CN113523193A - 一种轻量化曲轴箱体铸件浇注系统及其铸造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轻量化曲轴箱体铸件浇注系统及其铸造工艺，浇注系统包括直浇道、横浇道、分直浇道、分横浇道、冒口和内浇道，直浇道与横浇道相连接，横浇道与分直浇道相连接，分直浇道与分横浇道相连接，分横浇道的顶部连接有冒口，分横浇道的底部连接有内浇道，内浇道与铸件相连，采取竖浇，铸件的轴承档上端设置冒口进行补缩，冒口与内浇道并进铁水进行浇注。本发明运用蠕墨铸铁较高的补缩能力，对机体或箱体铸件轴承档进行补缩，由于轴承档部位厚度达到50mm以上，很难靠铁液本身石墨化膨胀达到补缩；在轴承档上部设置冒口进行补缩，当轴承档凝固收缩过程中，冒口中的铁液进入轴承档部位，以满足铸件收缩需补充的铁液，起到补缩的作用。

Description

一种轻量化曲轴箱体铸件浇注系统及其铸造工艺
技术领域
本发明属于铸造工艺领域，具体涉及一种轻量化曲轴箱体铸件浇注系统及其铸造工艺。
背景技术
为满足柴油机高功率、低排放、轻量化的需求，对铸件的强度、耐磨性、耐腐蚀性、耐热疲劳强度方面的要求更高，采用新材料--蠕墨铸铁，因其高强度、薄壁厚、高致密性等优点，受到了铸造业内人士的普遍关注，尤其是在汽车、拖拉机、内燃机等大批量生产行业得到了普遍的开发和应用。
蠕墨铸铁因其强度高、薄壁厚、轻量化、致密性高、铸件表面光洁、尺寸精度高等特点而逐渐被广泛采用；但由于其含C量增高(相比灰铸铁)，铸件厚大部位很难靠铁液本身石墨化膨胀达到补缩，容易产生缩孔或缩松缺陷，需工艺上采取补缩措施加以解决。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种轻量化曲轴箱体铸件浇注系统及其铸造工艺，满足高功率柴油机对缸盖铸件的强度、耐磨性、耐腐蚀性、耐热疲劳强度方面的要求，增加企业的经济效益，代表着公司具备开发各种规格发动机铸件的能力，可以极大提高公司在国内外的声誉，增强企业的竞争力。
技术方案：一种轻量化曲轴箱体铸件浇注系统，包括直浇道、横浇道、分直浇道、分横浇道、冒口和内浇道，所述直浇道与横浇道相连接，所述的横浇道与分直浇道相连接，所述的分直浇道与分横浇道相连接，所述的分横浇道的顶部连接有冒口，所述的分横浇道的底部连接有内浇道，所述的内浇道与铸件相连，采取竖浇，铸件的轴承档上端设置冒口进行补缩，冒口与内浇道并进铁水进行浇注。
作为优化：所述的铸件的本体抗拉强度大于420MPa。
作为优化：所述的铸件的的轴承档端面设置冒口，冒口底部与内浇道连通，使冒口内铁液充足，提高冒口的补缩能力。
一种轻量化曲轴箱体铸件浇注系统的铸造工艺，包括如下步骤：
(1)熔化铁水，当铁水熔化后，调整铁水的化学成分，获得满足蠕墨铸铁的合格原铁水，随后出铁进行蠕化处理，达到蠕墨铸铁的成分、基体组织，合格的机械性能、蠕化率；
(2)将处理后的铁水浇注进轻量化曲轴箱体铸件浇注系统内，充满铁水的铸型经过冷却凝固由液态转为固体，形成铸件，由于蠕墨铸铁的碳当量高，经蠕化剂脱硫去氧，具有良好的流动性，蠕化率越高，体收缩率越小，收缩时充分利用铁液本身的石墨化膨胀来进行补缩，更容易获得致密性能优良的铸件。
作为优化：所述的铸件的轴承档部位厚达50mm以上，采用新型蠕墨铸铁铸造技术和强化浇冒系统补缩技术提高铸件致密程度。
作为优化：所述的新型蠕墨铸铁铸造技术中，材质采用蠕墨铸铁，铸件基本壁厚5mm，而灰铸铁壁厚6mm，比灰铸铁少1mm，高度由140mm减为110mm，铸件重量由128Kg减到90Kg，达到柴油机整机减重轻量化的目的。
作为优化：所述的强化浇冒系统补缩技术中，相比灰铸铁，蠕墨铸铁的含C量增高，铸件厚大部位容易产生缩孔缺陷，曲轴箱体轴承档部位厚度达到54mm，很难靠铁液本身石墨化膨胀达到补缩，因此，工艺设计上采取竖浇，铸件的轴承档上端设置冒口进行补缩，并进铁水。
