柴油机缸体的消失模铸造工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明一种铸造方法，尤其是一种柴油机缸体的消失模铸造工艺。
【背景技术】
[0002]柴油机缸体是一种比较复杂的铸件，国内主要采用黏土砂型铸造，少数企业采用冷芯盒或热芯盒铸造，但这些铸造方法普遍存在劳动强度大、环境污染严重、型砂回用少、废砂无法处理、原材料消耗重、铸件重量偏重、铸件品质无法保证(错箱、砂眼、夹渣、气孔等)等一系列问题。消失模铸造的出现彻底解决了传统砂型铸造常伴随着错箱、砂眼、夹渣、气孔、表面粗糙等缺陷，而消失模铸造工艺生产的铸件，能有效控制铸件缺陷，光洁度也得到很大程度的提高，且消失模铸造采用一定目数的干砂，干砂可以循环使用，回用率高达99.5%，节能环保。
[0003]现有的消失模铸造工艺由于设备成本投入，以及泡沫模样模具(白模)制造、涂料工艺、浇注工艺等技术中存在无法克服的问题:1.消失模铸造工艺中需要制造白模，白模在制造过程中容易产生变形(如:聚苯乙烯珠粒的预发密度小、白模在脱模时受到水压等外力作用而发生变形)；2.白模上涂的涂料不均匀，没涂完整而露白了，浇铸时会粘砂;3.白模存在填砂盲区；4.在浇铸时，a.—般会将白模的缸头面朝上放置，这样可以减少盲区，但浇铸得到的缸头面有碳渣;b.浇口处受热变形也容易发生粘砂的情况，这些都会影响铸件的质量，且目前在国内利用消失模铸造工艺大批量生产柴油机、汽油机缸体的企业几乎没有，绝大多数还处于观望试验阶段。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是:基于上述问题，本发明提供一种柴油机缸体的消失模铸造工艺，以解决设备成本投入高，以及白模制造、涂料工艺、浇注工艺等技术中存在的无法克服的问题，实现利用消失模铸造工艺生产柴油机、汽油机缸体的成品批量化。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种柴油机缸体的消失模铸造工艺，包括如下步骤:
[0006]a.预发泡:选择可发性甲基丙烯酸甲脂与苯乙烯共聚树脂珠粒，且其原始珠粒的粒径小于或等于铸件的最小壁厚的1/9?1/10，将可发性甲基丙烯酸甲脂与苯乙烯共聚树脂珠粒按一次Ikg注入间歇式蒸汽预发泡机，采用时间继电器、温度控制仪同步控制，预发时间为25?45s，温度为80?100°C，同时，控制预发密度为18?25g/l;
[0007]b.熟化:经预发泡的可发性甲基丙烯酸甲脂与苯乙烯共聚树脂珠粒放置在干燥、通风的料仓中熟化7?18小时；
[0008]c.发泡成型:将熟化的可发性甲基丙烯酸甲脂与苯乙烯共聚树脂珠粒填充到金属模具的型腔内，加热，使珠粒再次膨胀，填满珠粒间的空隙，并使珠粒间相互融合，形成平滑表面，即形成泡塑模型与浇冒口模型；
[0009]d.模型组合成簇:将加工好的泡塑模型与浇冒口模型组合粘结在一起，形成模型簇，粘结材料为橡胶乳液、树脂溶剂、热熔胶及胶带纸；
[0010]e.模型涂层:取消失模铸造专用涂料在涂料搅拌机内加水搅拌，搅拌后的涂料放入容器内，用浸、刷、淋和喷的方法依次涂覆模型组，重复两遍，涂层厚度为0.5?2mm，涂层在40?50 V下烘干，形成铸型内壳，S卩消失模模型；
[0011]f.砂床制备:将带有抽气室的砂箱放在振动台上，并卡紧，底部放入厚度在50?10mm的底砂，振动紧实，砂箱为单面开口、设有抽气室或抽气管、起吊或行走机构的砂箱；
[0012]g.放置消失模模型:振实后，在砂箱内放入消失模模型，并培砂固定，浇口高出型砂平面3.5cm，型砂为无粘结剂、无填加物、不含水的干石英砂；
