CN117505824A - 一种高强度高密性的气缸盖铸造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铸造加工技术领域，具体涉及一种高强度高密性的气缸盖铸造工艺，本发明通过对气缸盖铸造的原料之中加注一定量的稀土硅铁合金、稀土镁硅铁合金和75硅铁合金，可以有效的对气缸盖的原材料内部性质进行改变，使得气缸盖的原材料在铸造成型之后可以具有相比于现有技术铸铁的更高的强度，实现在材料层次上的对气缸盖强度的提高效果；本发明通过设置陶瓷过滤片的底注式浇注系统,充型平稳、挡渣能力强,能有效防止气缸盖的泄漏缺陷，并且在气缸盖铸件的热节处设置冷铁，能加速热节凝固在内浇道凝固封闭前及时获得充分补缩消除缩孔、缩松缺陷，使得生产处理的气缸盖逐渐具有良好的密封性。
Description
技术领域
本发明涉及一种气缸盖铸造工艺，具体为一种高强度高密性的气缸盖铸造工艺。
背景技术
气缸盖用来封闭气缸并构成燃烧室。侧置气门式发动机气缸盖、铸有水套、进水孔、出水孔、火花塞孔、螺栓孔、燃烧室等。顶置气门式发动机气缸盖，除了冷却水套外，还有气门装置、进气和排气通道等。主要作用：气缸盖在内燃机属于配气机构,主要是用来封闭汽缸上部，构成燃烧室，并做为凸轮轴和摇臂轴还有进排气管的支撑，主要是把空气吸到汽缸内部，火花塞把可燃混合气体点燃，动活塞做功，废气从排气管排出。
目前，现有技术的气缸盖大多是采用铸铁和铝合金铸造生产完成的。气缸盖在实际的使用过程中需要承受气体力和紧固气缸盖螺栓所造成的机械负荷，同时还由于与高温燃气接触而承受很高的热负荷，因此气缸盖需要高强度高密性。而现有技术的铝合金材料硬度较低，强度也相对较差，因此铸铁制造的气缸盖较为常见。但是，随着发动机技术的发展，对于气缸盖的强度要求也逐渐的提出了更高的要求，传统的铸铁制作的气缸盖因为其自身材料性质和处理操作的限制，无法很好的满足高强度高密性要求，从而极大的限制了发动机技术的发展。
基于以上的原因，本发明提出一种高强度高密性的气缸盖铸造工艺来解决现有技术的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种高强度高密性的气缸盖铸造工艺。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
一种高强度高密性的气缸盖铸造工艺，包括以下步骤：
S1：气缸盖铸造用材料和设备的选择和准备，原材料采用的是球墨铸铁；
S2：根据气缸盖制造图纸的要求制造出指定形状的砂型模具；
S3：对金属原材料进行熔炼操作，并在原材料熔炼的过程中添加稀土合金，完成对金属原材料的准备工作；
S4：将熔炼后的金属原材料采用底注式浇筑系统，并通过设置有陶瓷过滤片的方式充分的浇筑到制造好的砂型模具中；
S5：待到金属材料完全冷却固化后，取出铸造好的气缸盖铸件；
S6：对铸造好的气缸盖铸件进行加强和整形处理，完成对气缸盖的铸造加工操作。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤2中采用碱酚醛树脂砂进行砂型模具的制作，并且在砂型模具制作的过程中保证气缸盖燃烧室平面朝下且分型面设计在铸件的顶上。
4、作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤3中对于金属原材料的熔炼操作，包括以下的步骤：
S31：首先，将原材料球墨铸铁进行高温熔化，使得原材料成为熔融状态；
S32：然后，依据原材料的质量向熔融的原材料内加注比例为0.5％-0.7％的稀土硅铁合金和稀土镁硅铁合金，且稀土硅铁合金和稀土镁硅铁合金的比例为2比1设置，加热温度为1500到1550摄氏度之间；
