一种铁型覆砂铸造大型六缸气缸体的生产方法技术

本发明专利技术公开了一种铁型覆砂铸造大型六缸气缸体的生产方法，铁型的内腔按汽缸体随型制出，覆砂层厚度为5mm‑20mm，采用半封闭半开放式浇口；上半模的四周芯头、上半模最高处凸台、水套面上附件砂芯芯头均分别装有气孔针，缸顶面端头设有溢流槽；缸顶面设工艺排气槽；上下模底板之间设有加热装置，模样内设电热管；模样四周装有排气塞；当模具和铁型温度达到要求后射砂；再装芯、合箱、浇注、开箱。用本发明专利技术的方法，出品率由原来砂型铸造的72％提高到78％以上，消除了气孔、组织疏松，解决了大型六缸气缸体的渗漏问题，提高了整体机械性能，减少了砂处理设备、场地和用砂量；改善了铸造的恶劣环境。工艺流程简单，容易控制，生产成本比砂型铸造要低25～40％。

Method for producing iron type sand covered casting large six cylinder block body

The invention discloses a method for producing iron coated sand casting large six cylinder, the inner cylinder body according to the type of iron with type, sand thickness is 5mm 20mm, using a semi closed and semi open gate; around the core head, half mold half die top boss, water surface attachment sand core head are respectively provided with a needle hole, cylinder top end is provided with an overflow groove; the top surface is provided with cylinder process exhaust vent; a heating device is arranged between the upper mold plate, like inside the heating tube; look around the exhaust plug; when the mould temperature requirements and iron sand; reload core, box, pouring out of the box. With the method of the invention, the yield is increased from 72% to more than 78% sand casting, eliminate the pores and loose tissue, solves the leakage problem of large six cylinder, improves the overall mechanical performance, reduce the amount of sand in the sand processing equipment, and improve the casting site; harsh environment. The technological process is simple and easy to control, and the production cost is 25 - 40% lower than that of sand casting.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于发动机气缸体铸造领域，特别是一种铁型覆砂铸造大型六缸气缸体的生产方法。
技术介绍
