CN101130206A

CN101130206A - 蠕墨铸铁铸件的铸造方法

Info

Publication number: CN101130206A
Application number: CNA2006101116551A
Authority: CN
Inventors: 童思艺; 黄进达; 宁科明; 贾树胜; 李新民
Original assignee: Guangxi Yuchai Machinery Co Ltd
Current assignee: Guangxi Yuchai Machinery Co Ltd
Priority date: 2006-08-21
Filing date: 2006-08-21
Publication date: 2008-02-27

Abstract

本说明书涉及一种蠕墨铸铁铸件铸造方法，特别是重型发动机缸盖蠕墨铸铁铸造工艺方法。本发明铸造方法综合运用“侧浇”、“顶注”、“压边浇注”、“保温冒口”、“随形空心冷铁”等多种铸造工艺，将其有机结合在一起，有效降低缩松缩孔等缺陷，降低综合废品率，最终可以达到批量生产蠕墨铸铁发动机缸盖的目的。本发明铸造工艺可以根据实际情况进行调整，推广应用到其他机型的产品。

Description

蠕墨铸铁铸件的铸造方法

技术领域

本发明涉及一种蠕墨铸铁铸件铸造工艺方法，特别是发动机缸盖铸件蠕墨铸铁铸造工艺，尤其是重型发动机缸盖蠕墨铸铁铸造工艺方法。

背景技术

蠕墨铸铁是指其石墨大部分呈蠕虫状，部分呈球状的一种铸铁，其组织和性能处于球墨铸铁和灰铸铁之间，具有良好的综合性能。

在实际生产中，使用蠕墨铸铁生产铸件时，容易出现缩松缩孔等缺陷，难以得到质量合格的铸件产品。因此，蠕墨铸铁铸件的应用受到严重限制，更难应用于结构复杂、性能要求很高的发动机缸盖的铸造过程，尤其是在重型发动机缸盖铸造过程无法成功应用。

发动机缸盖是发动机的重要构件，其结构复杂，性能要求高，属于薄壁、高强的复杂铸件，工作时承受的机械热应力很高。要求材质具有良好的力学性能、热疲劳性能、铸造性能和气密性。特别是重型发动机缸盖(如6M系列缸盖)，上述性能要求更为严格。

使用蠕墨铸铁材料铸造发动机缸盖虽然可以提高产品的性能，但是在实际生产过程中，产品的成品率很低。主要问题在于：缸盖渗漏严重，在导杆孔、螺栓过钉孔等热节处(这些孔均为加工孔)易产生缩松、缩孔缺陷，这些加工孔经加工后，铸壁有微孔穿透造成渗漏，导致产品报废。

2003年05期《现代铸铁》P34～38的一篇文章“车用柴油机蠕墨铸铁缸盖铸造工艺探讨”中介绍了一种发动机缸盖铸件蠕墨铸铁的生产工艺，采用了压边冒口、顶注这样的一种工艺，降低了废品率。该铸造工艺主要用于6110、4110等柴油发动机缸盖的铸造，如直接用于重型柴油发动机缸盖铸造，由于热节处的气缩孔等问题不能解决，产品的废品率仍很高。

重型发动机缸盖(如6M系列缸盖)结构比较复杂，在喷油器孔、过钉孔、气门导杆孔等重要位置都存在热节，这些位置对铸件要求很高，如果仍然采用现有的铸造工艺方法，就会造成大量的废品。

发明内容

针对现有技术蠕墨铸铁铸件铸造工艺的不足，本发明提供一种提高产品成品率的铸造工艺。特别是针对不适宜铸造蠕墨铸铁重型发动机缸盖的不足，提供一种重型发动机缸盖蠕墨铸铁铸件的铸造方法，产品质量和产品成品率高，可以进行批量生产。

本发明蠕墨铸铁铸件铸造工艺，在现有铸造工艺基础上，综合运用“顶注”、“压边浇注”、“保温冒口”和“随形空心冷铁”等多种铸造工艺。随形空心冷铁为圆柱筒形冷铁，设置在砂芯中对应铸件上要求具有的孔洞中。

在上述工艺基础上，可以进一步采用“侧浇”铸造工艺，即将铸件侧立放置进行浇注，以提高生产效率。随形空心冷铁的尺寸并不一定需一致，可以根据需要补缩的位置结构确定，随形空心冷铁的壁厚一般为0.5～5mm，材料与铸件材料相同，经过铸造，随形空心冷铁最终与铸造过程的铁水融合。“保温冒口”设置在易产生缩松缺陷的位置。

本发明重型发动机缸盖蠕墨铸铁铸件铸造工艺，在现有铸造工艺基础上，综合运用“侧浇”、“顶注”、“压边浇注”、“保温冒口”和“随形空心冷铁”等多种铸造工艺。随形空心冷铁设置在砂芯总成中对应的螺栓孔中和易出现缩孔缩松的气门导杆孔、过钉孔、喷油器孔等中。

随形空心冷铁材料采用与发动机缸盖铸件相同的材料，随形空心冷铁的内径和长度一般与存在热节处的螺栓孔、气门导杆孔、过钉孔、喷油器孔等相适应，随形空心冷铁的壁厚一般为0.5～5mm，经过铸造，随形空心冷铁最终与铸造过程的铁水融合，随形空心冷铁起到消除热节和保护铸件重要位置不至于漏气的作用。

随形空心冷铁的优势在于：1、它是空心的，不影响对螺栓孔、气门导杆孔等铸件上的孔洞进行加工。2、它起到冷铁的作用，使铸件热节部位首先凝固，减少热节的影响，降低缩孔缩松废品率。3、它起到防止漏水的作用，此空心冷铁同时也是一个保护套，能够有效防止铸件加工后漏水漏气。

