CN106001446A - 生产乘用车发动机单片主轴承盖的方法及模具 - Google Patents

生产乘用车发动机单片主轴承盖的方法及模具 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种生产乘用车发动机单片主轴承盖的方法及模具，是选择生铁、废钢和回炉料作为原料，采用铸件余热退火和铁型覆砂铸造工艺生产乘用车发动机主轴承盖；采用铸件余热退火即利用铸件在型腔内凝固后在共析线以上的温度对铸件进行退火，不需要对铸件重新加热退火。该模具是由上、下型板组成；上型板由上模板、上模型、直浇道、上横浇道、上内浇道、排气针、定位销和工艺凸台组成；下型板由下模板、下模型、下横浇道、下内浇道、排气槽、定位孔和工艺凸台组成。本发明工艺可靠性、可操作性强，能有效降低铸件生产能源消耗，提高铸件工艺出品率和企业经济效益。

Description

生产乘用车发动机单片主轴承盖的方法及模具
技术领域
本发明涉及乘用车发动机单片主轴承盖的生产制造技术领域，具体涉及一种生产乘用车发动机单片主轴承盖的方法及模具。
背景技术
目前国际上采用铁型覆砂铸造工艺生产乘用车发动机主轴承盖不多，主要是采用合金化、复合孕育、控制铸件冷却时间等措施，使铸件铸态达到技术条件规定的金相组织和机械性能，该技术在铁型覆砂铸造工艺铸态生产QT500-7乘用车发动机连体主轴承盖上应用，其模具设计采用单层设计，工艺出品率低，对于重量轻、厚度薄的发动机主轴承盖，在浇注后型腔铸件冷却速度快，铸件表面硬度高，且铁型降温速度较快，不利于生产线批量化生产。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种流程简单，工艺可靠性和可操作性强，能有效降低铸件生产能源消耗，提高铸件工艺出品率，提高企业经济效益，利于批量化生产的生产乘用车发动机单片主轴承盖的方法及模具。
本发明是通过以下技术方案实现的：
上述的生产乘用车发动机单片主轴承盖的方法，是选择生铁、废钢和回炉料作为原料，采用铸件余热退火和铁型覆砂铸造工艺生产乘用车发动机主轴承盖；采用铸件余热退火即利用铸件在型腔内凝固后在共析线以上的温度对铸件进行退火，不需要对铸件重新加热退火。
所述生产乘用车发动机单片主轴承盖的方法，具体操作流程为：（1）选择生铁、废钢、回炉料作为原料进行配料，其中生铁占的重量百分比为30~40%，废钢占的重量百分比为0~5%，回炉料占的重量百分比为55~70%；（2）将上述步骤（1）配料后的原料放进熔炼炉中熔化，以得到铁液；（3）将上述步骤（2）得到的铁液温度控制在1500℃~1530℃，倒入至球化包，经过球化处理后在覆砂后的铁型中进行浇注成型，并利用铸件余热退火。
所述生产乘用车发动机单片主轴承盖的方法，其中：所述步骤（3）中球化处理后的铁液中含有质量百分比为3.65%~3.95%的C、质量百分比为2.2%~2.4%的Si、质量百分比为0.25%~0.50%的Mn、质量百分比为≤0.1%的P以及质量百分比为≤0.025%的S。
所述生产乘用车发动机单片主轴承盖的方法，其中：所述步骤（3）浇注时铁液温度控制在1330℃~1410℃。
所述生产乘用车发动机单片主轴承盖的方法，其中，所述步骤（3）球化方式为喂丝球化法，采用随流孕育方法浇注，铁水浇注后开箱时间要求如下：当铁型覆砂生产线是连续生产，在该型浇注结束后18分钟后开箱，铸件通过机械手脱模，此时铸件自身表面温度在400℃~800℃之间。
