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摘要：為實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保鑄造，根據(jù)某裝載機(jī)的變速箱箱體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及企業(yè)的現(xiàn)有生產(chǎn)條件，設(shè)計(jì)了裝載機(jī)變速箱箱體的消失模工藝及生產(chǎn)流程。生產(chǎn)表明，可采用發(fā)泡模具分片成形并粘結(jié)、烘干、傾斜澆注，且控制澆注溫度為1470±5℃，澆注負(fù)壓為0.05MPa，停負(fù)壓時(shí)間為3min，可獲得尺寸精度高、表面無飛邊毛刺、無鑄造缺陷的鑄件。

關(guān)鍵詞：裝載機(jī)；變速箱箱體；消失模鑄造；工藝設(shè)計(jì)

消失模鑄造的優(yōu)點(diǎn)是可避免制芯、配制芯砂、取模及修型等許多工序，鑄件尺寸精度高，屬于近凈型鑄造方法[1-3]。其缺點(diǎn)是泡沫模在高溫下汽化熱解出的產(chǎn)物很容易影響鑄件的表面質(zhì)量及鑄件的性能。消失模鑄造工藝設(shè)計(jì)的目的是能生產(chǎn)出表面和內(nèi)部質(zhì)量較好的優(yōu)質(zhì)鑄件，裝載機(jī)變速箱箱體是裝載機(jī)重要零件，因此對(duì)變速箱箱體消失模工藝設(shè)計(jì)是其生產(chǎn)實(shí)踐中的重要工作。

1生產(chǎn)條件及方法

鑄件為裝載機(jī)變速箱箱體，如圖1。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是三腔室階梯型箱體結(jié)構(gòu)，主要壁厚為12mm，熱節(jié)壁厚達(dá)40～50mm。鑄件質(zhì)量的主要要求是與各泵、閥面以及倒檔活塞工作面相接觸的重要部位不可存在任何雜渣、砂眼、變形、冷隔以及裂紋等鑄造缺陷。采用消失模鑄造方法，白區(qū)的泡沫塑料模樣材料為EPS珠粒，密度0.02，采用電熱絲切割制作[4]。鑄件外形尺寸為1086mm×490mm×605mm，頂面加工余量為6mm，側(cè)面和底面加工余量都為5mm，材質(zhì)為HT200，采用5t中頻爐熔煉。

2鑄造工藝及流程

2.1制模

該產(chǎn)品消失模白模模型制作方案：采用發(fā)泡模具分片成形，因裝載機(jī)變速箱箱體多處存在凸臺(tái)和法蘭，還存在較復(fù)雜內(nèi)腔，采用平行平面分片，分成9個(gè)模片，如圖2。選用熱溶膠作為泡沫模樣粘結(jié)劑，粘結(jié)縫密封，各尖角倒圓，粘接可靠。泡沫模的剛度較低，容易產(chǎn)生變形，用竹條拉筋在泡沫模的一些開口面進(jìn)行對(duì)粘，就可增加其剛度從而防止產(chǎn)生缺陷，其在變速箱箱體消失模中的位置如圖3。

2.2涂料

涂料是變速箱箱體鑄件獲得表面光潔鑄件的重要保障。此次選取桂林五號(hào)商品涂料作為裝載機(jī)箱體消失模涂料。涂料采用刷涂的方法，如果采用浸涂的方法模樣難以浸入涂料中，將模樣用力壓入時(shí)容易使模樣產(chǎn)生變形。此次裝載機(jī)箱體消失模的涂料厚度為1.5~2.0mm。在涂層烘干前，要把涂有涂層的泡沫模樣放在常溫下吹風(fēng)晾曬。烘房內(nèi)除了烘烤，還要加熱空氣循環(huán)的方式，可吹走涂料在表層的水分，加快黃模的烘干。控制烘房的相對(duì)濕度40%以下和烘干溫度為50~55℃為最佳方案。涂料時(shí)注意防變形，刷涂料時(shí)發(fā)現(xiàn)變形，要先校平，烘干時(shí)要放平整，如果變形要經(jīng)校平后再轉(zhuǎn)裝箱。

2.3裝箱

控制底砂厚度為200mm。裝箱時(shí)注意事項(xiàng)：底砂振實(shí)，刮出平面再放模型，在搬運(yùn)模型過程中要輕拿輕放，模型放好后注意檢查是否有變形。箱條上用鐵絲做砂鉤，并纏草繩，防止塌箱，箱條長度應(yīng)長出鑄件200mm以上。防止型砂充填不實(shí)的措施是將樹脂砂預(yù)埋。其澆注系統(tǒng)包括直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道，具體設(shè)置如圖4，采用傾斜澆注的方式，無冒口工藝。直澆道尺寸為70mm×70mm，橫澆道尺寸為60mm×60mm，內(nèi)澆道尺寸為40mm×70mm，L=80mm做成100mm，內(nèi)澆道連接在橫澆道上，內(nèi)澆道有2道，其位置如圖5。

2.4熔煉與澆注

熔煉時(shí)采用廢鋼為主要爐料，中速冷卻得到珠光體灰鑄鐵。此次設(shè)計(jì)的箱體零件的澆注溫度定為1470±5℃。澆注前進(jìn)行試抽氣。此裝載機(jī)變速箱箱體的澆注負(fù)壓選擇為0.05MPa，停負(fù)壓時(shí)間：3min。

2.5翻箱

澆注后，保溫180min，進(jìn)行翻箱。

2.6熱處理鑄件

還要進(jìn)行去應(yīng)力退火熱處理，具體工藝如2.7檢驗(yàn)經(jīng)檢驗(yàn)，沒有鑄件缺陷。

3工藝的合理性

由于此變速箱箱體的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，用其它的鑄造方法需要制芯、下芯、組芯和合箱等，使得其鑄造工藝非常復(fù)雜，而且對(duì)于鑄件的成品率也難以控制。但采用消失模鑄造工藝，則可以避免這些，使造型工序簡化很多，還可避免由型芯的尺寸誤差、位置誤差等因素所引起的鑄件缺陷和導(dǎo)致的鑄件廢品率。生產(chǎn)所得的鑄件，無飛邊毛刺，尺寸精度很高，清理的工作量小。

4結(jié)束語

生產(chǎn)裝載機(jī)變速箱箱體消失模鑄件，根據(jù)現(xiàn)有的生產(chǎn)條件，采用發(fā)泡模具分片成形并粘結(jié)、烘干、傾斜澆注，控制澆注溫度為1470±5℃，澆注負(fù)壓選擇為0.05MPa，停負(fù)壓時(shí)間為3min,可提高金屬液體的利用率，減少環(huán)境污染、工序等，成功解決了傳統(tǒng)砂型鑄造勞動(dòng)強(qiáng)度大、環(huán)境污染嚴(yán)重、生產(chǎn)過程復(fù)雜等問題，是值得被推廣的綠色鑄造工藝技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]樊自田，趙重，唐波，等.特種消失模鑄造技術(shù)[J].鑄造設(shè)備與工藝，2009（1）:17-21.

[2]郝文源，劉善江，傅駿，等.大中型電動(dòng)機(jī)殼消失模鑄造實(shí)踐[J].鑄造技術(shù)，2017，38（9）：2298-2300.

[3]黃天佑，黃乃瑜，呂志剛.消失模鑄造技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[4]賀國強(qiáng).支架的消失模鑄造工藝設(shè)計(jì)[J].鑄造，2007，56（9）：946-951.

作者：耿雪霄 唐輝龍 顏毅 單位：廣西科技大學(xué)