[發明專利]鑄造裝置和使用該鑄造裝置的方法

有效

• 申請號: 201980008273.1
• 申請日: 2019-01-09
• 公開（公告）號: CN111655396B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: F-J·沃斯特曼;M·霍伊澤爾;M·布塞
• 申請（專利權）人: 弗勞恩霍夫應用研究促進協會
• 主分類號: B22C9/10
• 分類號: B22C9/10;B22C9/22;H02K15/04
• 代理公司: 北京龍雙利達知識產權代理有限公司 11329
• 代理人: 韓狄;毛威

本發明涉及一種具有鑄模(8，16，16')和芯(6，9，20，20')的鑄造裝置，用于產生螺旋鑄件(1)，其中，芯是在鑄造過程后可以被溶解的可熔消的芯。由于用于在鑄造過程中容納螺旋鑄件(1)的陰模完全在芯的外輪廓內形成，陰模由芯定界且在陰模的外圍邊界表面處由鑄模定界，所以能夠實現本發明的有益效果。

技術領域

本發明在于工程領域，更精確地在于鑄造技術領域，并且具體有利地適用于鋁壓鑄件或銅壓鑄件的批量生產。

背景技術

要求苛刻的鋁、銅或它們合金的壓鑄件的一種可能的應用是，例如，制造可以被用作電線圈的螺旋件。

機械彈簧也可以用壓鑄的方法制造為鋁或其他鑄造材料的螺旋件。

目前，基本上是將繞制的銅線圈例如在電機中用作電線圈。使用繞線會導致無法充分利用可用的構造空間(圓形線的填充度為55％至異形線的填充度約為70％)。此外，以銅作為材料是昂貴的，并且在纏繞導線時，有必要使繞組相對于彼此之間電絕緣，以及使線圈相對于其他組件電絕緣。除了電絕緣之外，絕緣材料還必須是熱穩定的，并且具有盡可能高的熱導率。然而，當前應用的用于常規繞線的絕緣材料僅有低熱導率。結合繞組和薄片疊層組形式的散熱片之間的低接觸表面，常規線圈的散熱差。

通過應用壓鑄金屬線圈，尤其是鋁線圈或銅線圈，產生用于在電機中產生大扭矩的具有高功率密度的電氣繞組。然而，為此有必要在關于鑄造技術方面制造復雜螺旋體，其中，螺旋件的各個繞組需要以非常精確的方式制造，并且應僅通過非常小的氣隙將它們彼此分開。此外，繞組的表面必須盡量光滑且邊緣處沒有毛刺，以避免放電峰值且具有盡可能低的表面粗糙度。實際上，由于鑄造溫度高(620℃-730℃)且壓縮后壓力高(1200巴以上)，因此用銅、尤其用鋁及其合金進行壓鑄會產生巨大的挑戰。使用轉子鋁(Al含量≥99.7％)情況下的鑄造溫度通常在大于730℃的溫度范圍內。由于熱負荷，尤其由于溫度變化負荷，對鑄模提出了很高的要求。特別是后者，會造成工具表面破裂，這些破裂導致鑄件上表面粗糙且具有毛刺。對芯和[模具]滑槽也提出了同樣的要求。此外，由于對鐵具有高親和性，尤其是轉子鋁具有強烈的粘附(部分合金)到工具表面的傾向，導致脫模變得更加困難，并導致工具損壞或工具磨損/沖刷。由于需要對工具進行定期清潔或后加工，因此，復雜的工具形狀在其應用中效率低下。如果對工具(鑄模)沒有進行足夠地清潔或后加工，則會導致鑄件表面不規則，其中，這些不規則導致機械特性和/或電氣特性的質量顯著惡化。此外，在滑槽和芯具有復雜幾何形狀的情況下，需要通過后加工去除毛刺，這導致了額外開銷。

發明內容

與現有技術背景相比，本發明的目的是提供一種鑄造裝置和用于制造螺旋形鑄件的方法，其允許用最少可能的努力來制造高質量的壓鑄件，同時允許用很少的努力來重復使用鑄模。

據此，本發明涉及一種具有鑄模和芯的鑄造裝置，用于制造螺旋形鑄件，其中，所述芯被設計為在鑄造后可以被分解的消失芯。

另外設想了陰模，用于在鑄造時容納所述螺旋形鑄件的陰模完全在所述芯的外輪廓內形成，其中，所述陰模一方面由所述芯定界，另一方面在其外圍側定界表面處由所述鑄模定界。在此，鑄模可以由可分解材料構成，尤其是芯材料或鋼或兩者的組合。