CN109680170A - 一种用于新能源汽车的水冷电机机壳的铸造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于新能源汽车的水冷电机机壳的铸造工艺，合金熔炼，精炼、细化，制芯，组芯，浇注，铸件清理，清铲，热处理，水套清理，抛丸。本发明适用于水冷电机壳的，整个铸造步骤简单，生产成本低，另外，生产出来的齿轮箱质量好，提高了生产效率。

Description

一种用于新能源汽车的水冷电机机壳的铸造工艺

技术领域

本发明属于一种用于新能源汽车的水冷电机机壳的铸造工艺。

背景技术

目前，用于新能源汽车的水冷电机机壳通常采用熔化焊接的传统工艺，需要对组装后电机壳水道的端头进行封焊。不但加工设备相对复杂，且对焊工的技术要求比较严格，极易出现焊接砂眼造成机壳漏水等问题，导致废品率很高，制造成本较高。

用于新能源汽车的水冷电机机壳在使用过程中，焊缝容易开裂，出现漏水现象。

发明内容

本发明的目的是为了克服以上的不足，提供一种使用可靠性高、不易漏水的用于新能源汽车的水冷电机机壳的铸造工艺。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种用于新能源汽车的水冷电机机壳的铸造工艺，具体步骤如下：

A、合金熔炼：

a、熔炼设备及工具的准备；采用天然气快速集中熔化炉，开炉前检查熔化炉，使燃气不泄露，燃气压力应为4-6Kpa，鼓风机风压应为5Kpa；动力气压力：0.4-0.5MPa;清理干净工具表面的污物，如氧化物、熔渣，并预热至150-250℃时喷涂涂料，涂料厚度为0.2-0.5mm，使用前加热至400-500℃；

b、配料：按照配料单进行配料并作好记录，配料的质量比为：铝锭：硅=1:0.067；

c、装料熔化：装料顺序：工业硅-回炉料-铝锭；装炉前炉料及添加合金放置在炉膛门口烘干，表面无油污，工业硅破碎后过20目筛；装料时，先装小块或薄片废料，后放铝锭和大块料，自动加料时，关闭炉门；加料时炉内铝液留有100-200Kg，每斗加料量≤200Kg；空炉加料时先加入2斗碎料铝块,或从前扒渣口放进200-300Kg铝锭,铝锭置于加料塔下部；粒度1公分以下的碎料，每炉加入1斗，置于炉膛最底部；铝块离烧嘴正前方60公分以上，确保有燃烧空间；熔化温度设定在800℃，当炉料熔化之后，搅动熔体，使熔池里各处温度均匀一致；

d、打渣处理：将打渣剂撒入液面,用扒渣勺充分搅拌液体，搅拌时间为5-10分钟，让打渣剂与铝液充分混合；

e、取样送检、调整、转液：取样时，先用打渣勺扒去铝水表面的浮渣，将取样勺斜着插入铝水表层下的铝水区中，进行搅拌，然后端平取样勺迅速取出；试块模涂料厚度≥1mm,试块模预热温度≥150℃, 光谱分析试块表面是否光洁；为保证下次的熔化速度，炉底留有剩余铝液100-200Kg；

f、清炉处理：每炉放水后用清炉铲清理干净炉壁四周的浮渣，炉池内铝水放干净，铝水放光后向炉内均匀撒入一层打渣剂，并将炉膛温度升至800℃以上，用清炉铲将熔化炉池清理干净；

B、精炼、细化：

a、吊包预热：吊包预热温度设定在600℃，提前将吊包预热至400-600℃，放水时将镁块放入出水口并熔入铝水中；

b、精炼、细化处理：将重量比为0.1-0.2%的细化剂预热后放入吊包内，然后再将铝水注入吊包内，铝液出炉温度控制在785-810℃；将重量比为1%的精炼剂放入精炼机内，打开氮气阀，氮气压力控制在0.1-0.2MPa，待精炼管出气后，将精炼管插入铝液内，同时打开精炼剂阀，将精炼剂通过氮气送入铝液，精炼管在距坩埚底部100mm处缓慢水平移动，在5-8min的精炼时间内均匀地将精炼剂全部吹到铝液中,反应结束后取出精炼管，然后关闭氮气阀，打去铝液表面的浮渣；每炉浇注机械性能试棒，每次浇注三根，试棒模涂料厚度:浇冒口≥1.5mm,试棒中段为0.1-0.2mm，其余为0.1-0.5 mm；浇注前试棒模烫模预热温度250-300℃；烫模浇注达到预热温度后,才可浇注正式试棒，试棒必须送X射线探伤检验合格；铝液经检验合格后方可用于生产；每炉需做合金低倍针孔度检测，试块需用砂型浇注，针孔度优于1级；

