铸铝转子的常见缺陷及原因分析
铸铝转子的常见缺陷及原因分析课件
案例分析与讨论
结合具体案例，对铸铝转子缺陷进行 分析和讨论，加深学员对理论知识的 理解和应用。
02 铸铝转子常见缺 陷类型
气孔
形成原因
影响：降低铸件的致密性，减少有效承 载面积，可能导致铸件在使用过程中提 前失效。
模具预热不足或模具温度过高。
铝液含氢量过高。
浇注系统设计不合理，导致气体不能及 时排出。
促进技术交流
课件可作为企业内部或行 业内的技术交流资料，促 进经验分享和技术进步。
课件内容概述
铸铝转子常见缺陷类型
介绍铸铝转子生产过程中常见的缺陷 类型，如气孔、缩孔、裂纹等。
缺陷原因分析
针对每种缺陷类型，深入分析其产生 的原因，如原材料质量、工艺参数、 操作规范等。
改进措施及预防方法
提出针对性的改进措施和预防方法， 如优化工艺参数、加强原材料质量控 制、提高操作水平等。
选用优质铝锭
确保铝锭成分均匀、无杂质，降低气孔、夹杂等 缺陷的产生。
控制回炉料比例
合理ห้องสมุดไป่ตู้配新料与回炉料，避免过多使用回炉料导 致成分波动和性能下降。
加强原材料检验
对每批次的原材料进行严格检验，确保质量符合 要求。
优化铸造工艺参数
调整熔炼温度
01
控制熔炼温度在合理范围内，避免过高温度导致铝液氧化和吸
应力腐蚀
铸铝转子在受到应力和腐蚀介质的共同作用时，容易发生 应力腐蚀开裂。这种开裂往往从表面开始，逐渐向内部扩 展，对铸件的耐腐蚀性能产生严重影响。
晶间腐蚀
由于晶界处的能量较高，容易成为腐蚀的敏感区域。晶间 腐蚀会导致晶粒间的结合力减弱，从而降低铸件的耐腐蚀 性能。
05 缺陷预防措施与 改进建议
铸铝转子质量的工艺分析及措施
铸铝转子质量的工艺分析及措施转子质量问题专题调查分析如下：铸铝转子质量问题，最突出的表现就是转子内部存在的气孔的问题，其次就是转子内部的笼条细条、断条、夹渣以及端环部分的缩孔、冷裂、热裂、缺肉等。
这些问题的产生，最终导致整机的电气性能下降、转速不够、效率降低。
1、转子片间存油未去除：这是转子产生气孔的一个主要原因，由于转子铸铝是在高温、高压、瞬间形成的一个过程，在铝液刚刚充满转子型腔，高温铝还是液态而与转子片间的油类发生反应时，生成气体，这种气体有些被逸出，有些被铝液包围，然而铝液迅速固化，被包围的气体跑不出去，因此这些气体以气泡的形式残留在转子的笼条和端环中，呈不规则分布状态。
解决的办法为：铸铝前的转子铁芯应进行脱油处理，具体做法为：转子铁芯可用工业清洗剂冷态脱油，自来水冲洗，电炉烘干。
烘干温度以不破坏冲片表面保护膜为准，烘干时间以目测干透为准。
我们在5月19日已经做过96个转子脱油的实验，用拉上同型号转子和实验品转子各10个，装入同型号定子各10台，由抽查室做负载对比检查，结果装有实验品转子的电机比拉上同型号电机的转速平均提高2.5%以上。
2、铝液的清化问题：这个问题也是铸铝转子产生气孔的一个主要问题，铝锭及回炉铝在加热熔解过程中，与空气中的水蒸气接触时（尤其是多雨季节），一方面生成氧化铝沉于铝液底部，另一方面分解出氢气，同时氢气也渗入铝水中。
含有气体的铝水压铸出来的转子质量很差，因为铝水在压铸成型的瞬间，铝水迅速固化，一部分气体还未来得及逸出而被固化的铝包围，从而留在铸件内造成气孔。
另外就是铝液表面上的浮渣、铝液底部的沉渣以及留在铝液中间的其它杂物对转子的质量来说也是一个很大的隐患，一旦将这些渣滓和杂物压入转子内部，它们会使转子造成夹渣、形成冷隔（电阻系数增加）、热裂和冷裂的现象，热裂和冷裂严重时造成转子笼条断路。
