柴油机、汽油机缸体缸盖消失模铸造工艺制造技术

本发明专利技术针对现有的柴油机、汽油机缸体缸盖型砂铸造方法存在的劳动强度大、原材料消耗多、铸件重量偏重、环境污染严重、度较差、需机加工的工作量大的问题，公开了一种新的基于消失模技术的柴油机、汽油机缸体缸盖消失模铸造工艺，它通过将实物体分切成若干模片后制造出模具，再将消失模原料注入模具中得到与实物一致的消失模模片，在模片上浸涂消失模涂料后置于型砂箱中震实浇注后将消失模模片熔化成一氧化碳和二氧化碳排出即得实物铸型。具有环保、节省原材料、降低劳动强度、改善性能的优点。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种铸造工艺，尤其是一种柴油机、汽油机缸体缸盖的金属浇注工艺，具体地是一种柴油机、汽油机缸体缸盖消失模铸造工艺。
技术介绍
众所周知，常用的砂型铸造技术有热芯盒、冷芯盒、重力铸造、低压铸造等，这些铸造方法普遍存在着劳动强度大、原材料消耗多、铸件重量偏重、环境污染严重、度较差、需机加工的工作量大等一系列问题。柴油机、汽油机缸体缸盖机动车的二大关键件，目前普遍采用铸造加机加工的方式进行生产，由于其内部通道复杂，因此按现有的铸造方法必须通过在铸件表面开孔进行机加工后再封堵的方法进行制造，其内部通道转角均为90度，阻力较大，严重影响整机性能，因此现有的汽车用发动机很少采用砂型铸造，并对其使用年限作了严格的限制。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的柴油机、汽油机缸体缸盖型砂铸造方法存在的劳动强度大、原材料消耗多、铸件重量偏重、环境污染严重、度较差、需机加工的工作量大的问题，专利技术一种新的基于消失模技术的柴油机、汽油机缸体缸盖消失模铸造工艺。本专利技术的技术方案是一种柴油机、汽油机缸体缸盖消失模铸造工艺，其特征是它包括以下步骤a、将待铸造成形的柴油机、汽油机缸体或缸盖分切成若干拼接块或片，并制造出与所述的拼接块或片相同的模具型腔；每个柴油机、汽油机缸体或缸盖分切后的拼接块或片的数量和方向可从最有利于浇注和拼接的角度出发进行分切； b、将可发性聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的混合原料在密封容器中预发膨胀40-50倍得到含有残留戊烷的制模珠粒，将该制模珠粒置于密闭容器中储存并干燥8-10小时后备用；c、将上述制模珠粒在4-8个大气压下注入前述的模具型腔中；d、在上述注入工作结束后，将模具连同模具型腔中的制模珠粒加热至130-150℃，以使模具型腔中的制模珠粒在残留戊烷的作用下进一步膨胀并相互挤压熔合得到与模具型腔形状相同的、等同于前述拼接块或片的消失模模块或模片；e、将上述消失模模块或模片从模具型腔中脱出并干燥；f、将脱模干燥所得的消失模模块或模片按最终成形的柴油机、汽油机缸体或缸盖的形状进行拼接并胶合成模型簇并在胶合成的模型簇上安装上浇注系统；g、将上述模型簇的除金属浇注管道与模型簇相连处的浇注口外的所有内外表面浸涂上消失模涂料并在45-55℃的温度下烘干得到浇注体；h、将上述浇注体置于密闭砂箱内经震砂使浇注体型腔中充满型砂并整体置于型砂中，对密闭砂箱抽负压，当负压达到-0.8-0.4bar时进行浇注，使模型簇熔化，燃烧产生一氧化碳、二氧化碳、水及其他碳氢化合物气体，由于消失模涂料能耐钢水或铁水的高温，在钢水或铁入注入模型簇并将模型簇熔化成气体排出后能将钢水或铁水定型在型砂中不会渗入型砂中，钢水或铁水冷却后即得到所需的柴油机、汽油机缸体或缸盖铸件。上述的脱模可通过向模具型腔进行水冷却后将消失模模块或模片从模具型腔中脱出。