| 专利名称： | 九圈螺旋水道新能源汽车水冷电机机壳的铸造工艺 | ||
| 专利名称(英文)： | Nine ring spiral waterway new energy car water-cooled motor casing casting process | ||
| 专利号： | CN201610181359.2 | 申请时间： | 20160326 |
| 公开号： | CN105618711A | 公开时间： | 20160601 |
| 申请人： | 山东鸿源新材料有限公司 | ||
| 申请地址： | 256102 山东省淄博市沂源县悦庄工业园 | ||
| 发明人： | 周仕勇; 李兴华 | ||
| 分类号： | B22D18/04; B22D25/02; C22F1/04; B22C3/00 | 主分类号： | B22D18/04 |
| 代理机构： | 青岛发思特专利商标代理有限公司 37212 | 代理人： | 马俊荣 |
| 摘要： | 本发明涉及一种九圈螺旋水道新能源汽车水冷电机机壳的铸造工艺，属于电机壳生产制造领域。采用热芯盒覆膜砂制芯制作九圈螺旋水道芯，其中，在九圈螺旋水道芯上设置17个定位芯头，17个定位芯头与九圈螺旋水道芯一体制作成型，通过17个定位芯头和水冷电机机壳模具上定位孔的配合将九圈螺旋水道芯固定在水冷电机机壳模具内将燃气炉熔炼的铝液通过低压铸造工艺向模具内进行低压浇注获得水冷电机机壳铸件毛胚；本发明的生产工艺简单，省时省力，生产效率高，制作成本低，散热性能好，产品综合性能稳定，能够很好的满足新能源汽车用水冷驱动电机的要求。 | ||
| 摘要(英文)： | This invention involves a kind of nine ring spiral waterway new energy car water-cooled motor casing casting process, which belongs to the field of manufacturing the shell. The coated sand core hot making nine rings of helical canal core, wherein on the nine helical circle is canal core 17 positioning core a, 17 a positioning core with nine rings of helical canal core are integrally made forming, through 17 positioning core head and water-cooled motor casing mould with of locating holes on the nine rings of helical canal core is fixed on the water-cooled motor casing in the mould of the aluminum smelting gas-fired furnace through the low-pressure casting process to carry out low-voltage in the die casting to obtain the blank of chassis casting water-cooled motor; of simple production process of the present invention, time