铝合金发动机壳体的铸造方法技术

本发明专利技术涉及一种铝合金发动机壳体的铸造方法，依次包括如下步骤：⑴将紫铜管制作成与壳体油道相同的形状，填满覆膜砂后封闭；⑵制作型芯；⑶将紫铜管与型芯组合并固定；⑷型芯沾浆，然后淋砂，接着再沾浆、再淋砂，重复数层得到内模壳，内模壳风干后脱蜡，高温焙烧定型；⑸在砂箱中制作砂型，型腔与发动机壳体的外壁形状相吻合，砂型中设有浇冒系统；⑹将内模壳放入砂型的型腔中后合箱；⑺向型腔中注入铝合金液直至充型完毕；⑻冷却成型后得到发动机壳体，去除多余部分，清理掉各紫铜管内的覆膜砂；⑼将发动机壳体浸入稀硝酸溶液中，将紫铜管腐蚀完毕形成油道。该方法的制造成本低，原材料消耗少，产品质量好，且制成的孔道光滑可靠，成品率高。

【技术实现步骤摘要】
铝合金发动机壳体的铸造方法
本专利技术涉及一种铸造工艺，特别涉及一种铝合金发动机壳体的铸造方法，属于铝合金铸造

技术介绍
铸件的结构千变万化，特别是发动机壳体类，壳体铸件中型腔较多，且壳体壁中设有油道，油道的直径小和形状弯曲。普通砂芯的材质有石英砂、覆膜砂、树脂砂或红砂等材料，但强度和韧性不能兼顾；遇到发动机壳体中直径较小的油路，不能采用以上材质的制作砂芯，因为砂本身的硬度和韧性的局限性。砂芯硬度过硬，则浇铸完毕后清砂困难，硬度过低则砂芯难以成型。油孔的表面光洁度需要靠特定的涂料保证，成本很高。遇到低压或者压力铸造，在强压下，砂芯本身强度不能抵抗，形成溃散，使得合金液进入孔内，形成堵实，则产生废品。精密铸造中较为常用的是熔模铸造，选用适宜的熔模材料(如石蜡)制造熔模，在熔模上沾浆即沾耐火涂料，然后淋耐火砂，接着再沾浆、再淋砂，重复数层得到模壳，模壳风干后进行脱蜡。沾浆需在沾浆机中完成，传统的沾浆机采用旋转的圆形浆筒，在浆筒的一侧设有静态的刮板搅拌装置，浆筒旋转后，浆液在搅拌过程中与刮板不断接触碰撞摩擦，因而会造成浆液温度升高，很难控制浆液的温度。浆液温度的差异间接影响产品在沾浆时的质量，温度过高容易造成沾浆不均等问题。由于浆料本身具有浮力，在沾浆操作中，通常遇到结构复杂且壁厚单薄的产品，沾浆时用力过大容易使产品或者浇注系统断裂；用力过小，不能完全浸渗或者时间很长，操作者感到疲乏，增加了劳动强度，产品的报废率也会增加。传统的沾浆筒不能控温，使得机器必须24小时运作保证浆料不固化，环境温度必须要求在常温下，遇到停电，必须由人工不定时进行搅拌，费时费人费力。传统的淋砂机为固定式，砂粒从淋砂筒顶部沿直线向下喷淋。首先移动不方便，产品放入淋砂筒有时需要搬运较长的距离，操作者的劳动强度大，且操作风险高。其次操作不方便，由于空间受限制，在淋砂操作中，需要翻转产品，让不同的沾浆面朝上接受淋砂，翻转时稍不注意容易使产品或者浇注系统断裂；即使操作者十分小心，损坏率仍然很高，经常需要修补；操作者感到疲乏，劳动强度大，产品的报废率高。传统的射芯机可以将型砂均匀地射入砂箱预紧实，但是射芯机结构庞大，价格昂贵，喷出的型砂沿直线飞行，只能适用于砂箱内型砂的装填，对于紫铜管内腔的小直径且弯曲的孔道，则不适用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种铝合金发动机壳体的铸造方法，制造成本低，原材料消耗少，产品质量好，且制成的孔道光滑可靠，成品率高。