專利名稱：汽車發(fā)動機曲軸箱體的鑄造工藝的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于汽車發(fā)動機曲軸箱體(又稱缸體)的鑄造工藝。
汽車發(fā)動機曲軸箱體結(jié)構(gòu)復雜且壁薄、強度要求高，因此鑄造難度較大。從引進的鑄造生產(chǎn)線分析及國內(nèi)的生產(chǎn)現(xiàn)狀調(diào)查，目前普遍采用的鑄造工藝為從缸筒中心線水平分型、臥式澆注，普通粘土砂造外型、樹脂砂制芯；夾具下芯、合箱成型；熔煉鐵水、澆注鑄型。此種鑄造工藝盡管較為成熟，但卻存在以下缺點1.由于鐵水先填充箱體位于下砂箱底部一側(cè)，再填充箱體位于上砂箱一側(cè)，因此氣體、渣、浮砂等上浮于箱體一側(cè)，易于使箱體產(chǎn)生氣孔、渣孔、夾砂等缺陷而報廢；2.澆注時，鑄型中的砂芯、特別是水套芯在鐵水浮力作用下易錯位、變形、甚至斷裂，從而導致箱體報廢；3.砂芯芯頭需加大、加長，必然增大型砂、芯砂的用量；4.砂芯立起組裝好后需旋轉(zhuǎn)180°下芯，一是操作不方便，二是易于損壞砂芯；5.需大量砂箱和造型機造型，從而增加了成本。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種底注立澆式的汽車發(fā)動機曲軸箱體鑄造工藝，此種工藝不僅能減少鑄造缺陷、提高箱體鑄坯件的合格率，而且能減少投資、降低成本。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的打破傳統(tǒng)的造型理論，鑄型工藝設計不受分型面及上下箱之分的限制，而是根據(jù)鑄件和底注立澆的特點構(gòu)思砂塊的形狀和數(shù)量。
本發(fā)明提供的汽車發(fā)動機曲軸箱體的鑄造工藝雖然同樣包括造型制芯、組芯合型、熔煉、澆注和鑄件處理工序，但卻對造型制芯、組芯合型工序進行了本質(zhì)的改進1.造型制芯根據(jù)鑄件和底注立澆的特點將外型和內(nèi)芯分解成多個砂塊，各砂塊均設計有組芯合型用的定位裝置，各砂塊均用冷硬樹脂砂制作，這樣就使外型和內(nèi)芯的制作方法相同，只需設計模具，而不再需要造型機和下芯夾具等。
3.組芯合型將制作好的各砂塊積木拼搭式組裝并用粘結(jié)劑粘合成一體再用夾具夾緊即形成鑄型，在鑄型四周圍砂扎緊即可澆注。與傳統(tǒng)工藝相比，沒有了復雜的下芯操作，廢除了造外型用的砂箱。
為了更好地實現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明提供的鑄造工藝還采取了以下技術(shù)措施1.將形成缸筒和曲軸箱內(nèi)腔形狀的主芯砂塊設計成整體結(jié)構(gòu)，且砂塊的缸筒部分設計成中空式，以便在澆注前裝入鐵丸提高冷卻速度。
2.在鑄型頂部設置溢口，以利于排氣，補縮、吸渣。
3.在澆注系統(tǒng)的內(nèi)澆口設置過濾網(wǎng)，以過濾鐵水，減少夾渣。
4.在熔煉時加入含鈰稀土合金0.5～0.8％，以凈化鐵水，縮短石墨長度。
本發(fā)明提供的鑄造工藝的具體操作由以下的實施例及其附圖給出。


圖1是本發(fā)明所提供的汽車發(fā)動機曲軸箱體的鑄型外形圖；圖2是本發(fā)明所提供的汽車發(fā)動機曲軸箱體的鑄型內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
圖3是主芯的剖視圖。
實施例本實施例為重慶長安汽車公司所生產(chǎn)的微型汽車用的JL465Q(或JL462Q)發(fā)動機的曲軸箱體的鑄造工藝。
