汽缸盖铸件的防缩松铸造方法与流程

本发明涉及一种汽缸盖铸件的防缩松铸造方法，主要应用于发动机技术领域。

背景技术：

现有的柴油机汽缸盖，材质是rut300，采用顶部注入铁液工艺。这种工艺铸造汽缸盖铸件有如下问题：

1、铸件导管孔缩松严重，废品率高达60％。

2、四个导管孔只有一个导管孔出现缩松现象。

现在汽缸盖铸件的造型工艺生产工艺方法，为了造型方便浇注系统的设计普遍是顶部注入或中间注入，这就造成中上部铁液温度高，更容易引起中上部热结补缩困难，造成铸件缩松缺陷。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种汽缸盖铸件的防缩松铸造方法，通过增大铸件局部热结处树脂砂砂芯的吸热能力，此处砂芯采用铬铁矿砂和石英砂混合配制，并在缩松区增加两块间接外冷铁，来达到铸件均衡凝固，避免缩松。

本发明所述的汽缸盖铸件的防缩松铸造方法，其特征在于采取以下步骤：

①制作模具；

②造出上砂型、下砂型及砂芯，其中气道砂芯包括一号砂芯和二号砂芯，进气道砂芯采用一号砂芯，排气道砂芯采用二号砂芯，二号砂芯内分别放入一号外冷铁和二号外冷铁；

③刷涂料，并烘干砂芯；

④下芯，在上砂型对应的位置放置四根内冷铁；

⑤合型，紧固砂箱；

⑥浇注铁液；

⑦开箱、清理、检验、入库。

步骤①中制作的模具为按照工艺图制作的木模或金属模，并将模具安装在有定位的型板上。

步骤②中砂型砂芯均采用呋喃树脂和石英砂混制，二号砂芯是采用铬铁矿砂和石英砂混合制作的树脂砂砂芯。

步骤②中外冷铁距离对应的易缩松区铸件吃砂量最小为5mm-10mm，外冷铁直径约占该处砂芯直径的1/3-1/2。

步骤②中一号外冷铁和二号外冷铁均可采用表面干净无铁锈油污的钢棒、铁棒。

步骤④中内冷铁采用石墨或者铁棒。

步骤④中内冷铁分别安放在四个导管孔处，在上、下砂型合型前放入。

步骤⑥中浇注温度1330-1380℃。

步骤⑥中浇注系统采取底注式浇注系统，内浇道都采用楔型式内浇道。

本发明的有益效果是：

底部注入铁液，外加均衡凝固的造型工艺，平衡了铸件凝固温度场，二号砂芯是采用铬铁矿砂和石英砂混合制作的树脂砂砂芯，并包含一号冷铁和二号冷铁，这种结构极大提高了砂芯的吸热冷却效果，来平衡铸件凝固过程的温度场，达到均衡凝固的目的，降低铸件的易缩松区发生缩松的出现概率，此工艺使用一年机加工后此处很少出现缩松，铸件整体合格率达到95％以上，而此铸件采用之前的铸造方法合格率仅在40％左右。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1中带浇道后的结构示意图。

图3是图2中左视结构示意图。

图4是图3中a-a的剖面结构示意图。

图5是图4中k-k的剖面结构示意图。

图6是图4中j-j的剖面结构示意图。

图7是图4中h-h的剖面结构示意图。

图8是图4中i-i的剖面结构示意图。

图中：1、内浇道；2、直浇道；3、内冷铁；4、一号砂芯；5、二号砂芯；6、横浇道；7、二号外冷铁；8、一号外冷铁。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述：

如图1～图8所示，本发明所述的汽缸盖铸件的防缩松铸造方法，其特征在于采取以下步骤：

①制作模具；

②造出上砂型、下砂型及砂芯，其中气道砂芯包括一号砂芯4和二号砂芯5，进气道砂芯采用一号砂芯4，排气道砂芯采用二号砂芯5，二号砂芯5内分别放入一号外冷铁8和二号外冷铁7；

