介绍了HT250材质WL1600系列箱体铸造工艺方案，针对铸件加工后分型面芯撑柱痕和气孔缺陷对铸造工艺进行改进。通过将分型面从上平面腔调整到侧面；在铸件腔体内增加ϕ100 mm圆孔，保证铸型排气通畅，铁液充型平稳。通过生产验证获得满足要求的合格铸件。
WL1600箱体是卧式车床上的关键零件，箱体上的轴孔主要用于承载主轴。箱体里面包含多层腔体，结构复杂。原工艺生产的箱体常常在表面出现很多芯撑柱痕和气孔缺陷，影响铸件外观，而且后续需要大量的修复。为此，技术人员改进工艺方案，并进行生产验证。
箱体材质为HT250，外观轮廓尺寸为2 260 mm×1 560 mm×1 320 mm，主要壁厚尺寸为30～50 mm，毛坯质量约8.5 t，结构如图1所示，箱体在长度方向上有6层腔体；最右侧腔体被分割成6个独立腔体，如图2所示，每个独立的腔体正上方没有孔，只在腔的侧面留有孔。铸件加工后不允许存在缩孔、缩松、砂眼、渣孔等缺陷，成品交验前需要用样板检测内腔的有关尺寸。
图1 箱体内部结构示意图
图2 右侧腔体的内部结构
箱体造型采用地坑实样造型方式，树脂砂手工造型、制芯，原工艺的分型面如图3所示，铸件全部放入下型，铸型由6层砂芯堆砌而成，内部的砂芯通过出气棒相互连通；分型面设置6个直径为140 mm的补缩冒口，内浇口呈阶梯分布，从下往上设置在箱体的筋板上。铁液出炉温度为1 480～1 500 ℃，浇注温度1 320～1 340 ℃，浇注后96 h开箱，120 h起坑，铸造收缩率取1%。
图3 原铸造工艺方案
铸件清理完或加工后，在分型面上方会有很多芯撑柱痕和气孔缺陷，如图4所示。
图4 箱体的加工面
铸件造型过程中放置芯撑的位置铁皮剥落后，留下大量的芯撑柱痕，严重影响铸件外观。产生芯撑柱痕的原因是由于最右侧腔体被分割成6个独立腔体，且每个小腔体上没有孔，为固定砂芯以及防止抬芯发生，在每个独立腔体内均摆放了3～4个芯撑，浇注后，芯撑与铸件没有充分熔合，铸件清理或机械加工后就会出现大量的芯撑柱痕。
分型面上的渣气孔缺陷主要是由于箱体结构复杂，铁液从箱体下方进入后，铁液的行程较长，与外界接触时间长，增加了与外界反应的机会，易产生渣孔缺陷。出现气孔一方面是因为内部被铁液包围的砂芯易发生排气不畅；另一方面是分型面放置大量芯撑后，芯撑易带入水分，铁液在充型过程中，上升的热气流遇到芯撑后凝结，从而增加了产生气孔的几率。
为了改善芯撑柱痕和气孔缺陷，经讨论在箱体铸件6个独立腔体内增加1～2个ϕ100 mm的圆孔；调整分型面和浇注位置，将原上平面腔调整到侧面，具体如图5所示。工艺改进后，型腔的高度降低；结构中增加了出气的芯头，所需芯撑数量明显减少；将6个独立腔体组成的腔体划分为2个砂芯，其余每腔有一个盖板芯，这样划分砂芯后，保证铸型排气通畅，铁液充型平稳。
图5 改进后的铸造工艺方案
工艺改进后，生产类似结构的WL1600箱体4件，4件产品加工后铸件表面质量明显提高，如图6所示，表面无明显气孔缺陷，只有少量的芯撑柱痕，极大地减少了后期对此类产品的返工，满足了此类产品的生产要求。
图6 工艺改进后的箱体铸件
编辑审核：柳建国
微信编辑：蔡文娟