一种生产乘用车发动机单片主轴承盖的模具，其是由上型板和下型板组成；所述上型板由上模板、上模型、直浇道、上横浇道、上内浇道、排气针和上工艺凸台组成；所述上模板四周对称设有定位销；所述上模型分组排列设置于所述上模板的底面；所述直浇道设于所述上模板的底面顺长方向的中部；所述上横浇道设于所述上模板的底面且对称位于所述直浇道的两端外侧；所述上内浇道设于所述上横浇道的根部一侧；所述排气针设于所述上模型内；所述上工艺凸台设于所述上模板的两端底面；所述下型板是由下模板、下模型、下横浇道、下内浇道、排气槽、定位孔和下工艺凸台组成；所述下模板四周对称设有与所述定位销相匹配的定位孔；所述下模型分组排列设置于所述下模板的顶面；所述下横浇道设于所述下模板的顶面且与所述上横浇道匹配对应；所述下内浇道设于所述下横浇道的根部一侧，其与所述上内浇道匹配对应；所述排气槽分布于所述下模板顶面的中部和两侧；所述下工艺凸台位设于所述下模板的两端顶面。
所述生产乘用车发动机单片主轴承盖的模具，其中：所述上横浇道与所述直浇道呈垂直布置，所述上横浇道对应的内浇口处设有集渣包。
所述生产乘用车发动机单片主轴承盖的模具，其中：所述下横浇道对应的内浇口处设有集渣包。
有益效果：
本发明生产乘用车发动机单片主轴承盖的方法流程简单，工艺可靠性和可操作性强，利用铸件在型腔内凝固后在共析线以上的温度对铸件进行退火，充分利用铸件余热退火，不需要对铸件重新加热退火，可稳定获得球墨铸铁QT500-7国家标准规定材质要求；在铁型覆砂生产线上使用勿需进行投入性改造，体现出投入少，见效快的优点，在开箱时对铸件温度范围较宽，工艺可靠性强，适用于批量化生产；将开箱时对铸件允许的温度范围转化成开箱时间，增强了工艺的可操作性，便于在批量化生产中推广运用，降低了铸件生产能源消耗，提高了铸件工艺出品率，能提高企业经济效益。
本发明生产乘用车发动机单片主轴承盖的模具结构设计简单、合理，采用中间下砂芯，实现双层设计，工艺出品率高，经济效益非常明显；上型板模型上设置排气针和工艺凸台，下型板分型面设置排气槽和工艺凸台，能保证射砂后型腔质量；充分利用石墨化膨胀和铁型内铁水均衡凝固特点，铸态生产出组织致密、机械性能稳定的球墨铸铁乘用车发动机单片主轴承盖，工艺出品率高，经济效益显著。
附图说明
图1为本发明生产乘用车发动机单片主轴承盖的模具的上型板的俯视图；
图2为本发明生产乘用车发动机单片主轴承盖的模具的上型板的主视图；
图3为本发明生产乘用车发动机单片主轴承盖的模具的上型板的左视图；
图4为本发明生产乘用车发动机单片主轴承盖的模具的下型板的俯视图；
图5为本发明生产乘用车发动机单片主轴承盖的模具的下型板的主视图；
图6为本发明生产乘用车发动机单片主轴承盖的模具的下型板的左视图。
具体实施方式
本发明生产乘用车发动机单片主轴承盖的方法，具体是选择生铁、废钢和回炉料作为原料，采用铸件余热退火和铁型覆砂铸造工艺生产乘用车发动机主轴承盖；采用铸件余热退火即利用铸件在型腔内凝固后在共析线以上的温度对铸件进行退火，不需要对铸件重新加热退火。
本发明生产乘用车发动机单片主轴承盖的方法，具体的操作流程为：
S010、选择生铁、废钢、回炉料作为原料进行配料，其中生铁占的重量百分比为30~40%，废钢占的重量百分比为0~5%，回炉料占的重量百分比为55~70%；其中回炉料材质为QT450-10的球墨铸铁；
S020、将步骤S010配料后的原料放进熔炼炉中熔化，以得到铁液；
S030、将步骤S020得到的铁液温度控制在1500℃~1530℃，倒入至球化包，经过球化处理后在覆砂后铁型中进行浇注成型并利用铸件余热退火。其中，球化处理后的铁液中含有质量百分比为3.65%~3.95%的C、质量百分比为2.2%~2.4%的Si、质量百分比为0.25%~0.50%的Mn、质量百分比为≤0.1%的P以及质量百分比为≤0.025%的S；同时，浇注时铁液温度控制在1330℃~1410℃，球化方式为喂丝球化法，采用随流孕育方法浇注，铁水浇注后开箱时间要求如下：
