銅蝸（wō）輪製造工藝的改進方案

銅蝸輪是平地機核心零部（bù）件——蝸（wō）輪箱的重要零部件，負責將（jiāng）動（dòng）力傳遞（dì）至工作裝置，使之進行回轉運動。在這工作過程中，銅蝸輪會受到衝擊負荷，容易發生斷（duàn）裂事故。

銅蝸輪的產品品質，直接影響整機性能。目前市場反（fǎn）饋主要為銅蝸輪開裂，平（píng）均故障時間約為250h，其（qí）中46%為100h以內（nèi）的早期故障，市場（chǎng）外反饋率（lǜ）為1.94%。銅（tóng）蝸（wō）輪結構形式為銅鐵合鑄，外層為（wéi）銅內層為鐵，通過鑄造（zào）將兩種材料連接（jiē）在一起（qǐ）(如圖1)。

1銅（tóng）蝸輪斷裂原（yuán）因分析

經采用目測（cè）及電（diàn）子顯微鏡等手（shǒu）段，對銅蝸輪斷（duàn）麵進行了分析研究(如圖2～圖4)。

對上列4張圖片作進一步分析，可以（yǐ）得出（chū）以下結論：

(1)銅蝸輪鑄造（zào）工藝（yì）不（bú）合理，鑄造品質控製薄弱;

(2)鑄造應力大，應力釋（shì）放造成（chéng）了從鑄造缺陷處斷（duàn）裂。

2方案製定及實施效果

針對鑄造工藝不合理與鑄造品質控（kòng）製薄弱的（de）問題，采取改進鑄造工藝，控製鑄造品（pǐn）質的（de）方（fāng）案;針對鑄造應（yīng）力大，應（yīng）力釋放造成從（cóng）鑄造缺陷處斷裂，采取熱處理（lǐ）去（qù）應（yīng）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（duì）比不（bú）同鑄造工藝（yì）的鑄造品質與應力狀（zhuàng）況，降低鑄造雜質並改善銅鑄件的（de）晶（jīng）粒度。最終選擇鐵芯鑄造，加工好（hǎo）後，在鐵芯澆鑄銅時（shí），采用離心鑄造的方法。控製鑄造品質，要求鑄（zhù）造廠家（jiā）每爐鑄件須提供規定形狀的試樣一（yī）件及檢驗報告一份，並要求質檢（jiǎn）部門按規定頻次抽檢(圖（tú）6、圖7)。

3.2研究熱處理（lǐ）去應力的可行性

根據金屬材質製定固溶高溫時效與固溶中溫時效兩種熱處理方法，並跟蹤試驗兩種方案。

(1)固溶高溫（wēn）時效。加熱820～850℃，保溫3h，水冷，600℃退火。

(2)固溶中溫時效。加熱820～850℃，保溫3h，水冷，500℃退火。

經（jīng）過熱處理（lǐ）的銅蝸輪，在晶（jīng）粒度方麵均有提升，但通過破壞性試驗，發現銅蝸（wō）輪仍有開裂的現（xiàn）象，可見熱處理能起（qǐ）到一定的效果，但尚不能完全滿足目標的要求。

3.3研究（jiū）更改結構形（xíng）式以減少應力的可行性

原銅（tóng）蝸輪結構（gòu）為銅鐵合鑄。在鑄造過程中，因銅與（yǔ）鐵（tiě）的（de）收縮率不一致，造（zào）成（chéng）鑄造應力大。為減少應（yīng）力，研究更改結構形（xíng）式為鑲嵌裝配（pèi）式（shì）。將銅與鐵（tiě）分別鑄造加（jiā）工（gōng），通過（guò）配合與螺釘連接。經破壞性試驗，發現銅（tóng）蝸輪開裂（liè）的（de）比率有明顯下降。

3.4效果驗證

通過無損檢測及溫度急劇變化的破壞性試驗，確定改進效果，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（yīng）力與結構（gòu）形式的改變（biàn），可以有效地改進銅蝸輪斷（duàn）裂的品質問題。