一种高镍奥氏体球墨铸铁发动机排气管背部进火工艺的制作方法

本发明涉及汽车零部件生产技术领域，具体涉及一种高镍奥氏体球墨铸铁发动机排气管背部进火工艺。

背景技术：

高镍奥氏体球墨铸铁发动机排气管，在中高档轿车发动机中有着广泛的应用。砂型铸造是大批量生产高镍球铁铸件的基本工艺。三乙胺法冷芯盒制芯，具有高效节能，铸件表面质量好，尺寸精度高，砂芯溃散好等优点，适用于砂型铸造大批量生产。

高镍球铁，有钢液流动性差，凝固收缩大，浇注温度高等工艺特点。铸件缩松倾向大，表面易夹杂、起皮。同时排气管结构复杂，形状不规则，流道精密度高，壁厚较薄，铸造工艺难度大。

在实际铸造生产应用中，由于覆膜砂乏气量大，浇注系统设计不合理等原因，起皮问题时有发生、铸件气孔、缩松缺陷比例很大，制约着产品的生产。特别是在大批量生产使用三乙胺冷芯时，起皮呛火格外严重，铸件废品率极高。为了提高铸件成品率，提高生产效率，需要从浇注系统上着手，寻求一种理想的解决方案。

公开号为cn201410432490.2的专利文献公开了轻型车排气管浇注工艺，其特征在于包括以下工艺过程：将浇口的位置从边侧移到排气管中间的管口部位，使铁水从两个管口注入型腔，从而型腔内的气体在上升铁水推动下，分别由两处浇注通道排出，与此同时又及时的调整了芯头的间隙。但是该浇注工艺中，型腔内的气体从浇注通道内排出，铸件起皮呛火现象严重，气孔、缩松等缺陷多，成品合格率低。

公告号为cn205904387u的专利公开了一种高镍球铁排气管浇注系统，包括直浇道、设置在所述直浇道下部两侧的横浇道、设置在所述横浇道两侧的内浇道；所述内浇道末端连接补缩冒口，所述补缩冒口通过短接内浇道与排气管本体两边侧的进气法兰面相连接，所述排气管本体在进气法兰面中部设置保温冒口，所述排气管本体的出气法兰上设置保温冒口；采用本实用新型的对该类型排气管进行浇注时，使得工艺出品率由原来的33%提升至42%；同时取消了陶瓷避渣网的使用，解决了出气法兰根部缩松漏气的现象；也使的产品合格率由原来的69%提升至94%；同时还能使排气管的密封性和韧性大大提高，提高了排气管的使用寿命，节约了维修成本。但是，该系统采用正面进火，虽然提高了产品的成品率，起皮缺陷现象严重，占15-30%，铸件残次品率极高，需要投入大量的修复时间及成本，影响产品质量。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种高镍奥氏体球墨铸铁发动机排气管背部进火工艺，解决了铸件起皮气孔问题，同时也适用于三乙胺冷芯生产铸造。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种高镍奥氏体球墨铸铁发动机排气管背部进火工艺，包括铸造工艺和铸造模具，所述铸造模具包括砂型、砂芯和浇注系统，所述浇注系统包括直浇道、设置在所述直浇道下部的横浇道、设置在所述横浇道两侧的内浇道；所述内浇道的末端与设有积渣包的进火口相连接，所述排气管本体在进气法兰面中部设置保温冒口。

进一步的，所述进火口设置在排气管本体的背部和/或出气法兰面。

进一步的，所述积渣包高度高于所述进火口15~45mm，所述积渣包为方形冒口或圆形冒口。

进一步的，所述排气管为四缸或六缸排气管。

进一步的，所述浇注系统为一模多件。

进一步的，所述铸造工艺采用背部进火，型腔气体依次排出至所述进气法兰面中部的保温冒口。

本发明的有益效果是：

以往造型线生产，一模两件，进气法兰面冒口，正面进火。此生产工艺，三乙胺冷芯试生产，铸件气孔比例高达30%，因此实际生产一直使用热芯盒制芯，即便是热芯，在夏季空气潮湿的环境下，铸件起皮气孔比例也会达到快20%。之后，对铸造工艺进行模拟分析，发现起皮位置为铁液交汇位置，并且铁液交汇包裹型腔气体，形成孤立气包。之前生产铸件起皮问题严重，如果要完全解决铸件冷芯起皮问题，需要避免铁液在管壁位置交汇，出现孤立气包。

在此基础上，重新设计模具和工艺，在铸件进火口，设计有积渣包，积渣包可以有多种形态，可以是方形冒口，也可以是圆冒口，单积渣包高度高于进火口15~45mm左右。型腔气体依次排出至进气法兰冒口，在管壁位置没有形成孤立气包。