当铁型覆砂生产线是连续生产，在该型浇注结束后18分钟后开箱，铸件通过机械手脱模，此时铸件自身表面温度在400℃~800℃之间；
在选用铁型覆砂铸造工艺前提下进行模具设计，采用水平分型方式设计分型面和浇注系统，金属模上、下两层布局，中间半圆孔下砂芯，组成一个砂芯生产两个单片铸件，上、下模型设置射砂排气及浇注时型腔所需的排气系统。
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述：
实施例1
本发明实施例1的生产乘用车发动机单片主轴承盖的方法，是以神龙X0400发动机主轴承盖为例，其材质要求为QT500-7，硬度要求为HB 170~230，铸件重量为2.12Kg；具体包括：
配料：（表1）
球化处理前的化学成分：（表2）
球化处理后的化学成分：（表3）
其中，铁水出炉温度为1520℃，铸件首箱浇注温度为1385℃，铸件末箱浇注温度为1342℃，并利用铸件余热退火，铸件浇注结束到开箱开始间隔时间为18分钟32秒，开箱时铸件表面温度656℃，环境温度15℃；同一包铁水浇注，对末型铸件本体取样，一型铸件取两套产品，检验金相组织和机械性能结果如下表：
金相组织：（表4）
机械性能：（表5）
实施例2
本发明实施例2的生产乘用车发动机单片主轴承盖的方法，也是以神龙X0400发动机主轴承盖为例，其材质要求为QT500-7，硬度要求为HB 170~230，铸件重量为2.12Kg；具体包括：
配料：（表6）
球化处理前的化学成分：（表7）
球化处理后的化学成分：（表8）
其中，铁水出炉温度为1515℃，铸件首箱浇注温度为1393℃，铸件末箱浇注温度为1352℃，并利用铸件余热退火，铸件浇注结束到开箱开始间隔时间为18分钟21秒，开箱时铸件表面温度为632℃，环境温度为8℃；同一包铁水浇注，对末型铸件本体取样，一箱铸件取两套产品，检验金相组织和机械性能结果如下表：
金相组织：（表9）
机械性能：（表10）
实施例3
本发明实施例3的生产乘用车发动机单片主轴承盖的方法，也是以神龙X0400发动机主轴承盖为例，其材质要求为QT500-7，硬度要求为HB 170~230，铸件重量为2.12Kg；具体包括：
配料：（表11）
球化处理前的化学成分：（表12）
球化处理后的化学成分：（表13）
其中，铁水出炉温度为1526℃，铸件首箱浇注温度为1396℃，铸件末箱浇注温度为1359℃，并利用铸件余热退火，铸件浇注结束到开箱开始间隔时间为18分钟06秒，开箱时铸件表面温度为675℃，环境温度为26℃；同一包铁水浇注，对末型铸件本体取样，一箱铸件取两套产品，检验金相组织和机械性能结果如下表：
金相组织：（表14）
机械性能：（表15）
本发明生产乘用车发动机单片主轴承盖的模具，是由上型板1和下型板2组成。
如图1至3所示，该上型板1由上模板11、上模型12、直浇道13、上横浇道14、上内浇道15、排气针16、定位销17和上工艺凸台18组成。其中，该上模板11整体呈矩形且四周对称设有定位销17；该上模型12具有16件且分组排列设置于该上模板11的底面；该直浇道13设于该上模板11底面顺长方向的中部；该上横浇道14也设于该上模板11的底面且对称位于该直浇道13两端外侧；该上横浇道14与直浇道13呈垂直布置，其对应的内浇口处设有集渣包；该上内浇道15设于该上横浇道14的根部一侧；该排气针16设于该上模型12内；该上工艺凸台18设于该上模板11的两端底面。
如图4至6所示，该下型板2是由下模板21、下模型22、下横浇道23、下内浇道24、排气槽25、定位孔26和下工艺凸台27组成。其中，该下模板21整体呈矩形且四周对称设有与定位销18相匹配的定位孔211；该下模型22具有16件且分组排列设置于该下模板21的顶面；该下横浇道23设于该下模板21的顶面且与上型板1的上横浇道13匹配对应，该下横浇道23对应的内浇口处设有集渣包；该下内浇道24设于该下横浇道23的根部一侧，其与上型板1的上内浇道14匹配对应；该排气槽25分布于该下模板21顶面的中部和两侧；该下工艺凸台位27设于该下模板21的两端顶面。
