干式缸体消失模铸造的突破

2 0 1 1 年第 1 期 2 0 1 1 年 2月 铸造设备与工艺 F O U N D R Y E Q U I P M E N T A N D T E C H N O L O G Y F e b 2 0 1 l l 消失模与 V法铸造 干式缸体消失模铸造 的突破 樊安 民 张运平 杨晓楠 山西华恩机械制造有限公司 山西 临猗0 4 4 1 0 0 摘要 缸体是发动机的主要部件 用消失模铸造生产的缸体具有高的尺寸精度 重量公差 表面质量 以缸 体铸件 为例 阐述 了如何 通过选用合适的分型方案 浇注 系统设计 生产 出性能合格 的铸件 摸 索消失模铸造工艺 生产薄壁复杂件的新工艺 关键词 消失模铸造工艺 干式缸体铸造 突破 中图分类号 T G 1 4 3 2 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 4 6 6 9 4 2 0 1 1 0 1 0 0 3 4 0 2 Pr o d uc t i o n o f Dr y t y pe Cy l i n d e r Bo dy Us i ng EPC M e t h o d FAN An mi n zHANG Y un pi ng YANG Xi a o n a n S h anx i Hu a e n Ma c h i n e r y Ma n u f act u r e L t d L i n y i S h o n x i 0 4 4 1 0 0 C h i n a Abs t r a c t Cy l i nd e r bo d y i s o n e o f ma i n c o mp o ne n t s o f e ng i n e Th e c y l i nd e r b o d y c a s t i n g p r o d u c e d by EPC i s c ha r a c t e r i z e d b y h i g h d i me ns i o n a l a c c ur ac y we i g h t t o l e r a n c e a nd s u r f a c e q ua l i t y A n e w pr o c e s s t e c h n i q ue t o p r o d uc e t h i n wa l l c o mp l i c a t e d c y l i n d e r b o dy c a s t i ng o n EPC wa s e x p l o r e d t h r o u g h a s u i t a b l e c a s t i n g p l a n a n d g a t i n g s y s t e m de s i g n Ke y W o r d s E PC d r y t y p e c y l i n d e r b o d y c a s t i n g b r e a k t h r o u g h 在国内消失模铸造工艺主要用于 抗磨铸件 耐热铸件 管件 阀门铸件 壳体类铸件以及工程机 械配件 发动机缸体类铸件 比较少 为开发高技术 含量的消失模铸件 我公司近几年来积极开拓发动 机缸体市场 到 目前为之取得了较为可观的成果 在 国内发动机缸体铸件主要采用黏土砂机器 造型 应用消失模铸造工艺生产发动机缸体则很 少 有限的几家都以生产湿式缸体为主 干式缸体 内腔结构复杂 缸筒之问的最小间隙仅有 3 m m 对 挂涂 填砂 振实等工序要求苛刻 肖 失模铸造工艺 可获得具有较高尺寸精度 重量公差 表面质量的 铸件 消失模铸造工序较传统工艺工序简化 无砂 芯 不需要下芯合箱 不配制型砂和芯砂 零件的形 状不受传统的铸造工艺的限制 解放了产品设计工 作者 使其根据零件 的使用性能 可以 自由地设计 最理想的铸件形状 新产 品开发周期短 且可灵活 安排生产 模片分片粘接而成的模样在最大限度上 减少了传统砂型铸造中由于砂芯之间 砂芯与砂型 之间位移引起的铸件偏差 壁厚不均匀 但与传统 的砂型铸造相 比 消失模铸造的成形过程要复杂得 多 不仅关系到铸件成形的成败以及铸件质量的高 收稿 日期 2 0 1 0 1 2 1 6 作者简介 樊安 民 1 9 