铁型覆砂铸造是在金属型(又称铁型)内腔周围覆上一层薄薄的型砂(又称覆膜砂)的一种铸造工艺方法。它是金属型铸造和壳型铸造两种方法的结合。获得的铸件具有尺寸精度高、机械性能好、材料组织致密、节约人工、材料和设备、生产成本低等优点。在国内，铁型覆砂铸造工艺的应用研究使用于曲轴或者球墨铸铁的生产。近几年来，在全国已有近百家企业也应用了铁型覆砂铸造工艺，生产的零件除球铁曲轴外，还有汽车的凸轮平衡轴、耐压阀体、缸套，汽车底盘重要零部件、四缸以下气缸体等铸件，而运用该铁型覆砂铸造工艺技术来生产汽车发动机六缸以上的气缸体是目前在四缸气缸体铁型覆砂技术运用基础上扩大研究的，该技术目前还是空白。在我国生产大型六缸以上发动机生产厂家，都是采用树脂砂铸造或者静压铸造方法生产，虽然质量上相对来说还比较稳定，但还是属于砂型铸造，用砂量很大，生产环境还未得到完全改善，铸件内在质量一些问题还是未得到改善和解决，如组织缩松、气孔等；砂处理工部等一整套设备、材料仓库、型砂输送、除尘等设备，工作环境比较差，不利于铸造生产环保，设备投资大，成本高，占用面积也大。产品在灰铸铁浇注并经热处理退火后，本体抗拉强度很难达到所要求牌号，如以前我公司自硬树脂砂铸造T9000气缸体HT250牌号，本体抗拉强度大多为235Mpa，硬度在177-189之间，石墨长在3-4级。如今在汽车行业激烈竞争下，各生产厂家生产的气缸体要求越来越高，铸造成本越来越高，各种性能指标要求达到或超过国家标准，如要求解决三漏现象问题和成本问题。而常规的砂型铸造工艺已无法根本解决铸铁本身的组织缩松而渗漏的问题和铸造过程的成本问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种铁型覆砂铸造大型六缸气缸体的生产方法，解决灰铁或蠕铁大型六缸以上气缸体常见的组织疏松、气(缩)孔、表面质量差、整体机械性能得不到保证的问题以及铸造成本高的问题。本专利技术以如下技术方案解决大型六缸以上气缸体技术问题：一种铁型覆砂铸造大型六缸气缸体的生产方法，工艺步骤如下：(1)造型外砂箱采用铁型，覆膜砂为再生树脂砂，铁型铸造为1件/型，铁型的内腔按气缸体的形状随型制出，随型覆砂层厚度为5mm-20mm；浇注系统有浇口杯、直浇口、横浇口和滤网，采用半封闭半开放式浇口；上半模的四周芯头装有气孔针且穿出箱面；上半模最高处凸台有气孔针且不穿出箱面；水套面上附件砂芯芯头设有气孔针且穿出箱面；靠近浇口的缸底面不设排气针；缸顶面端头分别设有溢流槽和排气针；外模的上下模底板中间设有加热装置，模样内还设有电热管；模板上的模样四周安装有排气塞；下半模的6个内浇口截面积比树脂砂截面积大1/3-1/4；上下模板设有与铁型高度一样的导向销；上下模具与铁型分别配备4根合箱销；当模具和铁型的温度均达到要求后进行射砂；(2)砂芯采用汽缸体专用的自硬冷芯砂，六缸气缸体的砂芯组装是在专用胎模上组装，整体吊装浸泡上涂料并滤干、烘烤条件与已有树脂砂造型工艺一致，砂芯烘干温度控制为200-220℃，升温6h保温2h；烘烤好的主体砂芯、附件砂芯的芯头均钻出排气孔；六个主体砂芯内均分别预埋有掏空体；(3)装芯修整砂芯，俢刮砂芯上涂料堆积，吹净散砂；吹净型腔散砂，人工依次装入顶芯杆砂芯，固定好后人工吊架装芯或用固定式工位夹具装主体砂芯，再依次装水套砂芯；在水套砂芯的芯头垫上1mm厚石棉圈，在装下芯前四周围使用封箱条封住芯头；(4)合箱合箱前使用封箱条分别压住主体砂芯四周芯头、芯头出气孔、砂芯直浇道；在主体砂芯芯头的浇注系统滤网座装上专用直孔陶瓷过滤网；在下半铸型四边分别放置垫片；吹净上半模型气孔针内散砂，修整直浇口和安放浇口杯面处，并涂上醇基石墨涂料；插上导向销后合箱；扣上箱扣；浇口杯采用专用六缸机直冲漏斗浇口杯，安装到铁型时使用封箱条；(5)浇注采用牌号为HT250铁水浇注，铁水化学成分质量比为：C：3.2％～3.3％Si：1.7％～1.8％Mn：0.6％～0.8％Cu：0.5％～0.6％Cr≤0.15％P≤0.06％S≤0.08％；浇注温度控制在1430-1450℃，随流孕育；浇注过程对四周芯头处进行引气；1件/型六缸气缸体的浇注时间为35-45s；待浇口杯铁水成糊状时打断浇口杯；(6)开箱浇注结束后60分钟开箱扣；铸件凝固时间70分钟以上落箱，然后自由冷却到室温。所述浇注系统的铁水流道是由浇口杯到直浇口到横浇口，再由横浇口通过滤网后均衡分到六个分直浇口，再由六个分直浇口分别分到上排主体芯六个分横浇口的12个内浇口和底部横浇口的6个内浇口再到铸件；浇注系统采用半封闭半开放式浇口；浇注系统各浇口总截面之比为：∑直浇口︰∑横浇口︰∑分直浇口︰∑分横浇口︰∑内浇口＝1︰(0.70-0.75)︰(1.40-1.46)︰(1.38-1.42)︰(1.80-1.90)；滤网采用六缸机体专用的直孔陶瓷滤网。