为解决以上技术问题，本专利技术的一种铝合金发动机壳体的铸造方法，依次包括如下步骤：⑴将紫铜管通过模具制作成与发动机壳体上油道相同的形状，采用弯曲孔道填砂工具向紫铜管内腔充填满覆膜砂，然后将紫铜管的端口封闭；⑵制作与发动机壳体的内腔形状相同的型芯；⑶将紫铜管与型芯组合并固定；⑷将型芯浸入沾浆机中沾耐火涂料，取出后通过淋砂机在型芯的表面淋耐火砂，接着再沾浆、再淋砂，重复数层得到内模壳，内模壳风干后脱蜡，然后高温焙烧定型；⑸在砂箱中分别制作砂型，所述砂型的型腔与发动机壳体的外壁形状相吻合，砂型中设有浇冒系统；⑹将内模壳放入砂型的型腔中，然后砂箱合箱；⑺通过浇冒系统向砂型的型腔中注入铝合金液，直至充型完毕；⑻铝合金液冷却成型后得到铝合金发动机壳体，去除产品多余部分，并清理掉各紫铜管内腔的覆膜砂；⑼将铝合金发动机壳体浸入稀硝酸溶液中，将紫铜管腐蚀完毕，形成油道；⑽将铝合金发动机壳体从稀硝酸溶液中取出后，清洗干净并晾干。相对于现有技术，本专利技术取得了以下有益效果：将紫铜管通过模具制作成需要的孔道形状，紫铜管内腔填充覆膜砂，以提高紫铜管的强度，防止在浇注产生变形，也便于浇注后的清砂。紫铜管可以与稀硝酸迅速反应，腐蚀后形成光滑的孔道；而铝合金与稀硝酸的反应微弱且缓慢，产品不会受损；如此既保证了铝合金发动机壳体及其中的小孔径油道的质量，又节约了生产成本。作为本专利技术的改进，所述砂箱包括依次叠置的下砂箱、中砂箱和上砂箱，下砂箱和中砂箱的分割面与发动机壳体下端口的壳体法兰的下端面平齐，中砂箱和上砂箱的分割面与所述型芯的顶部平齐；所述型芯的外壁与所述砂型的型腔壁之间设有与发动机壳体外形相吻合的壳壁浇道及壳体凸肋浇道，所述型芯包括型芯一、型芯二和型芯三，所述型芯一、型芯二和型芯三的相向外壁之间设有与发动机壳体内隔板形状吻合的内隔板浇道；所述壳体凸肋浇道中安装有与发动机壳体油道形状相吻合的所述紫铜管，所述紫铜管的上端口被铜管上封板封闭，所述紫铜管的下端口被铜管下封板封闭，所述铜管上封板和铜管下封板分别通过锡焊与紫铜管的管口相连，所述铜管下封板嵌于下砂箱的砂型中，所述铜管上封板嵌于型芯中。型芯主体位于中砂箱内，降低砂型的造型难度，便于起模；铝合金液流入型芯外壁与砂型型腔壁之间的壳壁浇道及壳体凸肋浇道，冷却后形成发动机壳体的外壳以及附着在外壳上的壳体凸肋；铝合金液流入型芯一、型芯二和型芯三相向外壁之间的内隔板浇道，冷却后形成壳体内隔板。铜管下封板嵌于下砂箱的砂型中，铜管上封板嵌于型芯中便于将紫铜管准确固定，防止紫铜管发生偏斜。作为本专利技术的进一步改进，所述型芯一、型芯二和型芯三呈轴对称分布，所述型芯一与发动机壳体的大壳腔相吻合，所述型芯二和型芯三与发动机壳体的小壳腔相吻合；所述型芯二与型芯三均位于型芯一的左侧，且以型芯一的横向轴线为中心呈对称分布，所述壳体凸肋浇道与型芯二和型芯三之间的内隔板浇道对齐，所述铜管上封板嵌于所述型芯一的顶部。