一、 前期工艺设计：决定箱体基础质量

1. 材质选型原则
   • 普通减速机、电机箱体：选灰铸铁 HT200/HT250，满足静载荷、减震需求，加工性能好。
   • 重载变速箱、泵体箱体（承受冲击或压力）：选球墨铸铁 QT450-10，抗拉强度≥450MPa，抗变形能力强。
   • 耐腐蚀工况（如化工泵体）：选耐蚀铸铁，添加镍、铬元素，提升抗酸碱能力。
2. 结构与模具设计
   • 分型面选择：尽量选平面分型，减少合箱错位；复杂内腔采用砂芯组合成型，砂芯需按内腔形状分块设计，方便脱模和排气。
   • 壁厚优化：避免壁厚突变（易产生缩孔、裂纹），厚壁与薄壁过渡处做斜度或圆角过渡（R≥5mm）；箱体壁厚一般控制在 8-25mm，太厚易缩松，太薄易浇不足。
   • 螺栓孔与安装面设计：螺栓孔预埋金属芯棒（定位精度 ±0.2mm），芯棒涂脱模剂，浇注后及时取出；安装面需加厚（比本体厚 20%-30%），并预留加工余量（3-5mm），保证平面度。
   • 浇冒口与排气系统：
     • 采用底注式或阶梯式浇注，金属液从箱体侧面或底部引入，避免直冲砂芯导致冲砂、夹渣；
     • 冒口设置在箱体厚大部位（如轴承座、法兰盘），遵循顺序凝固原则，补缩距离控制在铸件壁厚的 3-5 倍；
     • 砂芯和砂型上开设排气道（直径 3-5mm），连通至砂箱外，排出浇注时产生的气体，防止气孔缺陷。
3. 砂芯与砂型材料选择
   • 砂型：优先用树脂砂造型（冷芯盒树脂砂），强度高、尺寸精度高，溃散性好，适合复杂箱体；小批量生产可用水玻璃砂，成本低。
   • 砂芯：复杂内腔砂芯用覆膜砂，烘干后强度高，不易变形；砂芯表面涂刷醇基涂料，烘干后形成光滑保护膜，防止粘砂。

二、 核心铸造工序：精细化操作管控

1. 熔炼工艺：保证铁水质量
   • 配料与温度：灰铸铁熔炼温度控制在1450-1500℃，球墨铸铁1480-1520℃；配料时严格控制碳硅当量（灰铸铁 CE=3.8%-4.2%，球铁 CE=4.0%-4.5%），降低硫（≤0.1%）、磷（≤0.15%）含量，避免热脆。
   • 球化与孕育处理（球铁箱体专用）：
     • 球化剂选用镁合金（加入量 0.8%-1.2%），采用冲入法处理，确保球化率≥90%；
     • 孕育剂选用75 硅铁，分 2 次孕育（炉前 + 随流），细化石墨球，防止白口组织。
   • 铁水质量检测：用直读光谱仪实时监测成分，用三角试片判断石墨形态，不合格铁水严禁浇注。
2. 浇注与凝固控制
   • 浇注参数：浇注温度灰铸铁1300-1350℃，球墨铸铁1350-1400℃；浇注速度均匀，避免断流，防止冷隔；大型箱体采用分段浇注，确保充型饱满。
   • 凝固控制：浇注后严禁过早开箱，箱体需在砂型内保温冷却至 200℃以下，缓慢冷却可减少残余应力，防止变形开裂；厚大部位可放置外冷铁，加速冷却，避免缩松。
3. 后处理工序：消除缺陷，保证精度
   • 开箱与落砂：人工或机械去除砂型、砂芯，清理表面粘砂；用氧割去除浇冒口，切口打磨平整。
   • 热处理：
     • 灰铸铁箱体：进行人工时效处理（500-600℃保温 4-8 小时），消除铸造残余应力，防止后续加工变形；
     • 球墨铸铁箱体：进行退火处理（900-950℃保温 2 小时），消除白口组织，改善加工性能。
   • 表面清理与修补：用抛丸机去除表面氧化皮；表面小缺陷（如针孔、小砂眼）用环氧树脂修补，渗漏部位需做浸渗处理（真空浸渗），确保防渗漏。
   • 粗加工：对安装面、螺栓孔进行粗加工，去除余量，为精加工预留 1-2mm 加工量。

三、 质量控制重点：避免常见缺陷

1. 关键检测项目
   • 尺寸精度检测：用三坐标测量仪检测箱体的长宽高、孔径、孔距、平面度，安装面平面度误差≤0.1mm/m，螺栓孔位置度误差≤±0.3mm。
   • 内部质量检测：用超声波检测（UT） 排查内部缩孔、缩松；承压箱体（如泵体）需做水压试验（压力为工作压力的 1.5 倍，保压 30 分钟无渗漏）。
   • 外观检测：目视检查表面无裂纹、砂眼、夹渣，缺陷尺寸超过标准（如砂眼直径＞3mm）需报废或修补。
   • 力学性能检测：从箱体本体取样，检测抗拉强度、硬度（灰铸铁 HB180-220，球铁 HB160-200）。
2. 常见缺陷及解决对策

   常见缺陷	产生原因	解决对策
   气孔	砂芯发气量过大、排气不畅、铁水含气多	砂芯彻底烘干（温度 120-180℃）、增设排气道、铁水静置 10 分钟再浇注
   缩孔 / 缩松	壁厚不均、浇冒口补缩不足	优化壁厚设计、加大冒口尺寸、设置外冷铁
   渗漏	内部缩松、砂眼连通	采用真空浸渗处理、严控熔炼工艺减少夹渣
   变形	残余应力大、开箱过早	延长保温冷却时间、进行人工时效处理、加工时采用工装夹具

四、 生产难点及解决方案

1. 复杂内腔成型难
   采用分块砂芯 + 粘结剂组合，砂芯之间涂密封胶，防止浇注时铁水渗入；砂芯烘干后需做强度检测，避免浇注时溃散。
2. 螺栓孔位置精度低
   采用定位工装固定芯棒，合箱时用激光定位仪校准芯棒位置；铸造后用数控镗床精加工螺栓孔，确保位置度。
3. 防渗漏要求高
   对承压箱体，除了严控铸造缺陷，还需增加真空浸渗工序，填补微小孔隙，确保 100% 防渗漏。
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