銅蝸輪製造工藝的改進方案（àn）

銅蝸輪是平地機核心零部件——蝸輪箱的重要零部件，負責將動力傳遞至工作裝置，使之進行回轉運動。在這工作（zuò）過程中，銅蝸輪會受（shòu）到衝擊負荷（hé），容易發生斷裂（liè）事故。

銅蝸輪的產品品質，直接影響整機性能。目前市場反饋主要（yào）為（wéi）銅蝸輪開裂（liè），平均故（gù）障（zhàng）時間約為250h，其中46%為100h以內的早期故障，市場外反饋率為1.94%。銅蝸輪結構（gòu）形（xíng）式為銅鐵合鑄，外層為銅內層為鐵，通過鑄造（zào）將兩種材料連（lián）接在（zài）一起(如圖1)。

1銅蝸輪斷裂原因分析

經采用目測及電子顯微鏡等手段，對銅（tóng）蝸輪斷麵進行了分析（xī）研究(如圖2～圖4)。

對上列（liè）4張圖片作進一步分析，可以得出以（yǐ）下結論（lùn）：

(1)銅蝸（wō）輪鑄造工（gōng）藝不合理，鑄（zhù）造品質控製薄弱;

(2)鑄造應力大，應力釋放造成了從鑄造缺陷處斷裂。

2方案製定及實施效果（guǒ）

針對鑄造工藝不合理與鑄造品質控製薄弱的問題，采取改進鑄（zhù）造工藝，控製（zhì）鑄造品（pǐn）質的方案;針對鑄造應力（lì）大，應（yīng）力（lì）釋放（fàng）造成（chéng）從鑄造缺陷處斷裂，采取熱處理去（qù）應力及更改結構形式兩種方案。

2.1改進鑄造工藝、控製鑄造品質

改進鑄造工藝，對比不同鑄造（zào）工藝的鑄造品質與應力狀況，降（jiàng）低鑄造雜（zá）質並改善銅鑄件的晶（jīng）粒度。最終選擇鐵芯鑄造，加工好後，在（zài）鐵芯澆鑄銅時，采用離心（xīn）鑄造的方法。控製鑄（zhù）造品質，要求鑄造廠家（jiā）每爐鑄件須提供規定形狀（zhuàng）的試樣一件及檢驗報（bào）告（gào）一份，並要求質檢部門按規定頻次抽檢(圖6、圖7)。

3.2研（yán）究熱（rè）處理去（qù）應力的可行性

根據金屬材質（zhì）製定固溶高溫時效與固溶中溫時（shí）效（xiào）兩種（zhǒng）熱處理方法，並跟（gēn）蹤試驗（yàn）兩種方案。

(1)固溶高溫時效。加熱820～850℃，保溫3h，水冷，600℃退（tuì）火。

(2)固溶中（zhōng）溫時效。加熱820～850℃，保溫3h，水冷，500℃退火。

經過熱（rè）處理的銅蝸輪（lún），在晶粒度方（fāng）麵均有（yǒu）提升，但通過破（pò）壞（huài）性試驗（yàn），發現銅（tóng）蝸輪仍有開裂的現象（xiàng），可見熱處理能起到一定的（de）效果，但尚不能完全滿足目標的要（yào）求。

3.3研究更改結（jié）構形式以減少應力的可行（háng）性

原銅蝸輪結構為銅鐵合鑄。在鑄造過程中，因銅與鐵的收縮率不一（yī）致，造成鑄造應力大。為減少應（yīng）力，研究更改（gǎi）結構形式為鑲（xiāng）嵌裝配式。將銅與鐵分別鑄造加工（gōng），通過配合與螺釘連接。經（jīng）破壞性試驗，發現銅蝸輪開裂的比（bǐ）率有明顯下（xià）降。

3.4效果驗證

通過無損檢測及溫（wēn）度急劇變（biàn）化的破壞（huài）性試驗，確定（dìng）改進效果（guǒ），改進後的銅蝸輪自2010年後無品質問題反饋。

4結束語

通過改進鑄造工藝、控製鑄造品質、熱處理去應力與結構形式的改（gǎi）變，可（kě）以有效地改進銅（tóng）蝸輪斷裂的品質問題。