（中铁建电气化局集团轨道交通器材有限公司 213100）
摘要：随着科技与时代的进步，高速铁路取得了突飞猛进的发展，自从有了高铁，以前遥远的距离，如今却可以朝发夕至，大大缩短了时间与空间的距离，让人们的生活变得更加方便、快捷。铝合金腕臂系统作为供电系统中的基础零部件，取得了广泛的应用。本文通过对铝合金腕臂系统相关产品的重力铸造工艺进行分析，对当代铸造工艺的发展和技术应用进行阐述，结合生产、学习和研发联合等模式来推动铸造车间更好的对高铁铝合金腕臂系统铸铝件进行生产。
关键词：铝合金铸铝件产品；重力铸造技术；工艺
引言
我公司前期引进德国力倍技术原型及设计制造管理技术，通过引进、学习、消化、吸收、改革、创新，如今取得了跨越性的发展，我们已全面实现了高速电气化接触网关键零件自主化制造，本文主要结合本车间通过三方面内容对铝合金重力铸造技术进行简单的研究。
一、科学、合理的工艺促进生产
（一）铝合金零件铸造过程结构
铝合金零部件铸造工艺技术过程如图1。
图1
（二）技术应用
在对重力铸造模具进行设计时，以往的生产主要是依靠相关技术人员的工作经验来进行铸造的，这种铸造方式不具备科学性，尤其是在对复杂的铸件进行铸造时，相关人员在铸造的过程中需要对铸件进行反复的修改，进而确保铸件的铸造结构能够达到要求。长期起来使用经验来对铸件进行铸造，会导致资源的浪费，人力也得不到相应的解放，使得研制的时间越来越长，研发成本也在不断的增加，除此之外，铸造出的铸件质量还不能够得到完全的保证。通过长期的实践来看，使用相关的铸造软件对铸件的制造过程进行相应模型的建立，使用相关的技术对铸件的各项数值进行计算，在系统中输入计算出的数值，进而对铸件的充型和排气等状态进行演示，使其铸造过程能够直观的显示出来，进而使相关人员对其可能发生的问题进行改善，最终是铸件的铸造达到最优的效果。
（三）模具温度调节
模具与铝液之间热交换关系非常密切，模具温度场的分布和稳定与否，对铸件质量、模具寿命和生产效率等都有着重要的影响，直接关系到铸造生产的生产成本和经济效益，铝合金重力铸造可采用天然气加热系统，温度控制在 350℃左右，通过手持式热电偶可以测模具实时温度，但是由于季节因素模具温度容易受周围环境温度影响，为了防止铸铝件产生气孔、冷隔、浇不足和缩孔缺陷，在模具上建立可人为调控的模具温度场，通过设置风冷及水冷系统、控制加热系统，用于模具的加热冷却。
倾转浇注是模具在倾转重力浇铸机上进行倾转浇注的一种先进的浇注工艺，由于倾转浇注时合金液流平稳，对模具型腔的冲刷力小，避免了合金液流在浇道中或型腔内的紊流或飞溅，能实现合金液流在模具型腔中的层流充填，因而可得到组织致密、机械性能较高的铸件，目前如腕臂系统关键受力件 70 型套管座本体、定位支座本体等铸铝件，通过倾转工艺的实施，铝合金液体在模具中的充型和排气良好，有效的减少了气孔和缩孔现象的发生。
二、装备为产品服务
（一）倾转式铸机
根据时代的要求来看，重力铸造设备需要满足各种产品的制造需求，对铝合金腕臂系统进行加工制作需要使用到更加先进的工艺水平，当前对其进行铸造时使用的都是倾转重力铸造机，这种设备的构成部分包括底座、床身和左右开合型及顶出机构、下顶出机构、前后抽芯机构、液压控制系统、电气控制系统及冷却系统等组成，在其进行运转的过程中，其床身可以根据铸造的要求来进行不同角度的倾转，其最大的倾转角度为90度，使用这种设备能够实现多种铸造工艺，在铸造时能够对铸造模具进行文段的空时，使模具的装卸速度更快。
（二）模具设计和制作技术
