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货车摇枕和侧架最佳造型方法探讨 宿 伟 （常州铁道高等职业技术学校材料工程系 江苏 常州 213011） 摘 要：阐述铁道车辆摇枕和侧架铸造生产中所采用的普通水玻璃砂和震实造型机存在的缺点，介绍摇枕和侧架铸造生产中的几种新的造型方法，对VRH法生产摇枕和侧架进行可行性分析。 关键词：摇枕；侧架；造型 一．摇枕和侧架的铸造工艺及设备 摇枕和侧架是铁路工厂的主要铸钢产品。侧架的外形尺寸为2310x606x425(mm),摇枕尺寸为2388X430X435（mm）。材质为ZG230-450。该两种产品均属于薄壁孔形结构件。据统计，这两种铸件有许多工厂在生产，而他们的生产模式和铸造工艺基本上大同小异，仅浇注系统和泥芯分块方面有所不同。在浇注系统方面，有的工厂采用桥式移动式水口引入钢水，有的工厂从一端浇注。在泥芯分块方面，摇枕的泥芯有的分三段六块，有的分五段十块。侧架的泥芯配置基本相同。铸件清砂均采用水爆工艺，造型基本上采用的是水玻璃砂二氧化碳硬化工艺。这些厂使用的造型设备也基本上一样，外形和造芯设备都属于23系列和25系列设备，即翻台震实和转台震实造型机。 二.生产摇枕和测架存在的问题 1、普通水玻璃砂型生产摇枕和侧架存在的问题 水玻璃砂造型制芯法，早在50年代便广泛地用于铸造生产。这种方法设备简单、占地少、造型容易、原材料丰富、价格低廉等优点，但也存在着水玻璃砂溃散性差、旧砂再生产困难等问题。据调查，目前各厂摇枕侧架的产量都不高，其主要原因是清砂工作量太大。尤其是摇枕内腔的泥芯，水爆也难以清除，全靠人工从内腔里挖出来，从而严重影响了生产周期和产量。 普通水玻璃砂存在的另一个问题主要是，旧砂再生回用困难，使铸钢件生产成本增加。 2、造型设备存在的问题 目前生产摇枕、侧架的造型制芯设备，基本上是气动翻台震实造型机和转台震实造型机。这些设备的共同缺点是： （1）砂型紧实度低，且翻台转臂稳定性差，起模损坏率高。因此铸件尺寸精度低，壁厚公差和重量偏差与设计要求相差较多。这不仅浪费了钢水，而且增加了车辆自重，使车辆的运行速度和载重量也受到影响。 （2） 铸型需人工补充紧实，劳动强度大，生产率低，用两台震实造型机成对生产时，生产率仅为6~10箱/小时。另外翻台和转台式震实造型机体积庞大，单位面积的产量很低。 （3） 震实造型机属低频大振幅冲击振动，因此基础庞大，对厂房建筑要求高。 （4） 噪音高、能耗大，设备维修工作量大。 三、摇枕和侧架造型制芯新工艺 1、高压造型和气充造型 （1） 高压造型 高压造型是在0.7Mpa以上的压力下紧实型砂的一种造型方法。该方法只适应于生产外模。高压造型和普通造型比较，有铸件表面质量好、生产效率高、劳动条件好、铸件尺寸精度高等优点。但这些设备比较复杂，投资大。据了解，国内目前还没有生产摇枕侧架的大型高压造型机的厂家。 （2） 气冲造型 气冲造型是湿法造型的第三代造型方法，它是继高压造型问世后于80年代由瑞士GF公司和德国BMD公司相继研制成功的造型技术。气冲造型是利用压力波瞬时作用在砂箱中型砂的背部，在几十秒内使型砂自上而下地像接力赛一样使冲击能量由一颗颗砂粒传下去，使型砂得到较高的紧实度。这种紧实过程实质上是一种初实层冲击紧实的过程。 气冲造型的工艺特点是： ①起模质量极高，型腔表面光洁，尺寸精度高，铸型硬度分布均匀，且分型表面的硬度极高，离开分型表面硬度渐渐降低，使铸型的透气性好，不但可使铸件的废品率降低，而且铸件的轮廓尺寸精度高，和普通造型法相比，所得铸件的重量要轻5%~10%。 ②耗能低。据资料介绍，气冲造型的能耗仅为射压造型的1/3~1/4,每紧实1m3型砂消耗7~10m3空气，因此生产费用大大降低。 但气冲造型对型砂的性能要求很高。大型气冲造型线国内还没有厂家能生产，引进一套国外的设备要600~700万美元，加上国内配套设备2~3千万元，造价十分昂贵。 2、树脂自硬砂造型 树脂砂是合成树脂作粘结剂配制的型（芯）砂。此种型（芯）砂硬化快，硬化后强度高，砂型（芯）尺寸精度高，表面光洁，退让性、溃散性好，生产效率高，便于实现机械化和自动化生产。但树脂产量低，不仅成本高，而且对原砂质量要求高，另外树脂砂生产在室温低时固化时间长，生产效率低，对批量生产不合适。树脂砂在混砂和造型时有气味；硬化后要刷涂料，操作工序多；浇注时发气量大，对环境污染严重。鉴于以上情况，用树脂砂造型生产摇枕侧架在成本上是不合算的。若采用树脂砂作摇枕和侧架的泥芯，外模仍用水玻璃砂制造，则又造成树脂砂难以回用的问题。虽然树脂砂存在许多优点，但在铸件在未实现优质优价之前，采用该工艺并不合算。 3、真空，songsan密封造型（V法造型） V法造型的主要特征是型砂内不加任何粘结剂和水分，松散的型砂靠覆贴在砂箱上下两面的塑料薄膜密封。型砂经