一种发动机主轴承盖的铸造工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及铸造技术领域，具体涉及一种发动机主轴承盖的铸造工艺。
【背景技术】
[0002] 主轴承盖是机车内燃发动机上要求较高的零部件，用于承受冲击载荷的作用，它 的精度和性能直接影响着主机的性能和寿命，是一个重要的铸件。球墨铸铁件由于其高强 度、可靠性高、功能复合化的特点被广泛用于大型发动机的主轴承盖的铸造中。然而，由于 发动机主轴承盖铸件的结构复杂、铸件壁厚差别大、自由收缩倾向大，具有分散的、局部热 节多的特点。球墨铸铁件容易产生缩孔、缩松等铸造缺陷，使其铸造工艺难度不断加大、制 造成本的急剧增加。
[0003] 为了防止这些缺陷的产生，常常采用铸件重量30% - 50%的冒口进行补缩，通过 调节温度场使整个铸型趋于顺序凝固或同时凝固，以达到解决球墨铸铁件缩松缺陷的目 的，然而这样既浪费原材料，又增加了清理工作的困难，影响生产效率和经济效益。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本申请提供一种发动机主轴承盖的铸造工艺，解决了大型发动机主轴 承盖的缩松缺陷问题，采用无冒口自补缩工艺使得该类铸件的缩松得到改善，显著减少金 属材料消耗并保证产品质量，铸件合格率达到97. 5%。
[0005] 为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是一种发动机主轴承盖的铸造工 艺，包括型砂配制及铸型制造、金属熔炼浇注、铸件及落砂清理、铸件检验的步骤，
[0006] 所述型砂配制及铸型制造步骤中，采用呋喃树脂砂造型，所述砂型的24h抗拉强 度不小于I. 4MPa，所述卡箱时间不小于20h ;
[0007] 所述金属恪炼饶注步骤中，控制铁水中碳当量在4. 4一4. 6%，当碳当量小于 4. 4%时加入碳粉调整至4. 4%以上；当碳当量大于4. 6 %时加入废钢调整至4. 6%以下；
[0008] 所述铸件模数不小于2. 5cm。
[0009] 其中，"铸件模数"又叫铸件凝固模数，是铸件的体积与传热表面积的比值，用M = V/A表示，单位为cm，其大小决定了铸件的凝固时间。
[0010] 优选的，所述型砂配制及铸型制造步骤中，采用刚性铸铁砂箱，所述砂箱为上下 箱，所述铸型的分型面设置在该铸型的中部截面，所述砂箱的上下箱采用机械法紧固，防止 铸件凝固时砂箱松动。
[0011] 优选的，所述型砂配制及铸型制造步骤中，所述砂型的24h抗拉强度为1.5- I. 6MPa，可避免型壁移动产生缩孔。
[0012] 优选的，所述型砂配制及铸型制造步骤中，所述卡箱时间为22- 24h，控制卡箱时 间，避免型壁移动产生缩孔。
[0013] 优选的，所述金属熔炼浇注步骤中，控制碳当量在4. 5%，严格控制熔炼过程中的 化学成分，控制碳当量，增加石墨膨胀，促进铸件自补缩。
[0014] 其中，"碳当量"为：将钢铁中各种合金元素对共晶点实际碳量的影响折算成碳的 增减，这样算的碳量称为"碳当量"，用C.E.表示，其中铸铁碳当量的计算公式为：
[0015] CE = [C+0. 3 (Si+P) +0. 4S - 0. 03Mn] %
[0016] 一般铸铁中S很低，而Mn的影响又较小，因此常简化为：
[0017] CE = [C+0. 3 (Si+P) ] %
[0018] 优选的，所述金属熔炼浇注步骤中，所述浇注的温度为1320-1350 °C，采用低温浇 注，保证铁液减少液态补缩。
[0019] 更为优选的，所述金属熔炼浇注步骤中，所述浇注的温度为1335°c。
[0020] 优选的，所述铸件的模数为2. 8cm，所述模数采用三维建模进行计算，保证其模数 不小于2. 5cm，优选为2. 8cm。
[0021] 优选的，所述铸件检验步骤中，对铸件表面进行磁粉探伤；对铸件内部区域进行超 声波探伤。其中，所述主轴承盖铸件材质为QT400-15,在铸件进行检查验收时，要求对铸件 的整个表面进行磁粉探伤，不允许有缩孔、缩松、裂纹铸造缺陷；对铸件内部区域进行超声 波探伤，要求内部组织致密。
[0022] 本申请技术方案的理论基础在于：形成铸铁件缩孔和缩松的总容积可用下式表 示：
[0023] VO = V1+V2 - V3+V4
[0024] 式中：
[0025] VO--缩孔、缩松的总体积
[0026] Vl--液态收缩体积
[0027] V2--凝固收缩体积
[0028] V3--石墨化膨胀体积
[0029] V4--型壁移动增加的收缩体积
[0030] 按工艺严格控制过程，确保铸件在共晶转变过程中，发生石墨化膨胀时，不产生型 壁移动的条件下（即V4 = 0)，铸件模数不小于2. 5cm ;使得铸件本身的石墨化膨胀可以抵 消液态收缩和凝固收缩，即V1+V2 = V3,而V4 = 0,因此VO = 0,即铸件能实现自补缩。
[0031] 本申请与现有技术相比，其详细说明如下：本申请提供一种发动机主轴承盖的铸 造工艺，包括型砂配制及铸型制造、金属熔炼浇注、铸件及落砂清理、铸件检验的步骤，限定 采用呋喃树脂砂造型，所述砂型的24h抗拉强度不小于I. 4MPa，所述卡箱时间不小于20h ; 限定了金属熔炼浇注步骤中，控制铁水中碳当量在4. 4一4. 6% ;限定了所述铸件模数不小 于2. 5cm。本申请采用无冒口自补缩方案，通过控制铸造的工艺条件，能够解决大型发动机 主轴承盖缩松缺陷问题，使得该类铸件的缩松得到改善，并显著减少金属材料消耗并保证 产品质量。相比于现有铸造技术中高达15%的废品率，本申请生产的铸件，其合格率高达 97. 5%，充分利用铸铁石墨化膨胀的自补缩，能有效保证产品质量，显著提高工艺出品率。
【具体实施方式】
[0032] 为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对 本发明作进一步的详细说明。
[0033] 实施例一 本申请铸造方案
[0034] 本实施例用于生产尺寸为645mmX410mmX140mm，材质为QT400-15d的主轴承盖 铸件，包括型砂配制及铸型制造、金属熔炼浇注、