一种逆变器嵌件的粉末冶金制备工艺的制作方法

本发明属于逆变器技术领域，具体涉及一种逆变器嵌件的粉末冶金制备工艺。

背景技术：

新能源汽车电机系统主要包括电动机和逆变器两部分。在一体化的新能源汽车的集成动力系统中，逆变器的端盖嵌件通常为铸造或经钢材加工而得，逆变器端盖嵌件与铝通过压铸形成端盖。

对于复杂形状的产品，由于需要进行大量的切削加工，会导致生产成本高，还会受钢件机加工和铸造工艺的限制，因此，铸造和钢材加工工艺仅适用于外形简单的结构，所以现有的逆变器端盖嵌件结构外形较为简单，如图1和图2所示。而外形简单的嵌件在压铸铝后，与铝的接触面比较小，压铸后存在受力脱落的风险，而且逆变器端盖嵌件的密度为7.6～7.8g/cc，质量大，不符合新能源汽车轻量化的设计理念。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种逆变器嵌件的粉末冶金制备工艺，该工艺制备的逆变器嵌件外形结构复杂，与压铸铝的接触面积大，增强了脱出力。

根据本发明第一方面实施例的一种逆变器嵌件的粉末冶金制备工艺，步骤包括：

s1：将金属原料粉末混料后在模具中压制，得到坯体；

s2：将所述坯体脱蜡后，置于传送网带，按照设定的速度送入烧结炉，经过预烧和烧结，冷却后得到毛坯；

s3：对所述毛坯进行机加工，得到逆变器嵌件预制件；

s4：对所述逆变器嵌件预制件进行喷砂处理后，即得所述逆变器嵌件预制件。

根据本发明实施例的逆变器嵌件的粉末冶金制备工艺，至少具有如下技术效果：

该工艺改变了现有技术的逆变器嵌件仅能通过铸件和钢件机加工的加工方式，采用粉末冶金的制备工艺，可以制备出形状为多边形，同时质量更轻的逆变器嵌件，减小了机加工的工作量。相比于铸件制造的逆变器嵌件，质量由535g降低到418g，减少了21.9％。

经过喷砂处理的逆变器嵌件预制件，表面形成了0.05～0.1mm的致密层，可以有效防止生锈。

根据本发明的一些实施例，所述金属原料粉末包括以下质量百分比计的组分：

石墨粉：0.2～0.6％，

微粉蜡：0.5～0.7％，

切削加工助剂：0.2～0.5％，

余量为铁粉。

上述配比使逆变器嵌件预制件在力学性能、防锈效果和成本最优。

根据本发明的一些实施例，所述金属原料粉末包括1～2wt％的铜粉。

根据本发明的一些实施例，所述铁粉包括水雾化铁粉。

由于产品形状特殊，增加还原性铁粉会增加成型的难度，密度难以提高，因此本发明实施例中铁粉只能是水雾化铁粉。

根据本发明的一些实施例，切削加工助剂为硫化锰。

根据本发明的一些实施例，所述坯体的密度为6.8～6.9g/cc。

根据本发明的一些实施例，所述预烧的温度为800～1080℃。

根据本发明的一些实施例，所述预烧的时间为1～1.5h。

根据本发明的一些实施例，所述烧结的温度为1110～1150℃。

根据本发明的一些实施例，所述烧结的时间为1～1.5h。

根据本发明的一些实施例，所述喷砂处理的砂粒直径为0.3～0.4mm，所述喷砂处理的时间为15～20min。

附图说明

图1是现有技术的逆变器端盖嵌件的结构俯视图。

图2是现有技术的逆变器端盖嵌件的结构侧视图。

图3是实施例1的逆变器端盖嵌件的结构俯视图。

图4是实施例1的逆变器端盖嵌件的结构侧视图。

图5是逆变器表面部分区域经过喷砂处理后的金相组织图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，并结合实施例对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例1

本例提供了一种逆变器嵌件的粉末冶金制备工艺，步骤包括：

s1：将金属原料粉末混料后在模具中压制，得到坯体；

s2：将所述坯体脱蜡后，置于传送网带，按照设定的速度送入烧结炉，经过预烧和烧结，冷却后得到毛坯；

s3：对所述毛坯进行机加工，得到逆变器嵌件预制件；

s4：对所述逆变器嵌件预制件进行喷砂处理后，即得所述逆变器嵌件预制件。

其中，金属原料粉末包括以下质量百分比计的组分：

石墨粉：0.8％，微粉蜡：0.6％，切削加工助剂：0.3％，余量为铁粉。

采用本实施例工艺制备的逆变器嵌件结构如图3和图4所示。比较图1和图3可以看出，本发明实施例制备的逆变器嵌件，外形结构比现有技术的逆变器嵌件复杂，与压铸铝的接触面积更大，因此脱出力得到了增强，解决了现有技术中外形简单的嵌件在压铸铝后，与铝的接触面比较小，压铸后容易受力脱落的问题。

