專利名稱：發(fā)動機(jī)用雙層排氣管的消失模鑄造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動機(jī)用雙層排氣管的消失模鑄造方法。
背景技術(shù)：
發(fā)動機(jī)用雙層水冷排氣管在內(nèi)燃機(jī)氣缸蓋的出口，由于其大幅降低了排出廢氣的 溫度，使氣體縮小了體積，降低了出口阻力，因此提高發(fā)動機(jī)的功率。國外先進(jìn)國家用得很 普遍，在我國目前應(yīng)用并不廣，是一個很有潛力的產(chǎn)品。目前國內(nèi)產(chǎn)品主要用樹脂砂制芯， 樹脂砂澆注后廢氣量大，污染大且成本比消失模高15%以上。目前，現(xiàn)有的水冷雙層排氣管的傳統(tǒng)鑄造方法是型腔用普通砂或冷硬樹脂砂，內(nèi) 芯用樹脂砂制作，而水夾套泥芯則用兩半薄殼泥芯在下芯時粘接而成。其主要問題是1、這 兩半薄殼泥芯很難精確控制，高了會壓壞，不得不做低。于是兩泥芯結(jié)合處總會留下縫隙， 澆注后被金屬液充滿，甚至常見一些排氣管分芯面處完全不同，影響了冷卻水的流動，降低 了效率也浪費(fèi)了金屬。2、氣道芯用樹脂砂制作，鑄件內(nèi)腔表面較毛糙，甚至有一些凸起的金 屬小疙瘩，增大了氣流的阻力，從而減小了發(fā)動機(jī)的輸出功率。而用消失模鑄造完全沒有水 套中的金屬披縫，因鑄件表面光滑氣流阻力小而受青睞，甚至發(fā)動機(jī)功率能提高10%以上。但是消失模水冷排氣管的制作難度較大，主要表現(xiàn)在1、鑄鐵管因夾層比鐵水輕 得多，容易上浮而穿孔。2、降低澆溫不易穿孔但會造成冷隔或澆不足，或則泡沫模氣化不完 全在鑄件內(nèi)有殘渣或氣孔而漏水。3、因水套較窄小，常常較長，首先掛涂料困難，內(nèi)腔又觀 察不到，只要任何內(nèi)腔部位一次涂料困氣或涂料掛涂性不好而未涂掛滿，金屬就會滲出造 成嚴(yán)重粘砂而報廢；其次振實(shí)充填干砂時若干砂充填不滿不緊，都會造成多肉及嚴(yán)重粘砂 同時發(fā)生，造成鑄件報廢。因此，如何解決上述問題是本實(shí)用新型的研究對象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)動機(jī)用雙層排氣管的消失模鑄造方法，該方法可有 效解決雙層水冷排氣管在消失模鑄造過程出現(xiàn)的冷隔、鑄件遺留殘渣或氣孔、多肉和粘砂 等問題，有利于降低生產(chǎn)成本，提高發(fā)動機(jī)用雙層排氣管的鑄造質(zhì)量。其解決方案是一種發(fā)動機(jī)用雙層排氣管的消失模鑄造方法，其特征在于按以下 步驟進(jìn)行將發(fā)動機(jī)用雙層排氣管模型分為至少四個分離單元，制作聚苯乙烯泡沫發(fā)泡成 型模具，將聚苯乙烯珠粒注入四個分離單元的模具中，從而制成各分離單元的聚苯乙烯泡 沫模型，將各分離單元粘接成排氣管整體模型；在整體模型表面涂上透氣涂料；根據(jù)澆鑄 工藝將排氣管模型組合成模串，并粘上澆注系統(tǒng)；將組合后的整體模型植入砂箱中；往砂 箱中加干砂，邊加邊用振實(shí)臺把干砂振實(shí)，要露出澆口杯；往澆注管道口澆注鐵水，采用的 適中的澆溫。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
(1)本發(fā)明采用低比重的可發(fā)性聚苯乙烯珠粒制備發(fā)動機(jī)用雙層排氣管模型，可防止吸熱太多，發(fā)氣量太大；
(2)本發(fā)明在整體模型表面涂上以莫來石粉為耐火骨料的單層高透氣易脫殼涂料覆蓋 膜，可盡快排出氣體，使內(nèi)腔涂料澆后能清除，防止鑄件粘砂，同時價格低廉，有利于降低生 產(chǎn)成本；