and labor saving, high production efficiency, low production cost, good heat dissipation performance, the comprehensive performance of products is stable, can be very well meet the new energy car for the requirements of the water-cooling driving motor. | ||
1.一种九圈螺旋水道新能源汽车水冷电机机壳的铸造工艺，其特征在于包括以下步骤： 第一步，采用热芯盒覆膜砂制芯制作九圈螺旋水道芯，其中，在九圈螺旋水道芯上设置 17个定位芯头，17个定位芯头与九圈螺旋水道芯一体制作成型，17个定位芯头与水冷电机机 壳模具上的定位孔相配合； 第二步，在九圈螺旋水道芯外层和水冷电机机壳模具的型芯内涂耐火材料，通过17个定 位芯头和水冷电机机壳模具上定位孔的配合将九圈螺旋水道芯固定在水冷电机机壳模具内； 第三步，将燃气炉熔炼的铝液通过低压铸造工艺向模具内进行低压浇注获得水冷电机机 壳铸件毛胚； 第四步，对水冷电机机壳铸件毛胚进行固溶时效处理，固溶时效处理完成后，对水冷电 机机壳铸件制作过程中所需要的铸造工艺孔进行焊接密封； 第五步，对水冷电机机壳外侧进行清理、精密机械加工和检验获得一体式水冷电机机壳 成品。
2.根据权利要求1所述的九圈螺旋水道新能源汽车水冷电机机壳的铸造工艺，其特征在 于：所述的覆膜砂制芯方法是采用50-100目热固性酚醛树脂覆膜砂，发气量≤12ml/g，常温 抗弯强度≥6MPa，热态抗弯强度≥6MPa，砂子采用高温焙烧砂。
3.根据权利要求1所述的九圈螺旋水道新能源汽车水冷电机机壳的铸造工艺，其特征在 于：所述的九圈螺旋水道芯制作时采用三开模中间抽芯的方法，17个定位芯头分别在九圈螺 旋水道芯的0°、90°、180°、225°和315°方向上设计3、9、3、1和1个。
4.根据权利要求1所述的九圈螺旋水道新能源汽车水冷电机机壳的铸造工艺，其特征在 于：所述的铝液采用天然气熔铝炉熔化获得，材质为A356。
5.根据权利要求1所述的九圈螺旋水道新能源汽车水冷电机机壳的铸造工艺，其特征在 于：所述的固溶时效处理采用T6处理工艺，固溶保温时间为8-10小时，时效保温时间为5-7 小时。
6.根据权利要求1所述的九圈螺旋水道新能源汽车水冷电机机壳的铸造工艺，其特征在 于：所述的焊接采用氩弧焊对铸造工艺孔进行焊接。
7.根据权利要求1所述的九圈螺旋水道新能源汽车水冷电机机壳的铸造工艺，其特征在 于：所述的耐火材料采用醇基石墨涂料。
1.一种九圈螺旋水道新能源汽车水冷电机机壳的铸造工艺，其特征在于包括以下步骤： 第一步，采用热芯盒覆膜砂制芯制作九圈螺旋水道芯，其中，在九圈螺旋水道芯上设置 17个定位芯头，17个定位芯头与九圈螺旋水道芯一体制作成型，17个定位芯头与水冷电机机 壳模具上的定位孔相配合； 第二步，在九圈螺旋水道芯外层和水冷电机机壳模具的型芯内涂耐火材料，通过17个定 位芯头和水冷电机机壳模具上定位孔的配合将九圈螺旋水道芯固定在水冷电机机壳模具内； 第三步，将燃气炉熔炼的铝液通过低压铸造工艺向模具内进行低压浇注获得水冷电机机 壳铸件毛胚； 第四步，对水冷电机机壳铸件毛胚进行固溶时效处理，固溶时效处理完成后，对水冷电 机机壳铸件制作过程中所需要的铸造工艺孔进行焊接密封； 第五步，对水冷电机机壳外侧进行清理、精密机械加工和检验获得一体式水冷电机机壳 成品。
