，经过《耐压试验和气密性试验通用规程》中的方法测定，压力表值均无下降，且无气泡溢出。
本发明有效解决了铝合金电机机壳散热工作时，气密性表现不佳的问题，具有低成本、低能耗、高性能的特点，机壳气密性和力学性能优良，散热效果好，有助于电机机壳向轻量化、精密化、高性能化发展，能够实现促进电机零部件制造行业发展以及提高市场竞争力的现实意义，对于铝合金电机机壳性能研究应用具有较高价值，显著促进现代化电机工业领域快速发展以及资源可持续发展，是一种极为值得推广使用的技术方案。