为了解决上述问题，加入清化剂（氯盐：一般为NaCl 、ZnCl）可以较好的解决这一问题。
铝铸件常见缺陷及分析
.铝铸件常见缺陷及分析--------------------------------------------------------------------------------氧化夹渣一缺陷特征：氧化夹渣多分布在铸件的上表面，在铸型不通气的转角部位。
断口多呈灰白色光透视或在机械加工时发现，也可在碱洗、酸洗或阳极化时发现或黄色，经x 产生原因：．炉料不清洁，回炉料使用量过多1 浇注系统设计不良2. 3．合金液中的熔渣未清除干净4．浇注操作不当，带入夹渣5.精炼变质处理后静置时间不够防止方法：1．炉料应经过吹砂，回炉料的使用量适当降低2．改进浇注系统设计，提高其挡渣能力3.采用适当的熔剂去渣4．浇注时应当平稳并应注意挡渣．精炼后浇注前合金液应静置一定时间5 气泡二气孔一般是发亮的氧化皮，具有光滑的表面，缺陷特征：三铸件壁内气孔一般呈圆形或椭圆形，光透视或机械加X有时呈油黄色。
表面气孔、气泡可通过喷砂发现，内部气孔气泡可通过光底片上呈黑色气泡在X工发现气孔产生原因：．浇注合金不平稳，卷入气体1) 马粪等如煤屑、草根芯)砂中混入有机杂质(．型2( 3．铸型和砂芯通气不良4．冷铁表面有缩孔5．浇注系统设计不良：防止方法1．正确掌握浇注速度，避免卷入气体。
砂中不得混入有机杂质以减少造型材料的发气量(芯)2．型砂的排气能力芯)3．改善( 4．正确选用及处理冷铁5．改进浇注系统设计缩松三缺陷特征：铝铸件缩松一般产生在内浇道附近飞冒口根部厚大部位、壁的厚薄转接处和具光底x在铸态时断口为灰色，浅黄色经热处理后为灰白浅黄或灰黑色在有大平面的薄壁处。
断口等检查方法发现片上呈云雾状严重的呈丝状缩松可通过X光、荧光低倍产生原因：1．冒口补缩作用差2．炉料含气量太多..．内浇道附近过热3 ．砂型水分过多，砂芯未烘干4 5．合金晶粒粗大6．铸件在铸型中的位置不当7．浇注温度过高，浇注速度太快防止方法：1．从冒口补浇金属液，改进冒口设计2．炉料应清洁无腐蚀3．铸件缩松处设置冒口，安放冷铁或冷铁与冒口联用4．控制型砂水分，和砂芯干燥5．采取细化品粒的措施6．改进铸件在铸型中的位置降低浇注温度和浇注速度四裂纹缺陷特征:1．铸造裂纹。
如何分析和判断铸铝转子质量问题
如何分析和判断铸铝转子质量问题铸铝转子的质量影响电机的效率、功率因数以及起动、运行等性能。
为全面地提高转子质量，不仅要分析铸铝转子的缺陷，而且还要研究影响铸铝转子质量的各种因素，从而提出改进措施。
本文Ms.参对转子铸铝方法进行一些简要介绍，并针对断条问题进行剖解。
转子铸铝是一个隐密工程，转子的质量控制要靠工艺参数保证，从某种意义上讲，铸铝转子的性能质量比拼焦点就集中在转子的铸铝上。
鼠笼转子由穿铜条改为铸造方法后，使得电机的杂散损耗增加2~6倍。
转子的铸铝方法不同，杂散损耗也不相同。
当采用压力铸铝转子时，电机的杂散损耗最大。
离心铸铝和振动铸铝虽然受各种因素影响，容易产生缺陷，但转子的杂散损耗较小。
进一步研究发现；压铸转子比离心铸铝转子铝笼的密度减少约8%，平均电阻率增高13%，这就使得压铸转子的异步电动机的主要技术经济指标变坏，铁心损耗、转差率、温升均有所上升，而最小力矩和效率下降。
