簡析鑄鋁轉(zhuǎn)子的縮孔和裂紋缺陷
(文章來源:電機技術(shù)日參)
電機鑄鋁轉(zhuǎn)子的缺陷檢查比較困難,在實際生產(chǎn)加工過程中要靠工藝參數(shù)和經(jīng)驗去控制和把握,而有的缺陷只有在后期試驗過程才可以發(fā)現(xiàn)。今天Ms.參就鑄鋁轉(zhuǎn)子的縮孔和裂紋缺陷與大家進行探討,也很愿意各位能有好的意見和建議。
縮孔是鑄鋁轉(zhuǎn)子凝固過程中局部補縮極差情況下引起的一種缺陷,其形態(tài)不規(guī)則,孔內(nèi)粗糙不平,目視可見粗大的晶粒。對于較輕微分散的細(xì)小的縮孔稱為縮松??s孔經(jīng)常發(fā)生在鑄鋁轉(zhuǎn)子的上、下端環(huán)的內(nèi)環(huán)接近鐵心處,又以上端環(huán)縮孔為常見。
1 縮孔、縮松產(chǎn)生的原因
● 鋁水、模具、鐵心的溫度匹配不合適,達(dá)不到順序凝固合理補縮的目的。上模溫度過低,鐵心預(yù)熱溫度不均勻、溫差大,常是造成上端環(huán)縮孔、縮松的主要原因。
● 模具結(jié)構(gòu)的不合理,特別是內(nèi)澆口截面過小或分流器過高補縮不良,也是造成上端環(huán)縮孔、縮松的一個原因。由于模具密封不良或安裝不當(dāng)造成漏鋁,澆口鋁水減少,也會造成縮孔或縮松。
● 離心機轉(zhuǎn)速低,產(chǎn)生壓力太小。
● 低壓鑄鋁上端環(huán)縮孔、縮松常發(fā)生在風(fēng)葉根部,這往往是上模溫度過高,鐵心預(yù)熱溫度太低或內(nèi)澆口窄小造成的。
2 防止產(chǎn)生縮孔、縮松的措施
● 適當(dāng)合理地掌握模具、鐵心預(yù)熱溫度,使鋁水得以順序凝固補縮。
● 修改模具,適當(dāng)加大內(nèi)澆口截面,或降低分流器高度,以增大補縮作用。
● 適當(dāng)?shù)靥岣唠x心機的轉(zhuǎn)速,采取適合被澆注轉(zhuǎn)子的澆注方法?!竦蛪鸿T鋁要及時冷卻上模;適當(dāng)提高鐵芯預(yù)熱溫度;適當(dāng)增加內(nèi)澆口截面;延長凝固時間。
3 鑄鋁過程裂紋缺陷描述
鑄鋁轉(zhuǎn)子裂紋主要是由于轉(zhuǎn)子冷卻過程中所產(chǎn)生的鑄造應(yīng)力,超過了鋁導(dǎo)體當(dāng)時(指產(chǎn)生裂紋的瞬間)的極限強度而產(chǎn)生的。鑄鋁轉(zhuǎn)子裂紋大都呈徑向。有熱裂紋和冷裂紋之分。熱裂紋是結(jié)晶過程中高溫下產(chǎn)生的,裂紋開口處表面呈氧化色,外形曲折而不規(guī)則。冷裂紋是凝固的鋁進一步冷卻過程中產(chǎn)生的,裂開表面干凈、光滑、顏色和鋁在室溫時的斷面一樣,冷裂紋往往是連續(xù)直線狀的,無交叉,常出現(xiàn)在表面。
4 為什么會產(chǎn)生裂紋?
● 鋁中雜質(zhì)含量不合理。工業(yè)純鋁中常含有鐵與硅,這些雜質(zhì)影響鋁的可塑性,大量實驗分析證實,硅鐵雜質(zhì)含量比對裂紋的影響很大,當(dāng)硅鐵比小于1.5或大于10時,均不出現(xiàn)裂紋,硅鐵比在1.5~10之間易出現(xiàn)裂紋。研究表明,Si/Fe之含量不合理是鑄鋁轉(zhuǎn)子產(chǎn)生裂紋的主要原因,而鑄鋁工藝參數(shù),端環(huán)尺寸與形狀等因素,僅在過渡區(qū)中有影響。
● 鋁水溫度過高鋁的結(jié)晶顆粒變粗,延伸率降低,承受不了在冷凝過程中產(chǎn)生的收縮力而形成裂紋。由于鋁水溫度增高,氣體溶解度增大,特別是氫氣的溶入,約占鋁水中含氣總量的60~90%,當(dāng)鋁水澆入鑄型內(nèi)冷卻時,將析出氫氣使鑄件形成針孔,嚴(yán)重地影響鑄件強度,表面則呈現(xiàn)裂紋。
● 轉(zhuǎn)子端環(huán)尺寸的影響端環(huán)尺寸不合理是產(chǎn)生裂紋(尤其是冷裂紋)的重要因素之一。一般端環(huán)的厚度和寬度之比小于0.4時,易產(chǎn)生裂紋。
5 鑄鋁裂紋控制措施
● 調(diào)整鋁中硅鐵含量之比值,即Si/Fe≤1.5,或提高Si/Fe≥10,但以降低的措施為好。因為含硅量低,鑄造性能好,成本低。生產(chǎn)時只須加入適量的廢硅鋼片即可(加入前應(yīng)預(yù)熱烘干),但加鐵量不宜過多,否則會降低鋁的導(dǎo)電率,使轉(zhuǎn)子電阻增大,容易引起斷條。
● 設(shè)計轉(zhuǎn)子端環(huán)時,應(yīng)使其厚度與寬度之比值大于0.4。
● 嚴(yán)格控制鋁水溫度,最高不得超過780℃。
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