CN103273008A - 汽车发动机铸件冷芯盒组合型芯铁丸填埋浇注生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种汽车发动机铸铁铸件冷芯盒组合型芯铁丸填埋浇注生产工艺，即在统一尺寸的标准化砂箱内，利用铁丸(和/或钢丸)将组合型芯填实，在无需具备抽真空工艺手段的前提下，为外皮型芯提供足够的支撑，确保组合型芯在满足铸件浇注及凝固过程对其强度要求的情况下浇注。本发明是一种适于批量、自动化流水线生产，同时又充分利用了组合型芯的工艺特点，降低工艺操作难度，是生产高质量汽车发动机铸铁铸件的有效手段。

Description

汽车发动机铸件冷芯盒组合型芯铁丸填埋浇注生产工艺

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，具体讲是在砂箱内使用铁丸(和/或钢丸)填埋冷芯盒组合型芯生产汽车发动机铸铁铸件的浇注工艺。

背景技术

随着汽车发动机铸件工艺要求的变化，铸造工作者使用组合型芯工艺来生产汽车发动机铸铁铸件，并且采用几种不同的浇注生产工艺。现有的浇注生产工艺有：1、组合型芯下入潮模砂砂型内浇注工艺；2、组合型芯下入冷硬树脂砂砂型内浇注工艺；3、如文献99114622.0(专利申请号)公布的：用金属夹具四周夹紧组合型芯，四周围砂扎紧，然后浇注的生产工艺；4、如文献201020199311.2(专利申请号)公布的：将组合型芯的底面部分下入专用的浇注卡具内，用金属卡箍四周卡紧，然后进行浇注的生产工艺。5、如文献201210364609.8(专利申请号)公布的：组合型芯干砂填埋抽真空浇注工艺。

上述浇注工艺，各具特色，但综合衡量，抽真空干砂填埋浇注工艺优势最为突出，产品覆盖面最广，是一种适于实现大批量、自动化流水线生产的浇注工艺，是生产高质量汽车发动机铸铁铸件的有效手段。但由于该浇注工艺需具备抽真空工艺手段，造成设备结构复杂，投资高，工艺难度大，操作要求高。

发明内容

本发明是在干砂填埋抽真空浇注工艺的基础上，为克服其需具备抽真空工艺手段的不足，并尽可能有效继承其工艺优点的前提下，使用铁丸(和/或钢丸)替代干砂作为填料，实现在无需具备抽真空工艺手段的前提下，利用铁丸(和/或钢丸)填埋冷芯盒组合型芯浇注生产汽车发动机铸铁铸件。

为便于准确说明本发明的工艺，对涉及的相关名词解释或说明如下：

汽车发动机铸铁铸件：是指用铸铁材质生产的汽车发动机的缸体、缸盖及曲轴箱框架。

组合型芯：是指全部由冷芯盒砂芯组成的用于汽车发动机铸铁铸件的组合型芯，或者是以冷芯盒砂芯为主，只有极个别砂芯为热芯盒或其它工艺砂芯组成的用于生产汽车发动机铸铁铸件的组合型芯。

铁丸(和/或钢丸)：铁(或钢)质材料制成的颗粒状物料。

本发明的生产工艺步骤为：

步骤1.在砂箱底部填入一定量的干砂或铁丸(和/或钢丸)作为底料，称为一次填料；

步骤2.将预先制备好的组合型芯(含浇注系统)相对居中放置于砂箱内的底料上，并使用专用夹具调整并固定其在砂箱内的位置；

步骤3.在组合型芯周围继续填入铁丸(和/或钢丸)，称为二次填料

步骤4.紧实填料；

步骤5.取走定位夹具并补填铁丸(和/或钢丸)；

步骤6.浇注铁水；

步骤7.箱内冷却。

注：箱内冷却后，可以进入下一工序。

本发明提供了一种在砂箱内用铁丸(和/或钢丸)填埋组合型芯生产汽车发动机铸铁铸件的浇注生产工艺。在可实现标准化的砂箱内，利用铁丸(和/或钢丸)将组合型芯及其浇注系统进行填埋紧实，使组合型芯及其浇注系统在砂箱内被周围的填料紧密挤靠和填实，从而在组合型芯的各外皮型芯的背后提供支撑，以满足有关外皮型芯在铸件浇注及凝固过程中所需的工艺强度要求，随后进行浇注。之后，铸件在箱内继续冷却若干小时，达到箱内冷却工艺要求的时间后，可以进入下一步的其它工序。

