发动机缸体铸造缺陷及对策
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中小型乘用车发动机灰铸铁汽缸体(汽缸盖)常见缺陷与对策浅析概述改革开放后近十年来,我国的汽车制造工业得到了飞速发展,许多高端汽车品牌,几乎与发达国家同步推出面世,与之相适应的汽车发运机制造业也得到了迅猛发展,其中发动机铸造的水平也得到了极大的提高,无论铸造产量还是铸件技术要求及铸件质量,都有基本上满足了现代汽车发动机日益提高的要求。
以中小型乘用发动机主要铸件汽缸体(汽缸盖)生产为例,众多汽车发动机铸造企业都有采用了粘土砂高压造型(少数为自硬树脂砂造型),制芯则普遍采用覆膜砂热芯或冷芯工艺,而在熔炼方面大都采用双联熔炼或电炉熔炼,所生产的发动机均为高强度薄壁铁件。
许多厂家为满足高强度薄壁铸铁件的工艺要求,纷纷引进先进的工艺技术装备,如高效混砂机,高压造型线,高度自动化的制芯中心,强力抛丸设备,大多采用整体浸涂,烘干,并且自动下芯。
在过程质量控制方面,许多企业实现了在线检测与控制,如配备了型砂性能在线检测,热分析法铁水质量检测与判断装置,真空直读光谱议快速检测。
清洁度检查的工业内窥镜等。
相当一部分企业还在产品开发方面应用了计算机模式拟技术。
可以毫不夸张地说,就硬件配件而言,我国发动机铸造水平丝毫不亚于当今世界上工业发达国家,一句话,具备了现代铸造生产条件。
(为叙述方便,以下称上述框架内容的生产条件为现代生产条件。
)然而应该承认,在发动机铸造企业的经济效益与产品质量以及铸件所能达到的技术要求方面,我们与世界发达国家还有较大的差距。
提高生产质量,减少废品损失,是缩小与发达国家差距,发挥引进设备效能,提高企业效益的重要途径。
本文试图就我国铸造企业在现代铸造条件下,中小型乘用车发动机灰铸铁汽缸体(汽缸盖)铸件生产中常见的铸造缺陷与对策,与广大业界同仁作一交流。
1气孔气孔通常是汽缸体铸件最常见缺陷,往往占铸件废品的首位。
如何防止气孔,是铸造工作者一个永久的课题。
汽缸体的气孔多见于上型面的水套区域对应的外表面(含缸盖面周边),例如出气针底部(这时冒起的气针较短)或凸起的筋条部。
发动机缸体铸造缺陷及对策新闻摘要:概述改革开放后近十年来,我国的汽车制造工业得到了飞速发展,许多高端汽车品牌,几乎与发达国家同步推出面世,与之相适应的汽车发动机制造业也得到了迅猛发展,其中发动机铸造的水平也得到了极大的提高,无论铸件产量还是铸件技术要求及铸件质量,都基本上满足了现代汽车发动机日益提高的要求。
以中小型乘用车发动机主要铸概述改革开放后近十年来,我的汽车制造工业得到了飞速发展,许多高端汽车品牌,几乎与发达国家同步推出面世,与之相适应的汽车发动机制造业也得到了迅猛发展,其中发动机铸造的水平也得到了极大的提高,无论铸件产量还铸件技术要求及铸件质量,都基本上满足了现代汽车发动机日益提高的要求。
以中小型乘用车发动机主要铸件汽缸体(汽缸盖)生产为例,众多汽车发动机铸造企业都采用了粘土砂高压造型(少数为自硬树脂砂造型),制芯则普遍采用覆膜砂热芯或冷芯工艺,而在熔炼方面大都采用双联熔炼或电炉熔炼,所生产的发动机均为高强度薄壁铸铁件。
许多厂家为满足高强度薄壁铸件的工艺要求,纷纷引进先进的工艺技术装备,如高效混砂机、高压造型线、高度自动化的制芯中心、强力抛丸设备,大多采用整体浸涂、烘干,并且自动下芯。
在过程质量控制方面,许多企业实现了在线检测与控制,如配备了型砂性能在线检测、热分析法铁水质量检测与判断装置、真空直读光谱仪快速检测。
