专利名称：发动机用双层排气管的消失模铸造方法
技术领域：
本发明涉及一种发动机用双层排气管的消失模铸造方法。
背景技术：
发动机用双层水冷排气管在内燃机气缸盖的出口，由于其大幅降低了排出废气的 温度，使气体缩小了体积，降低了出口阻力，因此提高发动机的功率。国外先进国家用得很 普遍，在我国目前应用并不广，是一个很有潜力的产品。目前国内产品主要用树脂砂制芯， 树脂砂浇注后废气量大，污染大且成本比消失模高15%以上。目前，现有的水冷双层排气管的传统铸造方法是型腔用普通砂或冷硬树脂砂，内 芯用树脂砂制作，而水夹套泥芯则用两半薄壳泥芯在下芯时粘接而成。其主要问题是1、这 两半薄壳泥芯很难精确控制，高了会压坏，不得不做低。于是两泥芯结合处总会留下缝隙， 浇注后被金属液充满，甚至常见一些排气管分芯面处完全不同，影响了冷却水的流动，降低 了效率也浪费了金属。2、气道芯用树脂砂制作，铸件内腔表面较毛糙，甚至有一些凸起的金 属小疙瘩，增大了气流的阻力，从而减小了发动机的输出功率。而用消失模铸造完全没有水 套中的金属披缝，因铸件表面光滑气流阻力小而受青睐，甚至发动机功率能提高10%以上。但是消失模水冷排气管的制作难度较大，主要表现在1、铸铁管因夹层比铁水轻 得多，容易上浮而穿孔。2、降低浇温不易穿孔但会造成冷隔或浇不足，或则泡沫模气化不完 全在铸件内有残渣或气孔而漏水。3、因水套较窄小，常常较长，首先挂涂料困难，内腔又观 察不到，只要任何内腔部位一次涂料困气或涂料挂涂性不好而未涂挂满，金属就会渗出造 成严重粘砂而报废；其次振实充填干砂时若干砂充填不满不紧，都会造成多肉及严重粘砂 同时发生，造成铸件报废。因此，如何解决上述问题是本实用新型的研究对象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发动机用双层排气管的消失模铸造方法，该方法可有 效解决双层水冷排气管在消失模铸造过程出现的冷隔、铸件遗留残渣或气孔、多肉和粘砂 等问题，有利于降低生产成本，提高发动机用双层排气管的铸造质量。其解决方案是一种发动机用双层排气管的消失模铸造方法，其特征在于按以下 步骤进行将发动机用双层排气管模型分为至少四个分离单元，制作聚苯乙烯泡沫发泡成 型模具，将聚苯乙烯珠粒注入四个分离单元的模具中，从而制成各分离单元的聚苯乙烯泡 沫模型，将各分离单元粘接成排气管整体模型；在整体模型表面涂上透气涂料；根据浇铸 工艺将排气管模型组合成模串，并粘上浇注系统；将组合后的整体模型植入砂箱中；往砂 箱中加干砂，边加边用振实台把干砂振实，要露出浇口杯；往浇注管道口浇注铁水，采用的 适中的浇温。本发明的优点在于
(1)本发明采用低比重的可发性聚苯乙烯珠粒制备发动机用双层排气管模型，可防止吸热太多，发气量太大；
(2)本发明在整体模型表面涂上以莫来石粉为耐火骨料的单层高透气易脱壳涂料覆盖 膜，可尽快排出气体，使内腔涂料浇后能清除，防止铸件粘砂，同时价格低廉，有利于降低生 产成本；
(3)本发明采用底侧浇注和底部下侧浇注的浇注系统及较小真空，实现平稳浇注，防塌 箱及卷渣；
(4)本发明采用横向充填效率高的振实台往砂箱充填型砂，防止干砂填不足和不紧 ，产 生铸件多肉和粘砂缺陷，引起铸件报废；
(5)本发明的适中的浇温，既防冷隔碳层又防壁破。
图1为本发明主视图 图2为本发明局部放大图
图3为本发明实施例1主视图 图4为本发明实施例1俯视图 图5为本发明实施例2主视图 图6为本发明实施例3主视图
其中1_双层排气管消失模泡沫模型 2-透气涂料 3-砂箱 4-干砂 5-浇注 管道 6-浇口杯 7-直浇道 8-横浇道 9-内浇道。
具体实施例方式参考图1和图2，一种发动机用双层排气管的消失模铸造方法，其特征在于按以下 步骤进行
(1)由于排气管是双层结构，无法一次成型，所以将发动机用双层排气管模型1分为至 少四个分离单元，制作聚苯乙烯泡沫发泡成型模具，将低比重(0. 019 - 0. 020克/厘米3) 的可发性聚苯乙烯珠粒注入四个分离单元的模具中，从而制成各分离单元的聚苯乙烯泡沫 模型，将各分离单元粘接成排气管整体模型1 ；排气管整体模型1采用低比重的聚苯乙烯珠 粒，可防止浇注时吸热太多，发气量太大。上述排气管整体模型1 采用的珠粒比重若太小(小于0. 019克/厘米3)，一是充 填模具型腔时容易导致充填不满，打出来的泡沫模成型不完整；二是打出来的泡沫模片强 度不够，容易发生变形，造成尺寸偏差；
