CN104525869A - 一种超细高镍空气管的铸造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超细高镍空气管的铸造方法，包括制芯、造型、浇注、落砂四个步骤。其主要特点是：其浇注工艺采用顶注式浇注的方法，将产品横向翻转90°浇注，通过控制浇注温度、速度以及浇注时间，解决了直径26mm，内径14mm，壁厚4mm高镍管类铸造难成型的问题，具有较高的工艺出品率，便于造型操作，金属液消耗量少，同时降低了生产成本，满足规模化生产效率的要求。

Description

一种超细高镍空气管的铸造方法

技术领域

本发明涉及一种高镍空气管的铸造方法，尤其是一种直径较细空气管的铸造方法。 

背景技术

近年，中国汽车出口巴西市场发展迅速，自从世界上第一个车辆排气污染控制标准实施以来，二次空气喷射系统已经被广泛地应用在汽车上，它实际上就是一种尾气排放控制实用技术，用以减少排气中的HC和CO的排放量。而且实践也已证明，空气喷射系统在汽、柴油汽车上都能取得良好的效果。它的工作原理是空气泵将新鲜空气送入发动机排气管内，从而使排气的HC和CO进一步氧化和燃烧，即把导入的空气中的氧在排气管内与排气中的HC和CO进一步化合形成水蒸气和二氧化碳，从而降低了排气中的HC(碳氢化合物)和CO的排放量。

专利号为201210020954.X的发明公开了一种高镍奥氏体球墨铸铁排气歧管铸造方法，包括砂型制作，合金铁液熔炼和浇注3个步骤，其主要特点是：其浇注系统合理设置多个内浇口和鸭嘴状热冒口，并通过控制合金液中镁的残留量及浇注温度和速度，实现了浇注过程的均衡凝固和补缩，从而有效地避免了铸件中缩孔和缩松现象的产生，大幅度提高了铸件的合格率和生产效率，降低了生产成本，并由此实现高镍奥氏体球墨铸铁排气歧管铸造的工业化大规模生产。

由于排气管工作温度高，空气管连接在排气管上，用普通球铁或焊接钢管达不到所使用要求，故需生产一种与排气管同材料的空气管，因此在高温下具有良好力学性能的高镍奥氏体球墨铸铁获得了广泛应用，当前生产的大部分高镍类产品，直径都在35mm以上，但由于空气管直径较小，高镍球铁的凝固特性，铸件难以成型。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种新的铸造方法，它能解决直径较小高镍管类产品成型难的问题，进一步说是为解决直径26mm，内径14mm，壁厚4mm高镍管类铸造成型的问题，以保证铸件产品的质量及其使用性能，大幅度降低生产过程中的废品率，提高铸件的工艺出品率，降低生产成本，满足规模化生产的要求。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案的基本构思是：一种超细高镍空气管的铸造方法，包括制芯、造型、浇注、落砂4个步骤，其具体方法是：

a.制芯：采用低氮高强度覆膜砂，覆膜砂的强度≥3.4MPa，低发气≤14m/g，空气管的内砂芯为内流通砂芯，外腔砂芯在两管卡档处位置镶冷铁，内砂芯上钻排气孔以引出砂芯中的气体；

b.造型:覆膜砂芯组合成型后，采用大孔流量浇注系统工艺，利用侧冒口补缩，由潮模砂提供浇注时的静压头；

c.浇注：采用低温快速浇注工艺，将浇注温度控制在1560℃±10℃，铁液浇注速度控制在70~100Kg/min，浇注末箱温度控制在不低于1540℃；

d.落砂：浇注的铁液冷却后即可开箱落砂，铸造成高镍奥氏体球墨铸铁空气管。

所述浇注工艺采用顶注式浇注的方法，即将铁水从进料口浇注到所述模腔内，一方面有利于实现同时凝固 ；另一方面有利于建立上高下低的温度场，使浇注系统具有一定的补缩功能，而使用冷铁强化冷却则有助于增大进铁量，有助于利用石墨化膨胀自补缩，实现无冒口铸造，采用顶注式浇注方法，铁液从内浇道流出后一般是沿着型腔内壁淌流而下，冲击力并不大，因而不会引起冲砂。

所述制芯过程中，内砂芯上设置排气孔，可以使得模具内砂芯发气的排气十分通畅，不会被铁水堵住排气孔，从而避免了工作表面出现气孔，提高了工件的质量，使产品的合格率提高到了98%以上

所述浇注工艺是将产品横向翻转90°进行浇注，将产品横向翻转90度进行浇注，该工艺出口率高，铸件表面粗糙度低，外观质量好，铸件组织致密，有效的抑制了高镍球铁凝固过程中氢气析出造成的针孔缺陷。

有益效果：本发明提出的超细高镍空气管的铸造方法，采用顶注式浇注的方法，气孔率小，且浇注系统简单，操作容易，对于壁厚在4mm的超细高镍空气管浇注时，充型时液面上升快，排气面较大，整体趋向于同时凝固，凝固速度较快，故不易产生气孔。该铸造方法解决了直径较小高镍管类的难成型问题，具有较高的工艺出品率，便于造型操作，金属液消耗量少，同时降低了生产成本，满足规模化生产效率的要求。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作出进一步详细的说明：

图1为高镍奥氏体球墨铸铁汽车空气管的铸造流程图。

具体实施方式

实施例1.

