CN103817288B - 一种水套式排气歧管铸造砂型及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水套式排气歧管铸造砂型及其制作方法，所述水套式排气歧管铸造砂型包括上、下沙箱及两半扣合的壳芯、水腔芯和气道芯，所述壳芯连接有内浇道、横浇道和直浇道，并采用先将上、下两半的壳芯、水腔芯及气道芯分别组装为一体，然后在下箱的型腔内整体下芯的方法，解决了水套排气管的中隔问题，同时解决了局部壁薄及芯子变形下芯干涉，也提高了砂型的制作效率。该方法操作和起模方便，使生产效率大幅度提高，生产成本大大降低，较好地满足了工业化大规模生产需要。

Description

一种水套式排气歧管铸造砂型及其制作方法

技术领域

本发明属于汽车排气歧管制造技术领域，特别涉及一种水套式排气歧管铸造砂型及其制作方法。

背景技术

汽车产业近年来有着突飞猛进的发展，但是随着能源与环境的问题日益突出，汽车发动机节能环保面临着更高的挑战，需要满足更严格的要求。排气歧管作为汽车发动机上的关键零部件，它的质量好坏直接影响到发动机的使用寿命和排放性能。六缸水套排气歧管结构极为复杂，是最为典型的薄壁复杂铸件，在制作此产品时由于壳芯薄和细长，尤其是水腔芯子连接部位少，强度低，不易制做覆膜砂芯，加大了设计和工艺难度。因而在制作排气歧管铸坯的过程中，操作和起模不便，芯子定位难、强度低，制芯废品率高，严重影响生产效率的提高和生产成本的降低，不能满足工业化规模生产的要求。

发明内容

本发明目的是提供一种操作和起模方便、能够提高生产效率、降低生产成本，满足工业化大规模生产需要的水套式排气歧管铸造砂型及其制作方法。

实现上述目的所采取的技术方案是：一种水套式排气歧管铸造砂型，包括上、下砂箱及两半扣合的壳芯、水腔芯和气道芯，所述壳芯连接有内浇道、横浇道和直浇道，所述横浇道为多个，并沿所述壳芯的长度方向由两端向中间均匀设置，所述横浇道设置过渡浇道，所述横浇道不等长设置，并采用短、薄、宽的浇道结构；所述过渡浇道底部设置窝座，所述窝座高度为35mm；所述壳芯和水腔芯分别使用50/70目和50/100目高强度覆膜砂制作。

所述壳芯布设有若干个成型冷铁。

所述壳芯设置若干个气眼针。

所述气道芯为中空结构且不装砂。

所述壳芯、水腔芯分别与气道芯之间的配合间隙为0.3mm-0.5mm，所述水腔芯与壳芯结合部位的间隙为1.5mm，拔模斜度为3°-5°。

所述壳芯两侧与砂箱的型腔之间的间隙均为1mm。

所述高强度覆膜砂为常温抗拉强度≥4.6MPa、常温抗弯强度7.0-8.0MPa、热态抗拉强度2.0-2.4MPa、热态抗弯强度≥2.5MPa的覆膜砂。

一种制作所述水套式排气歧管铸造砂型的方法，包括下述步骤：

A．制备型芯和砂箱：按照设计要求分别将下砂箱和所述壳芯、水腔芯及气道芯以及内浇道、横浇道和直浇道分别制备成型，并在下砂箱制备用于置放型芯的型腔；

B．型芯组装：将上、下两半的壳芯、水腔芯及气道芯分别组装为一体，并分别构成下半型芯和上半型芯；

C.总装成型：将下半型芯放入下砂箱的型腔内，再将上半型芯与下半型芯扣接在一起，然后将所述内浇道、横浇道和直浇道分别与型芯对应连接，最后将上砂箱扣接在下砂箱上，并在上砂箱内填满型砂即可。

所述下半型芯置入下砂箱后，下半型芯的顶面低于下砂箱上平面0.3mm-0.5mm。

所述下半型芯和上半型芯粘接连接。

本发明的水套式排气歧管铸造砂型，操作和起模方便，使生产效率大幅度提高，生产成本大大降低，较好地满足了工业化大规模生产需要，同时具有以下优点：

1）先将上、下两半的壳芯、水腔芯及气道芯分别组装为一体，然后在下箱的型腔内整体下芯，解决了水套排气管的中隔问题，同时解决了局部壁薄及芯子变形下芯干涉，也提高了砂型的制作效率。

2）采用多个横浇道浇注，且各个横浇道不等长设置，并采用短、薄、宽的浇道结构，使钢水同步流入排气歧管各个部位，并使各部均衡凝固，同时使铁液里的夹杂物有充足的时间上浮到横浇道顶部，大幅度提高了排气歧管的产品质量。

3）在所述壳芯局部不易补缩的部位使用若干个成型冷铁，大大减少铸件缺陷。

4）在制作壳芯时，预埋若干个气眼针，减少了后续的钻芯工序，增加砂型排气的顺畅性，同时也相应提高了生产效率。

5）所述气道芯采用中空结构且不装砂，使型芯排气更加畅通，减少了铸造缺陷的产生。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中浇注系统的结构示意图。

