專利名稱：克服汽車曲軸箱鑄件水道油道粘砂和碳黑缺陷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及提高鑄件質(zhì)量的方法，具體涉及在采用消失模鑄造工藝中，克服汽車曲軸箱鑄件水道、油道粘砂和碳黑物缺陷的方法。
背景技術(shù)：
由于消失模鑄造不存在分型和起模，也不需要型芯，因此適應較為復雜的鑄件生產(chǎn)，如缸體、進排氣岐管、變速箱體，等等。汽車發(fā)動機曲軸箱缸體是裝配各機構(gòu)、各系統(tǒng)的基體，而且本身的許多部分又分別是曲軸連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)、供給系、冷卻系和潤滑系的組成部分，許多部位由水道、油道組成雙夾層，其結(jié)構(gòu)復雜而且壁薄，性能要求高，因此，鑄造難度較大，采用消失模鑄造工藝鑄造汽車發(fā)動機曲軸箱是非常適宜的。例如，申請?zhí)枮?00410040120.0、名稱為“負壓實型鑄造汽車發(fā)動機曲軸箱體的方法”的發(fā)明專利申請。該“方法”放棄了傳統(tǒng)的造型制芯、組芯合型，空腔澆注成型的鑄造方法，采用先進的消失模鑄造技術(shù)，即用泡沫塑料模樣取代原來的空型腔呈實體的鑄型，并且在澆注過程中泡沫塑料模樣不取出，隨著金屬液的推移而逐漸地氣化消失，模樣和金屬液同時存在，使鑄型始終保持呈實體的狀態(tài)，直至澆注完畢，模樣完全被金屬液所取代，從而得到所需要的鑄件。該“方法”改善了鑄件的外在質(zhì)量和內(nèi)部組織，提高了鑄件的合格率，降低了生產(chǎn)成本。該“方法”實現(xiàn)了用簡易的設(shè)備和先進的消失模技術(shù)鑄造汽車發(fā)動機曲軸箱，但在大規(guī)模生產(chǎn)時，要獲得高的合格率及優(yōu)良的內(nèi)在質(zhì)量，則必須解決水道、油道粘砂和碳黑缺陷(碳黑缺陷又稱熱解夾雜物、或氣化不全)這兩個關(guān)鍵的技術(shù)難題。而這兩大難點在消失模鑄件中往往是難以逾越的障礙。以致迄今為止，鑄造汽車發(fā)動機曲軸箱采用最有優(yōu)勢的消失模鑄造工藝的廠家極少。
經(jīng)研究分析，發(fā)動機曲軸箱缸體水道、油道產(chǎn)生粘砂的主要原因1、水道、油道均處于熱飽和區(qū)域、鐵水液態(tài)時間相對較長，在負壓的作用下易滲出；2、水道是半封閉式的狹窄型腔，涂料在轉(zhuǎn)角交界處強度不夠，型砂堅實不足，在鐵水靜壓力的作用下易開裂；3、涂層在烘干過程中開裂。產(chǎn)生碳黑缺陷的主要原因1、白模粘膠；2、澆注系統(tǒng)設(shè)計不合理；3、涂層型砂透氣性差、負壓不夠，熱解產(chǎn)物排出不暢；4、是澆注后負壓保持時間過長。如果單從克服粘砂缺陷考慮，可以增加涂層厚度，降低負壓絕對值，粘砂情況立馬解決，但又不利于模樣高溫熱解產(chǎn)物的排出，鑄件隨即產(chǎn)生碳黑缺陷，所以，采取的技術(shù)措施必須兩者兼顧。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種克服汽車曲軸箱鑄件水道油道粘砂和碳黑缺陷的方法，能解決消失模鑄造發(fā)動機曲軸箱容易出現(xiàn)的鑄件水道、油道粘砂和碳黑缺陷的技術(shù)問題，使其在大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的情況下，進一步提高發(fā)動機曲軸箱鑄件的合格率。