清洁度检查的工业内窥镜等。
相当一部分企业还在产品开发方面应用了计算机模拟技术。
可以毫不夸张的说,就硬件配置而言,我国发动机铸造水平丝毫不亚于当今世界工业发达国家,一句话,具备了现代铸造生产条件。
(为叙述方便,以下称上述框架内容的生产条件为现代生产条件。
)然而,应该承认,在发动机铸造企业的经济效益与产品质量以及铸件所能达到的技术要求方面,我们与世界发达国家还有较大的差距。
提高产品质量,减少废品损失,是缩小与发达国家差距、发挥引进设备效能、提高企业效益的重要途径。
本文试图就我国铸造企业在现代铸造条件下,中小型乘用车发动机灰铸铁汽缸体(汽缸盖)铸件生产中常见的铸造缺陷与对策,与广大业界同仁作一交流。
气缸体产生的一些缺陷与修理引言在内燃机中,气缸体是发动机的核心部件之一,承载着气缸内的压力和温度。
然而,由于长时间的工作和各种不可预测的因素,气缸体也会产生一些缺陷。
本文将探讨一些常见的气缸体缺陷,并提供相应的修理方法。
1. 气缸体磨损由于气缸体长时间的工作,内壁可能会发生磨损。
磨损主要表现为气缸内径增大和内壁变得不光滑。
这会导致发动机失去压缩能力,进而影响到发动机的正常工作。
修理方法如下:•气缸擦伤修复:使用专用的擦伤修复工具,对擦伤表面进行修复,使其恢复光滑度;•气缸镗缸修复:通过镗缸的方式将磨损的气缸内径修复到正常状态。
2. 气缸体裂纹气缸体裂纹是另一个常见的缺陷,通常由于长时间的高温和压力引起。
裂纹的存在会导致压缩气体泄漏,从而降低发动机的功率和效率。
修理方法如下:•冷焊修复:使用特殊的冷焊材料对裂纹进行补焊,然后磨平和抛光,使其恢复到原始状态;•气缸体更换:对于严重的裂纹,需要更换整个气缸体。
3. 气缸体变形在高温和高压的作用下,气缸体可能会发生变形。
常见的变形包括膨胀和压缩。
气缸体的变形会影响气缸垫片的密封性,导致压缩气体泄漏。
修理方法如下:•研磨调平:使用研磨工具对气缸体进行调平处理,使其恢复到正常形状;•热矫正:通过局部加热和冷却的方式对变形部位进行矫正,使其恢复到原始状态。
4. 气缸体腐蚀由于化学反应和长期受潮等原因,气缸体可能会产生腐蚀。
腐蚀会导致气缸内壁表面粗糙,增加磨损和泄漏的可能性。
修理方法如下:•清洗处理:使用特定的化学清洗剂对腐蚀表面进行清洗,去除腐蚀物;•气缸镀硬:可以对气缸内壁进行镀硬处理,增加其耐腐蚀性。
5. 气缸体孔位问题在气缸体上安装其他零部件时,如果孔位不准确或不平整,将会影响零部件的安装和工作。
修理方法如下:•修整孔位:使用特殊工具对孔位进行修整,使其平整、光滑;•孔位扩大处理:对于孔位过小的情况,可以使用钻头等工具对其进行扩大处理。
结论气缸体作为发动机的核心部件之一,其质量和状态对发动机的性能和寿命具有重要影响。
灰铸铁发动机缸体常见铸造缺陷与解决办法探讨摘要:缸体是汽车发动机的重要部件,常用的缸体材料包括灰铸铁、合金铸铁、铸造铝合金。
由于气缸内的工作温度较高,要求汽缸强度足够,承受机械负荷与热负荷,而灰铸铁凭借其诸多优势可以用于发动机缸体制造,但是依旧存在着铸造缺陷。
基于此,本文分别从气孔、砂眼、渣眼、跑火、冲砂、冷隔等方面分析常见铸造缺陷与解决办法,希望对相关研究带来帮助。
关键词:灰铸铁发动机;缸体;铸造缺陷发动机缸体具有外壁薄、结构复杂等特征,在运行过程中需要气压试验。
整个铸造工艺较为复杂,需要借助砂芯形成内部和外部结构,整体铸造难度大,不加强质量控制会导致废品率上升,以下对缸体铸造缺陷和处理措施进行分析。