壳体凸肋浇道以型芯一的横向轴线为中心呈对称分布，且与型芯二和型芯三之间的内隔板浇道对齐，增加了此处的厚度，有利于布置紫铜管，紫铜管沿壳体凸肋浇道延伸并向型芯一的顶部弯曲，型芯一的顶部将铜管上封板固定对紫铜管的上端进行定位。作为本专利技术的进一步改进，所述紫铜管包括沿所述壳体凸肋浇道竖直向上延伸且向型芯一的顶部弯曲的主紫铜管，沿主紫铜管的高度方向连接有至少一根支紫铜管，各支紫铜管的另一端分别与型芯一的侧壁相连。各支紫铜管沿壳体凸肋浇道及内隔板浇道水平延伸，腐蚀后，主紫铜管及各支紫铜管形成相互连通的多个油道。作为本专利技术的进一步改进，所述紫铜管的壁厚为0.2±0.02mm，所述稀硝酸溶液的质量浓度为10～20%。薄壁紫铜管与其内腔的覆膜砂形成的强度足够抗拒浇注时的变形，且很短时间内即可被10～20%(wt)的稀硝酸腐蚀。作为本专利技术的进一步改进，所述沾浆机包括位于沾浆机底座上可旋转的圆形浆筒，所述圆形浆筒的一侧设有竖向支架，所述竖向支架的底部焊接在所述沾浆机底座上，所述竖向支架的顶部连接有横向支架，所述横向支架的自由端向圆形浆筒的上方伸出且连接有沿竖向向下延伸的搅拌刮板，所述搅拌刮板位于圆形浆筒的内腔一侧，所述搅拌刮板中设有沿竖向延伸的浆料虹吸管，所述浆料虹吸管的下端面向圆形浆筒的底部开口，所述浆料虹吸管的上端连接有沾浆射流管，所述沾浆射流管与浆料虹吸管呈三通连接，所述沾浆射流管的一端设有沾浆压缩空气接口，所述沾浆射流管的另一端设有浆料软管接口；所述圆形浆筒的底壁下方安装有可以对圆形浆筒进行加热的蓄电调温垫圈。圆形浆筒在沾浆机底座上旋转时，浆料在浆筒内腔形成环流，搅拌刮板将浆料环流破坏使浆料得到搅拌，混合均匀并防止固化。将压缩空气胶管套装在沾浆射流管的沾浆压缩空气接口，浆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝合金发动机壳体的铸造方法，其特征在于，依次包括如下步骤：⑴将紫铜管通过模具制作成与发动机壳体上油道相同的形状，采用弯曲孔道填砂工具向紫铜管内腔充填满覆膜砂，然后将紫铜管的端口封闭；⑵制作与发动机壳体的内腔形状相同的型芯；⑶将紫铜管与型芯组合并固定；⑷将型芯浸入沾浆机中沾耐火涂料，取出后通过淋砂机在型芯的表面淋耐火砂，接着再沾浆、再淋砂，重复数层得到内模壳，内模壳风干后脱蜡，然后高温焙烧定型；⑸在砂箱中分别制作砂型，所述砂型的型腔与发动机壳体的外壁形状相吻合，砂型中设有浇冒系统；⑹将内模壳放入砂型的型腔中，然后砂箱合箱；⑺通过浇冒系统向砂型的型腔中注入铝合金液，直至充型完毕；⑻铝合金液冷却成型后得到铝合金发动机壳体，去除产品多余部分，并清理掉各紫铜管内腔的覆膜砂；⑼将铝合金发动机壳体浸入稀硝酸溶液中，将紫铜管腐蚀完毕，形成油道；⑽将铝合金发动机壳体从稀硝酸溶液中取出后，清洗干净并晾干。

【技术特征摘要】
