本發明涉及發動機轉動軸領域，具體涉及一種發動機轉動軸材料及其制備方法。
背景技術：
發動機轉動軸是汽車傳動系中傳遞動力的重要部件，它的作用是與變速箱、驅動橋一起將發動機的動力傳遞給車輪，使汽車產生驅動力。轉動軸材料一般使用輕而抗扭性佳的合金材料制成。在以燃氣輪機和蒸汽輪機驅動的比較大型的發電機轉動軸材料中，可以使用含3.0%以上鎳的低合金鋼，但是含有該范圍鎳的發電機轉動軸材料磁特性不好，會降低發電機的效率。另外，鎳雖然降低磁特性，但是由于是改善淬火性的必須成分，很難降低其含量。
授權公告號cn104152812b的發明專利提供了一種加入稀土永磁材料的永磁鐵氧體轉子合金材料，用該合金材料制成的實心電機轉子具有高導電、高導熱性能，增加電機的轉矩。考慮到稀土元素的優良順磁、耐高溫、硬度強的特性，可以在轉動軸的材料中加入稀土元素來提高其導電性和導熱性，增加電機的轉矩。
技術實現要素：
本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種發動機轉動軸材料及其制備方法，該轉動軸材料通過添加多種金屬元素和稀土元素，提高了導電性和導熱性，降低了淬火性，機械性能良好。
本發明解決技術問題采用如下技術方案：
本發明提供了一種發動機轉動軸材料，由如下重量百分比的成分組成：碳1～3%、硅0.02～0.06%、錳0.02～0.08%、鎳1.5～1.8%、鐠0.06～0.12%、銦0.03～0.10%、錫0.12～0.16%，余量為鐵和不可避免的雜質。
優選地，由如下重量百分比的成分組成：碳1%、硅0.03%、錳0.05%、鎳1.6%、鐠0.08%、銦0.07%、錫0.13%，余量為鐵和不可避免的雜質。
上述發動機轉動軸材料的制備方法，包括如下步驟：
（1）電爐熔化：將鐵、碳、硅、鐵錳合金、鐵鎳合金、鐵錫合金在氮氣保護下加入熔爐熔融，石墨棒攪拌20-30min后，加入鐠、銦，升高溫度熔化成合金熔液；
（2）轉爐精煉：將合金熔液轉入精煉爐，在1200-1250℃精煉6-8小時，待雜氣和渣滓完全浮出熔體液面后，過濾除去雜質；
（3）澆鑄成型：將精煉除雜后的合金熔液澆鑄成轉子型坯；
（4）熱處理：對轉子型坯在1200-1300℃熱處理2-3小時。
優選地，所述步驟（1）中鐵鎳合金中鎳的含量為60-80%，鐵錳合金中錳的含量為30-40%，鐵錫合金中錫的含量為10-25%。
優選地，所述步驟（1）石墨棒攪拌保持60-80r/min的低轉速。
優選地，所述步驟（1）加入鐠、銦后，升高溫度至1050-1080℃。
優選地，所述步驟（3）澆鑄時施以2-3mpa的壓力。
優選地，所述步驟（4）熱處理后還需在560-660℃下，實施回火處理。
與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：
（1）本發明的發動機轉動軸材料以鐵為主要成分，其他成分中碳用以提高轉動軸的強度和韌度，硅用以脫氧，錳用以提高材料韌性，鎳用以提高磁特性，鐠用以提高其穩定性，銦用以提高材料表面的張力和粘性，多種金屬元素、稀土元素配合，提高了材料的導電性和導熱性，降低了淬火性，強度高，抗氧化，耐腐蝕，耐熱，機械性能良好。
（2）本發明的發動機轉動軸材料的制備方法首先通過電爐熔化，將金屬元素成分充分混合均勻，轉爐精煉發揮了各元素的功能特性，澆鑄成型、熱處理、回火使得該材料均質穩定，機械性能良好。該制備方法能耗較低，工藝簡單，適合大規模生產。
具體實施方式
以下結合具體實施例對發明作進一步詳細的描述。
實施例1.
本實施例的發動機轉動軸材料，由如下重量百分比的成分組成：
碳1%；
硅0.03%；
錳0.05%；
鎳1.6%；
鐠0.08%；
銦0.07%；
錫0.13%；
余量為鐵和不可避免的雜質。
上述發動機轉動軸材料的制備方法，包括如下步驟：
（1）電爐熔化：將鐵、碳、硅、鐵錳合金、鐵鎳合金、鐵錫合金在氮氣保護下加入熔爐熔融，石墨棒攪拌20-30min后，加入鐠、銦，升高溫至1050℃，熔化成合金熔液，其中，鐵鎳合金中鎳的含量為60-80%，鐵錳合金中錳的含量為30-40%，鐵錫合金中錫的含量為10-25%，石墨棒攪拌保持60r/min的低轉速；
（2）轉爐精煉：將合金熔液轉入精煉爐，在1200-1250℃精煉6-8小時，待雜氣和渣滓完全浮出熔體液面后，過濾除去雜質；
（3）澆鑄成型：將精煉除雜后的合金熔液澆鑄成轉子型坯，澆鑄時施以2-3mpa的壓力；
（4）熱處理：對轉子型坯在1200-1300℃熱處理2-3小時，560℃下實施回火處理。
實施例2.
