CN102688986A - 一种鼠笼转子纯铜铸造的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种鼠笼转子铸纯铜的方法，其包括以下步骤：1）先在转子铁心上涂覆一层耐高温绝缘涂层；2）然后在转子铁心上套设橡胶铸蜡模具，浇铸出与预设的鼠笼转子形状相同的蜡型，并熔接预制的浇口蜡型和冒口蜡型；3）在转子铁心及蜡型外制做砂型壳，并使砂型壳固化，加热使蜡模熔化并将蜡液倒出，然后将砂型壳放入砂箱；4）加热砂箱至500-750℃，然后在砂型壳中浇入1100-1200℃的铜水；5）待砂箱冷却后，去除砂型壳、浇口和冒口，得到所述铸铜鼠笼转子。采用本发明的失蜡熔模工艺铸纯铜的鼠笼转子，橡胶铸蜡模具成本低，可重复利用；本发明制备的鼠笼转子精度准确，气孔率低、生产效率高，且不受电机功率的限制。
Description
技术领域
本发明涉及电机制造领域，尤其涉及鼠笼转子纯铜铸造的方法。
背景技术
由于铜的导电、导热性能非常好，广泛用于制作各种电线、电缆等，在铸造式交流异步感应电机的鼠笼转子上应用较少。近年来，随着电机高效化的发展，国内外都开展了铸铜鼠笼转子的研发。目前多使用压铸工艺，例如专利申请号为CN200710066135.8，专利名称为《一种感应式电机铜鼠笼转子的压铸方法及压铸装置》的发明专利中， 公开一种感应式电动机铜鼠笼转子的压铸方法及压铸装置，适用于纯铜及高含铜合金的压铸，属有色金属冶炼及压延加工技术领域。该发明的压铸方法包括模具预处理、铜料熔炼、熔液压铸成型、及淬水冷却工序。该发明的压铸方法采用的压铸装置由压铸机与熔化炉构成，其中：熔化炉包括为一体的坩埚和中频感应炉；压铸机模具包括采用多个镶块镶拼组合连接。由于铜的熔点高，所以以上的压铸方法存在压铸模具寿命短，产品成品率低，生产成本较高，不利于大型转子的制造等缺点。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种采用失蜡熔模工艺，且可克服现有压铸铜鼠笼转子的缺点的鼠笼转子纯铜铸造的方法。
本发明的技术方案为：一种鼠笼转子纯铜铸造的方法，所述方法采用失蜡熔模工艺，其包括以下步骤：
1）先在转子铁心上涂覆一层耐高温绝缘涂层；
2）然后在经步骤1）处理的转子铁心上套设鼠笼转子的橡胶铸蜡模具，浇铸出与预设的鼠笼转子形状相同的蜡型；脱去铸蜡模具后，在蜡型下侧的端环处熔接预先用蜡制的浇口蜡型、在两侧端环上部熔接预先用蜡制的冒口蜡型（兼做排气口）；
3）在转子铁心及蜡型外制作砂型壳，并使砂型壳固化，加热砂型壳使蜡型熔化，并将蜡液倒出，然后将砂型壳放入砂箱；
4）加热砂箱使转子铁心的温度升至500-750℃，然后在砂型壳中浇入1100-1200℃的铜水；
5）待砂箱冷却后，去除砂型壳、浇口和冒口，得到所述铸铜鼠笼转子。
所述步骤1）中的耐高温涂层的原料包括水玻璃、250目以上的细石英粉、细陶瓷粉或其它耐高温材料，从而可防止后面浇入的铜与转子铁心的电工钢表面之间产生连接。
步骤3）中，所述砂型壳固化是采用通入二氧化碳使砂型壳快速固化。
步骤3）中，所述砂型壳放入砂箱后，在砂箱与砂型壳间填实砂子，便于砂型壳的固定，也便于后面铜水浇入砂型壳后，即使砂型壳局部现裂，也不会导致铸造失败。
所述步骤4）中，将加热砂箱至550-750℃，主要目的是对铁心进行预热，改善浇铸时铜水的流动性；同时也彻底气化在转子铁心和砂子中残留的水汽和易挥发杂物，防止以上的水汽和易挥发杂物对后面铜水浇铸操作的影响，从而提高产品质量。
所述步骤4）中，为防止高温铜水被氧化，转子铁心最好应在缺氧或还原性气氛下浇入铜水。
所述步骤4）中，所述加热砂箱和在砂型壳中浇入1100-1200℃的铜水的操作均在焦炭加热炉中进行，砂箱加热完毕，焦炭加热炉停止鼓风，从而使焦炭加热炉内呈缺氧气氛。
