一種發(fā)動機(jī)缸體冷芯盒鑄造工藝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種發(fā)動機(jī)缸體冷芯盒鑄造工藝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車從無到有，在進(jìn)入21世紀(jì)后，汽車工業(yè)更進(jìn)入了大發(fā)展、大繁榮的時代。汽車發(fā)動機(jī)成為影響車輛性能的核心部件，而發(fā)動機(jī)缸體的制備成為重中之重，由于發(fā)動機(jī)缸體中的結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，鍛造工藝及焊接工藝均不能勝任對發(fā)動機(jī)缸體的制造，所以，發(fā)動機(jī)缸體制備通常采用鑄造的方法進(jìn)行生產(chǎn)。
[0003]發(fā)動機(jī)汽缸體是一種復(fù)雜的鑄件，消失模鑄造方法制造發(fā)動機(jī)汽缸體，盡管能解決高耗能、高污染及高勞動強(qiáng)度的問題，但是在生產(chǎn)缸體時仍然存在著缺陷，如型芯部分消失模型由于砂子的雙重包圍使氣化的氣體不易排出，容易導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生皺皮，此外由于型芯部分是缸體雙重水套結(jié)構(gòu)，三維振動時難于將砂子填充滿并緊實，在澆注時型壁易于產(chǎn)生移動，生產(chǎn)的缸體鑄件容易產(chǎn)生縮松、塌砂等缺陷。還有就是，消失模鑄造后的缸體中往往需要通過敲擊將缸套嵌入缸體中，從而保證缸體的使用壽命，但是敲擊對缸體和缸套都會產(chǎn)生應(yīng)力集中，促進(jìn)了裂紋的萌生。
[0004]所以，傳統(tǒng)砂型鑄造工藝對于發(fā)動機(jī)缸體的制備有著其他鑄造方法所不可替代的優(yōu)勢，鑄造生產(chǎn)用制芯方式主要有熱芯盒、冷芯盒、自硬砂、殼芯及各類油砂。熱芯盒法，是鑄造生產(chǎn)中一種制造型芯的方法，其將鑄造用砂、熱固性樹脂和催化劑混合成的砂料射入具有加熱裝置的芯盒中，加熱到180?250°C，使貼近芯盒表面的砂料，這種制造型芯的方法，工藝過程復(fù)雜，而且型芯制備過程中需要加熱，耗能較大。冷芯盒制芯工藝以其高效、低耗、尺寸精度尚等特點發(fā)展最為迅速。
[0005]綜上所述，如何采用傳統(tǒng)的砂型鑄造工藝，低耗能地生產(chǎn)高精度的缸體，使傳統(tǒng)的砂型鑄造工藝煥發(fā)新的生命力，成為時下急需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了簡單、低耗能地生產(chǎn)高精度的缸體，本發(fā)明特別提供一種發(fā)動機(jī)缸體冷芯盒鑄造工藝方法。
[0007]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為。
[0008]一種發(fā)動機(jī)缸體冷芯盒鑄造工藝方法，其特征是:發(fā)動機(jī)缸體冷芯盒鑄造工藝通過以下步驟依次進(jìn)行:
一、發(fā)動機(jī)缸體的鑄造
1)、冷芯盒模具制備
①、混砂:原料組成及其重量百分比含量為:70~75%焙燒處理后的再生砂，2~5%。樹脂，余量為新石英砂，將原料混合均勻后混碾和混合均勻；
②、冷芯盒造型:將前步①混合均勻的型砂用輸送機(jī)送至造型系統(tǒng)，通過造型機(jī)、下芯機(jī)、殼芯機(jī)將型砂擠壓，制作成發(fā)動機(jī)缸體冷芯盒模具，待澆鑄； 2)、面包鐵的熔化
面包鐵在300~1000HZ中頻爐中加熱，當(dāng)中頻爐中溫度升至1000~1100 °C時，根據(jù)發(fā)動機(jī)缸體材質(zhì)組成的需要，向中頻爐中加入所需的合金材料；中頻爐持續(xù)升溫至1450-15000C時，中頻爐中的原料全部熔化，通過攪拌使原料混合均勻，混合均勻的熔融態(tài)鋼水在爐前使用快速分析檢測設(shè)備對鋼水進(jìn)行即時分析，鐵水經(jīng)檢驗合格后待澆鑄；
3)、澆鑄
將前步2)檢驗合格的鐵水按一定的速度注入冷芯盒模具中進(jìn)行澆鑄，鐵水澆鑄后自然空冷；
4)、落砂
將前步3)冷卻的砂型模具采用振動落砂機(jī)進(jìn)行落砂處理，落砂后的鑄件經(jīng)檢驗后，合格的鑄件進(jìn)行下一步工序處理，不合格的鑄件返回熔化工段回用；