一、气孔缸体出现的气孔逐渐表现为侵入性气孔,随着浇注的完成,砂芯发气量增大。
如果气体未能及时排出会导致水分升高,浇注温度下降以及最小剩余压头不足,出现问题的主要位置集中在缸筒内壁、搭子位置、上型加强筋位置[1]。
(一)搭子气孔和最高点气孔卧式浇筑缸体设置在上行缸体搭子部位,其位置偏高,会由于排气不畅导致搭子气孔,并且其它较高位置也会出现气孔,主要应对措施如下:技术人员可采取增加排气针的方法提升排气水平,主要选择明排气针。
也可以对暗排气针利用。
如果选用明排气针,合箱过程中型砂容易从排气针顶部进入型腔内部,由此出现砂眼,所以合箱操作之前需要吹净排气针顶部和周边的散沙。
如果采取暗排气真的方法排气,针根部截面积要达到内浇道截面积1.5倍,同时排气针需要尽量接近型砂顶部。
通常在不出现排气孔的情况下采用暗排气针的方式,可以避免排气针眼根部出现明砂眼。
(二)缸体内壁气孔该问题出现的主要原因在于水套芯发气量过大,进行带水套的缸体铸造时,需要使用水套芯,而这种材料主要由覆膜砂制作,加之水套芯排气通道较少,浇筑后受到铁液的包裹,如果水套砂芯排气效果不佳,缸体的筒内壁就会出现侵入性气孔。
此外,水套芯使用的芯撑质量存在缺陷也会造成钢筒内壁气孔出现,一般完成加工后才能发现,应对措施如下:其一,合理设定芯盒设计以及芯盒温度。
高质量汽缸体铸造工艺中常见问题及处理方法摘要:汽缸体作为发动机的重要构件,其制造工艺的高低直接影响着发动机的性能和寿命。
在实际生产中,由于各种因素,汽缸体铸造过程中可能会出现一些常见问题,如缩孔、热裂纹、气孔和总成缩水等问题。
这些问题严重影响了汽缸体的质量和稳定性,因此需要采取相应的处理措施以保证铸造品质。
本文主要针对汽缸体铸造工艺中常见问题进行探讨和分析,提供了优化浇注系统、铸型设计改进、合理选择材料、采用加压铸造和加强质量控制管理等多种处理方法,并通过案例分析加深了对问题与对策的认识。
目的在于为汽车制造企业提供技术支持和参考,推进高质量汽缸体铸造工艺的实现,提高发动机的性能和使用寿命。
关键词:汽缸体;铸造工艺;总成缩水;处理方法一、引言汽车行业中,汽缸体是发动机的关键部件之一,其性能直接影响着发动机的效率和使用寿命。
因此,高质量的汽缸体铸造工艺对于发动机的稳定性和可靠性至关重要。
然而,在实际生产中,汽缸体铸造过程中会出现各种问题,如缩孔、热裂纹等,这些问题会直接影响到铸造品质。
本文将探讨汽缸体铸造工艺中常见问题及其处理方法,以期为相关企业提供技术支持和参考。
二、汽缸体铸件的技术要求及工艺难点(一)技术要求的变化传统意义上,汽车发动机中汽缸体的主要功能是作为汽缸和配气机构的支撑,并进行冷却。
但随着汽车行业的不断发展和对发动机高功率、高效率和轻量化的要求不断提高,对汽缸体的技术要求也发生了变化。
首先,汽缸体的强度和刚度要求更高。
这是由于热力学循环负载的加大、发动机运转过程中温度场和应力场的急剧变化以及使用寿命的延长所导致的。
其次,随着汽车行业对节能环保的要求日益严格,对发动机重量的要求也越来越高,因此汽缸体的重量也需要进行优化和降低。
最后,在制造成本方面也有着越来越高的要求。
(二)铸造工艺难点铸造材料的选择,汽缸体通常需要具备较高的耐磨性、耐腐蚀性、抗拉伸性等特性。
在现代汽车制造中,铝合金是最常用的汽缸体材料。
高压铸造铝合金缸体常见缺陷与应对措施摘要:高压成型技术具有工艺生产率高、载荷稳定性高、自动化程度高等特点,是实现模具零件精度、薄壁、轻量化和节能的重要措施。