本发明最显著的特性是：使用铁丸(和/或钢丸)填实组合型芯，在不需要采取抽真空工艺手段的情况下可满足有关外皮型芯在铸件浇注及凝固过程中所需的工艺强度要求并且便于实现填料的循环回用。

发明的效果：

1.在砂箱内用铁丸(和/或钢丸)填实组合型芯，其对组合型芯外皮芯形成的支撑强度足以满足有关外皮型芯在铸件浇注及凝固过程中所需的工艺强度要求，不再需要具备抽真空工艺手段，节约设备投资成本，降低工艺操作难度。

2.采用统一尺寸的标准化砂箱，可实现汽车发动机铸件的自动化流水线生产，保证产品的一致性和工艺重复性。

3.组合型芯在砂箱内被铁丸(和/或钢丸)组成的填料紧密挤靠和填实，由于铁丸(和/或钢丸)密度约为干砂密度的3倍，因而可以为外皮型芯提供强有力的支撑，在满足铸件浇注和凝固所需组合型芯工艺强度要求前提下，减薄组合型芯外皮芯的厚度，可以进一步降低组合型芯的制作成本。

4.用作填料的铁丸，浇注后只需与溃散的组合型芯砂混合分离后，经冷却即可再生回用。

附图说明

图1：组合型芯(含浇注系统)示意图。

图2：砂箱内填底料示意图。

图3：砂箱内底料上放置组合型芯(含浇注系统)示意图。

图4：砂箱内二次填料过程示意图。

图5：砂箱内二次填料完成示意图。

图6：浇注过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明内容进行详细说明。

具体实施方式如下：

本发明在进入本发明所涵盖的工艺流程前，须首先制备汽车发动机铸件组合型芯1，并与浇注系统2进行装配及固定，参见图1。组合型芯1中砂芯及外皮型芯尽可能选用冷芯盒工艺，且组合型芯1中的外皮型芯在满足强度要求的前提下其背面要作随形处理，以进一步节省芯砂用量，降低生产成本。

在砂箱3底部加入干砂或铁丸(和/或钢丸)4作为底料，称为一次填料；底料可以使用干砂是为了方便调整组合型芯1在砂箱3内的位置并且使其底部形状与底料4更好地吻合在一起。如果组合型芯的下表面为平面类，底料的厚度通常在100-150毫米之间即可，如果组合型芯的下表面为曲面，底砂应铺出相应的斜面，并适当加厚，为组合型芯在砂箱内调平提供便利，并确保在这种情况下组合型芯调平后底料的最薄位置的厚度不少于100毫米，如图2所示。

将预先制备的汽车发动机铸件组合型芯1(包括浇注系统2)居中放置在砂箱3中的底料4上，并用专用定位夹具将组合型芯1及其浇注系统2在砂箱3内调整位置并固定，如图3所示。

然后在组合型芯1(含浇注系统2)周围进行二次填料，砂箱3内二次填料过程如图4所示。

在二次填料过程中或二次填料结束后进行填料紧实，由于铁丸4的材料流动性很好，通常采用人工摏实或微震紧实。随后取走定位夹具并相应补充填料，直至铁丸4上表面距离浇口杯砂芯上沿10-15厘米处为止；最终使组合型芯1(含浇注系统2)只有浇口杯的一部分外露出铁丸表面，如图5所示。

二次填料完成后即可进行浇注，如图6所示。

铸件在常压状态下进行箱内冷却，冷却完毕可进行打箱。

注：以上说明仅仅是针对本发明的一种典型工艺流程，是为了更好的说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；尽管本说明书对有关技术方案进行了详细说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (2)

1.一种在砂箱内使用铁丸(和/或钢丸)填埋冷芯盒组合型芯生产汽车发动机铸铁铸件的浇注工艺，即：在标准化的砂箱内，利用铁丸(和/或钢丸)将预先制备好的冷芯盒组合型芯(含浇注系统)进行填埋紧实，为外皮型芯提供支撑，组合型芯将在充分保障其在铸件浇注及凝固过程中所需的工艺强度要求的条件下进行浇注，并实现箱内冷却。

2.根据权利要求1所述的在砂箱内使用铁丸(和/或钢丸)填埋冷芯盒组合型芯生产汽车发动机铸铁铸件的浇注工艺，其特征在于：在砂箱内使用铁丸(和/或钢丸)作为填料将组合型芯填埋，不再需要采用抽真空工艺手段，即可满足铸件浇注及凝固过程中对其所需的工艺强度要求。

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