[发明专利]一种高速列车铸铝齿轮箱箱体金属型低压铸造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及铸铝齿轮箱铸造技术领域，尤其涉及一种高速列车铸铝齿轮箱箱体金属型低压铸造工艺。

背景技术

随着世界经济的高速发展，全球能源、环境问题的不断恶化，面对日益严重的交通拥堵，高速列车以速度快、运载量大、低能耗、低排放、大众化、安全舒适绿色环保的出行交通工具得到飞速发展。中国高铁在高速列车制造、高速铁路基础设施建造和高速铁路运营管理等方面都达到了世界先进水平。但是作为高速列车核心部件齿轮箱高度依赖进口，德国、日本等国际巨头正牢牢占据着中国市场。据相关报道，德国老牌齿轮箱福伊特供应中国高铁动车组车辆的齿轮箱箱体，连续出现裂纹、渗油、热轴等多起故障，中国铁路总公司已经要求车辆生产商暂停使用福伊特齿轮箱。停用齿轮箱将对中国高速列车动车组设计和制造、高速列车产生和运行、现有列车无合适零配件及时替换的尴尬，所以中国高速列车齿轮箱国产化迫在眉睫。

齿轮箱箱体是保证高速列车持续运行的关键部件，是高铁机械传动核心部件，精度要求高、制造难度大、承载载荷大、工作环境恶劣以及列车高速运行时承受非常复杂的交变应力。近年来为了达到减轻车辆自重目的，国内外已经成功将齿轮箱箱体采用高强度的铝合金代替铸铁合金。国内外铸铝齿轮箱箱体都是采用砂芯铸造，由于砂芯铸造工艺方式本身的缺点一直制约着铸铝齿轮箱箱体性能的提升。为了制造出性能更好的铸铝齿轮箱箱体研究一种新的铝合金铸造工艺方法尤为重要和紧迫。

发明内容

为了解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出了一种高速列车铸铝齿轮箱箱体金属型低压铸造工艺，铸造出来的铸件组织致密、轮廓清晰、内外表面光洁，机械性能稳定，内腔回油槽、润滑槽、迷宫、挡油板成形更加清晰，尺寸稳定一致性好，毛坯重量轻加工余量少，铸造出品率高。

本发明提出的一种高速列车铸铝齿轮箱箱体金属型低压铸造工艺，包括如下步骤：

S1、根据S1的三维造型并结合金属型低压铸造工艺确定铸造工艺参数；

S3、根据S2确定的铸造工艺参数绘制铸件毛坯三维，按照铸件毛坯三维并结合S2的确定的铸造工艺参数进行模流分析，确定最终的铸造工艺方案以及最终铸件毛坯三维；

S4、根据S3的最终铸造工艺方案、最终铸件毛坯三维并结合金属型低压铸造模具特点以及设备参数，设计铸造模具造型；

S5、根据S4设计出的铸造模具造型制造金属型低压模具和内腔树脂砂热芯盒模具；

S6、用S5制造好的热芯盒砂芯模具压制树脂砂齿轮箱内腔砂芯、迷宫砂芯、回油槽砂芯、挡油板砂芯，然后在砂芯表面刷上耐火涂料，；

S7、将S5制作完成的金属型低压模具进行喷砂处理，安装到低压铸造机台上，然后对整个模具预热，并对模具成型部位喷涂料；

S8、按照金属型低压铸造工艺将熔炼之后的铸造合金材料加入低压铸造机保温炉内；

S9、将S6制造出的内腔砂芯、迷宫砂芯、回油槽砂芯、挡油板砂芯安装在低压铸造机上；

S10、根据S2的铸造工艺参数浇注产品；

S11、根据铸造合金材料的特性对S10的产品进行T6热处理得到最终产品。

优选的，在S2中，工艺参数包括合金材料化学成分、浇注系统、加工余量和分型面。

优选的，在S7中，根据金属型低压铸造工艺分区域对金属型低压铸造模具预热，使得模具从下到上温度逐渐下降，保证铸造模具进料口温度为380℃-400℃，模具顶部温度为300℃-320℃；涂料要均匀喷布，使得涂料厚度和保温性按照从下到上顺序从厚到薄、从强到弱，涂料的厚度为0.2-0.5mm。

优选的，在S8中，加入低压铸造机保温炉内的铸造合金材料的绝对密度为2.63-2.67g/cm²。

优选的，还包括以下步骤：

S12、按照铸件技术要求对S11中的最终产品进行尺寸检验、表面荧光探伤、重要部位X射线探伤。

优选的，还包括以下步骤：

S13、对S12中的检验合格的产品进行去毛刺处理和表面抛丸。

优选的，在S10中，产品浇注的温度在720℃-740℃，充型压力为0.025MP-0.035MP，充型时间为15-20s，保压压力为0.05MP-0.07MP，保压时间10-12min。