1.一种铝合金发动机壳体的铸造方法，其特征在于，依次包括如下步骤：⑴将紫铜管通过模具制作成与发动机壳体上油道相同的形状，采用弯曲孔道填砂工具向紫铜管内腔充填满覆膜砂，然后将紫铜管的端口封闭；⑵制作与发动机壳体的内腔形状相同的型芯；⑶将紫铜管与型芯组合并固定；⑷将型芯浸入沾浆机中沾耐火涂料，取出后通过淋砂机在型芯的表面淋耐火砂，接着再沾浆、再淋砂，重复数层得到内模壳，内模壳风干后脱蜡，然后高温焙烧定型；⑸在砂箱中分别制作砂型，所述砂型的型腔与发动机壳体的外壁形状相吻合，砂型中设有浇冒系统；⑹将内模壳放入砂型的型腔中，然后砂箱合箱；⑺通过浇冒系统向砂型的型腔中注入铝合金液，直至充型完毕；⑻铝合金液冷却成型后得到铝合金发动机壳体，去除产品多余部分，并清理掉各紫铜管内腔的覆膜砂；⑼将铝合金发动机壳体浸入稀硝酸溶液中，将紫铜管腐蚀完毕，形成油道；⑽将铝合金发动机壳体从稀硝酸溶液中取出后，清洗干净并晾干。2.根据权利要求1所述的铝合金发动机壳体的铸造方法，其特征在于，所述砂箱包括依次叠置的下砂箱、中砂箱和上砂箱，下砂箱和中砂箱的分割面与发动机壳体下端口的壳体法兰的下端面平齐，中砂箱和上砂箱的分割面与所述型芯的顶部平齐；所述型芯的外壁与所述砂型的型腔壁之间设有与发动机壳体外形相吻合的壳壁浇道及壳体凸肋浇道，所述型芯包括型芯一、型芯二和型芯三，所述型芯一、型芯二和型芯三的相向外壁之间设有与发动机壳体内隔板形状吻合的内隔板浇道；所述壳体凸肋浇道中安装有与发动机壳体油道形状相吻合的所述紫铜管，所述紫铜管的上端口被铜管上封板封闭，所述紫铜管的下端口被铜管下封板封闭，所述铜管上封板和铜管下封板分别通过锡焊与紫铜管的管口相连，所述铜管下封板嵌于下砂箱的砂型中，所述铜管上封板嵌于型芯中。3.根据权利要求2所述的铝合金发动机壳体的铸造方法，其特征在于，所述型芯一、型芯二和型芯三呈轴对称分布，所述型芯一与发动机壳体的大壳腔相吻合，所述型芯二和型芯三与发动机壳体的小壳腔相吻合；所述型芯二与型芯三均位于型芯一的左侧，且以型芯一的横向轴线为中心呈对称分布，所述壳体凸肋浇道与型芯二和型芯三之间的内隔板浇道对齐，所述铜管上封板嵌于所述型芯一的顶部。4.根据权利要求2所述的铝合金发动机壳体的铸造方法，其特征在于，所述紫铜管包括沿所述壳体凸肋浇道竖直向上延伸且向型芯一的顶部弯曲的主紫铜管，沿主紫铜管的高度方向连接有至少一根支紫铜管，各支紫铜管的另一端分别与型芯一的侧壁相连。5.根据权利要求2所述的铝合金发动机壳体的铸造方法，其特征在于，所述紫铜管的壁厚为0.2±0.02mm，所述稀硝酸溶液的质量浓度为10～20%。6.根据权利要求1至5中任一项所述的铝合金发动机壳体的铸造方法，其特征在于，所述沾浆机包括位于沾浆机底座上可旋转的圆形浆筒，所述圆形浆筒的一侧设有竖向支架，所述竖向支架的底部焊接在所述沾浆机底座上，所述竖向支架的顶部连接有横向支架，所述横向支架的自由端向圆形浆筒的上方伸出且连接有沿竖向向下延伸的搅拌刮板，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐凯川，眭怀明，王堃，
申请(专利权)人：扬州峰明光电新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32