有益效果：本发明的具体优势如下：
(1)本发明运用蠕墨铸铁较高的补缩能力，对机体或箱体铸件轴承档进行补缩，由于轴承档部位厚度达到50mm以上，很难靠铁液本身石墨化膨胀达到补缩；工艺上在轴承档上部设置冒口进行补缩，当轴承档凝固收缩过程中，冒口中的铁液进入轴承档部位，以满足铸件收缩需补充的铁液，起到补缩的作用。
(2)本发明采用冒口补缩技术，可使铸件的重要部位(轴承档)得到充分补缩，减少厚大部位缩孔缺陷的产生，保证获得致密性高的优良铸件。
(3)本发明的轻量化曲轴箱体与SC10E和SC12E柴油机下缸体形状相似度高，在工装模具制作、工艺技术指导、生产作业实施和质量控制等方面尽量采用通用性工装模具和生产技术质量手段，有效地节省工装模具制作成本，提高了生产效率，方便了生产技术质量等控制。
(4)本发明的改善了曲轴箱体表面粘砂和缩瘪等问题，保证产品的机加工精度要求，向客户提供高质量的合格的产品。
附图说明
图1是本发明的曲轴箱体铸件浇注系统结构示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本领域的技术人员能够更好的理解本发明的优点和特征，从而对本发明的保护范围做出更为清楚的界定。本发明所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
如图1所示，一种轻量化曲轴箱体铸件浇注系统，包括直浇道1、横浇道2、分直浇道3、分横浇道4、冒口5和内浇道6，所述直浇道1与横浇道2相连接，所述的横浇道2与分直浇道3相连接，所述的分直浇道3与分横浇道4相连接，所述的分横浇道4的顶部连接有冒口5，所述的分横浇道4的底部连接有内浇道6，所述的内浇道6与铸件7相连，采取竖浇，铸件7的轴承档上端设置冒口5进行补缩，冒口5与内浇道6并进铁水进行浇注。
本实施例中，所述的铸件7的本体抗拉强度大于420MPa。所述的铸件7的的轴承档端面设置冒口5，冒口5底部与内浇道6连通，使冒口5内铁液充足，提高冒口5的补缩能力。
所述的轻量化曲轴箱体铸件浇注系统的铸造工艺，包括如下步骤：
(1)熔化铁水，当铁水熔化后，调整铁水的化学成分，获得满足蠕墨铸铁的合格原铁水，随后出铁进行蠕化处理，达到蠕墨铸铁的成分、基体组织，合格的机械性能、蠕化率；
(2)将处理后的铁水浇注进轻量化曲轴箱体铸件浇注系统内，充满铁水的铸型经过冷却凝固由液态转为固体，形成铸件，由于蠕墨铸铁的碳当量高，经蠕化剂脱硫去氧，具有良好的流动性，蠕化率越高，体收缩率越小，收缩时充分利用铁液本身的石墨化膨胀来进行补缩，更容易获得致密性能优良的铸件。
本实施例中，所述的铸件7的轴承档部位厚达50mm以上，采用新型蠕墨铸铁铸造技术和强化浇冒系统补缩技术提高铸件致密程度。
所述的新型蠕墨铸铁铸造技术中，材质采用蠕墨铸铁，铸件基本壁厚5mm，而灰铸铁壁厚6mm，比灰铸铁少1mm，高度由140mm减为110mm，铸件重量由128Kg减到90Kg，达到柴油机整机减重轻量化的目的。
所述的强化浇冒系统补缩技术中，相比灰铸铁，蠕墨铸铁的含C量增高，铸件厚大部位容易产生缩孔缺陷，曲轴箱体轴承档部位厚度达到54mm，很难靠铁液本身石墨化膨胀达到补缩，因此，工艺设计上采取竖浇，铸件7的轴承档上端设置冒口5进行补缩，并进铁水。
本发明的主要技术指标如下表1所示：
表1主要技术指标表
Figure BDA0003151665740000051
本发明运用蠕墨铸铁较高的补缩能力，对机体或箱体铸件轴承档进行补缩，由于轴承档部位厚度达到50mm以上，很难靠铁液本身石墨化膨胀达到补缩；工艺上在轴承档上部设置冒口进行补缩，当轴承档凝固收缩过程中，冒口中的铁液进入轴承档部位，以满足铸件收缩需补充的铁液，起到补缩的作用。
