拖拉机变速箱体铸造熔炼过程控制

王猛 唐太元

摘 要：本文通过对拖拉机球墨铸铁变速箱铸造工艺分析研究，提出其熔炼、浇注生产过程相关控制要求，通过加强过程控制可实现合格的铸造产品。

关键词：拖拉机;箱体;球墨铸铁;熔炼

一、概述

拖拉机变速箱是整机结构中重要总成件，连接发动机与后桥总成，承担着改变拖拉机行驶速度、输出扭矩，对其箱体结构和强度要求比较高，变速箱体生产一般采用铸造工艺，箱体材质一般为HT250。近年来，随着农业产业发展，为了适应复合农机具作业需求，对拖拉机功率要求越来越大，导致对变速箱强度要求提高。我公司新产品开发过程中，为提高产品使用性能和可靠性，100马力以上机型变速箱体设计采用球墨铸铁QT450-10，生产过程中通过合金化处理，实现强化基体组织，生产出的箱体满足大马力拖拉机作业使用要求。

二、产品结构及设计技术要求：

1.箱体结构：其形状复杂、壁薄，两端带凸缘连接边，内部为空腔，外部带部分凸台，表面具有多处加工部位，属于异型箱体结构（如图），生产方式采用铸造成型。

2.箱体铸件设计技术要求

（1）符合GB/T1348-2009标准要求，抗拉强度Rm≥450MPa，断后延伸率δ≥10%，金相球化率≥80%，球化分级1～4级，石墨大小5～8级，渗碳体+磷共晶<2%。

（2）化学成分要求：

三、工艺分析

变速箱体生产工艺主要采用砂型铸造或消失模铸造，铁液熔炼采用电炉熔炼，本文以消失模工艺为例，其生产工艺：泡沫塑料模制作-喷刷涂料并烘干-装箱填砂-铁液熔炼-浇注-出砂-清理-标识-检验-入库。若要生产出质量合格的箱体，其化学成分和机械性能均能满足标准要求，其生产过程中铁液熔炼和浇注是非常重要环节，过程控制的好坏决定箱体质量是否合格。

四、熔炼、浇注过程控制要点

1.熔炼前检验原材料是否合格，严格控制好原材料质量，杜绝使用不明材质废钢。熔烧前，根据原材料成分进行认真计算，确定各种材料的加入量，废钢、增碳剂、生铁、回炉料按顺序加料。

2.选用的球化剂粒度10～25mm，加入量准确称重，加入浇包堤坝坑中捣固紧实，并进行覆盖;选用的孕育剂粒度0.5～3mm，加入量准确称重，随流孕育要均匀。

3.浇包使用前必须进行加热烘干;工具使用前也必须进行烘烤;球化剂和孕育剂使用前需烘烤预热。

4. 熔炼过程中，要不断监控原铁水化学成份及温度。铁液出炉前，确保五大元素（C、Si、Mn、S、P）含量达标，若成分检测不达标准要求，应对铁液进行再调整，确保原铁水成分符合标准要求。

5.电炉出铁水时尽量不要让铁水流直接冲到浇包放球化剂一侧，并同时进行孕育（一次孕育），当铁水出至铁水量的2/3左右时，停止2分鐘左右，待球化反应结束后，扒净铁水表面的渣子，再出另外1/3的铁水，并同时进行孕育（二次孕育）。

6. 球化和孕育处理完成后，加入覆盖剂对铁水进行覆盖保温和聚渣。并用铁勺取少量铁液浇成三角试块，待三角试块冷至暗红色后，将其浸水急冷，然后用工具击打出断口，观察断口面状态，断口面有如下特点：组织较细呈银白色，中间有明显缩松，尖端有白口，敲击时有钢的声音，试样顶部和两侧有凹缩，可判断其球化效果较好;同时，要进行金相组织球化快速分析，确保球化级别达3 级以上方可进行铸件浇注。

7.浇注温度控制在1420℃～1480℃，从球化处理开始至浇注结束控制在20分钟内完成，避免球化和孕育处理后铁液停留时间过长，造成球化衰退。

五、检验结果

随机取样箱体同炉试块1和2进行成分化验、试棒试验、金相分析，其检测结果如下表1、2、3。通过检测化验，其主要参数均满足GB/T1348-2009标准和设计要求，说明加强铸造过程控制措施有效。

六、结束语

综上，生产合格的拖拉机变速箱球铁箱体，要选择合适原材料，控制好原铁液化学成分，规范球化、孕育处理，尽量缩短球化、孕育处理到浇注完成的时间，控制好浇注温度，及时检查动态数据和状态，能很好保证产品铸造质量。

参考文献

[1] 李荣德《铸造工艺学》 机械工业出版社 2013

[2] 陆文华《铸造合金及其熔炼》 机械工业出版社 2016