上半模的四周芯头每边均装有4-5根外径Φ20mm气孔针且都穿出箱面；上半模靠近缸顶面的最高处凸台均布有20-25根外径Φ15mm的气孔针且都不穿出箱面；水套面上附件砂芯芯头设有7根外径Φ15mm的气孔针且都穿出箱面；缸顶面部分凸台之间设有2mm厚的工艺排气槽；外模的上下模底板中间的加热装置为6根1.8m的电热管，模样内的电热管为2根1.2m和8根0.5m的电热管，芯头有活块；模板上的模样四周均布的排气塞共有32个，外径均为Φ20mm。所述铁型内腔的覆砂层，四周芯头的覆砂层厚为5mm，局部设有固砂槽；与铸件接触部分的的覆砂层厚为8-10mm，局部的覆砂层厚为15-20mm，四周均增加固砂槽；射砂气压为0.35-0.40Mpa，固化时间为80-90S，射砂后的覆砂层颜色为棕褐色。所述模具温度控制在180-200℃；铁型温度控制在200-240℃。所述射砂的射砂气压为0.35-0.40Mpa，固化时间为50-60S。所述砂芯有6个主体砂芯，每个主体砂芯内部横内浇口截面积比树脂砂芯的大1/4-1/5，每个主体砂芯内预埋均一个有掏空体。所述合箱时在下半铸型四边共有10处分别放有垫片，每处的垫片均为两层，每层垫片厚0.3-0.4mm。所述合箱时扣上的箱扣为六缸专用箱扣，扣箱力控制在80-85N.M。本专利技术的显著优点在于：使用本专利技术的铁型覆砂铸造六缸气缸体的生产方法，出品率由原来砂型铸造工艺的72％提高到铁型铸造的78％以上，因铁型使用了不含水分的树脂砂做覆砂造型材料和适当的排气工艺，从而消除了六缸气缸体常见的气孔或皮下气孔缺陷；因铁水凝固过程中得到快速冷却，基本消除了六缸气缸体常有的组织缩松、疏松、气(缩)孔的缺陷，解决了大型六缸气缸体在压力工作环境下的渗漏问题，提高了铸件的整体机械性能，满足或超过目前大型六缸气缸体生产要求的各项性能指标；减少了砂处理系统庞大的设备、场地投入和造型用砂量；改善了铸造长期以来的恶劣环境，环保性好。整个工艺流程简单，容易采取措施和控制，产品的生产成本比砂型铸造工艺生产要低25～40％，且适用于各种类型大型六缸以上发动机气缸体、气缸盖等重要复杂零部件生产和多种要求高质量的其它大中小零件，应用前景广泛。具体实施方式以下详细描述本专利技术的具体实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁型覆砂铸造大型六缸气缸体的生产方法，其特征是，工艺步骤如下：(1)造型外砂箱采用铁型，覆膜砂为再生树脂砂，铁型铸造为1件/型，铁型的内腔按气缸体的形状随型制出，随型覆砂层厚度为5mm‑20mm；浇注系统有浇口杯、直浇口、横浇口和滤网，采用半封闭半开放式浇口；上半模的四周芯头装有气孔针且穿出箱面；上半模最高处凸台有气孔针且不穿出箱面；水套面上附件砂芯芯头设有气孔针且穿出箱面；靠近浇口的缸底面不设排气针；缸顶面端头分别设有溢流槽和排气针；外模的上下模底板中间设有加热装置，模样内还设有电热管；模板上的模样四周安装有排气塞；下半模的6个内浇口截面积比树脂砂截面积大1/3‑1/4；上下模板设有与铁型高度一样的导向销；上下模具与铁型分别配备4根合箱销；当模具和铁型的温度均达到要求后进行射砂；(2)砂芯采用汽缸体专用的自硬冷芯砂，六缸气缸体的砂芯组装是在专用胎模上组装，整体吊装浸泡上涂料并滤干、烘烤条件与已有树脂砂造型工艺一致，砂芯烘干温度控制为200‑220℃，升温6h保温2h；烘烤好的主体砂芯、附件砂芯的芯头均钻出排气孔；六个主体砂芯内均分别预埋有掏空体；(3)装芯修整砂芯，俢刮砂芯上涂料堆积，吹净散砂；吹净型腔散砂，人工依次装入顶芯杆砂芯，固定好后人工吊架装芯或用固定式工位夹具装主体砂芯，再依次装水套砂芯；在水套砂芯的芯头垫上1mm厚石棉圈，在装下芯前四周围使用封箱条封住芯头；(4)合箱合箱前使用封箱条分别压住主体砂芯四周芯头、芯头出气孔、砂芯直浇道；在主体砂芯芯头的浇注系统滤网座装上专用直孔陶瓷过滤网；在下半铸型四边分别放置垫片；吹净上半模型气孔针内散砂，修整直浇口和安放浇口杯面处，并涂上醇基石墨涂料；插上导向销后合箱；扣上箱扣；浇口杯采用专用六缸机直冲漏斗浇口杯，安装到铁型时使用封箱条；(5)浇注采用牌号为HT250铁水浇注，铁水化学成分质量比为：C：3.2％～3.3％Si：1.7％～1.8％Mn：0.6％～0.8％Cu：0.5％～0.6％Cr≤0.15％P≤0.06％S≤0.08％；浇注温度控制在1430‑1450℃，随流孕育；浇注过程对四周芯头处进行引气；1件/型六缸气缸体的浇注时间为35‑45s；待浇口杯铁水成糊状时打断浇口杯；(6)开箱浇注结束后60分钟开箱扣；铸件凝固时间70分钟以上落箱，然后自由冷却到室温。...

