專(zhuān)利名稱(chēng)：汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱體的鑄造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱體(又稱(chēng)缸體)的鑄造工藝。
汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱體結(jié)構(gòu)復(fù)雜且壁薄、強(qiáng)度要求高，因此鑄造難度較大。從引進(jìn)的鑄造生產(chǎn)線分析及國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)現(xiàn)狀調(diào)查，目前普遍采用的鑄造工藝為從缸筒中心線水平分型、臥式澆注，普通粘土砂造外型、樹(shù)脂砂制芯；夾具下芯、合箱成型；熔煉鐵水、澆注鑄型。此種鑄造工藝盡管較為成熟，但卻存在以下缺點(diǎn)1.由于鐵水先填充箱體位于下砂箱底部一側(cè)，再填充箱體位于上砂箱一側(cè)，因此氣體、渣、浮砂等上浮于箱體一側(cè)，易于使箱體產(chǎn)生氣孔、渣孔、夾砂等缺陷而報(bào)廢；2.澆注時(shí)，鑄型中的砂芯、特別是水套芯在鐵水浮力作用下易錯(cuò)位、變形、甚至斷裂，從而導(dǎo)致箱體報(bào)廢；3.砂芯芯頭需加大、加長(zhǎng)，必然增大型砂、芯砂的用量；4.砂芯立起組裝好后需旋轉(zhuǎn)180°下芯，一是操作不方便，二是易于損壞砂芯；5.需大量砂箱和造型機(jī)造型，從而增加了成本。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種底注立澆式的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱體鑄造工藝，此種工藝不僅能減少鑄造缺陷、提高箱體鑄坯件的合格率，而且能減少投資、降低成本。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的打破傳統(tǒng)的造型理論，鑄型工藝設(shè)計(jì)不受分型面及上下箱之分的限制，而是根據(jù)鑄件和底注立澆的特點(diǎn)構(gòu)思砂塊的形狀和數(shù)量。
本發(fā)明提供的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱體的鑄造工藝雖然同樣包括造型制芯、組芯合型、熔煉、澆注和鑄件處理工序，但卻對(duì)造型制芯、組芯合型工序進(jìn)行了本質(zhì)的改進(jìn)1.造型制芯根據(jù)鑄件和底注立澆的特點(diǎn)將外型和內(nèi)芯分解成多個(gè)砂塊，各砂塊均設(shè)計(jì)有組芯合型用的定位裝置，各砂塊均用冷硬樹(shù)脂砂制作，這樣就使外型和內(nèi)芯的制作方法相同，只需設(shè)計(jì)模具，而不再需要造型機(jī)和下芯夾具等。
3.組芯合型將制作好的各砂塊積木拼搭式組裝并用粘結(jié)劑粘合成一體再用夾具夾緊即形成鑄型，在鑄型四周?chē)霸o即可澆注。與傳統(tǒng)工藝相比，沒(méi)有了復(fù)雜的下芯操作，廢除了造外型用的砂箱。
為了更好地實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明提供的鑄造工藝還采取了以下技術(shù)措施1.將形成缸筒和曲軸箱內(nèi)腔形狀的主芯砂塊設(shè)計(jì)成整體結(jié)構(gòu)，且砂塊的缸筒部分設(shè)計(jì)成中空式，以便在澆注前裝入鐵丸提高冷卻速度。
2.在鑄型頂部設(shè)置溢口，以利于排氣，補(bǔ)縮、吸渣。
3.在澆注系統(tǒng)的內(nèi)澆口設(shè)置過(guò)濾網(wǎng)，以過(guò)濾鐵水，減少夾渣。
4.在熔煉時(shí)加入含鈰稀土合金0.5～0.8％，以凈化鐵水，縮短石墨長(zhǎng)度。
本發(fā)明提供的鑄造工藝的具體操作由以下的實(shí)施例及其附圖給出。


圖1是本發(fā)明所提供的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱體的鑄型外形圖；圖2是本發(fā)明所提供的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱體的鑄型內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
