本发明属于新能源电机壳体制造技术领域，具体涉及一种预制螺旋水道的整体式水冷电机壳体铸造方法。
背景技术：
结合图1所示，新能源汽车上用于冷却电驱动的电机壳体11，其内置水道12不允许存在渗漏，裂纹等现象，其突出特点是两头厚大、中间由于有水道，难以起到自上而下的补缩效果，铸造难度也比较大。
目前，市场上电机壳体主要有两类：
一类为分体式水冷循环电机壳，内套与外套主要采用重力浇铸、加工，热套，焊接等工序装配而成，由于此方法生产工序比较多，生产过程具有一定的不稳定性，设备投资大，并且重力浇铸很难有良好的致密性；且该分体式水冷循环电机壳在焊接完整后，经过震动、挤压等一些特殊操作后，极易出现裂纹等缺陷，严重影响产品可靠性。
另一类是采用低压铸造工艺整体铸造成形，水冷循环水道采用树脂砂芯，整个零件毛坯一次整体铸造成形。首先制作水道砂芯；将水道砂芯放置于模具内；低压铸造；将铸造好的电机壳由模具的型腔内取出，冷却后，通过烧砂，热处理，震砂去掉水道砂芯；得到水冷电机壳毛坯。该工艺成形的水冷电机壳安全性高、使用寿命长。但该工艺存在如下问题：砂芯采用树脂砂，制备过程、铸造过程皆有刺激性气体放出，恶化劳动环境；震砂过程中，产生巨大噪音并有粉尘释放，设备投资大；另外，废砂难以回收使用，产生固态废弃物，需要专门处理。
为了克服砂芯的技术缺陷，cn107498025a公开了一种内置螺旋盘管水道的铝合金电机壳低压铸造方法，通过预制一个不锈钢或铜制的螺旋盘管水道，将预制好的螺旋盘管水道固定在电机壳低压铸造模具中，铸造后电机壳内部也无砂芯需要清理，加工工艺更加简洁可靠，节省了砂芯制造、震动填沙、清砂等辅助时间，生产节拍大幅缩短，有效提高了生产效率。但是该方法中，螺旋盘管水道为熔点高于铸造铝合金熔点的金属螺旋盘管水道，金属螺旋盘管水道优先采用不锈钢螺旋盘管水道或铜制螺旋盘管水道，也可以采用熔点高于铸造铝合金的耐高温铝合金螺旋盘管水道；利用不同金属的熔点温度差，确保在铝合金浇铸时螺旋盘管水道不会融化变形。螺旋盘管水道材质和壳体材质不同，存在的问题至少包括：
(1)、同类材料往往熔点相近，合金液充填过程中容易使螺旋水道变形甚至熔化，实用性差；
(2)预制螺旋水道采用更高熔点的异种材料，会在报废铸件的重熔时存在材料污染问题，或不得不将螺旋水管材料单独取出，增加了作业难度。另外，预制螺旋水道跟电机壳材质不同，往往存在结合问题，如果用钢、铁材质，可能存在界面触面间隙等。
其他的水冷循环一体式电机壳大多采用机械加工、通过密封槽密封水道面的工艺方法，此方法同样在复杂工况下具有不安全性，密封部件容易出现老化、开裂现象，同时通过机械加工增加了生产成本和劳动强度，无法满足市场的需求。
如何提供一种通用性强、环保、成本低的电机壳体的制造方法，是一个急需解决的问题。
技术实现要素：
本发明一实施例提供一种预制螺旋水道的整体式水冷电机壳铸造工艺，用于解决现有技术中螺旋盘管水道和壳体只能采用不同材质的问题，包括：
一实施例中，一种预制螺旋水道的整体式水冷电机壳体铸造方法，包括：
提供预制的螺旋水道；
将预制的螺旋水道固定在铸造模具中；
向螺旋水道内通入冷却介质；
通过浇铸获得整体式水冷电机壳体铸件。
优选的，在上述的方法中，所述螺旋水道采用与电机壳的基体材料相同或相近的材质。该处的相近是指主体元素相同，比如铝和铝合金，也包含熔点相近的材质。
优选的，在上述的方法中，所述电机壳的材质选自铝合金或镁合金。也可以采用现有技术常规的用于制造电机壳的材质。
优选的，在上述的方法中，所述螺旋水道的材质选自铝合金或镁合金。也可以采用现有技术常规的用于制造电机壳的材质。
优选的，在上述的方法中，所述冷却介质为水，气体或油。
优选的，在上述的方法中，所述螺旋水道为一体成型的扁管，是由金属棒材通过挤压机进行挤压或采用管材通过辊压变形制成。
进一步地，所述扁管的内孔截面为椭圆形或矩形。
进一步地，所述的螺旋水道在变形之前需要进行热处理使其软化。
进一步地，所述金属棒材或金属圆管采用市售标准规格。
与现有技术相比，本发明通过在铸造过程中向预制螺旋循环水道内通入冷却介质，该方法的技术效果至少包括：
(1)、确保在浇铸时预制螺旋循环水道不会变形甚至熔化；
(2)、对循环水道的材质选择要求低，通用性更强；
(3)、螺旋盘管水道和壳体可以采用相近甚至相同的材质，比如全部为铝合金，在铸造成形过程中不存在异种材料的结合问题，另外铝合金本身不容易生锈、氧化，表面清洁容易，而且同材质或相近材质，可以无限次循环使用，可避免废铸件回收熔化过程的材料污染问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施案例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术中电机壳体的剖视图；
图2是是本申请一实施方式中制造工艺的流程图；
