CN111992675A - 一种船用柴油机缸盖制造方法及气缸盖 - Google Patents

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孙钰韦
李寅
王彬
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    • F02F2200/00—Manufacturing
    • F02F2200/06—Casting

Abstract

本发明涉及一种船用柴油机缸盖制造方法及气缸盖，其中缸盖制造方法包括六个步骤，即依次包括步骤一、铸造工艺设计，步骤二、制模、造型，步骤三、熔炼，步骤四、浇注，步骤五、毛胚处理，步骤六、检测；本发明通过该方法能够增强气缸盖的的耐用性能，满足船用柴油机气缸盖的使用需求；得到的气缸盖不会出现裂纹、缩孔、疏松、气孔、砂眼、夹渣、冷隔等铸造缺陷，并可保证气缸盖铸造生产的可靠性和稳定性，最终实现以更低成本和更短周期进行铸造。

Description

一种船用柴油机缸盖制造方法及气缸盖
技术领域
本发明属于船用柴油机领域，尤其是船用柴油机气缸盖的制造领域。
背景技术
船用柴油机与船舶工业及军事舰艇装备发展的联系越来越紧密，正逐渐受到政府、企业和科研机构的高度关注，开发优质高性能的柴油机运动部件，是为了打破少数发达国家在技术方面的封锁与垄断，使我们的产品更好服务于国家船舶工业，提供船舶工业市场竞争力；船用柴油机具有功率范围大、热效率高、经济性能好、起动容易、使用和维修方便等优点；气缸盖是柴油机上的主要零部件之一，其内腔结构复杂，技术要求高，一般的制造方法很难满足技术要求。
发明内容
为了解决上述问题，本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种船用柴油机缸盖制造方法及气缸盖，包括以下步骤：
步骤一、铸造工艺设计；根据顺序凝固原则设计分型面和开放式浇注系统，以气缸盖大平面为分型面，在大平面中间放置一个圆形冒口，在冒口下设置补贴，在环绕气缸盖最大外径一周放置冷铁；所述开放式浇注系统共四道底注内浇道，并在冒口上设置补浇浇道；冒口补贴下方的气缸盖内腔用泥芯来成型；
步骤二、制模、造型；制作气缸盖本体外形模、冒口模，并用底箱型板造出制作气缸盖本体的外部形状，并用盖箱型板造出气缸盖冒口形状；
步骤三、熔炼；将原料放入熔炉中，熔炼温度达到1530℃时，过热5～10分钟，出铁水；
步骤四、浇注；在浇注温度大于1325℃的情况下进行浇注；
步骤五、毛胚处理；铸造完成后的铸件采用消除应力退火，随后随炉冷却至300℃以下，出炉后切除铸件的冒口；
步骤六、检测；进行水压试验、磁粉探伤操作。
作为本发明的进一步优化方案，所述步骤三中原料采用为新生铁和碳素钢，并新生铁和碳素钢按照3:1的比例进行熔炼，随后进行球化和孕育处理。
作为本发明的进一步优化方案，所述熔炼过程中化学成分控制的比例为：C:3.40％～3.80％；Si:2.80％～3.20％；Mn:0.26％；P:≤0.040；S:≤0.040；Mg:0.030％～0.060％；Re:≤0.020％。
作为本发明的进一步优化方案，所述步骤四中先慢浇5秒后，迅速浇至分型面，然后再慢浇至冒口的1/3的高度，向冒口中加入冒口保温覆盖剂，最后将通过冒口浇满后不再对冒点进行补缩。
作为本发明的进一步优化方案，所述步骤五中消除应力退火时，升温的速度小于50℃每小时，并在860度的温度下保温4小时。
根据上述的一种船用柴油机缸盖制造方法制造的气缸盖。
本发明的有益效果在于：
1)本发明通过该方法能够增强气缸盖的的耐用性能，满足船用柴油机气缸盖的使用需求；得到的气缸盖不会出现裂纹、缩孔、疏松、气孔、砂眼、夹渣、冷隔等铸造缺陷，并可保证气缸盖铸造生产的可靠性和稳定性，最终实现以更低成本和更短周期进行铸造。
附图说明
图1是本发明的整体工艺方法的示意图；
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
一种船用柴油机缸盖制造方法及气缸盖，包括以下步骤：
步骤一、铸造工艺设计；根据顺序凝固原则设计分型面和开放式浇注系统，以气缸盖大平面为分型面，在大平面中间放置一个圆形冒口，在冒口下设置补贴，在环绕气缸盖最大外径一周放置冷铁；所述开放式浇注系统共四道底注内浇道，并在冒口上设置补浇浇道；冒口补贴下方的气缸盖内腔用泥芯来成型；