(3)本發(fā)明采用底側(cè)澆注和底部下側(cè)澆注的澆注系統(tǒng)及較小真空，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)澆注，防塌 箱及卷渣；
(4)本發(fā)明采用橫向充填效率高的振實(shí)臺往砂箱充填型砂，防止干砂填不足和不緊 ，產(chǎn) 生鑄件多肉和粘砂缺陷，引起鑄件報廢；
(5)本發(fā)明的適中的澆溫，既防冷隔碳層又防壁破。


圖1為本發(fā)明主視圖 圖2為本發(fā)明局部放大圖
圖3為本發(fā)明實(shí)施例1主視圖 圖4為本發(fā)明實(shí)施例1俯視圖 圖5為本發(fā)明實(shí)施例2主視圖 圖6為本發(fā)明實(shí)施例3主視圖
其中1_雙層排氣管消失模泡沫模型 2-透氣涂料 3-砂箱 4-干砂 5-澆注 管道 6-澆口杯 7-直澆道 8-橫澆道 9-內(nèi)澆道。
具體實(shí)施例方式參考圖1和圖2，一種發(fā)動機(jī)用雙層排氣管的消失模鑄造方法，其特征在于按以下 步驟進(jìn)行
(1)由于排氣管是雙層結(jié)構(gòu)，無法一次成型，所以將發(fā)動機(jī)用雙層排氣管模型1分為至 少四個分離單元，制作聚苯乙烯泡沫發(fā)泡成型模具，將低比重(0. 019 - 0. 020克/厘米3) 的可發(fā)性聚苯乙烯珠粒注入四個分離單元的模具中，從而制成各分離單元的聚苯乙烯泡沫 模型，將各分離單元粘接成排氣管整體模型1 ；排氣管整體模型1采用低比重的聚苯乙烯珠 粒，可防止?jié)沧r吸熱太多，發(fā)氣量太大。上述排氣管整體模型1 采用的珠粒比重若太小(小于0. 019克/厘米3)，一是充 填模具型腔時容易導(dǎo)致充填不滿，打出來的泡沫模成型不完整；二是打出來的泡沫模片強(qiáng) 度不夠，容易發(fā)生變形，造成尺寸偏差；
采用的珠粒比重太大(大于0. 020克/厘米3)，一是澆注時泡沫模氣化吸收的熱量多， 必須提高澆注溫度；二是澆注時溫度越高，泡沫模比重越大，發(fā)氣量也越大，容易引起鐵水 反噴和鑄件穿孔現(xiàn)象；三是泡沫模比重大澆注出來的鑄件容易產(chǎn)生皺皮和夾渣缺陷； 因此選用低比重(0. 019 - 0. 020克/厘米3)的可發(fā)性聚苯乙烯珠粒。(2)在整體模型1表面涂上單層高透氣易脫殼涂料2 ；以盡快排出泡沫氣化產(chǎn)生的 氣體，并使內(nèi)腔涂料2澆后能清除。上述涂料2的耐火骨料采用耐火度高(約1770°C)，高溫化學(xué)性質(zhì)(1800°C時仍很 穩(wěn)定，1810°C時開始分解)穩(wěn)定，高溫下強(qiáng)度不降低，熱膨脹系數(shù)小，價格相對低廉(約900元/噸)的莫來石粉，以保證涂料2的耐火度，防止鑄件粘砂。上述涂料2采用一次浸泡涂掛在整體模型1表面上。當(dāng)涂料2的涂層厚度太薄 (小于0. 3mm)，鑄件容易粘砂；當(dāng)涂層厚度太厚(大于0. 5mm)，會降低涂層的透氣性，影響氣 體的排出，產(chǎn)生皺皮、氣孔等缺陷。因此，涂掛的涂料2厚度控制在干燥后0. 3 — 0. 5mm。上述涂料2價格每噸干料成本不超過1000元，而市售的國產(chǎn)消失模涂料2價格基 本在每噸2000 - 5000元，有的甚至高達(dá)7000 — 8000元，目前國內(nèi)使用比較廣泛的桂林5 號(由桂林市中南鑄冶材料研究所研制)，價格為3300元/噸，因此，上述涂料2在鑄造精度 上滿足所需鑄造精度要求的同時，其價格較市售的國產(chǎn)消失模涂料2更為低廉，有利于降 低生產(chǎn)成本。(3)根據(jù)澆鑄工藝將排氣管模型1組合成模串，并粘上澆注系統(tǒng)。用底側(cè)澆注和底 部下側(cè)澆注的澆注系統(tǒng)及較小真空，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)澆注，防塌箱及卷渣；