[0013]h.填砂:加入干石英砂，同时施以三维振动，振动时间为35?55秒，使型砂充满模型的各个部位，且使型砂的堆积密度增加；
[0014]1.密封定型:砂箱表面用塑料薄膜密封，用真空栗将砂箱内抽成一定真空，靠大气压力与铸型内压力之差将砂粒“粘结”在一起，维持铸型浇注过程不崩散；
[0015]j.浇注置换:实型铸造浇注时，在液体金属的热作用下，消失模模型发生热解气化，产生大量气体，不断通过涂层型砂向外排放，在铸型、模型及金属间隙内形成一定气压，液体金属不断地占据消失模模型位置，向前推进，发生液体金属与消失模模型的置换过程，置换的最终结果是形成铸件，浇注时采用连续浇注，浇后铸型真空维持3?5分钟后停栗，浇注温度为650?730 °C;
[0016]k.冷却清理:冷却后，将砂箱倾斜吊出铸件或直接从砂箱中吊出铸件即可，铸件与干砂自然分离，分离出的干砂处理后重复使用。
[0017]本发明的有益效果是:1.选用较佳的泡塑珠粒，进一步降低残留的碳;2.有效控制珠粒合理的预发密度，不会造成白模强度不够而产生变形、甚至断裂，也不会产生铸件缺陷，如气孔，碳缺陷等，3.解决了铸件品质低的问题，从而实现单缸柴油机缸体的批量化生产。
【具体实施方式】
[0018]现在结合具体实施例对本发明作进一步说明，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
[0019]—种柴油机缸体的消失模铸造工艺，包括如下步骤:选择可发性甲基丙烯酸甲脂与苯乙烯共聚树脂珠粒，且其原始珠粒的粒径等于铸件的最小壁厚的1/10，将可发性甲基丙烯酸甲脂与苯乙烯共聚树脂珠粒按一次Ikg注入间歇式蒸汽预发泡机，采用时间继电器、温度控制仪同步控制，预发时间为35s，温度为95°C，同时，控制预发密度为23g/l;经预发泡的可发性甲基丙烯酸甲脂与苯乙烯共聚树脂珠粒放置在干燥、通风的料仓中熟化12小时；将熟化的可发性甲基丙烯酸甲脂与苯乙烯共聚树脂珠粒填充到金属模具的型腔内，加热，使珠粒再次膨胀，填满珠粒间的空隙，并使珠粒间相互融合，形成平滑表面，即形成泡塑模型与浇冒口模型；
[0020]将加工好的泡塑模型与浇冒口模型组合粘结在一起，形成模型簇，粘结材料为橡胶乳液、树脂溶剂、热熔胶及胶带纸;取消失模铸造专用涂料在涂料搅拌机内加水搅拌，搅拌后的涂料放入容器内，用浸、刷、淋和喷的方法依次涂覆模型组，重复两遍，涂层厚度为Imm，涂层在43 V下烘干，形成铸型内壳，S卩消失模模型；[0021 ]将带有抽气室的砂箱放在振动台上，并卡紧，底部放入厚度在60mm的底砂，振动紧实，砂箱为单面开口、设有抽气室或抽气管、起吊或行走机构的砂箱;振实后，在砂箱内放入消失模模型，并培砂固定，浇口高出型砂平面3.5cm，型砂为无粘结剂、无填加物、不含水的干石英砂;加入干石英砂，同时施以三维振动，振动时间为43秒，使型砂充满模型的各个部位，且使型砂的堆积密度增加；砂箱表面用塑料薄膜密封，用真空栗将砂箱内抽成一定真空，靠大气压力与铸型内压力之差将砂粒“粘结”在一起，维持铸型浇注过程不崩散；
[0022]实型铸造浇注时，在液体金属的热作用下，消失模模型发生热解气化，产生大量气体，不断通过涂层型砂向外排放，在铸型、模型及金属间隙内形成一定气压，液体金属不断地占据消失模模型位置，向前推进，发生液体金属与消失模模型的置换过程，置换的最终结果是形成铸件，浇注时采用连续浇注，浇后铸型真空维持4分钟后停栗，浇注温度为648°C;
[0023]冷却后，将砂箱倾斜吊出铸件或直接从砂箱中吊出铸件即可，铸件与干砂自然分离，分离出的干砂处理后重复使用。