C、制芯：

a、设备及芯盒检查：电液气路畅通,仪表显示正常,各运动部位润滑运行平稳，芯盒完好；

b、芯盒安装与调整：将芯盒合好后吊至壳芯机安装位置,先紧固定模, 然后紧固动模，模具紧固好后开合模2-3次,检查开模是否平稳、合模是否严密并安装连接好模具的加热管和热电偶；

c、芯盒加热与制芯：芯盒加热到温度后,先手动制芯2-3次,出合格砂芯后,再使用自动制芯，动芯盒温度为200-220℃，静芯盒温度为220-240℃。分别制取浇口芯、两个水套芯、三个定位砂芯；喷涂脱模剂时应覆盖型腔,而后对易拉模部位局部喷涂；

d、修芯：取出的砂芯应先用油石或ø5mm铁棒套上橡胶管刮去分型线和顶料杆处的毛刺，不能伤及砂芯本体，对于局部疏松部位可刷醇基涂料并点燃；

e、结束：合好芯盒,关闭加热开关和电源开关,清除设备和芯盒上的浮砂；

f、钻排气孔：在三个定位砂芯的定位孔底部中间钻一个ø8-ø10的通孔，以利于砂芯排气；

D、组芯：

a、清理夹具：用毛刷将组芯板上组芯定位面上的芯砂清理干净；

b、定位砂芯钻排气孔：在3块定位砂芯的芯头中心钻Ф4-Ф6的排气孔；

c、整芯：剔除表面有裂纹及凹陷直径大于5mm深大于2mm的不合格的水套芯，用锉刀修平各砂芯上的射砂口，用φ3铝丝清除水套芯内外圈的合模坯缝，缝高＜0.5mm；

d、组水套芯：先放置第三水套芯，再放置第二水套芯，两砂芯的搭接部位采用粘芯胶粘接，并用夹子固定，然后再放置第一水套芯，第一水套芯和第二水套芯之间的搭接部位采用粘芯胶粘接，并用夹子固定；

e、组定位芯：将第一定位砂芯定位孔内壁涂上粘芯胶，将第一定位砂芯安装在组芯左滑板上，移动左滑板，使第一定位砂芯安装到位；将第二定位砂芯定位孔内壁涂上粘芯胶，将第二定位砂芯安装在组芯右滑板上，移动右滑板，使第一定位砂芯安装到位；用小锤敲击组芯左右滑板使左右定位芯贴实，将第三定位砂芯的定位孔对正水套芯定位芯头并推到位，转动夹具上的限位板，使定位板内侧靠紧第三定位砂芯的外侧；

f、检查定位芯是否到位：用检具检测第一定位砂芯和第二定位砂芯的外侧，检具可以顺利通过即为定位到位；

g、固定定位芯和水套芯：在每个水套砂芯的搭接部位的外表面涂上热熔胶，以使两水套芯之间能够快速粘牢，在水套芯和定位砂芯连接部位的外表面涂上热熔胶，以使水套芯和定位砂芯之间能够快速粘牢；

h、取出砂芯：组合好的砂芯常温固化10分钟后从夹具上取出，再次用检具检测第一定位砂芯和第二定位砂芯的外侧，检具可以顺利通过即为定位到位；

E、浇注：

a、准备：冷炉使用前应在600-700℃下烘炉48小时以上，去除炉膛内的水分，提升炉膛温度，检查铝液的光谱分析是否合格，温度是否符合工艺要求；

b、模具预热、喷涂料：用电热管将模具预热到150-250℃时，在型腔表面均匀喷上涂料，浇口处的涂料喷两层，然后再预热到工艺规定的温度，浇口处用天然气喷灯预热到330℃以上；

c、合模：先空合模二到三次；组合好的水套芯放入前需去掉支撑方钢，锉掉每个水套芯首尾相连处的芯撑和水套芯之间的支撑芯座,并去掉砂芯外表面涂抹的热熔胶；在浇口处放入泡沫陶瓷过滤网，再放入铁质过滤网，然后放入浇口芯，并按实，在浇口芯中间放置一块直径40mm、厚2mm的硅酸铝纤维板，以防止铝水进入上模中心的排气孔，再将水套芯放入下模，用气枪吹干净型腔内的浮砂，闭合左右侧模，并观察砂芯四周水路是否均匀，砂芯是否完好，然后用ø4mm的铝棒检查三层水套芯四周和外模之间的间隙，要求≥4mm，再闭合上模；

d、浇注：刚开始生产时，铝液温度为750℃，模温均匀后，铝液温度降到720℃，启动浇注阀，浇注设备进入升液-充型-增压-保压-卸压-冷却-开模的程序，具体步骤为铝液通过升液管上升到铸件浇口，升液时间为12s，升液压力达到2000mpa，从浇口到铸型充满铝液，充型时间为19s，压力达到3500mpa，充满后进行增压，压力达到5400mpa，然后用取件器取出铸件，浇注正常后，对上模进行吹气冷却，吹气装置处于常开状态，以控制上模的温度≤360℃；充型开始时，打开负压抽气阀门，将砂芯产生的气体排出；刚开始生产时，保压时间≤30秒，以防浇口冻结；正常生产过程中,发现模具型腔表面涂料脱落应及时补喷；

e、铸件自检：每模应检查铸件表面有无缺陷，缺陷为气孔、缩孔、冷隔，发现有缺陷的铸件应隔离,并及时调整工艺参数；非加工外表面粗糙度Ra12.5，顶杆痕迹凸出小于1mm，凹陷小于2mm；探伤时，第一次取样为浇注正常后的第3-4模，第二次取样为总浇注数的1/2时，第三次取样为总浇注数的2/3时，每次送检探伤合格后方允许继续浇注，发现不合格件之前的所有铸件隔离处理；

