一款汽车发动机缸体铸件典型缺陷的解决.pdf

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1、2016年第4期铸造设备与工艺Ａ2016ug.2016年8№月4FOUNDRYEQUIPMEN铸造设备与工艺TANDTECHNOLOGYAug.20162016年第№4期4·应用研究·doi：10.16666/j.cnki.issn1004-6178.2016.04.013一款汽车发动机缸体铸件典型缺陷的解决曹月山，朱自宏（中国重汽集团济南动力有限公司铸锻中心，山东济南250000）摘要：通过介绍D12发动机缸体毛坯开发过程中遇到的气孔、水套内腔粘砂、结疤等缺陷的解决方法，提出细化对砂芯排气、制芯过程排气等细节的研究和优化的重要性。关键词：铸造

2、缺陷，气孔，粘砂，结疤中图分类号：TG245文献标识码：A文章编号：1674-6694（2016）04-0036-03D12发动机曾是中国重汽大马力发动机的主打实际操作上在砂芯芯头部位也采用了弹性密封耐产品，该产品缸体毛坯外形尺寸960mm×400mm×火垫片，保证铁水浇注后不灌入铁水。但气孔缺陷430mm，重量320kg，HT280材质，铸造工艺类似于仍一直存在，忽高忽低。D10缸体，HWS潮模砂静压流水线造型，砂箱尺寸产品典型缺陷如图5到图8.1500mm×1000mm×450mm，缸筒芯使用FA制芯中心冷芯盒制芯，水套芯使用MR热芯盒制芯

3、。该缸体毛坯因产品结构的原因，工艺性比较差，开发初期废品率超过30%，后期废品率也出现过较大的波动，主要缺陷是气孔、水套内腔粘砂、结疤等造图5毛坯气孔图6解剖气孔成的废品。1产品工艺及缺陷图7机加工气孔图1上模板图2下模板图8水套内的铁砂图3砂芯图4浇注系统2缺陷分析及解决图1、图2为生产该产品的上下模板，图3、图4分别为所用砂芯和浇注系统。众所周知，发动机缸2.1气孔缺陷体类铸件的工艺排气非常重要，该产品缸体毛坯铸气孔缺陷主要集中在铸件上箱面顶部位置的造工艺开发时就对排气做了充分的考虑，也遵循了碗形水孔、凸台、油道上，上箱面顶部位置的气孔大尽

4、可能透过芯头排气，尽量避免形体排气的原则，部分能在清理时发现，而碗形水孔、缸筒处的缺陷加工后才能发现，浪费严重。收稿日期：2016-04-052.1.1气孔缺陷原因分析作者简介：曹月山（1965-），男，高级工程师，主要从事铸造工艺及管理工作。为了解决这一缺陷，工艺人员按照业内解决气·36·2016年第4期曹月山，朱自宏：一款汽车发动机缸体铸件典型缺陷的解决铸造设备与工艺孔的常规做法从以下几个方面做了大量工作：调整前调整后1）对浇注系统做了多次改进验证，无论如何改变三层内浇道的铁水分布，还是改变浇注速度，以及调整直浇道、横浇道、内浇道的比例关系

5、，气孔缺陷都没有明显变化。2）增加排气通道与进水口的比例，在浇口对面缸盖面上增加铁水溢流冒口、增设排气针，提高浇图9水套芯使用涂料的对比注温度等，问题依然存在。3）调整砂芯烘干温度、时间，当天砂芯当天使用，效果依然不明显。过度的问题没有恶化，用这一方案制作的砂芯浇注4）怀疑因炉料不洁净，铁水净化不好或铁水N结果非常好，批量运用后加上浇注系统的微调，使含量高，改成洁净炉料及优质增碳剂，包括炉前添Ｄ12升缸体气孔这一缺陷问题基本解决。加稀土净化铁水，仍然没有进展。2.2水套内腔粘砂缺陷5）调整型砂水分、煤粉及型砂透气性，效果不D12、D10发动机缸

6、体水套内腔粘砂难以清理明显。的问题，也曾经长期困扰着生产的正常进行，如图6）减少砂型表面的醇基涂料喷涂厚度及烘干10为带夹层的水套芯，图11为水套内铁砂混合物。再浇注，没有明显效果。7）在砂芯芯头增加排气通道及对模板排气针高度调整甚至去掉模板凸台上的排气针的各种实验，都没有明显效果。8）将以上措施组合验证也没有明显的效果。有业内专家提出了增加砂芯本身的透气性的图10带夹层的水套芯图11水套内铁砂混合物建议，根据这一建议对芯砂进行了调整验证，没有取得预想的结果。2.２.1水套内腔粘砂的原因分析鉴于D10缸体毛坯废品率很低，仔细比较两者水套芯使用普

7、通覆膜砂制芯，存在水套内腔清发现，12升缸体毛坯的水套芯局部结构与10升缸砂困难的问题。最初是认为覆膜砂骨料耐火度不够体毛坯的水套芯局部结构有几个位置有明显差别，造成的烧结，可换成用100%宝珠砂作为骨料的覆首先是局部芯子厚度明显偏薄，其次是因结构原因膜砂后这一问题仍然存在。对无法清理的芯砂块排气通道少一半。对浸涂烘干后的砂芯打开发现，检查分析发现，在砂芯厚大部位心部存在明显的铁在水套芯薄壁处存在涂料渗入过度的问题，单独提质薄片，在砂芯壁薄部位存在明显的铁砂粘合，对高芯砂透气性使用原涂料，反而使涂料渗入过度的铁砂粘合物进行分析发现是铁水渗入砂芯

8、的缝隙问题更严重。造成的机械粘砂，而不是化学粘砂。2.1.2解决气孔缺陷的措施对存在的机械粘砂，分析认为使用宝珠砂作为HA公司推荐了一种Arkopal