Hxb2 轴箱铸造方法
【专利摘要】本发明提供一种HXB2轴箱铸造方法，其中，包括以下步骤：根据铸件产品图样设计铸造工艺毛坯图；按毛坯图制作工装模样1套，并准备外型冷铁2片/型、保温发热冒口70/100的四个，保温发热冒口60/90的两个；放入1200×1200砂箱造型，造型的同时制备砂芯；将四块砂芯下入型腔并合箱；浇注砂型；落砂整理，切割保温发热冒口和浇冒口。上述技术方案，铸造工艺的设计必须经过系统的分析、计算，合理的浇注位置、冒口并配合冷铁的使用不仅能有效的提高冒口的补缩效率，节约钢水量，提高工艺出品率，还能有效的避免缩孔、缩松、裂纹等缺陷的产生，得到品质优良的铸件。
【专利说明】HXB2轴箱铸造方法【技术领域】[0001]本发明涉及机械技术，尤其涉及一种HXB2轴箱铸造方法。【背景技术】[0002]在电力机车的走行部分中，通常会用到轴箱，其结构均为圆筒加箱形类。HX2B轴箱 是HX2B系列型机车的重要受力件。[0003]现有HX2B轴箱的工艺如图1所示，在HX2B轴箱各热节部位均设置了内冷铁，切割 及解剖加工后均没有发现缩孔、缩松存在，便投入批量生产。[0004]从图2a_图2c可以看出，在铸件冷铁位置，横向补缩距离不够，容易使铸件产生缩 孔；轴孔冒口离拉杆连接部位较远，不易使钢水对其产生补缩，从而减少了冒口对铸件的补 缩作用而产生缩孔。[0005]采用国内现有工艺生产的轴箱存在的主要问题如下:[0006]a、在运行过程中发现运行达30万公里轴箱与拉杆连接部位容易产生裂纹，产生 裂纹部位如图1所示。[0007]b、通过对轴箱存在的不同程度的缺陷进行分析，并采取补焊、回火工艺，虽然能达 到使用要求，但是在重要部位仍有缺陷存在；[0008]C、缺陷焊修后不可能完全达到100%探伤无任何缺陷。[0009]d、工艺出品率低，浪费钢水，导致铸造成本较高。[0010]轴箱运行中产生裂纹若没及时发现，后果非常严重，它会直接影响行车安全性。于 是在铸造工艺方面大做文章，做了一些改进:重新设计铸件工艺，并加放了补缩用冒口及铬 铁矿砂等；避免了裂纹缺陷的产生。
【发明内容】
[0011]本发明提供一种HXB2轴箱铸造方法，用于优化得到的铸件的质量。[0012]本发明提供了一种HXB2轴箱铸造方法，其中，包括以下步骤:[0013]根据铸件产品图样设计铸造工艺毛坯图；[0014]按毛坯图制作工装模样I套，并准备外型冷铁2片/型、保温发热冒口 70/100的 四个，保温发热冒口 60/90的两个；[0015]放入1200X1200砂箱造型，造型的同时制备砂芯；[0016]将四块砂芯下入型腔并合箱；[0017]浇注砂型；[0018]落砂整理，切割保温发热冒口和浇冒口。[0019]如上所述的HXB2轴箱铸造方法，优选的是，所述落砂整理，切割保温发热冒口和 浇冒口之后还包括:[0020]一次抛丸后整理打磨；[0021]热处理后二次抛丸；[0022]将铸件修整后交检；[0023]加工后磁粉探伤。[0024]如上所述的HXB2轴箱铸造方法，优选的是，所述浇注砂型的浇注系统为底铸，直 浇口从轴孔端头通过。[0025]如上所述的HXB2轴箱铸造方法，优选的是，[0026]所述保温发热冒口位于所述HXB2轴箱与拉杆连接处的下部和下部。[0027]上述技术方案，通过制定新工艺，改变分型方法，使分型面移至中心线位置，内浇 口从轴孔端面进入。铸造工艺的设计必须经过系统的分析、计算，合理的浇注位置、冒口并 配合冷铁的使用不仅能有效的提高冒口的补缩效率，节约钢水量，提高工艺出品率，还能有 效的避免缩孔、缩松、裂纹等缺陷的产生，得到品质优良的铸件。【专利附图】
【附图说明】[0028]图1为现有铸造方法产生裂纹的部位；[0029]图2a-图2c为现有铸造工艺示意图；[0030]图3为本发明实施例提供的HXB2轴箱铸造方法流程示意图；[0031]图4a和图4b为上、下型造型生产布置图；[0032]图5a为1#砂芯示意图；[0033]图5b为2#砂芯示意图；[0034]图5c为3#砂芯示意图；[0035]图5d为4#砂芯示意图；图6为本发明实施例提供的HXB2轴箱铸造工艺图。[0036]附图标记:[0037]保温发热冒口 10 ;浇冒口 20。【具体实施方式】[0038]图3为本发明实施例提供的HXB2轴箱铸造方法流程示意图，图4a和图4b为上、 下型造型生产布置图，图5a为1#砂芯示意图，图5b为2#砂芯示意图，图5c为3#砂芯示 意图，图5d为4#砂芯示意图。[0039]本发明实施例提供一种HXB2轴箱铸造方法，其中，包括以下步骤:[0040]步骤1、根据铸件产品图样设计铸造工艺毛坯图；[0041]步骤2、按毛坯图制作工装模样I套，并准备外型冷铁2片/型、保温发热冒口 70/100的四个，保温发热冒口 60/90的两个；[0042]上述步骤2中，保温发热冒口位于HXB2轴箱与拉杆连接处的下部和下部。