侧浇的优势在于：限于设备、砂箱的限制，采取平浇时一箱只有3件，采取侧浇一箱可以放6件，极大的提高了劳动生产率，降低了控制成本。

采取冒口顶注的优势：通过冒口顶注有利于补缩，而且不但不会妨碍排气，不会卷入气体，由于可以提高铸件顶面温度，反而可以防止铸件顶面温度偏低凝固结皮过早而导致顶部气孔等问题。

与现有技术相比，本发明铸造工艺具有如下有益效果：

1、有效解决重型柴油机发动机(如6M系列)缸盖蠕墨铸铁铸件的废品率高的问题，成功实现蠕墨铸铁在重型发动机缸盖工艺批量生产；

2、可以在原有结构上改进，改动量小，操作方便；

3、整个工艺操作过程比较简单，对原有生产流程影响很小；

4、本发明铸造工艺方法可以适用于多种具有孔洞结构蠕墨铸铁铸件的铸造过程。

附图说明

图1是本发明缸盖铸件的铸造工艺示意图；

图2是本发明缸盖铸造结构简图。

结合附图在其上标记以下附图标记：

1-随形空心冷铁；2-保温冒口；3-滤网；4-压边顶浇口；5-侧浇方式；6-浇口及直浇道；7-上型；8-下型；9-随形空心冷铁剖面。

具体实施方式

本发明工艺在设计浇注系统时，按照侧浇、压边浇注等工艺对模具进行修改。发动机缸盖铸造工艺采用侧浇工艺，即将铸件侧立放置进行浇注，侧浇可以便于布置浇注系统，一箱可以放六件模具，提高了生产率。

采用铸件侧浇工艺5和顶浇工艺，在砂芯上作出压边浇口4。顶浇工艺能够很好的提高补缩效果，而且不但不会妨碍排气，不会卷入气体，由于可以提高铸件顶面温度，反而可以防止铸件顶面温度偏低凝固结皮过早而导致顶部气孔等问题。

在压边浇口的正上方适宜位置放置保温冒口2(也称为发热冒口)，使保温冒口的铁水能够直接对铸件进行补缩，此保温冒口温度比较高，补缩效果很好。保温冒口在模具造型时设置在上型内，保温冒口的尺寸为外径Φ60mm～Φ120mm，内径Φ30mm～Φ90mm，高度50mm～130mm。

在砂芯总成中对应的螺栓孔中放入随形空心冷铁，在易出现缩孔缩松的气门导杆孔中、过钉孔中和喷油器孔中放入随形空心冷铁。随形空心冷铁的尺寸并不一定需一致，可以根据需要补缩的位置确定。

浇注系统设置完毕后，合箱浇注，采用正常的浇注温度和浇注速度，按照本领域常规的方法进行浇注即可完成最终的铸造过程。浇注时一般在直浇道末端设置过滤网，滤除铁水中的杂质，提高铸件产品质量。冷却后开箱，最终得到铸件成品。本发明工艺通过反复验证，已经得到良好的效果，铸件废品率控制在8％左右，实现了产品批量生产。

本发明铸造工艺适宜于重型柴油机发动机蠕墨铸铁发动机缸盖的生产，并可以根据实际情况进行调整，推广应用于其他机型，也可以推广应用于其它产品。

Claims

1.一种蠕墨铸铁铸件铸造方法，其特征在于：综合运用包括顶注、压边浇注、保温冒口和随形空心冷铁的铸造工艺，其中所述的随形空心冷铁为圆柱筒形冷铁，设置在砂芯中对应铸件上要求具有的孔洞中。

2.按照权利要求1所述的铸造方法，其特征在于：所述的铸造工艺包括侧浇铸造工艺，将铸件侧立放置进行浇注。

3.按照权利要求1或2所述的铸造方法，其特征在于：所述的随形空心冷铁的尺寸根据需要补缩的位置结构确定，随形空心冷铁的壁厚为0.5～5mm，材料与铸件材料相同，经过铸造，随形空心冷铁最终与铸造过程的铁水融合。

4.按照权利要求1所述的铸造方法，其特征在于：所述的保温冒口设置在易产生缩松缺陷的位置。

5.一种重型发动机缸盖蠕墨铸铁铸件铸造方法，其特征在于综合运用包括侧浇、顶注、压边浇注、保温冒口和随形空心冷铁的铸造工艺，所述的随形空心冷铁设置在砂芯总成中对应的螺栓孔中和易出现缩孔缩松的气门导杆孔、过钉孔和喷油器孔中。

6.按照权利要求5所述的铸造方法，其特征在于：所述的随形空心冷铁材料与发动机缸盖铸件相同，随形空心冷铁的内径和长度与存在热节处的螺栓孔、气门导杆孔、过钉孔和喷油器孔相适应，随形空心冷铁的壁厚为0.5～5mm，经过铸造，随形空心冷铁最终与铸造过程的铁水融合。

7.按照权利要求5或6所述的铸造方法，其特征在于：所述的侧浇为将铸件侧立放置进行浇注，侧浇布置浇注系统后一箱放置六件模具。

8.按照权利要求5或6所述的铸造方法，其特征在于：在压边浇口的正上方适宜位置放置保温冒口。

9.按照权利要求8所述的铸造方法，其特征在于：所述的保温冒口在模具造型时设置在上型内，保温冒口的尺寸为外径Φ60mm～Φ120mm，内径Φ30mm～Φ90mm，高度50mm～130mm。

10.按照权利要求5所述的铸造方法，其特征在于：在直浇道末端设置过滤网，滤除铁水中的杂质。