本發(fā)明所述的克服汽車曲軸箱鑄件水道油道粘砂和碳黑缺陷的方法法，包括制作模塊、組合模樣、涂料干燥、震動造型、熔煉鐵水、負壓澆注工序，其特征在于a.在制作泡沫塑料模塊和組合模樣工序，根據(jù)發(fā)動機曲軸箱的結(jié)構(gòu)和底注立澆式澆注系統(tǒng)的特點，將鑄件、內(nèi)澆道和冒口分解成多個模塊，各模塊均用經(jīng)預發(fā)泡的泡沫塑料分別射入不同的模具內(nèi)發(fā)泡成型，經(jīng)烘干處理后，用粘接劑組合成包括冒口、鑄件模型和內(nèi)澆道為一體的模樣；其內(nèi)澆道為矩形，設(shè)在矩形內(nèi)澆道上的各內(nèi)澆口正對發(fā)動機曲軸箱的軸承座。實踐證明，這樣設(shè)置澆注系統(tǒng)，鐵水流動最為平穩(wěn)，金屬液上升方向與泡沫塑料分解氣化生成物的流向一致，有利于排氣浮渣，防止產(chǎn)生熱解夾雜物缺陷。此外，應盡量選擇熱解夾雜物少的粘接劑。
b.在模樣涂料干燥工序，先采用涂料局部浸涂組合模樣上形成水道的內(nèi)壁和油道的內(nèi)壁；涂層厚度控制在0.2-0.4mm，在35-55℃下烘烤干燥；然后再用涂料整體浸涂組合模樣，分兩次進行第一次浸涂的水基涂料的波美度為55-65，涂層厚度控制在0.3-0.5mm，在35-55℃下烘烤干燥；第二次浸涂的水基涂料的波美度為50-60，總涂層厚度控制在0.8-1.2mm，在35-55℃下烘烤干燥；其作用是在易粘砂的部位增加涂層的強度、厚度，防止涂層開裂及鐵水的毛細滲出。即局部加厚了涂層，既解決粘砂，又保證了涂層的透氣性，使熱解產(chǎn)物較為有效地排出。
c.在震動造型工序，選用的型砂為硅砂，粒度為40-70篩；型砂粒度的選擇兼顧既能防止粘砂缺陷產(chǎn)生，又保證良好的逶氣性能，防止生熱解夾雜物缺陷產(chǎn)生。
d.負壓澆注，澆注前啟動真空泵真空度控制在-0.045--0.055MPa，鐵水溫度控制在1460-1480℃，澆注后負壓保持的時間控制在3-7分鐘內(nèi)。增大真空度、提高澆注溫度有利于模樣熱解產(chǎn)物的排除。
所述的克服汽車曲軸箱鑄件水道油道粘砂和碳黑缺陷的方法，制作模塊所用泡沫塑料為聚苯乙烯樹脂珠粒(EPS)、或者聚甲基丙烯酸甲酯樹脂珠粒(EPMMA)、或者甲基丙烯酸甲脂一苯乙烯共聚樹脂珠粒(StMMA)。采用聚苯乙烯樹脂珠粒(EPS)，生產(chǎn)成本低，且表面質(zhì)量和模樣強度均優(yōu)于前兩種。
本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點能克服消失模鑄造發(fā)動機曲軸箱容易出現(xiàn)的鑄件水道粘砂、油道和熱解夾雜物(即碳黑)缺陷，使發(fā)動機曲軸箱鑄件合格率大幅度提高，達到95％以上。


圖1是汽車曲軸箱體模樣與內(nèi)澆道組合示意圖。
圖2是圖1的A-A剖視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)以鑄造重慶長安汽車集團所生產(chǎn)的汽車用462、465、474、491發(fā)動機的曲軸箱體為例。采用本發(fā)明所述的方法，通過制作模塊、組合模樣、涂料干燥、震動造型、熔煉鐵水、負壓澆注和鑄件清理工序鑄造發(fā)動機的曲軸箱體，在工序中采取以下措施，有效地克服發(fā)動機曲軸箱鑄件水道、油道粘砂和熱解夾雜物缺陷。
參見圖1，在制作泡沫塑料模塊和組合模樣工序，根據(jù)發(fā)動機曲軸箱的結(jié)構(gòu)和底注立澆式澆注系統(tǒng)的特點，將鑄件、內(nèi)澆道和冒口分解成多個模塊，各模塊均用經(jīng)預發(fā)泡的泡沫塑料分別射入不同的模具內(nèi)發(fā)泡成型，經(jīng)烘干處理后，用粘接劑組合成包括冒口、鑄件模型和內(nèi)澆道為一體的模樣；其內(nèi)澆道為矩形，設(shè)在矩形內(nèi)澆道上的各內(nèi)澆口1正對發(fā)動機曲軸箱的軸承座2。以使金屬液平穩(wěn)上升，防止產(chǎn)生熱解夾雜物缺陷。
