CN1380489A - 一种发动机排气管及其一体化制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种发动机排气管及其一体化制备工艺。该发动机排气管由壳体外层[1]、壳体内层[2]、隔热层[3]组成,隔热层[3]位于壳体外层[1]和壳体内层[2]之间;壳体外层[1]和壳体内层[2]由耐热铸铁合金制成,隔热层[3]由陶瓷复合材料制成,其一体化制备工艺流程为:隔热层与蜡模一体造型,烘干脱蜡,然后浇注成型;该发明将弥补喷涂脱落、包覆材料掉渣、有毒等缺陷,从根本上解决发动机排气系统隔热问题。
Description
1、技术领域：
本发明属于先进制造技术领域，特别是涉及到一种发动机排气管及其一体化制备工艺。
2、背景技术：
目前发动机排气管的隔热普遍采用传统的表面包覆，这种方法不仅隔热效果差，外表面温度仍高达400℃以上，而且抗震性能差，在行驶过程中掉渣掉块现象严重，同时也存在包覆工艺差和污染、有毒等问题。采用低密度隔热包覆材料，同以往隔热材料相比，隔热效果有所改善，但使用时间一长，由于有机高分子材料的降解失去粘结作用，使无机硅盐材料应力开裂，出现掉渣掉块现象而使隔热功能降低，同时工艺性较差，重复使用性差，成本高。
3、发明内容：
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种制备成本低、隔热效果好的发动机排气管及其一体化制备工艺。
本发明是通过以下方式实现的：
一种发动机排气管，它由壳体外层、壳体内层、隔热层组成，隔热层位于壳体外层和壳体内层之间；壳体外层和壳体内层由耐热铸铁合金制成，隔热层由陶瓷复合材料制成，三者通过一体化制备工艺结合在一起；壳体外层和壳体内层构成发动机排气管合金外壳。
上述发动机排气管隔热层中的陶瓷复合材料由氧化铝和氧化锆组成，二者质量百分比为：氧化锆65％，氧化铝35％；用来制作壳体外层和壳体内层的耐热铸铁合金，其成分质量百分比为：碳，1.6-2.5％；硅，4.0-6.0％；锰，0.4-0.8％；余为铁。
上述发动机排气管一体化制备工艺，其特征是包括以下步骤：
1)用注塑机将陶瓷复合浆料通过金属模具注塑成陶瓷隔热层坯体；并用普通铸造工艺铸造排气管合金外壳的模型；
2)将陶瓷隔热层的坯体在烘干箱中烘干、脱塑；
3)将烘干后的陶瓷隔热层的坯体与合金外壳的模型一同进行砂型造型并整体烘干；
4)将准备用来制作合金外壳的材料置入感应炉中熔化并浇注到整体烘干的模型中，实现隔热层排气管的一体化制备；
上述发动机排气管一体化制备工艺中，步骤1)中隔热层坯体所用陶瓷复合材料浆料的粒度分布为：3-5微米占55％，5-10微米占45％；步骤2)中陶瓷隔热层模壳的烘干、脱塑温度为240℃，时间为1小时；步骤4)中所述的耐热铸铁合金在中频感应炉内熔炼，熔炼温度为1450℃；浇注温度为1380℃。
通过以上工艺制备的排气管使发动机排气系统的隔热工艺得到大大改善，提高了排气隔热系统的可靠性和维修性；同时降低了发动机排气系统表面温度，解除了对发动机附件构成的威胁，使发动机的性能得以充分发挥，改善了乘员的工作环境，通过本发明工艺制备的发动机排气管其隔热效果达到管内通过温度为
1000℃ 3小时而管表面温度仅为170℃，低于所要求的250℃。
4、附图说明：
图1为发动机排气管横断面结构示意图。
图中1-壳体外层、2-壳体内层、3-隔热层
5、具体实施方式：
