本發(fā)明涉及雙頭螺柱冷鐓成形工藝，尤其涉及一種新能源直流電機導向的銅合金雙頭螺柱及其冷鐓成形工藝。
背景技術(shù)：
1、隨著新能源技術(shù)的發(fā)展，直流電機在新能源汽車、風力發(fā)電等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，因而對其關(guān)鍵部件的性能要求也不斷提高。雙頭螺柱作為直流電機的導向件之一，承擔著固定和連接電機內(nèi)部組件的作用，其性能對電機整體運行的可靠性和穩(wěn)定性有著重要影響。然而，由于直流電機在工作中需承受較高的機械應(yīng)力和頻繁的溫度變化，導向螺柱必須具備優(yōu)異的強度、耐磨性、導電性及抗疲勞性能，以保證其在苛刻的工作環(huán)境下長期穩(wěn)定運行。
2、現(xiàn)有的雙頭螺柱通常采用傳統(tǒng)鋁青銅（cual10fe3mn2）制成，雖然具有一定的導電性和耐腐蝕性，但在高應(yīng)力、高頻沖擊和溫度變化的工況下，傳統(tǒng)銅合金的延展性和抗疲勞性相對較低，難以完全滿足新能源直流電機對高強度、耐久性及成形精度的要求。此外，現(xiàn)有螺柱制造工藝主要依賴于傳統(tǒng)的機械加工和冷鐓成形方法，在材料成形精度和表面質(zhì)量方面存在一定局限性，且易出現(xiàn)裂紋、應(yīng)力集中等問題，影響成品的可靠性和使用壽命。
3、為了解決上述問題，業(yè)界逐漸引入添加微量元素和納米顆粒強化的銅合金材料，以提高螺柱的機械強度、延展性和抗疲勞性；并采用更為精細的成形控制工藝，如分段式多步冷鐓成形和局部加熱等，以改善冷鐓成形精度和材料的延展性。然而，如何在銅合金中合理添加微量元素和納米顆粒，優(yōu)化熱處理及冷鐓成形工藝，仍然是該領(lǐng)域的技術(shù)難題，亟需一種創(chuàng)新的冷鐓成形工藝來進一步提升雙頭螺柱的性能。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出了一種用于新能源直流電機導向的銅合金雙頭螺柱的冷鐓成形工藝，通過在鋁青銅基體材料中加入釔、鑭、鎂、鈦、鋯、硼等微量元素，并配合納米碳化鎢和納米氧化鋁顆粒的添加，結(jié)合雙步熱處理和分段式多步冷鐓成形，顯著提高了螺柱的耐磨性、抗疲勞性和成形精度，從而滿足新能源直流電機對雙頭螺柱的高性能需求。
2、為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案：
3、一種用于新能源直流電機導向的銅合金雙頭螺柱的冷鐓成形工藝，其特征在于，該工藝包括以下步驟：
4、1）材料預(yù)處理：選擇鋁青銅cual10fe3mn2為基體材料，并向該基體材料中添加釔、鑭、鎂、鈦、鋯和硼微量元素，所述微量元素的含量分別為：釔和鑭為0.01-0.15%，鎂為0.2-0.5%，鈦和鋯為0.01-0.05%，硼為0.01-0.03%；并在該材料中加入納米碳化鎢和納米氧化鋁顆粒，納米顆粒的添加量為0.01-0.1%；
5、2）雙步熱處理：將改性后的銅合金加熱至700-750℃并保溫1-2小時，隨后快速冷卻，得到細化晶粒的材料；然后在250-300℃進行低溫回火1-2小時，以均勻分布微量元素、消除內(nèi)應(yīng)力并提高材料延展性和抗疲勞性；
6、3）分段式多步冷鐓成形：在冷鐓機上對材料進行分段式多步成形。
7、作為優(yōu)選，所述釔添加量為0.005%-0.1%，鑭的添加量為0.005%-0.1%。
8、作為優(yōu)選，所述鈦的添加量為0.005-0.04%，鋯的添加量為0.005-0.03%。
9、作為優(yōu)選，所述納米碳化鎢的添加量為0.005-0.08%和納米氧化鋁顆粒的添加量為0.005-0.05%。
10、作為優(yōu)選，所述分段式多步冷鐓成形步驟包括以下子步驟：
11、a)?預(yù)成形：使用冷鐓機初步成形銅合金坯料，獲得螺柱的基本形狀；
12、b)?局部加熱精細成形：在螺柱的螺紋和端頭結(jié)構(gòu)通過電感加熱將局部溫度提升至200-250℃，以增加延展性并提高成形精度；
13、c)?最終成形：進一步精細成形獲得最終雙頭螺柱結(jié)構(gòu)，確保其尺寸精度和強度。
14、作為優(yōu)選，所述局部加熱精細成形步驟中的加熱溫度為200-250℃，加熱時間為1-2秒。
15、作為優(yōu)選，所述分段式多步冷鐓成形步驟的預(yù)成形階段的沖壓力為15-20噸，精細成形階段的沖壓力為20-25噸，最終成形階段的沖壓力為25-30噸。
16、作為優(yōu)選，所述分段式多步冷鐓成形步驟中使用的模具表面具有納米復(fù)合涂層，所述涂層為tin/crn納米多層復(fù)合涂層或氮化硼（bn）自潤滑涂層。