[0043]步骤3、放入1200X1200砂箱造型，造型的同时制备砂芯；[0044]步骤4、将四块砂芯下入型腔并合箱；[0045]步骤5、浇注砂型。[0046]上述步骤5中，浇注砂型的浇注系统为底铸，直浇口从轴孔端头通过。[0047]步骤6、落砂整理，切割保温发热冒口和浇冒口。[0048]进一步地,步骤6之后还包括:[0049]步骤7、一次抛丸后整理打磨；[0050]步骤8、热处理后二次抛丸；[0051]步骤9、将铸件修整后交检；[0052]步骤10、加工后磁粉探伤。[0053]下面以一个实例具体描述上述工艺流程:[0054]1、浇注位置及分型面的确定[0055]铸件现有的浇注位置能获得健全的铸件，并使造型、制芯、清理方便，只是不利于铸件的补缩，把分型位置调整后，拉杆部位增加冒口后可使其被补缩部位而不产生缩孔，故确定分型面移至中心线位置，内浇口从轴孔轴端侧进入。[0056]2、铸造收缩率的确定[0057]铸造收缩率与铸造金属的体收缩率、线收缩起始温度、铸件结构、铸型种类、浇冒口系统结构、砂型和砂芯的退让性有关。现在我们所制定的铸造工艺是用树脂砂造型、制芯，比原工艺冒口多。考虑到用树脂砂造型、制芯，故铸造收缩率仍取20%。。[0058]3、冒口的设计计算[0059](I)轴孔端的模数 [0060]V#1=2272X3.14X88 — 1772Χ3.14 X 51 — 120.52 X 3.14 X (88 — 51) =7 5 4 8 4 7 5.22[0061]S # !=454 X 3.14 X 88 + 241X3.14X (88 — 51) + 3 54 X 3.14 X 51 + (2 2 72 — 1772) X3.14 + (1772 — 120.52) X 3.14=247146.97[0062]M#1=V#/Sfr !=7548475.22 + 247146.97=30.5[0063](2) 2端的模数[0064]V # 2 = 2402 X 3.14 X 58 + 1/3 X 3.14 X ( 1 13-58) X (2252 + 1682 + 225Χ168)-171.52Χ3.14X71 — 120.52Χ3.14Χ (108 — 71) — 1352Χ3.14Χ (113 — 108)=8674943.94[0065]S # 2=480X3.14X58 + 3.14X79.2Χ (225+168) + (2402 — 171.52) X 3.14 + (171.52 — 120.52) Χ3.14 + 343X3.14X71 + 120.5X3.14Χ (108 — 71) + 270X3.14Χ (113 — 108)=415129.509[0066]M#2=V#2/S# 2=8674943.94 + 415129.509=20.9[0067]( 3 )拉杆连接部位冒口的设计计算[0068]M 冒=M件 X 1.2[0069]M胃！=Mft!X 1.1=30.5X 1.2=36.6[0070]Mf2=Mft2Xl.1=20.9X 1.2=25.08[0071]由《铸钢手册》第五卷表3— 253可知:[0072]I端的冒口尺寸为腰形冒口 2个，160X240X240，[0073]2 端的冒口为 95X 115X205。[0074]3拉杆连接部位冒口 70/100发热冒口。[0075]原工艺的冒口尺寸为:1端130X230X180,2端130 X 230 X 180，拉杆连接部位外冷铁和内冷铁。[0076]从冒口尺寸对比可以看出，I端冒口设计合理，补缩能力尚足；2端冒口设计大，原工艺冒口设计不合理。拉杆连接部位的冷铁满足不了补缩的要求。[0077](4)计算冒口的补缩能力:[0078]设计冒口材质E300-520，其化学成份为:[0079]C0.22 ~0.28 Si0.30 ~0.45 Mnl.10 ~1.30 P ≤ 0.04 S ≤ 0.04[0080]据《铸造工艺学》表7 —16查得:[0081]体收缩系数ε = ε。十ε χ ；[0082]ε c=4.6% ；[0083]ε χ= Σ Ki^Xi ； [0084]Mn 的 Kf+0.0585 ；[0085]Si 的 Ki=+!.03 ；[0086]取Mn 的 Xi=L 2%;[0087]Si 的 Xi=0.37% ；[0088]故ε =4.6% + 1.2%X 0.0585 + 0.37%X 1.03=5.06%[0089]由《铸造工艺学》表7— 13查得保温冒口的补缩效率η =25%，由公式7 — 17得可补缩铸件的最大体积为[0090]V件=V冒 X ( n - ε ) + ε =612000X (25 — 5.06) +5.06=4896000[0091]而铸件的体收缩为[0092]V 缩!