1.造型制芯(1)型砂、芯砂制備外型與內(nèi)芯均用冷硬樹脂砂制作，其配方如下表
混砂工藝為石英砂與固化劑一起混碾2秒鐘后加入呋喃樹脂與偶聯(lián)劑一起混碾6秒鐘即可出砂使用。
(2)外型內(nèi)芯的設計與制作外型設計成四個砂塊小端砂塊2、大端砂塊7、前砂塊(內(nèi)設直澆道)8、后砂塊3各一個，它們形成曲軸箱體的四個側(cè)面；內(nèi)芯設計成十二個砂塊主芯砂塊11一個，水套芯砂塊10兩個、油道芯砂塊12六個、澆道底板砂塊1一個、澆口杯砂塊5一個、溢口砂塊6一個，它們形成曲軸箱體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與澆注系統(tǒng)。內(nèi)芯中，主芯11最為復雜，其結(jié)構(gòu)如圖3所示，它既要形成缸筒又要形成曲軸箱體的內(nèi)腔形狀，為了提高缸筒的耐磨性，所以將主芯的缸筒部分設計成中空式，以便通過裝入鐵丸4提高冷卻速度來得到高耐磨性所對應的金相組織。上述各砂塊均設計有組芯合型用的定位裝置。
外型、內(nèi)芯的各砂塊用模具制作，手工或機器操作均可。
2.組芯合型將各砂塊去除飛邊，毛刺與浮砂，然后按工藝設計圖組裝。組裝方式為積木拼搭式，其順序如下(1)將主芯砂塊安裝在澆道底板砂塊上，并在內(nèi)澆道與主芯之間設置高硅陶瓷纖維過濾網(wǎng)；(2)將兩個水套芯砂塊粘合好后套裝在主芯座上；(3)將外型小端砂塊與大端砂塊分別組合到主芯的兩端并檢查結(jié)合處是否緊密；(4)將油道芯砂塊粘合于主芯上并檢查油道芯底與主芯是否有懸空現(xiàn)象；(5)將外型前砂塊與后砂塊分別組合到主芯的前后兩側(cè)并檢查裝配線是否吻合；(6)用鐵板、螺栓構(gòu)成的夾具夾緊組裝好的鑄型并將鑄型運至澆注現(xiàn)場；(7)在鑄型頂部安裝溢口砂塊與澆口杯，將中空缸筒裝滿鐵丸，在鑄型四周圍砂扎緊。
組裝好后的鑄型如圖1、圖2所示。
3.熔煉與澆注(1)配料按以下化學成份配料C3.2～3.35、Si2.0～2.2、Mn0.6～0.8、p≤0.08、S≤0.05、Cu0.4～0.6、Sn0.07～0.09。
(2)熔煉鐵水采用中頻電爐熔煉，當鐵水溫度升到1500℃時打渣并加入含鈰I號稀土合金0.5～0.8％，熔化后打渣出鐵水。
(3)澆注鐵水溫度降至1400～1410℃時澆注。
4.鑄件處理(1)澆注后6小時、鑄件溫度降至500℃以下開箱取件。
(2)清砂，去除溢口、澆注系統(tǒng)、飛邊、氣刺及拋丸，打爐號。
(3)消除內(nèi)應力退火升溫至580℃～620℃保溫兩小時隨爐冷卻到200℃以下出爐，再拋丸去掉氧化皮。
(4)劃線檢查(5)試氣壓在專用試壓機上加兩個大氣壓保持3分鐘不漏即為合格。
(6)噴漆入庫。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點1.鐵水從澆口杯進入型腔后豎直沿主芯，水套芯和油道芯上升，對各芯不產(chǎn)生浮力故能避免砂芯移位、變形、斷裂等現(xiàn)象產(chǎn)生，從而提高了鑄坯件的合格率。
2.澆注時產(chǎn)生的氣體能從溢口排出，夾渣、浮砂隨著鐵水從下至上豎直充型集中到溢口，待鑄型冷卻后去除溢口可獲得無渣孔、氣孔的鑄坯件。
3.主芯的空心缸筒內(nèi)裝滿鐵丸提高了缸筒壁的冷卻速度，從而使缸筒壁的金相組織中增大了珠光體含量并細化了珠光體和石墨片，有利于提高缸筒的耐磨性，延長缸筒的使用壽命。
4.在內(nèi)澆口處設置過濾網(wǎng)，使進入型腔的鐵水無一次夾渣，可減少鑄造缺陷，提高鑄坯件的合格率。
5.在鐵水熔煉出爐前加入含鈰稀土合金，既能除氣除渣，凈化鐵水，又能縮短石墨片的長度，有利于鑄坯件合格率和機械性能的提高。