F、铸件清理：

a、清砂处理：铸件平放在垫有橡胶板的地面上，采用风冲对铸件进行冲击、震动，使型腔内的芯砂破碎，风枪的作用点为铸件内浇口位置，清完后将型腔内的余砂倒出；用风铲沿分型线剔除分型飞边；铸件热处理后再震砂一次，以去除铸件内腔的水套芯砂；

b、自检：检查铸件内腔，看砂子是否清理干净；

G、锯浇口：

a、锯割冒口：铸件平放,将铸件固定在夹具上，一端从上往下另一端从下往上平行推动铸件；

b、锯割内浇口：将夹具调转180°，一端从上往下另一端从下往上平行推动铸件，锯口平直；依次锯割另一侧的四个内浇口，浇口残余量控制在1-5mm；锯割前在锯齿上均匀涂刷一层冷却液，防止锯条过热；

c、自检：检查浇口的锯割残余高度是否符合要求；

H、清铲：用榔头凿子清除各出砂口、内腔型芯接合处、出线窗口的坯缝；用电动旋转锉打磨分型线至与铸件相圆滑；用电动旋转锉打磨活块分型毛刺至与铸件相圆滑；用电动旋转锉打磨平出线窗口的毛刺；用角向打磨机,花形页轮打磨铸件外表粗糙部位至Ra6.3；

I、热处理：

a、固溶处理：将铸件平放在淬火工位架上，铸件与铸件之间留出间隙，将试块﹑试棒放置在淬火工位架的中上部，摆放平整；用行车将工位架吊上推车，打开炉门，卷扬机放下钓钩，然后将推车推入吊钩下方，用拨叉将吊钩拨入工位架上的钓饵，提升卷扬机使工位架完全进入炉内，最后关闭炉门，进行加热处理；装炉时，炉内温度应在300℃以下，当炉内温度达535±5℃后保温5小时，然后打开炉门，用卷扬机将工位架迅速的置入水里进行快速冷却处理，水完全浸没铸件，待加热的铸件在水中不冒气泡后，将工位架提起，推入推车，将工位架放置在推车上，将卷扬机快速提起，拉出推车，最后用行车将工位架从推车上吊下；

b、时效处理：铸件淬火后进行时效处理；将工位架吊上推车，打开炉门，将推车推入炉内，封上轨道缝，迅速关闭炉门，进行加热处理；加热到175±5℃后保温8小时，然后打开炉门，车拉出，用行车将工位架从推车上吊下放置在空气中自然冷却至室温；

c、自检：每炉从淬火架的上中下各抽取一件：用硬度计检查铸件硬度；

d、送检：将试棒、试块送理化室检验，试样的机械性能经检验合格后, 铸件才能转入下道工序；试样的机械性能要求：σb≥228MPa，σ0.2≥152MPa，δ5≥3%，HBS≥85；

J、水套清理：

a、准备：设置好振砂机振动器的震砂压力：0.2-0.25MPa，压紧气缸的使用压力：250-300 kPa，震砂时间设置为30s；

b、铸件摆放操作：将电机壳摆放在定位圆环上，摆放方向为：浇口面朝上；将震砂隔垫铁块放在电机壳的浇口面上，两个工位都摆放好后按下按钮，开始震击，震击30秒后自动停止，待震击枪升上去后拿出隔垫铁块，拿出工件，再摆放下一个工件；

c、吹净水套：将气管分别插入11个出砂口，顺着水套的左右方向反复吹气，直至11个出砂口无粉尘吹出；

d、自检：震击结束后抽查2-3件用塑料包装袋检验所有水道是否通畅，有不通的继续震击直至水道通畅；

K、抛丸：

a、准备：铸件抛丸前清洗干净，去除油污和杂质；

b、放入抛丸室：将铸件挂装在抛丸架上，应使铸件外表面朝外，然后将抛丸架送入抛丸室中；

c、抛丸：抛丸开始时,关闭室门,然后启动除尘器、提升机、抛丸器，抛丸到时后自动关机；抛丸过程中随时观察设备运转是否正常；

d、卸件：抛丸器停止运转后,打开室门,开出抛丸架，从架上取下铸件，倒干净铸件内腔的不锈钢丸,将铸件整齐摆放在流转工位架上；

e、自检：检查铸件外观颜色是否一致,颜色不一致时调整抛丸时间或数量；对于铸件表面局部返修打磨后的表面或色泽不均匀一致的表面采用喷砂方式进行局部处理。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

本发明适用于水冷电机壳的，整个铸造步骤简单，生产成本低，另外，生产出来的水冷电机壳无气孔，无缩松缺陷，铸件组织致密度高，气密性好，提高了生产效率。

具体实施方式：

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。在本发明的一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种用于新能源汽车的水冷电机机壳的铸造工艺，具体步骤如下：

A、合金熔炼：

a、熔炼设备及工具的准备；采用天然气快速集中熔化炉，开炉前检查熔化炉，使燃气不泄露，燃气压力应为4-6Kpa，鼓风机风压应为5Kpa；动力气压力：0.4-0.5MPa;清理干净工具表面的污物，如氧化物、熔渣，并预热至150-250℃时喷涂涂料，涂料厚度为0.2-0.5mm，使用前加热至400-500℃；

