專利名稱：一種汽車耐熱鋼排氣歧管熔模鑄造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬鑄造技術(shù)，具體涉及一種可消除或減少汽車發(fā)動機耐熱鋼排氣歧管鑄件常見的局部縮松和縮孔缺陷的熔模鑄造方法。
背景技術(shù)：
汽車排氣歧管是收集從發(fā)動機各氣缸中排出的廢氣并排向排氣管的部件，結(jié)構(gòu)如圖1，是發(fā)動機八大主要零部件之一，整個排氣系統(tǒng)工作效率的高低取決于排氣歧管的設(shè)計與制造。排氣歧管結(jié)構(gòu)復(fù)雜，管壁厚薄相差大，孤立熱節(jié)多，放置冒口困難，給鑄造工藝帶來了較大的難度。檢索國內(nèi)有關(guān)排氣歧管鑄造工藝專利和文章發(fā)現(xiàn)，2006年9月26日，申請?zhí)枮?200610107204. 0，發(fā)明名稱為《高鎳奧氏體球墨鑄鐵汽車排氣歧管及鑄造方法》的發(fā)明專利。2009年3月，陳勇、楊湘杰發(fā)表的《基于AnyCasting排氣歧管砂型鑄造數(shù)值模擬及試驗研究》;2011年10月，趙新武、楊敉等發(fā)表的《排氣歧管鑄件的鑄造工藝設(shè)計與優(yōu)化》都通過砂型鑄造來生產(chǎn)。但是因排氣歧管結(jié)構(gòu)復(fù)雜，砂型鑄造分型困難，砂芯活塊多，組合砂芯多，砂芯完全在高溫鐵液的包圍下，氣體難以排出。因此在鑄造過程中極易出現(xiàn)縮松、縮孔、氣孔等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
為解決砂型鑄造工藝生產(chǎn)汽車發(fā)動機排氣歧管存在的縮松、縮孔、氣孔等缺陷，本發(fā)明提供一種耐熱鋼排氣歧管的熔模鑄造方法。利用熔模鑄造這種少切削、可生產(chǎn)復(fù)雜難加工薄壁鑄件的鑄造工藝技術(shù)，獲得具有優(yōu)異性能的精密排氣歧管鑄件。本發(fā)明通過如下方法實現(xiàn)
一種汽車發(fā)動機耐熱鋼排氣歧管的熔模鑄造方法，它包括如下步驟
(1)制造蠟?zāi)?br> 以尿素為型芯材料，水為溶解介質(zhì)；在熔化溫度100— 150°C ;模具溫度50-80°C條件下采用自由澆注成型方法制作型芯
采用K-501號蠟，在化蠟溫度80-100°C;射蠟溫度50-70°C;射蠟壓力20Kg/cm2—60Kg/cm2 ;保壓時間20S — 80S ;冷卻水溫5_25°C條件下制作蠟?zāi)＃?br> 用薄片狀的烙鐵，將蠟?zāi)５倪B接部位熔化，使蠟?zāi)：冈谝黄鸾M裝成模組；
(2)制造型殼
1)模組的除油和脫脂
2)在t吳組上涂掛涂料和撒砂
涂掛涂料以前，先把涂料攪拌均勻；涂料涂好后，進行撒砂；其中砂層為三層，分別是面層硅溶膠配320目鋯粉，干燥5-10小時；過渡層硅溶膠配320目莫來石粉，干燥5_10小時；加固層硅溶膠配320目莫來石粉，干燥10-15小時；獲得型殼雛形。3)熔失熔模涂料和撒砂層完全干燥并硬化后，用熱水法熔去蠟?zāi)＝M，獲得型殼；4)焙燒型殼將脫蠟后的型殼放入加熱爐中，加熱升溫到1000-1200°C，保溫O. 5—2小時；通過上述程序獲得高性能型殼；
(3)合金熔煉采用中頻感應(yīng)爐熔煉，澆注前光譜在線分析合金成分，確保獲得成分合格的鑄件產(chǎn)品；
(4)澆注澆注溫度1580°C，模殼預(yù)熱溫度1000°C;澆注時間IOS ；
(5)落砂采用機械振動清砂和化學(xué)堿煮清砂相結(jié)合的方式；
(6)清理。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的顯著特點是
采用熔模鑄造代替現(xiàn)有砂型鑄造技術(shù)生產(chǎn)汽車發(fā)動機排氣歧管鑄件， 明顯改善了砂型鑄造技術(shù)生產(chǎn)排氣歧管鑄件出現(xiàn)的縮松、縮孔和氣孔等缺陷，排氣歧管鑄件表面質(zhì)量良好，加工余量減少，產(chǎn)品工藝出品率提高。


圖I :排氣歧管結(jié)構(gòu)示意圖。圖2 :產(chǎn)品組織分析示意圖(少數(shù)幾處深色部分為縮松、縮孔和氣孔缺陷)。
具體實施例方式實施例I
汽車發(fā)動機耐熱鋼排氣歧管采用熔模鑄造工藝與步驟如下
I.制造蠟?zāi)２捎每扇苣蛩匦托痉ǎ?br> 型芯制作工藝如下
I)型芯材料尿素；2)成型方法自由澆注；
3)熔化溫度150°C；4)模具溫度80°C ；5)溶解介質(zhì)水。蠟?zāi)Ｖ谱鞴に嚾缦?br> I)蠟?zāi)２牧螷-501號臘，2)化蠟溫度100°C ； 3)射蠟溫度70°C ；
4)射蠟壓力60Kg/cm2； 5)保壓時間80S ；
6)冷卻水溫25°C。2.制造型殼
1)模組的除油和脫脂
