CN107186199A - 重力铸造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种重力铸造工艺来制造压缩机的一体化机架，首先，压缩机的上缸盖部分与壳体部分的内壁面同时进行加工铸造的方式，可以保证上缸盖和壳体之间的同轴度，降低压缩机噪音和振动；其次，发明人创造性地发现了采用重力铸造的方式可以使得两种不同金属材料的上缸盖部分与壳体部分之间的结合部分能够相互熔合形成互熔区，冷却后能达到冶金结合的目的，具有优良的机械结合的性能；再者，本发明的重力铸造工艺还包括一个不完全退火热处理，可以消除一体化机架的两个结合部分的铸造应力，机械性能更好，可以对形成的一体化机架再进行机加工。

Description

重力铸造工艺
技术领域
本发明属于金属铸造领域，具体涉及一种应用于制造压缩机一体式机架的重力铸造工艺。
背景技术
随着空调市场的发展，客户对于噪音的关注越来越高，因此在压缩机的开发中，需要进一步针对压缩机运行过程中产生的噪音和振动问题进行探讨，以期减少其对压缩机整体性能的影响。
传统的转子式压缩机机架主要是将上缸盖与压缩机壳体通过三点或六点焊接进行生产，但该生产工艺不能完全保证上缸盖与壳体的同轴度(一般由于加工精度原因有0.38毫米的同轴度差异)，难免产生偏心问题，而且焊点处由于受热变形，影响壳体圆度。另一方面，电机定子通过壳体定位，转子则是由通过上缸盖定位的曲轴来定位。如果不能保证上缸盖与壳体的同轴度，定转子之间的气隙不均匀，高转速下也易造成噪音问题。此外，由于传统的定子是通过热套工艺放入壳体，热套后壳体与定子间存在大约150MPa的应力。
发明内容
为解决上缸盖部分与壳体部分之间的同轴度以及上缸盖部分与壳体部分之间的结合强度的问题，本发明一方面提供了一种用于制造压缩机一体化机架的重力铸造工艺，该重力浇铸工艺用于制造压缩机的一体化机架，所述一体化机架包括压缩机上缸盖部分和壳体部分，所述上缸盖部分采用铸铁材料，所述壳体部分采用碳钢材料，所述重力铸造工艺包括以下步骤：步骤(1)提供作为壳体部分的钢管，对所述钢管进行预热，并预热至800～900摄氏度；步骤(2)对步骤(1)所得的经预热后的钢管的内表面进行防氧化处理；步骤(3)提供浇铸铁水，浇铸温度在1400摄氏度以上，将铁水浇铸在所述钢管的上端部的内壁面形成上缸盖部分，形成所述一体化机架的铸件；步骤(4)冷却所述铸件至室温，再将所述铸件升温至1000～1100摄氏度，保温1～5小时，再将铸件冷却至室温。
优选的，步骤(2)中的防氧化处理是指对所述钢管的内表面涂膜无水硼砂以隔离空气。
优选的，步骤(1)中，对所述钢管进行预热之前，先对所述钢管的内壁面进行氧化物和杂质的清除处理。
优选的，所述钢管为20#无缝钢。
优选的，步骤(3)中的铁水浇铸的速度为5×10-4～8×10-4立方米/秒。
本发明采用重力铸造工艺来制造压缩机的一体化机架，首先，压缩机的上缸盖部分与壳体部分的内壁面同时进行加工铸造的方式，可以保证上缸盖和壳体之间的同轴度，可以更好地定位电机的定子和转子，降低了定子转子之间的气隙的偏移率，从而达到大幅度降低压缩机噪音和振动的目的；其次，上缸盖部分的铸铁材料与壳体部分的碳钢材料是两种完全不同的金属材料，两者的熔点存在差异，两者的固定连接有难度；本发明的发明人创造性地发现了采用重力铸造的方式可以解决这个难题，可以使得两者的结合部分能够相互熔合形成互熔区，冷却后能达到冶金结合的目的，具有优良的机械结合的性能；再者，本发明的重力铸造工艺中，在铸件冷却后，再对铸件进行了一个不完全退火热处理(即步骤4)，可以消除一体化机架的两个结合部分的铸造应力，机械性能更好，可以对形成的一体化机架再进行机加工。
附图说明
图1为根据本发明实施例1的一体化机架的浇铸模型的剖视示意图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
实施例1
本实施例的一种重力浇铸工艺，该重力浇铸工艺用于制造压缩机的一体化机架，一体化机架包括压缩机上缸盖部分和壳体部分，上缸盖部分采用铸铁材料，壳体部分采用碳钢材料，重力铸造工艺包括以下步骤：
步骤(1)提供作为壳体部分的钢管，对所述钢管进行预热，并预热至800～900摄氏度。