b、配料：按照配料单进行配料并作好记录，配料的质量比为：铝锭：硅=1:0.067；

c、装料熔化：装料顺序：工业硅-回炉料-铝锭；装炉前炉料及添加合金放置在炉膛门口烘干，表面无油污，工业硅破碎后过20目筛；装料时，先装小块或薄片废料，后放铝锭和大块料，自动加料时，关闭炉门；加料时炉内铝液留有100-200Kg，每斗加料量≤200Kg；空炉加料时先加入2斗碎料铝块,或从前扒渣口放进200-300Kg铝锭,铝锭置于加料塔下部；粒度1公分以下的碎料，每炉加入1斗，置于炉膛最底部；铝块离烧嘴正前方60公分以上，确保有燃烧空间；熔化温度设定在800℃，当炉料熔化之后，搅动熔体，使熔池里各处温度均匀一致；

d、打渣处理：将打渣剂撒入液面,用扒渣勺充分搅拌液体，搅拌时间为5-10分钟，让打渣剂与铝液充分混合；

e、取样送检、调整、转液：取样时，先用打渣勺扒去铝水表面的浮渣，将取样勺斜着插入铝水表层下的铝水区中，进行搅拌，然后端平取样勺迅速取出；试块模涂料厚度≥1mm,试块模预热温度≥150℃, 光谱分析试块表面是否光洁；为保证下次的熔化速度，炉底留有剩余铝液100-200Kg；

f、清炉处理：每炉放水后用清炉铲清理干净炉壁四周的浮渣，炉池内铝水放干净，铝水放光后向炉内均匀撒入一层打渣剂，并将炉膛温度升至800℃以上，用清炉铲将熔化炉池清理干净；

B、精炼、细化：

a、吊包预热：吊包预热温度设定在600℃，提前将吊包预热至400-600℃，放水时将镁块放入出水口并熔入铝水中；

b、精炼、细化处理：将重量比为0.1-0.2%的细化剂预热后放入吊包内，然后再将铝水注入吊包内，铝液出炉温度控制在785-810℃；将重量比为1%的精炼剂放入精炼机内，打开氮气阀，氮气压力控制在0.1-0.2MPa，待精炼管出气后，将精炼管插入铝液内，同时打开精炼剂阀，将精炼剂通过氮气送入铝液，精炼管在距坩埚底部100mm处缓慢水平移动，在5-8min的精炼时间内均匀地将精炼剂全部吹到铝液中,反应结束后取出精炼管，然后关闭氮气阀，打去铝液表面的浮渣；每炉浇注机械性能试棒，每次浇注三根，试棒模涂料厚度:浇冒口≥1.5mm,试棒中段为0.1-0.2mm，其余为0.1-0.5 mm；浇注前试棒模烫模预热温度250-300℃；烫模浇注达到预热温度后,才可浇注正式试棒，试棒必须送X射线探伤检验合格；铝液经检验合格后方可用于生产；每炉需做合金低倍针孔度检测，试块需用砂型浇注，针孔度优于1级；

C、制芯：

a、设备及芯盒检查：电液气路畅通,仪表显示正常,各运动部位润滑运行平稳，芯盒完好；

b、芯盒安装与调整：将芯盒合好后吊至壳芯机安装位置,先紧固定模, 然后紧固动模，模具紧固好后开合模2-3次,检查开模是否平稳、合模是否严密并安装连接好模具的加热管和热电偶；

c、芯盒加热与制芯：芯盒加热到温度后,先手动制芯2-3次,出合格砂芯后,再使用自动制芯，动芯盒温度为200-220℃，静芯盒温度为220-240℃。分别制取浇口芯、两个水套芯、三个定位砂芯；喷涂脱模剂时应覆盖型腔,而后对易拉模部位局部喷涂；

d、修芯：取出的砂芯应先用油石或ø5mm铁棒套上橡胶管刮去分型线和顶料杆处的毛刺，不能伤及砂芯本体，对于局部疏松部位可刷醇基涂料并点燃；

e、结束：合好芯盒,关闭加热开关和电源开关,清除设备和芯盒上的浮砂；

f、钻排气孔：在三个定位砂芯的定位孔底部中间钻一个ø8-ø10的通孔，以利于砂芯排气；

D、组芯：

a、清理夹具：用毛刷将组芯板上组芯定位面上的芯砂清理干净；

b、定位砂芯钻排气孔：在3块定位砂芯的芯头中心钻Ф4-Ф6的排气孔；

c、整芯：剔除表面有裂纹及凹陷直径大于5mm深大于2mm的不合格的水套芯，用锉刀修平各砂芯上的射砂口，用φ3铝丝清除水套芯内外圈的合模坯缝，缝高＜0.5mm；

d、组水套芯：先放置第三水套芯，再放置第二水套芯，两砂芯的搭接部位采用粘芯胶粘接，并用夹子固定，然后再放置第一水套芯，第一水套芯和第二水套芯之间的搭接部位采用粘芯胶粘接，并用夹子固定；

e、组定位芯：将第一定位砂芯定位孔内壁涂上粘芯胶，将第一定位砂芯安装在组芯左滑板上，移动左滑板，使第一定位砂芯安装到位；将第二定位砂芯定位孔内壁涂上粘芯胶，将第二定位砂芯安装在组芯右滑板上，移动右滑板，使第一定位砂芯安装到位；用小锤敲击组芯左右滑板使左右定位芯贴实，将第三定位砂芯的定位孔对正水套芯定位芯头并推到位，转动夹具上的限位板，使定位板内侧靠紧第三定位砂芯的外侧；