2.根据权利要求1所述的九圈螺旋水道新能源汽车水冷电机机壳的铸造工艺，其特征在 于：所述的覆膜砂制芯方法是采用50-100目热固性酚醛树脂覆膜砂，发气量≤12ml/g，常温 抗弯强度≥6MPa，热态抗弯强度≥6MPa，砂子采用高温焙烧砂。
3.根据权利要求1所述的九圈螺旋水道新能源汽车水冷电机机壳的铸造工艺，其特征在 于：所述的九圈螺旋水道芯制作时采用三开模中间抽芯的方法，17个定位芯头分别在九圈螺 旋水道芯的0°、90°、180°、225°和315°方向上设计3、9、3、1和1个。
4.根据权利要求1所述的九圈螺旋水道新能源汽车水冷电机机壳的铸造工艺，其特征在 于：所述的铝液采用天然气熔铝炉熔化获得，材质为A356。
5.根据权利要求1所述的九圈螺旋水道新能源汽车水冷电机机壳的铸造工艺，其特征在 于：所述的固溶时效处理采用T6处理工艺，固溶保温时间为8-10小时，时效保温时间为5-7 小时。
6.根据权利要求1所述的九圈螺旋水道新能源汽车水冷电机机壳的铸造工艺，其特征在 于：所述的焊接采用氩弧焊对铸造工艺孔进行焊接。
7.根据权利要求1所述的九圈螺旋水道新能源汽车水冷电机机壳的铸造工艺，其特征在 于：所述的耐火材料采用醇基石墨涂料。
翻译：技术领域
本发明涉及一种九圈螺旋水道新能源汽车水冷电机机壳的铸造工艺，属于电机壳生产制造 领域。
背景技术
目前，新能源汽车用水冷电机壳的生产领域，主要的工艺方法有两种，一种是内壳和外壳 两体焊接的方法，该工艺方法需要分别铸造内壳和外壳，然后分别机械加工，在内壳上加工出 螺旋水道，然后再整体焊接，费工费时，效率低下，成本高，并且质量不稳定，容易出现焊缝 漏水。另一种是预埋铜管或不锈钢管嵌铸在电机壳内部的方法，该工艺的弊端是水道与本体材 质不同，导热系数和膨胀系数均不同，且嵌铸后无法形成一体，导致水冷机壳的散热性能差， 特别是水道圈数超过8根、水道总长度超过1.5米时冷却效果急剧下降，无法满足新能源汽车用 水冷电机的要求。
发明内容
根据以上现有技术中的不足，本发明要解决的问题是：提供一种散热性能好，提高电机 机壳的铸造精度、提高产品质量和生产效率的九圈螺旋水道新能源汽车水冷电机机壳的铸造 工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
所述的九圈螺旋水道新能源汽车水冷电机机壳的铸造工艺，其特征在于包括以下步骤：
第一步，采用热芯盒覆膜砂制芯制作九圈螺旋水道芯，其中，在九圈螺旋水道芯上设置17 个定位芯头，17个定位芯头与九圈螺旋水道芯一体制作成型，17个定位芯头与水冷电机机壳模 具上的定位孔相配合；
第二步，在九圈螺旋水道芯外层和水冷电机机壳模具的型芯内涂耐火材料，通过17个定位 芯头和水冷电机机壳模具上定位孔的配合将九圈螺旋水道芯固定在水冷电机机壳模具内；
第三步，将燃气炉熔炼的铝液通过低压铸造工艺向模具内进行低压浇注获得水冷电机机壳 铸件毛胚；
第四步，对水冷电机机壳铸件毛胚进行固溶时效处理，固溶时效处理完成后，对水冷电机 机壳铸件制作过程中所需要的铸造工艺孔进行焊接密封；
第五步，对水冷电机机壳外侧进行清理、精密机械加工和检验获得一体式水冷电机机壳成 品。
所述的九圈螺旋水道新能源汽车水冷电机机壳的铸造工艺通过将覆膜砂进行加热固化，制 作九圈螺旋水道芯，且在九圈螺旋水道芯上设置17个定位芯头，17个定位芯头与九圈螺旋水道 芯一体制作成型，将所形成的九圈螺旋水道芯通过17个定位芯头和水冷电机机壳模具上定位孔 固定到电机壳一体成型模具内，将熔化的铝液低压浇注到模具内获得一体式水冷电机机壳，该 工艺省时省力，制作效率高，成本低，产品质量稳定性好，散热性能好，铸造精度高。