步骤二、制模、造型；制作气缸盖本体外形模、冒口模，并用底箱型板造出制作气缸盖本体的外部形状，并用盖箱型板造出气缸盖冒口形状；
步骤三、熔炼；将原料放入熔炉中，熔炼温度达到1530℃时，过热5～10分钟，出铁水；
其中，该原料采用为新生铁和碳素钢，并新生铁和碳素钢按照3:1的比例进行熔炼，随后进行球化和孕育处理；熔炼过程中化学成分控制的比例为：C:3.40％～3.80％；Si:2.80％～3.20％；Mn:0.26％；P:≤0.040；S:≤0.040；Mg:0.030％～0.060％；Re:≤0.020％；
球化处理步骤中包括，在球化中间处理包凹坑内加入1.3％～1.8％的镁硅铁合金，接着使用0.2％的细硅铁粉覆盖在镁硅铁合金上，当铁水温度达到1460℃～1480℃时，将铁水倒入球化包进行球化处理；球化完毕后，在铁水的表面上分次加入0.5％～0.7％的75FeSi孕育剂进行孕育；
步骤四、浇注；在浇注温度大于1325℃的情况下进行浇注，且先慢浇5秒后，迅速浇至分型面，然后再慢浇至冒口的1/3的高度，向冒口中加入冒口保温覆盖剂，最后将通过冒口浇满后不再对冒点进行补缩；
步骤五、毛胚处理；铸造完成后的铸件采用消除应力退火，升温的速度小于50℃每小时，并在860度的温度下保温4小时，随后随炉冷却至300℃以下，出炉后切除铸件的冒口；
步骤六、检测；进行水压试验、磁粉探伤操作。
一种船用柴油机缸盖制造方法制造的气缸盖。
本发明用本方法铸造得到的气缸盖不会出现裂纹、缩孔、疏松、气孔、砂眼、夹渣、冷隔等铸造缺陷，其经外观检验、超声波探伤、磁粉探伤、附铸试块和本体解剖试块的机械性能试验和金相检验，结果均达到了船用铸造气缸盖的技术要求；且成功实现了以铸造方式代替锻造方式来生产大缸径的船用低速柴油机气缸盖，可以大大降低生产成本，缩短生产周期，并且本发明的铸造方法能在不产生甲醛等有害气体污染环境的前提下保证船用柴油机气缸盖的稳定铸造生产。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种船用柴油机缸盖制造方法,其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、铸造工艺设计；根据顺序凝固原则设计分型面和开放式浇注系统，以气缸盖大平面为分型面，在大平面中间放置一个圆形冒口，在冒口下设置补贴，在环绕气缸盖最大外径一周放置冷铁；所述开放式浇注系统共四道底注内浇道，并在冒口上设置补浇浇道；冒口补贴下方的气缸盖内腔用泥芯来成型；
步骤二、制模、造型；制作气缸盖本体外形模、冒口模，并用底箱型板造出制作气缸盖本体的外部形状，并用盖箱型板造出气缸盖冒口形状；
步骤三、熔炼；将原料放入熔炉中，熔炼温度达到1530℃时，过热5～10分钟，出铁水；
步骤四、浇注；在浇注温度大于1325℃的情况下进行浇注；
步骤五、毛胚处理；铸造完成后的铸件采用消除应力退火，随后随炉冷却至300℃以下，出炉后切除铸件的冒口；
步骤六、检测；进行水压试验、磁粉探伤操作。
2.根据权利要求1所述的一种船用柴油机缸盖制造方法,其特征在于：所述步骤三中原料采用为新生铁和碳素钢，并新生铁和碳素钢按照3:1的比例进行熔炼，随后进行球化和孕育处理。
3.根据权利要求2所述的一种船用柴油机缸盖制造方法，其特征在于：所述熔炼过程中化学成分控制的比例为：C:3.40％～3.80％；Si:2.80％～3.20％；Mn:0.26％；P:≤0.040；S:≤0.040；Mg:0.030％～0.060％；Re:≤0.020％。
4.根据权利要求3所述的一种船用柴油机缸盖制造方法，其特征在于：所述步骤四中先慢浇5秒后，迅速浇至分型面，然后再慢浇至冒口的1/3的高度，向冒口中加入冒口保温覆盖剂，最后将通过冒口浇满后不再对冒点进行补缩。
5.根据权利要求4所述的一种船用柴油机缸盖制造方法，其特征在于：所述步骤五中消除应力退火时，升温的速度小于50℃每小时，并在860度的温度下保温4小时。
6.根据权利要求1至5任一所述的一种船用柴油机缸盖制造方法制造的气缸盖。
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