圖3是主芯的剖視圖。
實(shí)施例本實(shí)施例為重慶長(zhǎng)安汽車(chē)公司所生產(chǎn)的微型汽車(chē)用的JL465Q(或JL462Q)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸箱體的鑄造工藝。
1.造型制芯(1)型砂、芯砂制備外型與內(nèi)芯均用冷硬樹(shù)脂砂制作，其配方如下表
混砂工藝為石英砂與固化劑一起混碾2秒鐘后加入呋喃樹(shù)脂與偶聯(lián)劑一起混碾6秒鐘即可出砂使用。
(2)外型內(nèi)芯的設(shè)計(jì)與制作外型設(shè)計(jì)成四個(gè)砂塊小端砂塊2、大端砂塊7、前砂塊(內(nèi)設(shè)直澆道)8、后砂塊3各一個(gè)，它們形成曲軸箱體的四個(gè)側(cè)面；內(nèi)芯設(shè)計(jì)成十二個(gè)砂塊主芯砂塊11一個(gè)，水套芯砂塊10兩個(gè)、油道芯砂塊12六個(gè)、澆道底板砂塊1一個(gè)、澆口杯砂塊5一個(gè)、溢口砂塊6一個(gè)，它們形成曲軸箱體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與澆注系統(tǒng)。內(nèi)芯中，主芯11最為復(fù)雜，其結(jié)構(gòu)如圖3所示，它既要形成缸筒又要形成曲軸箱體的內(nèi)腔形狀，為了提高缸筒的耐磨性，所以將主芯的缸筒部分設(shè)計(jì)成中空式，以便通過(guò)裝入鐵丸4提高冷卻速度來(lái)得到高耐磨性所對(duì)應(yīng)的金相組織。上述各砂塊均設(shè)計(jì)有組芯合型用的定位裝置。
外型、內(nèi)芯的各砂塊用模具制作，手工或機(jī)器操作均可。
2.組芯合型將各砂塊去除飛邊，毛刺與浮砂，然后按工藝設(shè)計(jì)圖組裝。組裝方式為積木拼搭式，其順序如下(1)將主芯砂塊安裝在澆道底板砂塊上，并在內(nèi)澆道與主芯之間設(shè)置高硅陶瓷纖維過(guò)濾網(wǎng)；(2)將兩個(gè)水套芯砂塊粘合好后套裝在主芯座上；(3)將外型小端砂塊與大端砂塊分別組合到主芯的兩端并檢查結(jié)合處是否緊密；(4)將油道芯砂塊粘合于主芯上并檢查油道芯底與主芯是否有懸空現(xiàn)象；(5)將外型前砂塊與后砂塊分別組合到主芯的前后兩側(cè)并檢查裝配線是否吻合；(6)用鐵板、螺栓構(gòu)成的夾具夾緊組裝好的鑄型并將鑄型運(yùn)至澆注現(xiàn)場(chǎng)；(7)在鑄型頂部安裝溢口砂塊與澆口杯，將中空缸筒裝滿鐵丸，在鑄型四周?chē)霸o。
組裝好后的鑄型如圖1、圖2所示。
3.熔煉與澆注(1)配料按以下化學(xué)成份配料C3.2～3.35、Si2.0～2.2、Mn0.6～0.8、p≤0.08、S≤0.05、Cu0.4～0.6、Sn0.07～0.09。
(2)熔煉鐵水采用中頻電爐熔煉，當(dāng)鐵水溫度升到1500℃時(shí)打渣并加入含鈰I號(hào)稀土合金0.5～0.8％，熔化后打渣出鐵水。
(3)澆注鐵水溫度降至1400～1410℃時(shí)澆注。
4.鑄件處理(1)澆注后6小時(shí)、鑄件溫度降至500℃以下開(kāi)箱取件。
(2)清砂，去除溢口、澆注系統(tǒng)、飛邊、氣刺及拋丸，打爐號(hào)。
(3)消除內(nèi)應(yīng)力退火升溫至580℃～620℃保溫兩小時(shí)隨爐冷卻到200℃以下出爐，再拋丸去掉氧化皮。
(4)劃線檢查(5)試氣壓在專(zhuān)用試壓機(jī)上加兩個(gè)大氣壓保持3分鐘不漏即為合格。
(6)噴漆入庫(kù)。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1.鐵水從澆口杯進(jìn)入型腔后豎直沿主芯，水套芯和油道芯上升，對(duì)各芯不產(chǎn)生浮力故能避免砂芯移位、變形、斷裂等現(xiàn)象產(chǎn)生，從而提高了鑄坯件的合格率。
2.澆注時(shí)產(chǎn)生的氣體能從溢口排出，夾渣、浮砂隨著鐵水從下至上豎直充型集中到溢口，待鑄型冷卻后去除溢口可獲得無(wú)渣孔、氣孔的鑄坯件。
3.主芯的空心缸筒內(nèi)裝滿鐵丸提高了缸筒壁的冷卻速度，從而使缸筒壁的金相組織中增大了珠光體含量并細(xì)化了珠光體和石墨片，有利于提高缸筒的耐磨性，延長(zhǎng)缸筒的使用壽命。