【技术特征摘要】
1.一种铁型覆砂铸造大型六缸气缸体的生产方法，其特征是，工艺步骤如下：(1)造型外砂箱采用铁型，覆膜砂为再生树脂砂，铁型铸造为1件/型，铁型的内腔按气缸体的形状随型制出，随型覆砂层厚度为5mm-20mm；浇注系统有浇口杯、直浇口、横浇口和滤网，采用半封闭半开放式浇口；上半模的四周芯头装有气孔针且穿出箱面；上半模最高处凸台有气孔针且不穿出箱面；水套面上附件砂芯芯头设有气孔针且穿出箱面；靠近浇口的缸底面不设排气针；缸顶面端头分别设有溢流槽和排气针；外模的上下模底板中间设有加热装置，模样内还设有电热管；模板上的模样四周安装有排气塞；下半模的6个内浇口截面积比树脂砂截面积大1/3-1/4；上下模板设有与铁型高度一样的导向销；上下模具与铁型分别配备4根合箱销；当模具和铁型的温度均达到要求后进行射砂；(2)砂芯采用汽缸体专用的自硬冷芯砂，六缸气缸体的砂芯组装是在专用胎模上组装，整体吊装浸泡上涂料并滤干、烘烤条件与已有树脂砂造型工艺一致，砂芯烘干温度控制为200-220℃，升温6h保温2h；烘烤好的主体砂芯、附件砂芯的芯头均钻出排气孔；六个主体砂芯内均分别预埋有掏空体；(3)装芯修整砂芯，俢刮砂芯上涂料堆积，吹净散砂；吹净型腔散砂，人工依次装入顶芯杆砂芯，固定好后人工吊架装芯或用固定式工位夹具装主体砂芯，再依次装水套砂芯；在水套砂芯的芯头垫上1mm厚石棉圈，在装下芯前四周围使用封箱条封住芯头；(4)合箱合箱前使用封箱条分别压住主体砂芯四周芯头、芯头出气孔、砂芯直浇道；在主体砂芯芯头的浇注系统滤网座装上专用直孔陶瓷过滤网；在下半铸型四边分别放置垫片；吹净上半模型气孔针内散砂，修整直浇口和安放浇口杯面处，并涂上醇基石墨涂料；插上导向销后合箱；扣上箱扣；浇口杯采用专用六缸机直冲漏斗浇口杯，安装到铁型时使用封箱条；(5)浇注采用牌号为HT250铁水浇注，铁水化学成分质量比为：C：3.2％～3.3％Si：1.7％～1.8％Mn：0.6％～0.8％Cu：0.5％～0.6％Cr≤0.15％P≤0.06％S≤0.08％；浇注温度控制在1430-1450℃，随流孕育；浇注过程对四周芯头处进行引气；1件/型六缸气缸体的浇注时间为35-45s；待浇口杯铁水成糊状时打断浇口杯；(6)开箱浇注结束后60分钟开箱扣；铸件凝固时间70分钟以上落箱，然后自由冷却到室温。2.如权利要求1所述的铁型覆砂铸造大型六缸气缸体的生产方法，其特征是...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文彬，
申请(专利权)人：广西玉柴机器配件制造有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45