进一步地优选，覆膜砂制芯方法是采用50-100目热固性酚醛树脂覆膜砂，发气量≤12ml/g， 常温抗弯强度≥6MPa，热态抗弯强度≥6MPa，砂子采用高温焙烧砂。热固性酚醛树脂具有很强 的浸润能力,成型性能好,体积密度大,气孔率低，采用高温焙烧砂能够大幅度提高覆膜砂的强 度。
进一步地优选，九圈螺旋水道芯制作时采用三开模中间抽芯的方法，17个定位芯头分别在 九圈螺旋水道芯的0°、90°、180°、225°和315°方向上设计3、9、3、1和1个。
进一步地优选，铝液采用天然气熔铝炉熔化获得，材质为A356。A356的铝液具有流动性好， 无热裂倾向，线收缩小，气密性好等铸造性能，且比重小，耐蚀性良好，易气焊。
进一步地优选，固溶时效处理采用T6处理工艺，固溶保温时间为8-10小时，时效保温时间 为5-7小时。提高水冷电机机壳硬度和强度，固溶温度为530-540度，高温下，覆膜砂溃散，通 过壳体上的出砂孔排除，覆膜砂排出后在内壳和外壳之间形成螺旋水道。
进一步地优选，焊接采用氩弧焊对铸造工艺孔进行焊接。
进一步地优选，耐火材料采用醇基石墨涂料。醇基石墨涂料稳定性好，具有优良的触变性 和流平性，发气量小，具有优良的抗粘砂性，能够保证铸件表面光洁。
本发明所具有的有益效果是：
本发明所述的九圈螺旋水道新能源汽车水冷电机机壳的铸造精度高，产品质量好，生产效 率高，制作成本低，该工艺所生产的电机机壳均采用铝液一体铸造成型，散热性能好，电机壳 内壁光滑平整，外观美丽，不会出现焊缝漏水问题，能够很好的满足新能源汽车用水冷驱动电 机的要求。
具体实施方式
下面对本发明的实施例做进一步描述：
实施例1：
一种200KW的能源汽车一体式水冷电机机壳，设计9圈螺旋水道，其组装后用于公共交通行 业，要求电机壳具有良好的快速散热、强度到、韧性好、重量轻等综合性能以确保安全、高效。 所采用的的主要工艺为：
第一步，采用热芯盒覆膜砂制芯制作九圈螺旋水道芯，其中，在九圈螺旋水道芯上设置17 个定位芯头，17个定位芯头与九圈螺旋水道芯一体制作成型，17个定位芯头与水冷电机机壳模 具上的定位孔相配合；覆膜砂制芯方法是采用50-100目热固性酚醛树脂覆膜砂，发气量11ml/g， 常温抗弯强度7MPa，热态抗弯强度6MPa；砂子采用高温焙烧砂。九圈螺旋水道芯制作时采用三 开模中间抽芯的方法，17个定位芯头分别在九圈螺旋水道芯的0°、90°、180°、225°和315° 方向上设计3、9、3、1和1个。
第二步，在九圈螺旋水道芯外层和水冷电机机壳模具的型芯内涂耐火材料，通过17个定位 芯头和水冷电机机壳模具上定位孔的配合将九圈螺旋水道芯固定在水冷电机机壳模具内；
第三步，将燃气炉熔炼的铝液通过低压铸造工艺向模具内进行低压浇注获得水冷电机机壳 铸件毛胚；
第四步，对水冷电机机壳铸件毛胚进行固溶时效处理，固溶时效处理完成后，对水冷电机 机壳铸件制作过程中所需要的铸造工艺孔进行焊接密封；
第五步，对水冷电机机壳外侧进行清理、精密机械加工和检验获得一体式水冷电机机壳成 品。
所述的电机壳材质采用ZL102铝合金，固溶时效处理采用T6处理工艺，固溶保温时间为8-10 小时，时效保温时间为5-7小时，焊接采用氩弧焊对铸造工艺孔进行焊接，耐火材料采用醇基 石墨涂料。
采用这种工艺后，电机壳成品率控制在90％以上，电机壳水道内壁光滑平整，经0.5MPa、 10分钟的气密性检测，漏气率小于5％，电机壳散热性能好、成品率高、外观美丽、综合性能稳 定，满足新能源汽车驱动电机的要求。
实施例2：
一种100KW的能源汽车一体式水冷电机机壳，设计9圈螺旋水道，电机壳直径300，长度350， 水道截面尺寸为宽22mm厚度8mm，要求电机壳具有良好的快速散热、强度到、韧性好、重量轻 等综合性能以确保安全、高效。所采用的的主要工艺为：