S33：最后，在经过上述处理后的原材料表面加注75硅铁合金，加注的量为原材料总量的0.8％-1％设置，加注时的温度应保持在1460-1470摄氏度之间，完成对金属原材料的制备操作。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤33中制备出的金属原材料，其内部各种化学成为含量为碳3.7％-3.9％，硅1.2％-1.4％，锰0.4％-0.7％，磷小于0.03％，硫小于0.03％，铜0.5％-0.7％，镁0.005％-0.009％，钼0.2％-0.35％，稀土金属0.04％-0.08％。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤4中为了适应气缸盖内部的形状，避免出现散热不均匀出现热节的情况，需要在气缸盖的节点区域设置外冷铁，从而实现原材料的均匀冷却，保证气缸盖的高密性。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤6中对于铸造完成的气缸盖铸件的加强处理操作，包括以下的步骤：
S61：首先，对铸造好的气缸盖铸件的多余部分进行切割操作，并去除气缸盖铸件表面的毛刺，完成对气缸盖铸件的预处理；
S62：然后，将气缸盖铸件加热到860-900℃的温度，保温后再在油或熔盐中冷却实现淬火，后经250-350℃加热保温回火，提高气缸盖铸件的强度；
S63：最后，在对气缸盖铸件的表面进行喷砂处理，进一步的提高气缸盖铸件的表面强度。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤6中对于气缸盖铸件的整形处理包括精加工和抛光处理两个工序，可以有效的提高气缸盖铸件的表面精度，从而确保气缸盖铸件的高密性。
本发明实施例提供了一种高强度高密性的气缸盖铸造工艺，具备以下有益效果：
1、本发明通过对气缸盖铸造的原料之中加注一定量的稀土硅铁合金、稀土镁硅铁合金和75硅铁合金，可以有效的对气缸盖的原材料内部性质进行改变，使得气缸盖的原材料在铸造成型之后可以具有相比于现有技术铸铁的更高的强度，实现在材料层次上的对气缸盖强度的提高效果；
2、本发明通过设置陶瓷过滤片的底注式浇注系统,充型平稳、挡渣能力强,能有效防止气缸盖的泄漏缺陷，并且在气缸盖铸件的热节处设置冷铁，能加速热节凝固在内浇道凝固封闭前及时获得充分补缩消除缩孔、缩松缺陷，使得生产处理的气缸盖逐渐具有良好的密封性；
3、本发明通过对铸造好的气缸盖铸件进行加强和整形处理，一方面可以通过淬火和回火的工艺实现对气缸盖的进一步强度的提高，另一方面可以利用精加工和抛光处理两个工序，可以有效的提高气缸盖铸件的表面精度，从而确保气缸盖铸件的高密性。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明一种高强度高密性的气缸盖铸造工艺的流程图；
图2是本发明一种高强度高密性的气缸盖铸造工艺中对于金属原材料的熔炼操作流程图；
图3是本发明一种高强度高密性的气缸盖铸造工艺中对于铸造完成的气缸盖铸件的加强处理操作流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：如图1-3所示，一种高强度高密性的气缸盖铸造工艺，包括以下步骤：
S1：气缸盖铸造用材料和设备的选择和准备，原材料采用的是球墨铸铁；
S2：根据气缸盖制造图纸的要求制造出指定形状的砂型模具，采用碱酚醛树脂砂进行砂型模具的制作，并且在砂型模具制作的过程中保证气缸盖燃烧室平面朝下且分型面设计在铸件的顶上，从而可以有效的保证燃烧室平面等重要面的铸造成型质量，并且可以便于砂芯的固定，下芯后的型腔检查和从气道引出铸型操作；
S3：对金属原材料进行熔炼操作，并在原材料熔炼的过程中添加稀土合金，完成对金属原材料的准备工作；
对于金属原材料的熔炼操作，包括以下的步骤：
S31：首先，将原材料球墨铸铁进行高温熔化，使得原材料成为熔融状态；
S32：然后，依据原材料的质量向熔融的原材料内加注比例为0.5％-0.7％的稀土硅铁合金和稀土镁硅铁合金，粒度大小为5-10毫米，且稀土硅铁合金和稀土镁硅铁合金的比例为2比1设置，加热温度为1500到1550摄氏度之间；
S33：最后，在经过上述处理后的原材料表面加注75硅铁合金，加注的量为原材料总量的0.8％-1％设置，加注时的温度应保持在1460-1470摄氏度之间，完成对金属原材料的制备操作，制备出的金属原材料，其内部各种化学成为含量为碳3.7％-3.9％，硅1.2％-1.4％，锰0.4％-0.7％，磷小于0.03％，硫小于0.03％，铜0.5％-0.7％，镁0.005％-0.009％，钼0.2％-0.35％，稀土金属0.04％-0.08％。
