铸铝转子缺陷检测
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。
铸铝转子的常见缺陷及原因分析
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。
电机转子自动测试系统(AZR-01A)
铸铝转子自动测试系统（AZR-01A）一、概述：目前对于快速大批量进行铸铝转子质量分析的方法主要有电阻测量法和电感测量法两种。
第一种电阻测量法用于计算转子电阻值，第二种电感测量法在测量时不需要使用定子。
因此电感测量法可以测试出转子很小的故障，每当一条转子铝条穿过磁场时，就会产生一个正弦波形，转子在旋转一周后，完成了一次完整的测量。
电感测量法可以轻易测量出转子铝条发生断裂、转子铝条中有空气或气孔以及斜槽角度误差。
二、特点：该测试系统就可以在五秒钟以内完成对一个鼠笼转子的质量测量（真正的测量时间低于一秒）。
测量结束时，电脑会自动显示出测量结果以及判定是否合格，对不合格的产品显示出是铝条断条、还是铝条中有气孔或杂质、还是槽角度不良。
该系统可以进行自动和手动测量，自动测量用于正常的生产线测试，手动测量主要是用于调整工装位置、判定系统故障，采集和设置系统参数。
三、测试项目：1、断条、细条。
2、欠铸、气孔、沙眼、残渣导条。
3、斜槽角度不良、导条的内部短路。
4、铁芯及铝条的一致性。
5、端环不良。
四、测量参数：峰峰值、最大值、最小值、平均值、有效值、占空比，梯度，总值等。
五、系统特点：l、计算机采集、储存测试数据。
2、铸铝转子的测试数据分析，质量评估分析。
六、测试能力：l、转子外形尺寸：外径最大150mm，叠高300mm以内；2、装夹方式：手动或自动；3、测试时间：（全部自动测试）6秒/只；4、动力系统：气动及电动。
七、系统组成：1、测量专用传感器；2、测试工装夹具（无轴转子夹具）；3、测量采集模板；4、角度调节器；5、位置传感器；6、PLC控制器；7、工业电脑及显示器；8、系统测试柜；9、测试软件；10、光栅保护器。
八、使用环境温度：0-40℃电源：单相220V±10%/50HZ铸铝转子自动测试系统（AZR-01HA）一、概述：目前对于快速大批量进行铸铝转子质量分析的方法主要有电阻测量法和电感测量法两种。
铸铝转子测试仪使用说明(优安捷)新版
YBT-2型铸铝转子测试仪使用说明书一、技术指标●测量方式：通过旋转的转子在传感器旁旋转使传感器内部产生磁通量变化，从而测量铸铝转子内部导条缺陷；●测量范围：铸铝转子直径≤150mm；叠厚≤Φ250mm；导条数2~100条；●测量精度：V P-P≤2V DC 1.0%●电源：3×380V AC(10A)+N(2A)+PE 50Hz●电源消耗：平均功率≤800W；电流峰值≤20A●环境温度：0－50℃●环境湿度：＜85%RH注意：请输入正确的电源电压！二、功能说明及应用场合●本仪器采用专用传感器，利用间接直流加磁技术，检测导条在切割磁力线时的电流变化，根据传统理论利用数字信号处理方法自动进行分析判断，具有声光报警及波形打印功能；●适用于鼠笼式铸铝（铜）转子在生产铸造过程中产生气孔、残渣、细条、断条、欠铸缺陷，以及斜槽角度异常、导条内部短路、材料性能差异造成的性能不良等质量问题的检测。