、压铸转子铝的密度减少，电阻增大，是因为压铸时的气体混入铝水呈“针孔”状密布在转子笼条、端环、风叶等各处。
还由于强大的压力使笼条和铁心接触的十分紧密（甚至铁心叠片间亦有铝导体散入），横向电流使得电机的杂散损耗大大增加。
低压铸铝铝水来自坩埚内部，并采取较“缓慢”的低压浇注，排气较好，铸铝转子的质量良好。
以低压铸铝转子质量为最好，离心铸铝次之，最差的是压力铸铝铸铝转子的缺陷是多种多样的，其产生的原因也是错纵复杂的。
国内电机厂多采用离心体铝，下面主要结合离心铸铝转子质量问题进行分析。
其它铸铝方法的一些质量问题将予以简要介绍。
铸铝转子为何会断条？（1）铁心槽口错位或堵塞错位使得槽孔截面减少以致堵塞；个别冲片槽孔漏冲以及预热时带入的夹杂物，均可使槽孔堵塞，以致在浇注时铝水被隔断。
（2）转子笼条被拉断。
当转子铁心叠压过紧，假轴退出后，铁心向外涨开时可能拉断笼条：脱模时若铝水尚未完全凝固，由于过早地敲打模具，笼条也会断裂。
振动铸铝时，由于振动时间过长，往往也会把笼条振断。
铸铝转子的常见缺陷及原因分析优秀课件
6、裂纹
当铸造应力超过金属的强度极限时，铸件便产生裂纹。 可分为热裂纹和冷裂纹。
热裂纹 在凝固末期高温下形成的裂纹。裂纹表面被氧化而呈氧化色，裂 纹沿晶粒边界产生和发展，外形曲折而不规则；裂纹短，缝隙宽。 产生原因：凝固末期，合金绝大部分已成固体，但强度和塑性很低，当铸 件受到机械阻碍产生很小的铸造应力就能引起热裂。分布在应力集中处或 热节处。
披缝是铸件 表面上厚薄 不均匀的片 状金属突起 物，常出现 在铸件分型 面和芯头部 位。
毛刺是铸件表面上刺状 金属突起物，常出现在 型和芯的裂缝处，形状 极不规则。
在铸件清理或搬 运时，损坏了铸 件的完整性。
由于金属液未 完全充满型腔 而产生的铸件 缺肉。
由于收缩应力 或型壁变形、 开裂引起的铸 件外形和尺寸 与图纸不符。
中形成气孔。 3）在低压铸铝时，如果升液管漏气严重，则通入坩埚的压缩空气会
进入升液管，与铝水一齐跑入转子里去而形成气孔。
转子气孔使转子电阻增大，效率降低，温升高，转差率大。
4、浇不满
浇不满的原因主要有： 1）铝水温度过低，铝水流动性差。 2）铁心、模具预热温度过低，铝水浇入后迅速降温，流动性变
差。 3）离心机转速太低，离心力过小，铝水充填不上去。 4）浇入铝水量不够。 5）铸铝模内浇口截面积过小，铝水过早凝固堵住铝水通道。
2）铸铝后脱模过早，铝水未凝固好，铝条由于铁心胀力而断裂。 3）铸铝前，转子铁心槽内有夹杂物。 4）单冲时转子冲片个别槽孔漏冲。 5）铝条中有气孔，或清渣不好，铝水中有夹杂物。 6）浇注时中间停顿。因为铝水极易氧化，先后浇入的铝水因氧化 而结合不到一起，出现“冷隔”。 转子断条对电机性能的影响是： 如果转子断条，则转子电阻很大，所以起动转矩很小； 转子电阻增大，转子损耗增大，效率降低，温升高，转差率大。
铸铝转子与轴过盈不足导致电机烧掉
铸铝转子与轴过盈不足导致电机烧掉
铸铝转子与轴过盈不足可能导致电机烧掉，这种情况通常是由于转子与轴之间的配合不紧密，导致转子在轴上产生滑动或旋转不均匀，进而引起电机内部的热量积累和电流过大。
以下是可能的原因和相应的解决方案：
原因分析：
1.铸铝转子的制造质量不符合要求，如材料质量差、铸造缺陷等，导致转子与轴之间的过盈量不足。
2.铸铝转子与轴的加工精度不够高，如轴的圆柱度超差、转子的孔径不均匀等，影响两者之间的配合关系。
