CN101698219A - 负压实型气缸套铸造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种负压实型气缸套铸造方法。制作气缸套泡沫塑料模样，胶粘结浇铸气缸套时的铁水流入型腔的铁水流道，用干砂形成容纳气缸套泡沫塑料模样的型腔，气缸套泡沫塑料模样放入型腔内，填砂震实，将型腔负压定型，浇注铁水，气缸套泡沫塑料模样气化、燃烧而消失，得气缸套毛坯粗铸件，取出气缸套毛坯铸件，落砂清理得所需气缸套毛坯铸件。本发明的优点：生产设备自动化程度高，劳动强度小、生产效率高，金属液利用率高、铸件成品率高、生产成本低，生产效率高、铸件精度高，焦炭用量少、二氧化硫排放少，对环境污染小。

Description

负压实型气缸套铸造方法

技术领域

本发明涉及一种负压实型气缸套铸造方法。

背景技术

自上世纪30年代以来，气缸套行业就已采用离心铸造技术生产气缸套毛坯，且因其技术日臻成熟而应用十分广泛。其基本工艺流程为：制作离心机，制作和安装用于产品浇铸的离心机钢模，制作用于产品浇铸时挡住铁水的石棉垫，搅拌用于铁水与钢模的隔离的泥浆，预热离心钢模及铁水浇包，安装石棉垫，安装离心钢模端盖，上泥浆，浇铸，金属液离心处理，缸套毛坯产品出模。浇铸时，一人操作一台浇缸机。

由于离心铸造技术固有的工艺技术特性，故在应用该技术生产毛坯缸套和其产品在后续的机械切削加工过程中均存在十分明显的缺点：

1、“材料利用率非常低、产品内外圆机械加工余量高达2/3-1/2，材料浪费极大；机械加工切削量极大，不仅加速了机床的磨损，而且增大了刀具的消耗，降低了生产效率，使生产成本居高不下；

2、毛坯铸件内表面结晶组织差，铸件尺寸不易控制，且易在离心力作用下的凝固过程中产生成分偏析而导致产品报废；

3、对生产工人技术素质和原材料要求很高，否则，产品极易产生大量内外圆铸造缺陷而报废，有铸造缺陷的产品一会损害机床，二会打坏刀具；

4、劳动生产率低下，尤其是对于单工位离心铸造来说，操作人员密集，且劳动强度大、人均生产率极低、安全系数低；

5、二氧化碳、温室气体排放量大，对环境污染大，劳动环境差。

发明内容

本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种劳动强度小、生产效率高、铸件成品率高、精度高，生产成本低、对环境污染小的负压实型气缸套铸造方法。

本发明目的的实现方式为，负压实型气缸套铸造方法，具体步骤如下：

1)制作气缸套泡沫塑料模样，

2)胶粘结浇铸气缸套时的铁水流入型腔的铁水流道，

3)用干砂形成容纳气缸套泡沫塑料模样的型腔，

4)气缸套泡沫塑料模样放入型腔内，

5)填砂震实，

6)将型腔负压定型，

7)浇注铁水，铁水从铁水流道流入型腔，气缸套泡沫塑料模样在1250℃-1350℃的高温下气化、燃烧而消失，由铁水取代了气缸套泡沫塑料模样所占据的空间，铁水冷却凝固后即可获得气缸套毛坯粗铸件，

8)取出气缸套毛坯粗铸件，落砂清理得所需气缸套毛坯铸件。

本发明有以下优点：

①铸件精度高，增大了铸件设计的自由度；

②将繁杂的铸件浇铸工艺融为多工位一次性浇铸成型的工艺方法，生产设备自动化程度高，简化了铸件生产工序，操作工的劳动强度小，而且对劳动者的技术素质、操作技能的要求低；缩短了生产周期，生产效率和产品质量高；

③提高金属液利用率，减少材料消耗，降低铸造成本；

④毛坯废品率在2％以下，铸件成品率高；

⑤能大量节约焦炭等物料，二氧化硫排放少，对环境污染小。

具体实施方式

本发明的具体步骤是，制作气缸套泡沫塑料模样，胶粘结浇铸气缸套时的铁水流入型腔的铁水流道，用干砂形成容纳气缸套泡沫塑料模样的型腔，气缸套泡沫塑料模样放入型腔内，填砂震实，将型腔负压定型，浇注铁水，气缸套泡沫塑料模样气化、燃烧而消失，得气缸套毛坯粗铸件，取出气缸套毛坯铸件，落砂清理得所需气缸套毛坯铸件。

型腔负压定型所用的负压为常用于定型的负压。

本申请人作了负压实型铸造技术″与传统的“离心铸造技术”生产气缸套的经济、技术效果对比分析，分析结果见下表。

项目	指标	优缺点对比	经济技术效果对比	备注
					原材料利用率	吨/％	可大幅度的节约原材料	气缸套单件毛坯可减重30％-40％
金属液利用率	只/％	可大幅度节约金属液。	同样的铁水浇铸	可多浇铸
								本方法利用率可达130％-140％。	0.3-0.4只气缸套。
产品成品率	％	可克服传统的离心铸造技术在成分偏析等方面的弊端。	毛坯成品率可提高4个百分点，将废品率可有效地控制在2％以下	此废品率为行业非常不易达到的卓越质量水平。