(4)將組合后的整體模型1植入砂箱3中；
(5)往砂箱3中加干砂4，邊加邊用振實(shí)臺把干砂4振實(shí)，要露出澆口杯5；采用橫向 充填效率高的振實(shí)臺振實(shí)，防止干砂填不足和不緊，產(chǎn)生鑄件多肉和粘砂缺陷，引起鑄件報廢。(6)往澆注管道口 6澆注鐵水，采用的適中的澆溫。當(dāng)澆注溫度低(小于1400°C)，不利于整體模型1熱解產(chǎn)物氣化，并排出型外，容易 產(chǎn)生碳層和夾渣缺陷；溫度低，鐵水流動性下降，鑄件也容易產(chǎn)生冷隔，澆不足現(xiàn)象。當(dāng)澆注溫度過高(大于1450°C)，整體模型1氣化產(chǎn)生的發(fā)氣量也越大，夾層中產(chǎn) 生的氣體不能及時排出，容易沖破鑄件外壁。因此，采用適中的澆溫(約1400 - 1450°C)，既防冷隔碳層又防壁破。具體實(shí)施例1
如圖3和圖4所示，上述澆注管道6包括澆口杯5、直澆道7和橫澆道8，鐵水注入澆口 杯5后沿直澆道7和橫澆道8流入泡沫模型1中，完成鑄造過程。具體實(shí)施例2:
如圖5所示，上述澆注管道6包括澆口杯5、直澆道7和橫澆道8，鐵水注入澆口杯5后 沿直澆道7和橫澆道8流入泡沫模型1中，完成鑄造過程。具體實(shí)施例3
如圖6所示，上述澆注管道6包括澆口杯5、直澆道7、橫澆道8和內(nèi)澆道9，鐵水注入澆 口杯5后沿直澆道7和橫澆道8流入內(nèi)澆道9中，再分別從內(nèi)澆道9流入泡沫模型1中，完 成鑄造過程。
本發(fā)明構(gòu)思新穎，設(shè)計合理，具有較大的推廣價值。
權(quán)利要求
一種發(fā)動機(jī)用雙層排氣管的消失模鑄造方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行 (1) 將發(fā)動機(jī)用雙層排氣管模型分為至少四個分離單元，制作聚苯乙烯泡沫發(fā)泡成型模具，將聚苯乙烯珠粒注入四個分離單元的模具中，從而制成各分離單元的聚苯乙烯泡沫模型，將各分離單元粘接成排氣管整體模型； (2) 在整體模型表面涂上透氣涂料；(3) 根據(jù)澆鑄工藝將排氣管模型組合成模串，并粘上澆注系統(tǒng)； (4) 將組合后的整體模型植入砂箱中； (5) 往砂箱中加干砂，邊加邊用振實(shí)臺把干砂振實(shí)，要露出澆口杯；(6) 往澆注管道口澆注鐵水，采用的適中的澆溫。
全文摘要
一種發(fā)動機(jī)用雙層排氣管的消失模鑄造方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行將發(fā)動機(jī)用雙層排氣管模型分為至少四個分離單元，制作聚苯乙烯泡沫發(fā)泡成型模具，將聚苯乙烯珠粒注入四個分離單元的模具中，從而制成各分離單元的聚苯乙烯泡沫模型，將各分離單元粘接成排氣管整體模型；在整體模型表面涂上透氣涂料；根據(jù)澆鑄工藝將排氣管模型組合成模串，并粘上澆注系統(tǒng)；將組合后的整體模型植入砂箱中往砂箱中加干砂，邊加邊用振實(shí)臺把干砂振實(shí)，要露出澆口杯；往澆注管道口澆注鐵水，采用的適中的澆溫。本發(fā)明提供一種發(fā)動機(jī)用雙層排氣管的消失模鑄造方法，該方法可有效解決雙層水冷排氣管在消失模鑄造過程出現(xiàn)的冷隔、鑄件遺留殘渣或氣孔、多肉和粘砂等問題，有利于降低生產(chǎn)成本，提高發(fā)動機(jī)用雙層排氣管的鑄造質(zhì)量。
文檔編號B22C7/02GK101829760SQ20101015215
公開日2010年9月15日 申請日期2010年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月21日
發(fā)明者孫之郕, 孫平 申請人:福清龍?zhí)C(jī)械有限公司