SU980955A1 - Способ получени отливок автомобильных распределительных валов - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК АВТОМОБИЛЬНЫХ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНБ1Х ВАЛОВ

1

Изобретение относитс  к литью металлов , в частности к получению отливкой распределительных валов с искуственнььм отбеливанием кулачков при помощи холодильников .

Известны способы изготовлени  чугунных распределительных валов: отливка с последующей закалкой кулачков; отливка с отбеливанием кулачков при помощи холодильников-кокилей ; отливка с естественным отбелом кулачков 1.

Термообработанные (закаленные) валы и.меют мартенситную структуру кулачков и твердость до 56 HRC, отбеленные кулачки имеют в структуре ледебурит и твердость отбеленного сло  не более 52 HRC.

Износ кулачков зависит от величины нагрузки на кулачок при работе двигател . Дл  двигател  с большой концентрацией нагрузки на кулачок в мировой практике используют отбеленные кулачки, получа  в результате уменьщение износа.

Известен способ изготовлени  распределительных валов с отбеливанием кулачков холодильниками, устанавливаемыми или заформовываемыми в обычную объемную

литейную форму с заливкой жидким чугуном при 1350-1370°С 2.

Наиболее близким техническим рещением к предложенному  вл етс  способ изготовлени  отливок в оболочковых формах с использованием холодильников и охлаждени  разных участков отливки с различной скоростью 3.

Однако этот способ не позвол ет получить заданную глубину отбела отдельных ,Q участков отливки и получить распределительные валы повышенной износостойкости .

Цель изобретени  - повышение износостойкости валов.

Эта цель достигаетс  те.м, что согласно 15 способу изготовлени  отливки автомобильных распределительных валов, включающему получение оболочковой формы с установкой холодильников, заливку форм жидки.м чугуном и охлаждение кристаллизующегос  .металла, последний заливают при 1375-1400°С, а охлаждение его при первичной кристаллизации осуществл ют со скоростью 35-40°С/с в носике кулачка и 0,4-0,5С/с - в центральной части вала.

Более высока  температура заливки чугуна уменьшает скорость охлаждени , что в комплексе с определенными скорост ми охлаждени  при первичной кристаллизации способствует получению заданной структуры.

Способ осуществл ют следующим путем . Изготавливают двухслойную оболочковую форму с облицовочным слоем или однослойную , вставл ют (до или после формовки ) в места, формирующие носики кулачков , холодильники.

Готовые формы заливают чугуном при 1375-1400°С. Скорость охлаждени  чугуна в период первичной кристаллизации принимают в пределах 35-40°С/с в носике кулачка и 0,4-0,5°С/с в центре валика. Эти скорости обеспечиваютс  за счет сухой тонкостенной оболочковой фор.мы.

Пример 1. Готов т тонкостенные двухслойные оболочковые формы толщиной пор дка 25 мм с облицовочным слоем толщиной около 5 мм, нанесенным насыпным методом с отверждением по нагретой моТемпература заливки, °С

1370

Глубина отдела,

мм12,6

Твердость находитс  в пределах 48-52 НРС. Как видно, разброс по твердости составл ет всего 4 единицы.

Указанна  выше форма обеспечивает скорость охлаждени  при первичной кристаллизации в носике кулачка 35-40°С/с и в центре валика 0,4-0,5°С/с.

В данном случае привести примеры с указанием характеристик полученного вала на крайнее и среднее значение скороетей не представл етс  возможным, так как они прин ты в нешироком диапазоне и их практически невозможно разграничить. Однако увеличение скоростей соответственно 40°С/с и 0,5°С/с приводит к значительному увеличению зоны отбела, плохой обрабатываемой, хрупкости (как в объемной форме); а уменьшение скоростей соответственно 35°С/с и 0,4°С/с уменьшает зону отбела (как при толстостенной сухой форме).

Из табл. 1 видно, что уменьшение температуры заливки 1375°С увеличивает глубины отбела до 12,6 мм и не привариваетс  стальна  щестерн .

Увеличение температуры заливки 1400°d снижает глубину отбела до 6 мм. После механической обработки глубина сло  остаетс  недостаточной.

дели из сухой песчано-смол ной смеси известного состава, вес.%:

Формовочный песок КО2094

Смола ПК 1046

Опорный слой получают пескострельным методом из жидкостекольной песчаной смеси с отверждением по COj. процессу из известного состава, вес.°/о:

Песок КО1693,5

Жидкое стекло5

Едкий натр1

Понизитель в зкости ПВХЛ0,5

Получена суха  тонкостенна  форма, обеспечивающа  более устойчивые теплофизические свойства, чем сыра  песчана  объемна  форма. Устанавливают холодильники ковкого чугуна.

Заливают чугун следующего состава %: С 3,3; Si 2,1; Мп 0,85; S 0,10; Gr 0,3; Р 0,1.

Мен ют температуру заливки от 1370 до 1417°С (см. табл.О.

Таблица 1

ЙОО

1385

1375

11

10

11,2

Пример 2. Осуществл етс  аналогично примеру 1, при тех же параметрах процесса . Заливку осуществл ют в объемную сырую песчаную форму и оболочковую тонкостенную двухслойную форму из одного ковша .

Услови  заливки приведены в табл. 2.

Термопарами, установленными в центре вала, замер ют одновременно температуру в обеих формах. Из табл. 2 видно, что отдача тепла в оболочковой двухслойной сухой форме происходит медленнее и эта разница увеличиваетс  по мере затвердевани , что способствует надежному получению заданной структуры.

Из приведенных данных видно, что оптимальные результаты обеспечивает температура заливки металла 1375-1400°С и ско,рость охлаждени  при первичной кристаллизации 35-40°С/с в носике кулачка и 0,4-0,5°С/с в центре валика.

В результате получени  заданной ледебуритной структуры кулачков распределительного вала и серого чугуна в сердцевине значительно повышаетс  износостойкость валов. Например, испытание на двигателе в течение 400 ч показывает, что износ стальных распределительных валов достигает 65 мкм, чугунных с закалкой 1780 мкм и из низколегированного чугуна по предлатаемому способу 16 мкм. Экономический эффект выражаетс  в увеличении продолжительности эксплуатации распределительного вала в 2-3 раза.

Экбномический эффект в денежном выражении может быть оценен после эксплуатации валов на автомобил х в течение определенного времени.

Таблица2

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ получения отливок автомобильных распределительных валов, включающий изготовление оболочковой формы, установку холодильников, заливку чугуна и последующее охлаждение кристаллизующегося металла, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости валов, чугун заливают при 1375—1400°С, а охлаждение при первичной кристаллизации осуществляют со скоростью 35—40°С/с в носике кулачка и 0,4—0,5°С/с — в централь40 ной части вала.