三、系统组成该测试仪由微处理器主控板、传感器及调整装置、强电控制系统、电机伺服装置、显示系统、输入键盘、打印系统组成；●微处理器主控板：处理传感器反馈的电压信号、控制系统动作逻辑、分析测试数据、接收键盘输入指令以及输出显示；●传感器：拾取转子导条中的电流信号，将测试到的磁通变化量反馈到主控板；●显示系统：显示测试结果，并可通过人机交换界面进行相应参数的设置；面板上的指示灯可直观显示设备的状态以及测量结果；●输入键盘：设置转子判定参数、手动打印等；●打印系统：打印转子测量波形及测量结果，可通过参数中的设置选择手动打印、不良品打印、全部打印等状态；四、使用说明●面板开关机按钮说明：面板上强电按钮从左到右依次为：总电源开关、调试旋钮、急停按钮、启动按钮；●尾座位置的调整：将尾座顶尖旋至底部，依据转子的轴向尺寸选择顶尖并调整尾座距床头的位置，以床头、尾座两顶尖的距离大于转子轴向尺寸40mm左右为宜，锁紧尾座上的两个螺母；●安放转子：将转子放于前顶尖，转动调试旋钮，尾座顶尖伸出，夹紧转子；注意：若转子尺寸较大，应在床头顶尖以及与床头顶尖接触的转子轴端安装联轴器，联轴器应与转子轴及床头顶尖锁紧。
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。
分享铸件缺陷检测的几大方法
分享铸件缺陷检测的几大方法铸件的检测是把握铸造产品成品率的核心环节之一，铸件的检测主要包括尺寸检查、外观和表面的目视检查、化学成分分析和力学性能试验，对于要求比较重要或铸造工艺上容易产生问题的铸件，还需要进行无损检测工作，可用于球墨铸铁件质量检测的无损检测技术包括液体渗透检测、磁粉检测、涡流检测、射线检测、超声检测及振动检测等。
今天华鑫徐州铸造简单说说铸件表面及近表面缺陷的检测方法。
检测一、液体渗透检测液体渗透检测用来检查铸件表面上的各种开口缺陷，如表面裂纹、表面针孔等肉眼难以发现的缺陷。
常用的渗透检测是着色检测，它是将具有高渗透能力的有色(一般为红色)液体(渗透剂)浸湿或喷洒在铸件表面上，渗透剂渗入到开口缺陷里面，快速擦去表面渗透液层，再将易干的显示剂(也叫显像剂)喷洒到铸件表面上，待将残留在开口缺陷中的渗透剂吸出来后，显示剂就被染色，从而可以反映出缺陷的形状、大小和分布情况。
需要指出的是，渗透检测的精确度随被检材料表面粗糙度增加而降低，即表面越光检测效果越好，磨床磨光的表面检测精确度最高，甚至可以检测出晶间裂纹。
除着色检测外，荧光渗透检测也是常用的液体渗透检测方法，它需要配置紫外光灯进行照射观察，检测灵敏度比着色检测高。
检测二、涡流检测涡流检测适用于检查表面以下一般不大于6～7MM深的缺陷。
涡流检测分放置式线圈法和穿过式线圈法2种。
当试件被放在通有交变电流的线圈附近时，进入试件的交变磁场可在试件中感生出方向与激励磁场相垂直的、呈涡流状流动的电流(涡流)，涡流会产生一与激励磁场方向相反的磁场，使线圈中的原磁场有部分减少，从而引起线圈阻抗的变化。
如果铸件表面存在缺陷，则涡流的电特征会发生畸变，从而检测出缺陷的存在，涡流检测的主要缺点是不能直观显示探测出的缺陷大小和形状，一般只能确定出缺陷所在表面位置和深度，另外它对工件表面上小的开口缺陷的检出灵敏度不如渗透检测。
检测三、磁粉检测磁粉检测适合于检测表面缺陷及表面以下数毫米深的缺陷，它需要直流(或交流)磁化设备和磁粉(或磁悬浮液)才能进行检测操作。
铸铝转子缺陷检测
（2）互感检测法
由两个开口铁芯组成，其结 构如右图所示， 绕组1通电后， 铁芯6与转子铁芯形成闭合磁路。 若笼条完好，则笼条便流过 感应电流，通过铁芯3的磁通量 较多，探测线圈4的感应电势较 大，毫伏表的读数较大； 若笼条断裂，则流过铁芯3的 1. 线圈 磁通很少，探测线圈4的感应电 4. 线圈 势很小，毫伏表读数很小。
2. 铸铝转子 3. 开口铁芯 5.毫伏表 6. 开口铁芯