本发明从铸件背部进火，铸件型腔气体从进气法兰冒口排出，保证浇注过程中，铁液不包裹孤立气包。铸件进火口前端设计积渣包，一方面减缓铁液对型腔的冲击力，使铁液平稳进入型腔，又避免夹杂进浆等其他铸造问题。

本发明完全改变了原有的浇注系统设计方式，使三乙胺冷芯工艺可以切实应用到实际生产中，采用一模多件，提高了生产效率，节约了生产成本，铸件基本无起皮现象，合格率达到96.5%以上。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明实施例一的铸造模具的浇注系统的结构示意图。

图2是本发明实施例二的铸造模具的浇注系统的结构示意图。

图3是本发明实施例三的铸造模具的浇注系统的结构示意图。

图4是本发明对比例的铸造模具的浇注系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图1-4，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1所示，该实施例提供了一种高镍奥氏体球墨铸铁发动机排气管背部进火工艺，包括铸造工艺和铸造模具，铸造模具包括砂型、砂芯和浇注系统，所述浇注系统包括直浇道1、设置在所述直浇道1下部的横浇道2、设置在所述横浇道2两侧的内浇道4；所述内浇道4的末端与设有积渣包3的进火口相连接，所述排气管本体9在进气法兰面6中部设置保温冒口5。所述进火口设置在排气管本体9的背部和出气法兰面7。所述积渣包3高度高于所述进火口15~45mm，所述积渣包3为方形冒口或圆形冒口。所述排气管为四缸排气管。所述浇注系统为一模六件。所述铸造工艺采用背部进火，型腔气体依次排出至所述进气法兰面中部的保温冒口。

其中，本实施例中，直浇道1与横浇道2垂直连接，横浇道2的个数为四个，每个横浇道2上连接三个内浇道4，三个内浇道4设置在单个横浇道2的两侧。直浇道1、横浇道2和内浇道4的内部均相连通。本实施例中，共计六个排气管本体9，每个排气管本体9在背部和出气法兰7的端面均设置进火口，其中背部的进火口端部设置的积渣包3为方形冒口，出气法兰7端面进火口端部设置的积渣包3为圆形冒口。进气法兰6中部设置两个保温冒口5。实际生产中，型腔气体依次排出至进气法兰冒口，在管壁位置没有形成孤立气包，铸造二分厂直接使用三乙胺冷芯生产，铸件无起皮问题。

实施例二

如图2所示，该实施例提供了一种高镍奥氏体球墨铸铁发动机排气管背部进火工艺，是在实施例一的基础上进行的改进，与实施例一不同的是，本实施例中，横浇道2的个数为六个，每个横浇道2的端部均连接一个短接内浇道8，每个短接内浇道8连接两个内浇道4，内浇道4的末端与设有积渣包3的进火口相连接。两个积渣包3均为圆形冒口，进气法兰6中部设置三个保温冒口5。所述铸造工艺采用背部进火，型腔气体依次排出至所述进气法兰面中部的保温冒口。本实施例同样为一模六件，在管壁位置没有形成孤立气包，使用三乙胺冷芯生产，铸件无起皮问题。

实施例三

如图3所示，该实施例提供了一种高镍奥氏体球墨铸铁发动机排气管背部进火工艺，是在实施例一的基础上进行的改进，与实施例一不同的是，本实施例为一模八件，横浇道包括设置在直浇道1两端的两个第一横浇道21和设置在第一横浇道21上的四个第二横浇道22，其中，一个第一横浇道21上设置两个第二横浇道22，第二横浇道22的末端与内浇道4相连接。八个排气管本体9左右对称，上下相同。所述铸造工艺采用背部进火，型腔气体依次排出至所述进气法兰面中部的保温冒口。本实施例同样为一模八件，在管壁位置没有形成孤立气包，使用三乙胺冷芯生产，铸件无起皮问题。

对比例

该对比例提供了一种高镍奥氏体球墨铸发动机车排气管进火工艺，东久造型线生产，采用一模两件，进气法兰面冒口，正面进火，如图4所示。此生产工艺，三乙胺冷芯试生产，铸件气孔比例高达30%，因此实际生产一直使用热芯盒制芯，即便是热芯，在夏季空气潮湿的环境下，铸件起皮气孔比例也会达到快20%。发现起皮位置为铁液交汇位置，并且铁液交汇包裹型腔气体，形成孤立气包。之前生产铸件起皮问题严重，位置也对应在标识位置。如果要完全解决铸件冷芯起皮问题，需要避免铁液在管壁位置交汇，出现孤立气包。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。