[0024]以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【主权项】
1.一种柴油机缸体的消失模铸造工艺，其特征在于:包括如下步骤: a.预发泡:选择可发性甲基丙烯酸甲脂与苯乙烯共聚树脂珠粒，且其原始珠粒的粒径小于或等于铸件的最小壁厚的1/9?1/10，将可发性甲基丙烯酸甲脂与苯乙烯共聚树脂珠粒按一次Ikg注入间歇式蒸汽预发泡机，采用时间继电器、温度控制仪同步控制，预发时间为25?45s，温度为80?100°C，同时，控制预发密度为18?25g/l; b.熟化:经预发泡的可发性甲基丙烯酸甲脂与苯乙烯共聚树脂珠粒放置在干燥、通风的料仓中熟化7?18小时； c.发泡成型:将熟化的可发性甲基丙烯酸甲脂与苯乙烯共聚树脂珠粒填充到金属模具的型腔内，加热，使珠粒再次膨胀，填满珠粒间的空隙，并使珠粒间相互融合，形成平滑表面，即形成泡塑模型与浇冒口模型； d.模型组合成簇:将加工好的泡塑模型与浇冒口模型组合粘结在一起，形成模型簇，粘结材料为橡胶乳液、树脂溶剂、热熔胶及胶带纸； e.模型涂层:取消失模铸造专用涂料在涂料搅拌机内加水搅拌，搅拌后的涂料放入容器内，用浸、刷、淋和喷的方法依次涂覆模型组，重复两遍，涂层厚度为0.5?2_，涂层在40?50 V下烘干，形成铸型内壳，S卩消失模模型； f.砂床制备:将带有抽气室的砂箱放在振动台上，并卡紧，底部放入厚度在50?10mm的底砂，振动紧实，砂箱为单面开口、设有抽气室或抽气管、起吊或行走机构的砂箱； g.放置消失模模型:振实后，在砂箱内放入消失模模型，并培砂固定，浇口高出型砂平面3.5 cm，型砂为无粘结剂、无填加物、不含水的干石英砂； h.填砂:加入干石英砂，同时施以三维振动，振动时间为35?55秒，使型砂充满模型的各个部位，且使型砂的堆积密度增加； i.密封定型:砂箱表面用塑料薄膜密封，用真空栗将砂箱内抽成一定真空，靠大气压力与铸型内压力之差将砂粒“粘结”在一起，维持铸型浇注过程不崩散； j.浇注置换:实型铸造浇注时，在液体金属的热作用下，消失模模型发生热解气化，产生大量气体，不断通过涂层型砂向外排放，在铸型、模型及金属间隙内形成一定气压，液体金属不断地占据消失模模型位置，向前推进，发生液体金属与消失模模型的置换过程，置换的最终结果是形成铸件，浇注时采用连续浇注，浇后铸型真空维持3?5分钟后停栗，浇注温度为650?730°C; k.冷却清理:冷却后，将砂箱倾斜吊出铸件或直接从砂箱中吊出铸件即可，铸件与干砂自然分离，分离出的干砂处理后重复使用。
【专利摘要】本发明一种铸造方法，尤其是一种柴油机缸体的消失模铸造工艺。一种柴油机缸体的消失模铸造工艺，包括如下步骤：a.预发泡→b.熟化→c.发泡成型→d.模型组合成簇→e.模型涂层→f.砂床制备→g.放置消失模模型→h.填砂→i.密封定型→j.浇注置换→j.浇注置换→k.冷却清理。本发明的有益效果是：1.选用较佳的泡塑珠粒，进一步降低残留的碳；2.有效控制珠粒合理的预发密度，不会造成白模强度不够而产生变形、甚至断裂，也不会产生铸件缺陷，如气孔，碳缺陷等，3.解决了铸件品质低的问题，从而实现单缸柴油机缸体的批量化生产。
【IPC分类】B22C9/04, B22C9/22
【公开号】CN105618680
【申请号】CN201610046183
【发明人】杜达仁
【申请人】常州市常协柴油机机体有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年1月22日