本发明采用冒口补缩技术，可使铸件的重要部位(轴承档)得到充分补缩，减少厚大部位缩孔缺陷的产生，保证获得致密性高的优良铸件。
本发明的轻量化曲轴箱体与SC10E和SC12E柴油机下缸体形状相似度高，在工装模具制作、工艺技术指导、生产作业实施和质量控制等方面尽量采用通用性工装模具和生产技术质量手段，有效地节省工装模具制作成本，提高了生产效率，方便了生产技术质量等控制。
本发明的改善了曲轴箱体表面粘砂和缩瘪等问题，保证产品的机加工精度要求，向客户提供高质量的合格的产品。
本发明中的蠕墨铸铁的技术开发应用，目前主要应用于生产E系列高功率的柴油机曲轴箱体(下机体)。配套于上海柴油机股份有限公司的12L/SC12E、13L/SC13E的柴油机。这二款机型具有以下特点：(1)高可靠性：疲劳安全设计与开发，经过充分考核验证；(2)低油耗：具有国际先进水平的发动机台架油耗；(3)高动力性：低速大扭矩，最大扭矩转速范围宽广；(4)行车安全：标定转速时发动机提供200kW以上的制定功率；(5)低使用成本：低机油消耗，采用量大面广的柴滤机滤水滤，更长的换油周期；(6)持久耐用：运动副低磨损，超过100万公里B10使用寿命；(7)持续升级：排放升级，功率提升，一次配套，永远享用。

Claims (7)

1.一种轻量化曲轴箱体铸件浇注系统，其特征在于：包括直浇道(1)、横浇道(2)、分直浇道(3)、分横浇道(4)、冒口(5)和内浇道(6)，所述直浇道(1)与横浇道(2)相连接，所述的横浇道(2)与分直浇道(3)相连接，所述的分直浇道(3)与分横浇道(4)相连接，所述的分横浇道(4)的顶部连接有冒口(5)，所述的分横浇道(4)的底部连接有内浇道(6)，所述的内浇道(6)与铸件(7)相连，采取竖浇，铸件(7)的轴承档上端设置冒口(5)进行补缩，冒口(5)与内浇道(6)并进铁水进行浇注。
2.根据权利要求1所述的轻量化曲轴箱体铸件浇注系统，其特征在于：所述的铸件(7)的本体抗拉强度大于420MPa。
3.根据权利要求1所述的轻量化曲轴箱体铸件浇注系统，其特征在于：所述的铸件(7)的的轴承档端面设置冒口(5)，冒口(5)底部与内浇道(6)连通，使冒口(5)内铁液充足，提高冒口(5)的补缩能力。
4.一种根据权利要求1所述的轻量化曲轴箱体铸件浇注系统的铸造工艺，其特征在于：包括如下步骤：
(1)熔化铁水，当铁水熔化后，调整铁水的化学成分，获得满足蠕墨铸铁的合格原铁水，随后出铁进行蠕化处理，达到蠕墨铸铁的成分、基体组织，合格的机械性能、蠕化率；
(2)将处理后的铁水浇注进轻量化曲轴箱体铸件浇注系统内，充满铁水的铸型经过冷却凝固由液态转为固体，形成铸件，由于蠕墨铸铁的碳当量高，经蠕化剂脱硫去氧，具有良好的流动性，蠕化率越高，体收缩率越小，收缩时充分利用铁液本身的石墨化膨胀来进行补缩，更容易获得致密性能优良的铸件。
5.根据权利要求4所述的轻量化曲轴箱体铸件浇注系统的铸造工艺，其特征在于：所述的铸件(7)的轴承档部位厚达50mm以上，采用新型蠕墨铸铁铸造技术和强化浇冒系统补缩技术提高铸件致密程度。
6.根据权利要求5所述的轻量化曲轴箱体铸件浇注系统的铸造工艺，其特征在于：所述的新型蠕墨铸铁铸造技术中，材质采用蠕墨铸铁，铸件基本壁厚5mm，而灰铸铁壁厚6mm，比灰铸铁少1mm，高度由140mm减为110mm，铸件重量由128Kg减到90Kg，达到柴油机整机减重轻量化的目的。
7.根据权利要求6所述的轻量化曲轴箱体铸件浇注系统的铸造工艺，其特征在于：所述的强化浇冒系统补缩技术中，相比灰铸铁，蠕墨铸铁的含C量增高，铸件厚大部位容易产生缩孔缺陷，曲轴箱体轴承档部位厚度达到54mm，很难靠铁液本身石墨化膨胀达到补缩，因此，工艺设计上采取竖浇，铸件(7)的轴承档上端设置冒口(5)进行补缩，并进铁水。
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