第一步，采用热芯盒覆膜砂制芯制作九圈螺旋水道芯，其中，在九圈螺旋水道芯上设置17 个定位芯头，17个定位芯头与九圈螺旋水道芯一体制作成型，17个定位芯头与水冷电机机壳模 具上的定位孔相配合；覆膜砂制芯方法是采用50-100目热固性酚醛树脂覆膜砂，发气量9ml/g， 常温抗弯强度6MPa，热态抗弯强度6MPa；砂子采用高温焙烧砂。九圈螺旋水道芯制作时采用三 开模中间抽芯的方法，17个定位芯头分别在九圈螺旋水道芯的0°、90°、180°、225°和315° 方向上设计3、9、3、1和1个。
第二步，在九圈螺旋水道芯外层和水冷电机机壳模具的型芯内涂耐火材料，通过17个定位 芯头和水冷电机机壳模具上定位孔的配合将九圈螺旋水道芯固定在水冷电机机壳模具内；
第三步，将燃气炉熔炼的铝液通过低压铸造工艺向模具内进行低压浇注获得水冷电机机壳 铸件毛胚；
第四步，对水冷电机机壳铸件毛胚进行固溶时效处理，固溶时效处理完成后，对水冷电机 机壳铸件制作过程中所需要的铸造工艺孔进行焊接密封；
第五步，对水冷电机机壳外侧进行清理、精密机械加工和检验获得一体式水冷电机机壳成 品。
所述的电机壳材质采用A356铝合金，固溶时效处理采用T6处理工艺，固溶保温时间为8-10 小时，时效保温时间为5-7小时，焊接采用氩弧焊对铸造工艺孔进行焊接，耐火材料采用醇基 石墨涂料。
采用这种工艺后，电机壳成品率控制在92％以上，电机壳水道内壁光滑平整，经0.5MPa、 10分钟的气密性检测，漏气率小于3％，电机壳散热性能好、成品率高、外观美丽、综合性能稳 定，满足新能源汽车驱动电机的要求。
实施例3：
一种150KW的能源汽车一体式水冷电机机壳，设计9圈螺旋水道，水道截面尺寸为宽20mm 厚度10mm，其组装后用于最高时速≥80KM/H的纯电动客车，要求电机壳具有良好的快速散热、 强度到、韧性好、重量轻等综合性能以确保安全、高效。所采用的的主要工艺为：
第一步，采用热芯盒覆膜砂制芯制作九圈螺旋水道芯，其中，在九圈螺旋水道芯上设置17 个定位芯头，17个定位芯头与九圈螺旋水道芯一体制作成型，17个定位芯头与水冷电机机壳模 具上的定位孔相配合；覆膜砂制芯方法是采用50-100目热固性酚醛树脂覆膜砂，发气量10ml/g， 常温抗弯强度6MPa，热态抗弯强度6MPa；砂子采用高温焙烧砂。九圈螺旋水道芯制作时采用三 开模中间抽芯的方法，17个定位芯头分别在九圈螺旋水道芯的0°、90°、180°、225°和315° 方向上设计3、9、3、1和1个。
第二步，在九圈螺旋水道芯外层和水冷电机机壳模具的型芯内涂耐火材料，通过17个定位 芯头和水冷电机机壳模具上定位孔的配合将九圈螺旋水道芯固定在水冷电机机壳模具内；
第三步，将燃气炉熔炼的铝液通过低压铸造工艺向模具内进行低压浇注获得水冷电机机壳 铸件毛胚；
第四步，对水冷电机机壳铸件毛胚进行固溶时效处理，固溶时效处理完成后，对水冷电机 机壳铸件制作过程中所需要的铸造工艺孔进行焊接密封；
第五步，对水冷电机机壳外侧进行清理、精密机械加工和检验获得一体式水冷电机机壳成 品。
所述的电机壳材质采用ZL104铝合金，固溶时效处理采用T6处理工艺，固溶保温时间为8-10 小时，时效保温时间为5-7小时，焊接采用氩弧焊对铸造工艺孔进行焊接，耐火材料采用醇基 石墨涂料。
采用这种工艺后，电机壳成品率控制在90％以上，电机壳水道内壁光滑平整，经0.5MPa、 10分钟的气密性检测，漏气率小于6％，电机壳散热性能好、成品率高、外观美丽、综合性能稳 定，满足新能源汽车驱动电机的要求。