17、作為優(yōu)選，所述冷鐓成形后對雙頭螺柱進行快速等溫冷卻至室溫。
18、進一步，本發(fā)明還公開了所述的冷鐓成形工藝獲得的銅合金雙頭螺柱。
19、本發(fā)明由于采用了上述的技術(shù)方案，通過材料改性、雙步熱處理和分段式多步冷鐓成形等技術(shù)手段，顯著提升了新能源直流電機導向用銅合金雙頭螺柱的綜合性能，具體技術(shù)效果如下：
20、1、提高材料強度和延展性：通過在鋁青銅基體中添加釔、鑭、鎂、鈦、鋯和硼等微量元素，并引入納米碳化鎢和納米氧化鋁顆粒，有效細化合金晶粒結(jié)構(gòu)，強化基體材料。這些添加元素和納米顆粒分布在銅合金中，能夠阻礙位錯移動和晶界滑動，顯著增強材料的強度和延展性，使螺柱在高應(yīng)力環(huán)境下仍具備良好的抗變形能力。
21、2、提升耐磨性和抗疲勞性：鈦、鋯等微量元素與納米碳化鎢、納米氧化鋁顆粒協(xié)同作用，不僅提高了材料表面的硬度和耐磨性，而且有效降低了冷鐓成形過程中材料的微裂紋產(chǎn)生幾率，從而提高螺柱在多次循環(huán)應(yīng)力作用下的抗疲勞性能，延長其使用壽命。
22、3、優(yōu)化內(nèi)應(yīng)力和尺寸穩(wěn)定性：雙步熱處理工藝通過高溫加熱、快速冷卻和低溫回火的組合，進一步優(yōu)化了材料內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)，均勻分布了微量元素，消除了冷鐓過程中產(chǎn)生的殘余內(nèi)應(yīng)力。最終形成的螺柱具有更高的尺寸穩(wěn)定性，能夠長期承受溫度和應(yīng)力變化而不發(fā)生形變，提升了螺柱的可靠性。
23、4、提高成形精度和成品率：分段式多步冷鐓成形結(jié)合局部加熱技術(shù)，在成形螺柱的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)（如螺紋和端頭）時，能夠通過精細控制溫度、壓力和成形步驟，顯著提升螺柱的尺寸精度和表面質(zhì)量。該工藝減少了傳統(tǒng)冷鐓成形過程中因應(yīng)力集中或加工誤差導致的裂紋或變形，提高了成品率。
24、5、延長模具壽命：本發(fā)明在冷鐓過程中采用納米復(fù)合涂層模具，模具表面的tin/crn納米多層涂層或氮化硼（bn）自潤滑涂層，降低了摩擦系數(shù)，減少了模具與銅合金材料之間的摩擦磨損，不僅提高了模具的使用壽命，而且保證了冷鐓成形的穩(wěn)定性和精度。
1.一種新能源直流電機導向的銅合金雙頭螺柱的冷鐓成形工藝，其特征在于，該工藝包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷鐓成形工藝，其特征在于，釔添加量為0.005%-0.1%，鑭的添加量為0.005%-0.1%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷鐓成形工藝，其特征在于，鈦的添加量為0.005-0.04%，鋯的添加量為0.005-0.03%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷鐓成形工藝，其特征在于，納米碳化鎢的添加量為0.005-0.08%和納米氧化鋁顆粒的添加量為0.005-0.05%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項權(quán)利要求所述的冷鐓成形工藝，其特征在于，所述分段式多步冷鐓成形步驟包括以下子步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的冷鐓成形工藝，其特征在于，所述局部加熱精細成形步驟中的加熱溫度為200-250℃，加熱時間為1-2秒。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的冷鐓成形工藝，其特征在于，所述分段式多步冷鐓成形步驟的預(yù)成形階段的沖壓力為15-20噸，精細成形階段的沖壓力為20-25噸，最終成形階段的沖壓力為25-30噸。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的冷鐓成形工藝，其特征在于，所述分段式多步冷鐓成形步驟中使用的模具表面具有納米復(fù)合涂層，所述涂層為tin/crn納米多層復(fù)合涂層或氮化硼（bn）自潤滑涂層。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的冷鐓成形工藝，其特征在于，冷鐓成形后對雙頭螺柱進行快速等溫冷卻至室溫。
10.權(quán)利要求1-9任意一項權(quán)利要求所述的冷鐓成形工藝獲得的銅合金雙頭螺柱。