一种商用车缸体水套冷芯及制备方法技术

本发明专利技术属于发动机机体工艺材料技术领域，涉及一种商用车缸体水套冷芯及制备方法；材料选择：按重量百分比，宝珠砂66％，石英砂34％，酚脲烷树脂占砂重1.5％，酚醛树脂0.825％，聚异氰酸酯0.675％；宝珠砂和石英砂同时加入混砂机并启动混砂机，砂加入3/4时候，开始加入酚醛树脂，酚醛树脂开始加入2

A commercial vehicle cylinder water jacket cold core and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种商用车缸体水套冷芯及制备方法


[0001]本专利技术属于发动机机体工艺材料
，涉及一种商用车缸体水套冷芯及制备方法。

技术介绍

[0002]随着环保要求逐渐加严以及汽车轻量化的发展，对商用车发动机缸体壁厚要求越来越小，内腔质量要求越来越高；其中，缸体水套内腔作为发动机冷却水循环位置，其内腔质量对发动机散热效果起至关重要的作用；商用车缸体浇注铁水重量大、铁水温度高，水套位置结构复杂、容积大、壁薄，水套内腔经常出现脉纹、粘砂和烧结等缺陷，这就对水套砂芯的抗高温变形和膨胀作用、热稳定性、成型性、表面质量、发气性以及强度等性能要求提高；同时，随着原辅材料价格上涨，铸造厂经营压力增加，缸体砂芯的综合成本控制具有重要意义，可通过制芯材料、制芯合格率以及制芯效率优化等措施控制。目前，商用车发动机缸体铸造用水套冷芯为避免内腔脉纹或烧结等缺陷，制芯中常加入一些氧化铁、铝硅酸盐、纤维素等添加材料，这会导致砂芯发气增加，并降低制芯效率，带来较多的负作用；或者使用一定比例的铬铁矿砂和锆英砂提升缸体内腔质量，但铬铁矿砂和锆英砂资源少，且成本较高；也有使用宝珠砂进行制芯，但因砂配比工艺和原材料特征参数制定不合理，以及砂混制工艺和制芯过程参数选择控制不当，导致制芯成型性、表面质量、制芯效率以及铸件加工质量不理想。
[0003]公告号为CN109648040A专利，公开了一种柴油机缸盖铸造毛坯中水套芯配方，所述配方是由：宝珠砂、铬铁矿砂、石英砂、酚醛树脂、聚异氰酸酯树脂、润滑剂、聚氧化乙烯、50％的乌洛托品水溶液；其原料组合物包括如下重量份数的各组分：40
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60份宝珠砂、45
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65份铬铁矿砂、15
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30份石英砂，1
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2份酚醛树脂，1
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2份聚异氰酸酯树脂、0.2
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0.4份润滑剂，1
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2份聚氧化乙烯，以及1
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2份的乌洛托品水溶液，同时提供混砂工艺，本专利技术揭示了一种柴油机缸盖铸造毛坯中水套芯配方，水套芯更加紧实，膨胀率低、发气量小，提高浇筑件精度低及表面的整洁度，进而提高质量。
[0004]公告号为CN112317677A专利，公开了一种乘用车缸体水套芯用冷芯砂配方，属于铸造
，按照重量份数由以下原料组成：石英砂50份、焙烧砂50份、冷芯树脂1.5
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1.7份，其中，所述冷芯树脂按照重量份数由以下原料组成：酚醛树脂75
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85份、聚异氰酸酯75
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85份。本专利技术的一种乘用车缸体水套芯用冷芯砂配方，通过合理控制原材料参数，调整各组份之间的配比，较常规冷芯砂配方具有强度适宜、使用性能好及高温膨胀率低等优点，不仅能够解决缸体水套内腔脉纹、烧结及断芯等缺陷，而且铸件辅材消耗成本最低。
[0005]申请号为CN201910892429.9“一种发动机整体缸盖水套砂芯及制备工艺”：其特征在于，按照重量份由以下原料组成：石英砂35～45份、陶粒砂25～35份、铬铁矿砂25～35份、抗脉纹添加剂3～5份、树脂组分Ⅰ1.1～1.2份和树脂组分Ⅱ1.1～1.2份；或者石英砂35～50份、莫来石砂15～25份、铬铁矿砂25～40份、抗脉纹添加剂3～5份、树脂组分Ⅰ1.1～1.2份和树脂组分Ⅱ1.1～1.2份。相比该专利技术，本专利技术减少了制芯材料种类，减少了树脂组份加入比
例，材料选择和制备方法更合理，制芯合格率和效率高、砂芯发气量低、铸件尺寸精度高、铸件气孔或磅压漏等废品少。
[0006]申请号为CN202010318054.8“一种铸造用新型砂芯”：其特征在于，按重量份的组份：石英砂4
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8份，铬铁矿砂1
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5份，氧化铁粉0.5
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2份；其制备方法包括：将铬铁矿砂、石英砂、氧化铁粉混合均匀覆膜后制芯。相比该专利技术，本专利技术减少原材料种类以及避免了铬铁矿砂的使用，降低了材料消耗成本；无需覆膜工艺步骤，避免了热芯制芯，提高了生产效率；砂芯质量稳定，抗高温性能优异，热稳定性好，缸体水套内腔清洁，无粘砂、脉纹、烧结等缺陷，铸件尺寸精度高，制芯成型性好，制芯综合成本低。
[0007]申请号为CN201610667558.4“一种发动机缸体油道芯的铸造工艺”：其特征在于，包括以下步骤：将宝珠砂和原砂加热至20
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40℃，置于混砂机混砂10
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20秒，将粘结剂加热至25
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31℃，在15
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20s内加入混砂机混砂60
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90秒，粘结剂占宝珠砂和原砂总重量的1.5
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2.0％，芯盒的工作温度为常温条件；射砂压力为3
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8bar，射砂时间2
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6s，吹入三乙胺固化，固化时间为20
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60秒；所述粘结剂为聚异氰酸醋与酚醛树脂按1:1混合；所述宝珠砂和原砂的重量比为64
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80:20
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36混合；所述粘结剂占宝珠砂和原砂总重量的1.8％。相比该专利技术，本专利技术通过制芯材料种类的合理选择与配制，材料性能指标及粒度分布的正确选择，材料混制工艺及制芯过程参数控制；砂芯抗高温性能优异，热稳定性好，铸件浇注铁水重255kg，浇注温度1425
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1440℃，水套芯最小壁厚4mm，缸体水套内腔清洁，无粘砂、脉纹、烧结等缺陷，铸件尺寸精度高；制芯成型性好，合格率高于97％，且制芯效率高，制芯综合成本低；制芯材料种类少，砂芯质量稳定，砂芯发气低，透气性适宜，铸件气孔或磅压漏等废品少。
[0008]上述专利与本专利技术相关度较低。