所述步骤4）中，所述加热砂箱和在砂型壳中浇入1100-1200℃的铜水的操作均在电炉中进行，砂箱加热完毕，电炉中通入还原性气体或惰性气体，使电炉中呈还原性气氛。
现有采用压铸法铸造纯铜的鼠笼转子，由于设备体积的限制，压铸的鼠笼转子功率在一千以内，而采用本发明的失蜡熔模工艺铸造纯铜的鼠笼转子，铸造的鼠笼转子的功率不受限制。
采用本发明的失蜡熔模工艺铸造纯铜的鼠笼转子，橡胶铸蜡模具不仅成本低廉、脱模方便，且可多次重复利用；在橡胶铸蜡模具上制备鼠笼转子的蜡型操作简单，制备的鼠笼转子精度准确，且生产效率高。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为本发明转子铁心外铸上鼠笼转子蜡型的结构示意图；
图2为本发明转子铁心外制作了砂型壳后的结构示意图；
图3为本发明鼠笼转子横式铸造的结构示意图；
图4为本发明鼠笼转子立式铸造的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-4之一所示，本发明的技术方案为：一种鼠笼转子纯铜铸造的方法，所述方法采用失蜡熔模工艺，其包括以下步骤：
1）先在转子铁心1上涂覆一层耐高温绝缘涂层；
2）如图1所示，然后在经步骤1）处理的转子铁心1上套设鼠笼转子的橡胶铸蜡模具，浇铸出与预设的鼠笼转子形状相同的蜡型2；脱去铸蜡模具后，在蜡型2下侧的端环3处熔接预先用蜡制的浇口蜡型4、在两侧端环5上部熔接预先用蜡制的冒口蜡型6（兼做排气口）；
3）如图2所示，在转子铁心1及蜡型2外制作砂型壳7，并使砂型壳7固化，加热砂型壳7使蜡型熔化，并将蜡液倒出，然后将砂型壳7放入砂箱8；
4）加热砂箱8使转子铁心1的温度升至500-750℃，然后在砂型壳7中浇入1100-1200℃的铜水；
5）如图3或图4所示，待砂箱8冷却后，去除砂型壳7、浇口和冒口，得到所述铸铜鼠笼转子9。
鼠笼转子横式铸造
实施例1
鼠笼转子铸纯铜的方法，所述方法采用失蜡熔模工艺，其包括以下步骤：
1）先在转子铁心1上涂覆一层耐高温绝缘涂料；
2）然后在经步骤1）处理的转子铁心1上套设鼠笼转子的橡胶铸蜡模具，浇铸出与预设的鼠笼转子形状相同的蜡型2；脱去铸蜡模具后，在蜡型2下侧的端环3处熔接预先用蜡制2的浇口蜡型4、在两侧端环5上部熔接预先用蜡制的冒口蜡型6（兼做排气口）；
3）在横向放置的转子铁心1及蜡型外制作砂型壳7，通入二氧化碳使砂型壳7快速固化，然后加热砂型壳7使蜡型熔化，并将蜡液倒出，然后将砂型壳7放入砂箱8中，并在砂箱与8砂型壳7间填实砂子10；
4）将砂箱8及转子铁心1放入电炉中，并加热砂箱8使转子铁心1升温至500-750℃，彻底气化在转子铁心1和砂子10中残留的水汽和易挥发杂物，然后砂型壳7在一氧化碳还原性气氛中浇入1100-1200℃的铜水；
5）待砂箱8冷却后，去除砂型壳7、浇口和冒口，得到所述铸铜鼠笼转子9。
实施例2
鼠笼转子铸纯铜的方法，所述方法采用失蜡熔模工艺，其包括以下步骤：
1）先在转子铁心1上涂覆一层耐高温绝缘涂料；
2）然后在经步骤1）处理的转子铁心1上套设鼠笼转子的橡胶铸蜡模具，浇铸出与预设的鼠笼转子形状相同的蜡型2；脱去铸蜡模具后，在蜡型2下侧的端环3处熔接预先用蜡制的浇口蜡型4、在两侧端环5上部熔接预先用蜡制的冒口蜡型6（兼做排气口）；
3）在横向放置的转子铁心1及蜡型外制作砂型壳7，通入二氧化碳使砂型壳7快速固化，然后加热砂型壳7使蜡型熔化，并将蜡液倒出，然后将砂型壳7放入砂箱8中，并在砂箱8与砂型壳7间填实砂子10；
4）将砂箱8及转子铁心1放入焦炭加热炉内，加热砂箱8使转子铁心1升温至500-750℃，彻底气化在转子铁心1和砂子10中残留的水汽和易挥发杂物，然后焦炭加热炉停止鼓风，使焦炭加热炉呈缺氧状态，往砂型壳7中浇入1100-1200℃的铜水；