铁粉为水雾化铁粉。坯体的密度为6.8～6.9g/cc。预烧的温度为1000℃。预烧的时间为1h。烧结的温度为1130℃。烧结的时间为1.2h。

喷砂处理的砂粒直径为0.3mm，所述喷砂处理的时间为15min。

实施例2

本例提供了一种逆变器嵌件的粉末冶金制备工艺，步骤包括：

s1：将金属原料粉末混料后在模具中压制，得到坯体；

s2：将所述坯体脱蜡后，置于传送网带，按照设定的速度送入烧结炉，经过预烧和烧结，冷却后得到毛坯；

s3：对所述毛坯进行机加工，得到逆变器嵌件预制件；

s4：对所述逆变器嵌件预制件进行喷砂处理后，即得所述逆变器嵌件预制件。

根据本发明实施例的逆变器嵌件的粉末冶金制备工艺，至少具有如下技术效果：

其中，金属原料粉末包括以下质量百分比计的组分：

微粉蜡：0.6％，切削加工助剂：0.3％，铜粉：1.5％，余量为铁粉。

铁粉为水雾化铁粉。坯体的密度为6.8～6.9g/cc。预烧的温度为1000℃。预烧的时间为1h。烧结的温度为1130℃。烧结的时间为1.2h。

喷砂处理的砂粒直径为0.3mm，所述喷砂处理的时间为15min。

实施例3

本例提供了一种逆变器嵌件的粉末冶金制备工艺，步骤包括：

s1：将金属原料粉末混料后在模具中压制，得到坯体；

s2：将所述坯体脱蜡后，置于传送网带，按照设定的速度送入烧结炉，经过预烧和烧结，冷却后得到毛坯；

s3：对所述毛坯进行机加工，得到逆变器嵌件预制件；

s4：对所述逆变器嵌件预制件进行喷砂处理后，即得所述逆变器嵌件预制件。

根据本发明实施例的逆变器嵌件的粉末冶金制备工艺，至少具有如下技术效果：

其中，金属原料粉末包括以下质量百分比计的组分：

石墨粉：0.5％，微粉蜡：0.6％，切削加工助剂：0.3％，铜粉：1.5％，余量为铁粉。

铁粉为水雾化铁粉。坯体的密度为6.8～6.9g/cc。预烧的温度为1000℃。预烧的时间为1h。烧结的温度为1130℃。烧结的时间为1.2h。

喷砂处理的砂粒直径为0.3mm，所述喷砂处理的时间为15min。

实施例4

本例提供了一种逆变器嵌件的粉末冶金制备工艺，步骤包括：

s1：将金属原料粉末混料后在模具中压制，得到坯体；

s2：将所述坯体脱蜡后，置于传送网带，按照设定的速度送入烧结炉，经过预烧和烧结，冷却后得到毛坯；

s3：对所述毛坯进行机加工，得到逆变器嵌件预制件；

s4：对所述逆变器嵌件预制件进行喷砂处理后，即得所述逆变器嵌件预制件。

根据本发明实施例的逆变器嵌件的粉末冶金制备工艺，至少具有如下技术效果：

其中，金属原料粉末包括以下质量百分比计的组分：

石墨粉：0.8％，微粉蜡：0.6％，切削加工助剂：0.3％，铜粉：1.5％，余量为铁粉。

铁粉为水雾化铁粉。坯体的密度为6.8～6.9g/cc。预烧的温度为1000℃。预烧的时间为1h。烧结的温度为1130℃。烧结的时间为1.2h。

喷砂处理的砂粒直径为0.3mm，所述喷砂处理的时间为15min。

实施例5

本例提供了一种逆变器嵌件的粉末冶金制备工艺，步骤包括：

s1：将金属原料粉末混料后在模具中压制，得到坯体；

s2：将所述坯体脱蜡后，置于传送网带，按照设定的速度送入烧结炉，经过预烧和烧结，冷却后得到毛坯；

s3：对所述毛坯进行机加工，得到逆变器嵌件预制件；

s4：对所述逆变器嵌件预制件进行喷砂处理后，即得所述逆变器嵌件预制件。

根据本发明实施例的逆变器嵌件的粉末冶金制备工艺，至少具有如下技术效果：

其中，金属原料粉末包括以下质量百分比计的组分：

石墨粉：1.1％，微粉蜡：0.6％，切削加工助剂：0.3％，铜粉：1.5％，余量为铁粉。

铁粉为水雾化铁粉。坯体的密度为6.8～6.9g/cc。预烧的温度为1000℃。预烧的时间为1h。烧结的温度为1130℃。烧结的时间为1.2h。

喷砂处理的砂粒直径为0.3mm，所述喷砂处理的时间为15min。

检测例

本例检测了实施例1～5制备的逆变器嵌件的性能，结果如表1所示。

表1

比较实施例1和实施例4可以看出，在不含铜粉的情况下嵌件的防锈性能可以满足要求，铜粉的加入可以显著提升逆变器嵌件的强度和硬度，然而防锈性能会相对降低。比较实施例3和实施例4、实施例5可以看出，石墨过量即超出0.6％的范围会导致防锈性能显著降低。因此，本发明实施例中，金属原料粉末的配比使逆变器嵌件预制件在力学性能、防锈效果和成本最优。

粉末冶金的制备工艺会使嵌件表面存在孔隙，孔隙会增加材料与空气中水分的接触，因此容易生锈，通过喷砂处理后，可以在嵌件表面形成致密层，如图5所示。仅对嵌件表面部分区域进行喷砂，如图5中矩形区域所示，可以看出该区域经过喷砂处理后表面明显更加致密，因此可以防止空气、水分的进入，从而提升防锈性能。