6.外型、內(nèi)芯的工藝設計使組芯合型操作方便，且不需專用夾具與設備。
7.主芯和水套芯在澆注時不受浮力作用，因此芯頭設計短，可節(jié)約大量樹脂砂，降低成本。
9.制作外型不需造型機和砂箱，可減少投資。
權(quán)利要求
1.一種汽車發(fā)動機曲軸箱體的鑄造工藝，包括造型制芯、組芯合型、熔煉、澆注和鑄件處理工序，其特征在于(1)造型制芯澆注系統(tǒng)為底注立澆式，根據(jù)鑄件和澆注系統(tǒng)的特點，將外型和內(nèi)芯分解成多個砂塊，各砂塊均設計有組芯合型用的定位裝置，各砂塊均用冷硬樹脂砂制作，(2)組芯合型將各砂塊積木拼搭式組裝并用粘結(jié)劑粘合成一體再用夾具夾緊即形成鑄型，在鑄型四周圍砂扎緊即可澆注。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車發(fā)動機曲軸箱體的鑄造工藝，其特征在于形成缸筒和曲軸箱體內(nèi)腔形狀的砂塊為整體結(jié)構(gòu)，且砂塊的缸筒部分設計成中空式，以便在澆注前裝入鐵丸提高冷卻速度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的汽車發(fā)動機曲軸箱體的鑄造工藝，其特征在于溢口設置在鑄型頂部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的汽車發(fā)動機曲軸箱體的鑄造工藝，其特征在于澆注系統(tǒng)的內(nèi)澆口處設置有過濾網(wǎng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的汽車發(fā)動機曲軸箱體的鑄造工藝，其特征在于澆注系統(tǒng)的內(nèi)澆口處設置有過濾網(wǎng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的汽車發(fā)動機曲軸箱體的鑄造工藝，其特征在于熔煉時加入含鈰稀土合金0.5～0.8％。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的汽車發(fā)動機曲軸箱體的鑄造工藝，其特征在于熔煉時加入含鈰稀土合金0.5～0.8％。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的汽車發(fā)動機曲軸箱體的鑄造工藝，其特征在于熔煉時加入含鈰稀土合金0.5～0.8％。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的汽車發(fā)動機曲軸箱體的鑄造工藝，其特征在于熔煉時加入含鈰稀土合金0.5～0.8％。
全文摘要
本發(fā)明提供一種汽車發(fā)動機曲軸箱體的鑄造工藝,主要特點如下:1.根據(jù)鑄件和底注立澆的特點將外型和內(nèi)芯分解成多個砂塊,各砂塊均用冷硬樹脂砂制作;2.將各砂塊積木拼搭式組裝并粘合成一體再用夾具夾緊即形成鑄型,在鑄型四周圍砂扎緊即可澆注;3.在鑄型頂部設置溢口;4.熔煉時加入含鈰稀土合金。此種工藝能避免砂芯移位、變形、斷裂,便于排氣除渣,還能省去造型機與砂箱,減少用砂量,有利于提高鑄件合格率和降低成本。
文檔編號B22C9/10GK1261562SQ9911462
公開日2000年8月2日 申請日期1999年1月18日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月18日
發(fā)明者邱代榮, 楊衛(wèi) 申請人:成都汽車配件總廠郫縣特種鑄造研究所