(3) 短路器检查法 短路器的铁芯开口外缘形状呈凹弧形，适用于沿转子圆 周表面逐槽检查。当笼条完好时，电流表是正常的短路电 流：若某槽笼条断裂，则电流表读数明显下降。 (4) 转子质量检测仪 由两个开口变压器、电源变压器和信号放大器等组成，作 成专用检测仪，其检测原理与方法(2)或(3)大体相同。 (5)电阻法 微电阻检测是一项新技术，其检测的原理为：采用瞬时 100A的检测大电流及恒流转换法，因此可以获得很高的 检测精度和分辨率，又由于采用了4端子测量法排除了接 触电阻和电极导线电阻，因此，可以用来直接测量电动机 的鼠笼转子。若要查出缺陷在哪一个导条上，可将电压1）压力铸铝：利用高压力（20~80MPa）使 铝液高速填充型腔并凝固成型； • 优点：劳动强度低、生产率高。 • 缺点：导条与铁芯间的接触电阻小，横向电 流和杂散损耗较大。
熔铝 清化处理 浇注 第二次预热 去浇口
转子铁芯压装 模具第一次预热 喷刷涂料
（2）低压铸铝：在低压气体（0.01~0.1MPa）的作用 下使铝液填充型腔并凝固成型。 • 优点：转子缺陷少、质量好、材料利用高； • 缺点：存在的较多问题，需进一步完善。 （3）离心铸铝：利用铸型旋转时所产生的离心力将铝 液充满整个型腔并凝固成型。 • 优点：导条与铁芯间接触电阻交大，杂散损耗较小； • 缺点：劳动强度大，生产率不高。
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2. 铸铝转子 3. 开口铁芯 5.毫伏表 6. 开口铁芯
(3) 短路器检查法 短路器的铁芯开口外缘形状呈凹弧形，适用于沿转子圆 周表面逐槽检查。当笼条完好时，电流表是正常的短路电 流：若某槽笼条断裂，则电流表读数明显下降。 (4) 转子质量检测仪 由两个开口变压器、电源变压器和信号放大器等组成，作 成专用检测仪，其检测原理与方法(2)或(3)大体相同。 (5)电阻法 微电阻检测是一项新技术，其检测的原理为：采用瞬时 100A的检测大电流及恒流转换法，因此可以获得很高的 检测精度和分辨率，又由于采用了4端子测量法排除了接 触电阻和电极导线电阻，因此，可以用来直接测量电动机 的鼠笼转子。若要查出缺陷在哪一个导条上，可将电压端 子接触导条的两端逐条查找。
铸铝方法
（1）压力铸铝：利用高压力（20~80MPa）使 铝液高速填充型腔并凝固成型； • 优点：劳动强度低、生产率高。 • 缺点：导条与铁芯间的接触电阻小，横向电 流和杂散损耗较大。
熔铝 清化处理 浇注 第二次预热 去浇口
转子铁芯压0.01~0.1MPa）的作用 下使铝液填充型腔并凝固成型。 • 优点：转子缺陷少、质量好、材料利用高； • 缺点：存在的较多问题，需进一步完善。 （3）离心铸铝：利用铸型旋转时所产生的离心力将铝 液充满整个型腔并凝固成型。 • 优点：导条与铁芯间接触电阻交大，杂散损耗较小； • 缺点：劳动强度大，生产率不高。
（2）互感检测法
由两个开口铁芯组成，其结 构如右图所示， 绕组1通电后， 铁芯6与转子铁芯形成闭合磁路。 若笼条完好，则笼条便流过 感应电流，通过铁芯3的磁通量 较多，探测线圈4的感应电势较 大，毫伏表的读数较大； 若笼条断裂，则流过铁芯3的 1. 线圈 磁通很少，探测线圈4的感应电 4. 线圈 势很小，毫伏表读数很小。
铸铝转子的缺陷
• 笼型铸铝转子在浇铸过程中，笼条存在断 条、细条、气孔、缩孔、细孔、裂缝或夹 有杂质等缺陷时有发生，若不及早发现与 处理，将影响电动机产品质量，甚至造成 产品报废。
铸铝转子缺陷的检测方法
（1）铁粉检测法 在转子上通入若干伏的低电压，然后把铁 粉撒在转子铁芯上，根据铁粉吸附分布可 判断是否有缺陷。