中硅钼耐热铸态球铁发动机排气管铸造生产工艺

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1、专题报遒中硅钼耐热铸态球铁发动机排气管铸造生产工艺一东风汽车有限公司制造规划总部邱方林随着汽车发动机技术的不断进的气体通过右排气排除但左右310N，mm．伸长率≥8％，硬度步，发动机的升功率压缩比也越各3个管中的气体不相通。铸件主要为179~241HBS；铁素体≥90％，来越大，排气管作为发动机上的重管壁壁厚为6．4mm；右排气的法兰ASTM247标准中规定的级石墨≥要零件，工况也越来越复杂，对排厚为18mm；左排气主管上有2个85％，碳化物≤3％。气管的材料要求不断提高，特别是24mm．高30mm的搭

2、子；右排2生产条件对其热稳定性要求很高。因此多气主管上有3个024mm，高30mm数发动机排气管设计时都采用了以的搭子。右排气中由于有左排气中采用低氮自硬砂制芯，IMF自硬铁素体为基体的球墨铸铁．并控制的气体通过．结构较左排气复杂。砂线造型，工频炉熔炼，堤坝式包铸件硅含量或硅和钼含量。这类发整体来看在薄管壁上分布了较多内冲入法球化处理。每型生产左右动机排气管一般要求铁素体含量不的厚大搭子，造成产品的铸造工艺排气管1对，其中左排气1个砂芯，少于90％．球化率不小于85％，管性较差。产品大致形状见图1。右排

3、气4个砂芯。口和管身上厚大部位的一一一螺栓搭子内不允许有缩松。目前，这些要求对1国内生产条件而言还是一l较高的，国外的生产厂为了达到90％的铁素体也不得不采用保护气氛的石墨化退火来满足对金相组织的要求。1产品特点及技术要求图1(1)产品结构概述分⋯中‘的三硅．化钼提竺出了验收标准学即3生⋯产工艺⋯设⋯计该发动机排气管应用于192kW，的康明斯发动机(沙漠型)，排气3．8％一4．2％Si、0．6％-0．8％Mo。(1)工艺方案管分为左右两支管．加工后组装，(3)力学性能、金相组织：抗a．类似产品工艺分析每

4、3个排气管D用一支管，左排气中拉强度≥450N／mm，屈服强度≥我厂作为发动机铸件的专业铸_●__-Il_-_-UlIl-IllIl__IlIIIlIl_Il--●●_IlIl●UlIl_IlIllIllIlIllIlIIll验并达到材料性能要求。处理可以实现高镍球铁比较理想的设计的合理性，以实现合格铸件的(2)进行了球化与孕育工艺试球化效果。生产。圃验研究，稳定了球化效果认为采(3)高镍球铁收缩倾向很大，用低稀土合金球化剂加大剂量孕育铁液流动性差．生产中应注重工艺8I汽车工艺与材料AT&M2009年第

5、5期I专题报值造厂．也生产如下几种发动机排气熔化工艺方案来保证材质的要求；的铸造工艺设计必须采用均衡凝固这管．其大致工艺见表1。由于钼的加入使铸件形成缩孔的倾一基本理论在这基础上通过冒13优化设计来达到消除缩松和缩孑L等缺陷。铸件浇注位置的确定：由于左，右排气管的管壁上有5个O24mm，高3Omm的搭子．这些搭子放现生产的发动机排气管多以蠕向增大，如何通过浇冒13系统的优在下箱是不可质疑的原则，故采用铁为主．在材质上有采用中硅钼化设计来消除产品厚大部位的缩松图2所示的浇注位置。的，一般采用径向充入铁水．

6、其中或缩孔，同时避免采用切割和铣削按均衡凝固理论．冒13既要靠挤压造型的多在管13设置溢流冒的方式去除浇冒13来提高生产效率近热节，以利于冒口对热节的补缩口．制芯基本上以热壳芯为主。唯和降低生产成本i这两大问题是开作用，同时冒1：3又要离开热节，以一生产的C排气管为球铁材料。铁水发此产品的关键所在同时其内在避免热节由于冒口的因素而增大。经冒13进入从6个支管口纵向充入铸矛盾也是我们进行该产品的生产技采用从各歧管1：3充人铁水的均衡充型，作为唯一的球铁排气管，为我术研究的难点。入方式，正是体现了这一基本原

7、则们提供了一些参考以下将对其进(2)工艺设计在此产品铸造工艺设计中的应用。行更深入的比较。见表2。a．熔化工艺设计考虑到歧管口的法兰上下各有一个厚大的搭子．如果铁水同时在上下两个厚大部位充入型内，必将导致采用切割和铣削的方式去除从表2对比来看，在材质方面，钼的作用：加入量为0．5％一1％冒口。为了去除冒口方便．同时比两种球铁排气管材料特性相差较同时硅量为3．5％_4．5％，可用于生产较了同处下箱的管壁上的搭子的凝大，对C排气管材质控制的一些方法退火铁素体球铁．这种球铁具有良好固条件与管口上处于下箱的厚大

8、部值得借鉴。的抗热疲劳和氧化起皮的性能。位极其相似。因此．在冒13颈选择在C排气管的铸造工艺中，采用使用要求：必须得知金属液的时，只对上箱的管口厚大部位进行了均衡凝固理论．即采用铁水经冒质量，同时准确地称量钼合金．钼补缩．而下箱的搭子部位则通过铁口进入从6个支管13纵向充入铸型，量的差错可能使铸件有不良的组织水的静压头来进行重力补缩。整个每个冒口分上下两个冒口颈，在厚及性能，在使用这种贵重合金元素浇冒系统的补缩方式为：在内浇口大的法兰部位增