f、检查定位芯是否到位：用检具检测第一定位砂芯和第二定位砂芯的外侧，检具可以顺利通过即为定位到位；

g、固定定位芯和水套芯：在每个水套砂芯的搭接部位的外表面涂上热熔胶，以使两水套芯之间能够快速粘牢，在水套芯和定位砂芯连接部位的外表面涂上热熔胶，以使水套芯和定位砂芯之间能够快速粘牢；

h、取出砂芯：组合好的砂芯常温固化10分钟后从夹具上取出，再次用检具检测第一定位砂芯和第二定位砂芯的外侧，检具可以顺利通过即为定位到位；

E、浇注：

a、准备：冷炉使用前应在600-700℃下烘炉48小时以上，去除炉膛内的水分，提升炉膛温度，检查铝液的光谱分析是否合格，温度是否符合工艺要求；

b、模具预热、喷涂料：用电热管将模具预热到150-250℃时，在型腔表面均匀喷上涂料，浇口处的涂料喷两层，然后再预热到工艺规定的温度，浇口处用天然气喷灯预热到330℃以上；

c、合模：先空合模二到三次；组合好的水套芯放入前需去掉支撑方钢，锉掉每个水套芯首尾相连处的芯撑和水套芯之间的支撑芯座,并去掉砂芯外表面涂抹的热熔胶；在浇口处放入泡沫陶瓷过滤网，再放入铁质过滤网，然后放入浇口芯，并按实，在浇口芯中间放置一块直径40mm、厚2mm的硅酸铝纤维板，以防止铝水进入上模中心的排气孔，再将水套芯放入下模，用气枪吹干净型腔内的浮砂，闭合左右侧模，并观察砂芯四周水路是否均匀，砂芯是否完好，然后用ø4mm的铝棒检查三层水套芯四周和外模之间的间隙，要求≥4mm，再闭合上模；

d、浇注：刚开始生产时，铝液温度为750℃，模温均匀后，铝液温度降到720℃，启动浇注阀，浇注设备进入升液-充型-增压-保压-卸压-冷却-开模的程序，具体步骤为铝液通过升液管上升到铸件浇口，升液时间为12s，升液压力达到2000mpa，从浇口到铸型充满铝液，充型时间为19s，压力达到3500mpa，充满后进行增压，压力达到5400mpa，然后用取件器取出铸件，浇注正常后，对上模进行吹气冷却，吹气装置处于常开状态，以控制上模的温度≤360℃；充型开始时，打开负压抽气阀门，将砂芯产生的气体排出；刚开始生产时，保压时间≤30秒，以防浇口冻结；正常生产过程中,发现模具型腔表面涂料脱落应及时补喷；

e、铸件自检：每模应检查铸件表面有无缺陷，缺陷为气孔、缩孔、冷隔，发现有缺陷的铸件应隔离,并及时调整工艺参数；非加工外表面粗糙度Ra12.5，顶杆痕迹凸出小于1mm，凹陷小于2mm；探伤时，第一次取样为浇注正常后的第3-4模，第二次取样为总浇注数的1/2时，第三次取样为总浇注数的2/3时，每次送检探伤合格后方允许继续浇注，发现不合格件之前的所有铸件隔离处理；

F、铸件清理：

a、清砂处理：铸件平放在垫有橡胶板的地面上，采用风冲对铸件进行冲击、震动，使型腔内的芯砂破碎，风枪的作用点为铸件内浇口位置，清完后将型腔内的余砂倒出；用风铲沿分型线剔除分型飞边；铸件热处理后再震砂一次，以去除铸件内腔的水套芯砂；

b、自检：检查铸件内腔，看砂子是否清理干净；

G、锯浇口：

a、锯割冒口：铸件平放,将铸件固定在夹具上，一端从上往下另一端从下往上平行推动铸件；

b、锯割内浇口：将夹具调转180°，一端从上往下另一端从下往上平行推动铸件，锯口平直；依次锯割另一侧的四个内浇口，浇口残余量控制在1-5mm；锯割前在锯齿上均匀涂刷一层冷却液，防止锯条过热；

c、自检：检查浇口的锯割残余高度是否符合要求；

H、清铲：用榔头凿子清除各出砂口、内腔型芯接合处、出线窗口的坯缝；用电动旋转锉打磨分型线至与铸件相圆滑；用电动旋转锉打磨活块分型毛刺至与铸件相圆滑；用电动旋转锉打磨平出线窗口的毛刺；用角向打磨机,花形页轮打磨铸件外表粗糙部位至Ra6.3；

I、热处理：

a、固溶处理：将铸件平放在淬火工位架上，铸件与铸件之间留出间隙，将试块﹑试棒放置在淬火工位架的中上部，摆放平整；用行车将工位架吊上推车，打开炉门，卷扬机放下钓钩，然后将推车推入吊钩下方，用拨叉将吊钩拨入工位架上的钓饵，提升卷扬机使工位架完全进入炉内，最后关闭炉门，进行加热处理；装炉时，炉内温度应在300℃以下，当炉内温度达535±5℃后保温5小时，然后打开炉门，用卷扬机将工位架迅速的置入水里进行快速冷却处理，水完全浸没铸件，待加热的铸件在水中不冒气泡后，将工位架提起，推入推车，将工位架放置在推车上，将卷扬机快速提起，拉出推车，最后用行车将工位架从推车上吊下；

b、时效处理：铸件淬火后进行时效处理；将工位架吊上推车，打开炉门，将推车推入炉内，封上轨道缝，迅速关闭炉门，进行加热处理；加热到175±5℃后保温8小时，然后打开炉门，车拉出，用行车将工位架从推车上吊下放置在空气中自然冷却至室温；

c、自检：每炉从淬火架的上中下各抽取一件：用硬度计检查铸件硬度；

d、送检：将试棒、试块送理化室检验，试样的机械性能经检验合格后, 铸件才能转入下道工序；试样的机械性能要求：σb≥228MPa，σ0.2≥152MPa，δ5≥3%，HBS≥85；

