[發明專利]一種輕量化的鋁合金八軸齒輪箱及其低壓金屬型鑄造工藝

有效

• 申請號: 201910567455.4
• 申請日: 2019-06-27
• 公開（公告）號: CN110205525B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 舒小品
• 申請（專利權）人: 寧波坤宸機械有限公司
• 主分類號: C22C21/02
• 分類號: C22C21/02;B22D18/04;C22C1/03
• 代理公司: 寧波甬恒專利代理事務所(普通合伙) 33270
• 代理人: 顧賽喜

本發明提供的一種輕量化的鋁合金八軸齒輪箱及其低壓金屬型鑄造工藝，其包括步驟：S100熔煉鑄造液，將鋁合金原料熔煉形成鑄液；S200低壓澆注，多段式升壓鑄造，鑄造壓力為0.2MPa～0.6MPa，澆注溫度為710℃～730℃；S300開模頂取鑄件。從而通過低壓金屬型鑄造鋁合金八軸齒輪箱替代球鐵八軸齒輪箱，實現輕量化與節能，采用低壓金屬型鑄造替代傳統砂型鑄造，提高鋁合金齒輪箱的機械性能，同時有效降低制造成本并切實做到環保、減排。

技術領域

本發明涉及一種鋁合金材料技術領域，具體地說，是一種輕量化的鋁合金八軸齒輪箱及其低壓金屬型鑄造工藝。

背景技術

隨著中國制造業的發展，許多原來從國外進口的技術、零件甚至整臺套設施，都國產化，且不斷地進行更新，制造過程更考慮環保，制造成本更低。齒輪箱作為大型的軌道交通動力機車上的重要配件，在國內發展經歷了進口、國產化，從原來合金鑄鐵逐漸向輕量化發展。

八軸齒輪箱的結構復雜，需承受的載荷較大，其性能好壞直接影響高速動力機車的運行，對齒輪箱的要求較為嚴格，必須達到較高的強度、剛性和塑形，因而八軸齒輪箱一般通過球鐵鑄造來滿足使用要求，由于八軸齒輪箱的外型結構復雜，鑄造模具內腔需要8個砂芯組合形成，鑄造工藝難點多。傳統方法所制的齒輪箱較重，耐腐蝕性差，機械加工成本高。如今逐步用高強度鋁合金材料替代原先的球鐵材料，鋁合金鑄造方法一般傳統工藝采用的是砂型低壓鑄造，但缺點甚多。尤其采用砂鑄制造時，將樹脂和砂粒混合制成樹脂砂，當樹脂被鋁水燃燒掉時，產生較大的刺激性氣味，造成環境污染，影響操作空間的環境以及操作人員的身體健康，同時樹脂屬于自然能源，長期使用造成浪費也增加制造成本。另外，由于鋁的比重輕，鑄液中的雜質和夾渣容易卷入鋁液中，比較容易造成鑄件縮孔或縮松缺陷的出現，嚴重影響產品性能，使得砂型低壓鑄造的鋁合金材料性能不高。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種輕量化的鋁合金八軸齒輪箱及其低壓金屬型鑄造工藝，其通過低壓金屬型鑄造鋁合金八軸齒輪箱替代球鐵八軸齒輪箱，實現輕量化與節能，采用低壓金屬型鑄造替代傳統砂型鑄造，提高鋁合金齒輪箱的機械性能，同時有效降低制造成本并切實做到環保、減排。

為達到以上目的，本發明采用的技術方案為：一種輕量化的鋁合金八軸齒輪箱，其鋁合金成分按質量百分數計為硅6.5％～7.5％、鎂0.25％～0.45％、鈦0.08％～0.2％、錳≤0.1％、鋅≤0.1％、鋯≤0.2％、銅≤0.1％、鐵≤0.2％、硼0.1％～0.3％、鍶0.2％～0.4％、余量為鋁。

根據本發明的一實施例，所述鋁合金成分按質量百分數計為硅7.13％、鎂0.38％、鈦0.1％、錳≤0.01％、鋅≤0.01％、鋯≤0.02％、銅≤0.01％、鐵≤0.1％、硼0.2％、鍶0.3％、余量為鋁。

一種輕量化的鋁合金八軸齒輪箱的低壓金屬型鑄造工藝，其包括步驟：

S100熔煉鑄造液，將鋁合金原料熔煉形成鑄液；

S200低壓澆注，多段式升壓鑄造，鑄造壓力為0.2MPa～0.6MPa，澆注溫度為710℃～730℃；

S300開模頂取鑄件。

根據本發明的一實施例，所述步驟S100包括步驟：

S110將鋁錠熔煉到670℃～690℃；

S120加入鋁鈦硼合金，以提高鋁液的綜合機械性能；

S130在700℃～720℃時，再加入鋁鍶變質劑進行精煉變質處理；

S140采用旋轉式除氣機使用氬氣進行精煉除氣8～15分鐘，除去鋁液雜質，熔煉至730℃～750℃。

根據本發明的一實施例，所述鋁錠為ZL101A，鋁鍶合金中鍶的含量為10％。