CN103203445A - 一种铸铜鼠笼转子的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种铸铜鼠笼转子的制备方法，所述制备方法先采用失蜡熔模工艺制备浇注型腔，再将浇注型腔放置在低压铸机上进行快速铸造成型。本发明铸铜鼠笼转子的制备方法，结合失蜡熔模工艺和低压铸造工艺，失蜡熔模工艺中使用的橡胶铸蜡模具不仅成本低廉、脱模方便，且可多次重复利用；低压铸造工艺中采用低压铸机对浇注型腔进行快速铸造成型，不仅生产效率高，而且铸造过程中，铜水在压力下快速从下往上充满整个浇注型腔，不仅铸造速度快，而且铜水在快速浇注过程中，转子导条不易产生断条，制备的鼠笼转子不管是内部还是表面不易存在气泡，从而提高制备的鼠笼转子的质量。

Description

一种铸铜鼠笼转子的制备方法
技术领域
本发明涉及电机制造领域，尤其涉及一种铸铜鼠笼转子的制备方法。
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。目前铸铜鼠笼转子的制备多使用压铸工艺，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。
而专利申请号为CN201210172773.9，专利名称为《一种鼠笼转子纯铜铸造的方法》的发明专利中，公开了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。采用以上的方法，虽然使用的橡胶铸蜡模具成本低，可重复利用，但由于纯铜的熔点高、易氧化和流动性差，生产效率低，且制备的转子导条易产生断条，制备的鼠笼转子不管是内部还是表面易存在气泡。
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生产效率高，成本低，且制备的转子导条不易产生断条的铸铜鼠笼转子的制备方法。
本发明的技术方案为：一种铸铜鼠笼转子的制备方法，所述制备方法先采用失蜡熔模工艺制备浇注型腔，再将浇注型腔放置在低压铸机上进行快速铸造成型，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，在蜡型上侧的端环处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）用感应电炉对低压铸机的坩埚内的铜水进行加热，将铜水加热至1100~1200℃；然后将加热至150~350℃的砂箱置于低压铸机上；
5）再将砂箱底部的浇口对准低压铸机的锥形浇口，往低压铸机内的坩埚的上部空腔通入压缩气体，迫使坩埚内的铜水通过砂箱底部的浇口浇入并充满整个砂型壳的型腔，对砂型壳型腔进行保压，直至砂型壳型腔内的铜水凝固后，撤去坩埚上部空腔的压缩气体，将砂箱从低压铸机上取下；
6）待砂箱冷却后，去除砂型壳、浇口和冒口，得到所述的铸铜鼠笼转子。
所述步骤1）中的耐高温绝缘涂层的原料为下列中的一种或两种以上的混合：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水与转子铁心的电工钢表面之间产生连接。
所述步骤3）中的砂型壳的原料为石英砂和水玻璃。
所述步骤3）中的砂型壳的原料还可以是树脂砂。
所述步骤3）中，砂型壳固化是采用通入二氧化碳使砂型壳快速固化。
所述步骤3）中，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，先往低压铸机的坩埚内通入惰性气体或还原性气体，然后再用感应电炉对坩埚内的铜水进行加热，从而可防止铜水被氧化。
所述步骤4）中，将砂箱加热至150~350℃，主要目的是对铁心进行预热，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。相对现有技术，可降低砂箱的加热温度，因为本发明的铜水浇铸操作在低压下进行。在低压下，可使铜水快速充满整个砂型壳的型腔，铜水的流动速度快，所以不需通过将转子铁心加热到500℃以上来保证铜水的流动性，这样不仅可以降低转子铁心的预热温度，减少了铁心的变形，还可以提高铜水的流动性，进而提高铸铜鼠笼转子的生产效率。
