发动机凸轮轴的铸造烤模工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种发动机凸轮轴的铸造烤模工艺，包括：1)、将模具放置在模具箱中，然后将冷铁放置与模具的凸轮面贴合；2)、向模具表面加覆膜砂，并将覆膜砂抚平；3)、将模具箱放置到烤箱内，关闭烤箱门，调节交变电源的频率至35‑55Hz，烘烤30‑60秒，关闭交变电源，模具箱在烤箱内自然冷却至100‑150℃；4)、从烤箱中取出模具箱，自然冷却至常温，起出模具。本发明专利技术能够在对模型进行烘烤时，使型砂的受热更加均匀，冷却时收缩一致，降低模型的废品率，提高凸轮轴的铸造质量。

Casting and baking process of engine camshaft

The invention discloses a casting engine camshaft mould process, including: 1), the mould is placed in the mold box, then chill placed cam surface fit with the mold; 2), to the mold surface and coated sand, and sand smooth; 3), will be placed into the mold box in the oven, the oven door closed, adjust the alternating power supply frequency to 35 55Hz, baking 30 60 seconds off the alternating power supply, mold box in the oven 100 naturally cooled to 150 DEG C; 4), remove the mold box from the oven, natural cooling to room temperature, a mold. When the model is baked, the heating of the molding sand is more uniform, the shrinkage is uniform during cooling, the reject rate of the model is reduced, and the casting quality of the camshaft is improved.

