CN111024152A - 一种间接检测气缸体铸件材料性能的方法 - Google Patents

一种间接检测气缸体铸件材料性能的方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于砂型铸造工艺技术领域，涉及一种间接检测气缸体铸件材料性能的方法，包括以下步骤：1、对铸件本体取样部位进行分析；分析对象包括铸件本体取样部位的尺寸、浇注时间及温度、凝固条件及时间；2、检测试棒尺寸及位置设计；根据铸件本体取样部位，确定检测试棒在铸型中的位置及形状；3、进行铸件模拟：对比铸件本体取样部位和检测试棒之间的凝固条件与组织性能，通过对充型温度、凝固速度及组织和性能进行模拟，优化检测试棒的设计，使检测试棒各项参数接近铸件本体取样部位的参数。本发明在生产中可以实现快速、方便地检测试棒，间接地检测出本体的材料性能。检测成本低，速度快。可以根据需要，实现铸件的抽检和100％检测。

Description

一种间接检测气缸体铸件材料性能的方法
技术领域
本发明属于砂型铸造工艺技术领域，涉及一种间接检测气缸体铸件材料性能的方法。
背景技术
铸造生产工艺有其特殊性，铸件的材料性能除了与金属液的化学成分、浇注温度有关外，还与铸件的冷却条件，凝固速度等有极大的关系。随炉浇注的试棒，由于与铸件本体凝固速度与冷却条件不同，不能直观地体现铸件本体的性能，只能作为参考数据。
汽车发动机气缸体铸件结构复杂，铸造难度大，生产成本高。为了更直观地检测铸件的本体性能，通常都要求在气缸体铸件本体取样。图1为气缸体取样部位示意图。
对本体取样进行检测，需要解剖铸件，取样时间长，工作量大，成本高。而且只能是抽样检测(需要破坏铸件)。
发明内容
汽车发动机气缸体铸件结构复杂，铸造难度大，生产成本高。为了直观地检测铸件的性能，产品要求对铸件本体进行检测。对本体取样进行检测，需要解剖铸件，取样时间长，工作量大，成本高。而且只能是抽样检测(需要破坏铸件)。
本发明针对现有技术中的不足，发明了一种间接检测本体性能的方法。具体方式是：在铸件内，选取与铸件本体部分相似的凝固条件位置，设计检测试棒，可以代替铸件本体性能检测。
一种间接检测气缸体铸件材料性能的方法，包括以下步骤：
步骤一：对铸件本体取样部位进行分析；分析对象包括铸件本体取样部位的尺寸、浇注时间及温度、凝固条件及时间；
步骤二：检测试棒尺寸及位置设计；根据铸件本体取样部位，确定检测试棒在铸型中的位置及形状；
步骤三：进行铸件模拟：对比铸件本体取样部位和检测试棒之间的凝固条件与组织性能，通过对充型温度、凝固速度及组织和性能进行模拟，优化检测试棒的设计，使检测试棒各项参数接近铸件本体取样部位的参数。
步骤三中所述的检测试棒尽可能贴近铸件本体取样部位；所述的检测试棒在浇注系统中直接浇铸出来。
技术方案中所述的铸件本体取样部位位于气缸盖螺栓位置，所述检测试棒位于铸型的中心部位，在横浇道上方，铁水后充填。
技术方案中所述的铸件本体取样部位位于主轴承座位置，所述检测试棒在横浇道下方，铁水先充填。
技术方案中所述的铸件本体取样部位位于底面法兰边位置，所述检测试棒在铸型相对外侧，铁水后期充填。
进一步，步骤三中所述的铸件本体取样部位壁厚45mm、长度140mm，铸件本体取样部位处于内浇道铁水先充填的位置。
进一步，步骤三中所述的检测试棒长度120-140mm，形状为圆柱形，直径为铸件本体取样部位壁厚的1.1倍至1.2倍。
与现有技术相比本发明的有益效果是：
本发明在生产中可以实现快速、方便地检测试棒，间接地检测出本体的材料性能。检测成本低，速度快。可以根据需要，实现铸件的抽检和100％检测。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
图1为本发明所述“一种间接检测气缸体铸件材料性能的方法”涉及到的气缸体取样部位示意图；
图2为本发明所述“一种间接检测气缸体铸件材料性能的方法”在曲轴轴承座位置取样时，气缸体本体取样部位与检测试棒设计图一；
图3为本发明所述“一种间接检测气缸体铸件材料性能的方法”在曲轴轴承座位置取样时，气缸体本体取样部位与检测试棒设计图二；
图中：1、缸盖螺栓；2、曲轴轴承座；3、油底壳法兰；4、本体取样部位；5、检测试棒。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细的描述：
参阅图1，以6缸气缸体为例，产品技术要求为检测本体三个部位，这需要对铸件进行解剖，取样加工。由于铸件不规则，取样时间长，检测试棒加工周期长(3—5个工作日)。而且取样必须破坏铸件本体，也造成了一定的成本浪费。
参阅图2，为了实现铸件的快速检测，以气缸体曲轴轴承座部位取样为例，设计了铸件检测试棒。
(1)对本体取样部位进行分析。包括该部位的尺寸、浇注时间及温度、凝固条件及时间等。
以图2为例，该铸件本体取样部位壁厚45mm，长度140mm(形状不规则)。处于内浇道铁水最先充填的部位，浇注温度高，铁水过热时间长。该处位于铸型的中心部位，周围砂芯包裹，散热慢，铁水凝固时间长。
(2)检测试棒尺寸及位置设计。根据铸件本体取样部位，确定检测试棒在铸型中的位置及形状。尽可能贴近取样部位。形状设计为圆柱形(检测拉力试棒为圆柱形，方便加工)，在浇注系统中直接浇铸出来，清理方便，而且不增加铸件的清理工作量。
(3)进行铸造工艺模拟，对比铸件本体取样部位和检测试棒之间的凝固条件与组织性能。通过对充型温度、凝固速度及组织和性能进行模拟，优化检测试棒的设计，使其各项参数接近本体部位的参数。
综上所述，可以将检测试棒的设计方法归纳为表1(以气缸体曲轴轴承座部位取样为例)。
表1为在曲轴轴承座部位取样，气缸体本体检测试棒设计方法。
表1
Figure BDA0002279253500000031
(4)生产验证及调整。对铸件进行试制，取铸件本体及检测试棒进行对比检测。通过检测，进一步优化检测试棒的设计(部位及尺寸)，达到检测试棒能代替本体取样的要求。
(5)确定检测试棒，在生产中投入应用。
本发明针对现有铸件本体取样的不足，发明了一种间接检测本体性能的方法。在生产中可以实现快速、方便地检测，间接地检测出铸件本体的材料性能。检测成本低，速度快。可以根据需要，实现铸件的抽检和100％检测。
检测试棒的设计方法。依据不同的本体部位，参照表2执行。
表2为在缸盖螺栓、曲轴轴承座、油底壳法兰部位的气缸体检测试棒设计方法。
表2
Figure BDA0002279253500000041
(1)本体检测试制的形状特征(圆柱形)。
(2)检测试棒部位与浇注系统相连，不影响铸件的清理。
技术方案中以气缸体铸件的曲轴轴承座部位本体取样为例，阐明了检测试棒的设计方法。同样的方法也可以应用到其他类似铸件的本体检测中，例如气缸盖，曲轴箱等铸件。
本发明方案，包括但不限于潮模砂铸造、组芯造型等铸造方式。

