大型柴油機氣缸體的鑄造

1、大型柴油機氣缸體的鑄造 1 鑄造工藝方案確定 鑄造工藝方案確定主要包含三方面內(nèi)容： 砂箱中鑄件數(shù)量及 排列、澆注位置、分型面選定。 1.1 砂箱中鑄件數(shù)量及排列 砂箱中鑄件數(shù)量一般是根據(jù)工藝要求和生產(chǎn)條件來決定， 根 據(jù)單件鑄件尺寸和砂箱內(nèi)框尺寸（長寬高）大小來定，同時要考 慮合理的吃砂量、砂鐵比。 目前鑄造廠各機型吃砂量： A氣缸體類砂箱側(cè)面最小吃砂量在 80mmh下浮動，高度方 向最小吃砂量 120mm。 B缸蓋類砂箱側(cè)面最小吃砂量約70左右，頂?shù)酌娉陨傲浚▊?cè) 澆）110mm左 右。 1.2 澆注位置確定 澆注位置是根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)特點、尺寸、重量、技術(shù)要求、 鑄造合金特性、鑄造方法以及生產(chǎn)車

2、間條件決定的。 1.3 分型面選定 缸蓋類大部分是用砂芯包圍而成， 其分型面基本選在內(nèi)腔水 道悶頭孔中心線位置；缸體類分型面選在缸孔中心線平面上。 2工藝參數(shù)設(shè)定 工藝參數(shù)設(shè)定包含：加工余量、鑄件收縮率、拔模斜度、最 小鑄出孔、反變形量、工藝補正量、分型（盒）負數(shù)等。 2.1 加工余量 為了獲得光滑的表面， 鑄件表面需要進行機加工。 鑄件的加 工余量一般是在工藝圖或技術(shù)要求中用文字描述； 采用非標準加 工余量時，應(yīng)在工藝圖上所需部位直接標出。 2.2 鑄件收縮率 鑄件收縮率是指鑄件從收縮開始溫度 （液相中析出枝晶搭成 的骨架開始有固態(tài)性質(zhì)時的溫度）冷卻到室溫時相對體積收縮 量，通常以模樣與鑄件

3、長度差值比表示。 氣缸體、 缸蓋鑄件結(jié)構(gòu)復(fù)雜且壁厚不均勻， 其各部位冷卻速 度不同，互相制約，各個方向的收縮率也不一樣，砂芯越多，鑄 件收縮阻力就越大，收縮率就越小。 氣缸體類長向缸孔段鑄造收縮率按1%計算，曲軸箱段鑄造 收縮率按 0.6 %計算，前后端插片長向收鑄造縮率缸頂1%過渡到 機腳的 0.6%；外型長向鑄造收縮率 1%，其余方向鑄造收縮率 0.8 % 。 缸蓋類進氣道圓芯頭座長向鑄造收縮率按1%計算，其余鑄 造收縮率按 0.8 計算。 2.3 拔模斜度 鑄件本身沒有足夠的結(jié)構(gòu)斜度，應(yīng)該在鑄造工藝設(shè)計時給 出鑄件的拔模斜度，以保證鑄型、砂芯的起模。一般芯盒起模斜 度為11.5 ;外型芯

4、頭座拔斜度35,工作面拔模斜度 1.5 2.4 最小鑄出孔和槽 缸蓋、缸體零件上有很多孔、槽和臺階，一般應(yīng)盡可能在 鑄造時鑄出。 這樣可以節(jié)約金屬， 減少機加工工作量、 降低成本， 又可以使鑄件壁厚比較均勻， 減少形成縮孔、 縮松等鑄造缺陷的 傾向。但是，當(dāng)鑄件上的孔、槽尺寸太小，金屬壓力較大時，反 而會使鑄件產(chǎn)生粘砂、 斷芯。 鑄造廠鑄件目前在生產(chǎn)機型其孔徑 小于15mm寸，一般不鑄出。 2.5 反變形量 反變形量在長條形的缸蓋類鑄件上使用比較多，由于缸蓋 類鑄件壁厚不均勻，長度越大，高度越小，各部分凝固、冷卻速 度不同，引起收縮不一致，鑄件產(chǎn)生翹曲變形。 2.6 工藝補正量 工藝補正量是用

5、以防止鑄件局部尺寸由于各種工藝因素 （例 如鑄件收縮率選用值和實際值不符、 鑄件變形、 有規(guī)律的操作偏 差等）的影響而超差，在鑄件上相應(yīng)部位增加金屬層厚度。 2.7 分型（盒）負數(shù) 造型起模后鑄型變形引起分型面凹凸不平， 合型寸就增加了 型腔的高度，鑄件尺寸增大。為保證鑄件尺寸符合圖樣要求，在 模樣上必須減去相應(yīng)高度，減去的數(shù)值稱為分型負數(shù)。同理，在 芯盒模具的分盒面減去的數(shù)值稱為分盒負數(shù)。 3 熔煉工藝 3.1 爐前成分控制 鐵水熔煉過程中，每爐分別制取化學(xué)分析和光譜分析式樣， 測定鐵水中的C Si、Mn P、S等元素的含量。光譜分析采用 DV4型光譜分析儀。兩種測試結(jié)果比較校正，增加爐前鐵

6、水成分 控制的及時性和可靠性， 使爐前和爐后各主要元素含量測試偏差 控制在正負 0.05%內(nèi)。 3.2 碳當(dāng)量和硅碳比 一般的機床灰鑄造鐵桿， 為保證鑄造件強度， 都采用在較高 CE下，提高Si/C和輔以合金化的措施。缸套鑄造件為減少形成 鑄造缺陷的傾向，CE也設(shè)計為高值，但Si/C并不高，且熔煉中 不允許加入任何合金元素， 通過加大爐料中廢鋼量 （廢鋼量由一 般的 10%增加到 30%）的方法保證其各項性能。 4 排氣系統(tǒng)設(shè)計 4.1 排氣孔設(shè)置原則： 4.1.1 出氣孔一般設(shè)置在鑄件的最高部位，金屬液最后到達 的部位，砂芯發(fā)氣和蓄氣較多的部位，型腔內(nèi)氣體難以排出的 “死角”處。 4.1.2 通常不宜設(shè)置排氣孔在鑄件熱節(jié)和厚壁處，以免出氣 孔冷卻快導(dǎo)致鑄件在該處產(chǎn)生收縮缺陷， 如確實需要， 可采用引 出式排氣孔。 4.1.3 排氣槽盡量不與型腔直通，可采用折線方式排氣，以 防止散砂掉入型腔形成砂眼。 4.1.4 為防止鐵液堵死排氣通道，可在芯頭處用封箱泥條封 住。 4.1.5 鐵水最后到達的地方往往容易形成氣孔，可以設(shè)置溢 流槽，排出含雜質(zhì)較多了冷鐵水，又可防止氣孔產(chǎn)生。 4.1.6 明排氣孔根部總截面積最小應(yīng)等于內(nèi)澆道總截面積， 若條件允許， 排氣孔根部總截面積要比內(nèi)澆道總截面積大 1.5 倍 以上，以保證型腔內(nèi)氣體順暢