S4：将熔炼后的金属原材料采用底注式浇筑系统，可以有效的阻止熔渣进入到砂型模具的型腔之中，从而有效的避免造成渣孔或者泄露的情况出现，并通过设置有陶瓷过滤片的方式充分的浇筑到制造好的砂型模具中，为了适应气缸盖内部的形状，避免出现散热不均匀出现热节的情况，需要在气缸盖的节点区域设置外冷铁，从而实现原材料的均匀冷却，保证气缸盖的高密性；
S5：待到金属材料完全冷却固化后，取出铸造好的气缸盖铸件；
S6：对铸造好的气缸盖铸件进行加强和整形处理，完成对气缸盖的铸造加工操作，对于气缸盖铸件的整形处理包括精加工和抛光处理两个工序，可以有效的提高气缸盖铸件的表面精度，从而确保气缸盖铸件的高密性；
对于铸造完成的气缸盖铸件的加强处理操作，包括以下的步骤：
S61：首先，对铸造好的气缸盖铸件的多余部分进行切割操作，并去除气缸盖铸件表面的毛刺，完成对气缸盖铸件的预处理；
S62：然后，将气缸盖铸件加热到860-900℃的温度，保温后再在油或熔盐中冷却实现淬火，后经250-350℃加热保温回火，提高气缸盖铸件的强度；
S63：最后，在对气缸盖铸件的表面进行喷砂处理，进一步的提高气缸盖铸件的表面强度。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种高强度高密性的气缸盖铸造工艺，包括以下步骤，其特征在于：
S1：气缸盖铸造用材料和设备的选择和准备，原材料采用的是球墨铸铁；
S2：根据气缸盖制造图纸的要求制造出指定形状的砂型模具；
S3：对金属原材料进行熔炼操作，并在原材料熔炼的过程中添加稀土合金，完成对金属原材料的准备工作；
S4：将熔炼后的金属原材料采用底注式浇筑系统，并通过设置有陶瓷过滤片的方式充分的浇筑到制造好的砂型模具中；
S5：待到金属材料完全冷却固化后，取出铸造好的气缸盖铸件；
S6：对铸造好的气缸盖铸件进行加强和整形处理，完成对气缸盖的铸造加工操作。
2.根据权利要求1所述的一种高强度高密性的气缸盖铸造工艺，其特征在于，所述步骤2中采用碱酚醛树脂砂进行砂型模具的制作，并且在砂型模具制作的过程中保证气缸盖燃烧室平面朝下且分型面设计在铸件的顶上。
3.根据权利要求1所述的一种高强度高密性的气缸盖铸造工艺，其特征在于，所述步骤3中对于金属原材料的熔炼操作，包括以下的步骤：
S31：首先，将原材料球墨铸铁进行高温熔化，使得原材料成为熔融状态；
S32：然后，依据原材料的质量向熔融的原材料内加注比例为0.5％-0.7％的稀土硅铁合金和稀土镁硅铁合金，且稀土硅铁合金和稀土镁硅铁合金的比例为2比1设置，加热温度为1500到1550摄氏度之间；
S33：最后，在经过上述处理后的原材料表面加注75硅铁合金，加注的量为原材料总量的0.8％-1％设置，加注时的温度应保持在1460-1470摄氏度之间，完成对金属原材料的制备操作。
4.根据权利要求3所述的一种高强度高密性的气缸盖铸造工艺，其特征在于，所述步骤33中制备出的金属原材料，其内部各种化学成为含量为碳3.7％-3.9％，硅1.2％-1.4％，锰0.4％-0.7％，磷小于0.03％，硫小于0.03％，铜0.5％-0.7％，镁0.005％-0.009％，钼0.2％-0.35％，稀土金属0.04％-0.08％。
5.根据权利要求1所述的一种高强度高密性的气缸盖铸造工艺，其特征在于，所述步骤4中为了适应气缸盖内部的形状，避免出现散热不均匀出现热节的情况，需要在气缸盖的节点区域设置外冷铁，从而实现原材料的均匀冷却，保证气缸盖的高密性。
6.根据权利要求1所述的一种高强度高密性的气缸盖铸造工艺，其特征在于，所述步骤6中对于铸造完成的气缸盖铸件的加强处理操作，包括以下的步骤：
S61：首先，对铸造好的气缸盖铸件的多余部分进行切割操作，并去除气缸盖铸件表面的毛刺，完成对气缸盖铸件的预处理；
S62：然后，将气缸盖铸件加热到860-900℃的温度，保温后再在油或熔盐中冷却实现淬火，后经250-350℃加热保温回火，提高气缸盖铸件的强度；
S63：最后，在对气缸盖铸件的表面进行喷砂处理，进一步的提高气缸盖铸件的表面强度。
7.根据权利要求1所述的一种高强度高密性的气缸盖铸造工艺，其特征在于，所述步骤6中对于气缸盖铸件的整形处理包括精加工和抛光处理两个工序，可以有效的提高气缸盖铸件的表面精度，从而确保气缸盖铸件的高密性。
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