3.电机运行过程中，由于温度变化、机械振动等因素的影响，转子与轴之间的相对位置发生变化，导致配合不紧密。
解决方案：
1.确保铸铝转子的制造质量符合要求，对转子进行质量检验，如发现缺陷应及时处理或更换。
2.提高铸铝转子与轴的加工精度，保证两者的配合精度，可以通过提高加工设备的精度或采用合理的加工工艺来实现。
3.在电机设计时，应充分考虑温度变化、机械振动等因素对转子与轴配合关系的影响，采取相应的措施，如采用预紧力装配、增加防振装置等。
4.对于已经出现配合不紧密的电机，可以尝试通过调整电机运行参数、加强维护保养等方式改善配合关系，如定期检查和更换润滑油、
保持电机环境的清洁和干燥等。
5.如果电机烧毁严重，无法修复，应及时更换新的电机，并从设计、制造、安装和使用等方面采取措施，预防类似问题的再次出现。
总之，为了确保电机的正常运行和延长其使用寿命，需要综合考虑设计、制造、安装和使用等各个环节，采取有效的措施防止铸铝转子与轴过盈不足等问题的出现。
铸铝转子的常见缺陷及原因分析
一、铸铝件的常见缺陷
在铸件表面 上、全部或 部分覆盖着 金属与砂的 混合物，或 一层烧结的 型砂，致使 铸件表面粗 糙。
冷隔是铸件上未 完全融合的缝隙 或洼坑，其交接 边缘呈圆角，多 出现在远离浇口 的铸件宽大上表 面和薄壁处、金 属流股汇合处或 激冷部位
铸件表面上 有粗糙不规 则的金属瘤 状物，常位 于浇口附近。 在铸件其它 部位则往往 出现砂眼。
转子气孔使转子电阻增大，效率降低，温升高，转差率大。
4、浇不满
浇不满的原因主要有： 1）铝水温度过低，铝水流动性差。 2）铁心、模具预热温度过低，铝水浇入后迅速降温，流动性变
差。 3）离心机转速太低，离心力过小，铝水充填不上去。 4）浇入铝水量不够。 5）铸铝模内浇口截面积过小，铝水过早凝固堵住铝水通道。
披缝是铸件 表面上厚薄 不均匀的片 状金属突起 物，常出现 在铸件分型 面和芯头部 位。
毛刺是铸件表面上刺状 金属突起物，常出现在 型和芯的裂缝处，形状 极不规则。
在铸件清理或搬 运时，损坏了铸 件的完整性。
由于金属液未 完全充满型腔 而产生的铸件 缺肉。
由于收缩应力 或型壁变形、 开裂引起的铸 件外形和尺寸 与图纸不符。
产生缩孔的原因主要有： 1）铝水、模具、铁心的温度搭配不适当，达不到顺序凝固和合理补缩
的目的。如果上模预热温度过低，铁心预热温度上、下端不均匀，使浇门处 铝水先凝固，上端环铝水凝固时得不到铝水补充，造成上端环缩孔。因为缩 孔总是产生在铝水最后凝固的地方。
2）模具结构不合理，如内浇口截面积过小或分流器过高，使铝水在内 浇口处通道增长，内浇口处铝水先凝固，造成补缩不良，会使上端环出现缩 孔。又如模具密封不好或安装不当造成漏铝，则使得浇门处铝水量过少。无 法起到补缩作用也容易造成缩孔。
铸铝转子的常见缺陷及原因分析
裂纹产生的原因
01
铸件结构设计不合理
铸件结构设计不合理，如壁厚变化大、热节位置不当等，会导致铸件在
冷却过程中产生较大的热应力，从而形成裂纹。
02
铝液成分不合格
铝液中含有的杂质和合金元素比例不合适，如铁含量过高、硅含量过低
等，会导致铸件在凝固过程中产生较大的收缩应力，从而形成裂纹。
03
浇注温度和时间控制不当
铸铝转子的常见缺陷及原 因分析
• 铸铝转子简介 • 铸铝转子的常见缺陷 • 铸铝转子缺陷的原因分析 • 铸铝转子缺陷的预防措施 • 铸铝转子缺陷的检测与修复
01
铸铝转子简介
铸铝转子的应用