5)、清理
將前步4)落砂處理后的鑄件利用拋丸機(jī)去除鑄件表面余砂，冒口、毛刺、毛邊人工清理；
6)、產(chǎn)品檢測
將前步5)清理完成后的鑄件經(jīng)檢查合格后打包送入鑄造車間成品存放區(qū)，不合格產(chǎn)品返回熔化工序作為原料重新利用；
二、鑄造后砂的處理
I)、落砂后舊砂的篩分
鑄件經(jīng)落砂后，余下的舊砂采用除鐵機(jī)除鐵，舊砂經(jīng)除鐵后進(jìn)行篩分，篩分出的合格舊砂留待焙燒，篩上物為廢棄舊砂；
ο Λ小立小3sZ夕、少口
將前步I)篩分后獲得的舊砂在焙燒爐以高爐凈煤氣進(jìn)行直接焙燒，焙燒溫度為850-9000C，焙燒4~10h，焙燒后的舊砂可重新用作冷芯盒制備的原材料。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果。
[0010]1、本發(fā)明采用的缸體鑄造工藝為冷芯盒砂型鑄造，該鑄造工藝高效、低能耗，產(chǎn)品尺寸精度高，適用于常用的HT150、HT200、HT250灰鑄鐵材質(zhì)缸體的鑄造，生產(chǎn)的缸體毛坯無需大量切削，少量的切削便可以滿足發(fā)動機(jī)缸體的使用要求，而且，發(fā)動機(jī)缸體內(nèi)無需嵌入缸套，保證了缸體內(nèi)纖維組織的流暢，能有效地延長缸體的使用壽命。
[0011]2、本發(fā)明將冷芯盒砂型鑄造工藝應(yīng)用于發(fā)動機(jī)缸體鑄造成形，既解決了熱芯盒鑄造，工藝過程復(fù)雜，型芯制備過程中需要加熱，耗能較大的問題，同時解決了消失模鑄造后的缸體需通過液壓機(jī)將缸套嵌入缸體中，缸體由于擠壓造成應(yīng)力集中而裂紋容易萌生的問題。
[0012]3、本發(fā)明冷芯盒制備過程中，較大成分使用的是之前鑄造使用并回收后的再生砂，節(jié)約能源的同時節(jié)約了生產(chǎn)的成本。
【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0014]圖1為本發(fā)明鑄造工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0015]實施例一
如圖1所示，一種發(fā)動機(jī)缸體冷芯盒鑄造工藝方法，其特征是:發(fā)動機(jī)缸體冷芯盒鑄造工藝通過以下步驟依次進(jìn)行:
一、發(fā)動機(jī)缸體的鑄造
1)、冷芯盒模具制備
①、混砂:原料組成及其重量百分比含量為:72%焙燒處理后的再生砂，2%。樹脂，余量為新石英砂，將原料混合均勻后混碾和混合均勻；
②、冷芯盒造型:將前步①混合均勻的型砂用輸送機(jī)送至造型系統(tǒng)，通過造型機(jī)、下芯機(jī)、殼芯機(jī)將型砂擠壓，制作成發(fā)動機(jī)缸體冷芯盒模具，待澆鑄；
2)、面包鐵的熔化
面包鐵在2t/h、500Hz中頻爐中加熱，當(dāng)中頻爐中溫度升至1010°C時，本實施例以中發(fā)動機(jī)缸體材質(zhì)為HT150，故控制鐵水含碳量的同時，向中頻爐中加入所需的微量錳、硅、硫、磷合金或化合物；中頻爐持續(xù)升溫至1440°C時，中頻爐中的原料全部熔化，通過攪拌使原料混合均勻，混合均勻的熔融態(tài)鐵水在爐前使用快速分析檢測設(shè)備對鋼水進(jìn)行即時分析，鐵水經(jīng)檢驗合格后待澆鑄；
3)、澆鑄
將前步2)檢驗合格的鋼水注入冷芯盒模具中進(jìn)行澆鑄，鐵水澆鑄后連同模具自然空冷；
4)、落砂
將前步3)冷卻的砂型模具采用振動落砂機(jī)進(jìn)行落砂處理，落砂后的鑄件經(jīng)檢驗后，合格的鑄件進(jìn)行下一步工序處理，不合格的鑄件返回熔化工段回用；
5)、清理
將前步4)落砂處理后的鑄件利用拋丸機(jī)去除鑄件表面的余砂，冒口、毛刺、毛邊人工清理；
6)、產(chǎn)品檢測
將前步5)清理完成后的鑄件經(jīng)檢查合格后打包送入鑄造車間成品存放區(qū)，不合格產(chǎn)品返回熔化工序作為原料重新利用；
二、鑄造后砂的處理
I)、落砂后舊砂的篩分
鑄件經(jīng)落砂后，余下的舊砂采用除鐵機(jī)除鐵，舊砂經(jīng)除鐵后進(jìn)行篩分，篩分出的合格舊砂留待焙燒，篩上物為廢棄舊砂；
ο Λ小立小3sZ夕、少口
將前步I)篩分后獲得的舊砂在焙燒爐以高爐凈煤氣進(jìn)行直接焙燒，焙燒溫度為853 °C,焙燒4h，焙燒后的舊砂可重新用作冷芯盒制備的原材料。