4.在內(nèi)澆口處設(shè)置過(guò)濾網(wǎng)，使進(jìn)入型腔的鐵水無(wú)一次夾渣，可減少鑄造缺陷，提高鑄坯件的合格率。
5.在鐵水熔煉出爐前加入含鈰稀土合金，既能除氣除渣，凈化鐵水，又能縮短石墨片的長(zhǎng)度，有利于鑄坯件合格率和機(jī)械性能的提高。
6.外型、內(nèi)芯的工藝設(shè)計(jì)使組芯合型操作方便，且不需專(zhuān)用夾具與設(shè)備。
7.主芯和水套芯在澆注時(shí)不受浮力作用，因此芯頭設(shè)計(jì)短，可節(jié)約大量樹(shù)脂砂，降低成本。
9.制作外型不需造型機(jī)和砂箱，可減少投資。
權(quán)利要求
1.一種汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱體的鑄造工藝，包括造型制芯、組芯合型、熔煉、澆注和鑄件處理工序，其特征在于(1)造型制芯澆注系統(tǒng)為底注立澆式，根據(jù)鑄件和澆注系統(tǒng)的特點(diǎn)，將外型和內(nèi)芯分解成多個(gè)砂塊，各砂塊均設(shè)計(jì)有組芯合型用的定位裝置，各砂塊均用冷硬樹(shù)脂砂制作，(2)組芯合型將各砂塊積木拼搭式組裝并用粘結(jié)劑粘合成一體再用夾具夾緊即形成鑄型，在鑄型四周?chē)霸o即可澆注。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱體的鑄造工藝，其特征在于形成缸筒和曲軸箱體內(nèi)腔形狀的砂塊為整體結(jié)構(gòu)，且砂塊的缸筒部分設(shè)計(jì)成中空式，以便在澆注前裝入鐵丸提高冷卻速度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱體的鑄造工藝，其特征在于溢口設(shè)置在鑄型頂部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱體的鑄造工藝，其特征在于澆注系統(tǒng)的內(nèi)澆口處設(shè)置有過(guò)濾網(wǎng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱體的鑄造工藝，其特征在于澆注系統(tǒng)的內(nèi)澆口處設(shè)置有過(guò)濾網(wǎng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱體的鑄造工藝，其特征在于熔煉時(shí)加入含鈰稀土合金0.5～0.8％。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱體的鑄造工藝，其特征在于熔煉時(shí)加入含鈰稀土合金0.5～0.8％。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱體的鑄造工藝，其特征在于熔煉時(shí)加入含鈰稀土合金0.5～0.8％。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱體的鑄造工藝，其特征在于熔煉時(shí)加入含鈰稀土合金0.5～0.8％。
全文摘要
本發(fā)明提供一種汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱體的鑄造工藝,主要特點(diǎn)如下:1.根據(jù)鑄件和底注立澆的特點(diǎn)將外型和內(nèi)芯分解成多個(gè)砂塊,各砂塊均用冷硬樹(shù)脂砂制作;2.將各砂塊積木拼搭式組裝并粘合成一體再用夾具夾緊即形成鑄型,在鑄型四周?chē)霸o即可澆注;3.在鑄型頂部設(shè)置溢口;4.熔煉時(shí)加入含鈰稀土合金。此種工藝能避免砂芯移位、變形、斷裂,便于排氣除渣,還能省去造型機(jī)與砂箱,減少用砂量,有利于提高鑄件合格率和降低成本。
文檔編號(hào)B22C9/10GK1261562SQ9911462
公開(kāi)日2000年8月2日 申請(qǐng)日期1999年1月18日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月18日
發(fā)明者邱代榮, 楊衛(wèi) 申請(qǐng)人:成都汽車(chē)配件總廠郫縣特種鑄造研究所