本发明生产乘用车发动机单片主轴承盖的方法流程简单，工艺可靠性和可操作性强，利用铸件余热退火，能有效降低铸件生产能源消耗，提高铸件工艺出品率，提高企业经济效益
本发明生产乘用车发动机单片主轴承盖的模具充分利用石墨化膨胀和铁型内铁水均衡凝固特点，铸态生产出组织致密、机械性能稳定的球墨铸铁乘用车发动机单片主轴承盖，工艺出品率高，经济效益显著。

Claims (8)

1.一种生产乘用车发动机单片主轴承盖的方法，是选择生铁、废钢和回炉料作为原料，采用铸件余热退火和铁型覆砂铸造工艺生产乘用车发动机主轴承盖；采用铸件余热退火即利用铸件在型腔内凝固后在共析线以上的温度对铸件进行退火，不需要对铸件重新加热退火。
2.如权利要求1所述的生产乘用车发动机单片主轴承盖的方法，具体操作流程为：
（1）选择生铁、废钢、回炉料作为原料进行配料，其中生铁占的重量百分比为30~40%，废钢占的重量百分比为0~5%，回炉料占的重量百分比为55~70%；
（2）将上述步骤（1）配料后的原料放进熔炼炉中熔化，以得到铁液；
（3）将上述步骤（2）得到的铁液温度控制在1500℃~1530℃，倒入至球化包，经过球化处理后在覆砂后的铁型中进行浇注成型，并利用铸件余热退火。
3.如权利要求2所述的生产乘用车发动机单片主轴承盖的方法，其特征在于：所述步骤（3）中球化处理后的铁液中含有质量百分比为3.65%~3.95%的C、质量百分比为2.2%~2.4%的Si、质量百分比为0.25%~0.50%的Mn、质量百分比为≤0.1%的P以及质量百分比为≤0.025%的S。
4.如权利要求2所述的生产乘用车发动机单片主轴承盖的方法，其特征在于：所述步骤（3）浇注时铁液温度控制在1330℃~1410℃。
5.如权利要求2所述的生产乘用车发动机单片主轴承盖的方法，其特征在于，所述步骤（3）球化方式为喂丝球化法，采用随流孕育方法浇注，铁水浇注后开箱时间要求如下：当铁型覆砂生产线是连续生产，在该型浇注结束后18分钟后开箱，铸件通过机械手脱模，此时铸件自身表面温度在400℃~800℃之间。
6.一种生产乘用车发动机单片主轴承盖的模具，其特征在于：所述模具是由上型板和下型板组成；
所述上型板由上模板、上模型、直浇道、上横浇道、上内浇道、排气针和上工艺凸台组成；所述上模板四周对称设有定位销；所述上模型分组排列设置于所述上模板的底面；所述直浇道设于所述上模板的底面顺长方向的中部；所述上横浇道设于所述上模板的底面且对称位于所述直浇道的两端外侧；所述上内浇道设于所述上横浇道的根部一侧；所述排气针设于所述上模型内；所述上工艺凸台设于所述上模板的两端底面；
所述下型板是由下模板、下模型、下横浇道、下内浇道、排气槽、定位孔和下工艺凸台组成；所述下模板四周对称设有与所述定位销相匹配的定位孔；所述下模型分组排列设置于所述下模板的顶面；所述下横浇道设于所述下模板的顶面且与所述上横浇道匹配对应；所述下内浇道设于所述下横浇道的根部一侧，其与所述上内浇道匹配对应；所述排气槽分布于所述下模板顶面的中部和两侧；所述下工艺凸台位设于所述下模板的两端顶面。
7.如权利要求6所述的生产乘用车发动机单片主轴承盖的模具，其特征在于：所述上横浇道与所述直浇道呈垂直布置，所述上横浇道对应的内浇口处设有集渣包。
8.如权利要求6所述的生产乘用车发动机单片主轴承盖的模具，其特征在于：所述下横浇道对应的内浇口处设有集渣包。
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