2019年第5期
工艺试验与应用
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变速箱铸造的典型问题及其解决措施
变速箱体是机车的关键部件之一，材质为HT250，铸件轮廓尺寸为1 400 mm×400 mm×360 mm，重约270 kg，变速箱体铸件如图1所示。铸件壁厚相差较大（最大壁厚为75 mm，最小壁厚为7 mm）。箱体上设计有较多的散热筋，散热筋薄、并且间距小，增加了铸
造难度。
图1 变速箱体铸件
Fig.1 Graph of gearbox casting
凯迪拉克cts3.61 铸造工艺
根据该铸件的结构特点和技术要求，采用组芯造型、轴承孔朝上、内腔砂芯通过轴孔悬挂在型腔、底注式浇注系统的铸造工艺，选用呋喃树脂砂和醇基锆英粉涂料造型、制芯工艺。浇注系统尺寸为：横浇道截面为140 mm×40 mm×8 mm，内浇道分布在铸件的底面脚板处，每块脚板处各3道。每型2件。砂箱尺寸：上箱为2 000 mm×2 000 mm×250 mm，下箱2 000 mm×2 000 mm×460 mm。
2 试制中的典型问题及成因分析
2.1 夹砂缺陷
根据铸件结构的特点，铸型分为上、下型：上型为平箱；下型的型腔高度为360 mm，共由6只砂芯组芯而成。底面有固定箱体的4块脚板凹在底平面。形成夹砂缺陷的主要原因：（1）落中间两只砂芯时，容易碰擦两侧砂芯，造成擦砂；（2）下芯前，对型腔清理不干净；（3）砂芯上散热筋板中夹杂
的砂粒，在下芯过程中有散砂掉入型腔；（4）合箱前未将型腔的残砂等杂物清理干净；（5）合箱时，盖箱和砂芯碰擦破损砂落入型腔；（6）合箱后紧固时，砂型芯的强度不够，产生砂型（芯）压崩等。
2.2 冷隔缺陷[1]
冷隔缺陷易产生在铸件散热筋部位（图2），与浇注温度和速度有关。形成冷隔缺陷的主要原因：（1）由于底注式浇注系统在浇注过程中，金属液从底部向上逐步升高，越向上金属液温度越低，流动性也越差，再加上散热筋较薄，金属液氧化严重；（2）浇注过程中发生断流或跑火。
报废汽车给多少钱2.3 缺肉
缺肉缺陷主要发生在铸件的散热筋上，该部位壁厚较薄，在涂刷醇基石墨粉涂料时，易堆积在筋板型腔的底部，造成铸件局部残缺不全。
张连，李业林，张 明
（中车戚墅堰机车有限公司 ，江苏 常州，213011）
摘要：介绍了变速箱铸件的结构特点和试制的铸造工艺，并且对在试制过程中遇到的夹砂、冷隔、缺
肉及粘砂等铸造缺陷进行了分析。根据产生铸件缺陷的原因，提出了相应的解决这些铸造缺陷的措施，从而有效地消除了铸件缺陷，提高了铸件的成品率。
关键词：变速箱；铸造缺陷；分析；措施
风神汽车中图分类号：TG245 文献标识码：B 文章编号：1673－3320（2019）05－0031－03
收稿日期：2019-05-05修订日期：2019-08-05
作者简介：张连（1968-）男，高级技师，主要从事铸件铸造工作。
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2.4 粘砂
粘砂主要产生于散热筋部位（图3）。砂芯用树脂砂制作，等硬化起模时，由于筋板数量多（一侧有40块筋板），加上树脂砂硬化后的退让性小，起模时会把筋板处的砂芯（型）起坏。虽经修补好，砂
芯（型）也会影响铸件的表面光洁度，筋板处涂料较稀也会产生粘砂
残缺。
图3 散热筋部位的粘砂缺陷
Fig. 3 Defects of sand burning in radiating rib structure of
casting
3 防止措施
3.1夹砂缺陷的防止措施
严格控制型（芯）质量，保证型（芯）砂试样性能合格[2]。
造型、制芯过程中，混砂机混砂开始时先用托盘等
器具将头砂收集起来，铸型填砂时，先沿芯座部位填入型砂，再向铸件型腔部位移动，待树脂砂覆盖模样后（厚度20 mm 以上），再将先前收集的头砂倒入砂箱内，既保证了砂型（芯）的强度，又避免了浪费。
下芯前，先把型腔及砂芯表面及散热筋中的残砂清理干净。落芯时，先落1#芯，再落两侧2#芯、3#芯，便于2#芯、3#芯底部与底箱两侧脚板看清，并在1#芯两侧上的2#芯、3#芯的接口处，各插入一块1.5 mm 厚度的铁皮（图4），便于在落5#芯时，预防与两侧的2#芯、3#芯碰擦掉下的砂粒。5#芯是由6#芯落在5#芯
上组成，中间有一块355 mm×18 mm 挡油板的壁厚，这时，用压缩空气第一次清理型腔，再落5#芯
时，要做到轻、准、稳。落好后并拔出两块铁皮，第二次用压缩空气把型腔落下的残砂吹干净，再落4#芯。落4#芯时，先将砂芯距2#芯、3#芯接口处30 mm×40 mm，再向前移动，到位即可。这样，使整个型腔中没有因落芯碰撞造成的残砂来确保型腔干净，涌箱时，也要注意，不让砂粒掉入型腔中。
