拖拉機變速箱體鑄造熔煉過程控制

王猛 唐太元

摘?要：本文通過對拖拉機球墨鑄鐵變速箱鑄造工藝分析研究，提出其熔煉、澆注生產過程相關控制要求，通過加強過程控制可實現合格的鑄造產品。

關鍵詞：拖拉機;箱體;球墨鑄鐵;熔煉

一、概述

拖拉機變速箱是整機結構中重要總成件，連接發動機與后橋總成，承擔著改變拖拉機行駛速度、輸出扭矩，對其箱體結構和強度要求比較高，變速箱體生產一般采用鑄造工藝，箱體材質一般為HT250。近年來，隨著農業產業發展，為了適應復合農機具作業需求，對拖拉機功率要求越來越大，導致對變速箱強度要求提高。我公司新產品開發過程中，為提高產品使用性能和可靠性，100馬力以上機型變速箱體設計采用球墨鑄鐵QT450-10，生產過程中通過合金化處理，實現強化基體組織，生產出的箱體滿足大馬力拖拉機作業使用要求。

二、產品結構及設計技術要求：

1.箱體結構：其形狀復雜、壁薄，兩端帶凸緣連接邊，內部為空腔，外部帶部分凸臺，表面具有多處加工部位，屬于異型箱體結構（如圖），生產方式采用鑄造成型。

2.箱體鑄件設計技術要求

（1）符合GB/T1348-2009標準要求，抗拉強度Rm≥450MPa，斷后延伸率δ≥10%，金相球化率≥80%，球化分級1～4級，石墨大小5～8級，滲碳體+磷共晶<2%。

（2）化學成分要求：

三、工藝分析

變速箱體生產工藝主要采用砂型鑄造或消失模鑄造，鐵液熔煉采用電爐熔煉，本文以消失模工藝為例，其生產工藝：泡沫塑料模制作-噴刷涂料并烘干-裝箱填砂-鐵液熔煉-澆注-出砂-清理-標識-檢驗-入庫。若要生產出質量合格的箱體，其化學成分和機械性能均能滿足標準要求，其生產過程中鐵液熔煉和澆注是非常重要環節，過程控制的好壞決定箱體質量是否合格。

四、熔煉、澆注過程控制要點

1.熔煉前檢驗原材料是否合格，嚴格控制好原材料質量，杜絕使用不明材質廢鋼。熔燒前，根據原材料成分進行認真計算，確定各種材料的加入量，廢鋼、增碳劑、生鐵、回爐料按順序加料。

2.選用的球化劑粒度10～25mm，加入量準確稱重，加入澆包堤壩坑中搗固緊實，并進行覆蓋;選用的孕育劑粒度0.5～3mm，加入量準確稱重，隨流孕育要均勻。

3.澆包使用前必須進行加熱烘干;工具使用前也必須進行烘烤;球化劑和孕育劑使用前需烘烤預熱。

4. 熔煉過程中，要不斷監控原鐵水化學成份及溫度。鐵液出爐前，確保五大元素（C、Si、Mn、S、P）含量達標，若成分檢測不達標準要求，應對鐵液進行再調整，確保原鐵水成分符合標準要求。

5.電爐出鐵水時盡量不要讓鐵水流直接沖到澆包放球化劑一側，并同時進行孕育（一次孕育），當鐵水出至鐵水量的2/3左右時，停止2分鐘左右，待球化反應結束后，扒凈鐵水表面的渣子，再出另外1/3的鐵水，并同時進行孕育（二次孕育）。

6. 球化和孕育處理完成后，加入覆蓋劑對鐵水進行覆蓋保溫和聚渣。并用鐵勺取少量鐵液澆成三角試塊，待三角試塊冷至暗紅色后，將其浸水急冷，然后用工具擊打出斷口，觀察斷口面狀態，斷口面有如下特點：組織較細呈銀白色，中間有明顯縮松，尖端有白口，敲擊時有鋼的聲音，試樣頂部和兩側有凹縮，可判斷其球化效果較好;同時，要進行金相組織球化快速分析，確保球化級別達3 級以上方可進行鑄件澆注。

7.澆注溫度控制在1420℃～1480℃，從球化處理開始至澆注結束控制在20分鐘內完成，避免球化和孕育處理后鐵液停留時間過長，造成球化衰退。

五、檢驗結果

隨機取樣箱體同爐試塊1和2進行成分化驗、試棒試驗、金相分析，其檢測結果如下表1、2、3。通過檢測化驗，其主要參數均滿足GB/T1348-2009標準和設計要求，說明加強鑄造過程控制措施有效。

六、結束語

綜上，生產合格的拖拉機變速箱球鐵箱體，要選擇合適原材料，控制好原鐵液化學成分，規范球化、孕育處理，盡量縮短球化、孕育處理到澆注完成的時間，控制好澆注溫度，及時檢查動態數據和狀態，能很好保證產品鑄造質量。

參考文獻

[1]?李榮德《鑄造工藝學》?機械工業出版社?2013

[2]?陸文華《鑄造合金及其熔煉》?機械工業出版社?2016