柴油机机体的铸造砂模的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种铸造模具，尤其是一种柴油机机体的铸造砂模。本实用新型提供了一种一体成型水道和油道的柴油机机体的铸造砂模，包括由铸件型腔、冒口系统和浇注系统组成的砂型，其特征在于：还包括截面为圆形的无缝钢管，所述无缝钢管植入砂型中构成砂型的油道和水道，并且无缝钢管的两端穿透砂型与外界连通。机体与无缝钢管整体铸造，省去补焊程序，避免了棱角的出现，减少了回油及水对管壁强烈冲刷而造成的渗漏现象。
【专利说明】 柴油机机体的铸造砂模
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种铸造模具，尤其是一种柴油机机体的铸造砂模。
【背景技术】
[0002]目前，国外著名的大型柴油机制造厂家如德国MAN B&W、芬兰美国Caterpillar、韩国Hyunda1、日本洋马等公司的柴油机产品都形成了系列化，并各具特色。以船舶中速柴油机的生产为例，MAN B&W公司生产的船舶中速机可用于三大主力船型(油轮、集装箱船以及散货船)的发电辅机，且市场销售情况良好。而我国船舶中速柴油机虽然通过技术合作、专利或许可证引进及自主开发研制，在国内已经形成了一定的生产能力，但是由于我国中速机功能单一，且技术水平落后，目前仅用于渔船、内河航行船舶等，产品进不了主流市场。因此，我国制造的远洋船舶上配套的中速机70%直接购买国外进口原装机，其余30%则是引用国外许可证技术制造，制造技术依赖于国外，国内企业没有自主知识产权。
[0003]采用整体铸造技术生产大型柴油机机体的技术难度大、设备要求高，因此目前国内还没有相关领域的企业有能力采用以铸代焊的方法生产大型柴油机机体，使得我国造船领域大型柴油机与机体的配套率不到40%，这已成为影响我国船舶工业快速发展的主要瓶颈。然而，国内外对品质优良、价格合理的以铸代焊大型柴油机机体的需求却十分旺盛。以国内为例，近年来中国造船量以年均超过30%的速度增长，占世界市场份额的25%以上，2013年中国大型柴油机机体的市场需求量已超过6000台，且随着国际航运业和社会经济的快速发展，船用发动机的功率会越来越大，大型柴油机机体的需求量也会急剧增加。
[0004]油道和水道是印度机体的铸造难点，印度铸造的V16机体的油道和水道的截面结构为三角形，然后采用钢板+角钢的方式镶嵌在铸件中，最后通过焊接的方式使得油道、水道与机体连为一体。其具体结构如图2所示。此方案压水试验时，焊疤处漏水。原因是在浇注前焊接的地方使用PT探伤检测，无裂纹，但浇注铁水后铸件试压漏水，说明1340°C铁水温度太高将焊疤烧裂了。此外，钢板和铸件熔合区域也漏水。原因是5_钢板镶嵌在铸件中熔合达不到压水要求，试压时水从熔合区渗漏出来。
实用新型内容
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种一体成型水道和油道的柴油机机体的铸造砂模。
[0006]本实用新型解决其技术问题所采用的柴油机机体的铸造砂模，包括由铸件型腔、冒口系统和浇注系统组成的砂型，其特征在于:还包括截面为圆形的无缝钢管，所述无缝钢管植入砂型中构成砂型的油道和水道，并且无缝钢管的两端穿透砂型与外界连通。
[0007]进一步的是，所述砂型上还设置有定位台，所述无缝钢管通过定位台定位安装在砂型内。
[0008]进一步的是，所述砂型上还设置有定位钢棒，所述定位台通过定位钢棒固定在砂型上。
[0009]进一步的是，所述定位台上设置有一层耐火石棉层。
[0010]进一步的是，还包括干冰喷射机，所述干冰喷射机与所述无缝钢管相连。
[0011]进一步的是，所述铸件型腔的内壁上涂有一层含麻纤维的涂料层。
[0012]本实用新型的有益效果是:
[0013]1.无缝钢管代替三角形钢板铸造油道、水道，避免水压渗漏。充分利用数学思想“同等周长，圆的截面积大于三角形的截面积”，将原印度机体油道、水道的截面由三角形改进为圆形，增大了油道、水道的体积，同时，避免了棱角的出现，减少了回油及水对管壁强烈冲刷而造成的渗漏现象。
[0014]2.机体与无缝钢管整体铸造，省去补焊程序。印度以前采用钢板+角钢的方式镶嵌在铸件，然后通过焊接的方式使得油道、水道与机体连为一体，经水压测试，焊缝处露水而难以保证铸件质量。本实用新型则摒弃以往铸钢、钢板的铸焊结构，将四根无缝钢管(两侧面各两根)通过等间距设计的定位台和钢棒固定于坭芯中，钢管总长度大于机体，穿透砂型。