具体实施方式

参看图1，本发明的水套式排气歧管铸造砂型，包括上、下砂箱1及两半分别对应扣合的壳芯3、水腔芯5和气道芯6，所述壳芯3连接有内浇道（图中未示）、横浇道9和直浇道8。为了避免铸件夹渣缺陷，尽量拉大浇注距离，应用均衡凝固技术，所述横浇道9为多个，并沿所述壳芯3的长度方向由两端向中间均匀设置。所述横浇道9设置有过渡浇道9-1，各个横浇道9不等长设置，距离浇道口较近的横浇道9采用斜浇道，使之长于距离浇道口较远的横浇道9，并采用短、薄、宽的浇道结构，这样，使钢水同步流入排气歧管各个部位，并使各部均衡凝固，同时使铁液里的夹杂物有充足的时间上浮到横浇道顶部。所述过渡浇道9-1底部设置有窝座10，所述窝座10高度设置为35mm，使浇注更平稳，也可减少铁水温度的损失。结合水套排气歧管型芯壁薄、细长、连接部位少的特点，为保证型芯的强度，所述壳芯3和水腔芯5分别使用50/70目和50/100目高强度覆膜砂制作；所述高强度覆膜砂最好采用常温抗拉强度≥4.6MPa、常温抗弯强度7.0-8.0MPa、热态抗拉强度2.0-2.4MPa、热态抗弯强度≥2.5MPa的覆膜砂。在所述壳芯3局部不易补缩的部位使用若干个成型冷铁4，可以减少铸件缺陷。在制作壳芯3时，预埋若干个气眼针（图中未示），可以减少后续的钻芯，增加排气顺畅性。所述气道芯6采用中空结构且不装砂，可以使排气更畅通，减少铸造缺陷的产生。所述壳芯3、水腔芯5与气道芯6之间的配合间隙可设置为0.3mm-0.5mm，所述水腔芯5与壳芯3结合部位的间隙可设置为1.5mm，这样，可以保证水腔芯结合后的微小变形不致造成其在合型后被压断；各型芯的拔模斜度设置为3°-5°。为了便于向砂箱的型腔内下芯，所述壳芯3两侧与上、下砂箱1的型腔之间的间隙均为1mm。图中标号2为浇口杯，标号7为型芯口粘接层。

本发明水套式排气歧管铸造砂型的制作方法是：先进行型芯和砂箱的制作，即按照设计的形体尺寸要求分别将下砂箱和所述壳芯3、水腔芯5及气道芯6以及内浇道、横浇道9和直浇道8分别制作成型，并在下砂箱制备用于置放型芯的型腔。为了解决水套排气管的中隔问题，同时解决局部壁薄及芯子变形下芯干涉，提高砂型的制作效率，在下箱的型腔内整体下芯，这样，使壳芯3、水腔芯5及气道芯6四个覆膜砂芯的芯子定位、强度、间隙配合、工艺补正量的预留等都力争做到最佳。即，先将上、下两半的壳芯3、水腔芯5及气道芯6分别组装为一体，并分别构成下半型芯和上半型芯。最后进行砂型的总装成型，将下半型芯放入下砂箱的型腔内；当下半型芯置入下砂箱后，下半型芯的顶面应低于下砂箱上平面0.3mm-0.5mm；再将上半型芯与下半型芯扣接在一起，所述下半型芯和上半型芯粘接连接，这样可以避免钢水的泄漏跑火。而后将所述内浇道、横浇道和直浇道分别与型芯对应连接，再将上砂箱扣接在下砂箱上，并在上砂箱内填满型砂即完成水套式排气歧管铸造砂型的制作。

Claims (6)

1.一种水套式排气歧管铸造砂型，包括上、下砂箱及两半扣合的壳芯、两半扣合的水腔芯和气道芯，所述壳芯连接有内浇道、横浇道和直浇道，其特征在于：所述横浇道为多个，并沿所述壳芯的长度方向由两端向中间均匀设置，所述横浇道设置过渡浇道，所述横浇道不等长设置，并采用短、薄、宽的浇道结构；所述过渡浇道底部设置窝座，所述窝座高度为35mm；所述壳芯和水腔芯分别使用50/70目和50/100目高强度覆膜砂制作，所述壳芯、水腔芯分别与气道芯之间的配合间隙为0.3mm-0.5mm，所述水腔芯与壳芯结合部位的间隙为1.5mm，拔模斜度为3°-5°。

2.如权利要求1所述的水套式排气歧管铸造砂型，其特征在于：所述壳芯布设有若干个成型冷铁。

3.如权利要求1或2所述的水套式排气歧管铸造砂型，其特征在于：所述壳芯设置若干个气眼针。

4.如权利要求1所述的水套式排气歧管铸造砂型，其特征在于：所述气道芯为中空结构且不装砂。

5.如权利要求1或2所述的水套式排气歧管铸造砂型，其特征在于：所述壳芯两侧与砂箱的型腔之间的间隙均为1mm。

6.如权利要求1所述的水套式排气歧管铸造砂型，其特征在于：所述高强度覆膜砂为常温抗拉强度≥4.6MPa、常温抗弯强度7.0-8.0MPa、热态抗拉强度2.0-2.4MPa、热态抗弯强度≥2.5MPa的覆膜砂。