J、水套清理：

a、准备：设置好振砂机振动器的震砂压力：0.2-0.25MPa，压紧气缸的使用压力：250-300 kPa，震砂时间设置为30s；

b、铸件摆放操作：将电机壳摆放在定位圆环上，摆放方向为：浇口面朝上；将震砂隔垫铁块放在电机壳的浇口面上，两个工位都摆放好后按下按钮，开始震击，震击30秒后自动停止，待震击枪升上去后拿出隔垫铁块，拿出工件，再摆放下一个工件；

c、吹净水套：将气管分别插入11个出砂口，顺着水套的左右方向反复吹气，直至11个出砂口无粉尘吹出；

d、自检：震击结束后抽查2-3件用塑料包装袋检验所有水道是否通畅，有不通的继续震击直至水道通畅；

K、抛丸：

a、准备：铸件抛丸前清洗干净，去除油污和杂质；

b、放入抛丸室：将铸件挂装在抛丸架上，应使铸件外表面朝外，然后将抛丸架送入抛丸室中；

c、抛丸：抛丸开始时,关闭室门,然后启动除尘器、提升机、抛丸器，抛丸到时后自动关机；抛丸过程中随时观察设备运转是否正常；

d、卸件：抛丸器停止运转后,打开室门,开出抛丸架，从架上取下铸件，倒干净铸件内腔的不锈钢丸,将铸件整齐摆放在流转工位架上；

e、自检：检查铸件外观颜色是否一致,颜色不一致时调整抛丸时间或数量；对于铸件表面局部返修打磨后的表面或色泽不均匀一致的表面采用喷砂方式进行局部处理。

本发明适用于水冷电机壳的，整个铸造步骤简单，生产成本低，另外，生产出来的水冷电机壳无气孔，无缩松缺陷，铸件组织致密度高，气密性好，提高了生产效率。

最后应说明的是：虽然以上已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本发明的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。

Claims (1)

1.一种用于新能源汽车的水冷电机机壳的铸造工艺，其特征在于：具体步骤如下：

A、合金熔炼：

a、熔炼设备及工具的准备；采用天然气快速集中熔化炉，开炉前检查熔化炉，使燃气不泄露，燃气压力应为4-6Kpa，鼓风机风压应为5Kpa；动力气压力：0.4-0.5MPa;清理干净工具表面的污物，如氧化物、熔渣，并预热至150-250℃时喷涂涂料，涂料厚度为0.2-0.5mm，使用前加热至400-500℃；

b、配料：按照配料单进行配料并作好记录，配料的质量比为：铝锭：硅=1:0.067；

c、装料熔化：装料顺序：工业硅-回炉料-铝锭；装炉前炉料及添加合金放置在炉膛门口烘干，表面无油污，工业硅破碎后过20目筛；装料时，先装小块或薄片废料，后放铝锭和大块料，自动加料时，关闭炉门；加料时炉内铝液留有100-200Kg，每斗加料量≤200Kg；空炉加料时先加入2斗碎料铝块,或从前扒渣口放进200-300Kg铝锭,铝锭置于加料塔下部；粒度1公分以下的碎料，每炉加入1斗，置于炉膛最底部；铝块离烧嘴正前方60公分以上，确保有燃烧空间；熔化温度设定在800℃，当炉料熔化之后，搅动熔体，使熔池里各处温度均匀一致；

d、打渣处理：将打渣剂撒入液面,用扒渣勺充分搅拌液体，搅拌时间为5-10分钟，让打渣剂与铝液充分混合；

e、取样送检、调整、转液：取样时，先用打渣勺扒去铝水表面的浮渣，将取样勺斜着插入铝水表层下的铝水区中，进行搅拌，然后端平取样勺迅速取出；试块模涂料厚度≥1mm,试块模预热温度≥150℃, 光谱分析试块表面是否光洁；为保证下次的熔化速度，炉底留有剩余铝液100-200Kg；

f、清炉处理：每炉放水后用清炉铲清理干净炉壁四周的浮渣，炉池内铝水放干净，铝水放光后向炉内均匀撒入一层打渣剂，并将炉膛温度升至800℃以上，用清炉铲将熔化炉池清理干净；

B、精炼、细化：

a、吊包预热：吊包预热温度设定在600℃，提前将吊包预热至400-600℃，放水时将镁块放入出水口并熔入铝水中；

b、精炼、细化处理：将重量比为0.1-0.2%的细化剂预热后放入吊包内，然后再将铝水注入吊包内，铝液出炉温度控制在785-810℃；将重量比为1%的精炼剂放入精炼机内，打开氮气阀，氮气压力控制在0.1-0.2MPa，待精炼管出气后，将精炼管插入铝液内，同时打开精炼剂阀，将精炼剂通过氮气送入铝液，精炼管在距坩埚底部100mm处缓慢水平移动，在5-8min的精炼时间内均匀地将精炼剂全部吹到铝液中,反应结束后取出精炼管，然后关闭氮气阀，打去铝液表面的浮渣；每炉浇注机械性能试棒，每次浇注三根，试棒模涂料厚度:浇冒口≥1.5mm,试棒中段为0.1-0.2mm，其余为0.1-0.5 mm；浇注前试棒模烫模预热温度250-300℃；烫模浇注达到预热温度后,才可浇注正式试棒，试棒必须送X射线探伤检验合格；铝液经检验合格后方可用于生产；每炉需做合金低倍针孔度检测，试块需用砂型浇注，针孔度优于1级；