6 8 一 男 主任工程师 从事消失模铸造工艺 研究及模具设计 制作 3 4 低 而且对铸件的内在质量影响重大 常发生的铸 型崩溃 浇不足 铸件增碳 皱皮 气孑 L 等缺陷都与 成形过程密切相关 1 工 艺方案 此种发动机缸体为干式缸体属于薄壁高强度铸 件 缸体缸筒之间的间隙仅有 3 m m 铸件的力学性 能 气密性 尺寸精度以及组织要求严格 铸件的材 质为 H T 2 5 0 轮廓尺寸为 4 5 0 m m x 2 5 0 m mx 3 5 0 m m 如图 1 所示 阁 一 图 1 干式缸体 结构 2 铸造工艺设计 1 主要设备采用间歇式预发泡机 聚苯 乙烯泡 塑成型机 三维振实台 1 5 t 中频 电炉 双钩式抛丸 机等设备 2 选用 E P S珠粒 密度控制在 1 8 g L 2 3 g L 3 模 片的分型 根据产品的结构特点 选择合 适的分型方案 如图 2 所示 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 兰 笙 塑 窒 垦 重 堕 煎 王 堑 签 堡 量 塞 壁 铸造设备与工艺 4 熟化时间 温度的合理选用保证模片质量的稳 定性 在 4 5 5 5 之间熟化保证模型充分熟化 5 模片粘接采用冷胶 热熔胶等混合使用 如 图 3所示 6 浇注系统截面积 比例按直浇道 横浇道 内浇 道 1 4 1 2 1 0控制 如图 4所示 圈 圆 圈 圈 圆 囵一 图 4 浇注系统设计方案 7 使用消失模 专用水基涂料 调整 涂料 的性 能 使其具有很好的涂挂性 内腔 死角等容易粘砂 的部位涂料层均匀 无漏涂 堆积等现象 涂层厚度 控制在 1 5 m m 2 m m之间 并选用合适 的烘干时 间 烘干温度 确保模型完全干燥 8 造型以 4 0 7 0目的干石英砂为主 振动造型 采用雨淋式加砂 加砂均匀 对模样的冲击较小 分 多次加砂振动 保证砂 型具有较高 的紧实度 保证 内腔结构 紧凑 处型 砂可 以填充 到位 减少 因位移 以 及浇注时型砂的受热膨胀导致的铸件壁厚变化 造 型结束前在直浇道顶部放置直径为 q b 4 0 m m的烧 结浇 口杯 9 浇注控制 浇注温度控制在 1 4 2 0 1 5 0 0 o C 选定合适的负压度和保压时间 l o 落砂清理 时减少铸件 的磕碰损伤 铸件难 以清理的死角处采用专用的清理工具进行清理 2 生产结 果 生产时铸件容易产生的缺陷主要为碳缺陷 粘 砂 对火 裂纹等 铸件 内腔多死角 间隙最小处仅 3 l 1 3 m 型砂填充困难 填充不实导致浇注时铁水渗 出 形成难以清除的铁包砂 铸 件产生碳缺陷问题在提高了浇 注温度和模型熟化时间后得到 有效的控制 内腔型砂难 以填 充的缝隙使用壳芯替代 消失 模工艺生产的缸体经过客户加 工 装机 可以满足主机厂的需 求 铸件浇注结果见图 5 3结论 图 5 铸件浇注结果 采用消失模铸造工 艺生产干式缸体 通过科学 合理的工艺 以及有效的生产过程控制 完全能够满 足干式缸体这种薄壁 小间隙 高强度复杂件 的生 产需求 为开发高技术含量 高质量的消失模铸件 积累了丰富的经验 江 阴华天科技开发有 限公司诚聘英才销 售 数 名 基 杠 资3 J T ff 绩 效 工 资 或 提 成 任职要求 江阴华天科技 开发有限公司 江阴华澳机 电设计研究所 有 限公司 是集科 工 贸为一体的高新技术企业 从事 V 法铸 造及 气力输送行业 本公 司现 已搬入新 厂 区 扩大再 生 产 诚邀有 志之士加盟 共谋发展 诚聘职位 1 总经理 主持全面工作 1 名 基本工资 2 0万 年 绩效工资或提成 2 副总经理 技术和营销 2名 基本工 资 1 5万 年 绩效工 资或提成 3 总工程师 1名 基本工 资 1 5万 年 绩效工 资或提成 4 铸造工艺人员 数 名 基 本工资 5 万 年 绩效工资或提成 5 工程设计人员 数名 基本工资 5万 年 绩效工资或提成 6 营销人员 分片 1 总经理 副总经理 总工程师大专以上学历 有 丰富的 领导组织能力和实际工作经验 2 铸造工艺及设计人员须本 科 以上学历 三年 以上实际工作 经验 熟悉 V法铸造 及气 力 输送技术者优先 3 营销人员大专以上学历 具 有攻坚水平 客户沟通能力 和良好 的团队合作精神 一 经录用提供富有竞争力的薪