[0015]3.有效保护高温铁水对固定钢棒和无缝钢管的灼烧破坏。为了防止1340°C高温铁水对插于坭芯中的钢棒的灼烧及破坏，即为了确保钢管的准确定位，本项目通过在定位台部位缠绕耐火材料石棉绳进行消除。同时为了消除高温铁水对无缝钢管的灼烧，本实用新型向钢管中通入CO2干粉，通过干粉的升华降低管壁温度。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型生产的铸件的示意图；
[0017]图2是原有柴油机体的油道和水道示意图；
[0018]图3是采用本实用新型成型的油道和水道示意图；
[0019]图中零部件、部位及编号:油道1、水道2、铸件3、无缝钢管4、钢棒5、定位台6。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0021]如图1所示，本实用新型包括由铸件型腔、冒口系统和浇注系统组成的砂型，还包括截面为圆形的无缝钢管4，所述无缝钢管4植入砂型中构成砂型的油道I和水道2，并且无缝钢管4的两端穿透砂型与外界连通。在制作砂型时，利用无缝钢管4构建油道I和水道2，并且无缝钢管4的两端穿透砂型与外界连通；无缝钢管4在制作砂型时嵌入到砂型中，按照设计的油道和水道位置进行安装，根据油道和水道的功能，可以采用不同规格的无缝钢管4。无缝钢管4的两端穿透砂型与外界连通，这主要是为了后续通入冷却剂而设定。装配模样时，其砂型的轴心位置设有一定位杆，以确保各个坭芯准确定位；在制作砂型后，在砂型的型腔涂抹一层含麻纤维的涂料，麻纤维优选为荨麻纤维，这样可以增加铸型的透气效果，防止铸件中形成气孔，本发明在常规使用的涂料中专门添加了含有增加材料透气性的麻纤维，大大提高了涂料的透气性，使得铁液在充型过程中的气体可顺利经涂层及型砂而排除型外，从而减小型腔内的气压，使铁液流通顺畅无阻，解决了传统方法铸造大型发动机缸体铸件时由于透气性差所带来的铸件缺陷问题。在砂型制作完成后，即可准备浇注。
[0022]在浇注成型的过程中，向无缝钢管4中通入冷却剂以控制无缝钢管4的温度。由于在浇注时，高温铁水很容易损坏无缝钢管4，因此利用冷却剂可以有效的降低无缝钢管4的温度，避免无缝钢管4在浇注时损坏。冷却剂可以是以水为代表的冷却剂，本发明推荐采用CO2干粉，通过干粉的升华降低管壁温度，CO2干粉可以使无缝钢管4内的CO2浓度大幅提升，减少无缝钢管4内壁被氧化，同时CO2的排放也非常的安全，CO2通过干冰喷射机提供。本发明浇铸后的铸件参见图1所示。
[0023]为了便于定位，所述砂型上还设置有定位台6，所述无缝钢管4通过定位台6定位安装在砂型内。，所述定位台6通过定位钢棒5固定在砂型上。为了避免定位钢棒5被烧坏，所述定位台6上设置有一层耐火石棉层。
【权利要求】
1.柴油机机体的铸造砂模，包括由铸件型腔、冒口系统和浇注系统组成的砂型，其特征在于:还包括截面为圆形的无缝钢管(4)，所述无缝钢管(4)植入砂型中构成砂型的油道(I)和水道(2)，并且无缝钢管(4)的两端穿透砂型与外界连通。
2.如权利要求1所述的柴油机机体的铸造砂模，其特征在于:所述砂型上还设置有定位台(6)，所述无缝钢管(4)通过定位台(6)定位安装在砂型内。
3.如权利要求2所述的柴油机机体的铸造砂模，其特征在于:所述砂型上还设置有定位钢棒(5),所述定位台(6)通过定位钢棒(5)固定在砂型上。
4.如权利要求3所述的柴油机机体的铸造砂模，其特征在于:所述定位台(6)上设置有一层耐火石棉层。
5.如权利要求1所述的柴油机机体的铸造砂模，其特征在于:还包括干冰喷射机，所述干冰喷射机与所述无缝钢管(4)相连。
6.如权利要求1所述的柴油机机体的铸造砂模，其特征在于:所述铸件型腔的内壁上涂有一层含麻纤维的涂料层。
【文档编号】B22C9/22GK203992268SQ201420363878
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年7月2日 优先权日:2014年7月2日
【发明者】鲁晨光, 杨刚, 刘万虎, 杨屹, 王康生, 陈怡 , 汪朝志, 杨春黎, 陈光金 申请人:四川省宜宾普什铸造有限公司, 四川大学