C、制芯：

a、设备及芯盒检查：电液气路畅通,仪表显示正常,各运动部位润滑运行平稳，芯盒完好；

b、芯盒安装与调整：将芯盒合好后吊至壳芯机安装位置,先紧固定模, 然后紧固动模，模具紧固好后开合模2-3次,检查开模是否平稳、合模是否严密并安装连接好模具的加热管和热电偶；

c、芯盒加热与制芯：芯盒加热到温度后,先手动制芯2-3次,出合格砂芯后,再使用自动制芯，动芯盒温度为200-220℃，静芯盒温度为220-240℃，分别制取浇口芯、两个水套芯、三个定位砂芯；喷涂脱模剂时应覆盖型腔,而后对易拉模部位局部喷涂；

d、修芯：取出的砂芯应先用油石或ø5mm铁棒套上橡胶管刮去分型线和顶料杆处的毛刺，不能伤及砂芯本体，对于局部疏松部位可刷醇基涂料并点燃；

e、结束：合好芯盒,关闭加热开关和电源开关,清除设备和芯盒上的浮砂；

f、钻排气孔：在三个定位砂芯的定位孔底部中间钻一个ø8-ø10的通孔，以利于砂芯排气；

D、组芯：

a、清理夹具：用毛刷将组芯板上组芯定位面上的芯砂清理干净；

b、定位砂芯钻排气孔：在3块定位砂芯的芯头中心钻Ф4-Ф6的排气孔；

c、整芯：剔除表面有裂纹及凹陷直径大于5mm深大于2mm的不合格的水套芯，用锉刀修平各砂芯上的射砂口，用φ3铝丝清除水套芯内外圈的合模坯缝，缝高＜0.5mm；

d、组水套芯：先放置第三水套芯，再放置第二水套芯，两砂芯的搭接部位采用粘芯胶粘接，并用夹子固定，然后再放置第一水套芯，第一水套芯和第二水套芯之间的搭接部位采用粘芯胶粘接，并用夹子固定；

e、组定位芯：将第一定位砂芯定位孔内壁涂上粘芯胶，将第一定位砂芯安装在组芯左滑板上，移动左滑板，使第一定位砂芯安装到位；将第二定位砂芯定位孔内壁涂上粘芯胶，将第二定位砂芯安装在组芯右滑板上，移动右滑板，使第一定位砂芯安装到位；用小锤敲击组芯左右滑板使左右定位芯贴实，将第三定位砂芯的定位孔对正水套芯定位芯头并推到位，转动夹具上的限位板，使定位板内侧靠紧第三定位砂芯的外侧；

f、检查定位芯是否到位：用检具检测第一定位砂芯和第二定位砂芯的外侧，检具可以顺利通过即为定位到位；

g、固定定位芯和水套芯：在每个水套砂芯的搭接部位的外表面涂上热熔胶，以使两水套芯之间能够快速粘牢，在水套芯和定位砂芯连接部位的外表面涂上热熔胶，以使水套芯和定位砂芯之间能够快速粘牢；

h、取出砂芯：组合好的砂芯常温固化10分钟后从夹具上取出，再次用检具检测第一定位砂芯和第二定位砂芯的外侧，检具可以顺利通过即为定位到位；

E、浇注：

a、准备：冷炉使用前应在600-700℃下烘炉48小时以上，去除炉膛内的水分，提升炉膛温度，检查铝液的光谱分析是否合格，温度是否符合工艺要求；

b、模具预热、喷涂料：用电热管将模具预热到150-250℃时，在型腔表面均匀喷上涂料，浇口处的涂料喷两层，然后再预热到工艺规定的温度，浇口处用天然气喷灯预热到330℃以上；

c、合模：先空合模二到三次；组合好的水套芯放入前需去掉支撑方钢，锉掉每个水套芯首尾相连处的芯撑和水套芯之间的支撑芯座,并去掉砂芯外表面涂抹的热熔胶；在浇口处放入泡沫陶瓷过滤网，再放入铁质过滤网，然后放入浇口芯，并按实，在浇口芯中间放置一块直径40mm、厚2mm的硅酸铝纤维板，以防止铝水进入上模中心的排气孔，再将水套芯放入下模，用气枪吹干净型腔内的浮砂，闭合左右侧模，并观察砂芯四周水路是否均匀，砂芯是否完好，然后用ø4mm的铝棒检查三层水套芯四周和外模之间的间隙，要求≥4mm，再闭合上模；

d、浇注：刚开始生产时，铝液温度为750℃，模温均匀后，铝液温度降到720℃，启动浇注阀，浇注设备进入升液-充型-增压-保压-卸压-冷却-开模的程序，具体步骤为铝液通过升液管上升到铸件浇口，升液时间为12s，升液压力达到2000mpa，从浇口到铸型充满铝液，充型时间为19s，压力达到3500mpa，充满后进行增压，压力达到5400mpa，然后用取件器取出铸件，浇注正常后，对上模进行吹气冷却，吹气装置处于常开状态，以控制上模的温度≤360℃；充型开始时，打开负压抽气阀门，将砂芯产生的气体排出；刚开始生产时，保压时间≤30秒，以防浇口冻结；正常生产过程中,发现模具型腔表面涂料脱落应及时补喷；