【技术实现步骤摘要】
发动机凸轮轴的铸造烤模工艺
本专利技术涉及发动机零部件制造
，尤其涉及一种发动机凸轮轴的铸造烤模工艺。
技术介绍
凸轮轴是活塞发动机里的一个部件，它的作用是控制气门的开启和闭合动作。凸轮轴在发动机内的转速一般很高，而且需要承受很大的扭矩，因此对凸轮轴在强度和支撑方面的要求很高；并且凸轮轴承受周期性的冲击载荷，凸轮与挺柱之间的接触应力很大，相对滑动速度也很高，因此凸轮工作表面的磨损比较严重。因此，凸轮轴轴颈和凸轮工作表面除应该有的较高尺寸精度、较小的表面粗糙度和足够的刚度外，还应有较高的耐磨性和良好的润滑性。凸轮轴一般是铸铁件，是通过铸造加工而成。在凸轮轴的铸造前，需要利用覆膜砂进行开发造型，通常合格的铁水和合格的模型是获得稳定合格凸轮轴毛坯的两个必备条件，在制模的时候，一般会对模型进行烘烤，以使得型砂粘合在一起，形成型腔；但目前在对模型进行烘烤时，一般是直接将模型放置在电驴内进行加热，但是这样的话因为模型具有一定的厚度，直接放置在电驴内烘烤，模型表面的覆膜砂一般先受热，再通过热扩散将热量传递到模型的内部，这样就会导致模型的受热不均匀，造成加热和冷却时收缩不一致，导致模型变形，甚至断裂成为废品，严重影响凸轮轴的质量，增加凸轮轴铸造成本。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种发动机凸轮轴的铸造烤模工艺，能够在对模型进行烘烤时，使型砂的受热更加均匀，冷却时收缩一致，降低模型的废品率，提高凸轮轴的铸造质量。本专利技术通过以下技术手段解决上述技术问题：发动机凸轮轴的铸造烤模工艺，使用一种覆膜砂和烤模炉，所述覆膜砂按质量百分比包括：改性酚醛树脂3.5-6.5％、乌洛托品0.5-0.8％、硬脂酸钙0.25-0.45％、硅钡合金4.5-8.5％、碱性氧化物1-2％，余量为天然硅砂；所述烤模炉包括烤箱，所述烤箱上设置有电磁线圈，所述电磁线圈上电连接有交变电源，所述交变电源电压220V，频率30-60Hz可调；烤模工艺包括以下步骤：1)、将模具放置在模具箱中，然后将冷铁放置与模具的凸轮面贴合；2)、向模具表面加覆膜砂，并将覆膜砂抚平；3)、将模具箱放置到烤箱内，关闭烤箱门，调节交变电源的频率至35-55Hz，烘烤30-60秒，关闭交变电源，模具箱在烤箱内自然冷却至100-150℃；4)、从烤箱中取出模具箱，自然冷却至常温，起出模具。本方案原理：覆膜砂中改性酚醛树脂主要作为粘结剂，乌洛托品主要作为固化剂，硬脂酸钙作为润滑剂，防止结块,并提高覆膜砂的流动性及脱模性，碱性氧化会增加覆膜砂的碱性，降低砂的熔点，且使覆膜砂在存放过程中能够结块，使覆膜砂流动性变差，可以提高制壳时的吹砂性能；硅钡合金的加入，首先硅钡合金本身作为一种孕育剂，添加到覆膜砂中，当凸轮轴模型制好后，进行浇铸时，覆膜砂本身具有能够孕育铁水的硅钡合金，对铁水在浇铸时能够起到对凸轮轴表面进行局部孕育的目的，促进凸轮轴表面的石墨化，减少白口倾向，增加凸轮轴的硬度，再者，硅钡合金作为一种电阻较大的导电金属，其混合在覆膜砂中，在进行烤模时，利用交变电源对电磁线圈通交变电流，在通交变电流的时候，交变电流产生电磁场，使得模型中覆膜砂内的硅钡合金产生强大的涡电流，又因为有硅钡合金电阻的存在，硅钡合金在强电流情况下就会产生大量的热，对覆膜砂进行加热，使得型砂粘合在一起，形成型腔，因为硅钡合金均匀的分散在覆膜砂中，硅钡合金产生的热量能够均匀的分散在模型中，使得模型的烤模更加均匀，模型的受热更加均匀，冷却时收缩也就一致，降低了模型的废品率，提高了凸轮轴的铸造质量。进一步，所述步骤3中，将模具箱放置到烤箱内后，关闭箱门，先使用35Hz频率烘烤14-16秒，再使用45Hz频率烘烤14-16秒，最后使用55Hz频率烘烤14-16秒。将模具箱烘烤时，先利用低频率的交流电，对模具箱加热，然后阶梯性的调高电源频率，提高加热温度，如此，使得覆膜砂在烘烤时温度阶梯性逐渐上升，利于模型的成型，降低模型的废品率。进一步，所述覆膜砂按质量百分比包括：改性酚醛树脂5％、乌洛托品0.7％、硬脂酸钙0.35％、硅钡合金6.5％、碱性氧化物1.5％，余量为天然硅砂。进一步，所述覆膜砂中还包括按质量百分比2-3％的石墨烯。石墨烯具有非常好的导热性，具有加热快和散热快的特点，在加热时，能够快速的将硅钡合金产生的热量分散到整个覆膜砂，当对模型进行烘烤之后，能够快速的冷却，并且在浇铸后，石墨烯也有助于铁水的较快冷却凝固，降低整个浇铸过程的时间，提高生产效率，降低生产成本。进一步，所述碱性氧化物包括SiO2、CaO、BaO、CrO和MnO。进一步，所述碱性氧化物按质量份数分别为SiO2：20-30份、CaO：10-14份、BaO：3-5份、CrO：2-3份、MnO：2-3份。进一步，步骤4中，起出模具后，检查冷铁表面，并将砂子清理干净。本专利技术的有益效果：1、本方案在进行烤模时，利用交变电源对电磁线圈通交变电流，在通交变电流的时候，交变电流产生电磁场，使得模型中覆膜砂内的硅钡合金产生强大的涡电流，又因为有硅钡合金电阻的存在，硅钡合金在强电流情况下就会产生大量的热，使得型砂粘合在一起，形成型腔，因为硅钡合金均匀的分散在覆膜砂中，硅钡合金产生的热量能够均匀的分散在模型中，使得模型的烤模更加均匀，模型的受热更加均匀，冷却时收缩也就一致，降低了模型的废品率，提高了凸轮轴的铸造质量；2、本方案进行浇铸时，覆膜砂本身具有能够孕育铁水的硅钡合金，对铁水在浇铸时能够起到对凸轮轴表面进行局部孕育的目的，促进凸轮轴表面的石墨化，减少白口倾向，增加凸轮轴的硬度；3、本方案在覆膜砂中添加石墨烯，石墨烯具有非常好的导热性，具有加热快和散热快的特点，在加热时，能够快速的将硅钡合金产生的热量分散到整个覆膜砂，当对模型进行烘烤之后，能够快速的冷却，并且在浇铸后，石墨烯也有助于铁水的较快冷却凝固，降低整个浇铸过程的时间，提高生产效率，降低生产成本。具体实施方式下面针对本方案的发动机凸轮轴的铸造烤模工艺，进行以下实施例实验，如表1所示：表1实施例1-实施例8发动机凸轮轴的铸造烤模工艺参数表实施例12345678酚醛树脂(％)553.56.55555乌洛托品(％)0.70.70.50.80.70.70.70.7硬脂酸钙(％)0.350.350.250.450.350.350.350.35硅钡合金(％)6.56.54.58.56.56.56.56.5碱性氧化物(％)1.51.5121.51.51.51.5石墨烯(％)2.50232.52.52.52.5天然硅砂(％)83.4585.9588.2578.7583.4583.4583.4583.45实施例1：发动机凸轮轴的铸造烤模工艺，使用一种覆膜砂和烤模炉，所述覆膜砂按质量百分比包括：改性酚醛树脂5％、乌洛托品0.7％、硬脂酸钙0.35％、硅钡合金6.5％、碱性氧化物1.5％，石墨烯2.5％，天然硅砂83.45％；所述烤模炉包括烤箱，所述烤箱上设置有电磁线圈，所述电磁线圈上电连接有交变电源，所述交变电源的频率30-60Hz可调，电压220V；其中碱性氧化物按质量份数分别为SiO2：20-30份、CaO：10-14份、BaO：3-5份、CrO：2-3份、MnO：2-3份；烤模工艺包括以下步骤：1、将本文档来自技高网...