图1为本发明高镍空气管的铸造流程图，采用制芯、造型、浇注、落砂4个步骤：

a.制芯：采用低氮高强度覆膜砂，覆膜砂的强度≥3.4MPa，低发气≤14m/g，空气管的内砂芯为内流通砂芯，外腔砂芯在两管卡档处位置镶冷铁，内砂芯设置排气孔，可以使得模具内砂芯发气的排气十分通畅，不会被铁水堵住排气孔，从而避免了工作表面出现气孔，提高了工件的质量，使产品的合格率提高到了98%以上；

b.造型:覆膜砂芯组合成型后，采用大孔流量浇注系统工艺，利用侧冒口补缩，由潮模砂提供浇注时的静压头：

c.浇注：采用低温快速浇注工艺，将浇注温度控制在1560℃±10℃，铁液浇注速度控制在70~100Kg/min，浇注末箱温度控制在不低于1540℃，浇注时间控制在6~7秒内完成，浇注工艺采用从顶部浇注的工艺方法，即将铁水从进料口浇注到所述模腔内。

d.落砂：浇注的铁液冷却后即可开箱落砂，铸造成高镍奥氏体球墨铸铁空气管。

通过本发明制做的高镍空气管的抗拉强度＞380N/mm2，伸长率＞12%，成品率达到98%以上，热膨胀系数小，有利于减小空气管的热应力和热变形，有利于提高产品的使用性能和使用寿命，良好的工艺性能和低成本能够满足汽车工业批量生产的需求。

实施例2.

高镍奥氏体球墨铸铁汽车空气管的铸造方法采用制芯、造型、浇注、落砂4个步骤，其工艺步骤为：

a.制芯：采用低氮高强度覆膜砂，覆膜砂的强度≥3.4MPa，低发气≤14m/g，空气管的内砂芯为内流通砂芯，外腔砂芯在两管卡档处位置镶冷铁。

b.造型:覆膜砂芯组合成型后，采用大孔流量浇注系统工艺，利用侧冒口补缩，由潮模砂提供浇注时的静压头：

c.浇注：采用低温快速浇注工艺，将浇注温度控制在1560℃±10℃，铁液浇注速度控制在70~100Kg/min，浇注末箱温度控制在不低于1540℃，浇注工艺采用将产品横向翻转90度浇注的方法。

d.落砂：浇注的铁液冷却后即可开箱落砂，铸造成高镍奥氏体球墨铸铁空气管。

通过本发明制做的高镍空气管的抗拉强度能达到380N/mm2以上，伸长率达到12%以上，成品率达到98%以上，热膨胀系数小，有利于减小空气管的热应力和热变形，有利于提高产品的使用性能和使用寿命，良好的工艺性能和低成本能够满足汽车工业批量生产的需求。

Claims (4)

1.一种超细高镍空气管的铸造方法，包括制芯、造型、浇注、落砂4个步骤，其特征在于：

a.制芯：采用低氮高强度覆膜砂，覆膜砂的强度≥3.4MPa，低发气≤14m/g：空气管的内砂芯为内流通砂芯，外腔砂芯在两管卡档处位置镶冷铁；

b.造型:覆膜砂芯组合成型后，采用大孔流量浇注系统工艺，利用侧冒口补缩，由潮模砂提供浇注时的静压头；

c.浇注：采用低温快速浇注工艺，将浇注温度控制在1560℃±10℃，铁液浇注速度控制在70~100Kg/min，浇注末箱温度控制在不低于1540℃；

d.落砂：浇注的铁液冷却后即可开箱落砂，铸造成高镍奥氏体球墨铸铁空气管。

2.根据权利要求1所述的一种超细高镍空气管的铸造方法，其特征在于，所述浇注工艺采用顶注式浇注的方法，即将铁水从进料口浇注到所述模腔内。

3.根据权利要求1所述的一种超细高镍空气管的铸造方法，其特征在于，所述制芯过程中，内砂芯上设置排气孔。

4.根据权利要求1所述的一种超细高镍空气管的铸造方法，其特征在于，所述浇注工艺是将产品横向翻转90°进行浇注。