③刷涂料，并烘干砂芯；

④下芯，在上砂型对应的位置放置四根内冷铁3；

⑤合型，紧固砂箱；

⑥浇注铁液；

⑦开箱、清理、检验、入库。

步骤①中制作的模具为按照工艺图制作的木模或金属模，并将模具安装在有定位的型板上。

步骤②中砂型砂芯均采用呋喃树脂和石英砂混制，二号砂芯5是采用铬铁矿砂和石英砂混合制作的树脂砂砂芯。

步骤②中外冷铁距离对应的易缩松区铸件吃砂量最小为5mm-10mm，外冷铁直径约占该处砂芯直径的1/3-1/2。

步骤②中一号外冷铁8和二号外冷铁7均可采用表面干净无铁锈油污的钢棒、铁棒。

步骤④中内冷铁3采用石墨或者铁棒。

步骤④中内冷铁3分别安放在四个导管孔处，在上、下砂型合型前放入。

步骤⑥中浇注温度1330-1380℃。

步骤⑥中浇注系统采取底注式浇注系统，内浇道1都采用楔型式内浇道。

造型工艺采用呋喃树脂砂制型制芯，水平分型一箱一件。图中a和b部位均为易缩松部位，铸造工艺图为铸造工艺简图，包括铸件、分型面、气道砂芯(一号砂芯4和二号砂芯5)和浇注系统。铸造工艺图如图1所示，铸造工艺采取水平分型，浇注系统采取底注式浇注系统，包括直浇道2、横浇道6和内浇道1，内浇道1都采用楔型式内浇道，此内浇道方便铸件清理不宜带肉且挡渣效果好。此工艺采用间接外冷铁和内冷铁3配合使用，二号砂芯5采用含有间接外冷铁的铬铁矿砂。

砂型、砂芯的制作，除了二号砂芯5其它砂型砂芯均采用呋喃树脂和石英砂混制，二号砂芯5是采用呋喃树脂混合铬铁矿砂制作。在舂制二号砂芯5时，在砂芯舂制到导管孔处易缩松区处时，分别放入一号外冷铁8和二号外冷铁7，两外冷铁为间接外冷铁，外冷铁距离对应的易缩松区铸件吃砂量最小为5-10mm，外冷铁直径约占该处砂芯直径的1/3-1/2。

内冷铁3共四件分别安放在四个导管孔处,在造型、刷涂料、下芯烘干后，上砂型、下砂型合型前放入。由于二号砂芯5比一号砂芯4尺寸小质量小，同样材料的砂芯，二号砂芯5浇铸铁液时吸收铁液热量差，而二号砂芯5导管处易产生缩孔缩松缺陷。当二号砂芯5采用铬铁矿树脂砂，并放入间接一号外冷铁8和二号外冷铁7，配合内冷铁3，极大提高了二号砂芯5处的导管孔热结处的铁液冷却效果，铸件凝固过程达到均衡凝固的目的，降低铸件的易缩松区发生缩孔(松)概率。汽缸盖气道部位是重点部位需要气道表面光滑，一般不允许直接加冷铁。而此次设计的一号外冷铁8和二号外冷铁7均是间接外冷铁，此冷铁设计的好处是防止冷铁凝固过程造成的皱皮、冷隔、贴合面凸凹不平等缺陷，完全不影响气道表面的光洁精度。

技术特征：

技术总结
本发明主要应用于发动机技术领域，特别涉及一种汽缸盖铸件的防缩松铸造方法，采取以下步骤：①制作模具；②造出上砂型、下砂型及砂芯；③刷涂料，并烘干砂芯；④下芯，在上砂型对应的位置放置四根内冷铁；⑤合型，紧固砂箱；⑥浇注铁液；⑦开箱、清理、检验、入库。底部注入铁液，外加均衡凝固的造型工艺，平衡了铸件凝固温度场，二号砂芯是采用铬铁矿砂和石英砂混合制作的树脂砂砂芯，并包含一号冷铁和二号冷铁，这种结构极大提高了砂芯的吸热冷却效果，来平衡铸件凝固过程的温度场，达到均衡凝固的目的，降低铸件的易缩松区发生缩松的出现概率，此工艺使用一年机加工后此处很少出现缩松，铸件整体合格率达到95％以上。

技术研发人员：赵国栋;宋玉铎;贾宝富;谢庆;王俊;张新亮;荆涛;李西望;牟蕾蕾;王秀英;胡凤芹;刘艳;张宁;李雪玮;郭颖;李娟;桑伟
受保护的技术使用者：淄柴动力有限公司
技术研发日：2019.06.20
技术公布日：2019.08.09