在本实施例中，钢管采用20#无缝钢。
在本实施例中，在步骤(1)中，对钢管进行预热之前，先对钢管的内壁面进行氧化物和杂质的清除处理，例如清除钢管内壁面的油渍，以及氧化层。
步骤(2)对步骤(1)所得的经预热后的钢管的内表面进行防氧化处理。
在本实施例中，防氧化处理是指对钢管的内表面涂膜无水硼砂以隔离空气。
步骤(3)提供浇铸铁水，浇铸温度在1400摄氏度以上，将铁水浇铸在钢管的上端部的内壁面形成上缸盖部分，形成一体化机架的铸件。
在本实施例中，步骤(3)中的铁水浇铸的速度为5×10-4～8×10-4立方米/秒。
步骤(4)冷却所述铸件至室温，再将所述铸件升温至1000～1100摄氏度，保温1～5小时，再将铸件冷却至室温。
在步骤(3)的浇铸过程中，首先制得如图1所示的浇铸模型，该浇铸模型包括第一模具1、第二模具2以及钢管10，其中第一模具1为覆膜砂壳体1，第二模具2为覆膜砂或泥质的上盖，钢管10的下端部的内壁与第一模具1内部的凸起11嵌合，第二模具2盖在钢管11的上端部，从而在第二模具2与第一模具1的凸起11，以及钢管10的内壁面之间形成了压缩机一体化机架的上缸盖部分的浇铸空间P，第二模具2上开设了与浇铸空间P连通的浇铸口21。
在本实施例中，整个浇铸模型被裹置于粘土砂箱之内。
步骤(3)中，将浇铸铁水从浇铸口21注入到浇铸空间P，待浇铸满之后，铁水由液态凝固为固态，随着铁水的凝固，上缸盖部分的铸铁材料与壳体部分的碳钢材料(钢管)两者的结合部分能够相互熔合形成互熔区，冷却后能达到冶金结合。一体化机架的铸件先随着粘土砂箱和覆膜砂壳体1冷却，冷却时间可以为1.5～2小时左右，之后再通过滚筒除砂的方式(将被覆膜砂壳体1包裹的铸件放入旋转的滚筒内，通过机械碰撞让覆膜砂壳体1脱落)获得一体化机架的铸件，使铸件冷却至室温。最后再通过步骤(4)的不完全退火热处理，获得一体化机架的成品。
本发明采用重力铸造工艺来制造压缩机的一体化机架，首先，压缩机的上缸盖部分与壳体部分的内壁面同时进行加工铸造的方式，可以保证上缸盖和壳体之间的同轴度，可以更好地定位电机的定子和转子，降低了定子转子之间的气隙的偏移率，从而达到大幅度降低压缩机噪音和振动的目的；其次，上缸盖部分的铸铁材料与壳体部分的碳钢材料是两种完全不同的金属材料，两者的熔点存在差异，两者的固定连接有难度；本发明的发明人创造性地发现了采用重力铸造的方式可以解决这个难题，可以使得两者的结合部分能够相互熔合形成互熔区，冷却后能达到冶金结合的目的，具有优良的机械结合的性能；再者，本发明的重力铸造工艺中，在铸件冷却后，再对铸件进行了一个不完全退火热处理(即步骤4)，可以消除一体化机架的两个结合部分的铸造应力，机械性能更好，可以对形成的一体化机架再进行机加工。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种重力浇铸工艺，其特征在于，该重力浇铸工艺用于制造压缩机的一体化机架，所述一体化机架包括压缩机上缸盖部分和壳体部分，所述上缸盖部分采用铸铁材料，所述壳体部分采用碳钢材料，所述重力铸造工艺包括以下步骤：
步骤(1)提供作为壳体部分的钢管，对所述钢管进行预热，并预热至800～900摄氏度；
步骤(2)对步骤(1)所得的经预热后的钢管的内表面进行防氧化处理；
步骤(3)提供浇铸铁水，浇铸温度在1400摄氏度以上，将铁水浇铸在所述钢管的上端部的内壁面形成上缸盖部分，形成所述一体化机架的铸件；
步骤(4)冷却所述铸件至室温，再将所述铸件升温至1000～1100摄氏度，保温1～5小时，再将铸件冷却至室温。
2.如权利要求1所述的重力浇铸工艺，其特征在于：步骤(2)中的防氧化处理是指对所述钢管的内表面涂膜无水硼砂以隔离空气。
3.如权利要求1所述的重力浇铸工艺，其特征在于：步骤(1)中，对所述钢管进行预热之前，先对所述钢管的内壁面进行氧化物和杂质的清除处理。
4.如权利要求1所述的重力浇铸工艺，其特征在于：所述钢管为20#无缝钢。
5.如权利要求1所述的重力浇铸工艺，其特征在于：步骤(3)中的铁水浇铸的速度为5×10-4～8×10-4立方米/秒。
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