[發(fā)明專利]一種列車鋁合金齒輪箱的低壓鑄造工藝

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310294801.9
• 申請日: 2013-07-12
• 公開（公告）號: CN104275468A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李飛
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫成博科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: B22D18/04
• 分類號: B22D18/04
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 楊小雙

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及齒輪箱的制作技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種列車鋁合金齒輪箱的低壓鑄造工藝。

背景技術(shù)

鋁合金由于其比重輕、比強(qiáng)度高、耐蝕性好，在汽車、火車、船舶、航空和航天等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。高速列車齒輪箱體采用鑄造鋁合金，可減輕列車簧下質(zhì)量，減少列車對鐵軌的磨耗和損傷，提高列車的運(yùn)行，一些發(fā)達(dá)國家（如日本、法國、德國）經(jīng)多年的研究，已先后在高速列車上采用了鑄造高強(qiáng)度鋁合金齒輪箱體。

低壓鑄造工藝的基本原理是：在密閉的保持爐的熔湯表面上施加0.01～0.05Mpa的空氣壓力或惰性氣體壓力，熔湯通過浸放在熔湯里的給湯管（升液管）上升，被壓進(jìn)與爐子連接著的上方的模具內(nèi)。熔湯是從型腔的下部慢慢開始充填，保持一段時(shí)間的壓力后凝固。凝固是從產(chǎn)品上部開始向澆口方向轉(zhuǎn)移，澆口部分凝固的時(shí)刻就是加壓結(jié)束的時(shí)間。憑借澆口的方向性凝固和從澆口開始的冒口壓力效果得到了完美的鑄件。最后當(dāng)鑄件冷卻至固相溫度以下便可從模具中取出產(chǎn)品。

列車齒輪箱由上箱體和下箱體組合構(gòu)成，箱體壁厚差異大，熱節(jié)分散，另外箱體內(nèi)腔還分布有油槽、油鉤、擋油板，結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜。

齒輪箱體作為高速列車的關(guān)鍵部件，在列車高速運(yùn)行時(shí)，承受著非常復(fù)雜的交變應(yīng)力，為保證列車運(yùn)行的安全性和可靠性，其關(guān)鍵部位必須進(jìn)行X射線探傷，確保箱體不存在影響行車安全的縮孔、縮松、氣孔、夾渣等缺陷，所采用的材料必須具有足夠的強(qiáng)度、剛度、塑性及優(yōu)良的疲勞性能。

現(xiàn)有技術(shù)一般采用砂型重力鑄造齒輪箱體，但箱體質(zhì)量不十分理想。低壓鑄造與一般重力鑄造相比有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）低壓鑄造時(shí)金屬液自下而上從底部注入型腔，充型平穩(wěn)；并且充型速度可得到有效控制，可以減少或避免金屬液產(chǎn)生翻騰、沖擊和飛濺，減少二次氧化，提高鑄件質(zhì)量；

（2）金屬液在壓力下充型，流動(dòng)性增加，鑄件成形性好，有利于形成輪廓清晰、表面光潔的鑄件，對于大型薄壁鑄件的成形更為有利；

（3）鑄件在低壓下充型，又在較高的壓力下凝固結(jié)晶，鑄件組織致密、機(jī)械性能高、氣密性和耐壓性能好。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的問題，提出一種列車鋁合金齒輪箱的低壓鑄造工藝。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種列車鋁合金齒輪箱的低壓鑄造工藝，所述工藝澆注工序中，升液壓力為0.01～0.05MPa，升液時(shí)間為15～35s。

本發(fā)明所述的升液壓力可選擇0.011～0.049MPa，0.015～0.042MPa，0.02～0.04MPa，0.024～0.038MPa，0.027～0.033MPa，0.03MPa等。

所述的升液時(shí)間為15.01～34.8s，16～32s，17.6～30.7s，18.6～28s，20.5～26.6s，22～25s，23.7～24.8s等。

按照本發(fā)明所述的升液壓力和時(shí)間，升液管內(nèi)鋁液的上升速度保持在50mm/s左右，可以保證鋁液上升時(shí)能夠順利排氣、撇渣，不會(huì)造成鋁液在澆口處產(chǎn)生噴射，也不會(huì)導(dǎo)致鋁液溫度明顯降低，對保證箱體質(zhì)量有利。

進(jìn)一步地，本發(fā)明所述升液壓力為0.02～0.03MPa，升液時(shí)間為20～25s。

在本發(fā)明中，所述工藝澆注工序中，充型壓力為0.04～0.08MPa，例如可選擇0.041～0.079MPa，0.047～0.073MPa，0.055～0.07MPa，0.06～0.068MPa，0.064MPa等，優(yōu)選0.05～0.07MPa，進(jìn)一步優(yōu)選0.06MPa。

在確定充型時(shí)間時(shí)應(yīng)注意防止鑄件產(chǎn)生氣孔、冷隔等缺陷，并保證鑄件自上而下順序凝固。本發(fā)明所述的充型時(shí)間為15～30s，例如可選擇15.01～29.9s，15.5～26.7s，16.8～25s，17.5～24.2s，18～22s，19.3s等，進(jìn)一步優(yōu)選22～29s，最優(yōu)選25s。

保壓壓力在很大程度上決定了鑄件的致密度。正常情況下，保壓壓力越大，補(bǔ)縮效果越好，鑄件越致密。但由于受鑄型及設(shè)備條件等因素的限制，保壓壓力不能太高。在本發(fā)明中，所述工藝澆注工序中，保壓壓力為0.03～0.09MPa，例如可選擇0.031～0.089MPa，0.037～0.08MPa，0.043～0.077MPa，0.05～0.07MPa，0.056～0.062MPa，0.059MPa等，優(yōu)選0.05～0.08MPa，進(jìn)一步優(yōu)選0.065MPa。在這樣的壓力下既能保證箱體的致密度，又能保證箱體不至于產(chǎn)生過分的機(jī)械粘砂，保證箱體的表面質(zhì)量。