e、铸件自检：每模应检查铸件表面有无缺陷，缺陷为气孔、缩孔、冷隔，发现有缺陷的铸件应隔离,并及时调整工艺参数；非加工外表面粗糙度Ra12.5，顶杆痕迹凸出小于1mm，凹陷小于2mm；探伤时，第一次取样为浇注正常后的第3-4模，第二次取样为总浇注数的1/2时，第三次取样为总浇注数的2/3时，每次送检探伤合格后方允许继续浇注，发现不合格件之前的所有铸件隔离处理；

F、铸件清理：

a、清砂处理：铸件平放在垫有橡胶板的地面上，采用风冲对铸件进行冲击、震动，使型腔内的芯砂破碎，风枪的作用点为铸件内浇口位置，清完后将型腔内的余砂倒出；用风铲沿分型线剔除分型飞边；铸件热处理后再震砂一次，以去除铸件内腔的水套芯砂；

b、自检：检查铸件内腔，看砂子是否清理干净；

G、锯浇口：

a、锯割冒口：铸件平放,将铸件固定在夹具上，一端从上往下另一端从下往上平行推动铸件；

b、锯割内浇口：将夹具调转180°，一端从上往下另一端从下往上平行推动铸件，锯口平直；依次锯割另一侧的四个内浇口，浇口残余量控制在1-5mm；锯割前在锯齿上均匀涂刷一层冷却液，防止锯条过热；

c、自检：检查浇口的锯割残余高度是否符合要求；

H、清铲：用榔头凿子清除各出砂口、内腔型芯接合处、出线窗口的坯缝；用电动旋转锉打磨分型线至与铸件相圆滑；用电动旋转锉打磨活块分型毛刺至与铸件相圆滑；用电动旋转锉打磨平出线窗口的毛刺；用角向打磨机,花形页轮打磨铸件外表粗糙部位至Ra6.3；

I、热处理：

a、固溶处理：将铸件平放在淬火工位架上，铸件与铸件之间留出间隙，将试块﹑试棒放置在淬火工位架的中上部，摆放平整；用行车将工位架吊上推车，打开炉门，卷扬机放下钓钩，然后将推车推入吊钩下方，用拨叉将吊钩拨入工位架上的钓饵，提升卷扬机使工位架完全进入炉内，最后关闭炉门，进行加热处理；装炉时，炉内温度应在300℃以下，当炉内温度达535±5℃后保温5小时，然后打开炉门，用卷扬机将工位架迅速的置入水里进行快速冷却处理，水完全浸没铸件，待加热的铸件在水中不冒气泡后，将工位架提起，推入推车，将工位架放置在推车上，将卷扬机快速提起，拉出推车，最后用行车将工位架从推车上吊下；

b、时效处理：铸件淬火后进行时效处理；将工位架吊上推车，打开炉门，将推车推入炉内，封上轨道缝，迅速关闭炉门，进行加热处理；加热到175±5℃后保温8小时，然后打开炉门，车拉出，用行车将工位架从推车上吊下放置在空气中自然冷却至室温；

c、自检：每炉从淬火架的上中下各抽取一件：用硬度计检查铸件硬度；

d、送检：将试棒、试块送理化室检验，试样的机械性能经检验合格后, 铸件才能转入下道工序；试样的机械性能要求：σb≥228MPa，σ0.2≥152MPa，δ5≥3%，HBS≥85；

J、水套清理：

a、准备：设置好振砂机振动器的震砂压力：0.2-0.25MPa，压紧气缸的使用压力：250-300 kPa，震砂时间设置为30s；

b、铸件摆放操作：将电机壳摆放在定位圆环上，摆放方向为：浇口面朝上；将震砂隔垫铁块放在电机壳的浇口面上，两个工位都摆放好后按下按钮，开始震击，震击30秒后自动停止，待震击枪升上去后拿出隔垫铁块，拿出工件，再摆放下一个工件；

c、吹净水套：将气管分别插入11个出砂口，顺着水套的左右方向反复吹气，直至11个出砂口无粉尘吹出；

d、自检：震击结束后抽查2-3件用塑料包装袋检验所有水道是否通畅，有不通的继续震击直至水道通畅；

K、抛丸：

a、准备：铸件抛丸前清洗干净，去除油污和杂质；

b、放入抛丸室：将铸件挂装在抛丸架上，应使铸件外表面朝外，然后将抛丸架送入抛丸室中；

c、抛丸：抛丸开始时,关闭室门,然后启动除尘器、提升机、抛丸器，抛丸到时后自动关机；抛丸过程中随时观察设备运转是否正常；

d、卸件：抛丸器停止运转后,打开室门,开出抛丸架，从架上取下铸件，倒干净铸件内腔的不锈钢丸,将铸件整齐摆放在流转工位架上；

e、自检：检查铸件外观颜色是否一致,颜色不一致时调整抛丸时间或数量；对于铸件表面局部返修打磨后的表面或色泽不均匀一致的表面采用喷砂方式进行局部处理。