參見圖2，在模樣涂料干燥工序，先采用EP9513涂料局部浸涂組合模樣上形成的水道3的內(nèi)壁和油道4的內(nèi)壁，涂層厚度控制在0.2-0.4mm，在35-55℃下烘烤干燥；然后再用涂料整體浸涂組合模樣，分兩次進行；第一次浸涂的水基涂料的波美度為55-65，涂層厚度控制在0.3-0.5mm，在35-55℃下烘烤干燥；第二次浸涂的水基涂料的波美度為50-60，總涂層厚度控制在0.8-1.2mm，在35-55℃下烘烤干燥；其作用是形成水道鑄件模塊的涂層加厚，防止鑄件水道出現(xiàn)粘砂缺陷。
在震動造型工序，型砂為硅砂，粒度為50篩；型砂粒度的選擇兼顧既能防止粘砂缺陷產(chǎn)生，又保證良好的逶氣性能，防止生熱解夾雜物缺陷產(chǎn)生。
負壓澆注，澆注前啟動真空泵真空度控制在-0.055MPa，鐵水溫度控制在1480℃，澆注后負壓保持的時間控制在5分鐘，冷卻后即開箱落砂，進行鑄件清理。
權(quán)利要求
1.克服汽車曲軸箱鑄件水道油道粘砂和碳黑缺陷的方法，包括制作模塊、組合模樣、涂料干燥、震動造型、熔煉鐵水、負壓澆注工序，其特征在于a.在制作泡沫塑料模塊和組合模樣工序，根據(jù)發(fā)動機曲軸箱的結(jié)構(gòu)和底注立澆式澆注系統(tǒng)的特點，將鑄件、內(nèi)澆道和冒口分解成多個模塊，各模塊均用經(jīng)預發(fā)泡的泡沫塑料分別射入不同的模具內(nèi)發(fā)泡成型，經(jīng)烘干處理后，用粘接劑組合成包括冒口、鑄件模型和內(nèi)澆道為一體的模樣；其內(nèi)澆道為矩形，設(shè)在矩形內(nèi)澆道上的各內(nèi)澆口(1)正對發(fā)動機曲軸箱的軸承座(2)；b.在模樣涂料干燥工序，先采用涂料局部浸涂組合模樣上形成水道(3)的內(nèi)壁和油道(4)的內(nèi)壁；涂層厚度控制在0.2-0.4mm，在35-55℃下烘烤干燥；然后再用涂料整體浸涂組合模樣，分兩次進行第一次浸涂的水基涂料的波美度為55-65，涂層厚度控制在0.3-0.5mm，在35-55℃下烘烤干燥；第二次浸涂的水基涂料的波美度為50-60，總涂層厚度控制在0.8-1.2mm，在35-55℃下烘烤干燥；c.在震動造型工序，選用的型砂為硅砂，粒度為40-70篩；d.負壓澆注，澆注前啟動真空泵真空度控制在-0.045--0.055MPa，鐵水溫度控制在1460-1480℃，澆注后負壓保持的時間控制在3-7分鐘內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的克服汽車曲軸箱鑄件水道油道粘砂和碳黑缺陷的方法，其特征在于，制作模塊所用泡沫塑料為聚苯乙烯樹脂珠粒、或者聚甲基丙烯酸甲酯樹脂珠粒、或者甲基丙烯酸甲脂一苯乙烯共聚樹脂珠粒。
全文摘要
本發(fā)明涉及克服汽車曲軸箱鑄件水道油道粘砂和碳黑缺陷的方法，包括制作模塊、組合模樣、涂料干燥、震動造型、熔煉鐵水、負壓澆注工序，其特征是在制作泡沫塑料模塊和組合模樣工序，將矩內(nèi)澆道上的各內(nèi)澆口正對發(fā)動機曲軸箱的軸承座；在模樣涂料干燥工序，先采用水基涂料局部浸涂水內(nèi)壁和油道內(nèi)壁后再整體浸涂；在震動造型工序，選用型砂的粒度為40－70篩；在負壓澆注工序，真空度控制在－0.045～－0.055MPa，鐵水溫度控制在1460－1480℃，澆注后負壓保持的時間在3－7分鐘內(nèi)。能有效地克水道粘砂和熱解夾雜物缺陷，使鑄件合格率達到95％以上。
文檔編號B22C7/02GK1778491SQ20041008131
公開日2006年5月31日 申請日期2004年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月18日
發(fā)明者黃剛, 代蓬緒, 王遠 申請人:黃剛