简方之，本专利技术的消失模铸造(又称实型铸造)是将与铸件尺寸形状相似的泡沫模型粘结组合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振动造型，在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法。本专利技术的有益效果1、首先工人的劳动强度降低了，这主要是因为消失模铸造工艺无需造型和制芯，只需用洁净的水蒸汽和洁净的泡沫珠立在模具内发泡成型并胶合成簇后即可完成实型铸造的制模工序；其次减少了原材料的消耗，由于消失模铸造工艺用的是单一干砂，所以无需消耗煤粉、陶土、膨润土、糊精、合脂油、桐油等原辅材料，而且消失模铸造用单一干砂的回收率高达95％以上；最后是铸件的重量减轻了，由于消失模铸件的尺寸精度高，其机械加工余量就很小，通常小于3毫米，另一方面由于模片成型质量高，一般砂型工艺无法做出的内部型腔和孔洞，均可用消失模工艺来完成，这就从很大程度上减轻了铸件的重量，既提高了铸件性能的品质，又节约了铸件原材料、减少或省去了机械加工工序，从而降低了生产成本。以4102Q柴油机气缸盖为例，每只消失模气缸盖与砂型气缸盖相比减轻6kg，按年产3万只计算，单原材料铁水一项就节约了30000×6＝180000kg＝180吨，铁水市场价格为4000元/吨，即节约了180×4000＝720万元可见经济效益是相当可观的。2、模型设计的自由度增大。3、免除了铸件生产中使用的砂芯。4、很多铸件可以不要冒口补缩。5、提高铸件精度。可获得形状结构复杂，可重复生产高精度铸件，可使铸件壁厚偏差控制在-0.15～+0.15mm之间。6、在模型接合面不产生飞边。7、具有减轻铸件重量约1/5的优势。8、减少加工余量。可以减小机加工余量，对某些零件甚至可以不加工。这就大大减少了机加工和机床投资(例如，对于不同情况可以减少一半投资)。9、与传统空腔铸造相比，模具投资下降。10、完全消除了传统的落砂和出芯工序。11、可整体生产复杂铸件，由于本专利技术的分块或片的模型可胶合组成整体模型，铸成复杂整体部件，对比原先多个铸件组合装配部件(如柴油预热器)而言，可获益1到10倍。12、可减少车间人员，降低劳动力成本。13、铸造工艺灵活，铸造工艺的灵活性非常重要，因为本专利技术的工艺有可能同时生产在砂箱中变化放置大量类似的或不同的铸件，浇注系统也因此十分灵活。总之，可以说，每种优势都与经济利益相一致，同时还改善了工作条件。14、工艺稳定，产品废品率低。15、环保性能好，本专利技术所采用的消失模的主要原料的聚苯乙烯和PMMA在燃烧时产生仅一氧化碳、二氧化碳、水及其他碳氢化合物气体，其含量均低于欧洲允许的标准。引外，干砂可使用天然硅砂，100％反复循环使用，不含有粘结剂。模型使用的涂料由水添加粘结剂等辅料组成，不会产生污染。16、进一步提高成品的性能，且机体内的水道、气道或润滑油道可实现圆滑过渡，不仅提高性能，而且可节省燃油。17、可用于汽车发动机的精密铸造，利用铸铁件发动机代替铝合金发动机，从而延长汽车的使用寿命和延长报废寿命，降低成本。附图说明图1是本专利技术的缸盖及分切面结构示意图。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明。如图1所示。