一种厚壁铸钢排气歧管铸造工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种厚壁铸钢排气歧管铸造工艺，属于排气歧管铸造技术领域，包括厚壁铸钢排气歧管的铸造模具和铸造方法，所述铸造模具包括砂型、冒口、砂芯和浇注系统；所述砂芯上设置若干个射砂口；所述浇注系统包括直浇棒、横浇道和内浇道，所述直浇棒与所述横浇道垂直相连通，所述横浇道的中部设置过滤器；所述冒口包括大面冒口、三角法兰冒口、进火冒口和保温冒口，所述进火冒口设置在所述横浇道末端。本发明专利技术提供一种机械性能好，壁厚均匀，耐高温的厚壁铸钢排气歧管铸造工艺，包括厚壁铸钢排气歧管的铸造模具和铸造方法，铸件壁厚在5.5‑6.5mm之间，重量大约在8‑12Kg，满足技术要求，性能稳定，解决了普通铸造工艺很难成型的难题，产品合格率高。

Casting process of thick wall cast steel exhaust manifold

The invention discloses a casting process for thick-wall cast steel exhaust manifold, which belongs to the field of exhaust manifold casting technology, including a casting mold and a casting method for the thick-wall cast steel exhaust manifold. The casting mold comprises a sand mold, a riser, a sand core and a pouring system; the sand core is provided with a plurality of sand jets; the pouring system comprises a sand mold, a riser, a sand core and a pouring system. The sprinkler bar, the horizontal runner and the inner runner are vertically connected with the transverse runner, and the middle part of the transverse runner is provided with a filter; the riser comprises a large face riser, a triangular flange riser, a fire inlet riser and a heat insulation riser, and the fire inlet riser is arranged at the end of the transverse runner. The invention provides a casting process for thick-wall cast steel exhaust manifold with good mechanical property, uniform wall thickness and high temperature resistance, including a casting mold and a casting method for the thick-wall cast steel exhaust manifold. The casting wall thickness is between 5.5_6.5 mm and the weight is about 8_12 Kg. The casting process meets the technical requirements and has stable performance, and solves the difficulty of the common casting process. Forming difficulties, high qualified products.

【技术实现步骤摘要】
一种厚壁铸钢排气歧管铸造工艺
本专利技术属于排气歧管铸造
，具体涉及一种厚壁铸钢排气歧管铸造工艺。
技术介绍