=V #1Χ ε =7548475.22X5.06%=377423.761[0093]V # 2=V 件 2 X ε =8674943.94X5.06%=438952.2[0094]冒口的补缩能力虽然远远大于铸件所需的补缩体积，由于在设计计算时只计算了局部的模数，所以冒口不再减小。[0095](5)冷铁的确定[0096]由《铸造工艺学》表7— 21查得外冷铁的尺寸为t= (0.5~0.7) a得[0097]t=0.5X25=12，取冷铁厚度为 12。[0098]根据铸件尺寸确定冷铁尺寸为12X80X80，每型2片。[0099](6)浇注系统的设计计算[0100]在生产中使用的钢水包的注口直径为Φ65，从未产生变化，故浇注系统仍采用原浇注系统尺寸。[0101](7)小批量试制[0102]首先生产2件(163、164)，加工后没有发现铸造缺陷，随后又生产了 6件，跟踪加工过程仍然没有铸造缺陷存在，随后投入批量生产，到现在已生产400多件，质量稳定，且探伤无缺陷。[0103]本实施例通过制定新工艺，改变分型方法，使分型面移至中心线位置，内浇口从轴孔端面进入。[0104]本发明的HXD2B轴箱的铸造工艺及生产方法包括以下几个步骤:[0105]步骤1、根据铸件产品图样设计铸造工艺毛坯图；[0106]步骤2、按毛坯图制作工装模样I套。[0107]步骤3、放入1200 X 1200砂箱造型，造型前在图4a和图4b所示部位放置2个保温发热冒口，规格70/100 ;造型的同时制备砂芯，2#、3#、4#芯子用树脂砂制芯，3#、4#芯制芯时按图5放入保温发热冒口和外冷铁，1#芯子用水玻璃砂制芯。[0108]步骤4、将4块砂芯下入型腔并合箱，1#芯下芯后，用石棉绳将外型与芯子之间的缝隙堵住，以免跑钢水。[0109]步骤5、浇注砂型:全面检查砂型紧固卡子是否打紧，从砂箱定位销孔处检查上、 下砂型是否偏箱，控制浇注温度≤1580°C。钢水包眼距浇口杯力求在100~200mm之间， 浇注过程不准断流(浇注过程发生跑火时例外)，掌握慢-快-慢的原则，浇满后，稍停，点浇 2~3次。[0110]步骤6、落砂整理，铸件浇注后5小时方可开箱，先浇先开。切割浇冒口(包括飞边毛刺);[0111]步骤7、一次抛丸后整理打磨；[0112]步骤8、热处理后二次抛丸；二次抛丸对局部不平整的面进行打磨，与本体平滑过渡。[0113]步骤9、将铸件修整后交检；[0114]步骤10、加工后磁粉探伤。[0115]上述技术方案具有以下优点: [0116]本发明通过制定新工艺，改变分型方法，使分型面移至中心线位置，内浇口从轴孔端面进入。[0117]铸造工艺的设计必须经过系统的分析、计算，合理的浇注位置、冒口并配合冷铁的使用不仅能有效的提高冒口的补缩效率，节约钢水量，提高工艺出品率，还能有效的避免缩孔、缩松、裂纹等缺陷的产生，得到品质优良的铸件。[0118]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制； 尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【权利要求】
1.一种HXB2轴箱铸造方法，其特征在于，包括以下步骤: 根据铸件产品图样设计铸造工艺毛坯图； 按毛坯图制作工装模样I套，并准备外型冷铁2片/型、保温发热冒口 70/100的四个，保温发热冒口 60/90的两个； 放入1200 X 1200砂箱造型，造型的问时制备砂心； 将四块砂芯下入型腔并合箱； 浇注砂型； 落砂整理，切割保温发热冒口和浇冒口。
2.根据权利要求1所述的HXB2轴箱铸造方法，其特征在于，所述落砂整理，切割保温发热冒口和浇冒口之后还包括: 一次抛丸后整理打磨； 热处理后二次抛丸； 将铸件修整后交检； 加工后磁粉探伤。
3.根据权利要求1所述的HXB2轴箱铸造方法，其特征在于，所述浇注砂型的浇注系统为底铸，直浇口从轴孔端头通过。
4.根据权利要求1所述的HXB2轴箱铸造方法，其特征在于， 所述保温发热冒口位于所述HXB2轴箱与拉杆连接处的下部和下部。
【文档编号】B22C9/24GK103551509SQ201310373407
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年8月24日 优先权日:2013年8月24日
【发明者】韩秀红, 槐恩惠, 扈玉兰 申请人:中国北车集团大同电力机车有限责任公司