本實施例的發動機轉動軸材料，由如下重量百分比的成分組成：
碳1.6%；
硅0.04%；
錳0.06%；
鎳1.5%；
鐠0.06%；
銦0.03%；
錫0.12%；
余量為鐵和不可避免的雜質。
上述發動機轉動軸材料的制備方法，包括如下步驟：
（1）電爐熔化：將鐵、碳、硅、鐵錳合金、鐵鎳合金、鐵錫合金在氮氣保護下加入熔爐熔融，石墨棒攪拌20-30min后，加入鐠、銦，升高溫至1060℃，熔化成合金熔液，其中，鐵鎳合金中鎳的含量為60-80%，鐵錳合金中錳的含量為30-40%，鐵錫合金中錫的含量為10-25%，石墨棒攪拌保持70r/min的低轉速；
（2）轉爐精煉：將合金熔液轉入精煉爐，在1200-1250℃精煉6-8小時，待雜氣和渣滓完全浮出熔體液面后，過濾除去雜質；
（3）澆鑄成型：將精煉除雜后的合金熔液澆鑄成轉子型坯，澆鑄時施以2-3mpa的壓力；
（4）熱處理：對轉子型坯在1200-1300℃熱處理2-3小時，580℃下實施回火處理。
實施例3.
本實施例的發動機轉動軸材料，由如下重量百分比的成分組成：
碳2.2%；
硅0.05%；
錳0.05%；
鎳1.6%；
鐠0.08%；
銦0.05%；
錫0.14%；
余量為鐵和不可避免的雜質。
上述發動機轉動軸材料的制備方法，包括如下步驟：
（1）電爐熔化：將鐵、碳、硅、鐵錳合金、鐵鎳合金、鐵錫合金在氮氣保護下加入熔爐熔融，石墨棒攪拌20-30min后，加入鐠、銦，升高溫至1070℃，熔化成合金熔液，其中，鐵鎳合金中鎳的含量為60-80%，鐵錳合金中錳的含量為30-40%，鐵錫合金中錫的含量為10-25%，石墨棒攪拌保持80r/min的低轉速；
（2）轉爐精煉：將合金熔液轉入精煉爐，在1200-1250℃精煉6-8小時，待雜氣和渣滓完全浮出熔體液面后，過濾除去雜質；
（3）澆鑄成型：將精煉除雜后的合金熔液澆鑄成轉子型坯，澆鑄時施以2-3mpa的壓力；
（4）熱處理：對轉子型坯在1200-1300℃熱處理2-3小時，600℃下實施回火處理。
實施例4.
本實施例的發動機轉動軸材料，由如下重量百分比的成分組成：
碳2.4%；
硅0.05%；
錳0.06%；
鎳1.7%；
鐠0.09%；
銦0.08%；
錫0.15%；
余量為鐵和不可避免的雜質。
上述發動機轉動軸材料的制備方法，包括如下步驟：
（1）電爐熔化：將鐵、碳、硅、鐵錳合金、鐵鎳合金、鐵錫合金在氮氣保護下加入熔爐熔融，石墨棒攪拌20-30min后，加入鐠、銦，升高溫至1070℃，熔化成合金熔液，其中，鐵鎳合金中鎳的含量為60-80%，鐵錳合金中錳的含量為30-40%，鐵錫合金中錫的含量為10-25%，石墨棒攪拌保持80r/min的低轉速；
（2）轉爐精煉：將合金熔液轉入精煉爐，在1200-1250℃精煉6-8小時，待雜氣和渣滓完全浮出熔體液面后，過濾除去雜質；
（3）澆鑄成型：將精煉除雜后的合金熔液澆鑄成轉子型坯，澆鑄時施以2-3mpa的壓力；
（4）熱處理：對轉子型坯在1200-1300℃熱處理2-3小時，640℃下實施回火處理。
實施例5.
本實施例的發動機轉動軸材料，由如下重量百分比的成分組成：
碳2.8%；
硅0.06%；
錳0.08%；
鎳1.8%；
鐠0.12%；
銦0.1%；
錫0.16%；
余量為鐵和不可避免的雜質。
上述發動機轉動軸材料的制備方法，包括如下步驟：
（1）電爐熔化：將鐵、碳、硅、鐵錳合金、鐵鎳合金、鐵錫合金在氮氣保護下加入熔爐熔融，石墨棒攪拌20-30min后，加入鐠、銦，升高溫至1080℃，熔化成合金熔液，其中，鐵鎳合金中鎳的含量為60-80%，鐵錳合金中錳的含量為30-40%，鐵錫合金中錫的含量為10-25%，石墨棒攪拌保持80r/min的低轉速；
（2）轉爐精煉：將合金熔液轉入精煉爐，在1200-1250℃精煉6-8小時，待雜氣和渣滓完全浮出熔體液面后，過濾除去雜質；
（3）澆鑄成型：將精煉除雜后的合金熔液澆鑄成轉子型坯，澆鑄時施以2-3mpa的壓力；
（4）熱處理：對轉子型坯在1200-1300℃熱處理2-3小時，660℃下實施回火處理。
本發明的轉動軸材料通過添加多種金屬元素和稀土元素，提高了導電性和導熱性，降低了淬火性，機械性能良好。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，本發明的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發明思路下的技術方案均屬于本發明的保護范圍。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。