采用的珠粒比重太大(大于0. 020克/厘米3)，一是浇注时泡沫模气化吸收的热量多， 必须提高浇注温度；二是浇注时温度越高，泡沫模比重越大，发气量也越大，容易引起铁水 反喷和铸件穿孔现象；三是泡沫模比重大浇注出来的铸件容易产生皱皮和夹渣缺陷； 因此选用低比重(0. 019 - 0. 020克/厘米3)的可发性聚苯乙烯珠粒。(2)在整体模型1表面涂上单层高透气易脱壳涂料2 ；以尽快排出泡沫气化产生的 气体，并使内腔涂料2浇后能清除。上述涂料2的耐火骨料采用耐火度高(约1770°C)，高温化学性质(1800°C时仍很 稳定，1810°C时开始分解)稳定，高温下强度不降低，热膨胀系数小，价格相对低廉(约900元/吨)的莫来石粉，以保证涂料2的耐火度，防止铸件粘砂。上述涂料2采用一次浸泡涂挂在整体模型1表面上。当涂料2的涂层厚度太薄 (小于0. 3mm)，铸件容易粘砂；当涂层厚度太厚(大于0. 5mm)，会降低涂层的透气性，影响气 体的排出，产生皱皮、气孔等缺陷。因此，涂挂的涂料2厚度控制在干燥后0. 3 — 0. 5mm。上述涂料2价格每吨干料成本不超过1000元，而市售的国产消失模涂料2价格基 本在每吨2000 - 5000元，有的甚至高达7000 — 8000元，目前国内使用比较广泛的桂林5 号(由桂林市中南铸冶材料研究所研制)，价格为3300元/吨，因此，上述涂料2在铸造精度 上满足所需铸造精度要求的同时，其价格较市售的国产消失模涂料2更为低廉，有利于降 低生产成本。(3)根据浇铸工艺将排气管模型1组合成模串，并粘上浇注系统。用底侧浇注和底 部下侧浇注的浇注系统及较小真空，实现平稳浇注，防塌箱及卷渣；
(4)将组合后的整体模型1植入砂箱3中；
(5)往砂箱3中加干砂4，边加边用振实台把干砂4振实，要露出浇口杯5；采用横向 充填效率高的振实台振实，防止干砂填不足和不紧，产生铸件多肉和粘砂缺陷，引起铸件报废。(6)往浇注管道口 6浇注铁水，采用的适中的浇温。当浇注温度低(小于1400°C)，不利于整体模型1热解产物气化，并排出型外，容易 产生碳层和夹渣缺陷；温度低，铁水流动性下降，铸件也容易产生冷隔，浇不足现象。当浇注温度过高(大于1450°C)，整体模型1气化产生的发气量也越大，夹层中产 生的气体不能及时排出，容易冲破铸件外壁。因此，采用适中的浇温(约1400 - 1450°C)，既防冷隔碳层又防壁破。具体实施例1
如图3和图4所示，上述浇注管道6包括浇口杯5、直浇道7和横浇道8，铁水注入浇口 杯5后沿直浇道7和横浇道8流入泡沫模型1中，完成铸造过程。具体实施例2:
如图5所示，上述浇注管道6包括浇口杯5、直浇道7和横浇道8，铁水注入浇口杯5后 沿直浇道7和横浇道8流入泡沫模型1中，完成铸造过程。具体实施例3
如图6所示，上述浇注管道6包括浇口杯5、直浇道7、横浇道8和内浇道9，铁水注入浇 口杯5后沿直浇道7和横浇道8流入内浇道9中，再分别从内浇道9流入泡沫模型1中，完 成铸造过程。
本发明构思新颖，设计合理，具有较大的推广价值。
权利要求
一种发动机用双层排气管的消失模铸造方法，其特征在于按以下步骤进行 (1) 将发动机用双层排气管模型分为至少四个分离单元，制作聚苯乙烯泡沫发泡成型模具，将聚苯乙烯珠粒注入四个分离单元的模具中，从而制成各分离单元的聚苯乙烯泡沫模型，将各分离单元粘接成排气管整体模型； (2) 在整体模型表面涂上透气涂料；(3) 根据浇铸工艺将排气管模型组合成模串，并粘上浇注系统； (4) 将组合后的整体模型植入砂箱中； (5) 往砂箱中加干砂，边加边用振实台把干砂振实，要露出浇口杯；(6) 往浇注管道口浇注铁水，采用的适中的浇温。
全文摘要
一种发动机用双层排气管的消失模铸造方法，其特征在于按以下步骤进行将发动机用双层排气管模型分为至少四个分离单元，制作聚苯乙烯泡沫发泡成型模具，将聚苯乙烯珠粒注入四个分离单元的模具中，从而制成各分离单元的聚苯乙烯泡沫模型，将各分离单元粘接成排气管整体模型；在整体模型表面涂上透气涂料；根据浇铸工艺将排气管模型组合成模串，并粘上浇注系统；将组合后的整体模型植入砂箱中往砂箱中加干砂，边加边用振实台把干砂振实，要露出浇口杯；往浇注管道口浇注铁水，采用的适中的浇温。本发明提供一种发动机用双层排气管的消失模铸造方法，该方法可有效解决双层水冷排气管在消失模铸造过程出现的冷隔、铸件遗留残渣或气孔、多肉和粘砂等问题，有利于降低生产成本，提高发动机用双层排气管的铸造质量。
文档编号B22C7/02GK101829760SQ20101015215
公开日2010年9月15日 申请日期2010年4月21日 优先权日2010年4月21日
发明者孙之郕, 孙平 申请人:福清龙泰机械有限公司