图3是本申请一实施方式中预制螺旋水道的结构示意图；
图4是本申请一实施方式中辊压装置的结构示意图。
具体实施方式
通过应连同所附图式一起阅读的以下具体实施方式将更完整地理解本发明。本文中揭示本发明的详细实施例；然而，应理解，所揭示的实施例仅具本发明的示范性，本发明可以各种形式来体现。因此，本文中所揭示的特定功能细节不应解释为具有限制性，而是仅解释为权利要求书的基础且解释为用于教示所属领域的技术人员在事实上任何适当详细实施例中以不同方式采用本发明的代表性基础。
结合图2所示，本申请一实施例中，提供一种预制螺旋循环水道的整体式水冷电机壳铸造工艺，包括以下几个步骤：
s1、提供预制螺旋水道。
参图3所示，预制螺旋水道优选为一金属材质的螺旋盘管，是由金属管变形并绕制形成。
金属管的选择，尽可能选择市场上已有的标准规格，或者在批量足够大的情况下，可以向铝型材供应商定制。
金属管优选采用与电机壳本体材质相同或相近的材质，如铝合金管，也可以选用镁合金等其他材质。
金属管材内孔截面积应等于水冷电机壳内部循环水路的截面面积。
金属管材壁厚应根据市面标准规格，管材壁厚要尽可能薄。如果是定制，可按照电机壳循环水路的尺寸，以使螺旋水道管路互不干涉和保证电机壳相应部位铸造顺利充填。
金属管材的化学成分选择应尽可能靠近电机壳体主体成分，不含或少含主体成分的杂质元素，使得电机壳废品在回收熔炼时对材料成分的改变最小。
一实施例中，金属管材在变形前需要进行热处理以使其软化，便于后续的截面挤压变形和弯曲。热处理工艺为退火热处理工艺，退火温度和保温时间要根据管材材质和尺寸略有不同。如果金属管材塑性变形能力足够的情况下，也可以不采用退火热处理。
以铝合金管为例，退火的温度在280～300℃，保温2～4小时，然后随炉冷却。
一实施例中，金属管材通过辊压方式变形，参图4所示，辊压装置包括一对辊轮24，辊轮24的成型面为根据所需管材截面定制。通过辊轮24的转动，金属管材被辊压变形(变形前为圆管21)，变形后截面变为所需的形状扁管23或方管。然后根据电机壳产品结构将扁管绕制成一个刚性的螺旋管道水道，参图3所示。
其他实施例中，金属管材也可以直接采用合金棒材通过专用模具在挤压机上挤压成形，而不是一定要采用二次辊压的方式。
该步骤中，采用市场上存在的标准铝合金管材，然后经过热处理软化，变形加工改变截面形状。使得螺旋装水道的取材更为广泛、成本更低，制备更容易。
s2、将预制螺旋循环水道放置在模具中，合模，循环水道两端接通冷却系统并开通，低压浇注成形。
一实施例中，将预制螺旋水道放置在铸造模具中，通过设置好的压紧点固定好循环水道，然后通过四周液压站对模具合模；将循环水道的两端接通冷却系统，并开通冷却；再通过低压浇注机的气压充型控制系统对坩埚里的浇注液施加压力；通过升液管缓慢抬升浇注液高度，等浇注液达到模具底模时增加气压，使铝液按0.9～1.3米/秒速率充型完整个型腔；待型腔充型完毕继续加压，使电机壳在比大气压高0.02～0.05mpa下凝固压力下凝固，铸造出电机壳。将铸造好的电机壳由模具的型腔内取出，完全冷却。最后去掉冒口和毛刺，得到合格的水冷循环一体式电机壳体铸件毛坯。
该步骤中，在浇注过程中向循环水道中通入冷却介质，使合金管路冷却，保持固态和一定强度，防止在浇注过程中合金液破坏管路内腔甚至将预制螺旋管路熔化。
另外，由于克服了浇注过程中螺旋循环水道变形甚至熔化的问题，螺旋循环水道的材质具有更为广泛的选择，特别的，循环水道和电机壳体本体可以选用相同或相近的材质，比如均采用铝合金材质，这样在铸造成形过程中不会存在异种材料的结合问题，(如果用钢、铁材质，可能存在截接触面间隙等)，另外铝合金本身不容易生锈、氧化，表面清洁容易。而且，同材质或相近材质，可以无限次循环使用，没有材料的污染。
冷却介质主要目的在于，在浇注过程实现对预制螺旋循环水道的冷却，考虑成本因素，优选采用城市自来水作为冷却介质。在现代低压铸造机设备中，通常带有冷却模具用的水冷或空气冷却系统，可以通过增加管路接口，为预制螺旋循环水道直接使用。
在其他实施例中，冷却介质也可以采用其他常规介质，比如油、冷却后的空气等。
本发明的各方面、实施例、特征及实例应视为在所有方面为说明性的且不打算限制本发明，本发明的范围仅由权利要求书界定。在不背离所主张的本发明的精神及范围的情况下，所属领域的技术人员将明了其它实施例、修改及使用。
除非另外具体陈述，否则术语“包含(include、includes、including)”、“具有(have、has或having)”的使用通常应理解为开放式的且不具限制性。
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应理解，各步骤的次序或执行特定动作的次序并非十分重要，只要本发明教示保持可操作即可。此外，可同时进行两个或两个以上步骤或动作。