下面给出本发明的两个最佳实施实例：
实施例1：以制备船用大型柴油发动机排气管为例：利用注塑机将氧化锆与氧化铝复合浆料在模具中注塑成陶瓷夹层，其中氧化铝和氧化锆二者质量百分比为：氧化锆65％，氧化铝35％；粉料粒度3-10微米，其中3-5微米占55％，5-10微米占45％。陶瓷夹层在烘干箱中烘干，温度240℃，时间1小时。夹层外包合金材料为耐热铸铁，其合金成分为(质量百分比)：碳，1.6％；硅，6.0％；锰，0.4％；余为铁。合金在中频感应炉内熔炼，熔炼温度1450℃，1380℃时浇注。所得产品隔热效果达到管内通过温度为1000℃时3小时管表面温度仅为170℃，低于所要求的250℃。
实施例2：以制备装甲车用柴油发动机排气管试件为例：利用注塑机将氧化锆(65％)与氧化铝(35％)复合浆料在模具中注塑成陶瓷夹层，其中氧化铝和氧化锆二者质量百分比为：氧化锆65％，氧化铝35％；粉料粒度3-10微米，其中3-5微米占55％，5-10微米占45％。陶瓷夹层在烘干箱中烘干，温度240℃，时间1小时。夹层外包合金材料为耐热铸铁，其合金成分为(质量百分数)：碳，2.5％；硅，4.0％；锰，0.8％；余为铁。合金在中频感应炉内熔炼，熔炼温度1450℃，1380℃时浇注。所得产品隔热效果达到管内通过温度为1000℃时3小时管表面温度仅为170℃，低于所要求的250℃。
Claims (8)
1、一种发动机排气管，其特征是：它由壳体外层[1]、壳体内层[2]、隔热层[3]组成，隔热层[3]位于壳体外层[1]和壳体内层[2]之间；壳体外层[1]和壳体内层[2]由耐热铸铁合金制成，隔热层[3]由陶瓷复合材料制成，三者通过一体化制备工艺结合在一起；壳体外层[1]和壳体内层[2]构成发动机排气管合金外壳。
2、根据权利要求1所述的发动机排气管，其特征是：隔热层[3]中的陶瓷复合材料由氧化铝和氧化锆组成，二者质量百分比为：氧化锆65％，氧化铝35％。
3、根据权利要求1所述的发动机排气管，其特征是：用于制作壳体外层[1]和壳体内层[2]的耐热铸铁合金的各组份质量百分比为：碳，1.6-2.5％；硅，4.0-6.0％；锰，0.4-0.8％；余为铁。
4、一种权力要求1所述发动机排气管的一体化制备工艺，其特征是包括以下步骤：
1)用注塑机将陶瓷复合浆料通过金属模具注塑成陶瓷隔热层坯体；并用普通铸造工艺铸造排气管外壳的模型；
2)将陶瓷隔热层的坯体在烘干箱中烘干、脱塑；
3)将烘干后的陶瓷隔热层的坯体与排气管合金外壳的模型一同进行砂型造型并整体烘干；
4)将准备用来制作排气管外壳的合金材料置入感应炉中熔化并浇注到整体烘干的模型中，实现隔热层排气管的一体化制备。
5、根据权利要求4所述的发动机排气管一体化制备工艺，其特征是：步骤1)中隔热层坯体所用陶瓷复合材料浆料的粒度分布为：3-5微米占55％，5-10微米占45％。
6、根据权利要求4所述的发动机排气管隔热层一体化制备工艺，其特征是：步骤2)中陶瓷隔热层模壳的烘干、脱塑温度为240℃，时间为1小时。
7、根据权利要求4所述的发动机排气管一体化制备工艺，其特征是：步骤4)中所述的耐热铸铁合金在中频感应炉内熔炼，熔炼温度为1450℃。
8、根据权利要求4所述的发动机排气管一体化制备工艺，其特征是，步骤4)中浇注温度为1380℃。
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