Claims (7)

1.一种间接检测气缸体铸件材料性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：对铸件本体取样部位进行分析；分析对象包括铸件本体取样部位的尺寸、浇注时间及温度、凝固条件及时间；
步骤二：检测试棒尺寸及位置设计；根据铸件本体取样部位，确定检测试棒在铸型中的位置及形状；
步骤三：进行铸件模拟：对比铸件本体取样部位和检测试棒之间的凝固条件与组织性能，通过对充型温度、凝固速度及组织和性能进行模拟，优化检测试棒的设计，使检测试棒各项参数接近铸件本体取样部位的参数。
2.根据权利要求1所述的间接检测气缸体铸件材料性能的方法，其特征在于：
步骤三中所述的检测试棒尽可能贴近铸件本体取样部位；所述的检测试棒在浇注系统中直接浇铸出来。
3.根据权利要求2所述的间接检测气缸体铸件材料性能的方法，其特征在于：
所述的铸件本体取样部位位于气缸盖螺栓位置，所述检测试棒位于铸型的中心部位，在横浇道上方，铁水后充填。
4.根据权利要求2所述的间接检测气缸体铸件材料性能的方法，其特征在于：
所述的铸件本体取样部位位于主轴承座位置，所述检测试棒在横浇道下方，铁水先充填。
5.根据权利要求2所述的间接检测气缸体铸件材料性能的方法，其特征在于：
所述的铸件本体取样部位位于底面法兰边位置，所述检测试棒在铸型相对外侧，铁水后期充填。
6.根据权利要求3至5任一所述的间接检测气缸体铸件材料性能的方法，其特征在于：
步骤三中所述的铸件本体取样部位壁厚45mm、长度140mm，铸件本体取样部位处于内浇道铁水先充填的位置。
7.根据权利要求6所述的间接检测气缸体铸件材料性能的方法，其特征在于：
步骤三中所述的检测试棒长度120-140mm，形状为圆柱形，直径为铸件本体取样部位壁厚的1.1倍至1.2倍。
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