随着汽车行业技术水平的不断提高，汽车排气歧管的耐热温度越来越高，从而使铸钢排气歧管需求大幅增加。铸钢排气歧管相对于铸钢蜗壳存在着结构分散，铁水流头较多等特点，导致充型过程铁水流程远，温度损失多，冷隔比例远高于同类蜗壳产品。厚壁件由于产品重量大，壁厚厚且钢液粘度大流动性差，导致充型时间长，管壁缩松倾向大，使得铸造十分困难，而且成品的合格率很低。公告号为CN102554130A的专利公开了一种高镍奥氏体球墨铸铁排气歧管铸造方法，包括砂型制作、合金铁液熔炼和浇注3个步骤，其主要特点是：其浇注系统合理设置多个内浇口和鸭嘴状热冒口，并通过控制合金液中镁的残留量及浇注温度和速度，实现了浇注过程的均衡凝固和补缩，从而有效地避免了铸件中缩孔和缩松现象的产生。但是，该专利技术生产出来的排气歧管壁厚不能达到5.5-6.5mm，浇注过程中没有抽负压，铸件上气孔、冷隔缺陷严重，产品报废率较高，生产成本较高。公开号为CN107737874A的专利文献公开了一种耐热铸钢涡轮增压器涡轮壳体铁模覆砂铸造工艺，涉及机械零部件铸造
，为解决现有铸造工艺加工制得的涡轮增压器涡轮壳体铸造缺陷多、成品率低及工艺出品率低的问题而设计。该耐热铸钢涡轮增压器涡轮壳体铁模覆砂铸造工艺包括铁模覆砂模具和熔炼工艺，铁模覆砂模具包括壳形模具，壳形模具的内腔设置有不同厚度的覆砂层。铸造时，将型芯放入壳形模具，熔融的钢液经浇注系统注入至壳形模具的内腔，成型。熔炼工艺中，钢液的出炉温度在1700-1710℃之间，钢液的浇注温度在1650-1670℃之间，每浇注0.5t钢液的时间控制在6-7min之间。但是，该专利技术提供的耐热铸钢涡轮增压器涡轮壳体铁模覆砂铸造工艺用于加工耐热铸钢涡轮增压器涡轮壳体，不适用于汽车排气歧管的铸造，而且该专利技术所用的覆膜砂不能满足厚壁铸钢排气歧管耐高温的性能要求。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种机械性能好，壁厚均匀，耐高温的厚壁铸钢排气歧管铸造工艺，包括厚壁铸钢排气歧管的铸造模具和铸造方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种厚壁铸钢排气歧管铸造工艺，包括厚壁铸钢排气歧管的铸造模具和铸造方法，所述铸造模具包括砂型、冒口、砂芯和浇注系统；所述砂芯上设置若干个射砂口；所述浇注系统包括直浇棒、横浇道和内浇道，所述直浇棒与所述横浇道垂直相连通，所述横浇道的中部设置过滤器；所述冒口包括大面冒口、三角法兰冒口、进火冒口和保温冒口，所述进火冒口设置在所述横浇道末端。优选的，所述铸造方法，包含以下步骤：S1：制芯：热制芯：用覆膜砂作为型腔芯原材料，将芯盒温度加热到200-230℃，通过两个射砂口向芯盒内射砂4-6秒，结壳固化，震动倒去砂芯内腔没有固化的覆膜砂，180秒砂芯固化结束，从芯盒中取出；冷制芯：将烘干砂和树脂A、B进行加热混合搅拌，温度为20-40℃，然后加入冷芯机在三乙胺催化下成型；S2：上涂料：用自动喷涂设备对步骤S1中冷制芯形成的外壳和热制芯形成的内流道喷涂料；S3：造型：利用关节机器人实现自动转运砂芯，自动识别合箱，合完箱后，壳型经过加热，温度设为100-120℃，由自动运载机下至砂箱中，加砂覆盖壳型，随后覆膜再加砂，形成封闭空间，所加砂温度为40-70℃，然后运转至浇注工位；S4：浇注：浇注温度控制在1560-1640℃之间,同时抽负压-0.04至-0.016MPa；S5：落砂：浇注的铁液冷却≥65min后，进行开箱落砂；S6：切割：切割浇注系统和冒口。优选的，所述步骤S1中，覆膜砂中掺杂30%的铬铁矿砂。优选的，所述步骤S1中，树脂A为液态酚醛树脂，树脂B为液态聚异氰酸树脂。优选的，所述步骤S1中，重量比烘干砂：树脂A：树脂B为98~123：1:1。优选的，所述步骤S1中，冷芯机的参数设置为：三乙胺温度为100-120℃，空气加热温度为120-140℃，露点温度≤-40℃。优选的，所述步骤S1中，冷制芯的砂芯厚度为10-15mm，热制芯的砂壳厚度为6-8mm。优选的，所述步骤S2中，外壳喷涂的涂料波美度为76-80度，内流道喷涂的涂料波美度为80-82度。优选的，所述步骤S4中，浇注重量为31Kg，浇注时间为4s。优选的，所述步骤S5中，砂温大于120℃自动开启滴水降温设备，快速降温。本专利技术的有益效果是：本专利技术铸造模具，包括砂型、冒口、砂芯和浇注系统；流道芯结构复杂，尺寸大，不易射实及完全固化，砂芯上设置若干个射砂口，保证砂芯射实。浇注系统包括直浇棒、横浇道和内浇道，直浇棒与横浇道垂直相连通，横浇道的中部设置过滤器，横浇道上设置进火冒口，从进火冒口进火，减少铁水流程，降低温度损失。直浇棒进钢水，过滤器挡渣整流，过滤掉铁水中的杂质，另外改变铁水紊流状态。