一种柴油机、汽油机缸体缸盖消失模铸造工艺，它包括以下步骤a、将待铸造成形的柴油机、汽油机缸体或缸盖分切成若干拼接块或片，具体实施时可将缸盖分切成如图1示的四片结构(图中双点划线表示分切面)，而对于缸体而言可分切成八片或八块，每个柴油机、汽油机缸体或缸盖分切后的拼接块或片的数量和方向可从最有利于浇注和拼接的角度出发进行分切；然后根据分切片或块的形状及内部结构分别制造出与所述的拼接块或片相同的模具型腔；b、将可发性聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的混合原料(可采用杭州凯斯特化工有限公司生产的STMNAS-3号料)在密封容器中预发膨胀40-50倍得到含有残留戊烷的制模珠粒，将该制模珠粒置于密闭容器中储存并干燥8-10小时后备用；c、将上述制模珠粒在4-8个大气压下注入前述的各模具型腔中；d、在上述注入工作结束后，将各模具连同模具型腔中的制模珠粒用水蒸汽加热至130-150℃，以使各模具型腔中的制模珠粒在残留戊烷的作用下进一步膨胀并相互挤压熔合得到与模具型腔形状相同的、等同于前述拼接块或片的消失模模块或模片；e、用水将各模具冷却后将其中的消失模模块或模片从各模具型腔中脱出并干燥；f、将脱模干燥所得的各消失模模块或模片按本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柴油机、汽油机缸体缸盖消失模铸造工艺，其特征是它包括以下步骤：ａ、将待铸造成形的柴油机、汽油机缸体或缸盖分切成若干拼接块或片，并制造出与所述的拼接块或片相同的模具型腔；ｂ、将可发性聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的混合原料在密 封容器中预发膨胀４０－５０倍得到含有残留戊烷的制模珠粒，将该制模珠粒置于密闭容器中储存并干燥８－１０小时后备用；ｃ、将上述制模珠粒在４－８个大气压下注入前述的模具型腔中；ｄ、在上述注入工作结束后，将模具连同模具型腔中的制模珠 粒加热至１３０－１５０℃，以使模具型腔中的制模珠粒在残留戊烷的作用下进一步膨胀并相互挤压熔合得到与模具型腔形状相同的、等同于前述拼接块或片的消失模模块或模片；ｅ、将上述消失模模块或模片从模具型腔中脱出并干燥；ｆ、将脱模干燥所 得的消失模模块或模片按最终成形的柴油机、汽油机缸体或缸盖的形状进行拼接并胶合成模型簇并在胶合成的模型簇上安装上浇注系统；ｇ、将上述模型簇的除金属浇注管道与模型簇相连处的浇注口外的所有内外表面浸涂上消失模涂料并在４５－５５℃的温度下烘 干得到浇注体；ｈ、将上述浇注体置于密闭砂箱内经震砂使浇注体型腔中充满型砂并整体置于型砂中，对密闭砂箱抽负压，当负压达到－０．８－－０．４ｂａｒ时进行浇注，使模型簇熔化，冷却后即得到所需的柴油机、汽油机缸体或缸盖铸件。...

【技术特征摘要】
1.一种柴油机、汽油机缸体缸盖消失模铸造工艺，其特征是它包括以下步骤a、将待铸造成形的柴油机、汽油机缸体或缸盖分切成若干拼接块或片，并制造出与所述的拼接块或片相同的模具型腔；b、将可发性聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的混合原料在密封容器中预发膨胀40-50倍得到含有残留戊烷的制模珠粒，将该制模珠粒置于密闭容器中储存并干燥8-10小时后备用；c、将上述制模珠粒在4-8个大气压下注入前述的模具型腔中；d、在上述注入工作结束后，将模具连同模具型腔中的制模珠粒加热至130-150℃，以使模具型腔中的制模珠粒在残留戊烷的作用下进一步膨胀并相互挤压熔合得到与模具型腔形状相同的、等同于前述拼接块或片的消失模模块或模片；e、将上述消失模模...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖正海，陈大钰，
申请(专利权)人：安徽天钰机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]