项目	指标	优缺点对比	经济技术效果对比	备注
					劳动力利用率	％	负压实型铸造技术为产品一次性成型的工艺，比多工序、且又是单机操作的离心铸造技术，可大幅度的节约人力资源成本。	人力资源成本的降幅可高达95％。	由于本发明采用的是多工位一次性成型的工艺装备和生产形式，生产设备自动化程度高，不仅大大降低了操作工的劳动强度，而且对劳动者的技术素质、操作技能的要求降低。操作方式简便，使企业生产更人性化，更便于组织生产和管理。
产品内在质量		内在质量改善，同时还可克服毛坯“硬料”而报废和影响机加工成本的问题	不仅提高了毛坯的成品率，而且还解决了因“硬料”现象而损坏机床和打坏刀具的难题
					节约新旧生铁等金属材料	吨/万元	可降低单位产品金属原材料消耗成本	按照单位产品平均节约2kg金属原材料计算，年可节约原材料2万吨，年约节约金属原材料成本约4000万元	按年产1000万只气缸套计算
节约焦炭	吨/万元	可降低单位产品焦炭消耗成本	按照铁焦比6计算，焦炭3400吨，年约可降低焦炭成本510万元	按年产1000万只气缸套计算。
					降低质量事故成本	万只/万元	可降低4个百分点以上，年约可新增毛坯产品40万只	按单位毛坯成本15元计算，年约可增利600万元	按年产1000万只气缸套计算
降低毛坯缸套生产的石棉垫、红砂等辅料消耗成本	万只/万元	因省略了工步而能同步省略掉诸如石棉垫、红砂等辅料	就毛坯缸套生产过程所需辅料成本而言，单件产品的辅料成本降低30％-50％，年约可节约辅料成本90万元-150万元	按年产1000万只气缸套计算

项目	指标	优缺点对比	经济技术效果对比	备注
					新增代替省略掉的物化消耗成本不可预测的成本因素	万元	需新增用于铁水保温的中频炉消耗的电力成本等及不可预测成本因素	新增的物化劳动成本及不可预测成本因素约1460万元	按年产1000万只气缸套计算
经济效益对比分析合计	万元	具有良好的技术经济性	4000万元+510万元+600万元+150万元-1460万元＝3800万元。	按年产1000万只气缸套计算。(不包括人力资源成本的降低和因机加工中机床磨损加剧的大幅度减弱及刀具损坏程度的大幅度降低而新增的利润
					环境保护		具有十分明显的环保效果	年约可减排55吨-82吨的SO2	按年产1000万只气缸套计算。

从表中可见，本发明与离心铸造技术生产气缸套相比，

1、能大幅度的节约原材料，即用原来浇铸1只气缸套的铁水现在可以浇铸1.3只-1.4只气缸套；

2、克服了运用“离心铸造技术”生产毛坯缸套中因在离心力作用下凝固过程产生成分偏析而导致产品报废等弊端，使产品毛坯成品率提高4个多百分点，将毛坯废品率有效的控制在2％以下；

3、工步简便，且采用多工位工艺装备一次性成型的生产形式，人力资源成本能大幅度的降低，其降幅高达95％，更便于生产管理；

4、节约人力工时，能省略诸如石棉垫、红砂等辅，单件毛坯缸套的辅料成本能降低30％-50％；

5、生产设备自动化程度高，不仅大大降低了操作工的劳动强度，而且对劳动者的技术素质、操作技能的要求亦大大降低；

6、按照年产1000万只毛坯气缸套计算：

①年约可节约新旧生铁2万吨，按新旧生铁均价计算，年约可节约新旧生铁成本4000万元；

②按照铁焦比6计算，年约可节省焦炭3400吨，年约可降低焦炭成本510万元；

③按照毛坯成品率降低4个百分点计算，年约可新增毛坯产品40万只，按单位毛坯成本15元计算，年约可增利600万元；

④单件毛坯缸套的辅料成本能降低30％-50％，年可节约辅料消耗成本90万元-150万元；

⑤年约可减排二氧化硫55吨-82吨。

综上所述，仅上述四项(尚不包括人力资源成本的降低和因机加工中机床磨损加剧的大幅度减弱及刀具损坏程度的大幅度降低而新增的利润等其它成本的节约)，便可年约新增利润5260万元，减除采用新工艺所需新增的物化劳动成本(如新增用于铁水保温的中频炉消耗的电力成本等)及不可预测的成本因素约1460万元后，年约可增利3800万元。

四川省农机产品及车辆配件质量监督检验站检测了用本发明生产的190内燃机湿式铸铁汽缸套和FQ140内燃机干式铸铁汽缸套，检测结果，全部指标合格。

Claims (1)

1.负压实型气缸套铸造方法，其特征在于具体步骤如下：

1)制作气缸套泡沫塑料模样，

2)胶粘结浇铸气缸套时的铁水流入型腔的铁水流道，

3)用干砂形成容纳气缸套泡沫塑料模样的型腔，

4)气缸套泡沫塑料模样放入型腔内，

5)填砂震实，

6)将型腔负压定型，

7)浇注铁水，铁水从铁水流道流入型腔，气缸套泡沫塑料模样在1250℃-1350℃的高温下气化、燃烧而消失，由铁水取代了气缸套泡沫塑料模样所占据的空间，铁水冷却凝固后即可获得气缸套毛坯粗铸件，

8)取出气缸套毛坯铸件，落砂清理得所需气缸套毛坯铸件。