[发明专利]一种轻量化的铝合金八轴齿轮箱及其低压金属型铸造工艺

说明书

本发明提供的一种轻量化的铝合金八轴齿轮箱及其低压金属型铸造工艺，其包括步骤：S100熔炼铸造液，将铝合金原料熔炼形成铸液；S200低压浇注，多段式升压铸造，铸造压力为0.2MPa～0.6MPa，浇注温度为710℃～730℃；S300开模顶取铸件。从而通过低压金属型铸造铝合金八轴齿轮箱替代球铁八轴齿轮箱，实现轻量化与节能，采用低压金属型铸造替代传统砂型铸造，提高铝合金齿轮箱的机械性能，同时有效降低制造成本并切实做到环保、减排。

技术领域

本发明涉及一种铝合金材料技术领域，具体地说，是一种轻量化的铝合金八轴齿轮箱及其低压金属型铸造工艺。

背景技术

随着中国制造业的发展，许多原来从国外进口的技术、零件甚至整台套设施，都国产化，且不断地进行更新，制造过程更考虑环保，制造成本更低。齿轮箱作为大型的轨道交通动力机车上的重要配件，在国内发展经历了进口、国产化，从原来合金铸铁逐渐向轻量化发展。

八轴齿轮箱的结构复杂，需承受的载荷较大，其性能好坏直接影响高速动力机车的运行，对齿轮箱的要求较为严格，必须达到较高的强度、刚性和塑形，因而八轴齿轮箱一般通过球铁铸造来满足使用要求，由于八轴齿轮箱的外型结构复杂，铸造模具内腔需要8个砂芯组合形成，铸造工艺难点多。传统方法所制的齿轮箱较重，耐腐蚀性差，机械加工成本高。如今逐步用高强度铝合金材料替代原先的球铁材料，铝合金铸造方法一般传统工艺采用的是砂型低压铸造，但缺点甚多。尤其采用砂铸制造时，将树脂和砂粒混合制成树脂砂，当树脂被铝水燃烧掉时，产生较大的刺激性气味，造成环境污染，影响操作空间的环境以及操作人员的身体健康，同时树脂属于自然能源，长期使用造成浪费也增加制造成本。另外，由于铝的比重轻，铸液中的杂质和夹渣容易卷入铝液中，比较容易造成铸件缩孔或缩松缺陷的出现，严重影响产品性能，使得砂型低压铸造的铝合金材料性能不高。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种轻量化的铝合金八轴齿轮箱及其低压金属型铸造工艺，其通过低压金属型铸造铝合金八轴齿轮箱替代球铁八轴齿轮箱，实现轻量化与节能，采用低压金属型铸造替代传统砂型铸造，提高铝合金齿轮箱的机械性能，同时有效降低制造成本并切实做到环保、减排。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种轻量化的铝合金八轴齿轮箱，其铝合金成分按质量百分数计为硅6.5％～7.5％、镁0.25％～0.45％、钛0.08％～0.2％、锰≤0.1％、锌≤0.1％、锆≤0.2％、铜≤0.1％、铁≤0.2％、硼0.1％～0.3％、锶0.2％～0.4％、余量为铝。

根据本发明的一实施例，所述铝合金成分按质量百分数计为硅7.13％、镁0.38％、钛0.1％、锰≤0.01％、锌≤0.01％、锆≤0.02％、铜≤0.01％、铁≤0.1％、硼0.2％、锶0.3％、余量为铝。

一种轻量化的铝合金八轴齿轮箱的低压金属型铸造工艺，其包括步骤：

S100熔炼铸造液，将铝合金原料熔炼形成铸液；

S200低压浇注，多段式升压铸造，铸造压力为0.2MPa～0.6MPa，浇注温度为710℃～730℃；

S300开模顶取铸件。

根据本发明的一实施例，所述步骤S100包括步骤：

S110将铝锭熔炼到670℃～690℃；

S120加入铝钛硼合金，以提高铝液的综合机械性能；

S130在700℃～720℃时，再加入铝锶变质剂进行精炼变质处理；

S140采用旋转式除气机使用氩气进行精炼除气8～15分钟，除去铝液杂质，熔炼至730℃～750℃。

根据本发明的一实施例，所述铝锭为ZL101A，铝锶合金中锶的含量为10％。