2)在t吳組上涂掛涂料和撒砂
涂掛涂料以前，先把涂料攪拌均勻。涂料涂好后，進行撒砂。面層硅溶膠配320目鋯粉，干燥10小時；過渡層硅溶膠配320目莫來石粉，干燥10小時；加固層硅溶膠配320目莫來石粉，干燥15小時。3)熔失熔模型殼完全硬化后，用熱水法從型殼中熔去模組。4)焙燒型殼型殼放入加熱爐中,加熱升溫到1200°C，保溫I小時。3.合金熔煉采用中頻感應(yīng)爐熔煉，澆注前光譜在線分析合金成分，確保獲得成分合格的鑄件產(chǎn)品。4.澆注澆注溫度1580°C，模殼預(yù)熱溫度1000°C。澆注時間10S。5.落砂采用機械振動清砂和化學(xué)堿煮清砂相結(jié)合的方式。
6.清理。產(chǎn)品組織分析表明，本實施例獲得的鑄件明顯改善了砂型鑄造生產(chǎn)汽車發(fā)動機排氣歧管存在的嚴重縮松、縮孔、氣孔等缺陷，僅在底部法蘭與冒口的接觸面存在少量縮松、縮孔、氣孔等缺陷(參見附圖2)。實施例2
汽車發(fā)動機耐熱鋼排氣歧管采用熔模鑄造工藝與步驟如下
I.制造蠟?zāi)２捎每扇苣蛩匦托痉ǎ?br> 型芯制作工藝如下
I)型芯材料尿素；2)成型方法自由澆注； 3)熔化溫度100°C；4)模具溫度50°C ；5)溶解介質(zhì)水。蠟?zāi)Ｖ谱鞴に嚾缦?br> I)采用K-501號臘，2)化蠟溫度80°C ； 3)射蠟溫度50°C ；
4)射蠟壓力20Kg/cm2； 5)保壓時間20S ；
6)冷卻水溫5°C。2.制造型殼
1)模組的除油和脫脂
2)在t吳組上涂掛涂料和撒砂
涂掛涂料以前，先把涂料攪拌均勻。涂料涂好后，進行撒砂。面層硅溶膠配320目鋯粉，干燥5小時；過渡層硅溶膠配320目莫來石粉，干燥5小時；加固層硅溶膠配320目莫來石粉，干燥10小時。3)熔失熔模型殼完全硬化后，用熱水法從型殼中熔去模組。4)焙燒型殼型殼放入加熱爐中，加熱升溫到1200°C，保溫2小時。3.合金熔煉采用中頻感應(yīng)爐熔煉，澆注前光譜在線分析合金成分，確保獲得成分合格的鑄件產(chǎn)品。4.澆注澆注溫度1580°C，模殼預(yù)熱溫度1000°C。澆注時間10S。5.落砂采用機械振動清砂和化學(xué)堿煮清砂相結(jié)合的方式。6.清理。產(chǎn)品分析表明，本實施例獲得的鑄件明顯改善了砂型鑄造生產(chǎn)汽車發(fā)動機排氣歧管存在的嚴重縮松、縮孔、氣孔等缺陷，僅在底部法蘭與冒口的接觸面存在少量縮松、縮孔、氣孔等缺陷(參見附圖2)。以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種汽車發(fā)動機耐熱鋼排氣歧管的熔模鑄造方法，包括如下步驟 (1)制造蠟?zāi)? 以尿素為型芯材料，水為溶解介質(zhì)；在熔化溫度100— 150°C ;模具溫度50-80°C條件下采用自由澆注成型方法制作型芯 采用K-501號蠟，在化蠟溫度80-100°C;射蠟溫度50-70°C;射蠟壓力20Kg/cm2—60Kg/cm2 ;保壓時間20S — 80S ;冷卻水溫5_25°C條件下制作蠟?zāi)＃? 用薄片狀的烙鐵，將蠟?zāi)５倪B接部位熔化，使蠟?zāi)：冈谝黄鸾M裝成模組； (2)制造型殼 1)模組的除油和脫脂 2)在t吳組上涂掛涂料和撒砂 涂掛涂料以前，先把涂料攪拌均勻；涂料涂好后，進行撒砂；其中砂層為三層，分別是面層硅溶膠配320目鋯粉，干燥5-10小時；過渡層硅溶膠配320目莫來石粉，干燥5_10小時；加固層硅溶膠配320目莫來石粉，干燥10-15小時；獲得型殼雛形； 3)熔失熔模涂料和撒砂層完全干燥并硬化后，用熱水法熔去蠟?zāi)＝M，獲得型殼； 4)焙燒型殼將脫蠟后的型殼放入加熱爐中，加熱升溫到1000-1200°C，保溫O.5—2小時；通過上述程序獲得高性能型殼； (3)合金熔煉采用中頻感應(yīng)爐熔煉，澆注前光譜在線分析合金成分，確保獲得成分合格的鑄件產(chǎn)品； (4)澆注澆注溫度1580°C，模殼預(yù)熱溫度1000°C;澆注時間IOS ； (5)落砂采用機械振動清砂和化學(xué)堿煮清砂相結(jié)合的方式； (6)清理。
全文摘要
本發(fā)明屬于金屬鑄造技術(shù)，具體涉及一種汽車發(fā)動機耐熱鋼排氣歧管的熔模鑄造方法。該方法包括制造蠟?zāi)?、制造型殼、合金冶煉、澆注、落砂、清理的步驟。本發(fā)明方法可消除或減少汽車發(fā)動機耐熱鋼排氣歧管鑄件常見的局部縮松和縮孔等缺陷，并具有較高的工藝出品率。
文檔編號B22C9/04GK102921890SQ20121046017
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月15日
發(fā)明者胡靜, 周吉祥, 陳平 申請人:常州大學(xué), 常州武帆合金有限公司