本发明铸铜鼠笼转子的制备方法，结合失蜡熔模工艺和低压铸造工艺，失蜡熔模工艺中使用的橡胶铸蜡模具不仅成本低廉、脱模方便，且可多次重复利用；低压铸造工艺中采用低压铸机对浇注型腔进行快速铸造成型，不仅生产效率高，而且铸造过程中，铜水在压力下快速从下往上充满整个浇注型腔，不仅铸造速度快，而且铜水在快速浇注过程中，转子导条不易产生断条，制备的鼠笼转子不管是内部还是表面不易存在气泡，从而提高制备的鼠笼转子的质量。
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为本发明铸铜鼠笼转子铸造时的结构示意图。
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所示，本发明的技术方案为：一种铸铜鼠笼转子的制备方法，所述制备方法先采用失蜡熔模工艺制备浇注型腔，再将浇注型腔放置在低压铸机上进行快速铸造成型，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）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；脱去铸蜡模具后，在蜡型下侧的端环处2熔接预先用蜡制的浇口蜡型，在蜡型上侧的端环处3熔接预先用蜡制的冒口（兼排气口）蜡型；
3）在转子铁心1及蜡型外制作砂型壳4，并使砂型壳4固化，加热砂型壳4使蜡型熔化，并将蜡液倒出，然后将砂型壳4放入砂箱5；
4）用感应电炉对低压铸机6的坩埚7内的铜水8进行加热，将铜水8加热至1100~1200℃；然后将加热至150~350℃的砂箱5置于低压铸机6上；
5）再将砂箱5底部的浇口9对准低压铸机的锥形浇口10，往低压铸机6内的坩埚7的上部空腔通入压缩气体，迫使坩埚7内的铜水8通过砂箱5底部的浇口9浇入并充满整个砂型壳4的型腔，对砂型壳4型腔进行保压，直至砂型壳4型腔内的铜水8凝固后，撤去坩埚7上部空腔的压缩气体，将砂箱5从低压铸机6上取下；
6）待砂箱5冷却后，去除砂型壳4、浇口9和冒口11，得到所述的铸铜鼠笼转子。
实施例1
一种铸铜鼠笼转子的制备方法，所述制备方法先采用失蜡熔模工艺制备浇注型腔，再将浇注型腔放置在低压铸机上进行快速铸造成型，其包括以下步骤：
1）先在转子铁心1上涂覆一层以水玻璃为原料的耐高温绝缘涂层；
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；脱去铸蜡模具后，在蜡型下侧的端环处2熔接预先用蜡制的浇口蜡型，在蜡型上侧的端环处3熔接预先用蜡制的冒口蜡型；
3）在转子铁心1及蜡型外以石英砂和水玻璃为原料制作砂型壳4，并通入二氧化碳使砂型壳4固化，加热砂型壳4使蜡型熔化，并将蜡液倒出，然后将砂型壳4放入砂箱5，在砂箱5与砂型壳4间填实砂子12；
4）往低压铸机6的坩埚7内通入惰性气体或还原性气体，再用感应电炉对低压铸机6的坩埚7内的铜水8进行加热，将铜水8加热至1100℃；然后将加热至350℃的砂箱5置于低压铸机6上；
5）再将砂箱5底部的浇口9对准低压铸机6的锥形浇口10，通过压缩气体管道13往低压铸机6内的坩埚7的上部空腔通入压缩气体，迫使坩埚7内的铜水8通过低压铸机的浇管14从砂箱5底部的浇口9浇入并充满整个砂型壳4的型腔，对砂型壳4型腔进行保压，直至砂型壳4型腔内的铜水8凝固后，撤去坩埚7上部空腔的压缩气体，将砂箱5从低压铸机6上取下；
6）待砂箱5冷却后，去除砂型壳4、浇口9和冒口11，得到所述的铸铜鼠笼转子。
 实施例2
一种铸铜鼠笼转子的制备方法，所述制备方法先采用失蜡熔模工艺制备浇注型腔，再将浇注型腔放置在低压铸机上进行快速铸造成型，其包括以下步骤：
1）先在转子铁心1上涂覆一层以细陶瓷粉为原料的耐高温绝缘涂层；
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；脱去铸蜡模具后，在蜡型下侧的端环处2熔接预先用蜡制的浇口蜡型，在蜡型上侧的端环处3熔接预先用蜡制的冒口蜡型；
3）在转子铁心1及蜡型外以树脂砂为原料制作砂型壳4，并通入二氧化碳使砂型壳4固化，加热砂型壳4使蜡型熔化，并将蜡液倒出，然后将砂型壳4放入砂箱5，在砂箱5与砂型壳4间填实砂子12；