5）待砂箱8冷却后，去除砂型壳7、浇口和冒口，得到所述铸铜鼠笼转子9。
鼠笼转子立式铸造
实施例1
鼠笼转子铸纯铜的方法，所述方法采用失蜡熔模工艺，其包括以下步骤：
1）先在转子铁心1上涂覆一层耐高温绝缘涂料；
2）然后在经步骤1）处理的转子铁心1上套设鼠笼转子的橡胶铸蜡模具，浇铸出与预设的鼠笼转子形状相同的蜡型2；脱去铸蜡模具后，在上侧端环3上部熔接预制的冒口蜡型4，在蜡模下侧的端环5处熔接预制的浇口蜡型6；
3）在竖直放置的转子铁心1及蜡型外制备砂型壳7，通入二氧化碳使砂型壳7快速固化，然后加热砂型壳7使蜡型熔化，并将蜡液倒出，然后将砂型壳7放入砂箱8中，并在砂箱8与砂型壳7间填实砂子10；
4）将砂箱8及转子铁心1放入焦炭加热炉内，加热砂箱8使转子铁心1升温至500-750℃，彻底气化在转子铁心1和砂子10中残留的水汽和易挥发杂物，然后焦炭加热炉停止鼓风，使焦炭加热炉呈缺氧状态，往砂型壳7中浇入1100-1200℃的铜水；
5）待砂箱8冷却后，去除砂型壳7、浇口和冒口，得到所述铸铜鼠笼转子9。
实施例2
鼠笼转子铸纯铜的方法，所述方法采用失蜡熔模工艺，其包括以下步骤：
1）先在转子铁心1上涂覆一层耐高温绝缘涂料；
2）然后在经步骤1）处理的转子铁心1上套设鼠笼转子的橡胶铸蜡模具，浇铸出与鼠笼转子形状相同的蜡型2，脱去铸蜡模具后，在上侧端环3上部熔接预制的冒口蜡型4，在蜡型下侧的端环5处熔接预制的浇口蜡型6； 3）在竖直放置的转子铁心1及蜡型外设置由石英砂制备的砂型壳7，通入二氧化碳使砂型壳7快速固化，然后加热砂型壳7使蜡型熔化，并将蜡液倒出，然后将砂型壳7放入砂箱8中，并在砂箱8与砂型壳7间填实砂子10；
4）将砂箱8及转子铁心1放入电炉中，并加热砂箱8使转子铁心1升温至500-750℃，彻底气化在转子铁心1和砂子9中残留的水汽和易挥发杂物，然后砂型壳7在一氧化碳还原性气氛中浇入1100-1200℃的铜水；
5）待砂箱8冷却后，去除砂型壳7、浇口和冒口，得到所述铸铜鼠笼转子9。
Claims (6)
1.一种鼠笼转子纯铜铸造的方法，其特征在于：所述方法采用失蜡熔模工艺，其包括以下步骤：
1）先在转子铁心上涂覆一层耐高温绝缘涂层；
2）然后在经步骤1）处理的转子铁心上套设鼠笼转子的橡胶铸蜡模具，浇铸出与预设的鼠笼转子形状相同的蜡型；脱去铸蜡模具后，在蜡型下侧的端环处熔接预先用蜡制的浇口蜡型、在两侧端环上部熔接预先用蜡制的冒口蜡型；
3）在转子铁心及蜡型外制作砂型壳，并使砂型壳固化，加热砂型壳使蜡型熔化，并将蜡液倒出，然后将砂型壳放入砂箱；
4）加热砂箱使转子铁心的温度升至500-750℃，然后在砂型壳中浇入1100-1200℃的铜水；
5）待砂箱冷却后，去除砂型壳、浇口和冒口，得到所述铸铜鼠笼转子。
2.根据权利要求1所述的鼠笼转子纯铜铸造的方法，其特征在于：所述步骤1）中的耐高温涂层的原料包括水玻璃、250目以上的细石英粉或细陶瓷粉。
3.根据权利要求1所述的鼠笼转子纯铜铸造的方法，其特征在于：步骤3）中，所述砂型壳固化是采用通入二氧化碳使砂型壳快速固化。
4.根据权利要求1所述的鼠笼转子纯铜铸造的方法，其特征在于：步骤3）中，所述砂型壳放入砂箱后，在砂箱与砂型壳间填实砂子。
5.根据权利要求1所述的鼠笼转子纯铜铸造的方法，其特征在于：所述步骤4）中，所述加热砂箱和在砂型壳中浇入1100-1200℃的铜水的操作均在焦炭加热炉中进行，砂箱加热完毕，焦炭加热炉停止鼓风。
6.根据权利要求1所述的鼠笼转子纯铜铸造的方法，其特征在于：所述步骤4）中，所述加热砂箱和在砂型壳中浇入1100-1200℃的铜水的操作均在电炉中进行，砂箱加热完毕，电炉中通入还原性气体或惰性气体。
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