高速铁路轻量化设计棘轮的铸造工艺研究

作者：高睿恒; 李贞; 王雪强; 包有宇; 彭立明; 王迎新^*

来源：热加工工艺, 2023, 52(21): 128-136.

DOI：10.14158/j.cnki.1001-3814.20230260

• 高速铁路
• 低压铸造
• 棘轮
• 铸造工艺
• 轻量化设计

高速铁路用ZL114A铝合金棘轮存在质量大、缺陷多等问题。为了获得高品质、轻量化的棘轮，对现有棘轮进行结构和铸造工艺研究。采用无损检测方法获得了棘轮存在缺陷的位置，运用铸造模拟软件ProCAST对棘轮低压铸造的充型和凝固过程进行仿真，预测了棘轮中可能出现缩孔、缩松的位置。通过在棘轮的轮辐和大轮位置处添加水冷系统，以及提高保压压力，对铸造工艺进行改善。受力分析和模流分析结果表明：新设计的棘轮质量减小18.8%，棘轮在工作载荷和破坏载荷下受力安全，满足使用要求；铸造工艺改善后，充型平稳，没有出现紊流现象，金属液表现为顺序凝固，有效避免了缩孔、缩松、氧化渣等缺陷，可以获得高品质的棘轮铸件。

• 单位
  上海轻合金精密成型国家工程研究中心有限公司; 上海交通大学; 建筑工程学院