01
02
03
汽车工业
铸铝转子广泛应用于汽车 发动机中，具有轻量化、 高强度和耐腐蚀等优点。
家电行业
在空调、冰箱等家电产品 中，铸铝转子也得到了广 泛应用，能够提高产品的 性能和稳定性。
控制浇注温度和浇注速度
总结词
浇注温度和浇注速度是影响铸铝转子质量的 重要因素，通过控制浇注温度和浇注速度可 以有效降低铸铝转子缺陷的发生率。
详细描述
根据模具和铝液的特点，合理控制浇注温度 和浇注速度。避免浇注温度过高或过低，以 及浇注速度过快或过慢，以防止出现气孔、
缩孔、裂纹等缺陷。
05
铸铝转子缺陷的检测与修复
VS
详细描述
根据铸铝转子的结构和要求，合理设计模 具的结构和尺寸。考虑模具的散热性能和 排气性能，避免气孔和缩孔等缺陷的产生 。
加强浇注系统设计
总结词
详细描述
浇注系统设计不合理会导致铝液流动不均匀， 进而引发铸铝转子缺陷，因此加强浇注系统 设计是预防铸铝转子缺陷的重要措施之一。
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形状为不规则 的封闭或敞露 的孔洞，孔壁 粗糙并带有枝 晶状，常出现 在铸件最后凝 状金属突起 物，常出现 在铸件分型 面和芯头部 位。
毛刺是铸件表面上刺状 金属突起物，常出现在 型和芯的裂缝处，形状 极不规则。
由于金属液未 完全充满型腔 而产生的铸件 缺肉。
产生气孔的主要原因是： 1）铝水清化处理不好，铝水中含气严重，浇注速度太快或排气槽过
小时，模型中气体来不及排出（压力铸铝尤为严重）。
2）铁心预热温度过低，油渍没有烧尽即进行铸铝，油渍挥发在工件 中形成气孔。
3）在低压铸铝时，如果升液管漏气严重，则通入坩埚的压缩空气会
进入升液管，与铝水一齐跑入转子里去而形成气孔。
2）转子槽孔过小，铝水流动困难（遇此情况应适当提高铁心预热温
度）。 3）转子错片，槽斜线不成一直线，阻碍铝水流动。 4）铁心预热温度低，铝水浇入后流动性变差。 转子细条使转子电阻增大，效率降低，温升高，转差率大。
3、气孔
铸件壁内气孔一般呈圆形或椭圆
形，具有光滑的表面，一般是发
亮的氧化皮，有时呈油黄色。表 面气孔、气泡可通过喷砂发现， 内部气孔气泡可通过X光透视或 机械加工发现。
6、裂纹
当铸造应力超过金属的强度极限时，铸件便产生裂纹。 可分为热裂纹和冷裂纹。
热裂纹 在凝固末期高温下形成的裂纹。裂纹表面被氧化而呈氧化色，裂 纹沿晶粒边界产生和发展，外形曲折而不规则；裂纹短，缝隙宽。 产生原因：凝固末期，合金绝大部分已成固体，但强度和塑性很低，当铸 件受到机械阻碍产生很小的铸造应力就能引起热裂。分布在应力集中处或 热节处。 冷裂纹 是铸件处于弹性状态即在低温时形成的裂纹。其表面光滑，具 有金属光泽或呈微氧化色，裂纹穿过晶粒而发生，外形规则，常是圆滑 曲线或直线。
铸件表面上 有粗糙不规 则的金属瘤 状物，常位 于浇口附近。 在铸件其它 部位则往往 出现砂眼。
铸件表面的块 状金属突起物， 其外形与掉落 的砂块很相似。 在铸件其它部 位则往往出现 砂眼或残缺。
砂
眼
气 孔
缩 孔
披 缝
在铸件表 面或内部 有充塞着 型砂的孔 眼
在铸件内部、表 面或近于表面处 有大小不等的光 滑孔眼。一般为 圆球形或近似于 球形的团球形孔 洞，孔壁光滑。
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转子断条检查器的工作原理图 1－电流表 2－笼型转子3－励磁绕组