热制芯用覆膜砂形成铸件内腔，铸件内流道完全固化困难，后期浇注产生气体，可能导致产品憋气、气孔等缺陷，因此采用壳芯工艺，砂壳厚度保持在6-8mm。在覆膜砂中掺杂30%的铬铁矿砂，提高覆膜砂的耐火度，增强覆膜砂的热态抗弯、抗拉强度，高温状态稳定，能够更好地保证产品尺寸，并且具有较强的激冷效果。冷制芯形成产品外壳，将烘干砂与树脂A、B混合搅拌，然后进入冷芯机在三乙胺的催化下成型，树脂A为线性液态酚醛树脂，增加砂芯脱模时的强度；树脂B为液态聚异氰酸树脂，增加脱模时的弹性。冷制芯砂芯厚度为10-15mm。采用能够自动识别、增压、喷涂、转运的自动喷涂设备对外壳和内流道喷涂料，波美度控制76-80°，内流道使用耐高温高强度涂料，波美度控制在80-82°。造型利用关节机器人实现自动转运砂芯，减少作业人员数量、降低劳动强度、减少过程变差，解决产品错箱、砂眼等缺陷。浇注过程中抽负压（-0.04至-0.016MPa）使型腔形成负压，加快钢液充型速度，解决铸件气孔、冷隔缺陷，提高铸件合格率。落砂控制冷却时间≥65min，落砂时间短，铸件温度高易变形或开裂。因此，当砂温＞120℃自动开启滴水降温设备，以实现快速降温。浇注系统冒口颈位置全部设计有易断槽，实现浇注系统直接砸掉。大面及三角法兰冒口，设计切割工装，严格控制切割余量，减少后续清理打磨，以及加工难度。本专利技术提供一种机械性能好，壁厚均匀，耐高温的厚壁铸钢排气歧管铸造工艺，包括厚壁铸钢排气歧管的铸造模具和铸造方法。铸造过程中严格控制砂壳、砂芯的厚度及浇注重量，生产出的铸件壁厚在5.5-6.5mm之间，重量大约在8-12Kg，根据产品结构，大胆创新，采用从中间进火冒口进火，无内浇口，减少铁水流程，降低温度损失，同时覆膜砂中添加30%铬铁矿砂，减少管壁冷隔风险。产品在负压线上制作，采用抽负压方案，内流道采用壳芯工艺，热制芯壳芯厚度保证在6-8mm，减少砂芯发气量，从而加快充型速度，解决铸件气孔、冷隔缺陷。本专利技术制备的排气歧管壁厚，满足技术要求，性能稳定，解决了普通铸造工艺很难成型的难题，产品合格率高。附图说明下面结合附图对本专利技术做进一步的说明。图1是本专利技术实施例1浇注系统的结构示意图。图2是本专利技术实施例1砂芯的结构示意图。图3是本专利技术实施例5的放大倍数为100x的金相组织图。图4是本专利技术实施例6的放大倍数为500x的金相组织图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种厚壁铸钢排气歧管铸造工艺，包括厚壁铸钢排气歧管的铸造模具和铸造方法，其特征在于：所述铸造模具包括砂型、冒口、砂芯和浇注系统；所述砂芯上设置若干个射砂口；所述浇注系统包括直浇棒、横浇道和内浇道，所述直浇棒与所述横浇道垂直相连通，所述横浇道的中部设置过滤器；所述冒口包括大面冒口、三角法兰冒口、进火冒口和保温冒口，所述进火冒口设置在所述横浇道末端。

【技术特征摘要】
1.一种厚壁铸钢排气歧管铸造工艺，包括厚壁铸钢排气歧管的铸造模具和铸造方法，其特征在于：所述铸造模具包括砂型、冒口、砂芯和浇注系统；所述砂芯上设置若干个射砂口；所述浇注系统包括直浇棒、横浇道和内浇道，所述直浇棒与所述横浇道垂直相连通，所述横浇道的中部设置过滤器；所述冒口包括大面冒口、三角法兰冒口、进火冒口和保温冒口，所述进火冒口设置在所述横浇道末端。2.如权利要求1所述的一种厚壁铸钢排气歧管铸造工艺，其特征在于：所述铸造方法，包含以下步骤：S1：制芯：热制芯：用覆膜砂作为型腔芯原材料，将芯盒温度加热到200-230℃，通过两个射砂口向芯盒内射砂4-6秒，结壳固化，震动倒去砂芯内腔没有固化的覆膜砂，180秒砂芯固化结束，从芯盒中取出；冷制芯：将烘干砂和树脂A、B进行加热混合搅拌，温度为20-40℃，然后加入冷芯机在三乙胺催化下成型；S2：上涂料：用自动喷涂设备对步骤S1中冷制芯形成的外壳和热制芯形成的内流道喷涂料；S3：造型：利用关节机器人实现自动转运砂芯，自动识别合箱，合完箱后，壳型经过加热，温度设为100-120℃，由自动运载机下至砂箱中，加砂覆盖壳型，随后覆膜再加砂，形成封闭空间，所加砂温度为40-70℃，然后运转至浇注工位；S4：浇注：浇注温度控制在1560-1640℃之间,同时抽负压-0.04至-0.016MPa；S5：落砂：浇注的铁液冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：张旭，刘松奇，齐晓波，彭德楼，陈果，
申请(专利权)人：南阳飞龙汽车零部件有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41