4）往低压铸机6的坩埚7内通入惰性气体或还原性气体，再用感应电炉对低压铸机6的坩埚7内的铜水8进行加热，将铜水8加热至1200℃；然后将加热至150℃的砂箱5置于低压铸机6上；
5）再将砂箱5底部的浇口9对准低压铸机6的锥形浇口10，通过压缩气体管道13往低压铸机6内的坩埚7的上部空腔通入压缩气体，迫使坩埚7内的铜水8通过低压铸机的浇管14从砂箱5底部的浇口9浇入并充满整个砂型壳4的型腔，对砂型壳4型腔进行保压，直至砂型壳4型腔内的铜水8凝固后，撤去坩埚7上部空腔的压缩气体，将砂箱4从低压铸机6上取下；
6）待砂箱5冷却后，去除砂型壳4、浇口9和冒口11，得到所述的铸铜鼠笼转子。
实施例3
一种铸铜鼠笼转子的制备方法，所述制备方法先采用失蜡熔模工艺制备浇注型腔，再将浇注型腔放置在低压铸机上进行快速铸造成型，其包括以下步骤：
1）先在转子铁心1上涂覆一层以水玻璃和250目以上的细石英粉为原料的耐高温绝缘涂层；
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；脱去铸蜡模具后，在蜡型下侧的端环处2熔接预先用蜡制的浇口蜡型，在蜡型上侧的端环处3熔接预先用蜡制的冒口蜡型；
3）在转子铁心1及蜡型外以石英砂和水玻璃为原料制作砂型壳4，并通入二氧化碳使砂型壳4固化，加热砂型壳4使蜡型熔化，并将蜡液倒出，然后将砂型壳4放入砂箱5，在砂箱5与砂型壳4间填实砂子12；
4）往低压铸机6的坩埚7内通入惰性气体或还原性气体，再用感应电炉对低压铸机6的坩埚7内的铜水8进行加热，将铜8水加热至1150℃；然后将加热至220℃的砂箱5置于低压铸机6上；
5）再将砂箱5底部的浇口9对准低压铸机6的锥形浇口10，通过压缩气体管道13往低压铸机6内的坩埚7的上部空腔通入压缩气体，迫使坩埚7内的铜水8通过低压铸机的浇管14从砂箱5底部的浇口9浇入并充满整个砂型壳4的型腔，对砂型壳4型腔进行保压，直至砂型壳4型腔内的铜水8凝固后，撤去坩埚7上部空腔的压缩气体，将砂箱5从低压铸机6上取下；
6）待砂箱5冷却后，去除砂型壳4、浇口9和冒口11，得到所述的铸铜鼠笼转子。

Claims (7)

1.一种铸铜鼠笼转子的制备方法，其特征在于：所述制备方法先采用失蜡熔模工艺制备浇注型腔，再将浇注型腔放置在低压铸机上进行快速铸造成型，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，在蜡型上侧的端环处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）用感应电炉对低压铸机的坩埚内的铜水进行加热，将铜水加热至1100~1200℃；然后将加热至150~350℃的砂箱置于低压铸机上；
5）再将砂箱底部的浇口对准低压铸机的锥形浇口，往低压铸机内的坩埚的上部空腔通入压缩气体，迫使坩埚内的铜水通过砂箱底部的浇口浇入并充满整个砂型壳的型腔，对砂型壳型腔进行保压，直至砂型壳型腔内的铜水凝固后，撤去坩埚上部空腔的压缩气体，将砂箱从低压铸机上取下；
6）待砂箱冷却后，去除砂型壳、浇口和冒口，得到所述的铸铜鼠笼转子。
2.根据权利要求1所述的铸铜鼠笼转子的制备方法，其特征在于：所述步骤1）中的耐高温绝缘涂层的原料为下列中的一种或两种以上的混合：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所述的铸铜鼠笼转子的制备方法，其特征在于：所述步骤3）中的砂型壳的原料为石英砂和水玻璃。
4.根据权利要求1所述的铸铜鼠笼转子的制备方法，其特征在于：所述步骤3）中的砂型壳的原料为树脂砂。
5.根据权利要求3所述的铸铜鼠笼转子的制备方法，其特征在于：所述步骤3）中，砂型壳固化是采用通入二氧化碳使砂型壳快速固化。
6.根据权利要求1所述的铸铜鼠笼转子的制备方法，其特征在于：所述步骤3）中，砂型壳放入砂箱后，在砂箱与砂型壳间填实砂子。
7.根据权利要求1所述的铸铜鼠笼转子的制备方法，其特征在于：所述步骤4）中，先往低压铸机的坩埚内通入惰性气体或还原性气体，然后再用感应电炉对坩埚内的铜水进行加热。
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