产生断条的原因是：
l）转子铁心压装过紧，铸铝后转子铁心胀开，有过大的拉力加在 铝条上，将铝条拉断。
2）铸铝后脱模过早，铝水未凝固好，铝条由于铁心胀力而断裂。
3）铸铝前，转子铁心槽内有夹杂物。 4）单冲时转子冲片个别槽孔漏冲。
毛 刺
浇 不 足
在铸件清理或搬 运时，损坏了铸 件的完整性。
由于收缩应力 或型壁变形、 开裂引起的铸 件外形和尺寸 与图纸不符。
缺 损
变 形
二、缺陷原因分析及检查
U1
i1
e1
i2
1、转子断条
U2
u1
e 2 Zu L 2
u2
I
U 1
1
r1
I m
x1
I 2 x 2
'
r2'
' U 2
5）铝条中有气孔，或清渣不好，铝水中有夹杂物。
6）浇注时中间停顿。因为铝水极易氧化，先后浇入的铝水因氧化 而结合不到一起，出现“冷隔”。
转子断条对电机性能的影响是：
如果转子断条，则转子电阻很大，所以起动转矩很小； 转子电阻增大，转子损耗增大，效率降低，温升高，转差率大。
2、转子细条
产生细条的原因是： 1）离心机转速过高，离心力太大，使槽底部导条没有铸满（抛空）。
铸铝转子的缺陷分析
一、铸铝件的常见缺陷
粘 砂
冷 隔
冲 砂
掉 砂
在铸件表面 上、全部或 部分覆盖着 金属与砂的 混合物，或 一层烧结的 型砂，致使 铸件表面粗 糙。
冷隔是铸件上未 完全融合的缝隙 或洼坑，其交接 边缘呈圆角，多 出现在远离浇口 的铸件宽大上表 面和薄壁处、金 属流股汇合处或 激冷部位
产生裂纹的原因有： 1）工业纯铝中杂质含量不合理。工业纯铝中常有的杂质是铁和硅，大量 实验分析证实、硅铁杂质含量比对裂纹的影响很大，即硅铁比在1.5～10之间
时容易出现裂纹。
2）铝水温度过高（超过800℃）时铝的晶粒变粗，伸长率降低，受不住 在冷凝过程中产生的收缩力而形成裂纹。 3）转子端环尺寸设计不合理（厚度和宽度之比小于0.4）。 4）风叶、平衡柱和端环连接处圆角过小，因应力集中而产生裂纹。
温升高，转差率大。
5、缩孔和缩松
凝固结束后在铸件某些部位出现的孔洞。大而集中 的孔洞称为缩孔，细小而分散的孔洞称缩松。缩孔
缩松可使铸件力学性能大大降低，以致成为废品。
缩孔是铸件局部补缩不足形成的，形状不规则，孔 内粗糙不平，目视可见粗大的晶粒。对于轻微且分
散的细小缩孔称为缩松。缩孔常发生在端环的内侧。
产生缩孔的原因主要有： 1）铝水、模具、铁心的温度搭配不适当，达不到顺序凝固和合理补缩 的目的。如果上模预热温度过低，铁心预热温度上、下端不均匀，使浇门处 铝水先凝固，上端环铝水凝固时得不到铝水补充，造成上端环缩孔。因为缩 孔总是产生在铝水最后凝固的地方。 2）模具结构不合理，如内浇口截面积过小或分流器过高，使铝水在内 浇口处通道增长，内浇口处铝水先凝固，造成补缩不良，会使上端环出现缩 孔。又如模具密封不好或安装不当造成漏铝，则使得浇门处铝水量过少。无 法起到补缩作用也容易造成缩孔。 缩孔将使转子电阻增大，效率降低，温升高，转差率大。
转子气孔使转子电阻增大，效率降低，温升高，转差率大。
4、浇不满
浇不满的原因主要有：
1）铝水温度过低，铝水流动性差。 2）铁心、模具预热温度过低，铝水浇入后迅速降温，流动性变 差。 3）离心机转速太低，离心力过小，铝水充填不上去。
4）浇入铝水量不够。
5）铸铝模内浇口截面积过小，铝水过早凝固堵住铝水通道。 如果铸铝时出现浇不满的缺陷，转子电阻增大，效率降低，