高压流动首先是将压缩干空气压入密封坩埚中的液面,使金属液在气体压力作用下沿着钢管从下而上上升,然后通过灌嘴和注料口稳定填充升池,并在压力下凝固。
然后释放液面上的气体压力,使注入点、液池和液管中未凝固的金属液体按其自身重量返回熔炉。
最后,打开模具零件并将其取出。
本文对高压铸造铝合金缸体常见缺陷与应对措施进行分析,以供参考。
关键词:铸造铝合金缸体;应对措施;分析引言目前铝合金气缸的铸造方法主要有压力铸造技术、重力铸造技术、高压铸造技术、模具损耗成型技术和Cosworth技术(即冷芯箱玻璃芯的形状)。
压力铸造是铝合金缸体最常用的方法之一,但只能生产开放式结构缸体,容易产生收缩孔,从空穴到铸造壁厚,设备投资很大;采用高压铸造技术,可以生产出与砂芯结合的铝合金缸体,也就是说,可以在封闭舱室结构下制造缸体。
与压力铸造相比,设备和模具投资大幅减少,可以满足多样化生产的需要。
1压力铸造工艺原理压力成型方法是将半固态或全液态金属液注入铸造室,用于压力的注塑头迅速压下金属液,金属液迅速充入腔内,金属液在巨大的注入压力积累下迅速结晶和固化。
压力成型过程中金属液体的压力通常在5MPa到70MPa之间,有时高达600MPa。
移植后,压力模具母模仁在灌嘴处的线性速度为0.5至70 m / s。
填充时间非常短,通常为0.01-0.03秒。
热压室压力成型的基本原理:将坩埚金属液注入压力成型压力室。
在流动形成过程中,当压力铸造头升高时,金属液进入压力成型的压力室,在注入腔内的金属液冷却凝固后,金属液沿着压力铸造头向模具腔过渡进行充填模具从打开的模具零件中取出,完成了完整的压力成型过程序列。
冷压室中压力成型的基本原理:保温熔炉的压力成型室和冷压室不相邻,冷压成型后手动进行冷料室可以根据模具和压力成型压力室之间的位置分为完整、水平和垂直的塔。
汽车铝合金下缸体压铸技术要点分析及缺陷应对近年来,节能减排已经成为了时代风潮,汽车轻量化也是大势所趋,在这两大背景之下,铝合金材料在汽车中的运用越发广泛,借助压铸成型的汽车零部件越来越多。
作为轿车的核心部件,发动机缸体大多采用铝合金和铸铁为材料,其中压铸铝合金缸体得到了越来越多的认可,日韩和欧美的汽车公司大多都运用压铸铝合金缸体。
在缸体生产领域,普通砂型铸铁缸体具有工艺简单、成本低、刚性和耐热性好的优点,但也有一个缺点,那就是重量过大。
如将缸体下方的曲轴和上方的缸套一分为二,下面使用铝合金而上面使用铸铁,就可一举两得,既减轻了缸体质量,又可保持铸铁缸体的优点。
下缸体,就是指经过这样一分为二之后发动机下部的曲轴部分。
由于下缸体是厚壁零件,且壁厚差别大,因此压铸成型的难度非常大。
我们借鉴国内外相关经验,针对一型1.5T发动机设计开发了一套下缸体压铸技术,试验非常成功。
1铝合金下缸体压铸难点该铝合金下缸体铸件质量为8.4kg,轮廓尺寸为382mm×258mm×67mm,压铸质量为11.1kg,材质为A380,平均壁厚为7.2mm。
由于下缸体与曲轴相连接,因此在底部还需要放置铸铁嵌件。
下缸体铸件压铸工艺复杂,其难点主要有如下几点:第一,铸件需要置入5件铸铁镶嵌件,铸铁镶嵌件要完美地镶嵌在铝合金铸件之上,不能发生分离的现象。
第二,下缸体铸件壁厚最薄处薄至2mm,最厚处厚达24mm,分布严重不均。
第三,由于镶嵌件两侧壁厚差别大,给铝合金液的流动充型带来了非常大的难度,同时也考验着其补缩能力。
