減速機箱體鑄造需圍繞 “無滲漏、高精度、抗振動” 核心要求,結合箱體結構(水平剖分、軸承座孔、油道)和常用材質(HT250 灰鐵、QT500 球墨鑄鐵),重點把控造型、熔煉、澆注三大環節,同時針對性解決氣孔、縮孔、砂眼等常見缺陷,具體流程與關鍵控制點如下:
前期需根據箱體工況(負載、轉速)確定材質,再匹配適配的鑄造工藝,為后續生產奠定基礎。
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材質選擇:匹配工況需求
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HT250 灰鐵:最常用材質,適合中輕載減速機(傳遞功率≤20kW)。優勢是鑄造流動性好、減震性優(石墨片吸震)、成本低,能滿足常規箱體對強度(抗拉≥250MPa)和密封性的要求,需控制碳當量 3.6%-3.8%(保證流動性)。
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QT500-7 球墨鑄鐵:適合重載、抗沖擊減速機(如礦山機械用)??估瓘姸?ge;500MPa、延伸率≥7%,韌性遠高于灰鐵,可承受高頻沖擊,但鑄造時需嚴格控制球化率(≥90%),避免球化不良導致強度下降。
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工藝設計:適配箱體結構
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分型面設計:采用水平分型,分型面與箱體剖分面重合,方便上下箱合箱,同時保證軸承座孔、法蘭等關鍵部位在同一砂型內成型,減少錯邊量(≤0.3mm)。
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砂芯設計:軸承座孔、油道需單獨制作砂芯,砂芯之間用定位銷定位,配合間隙≤0.5mm;油道砂芯需預留 φ8-10mm 排氣孔,避免澆注時氣體滯留形成氣孔。
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澆注系統設計:中大型箱體(重量≥50kg)用底注式 + 階梯澆道,減緩金屬液沖擊(防止砂芯沖蝕);小型箱體用頂注式,保證快速填充(避免冷隔);在軸承座凸臺、法蘭根部等熱節處設置冒口,冒口體積為熱節體積的 1.5-2 倍(灰鐵)或 2-2.5 倍(球墨鑄鐵),確保補縮充足。
從造型到澆注的每一步都直接影響箱體質量,需嚴格把控參數,避免缺陷產生。
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型砂選擇與配比:
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優先用樹脂砂(適合復雜結構),石英砂含泥量≤2%、粒度 50-100 目,樹脂加入量 1.2%-1.5%,固化劑(對甲苯磺酸)加入量為樹脂的 30%-40%,確保型砂緊實度 85-90(抗壓強度≥8MPa),避免型腔變形。
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砂芯表面涂覆鋯英粉涂料(厚度 0.2-0.3mm),增強耐高溫性,防止粘砂(尤其軸承座孔砂芯,粘砂會導致后續加工余量不足)。
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砂芯處理:
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砂芯經 120-150℃烘干 2-3 小時,水分≤1%,冷卻至室溫后再裝配,避免砂芯帶溫裝配導致型砂開裂。
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裝配后用壓縮空氣(0.4-0.6MPa)吹掃型腔,清除殘留砂粒,防止砂眼。
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灰鐵(HT250)熔煉:
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中頻感應電爐熔煉,爐料配比:生鐵 40%-50%、廢鋼 20%-30%、回爐料 20%-30%,控制化學成分:C 3.2%-3.5%、Si 1.8%-2.2%、Mn 0.8%-1.0%、S≤0.12%。
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出鐵溫度 1420-1450℃,隨流加入 75SiFe 孕育劑(加入量 0.6%-0.8%),細化石墨,避免白口。
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球墨鑄鐵(QT500-7)熔煉:
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爐料中廢鋼占比提升至 30%-40%(降低碳含量),出鐵溫度 1500-1530℃,采用 “沖入法” 球化:包底放入 Mg-Si 球化劑(加入量 1.2%-1.5%),金屬液沖入包內,攪拌均勻;再分兩次孕育(隨流孕育 0.4%、型內孕育 0.2%),保證球化率。
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澆注溫度:灰鐵 1350-1380℃、球墨鑄鐵 1380-1410℃,根據箱體壁厚調整(厚壁取下限,薄壁取上限),溫度過低易導致澆不足,過高則增加收縮缺陷。
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澆注速度:保持穩定(0.8-1.2kg/s),避免斷流;澆注時觀察冒口,待冒口液面上升至設計高度的 2/3 時,緩慢補澆至滿,確保補縮效果。
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擋渣措施:澆口杯內放置泡沫陶瓷過濾片(孔徑 20-30μm),過濾金屬液中的夾渣;澆注后在冒口表面覆蓋保溫劑(珍珠巖),延長冒口凝固時間。
鑄造完成后需通過清理、時效處理消除應力,再經嚴格檢測,保證箱體符合使用要求。
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后續處理:
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落砂與清理:鑄件冷卻至 400-500℃(灰鐵)或 300-400℃(球墨鑄鐵)時落砂,避免高溫落砂開裂;采用噴丸處理(鋼丸直徑 1.5-2mm)去除表面粘砂,人工修磨澆冒口殘留(修磨后表面平整,無尖銳棱角)。
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時效處理:灰鐵箱體進行人工時效(250-300℃保溫 4-6 小時),球墨鑄鐵箱體進行去應力退火(550-600℃保溫 2 小時),消除鑄造內應力,防止后續加工變形。
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質量檢測:
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外觀檢測:表面無直徑≥1mm 的氣孔、砂眼,無長度≥5mm 的裂紋;剖分面平面度≤0.02mm/m(用平尺檢測)。
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內部檢測:超聲波探傷儀檢測軸承座、法蘭等關鍵部位,無直徑≥3mm 的縮孔或裂紋;球墨鑄鐵箱體需抽檢石墨球化率(≥90%)。
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密封性檢測:箱體裝配后進行水壓試驗(0.3-0.5MPa 保壓 30 分鐘),無滲漏(重點檢查油道、軸承座孔密封面)。
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尺寸檢測:用三坐標測量機檢測軸承座孔尺寸(精度 IT7 級)、孔位公差(≤0.05mm),確保與軸承配合間隙符合要求。
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