准确全面的 CAD 设计是模具制造技术的基础，采用三维造型与断面剖析技术，能准确地反映出产品的几何要求，将砂芯的三维造型组装在模具结构的三维造型中，能直观准确地设计出符合设备及产品要求的模具结构。用专业的 CAM 编程软件对模具的流道装置及型腔进行编程计算，并采用世界先进的多轴高速铣和高速雕刻加工中心等现代化设备，制造出高质量的优质模具。
（三）制芯设备
近年来，使用热芯盒进行有色铸造的工艺越来越普遍，结合目前热芯盒制芯工艺的发展来看，其在铝合金系统铸造方面取得很大的进展，此设备通过对相关材料进行树脂脂黏结剂和催化剂进行相关的配置，使其形成覆膜砂，而后将其加入芯盒中，在此需要注意的是芯盒的温度要加热到指定的要求，使砂芯受到一定的热力，进而使其在能够在短时间内就可以达到凝结硬化的程度，在砂芯表面出现硬壳的时候就可以将芯盒取出，其中间部位的砂芯则可以根据砂盒的余热来使其自然硬化。
（四）自动化重力铸造
目前高铁铝合金腕臂系统零部件基本采用重力铸造进行产品生产，浇注仍采用手工浇注，工作环境较艰苦，产品工艺与人员的技能经验关联密切。未来采用工业机器人代替人工浇注能给企业的成本、人力资源、安全生产、品质管理带来帮助，能使企业在激烈的市场竞争处于相对优势地位，同时也是自动化发展的必然要求，采用现代化的重力铸造技术，实现机器人的下芯、浇注、取件三个功能，还可与铸件输送冷却系统等外围设备组成自动生产线,
三、企业和科研结合
经济的发展推动着电气化铁路事业的发展。根据当前的情况来看，我国高速电气化铁路接触网的关键零件已实现全面的国产化。相关企业在对接触网零部件进行制造时对相关的技术的掌握相对来说比较成熟，但其在相关的技术的研发生产上还存在一定的局限性，在对铝合金铸造这方面和在车间生产的过程中都会遇到各种各样的阻碍。一方面，企业在进行铝合金制造时不具备相关的专业知识，对相关高铁铸件的制造经验十分缺乏，与此同时其对现在的先进生产技术也不了解，没有相应的开发能力和相关的研发团队，使其在研发的过程中遇到各方面的困难而不能做到很好的解决。
针对这一问题可以通过企业、科研院所和高等学校三个单位进行相关的合作来进行解决。首先，各大院校和企业进行相关的合作，对优秀的人才进行培养，由企业出资，各大院校派遣优秀的人才来共同建立研究中心，通过研究中心对相关技术进行研发，进而实现企业对技术的研发的需求。这样一来不仅能够使企业得到相应的技术支持，还能够使学校的教师得到相应的实践经验，促进企业和各大科研院校的共同发展；其次，根据其研究出的各种先进的技术，为企业的建设提供强有力的技术支持，在此基础上企业对这些先进技术进行广泛的使用，进而使企业的经济效益得到相应的提高，与此同时企业还应对相关工作人员进行培训使企业员工内部技能水平得到一定的提升，进而促进铸造造技术的发展，使其能够达到更高的水平。根据以上的分析来看，建立企业与科研院所的密切合作关系，能够为铝合金腕臂系统铸铝件的发展带来积极的作用，通过这种合作模式能够为重力铸造业提供强有力的技术和科研的支持。
结束语
企业和国内一些高校科研院所进行了多种模式的合作，取得了良好的效果，特别是上百万件铸铝件大规模批量投产并广泛应用于国内众多线路如京沪、哈大等高速铁路的腕臂装置、定位装置等，提升了我国电气化铁道牵引供电系统设备质量水平，为实现我国高铁事业的宏伟蓝图做出了一定的贡献。
参考文献
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论文作者:江忠超
论文发表刊物:《电力设备》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/19
标签：重力论文; 铝合金论文; 铸件论文; 模具论文; 技术论文; 系统论文; 企业论文; 《电力设备》2017年第15期论文;