【技术保护点】
发动机凸轮轴的铸造烤模工艺，使用一种覆膜砂和烤模炉，其特征在于：所述覆膜砂按质量百分比包括：改性酚醛树脂3.5‑6.5％、乌洛托品0.5‑0.8％、硬脂酸钙0.25‑0.45％、硅钡合金4.5‑8.5％、碱性氧化物1‑2％，余量为天然硅砂；所述烤模炉包括烤箱，所述烤箱上设置有电磁线圈，所述电磁线圈上电连接有交变电源，所述交变电源电压220V，频率30‑60Hz可调；烤模工艺包括以下步骤：1)、将模具放置在模具箱中，然后将冷铁放置与模具的凸轮面贴合；2)、向模具表面加上述覆膜砂，并将覆膜砂抚平；3)、将模具箱放置到上述烤箱内，关闭烤箱门，调节交变电源的频率至35‑55Hz，烘烤30‑60秒，关闭交变电源，模具箱在烤箱内自然冷却至100‑150℃；4)、从烤箱中取出模具箱，自然冷却至常温，起出模具。

【技术特征摘要】
1.发动机凸轮轴的铸造烤模工艺，使用一种覆膜砂和烤模炉，其特征在于：所述覆膜砂按质量百分比包括：改性酚醛树脂3.5-6.5％、乌洛托品0.5-0.8％、硬脂酸钙0.25-0.45％、硅钡合金4.5-8.5％、碱性氧化物1-2％，余量为天然硅砂；所述烤模炉包括烤箱，所述烤箱上设置有电磁线圈，所述电磁线圈上电连接有交变电源，所述交变电源电压220V，频率30-60Hz可调；烤模工艺包括以下步骤：1)、将模具放置在模具箱中，然后将冷铁放置与模具的凸轮面贴合；2)、向模具表面加上述覆膜砂，并将覆膜砂抚平；3)、将模具箱放置到上述烤箱内，关闭烤箱门，调节交变电源的频率至35-55Hz，烘烤30-60秒，关闭交变电源，模具箱在烤箱内自然冷却至100-150℃；4)、从烤箱中取出模具箱，自然冷却至常温，起出模具。2.根据权利要求1所述的发动机凸轮轴的铸造烤模工艺，其特征在于：所述步骤3中，将模具箱放置到烤箱内后，关闭箱门，先使用35Hz频率烘...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晖，周望平，周康康，徐刚强，胡火明，汤荣，曹毅，蒋文龙，黄吉祥，赵家贵，何飞，李高国，
申请(专利权)人：浙江博星工贸有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33