技术实现思路

[0009]本专利技术所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的缸体内腔质量差、制芯成本高、制芯效率低问题，提供了一种商用车缸体水套冷芯及制备方法。
[0010]需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0011]为解决上述技术问题，本专利技术是采用如下技术方案实现的：
[0012]一种商用车缸体水套冷芯，材料按重量百分比组成：宝珠砂66％、石英砂34％、酚脲烷树脂占砂重1.5％。
[0013]制备过程先称量100的砂子(宝珠砂+石英砂)，后根据砂重加入1.5％的树脂。
[0014]进一步地，所述酚脲烷树脂占砂重1.5％，包括酚醛树脂0.825％、聚异氰酸酯0.675％。
[0015]进一步地，所述宝珠砂：Al2O3％≥75at.％，SiO2％≤16at.％，Fe2O本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种商用车缸体水套冷芯，其特征在于：材料按重量百分比组成：宝珠砂66％、石英砂34％、酚脲烷树脂占砂重1.5％。2.根据权利要求1所述的一种商用车缸体水套冷芯，其特征在于：所述酚脲烷树脂占砂重1.5％，包括酚醛树脂0.825％、聚异氰酸酯0.675％。3.根据权利要求1所述的一种商用车缸体水套冷芯，其特征在于：所述宝珠砂：Al2O3％≥75at.％，SiO2％≤16at.％，Fe2O3％≤3at.％，角形系数≤1.1，酸耗值≤5mL/50g，粒度140目及以下≤5wt.％，粒度40+50+70+100目≥75wt.％，40/50/70/100目单筛≤35wt.％。4.根据权利要求1所述的一种商用车缸体水套冷芯，其特征在于：石英砂：SiO2％≥91at.％，Fe2O3％≤0.7at.％，电导率≤100uS/cm，含泥量≤0.2wt.％，酸耗值≤5mL/50g，灼烧减量≤0.3wt.％，粒度50+70+100目≥80wt.％，50/70/100目单筛≤48wt.％，140目及以下≤3wt.％，40目及以上≤10wt.％。5.根据权利要求2所述的一种商用车缸体水套冷芯，其特征在于：所述酚醛树脂：密度(20℃)1.02
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1.15g/cm3，粘度(25℃)≤30s。6.根据权利要求2所述的一种商用车缸体水套冷芯，其特征在于：所述聚异氰酸酯：密度(20℃):1.05
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1.22g/cm3、粘度(25℃)≤20s。7.一种商用车缸体水套冷芯制备方法，其特征在于：将宝珠砂和石...

【专利技术属性】
技术研发人员：李帅平，马俊杰，骆洋，杜利峰，孙继华，刘世俊，张佳强，
申请(专利权)人：一汽铸造有限公司，
类型：发明
国别省市：