合箱时，先把盖箱上的浇冒口及排气出口放好，吊起盖箱时，注意平稳，尽量使上箱与下箱水平，看准定位合箱。紧固时，要对角同时紧固，并用纸板盖好浇冒
长安铃木天语三厢口等待浇注，防止外部碎砂掉入型腔。
图4 各插入一块1.5 mm 厚度的铁皮
Fig.4 1.5 mm thickness of iron sheet which was inserted
into the interface between two sand cores
3.2 冷隔缺陷的防止措施
消除冷隔缺陷主要是通过防止跑火，合理控制浇注温度和金属液充型平稳不断流。合箱前，先在分型面距型腔约60 mm 处设置一圈Φ8 mm 封箱泥条（图5），采用螺栓对角同时紧固，防止跑火。浇注时，浇注温度控制在1 360～1 370 ℃范围内，浇注时要对准浇口杯，保证浇口杯呈充满状态，使金属液平稳不间断充满
型腔，浇注时间＜30 s。
图 2 铸件散热筋部位的冷隔缺陷
Fig.2 Cold shut mark in radiating rib structure of
casting
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图5 在分型面距型腔约60 mm 处设置一圈Φ8 mm 封箱泥条Fig.5 Sealing slime for casting which was installed on the
parting surface 60 cm away from the cavity
3.3 缺肉缺陷的防止措施
解决缺肉缺陷的主要方法是改变涂刷方法，采用淋涂工艺。
制芯设置砂芯吊环时，设置在砂芯厚度的2/5处，这样砂芯起吊时，就会有点向前倾、形成一个约25°角，便于在淋涂时进入散热筋部位的涂料能顺畅流出。淋涂前，先对砂芯上的散热筋部位用压缩空气吹干净，
用控制好波美度的涂料浓度。淋涂时，从上向下淋，散热筋里面多余的涂料会自动流出，不会产生堆积涂料来消除缺肉缺陷。
3.4 粘砂缺陷的防止措施
消除粘砂采用增加砂芯的散热筋部位紧实度，不起伤破损，涂料完整。注意砂芯散热筋部位的紧实度。在制芯的填砂时，把散热筋覆盖后，对每根筋之间填实，
再填入型砂，这样出来的砂芯子的散热筋部位就比较紧实。砂芯破损，把散热筋做成活块，每6根筋做成（局部4根）一块，便于起模而不会起伤砂芯，确保砂芯完好无损。采用了淋涂、不会有漏涂。
4 结论
通过造型、制芯、淋涂、下芯、合箱、浇注及模型散热筋制作活块等方面的改进措施，有效地解决了变速箱体铸件的夹砂、冷隔、缺肉及粘砂等缺陷，保证了铸
件的质量。
参考文献
[1]陈国帧，肖柯则，姜不居.铸件缺陷与对策手册[M].北京：机械工业出版社，1996（2010.10重印）：155-170.[2]郭永斌，彭凡，原晓雷，等.呋喃树脂砂冲砂原因和预防工艺研究[J].铸造,2015, 64(10).
求二手十吨洒水车Typical Problems in Gearbox Casting and Solutions to Them
ZHANG Lianqun, LI Yelin, ZHANG Ming
(CSR Qishuyan Locomotive Co., Ltd., Changzhou 213011, Jiangsu China)
Abstract: The characteristic configuration and casting technology of trial-producing for gearbox were introduced. The casting defects such as sand inclusion , cold-shut , misrun ,sand burning and so on that formed during the trial-producing were analyzed. On the basis of the reason why the defects formed the corresponding solutions to them were put forward, thus removing the casting defects, and increasing percentage of the qualified castings. Key words: Gearbox; Casting defect; Analysis; Prevention
（编辑：青松，zzgc@foundry；编审：娅楠，yuanyajuan@foundry）
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