第四,铝合金铸件容易发生气孔、缩孔、裂纹、缩松等缺陷,质量控制较难。
2铝合金下缸体压铸技术要点根据试验分析,我们认为下缸体的压铸生产技术要点主要有如下几点:第一,科学设计缸体压铸件的浇注系统,下缸体中间放置镶件位置为薄壁,上下部分为厚大部位,因此我们选择单侧浇注,这样一来,铝液可由底侧进料,流经中部镶件后抵达顶部。
气缸体产生的一些缺陷及修理摘要:气缸体是内燃机的重要零部件之一,在发动机工作时起着关键的作用。
然而,在制造过程中难免会出现一些缺陷。
本文从气缸体的制造工艺、材料特性等方面出发,分析了气缸体产生的缺陷,并探讨了相应的修理方法,为有效延长气缸体的使用寿命提供参考。
关键词:气缸体;缺陷;修理;内燃机正文:一、气孔缺陷制造过程中,气孔缺陷是常见且难以避免的问题。
气孔存在于气缸体的外表面或内部,通过检测可以发现。
对于外表面的气孔,可以通过填补和刨平的方法进行修补;对于内部的气孔,需要将缺陷处打磨后进行修补。
二、气缸体变形气缸体在高温高压工作条件下,很容易发生变形。
造成此类缺陷的原因可能是材料的热膨胀系数过大、制造工艺不够精细等。
修理的方法为通过轻度的打磨、冷却或更换气缸套等方法来解决。
三、气缸套磨损气缸套在长时间内工作后,会出现磨损。
这会导致气缸体内的压缩效果变差,进而影响到发动机的工作效率。
修理方法为更换新的气缸套。
四、气孔串口气孔串口是气缸体的另一种缺陷,通常出现在内部。
由于此缺陷会影响到气缸体内的压缩效果,因此修理非常重要。
目前修理方法主要有插排填平法和穿插焊接法。
五、表面缺陷表面缺陷主要由于制造过程中处理不当而导致的。
如氧化、氧化皮切口、锈斑等。
修理方法可以采用电化学抛光、化学抛光、激光打标、磁粉探伤等方式。
综上所述,气缸体是内燃机中的关键部件之一,但由于制造工艺、材料特性等因素,难免会出现一些缺陷。
对于这些缺陷,我们需要通过对其原因的分析和对应的修理方法来解决。
这不仅有助于维护汽车的正常运转,也能有效延长气缸体的使用寿命。
六、气缸体裂纹气缸体裂纹是一种比较严重的缺陷,在运行中易导致内部泄漏、燃烧不全和损坏。
裂纹可能出现在气缸体的各个部分,其中表面裂纹可以采取研磨、填补等方法进行修复,较深的裂纹则需要将有问题的部位裁剪掉,然后重新制造并安装。
七、膨胀比例不均气缸体材料的热膨胀系数不均匀或工艺问题等因素可能导致膨胀比例不一致,这会出现气缸套变形、磨损等问题。
新闻摘要:概述改革开放后近十年来,我国的汽车制造工业得到了飞速发展,许多高端汽车品牌,几乎与发达国家同步推出面世,与之相适应的汽车发动机制造业也得到了迅猛发展,其中发动机铸造的水平也得到了极大的提高,无论铸件产量还是铸件技术要求及铸件质量,都基本上满足了现代汽车发动机日益提高的要求。
以中小型乘用车发动机主要铸概述改革开放后近十年来,我的汽车制造工业得到了飞速发展,许多高端汽车品牌,几乎与发达国家同步推出面世,与之相适应的汽车发动机制造业也得到了迅猛发展,其中发动机铸造的水平也得到了极大的提高,无论铸件产量还铸件技术要求及铸件质量,都基本上满足了现代汽车发动机日益提高的要求。
以中小型乘用车发动机主要铸件汽缸体(汽缸盖)生产为例,众多汽车发动机铸造企业都采用了粘土砂高压造型(少数为自硬树脂砂造型),制芯则普遍采用覆膜砂热芯或冷芯工艺,而在熔炼方面大都采用双联熔炼或电炉熔炼,所生产的发动机均为高强度薄壁铸铁件。
许多厂家为满足高强度薄壁铸件的工艺要求,纷纷引进先进的工艺技术装备,如高效混砂机、高压造型线、高度自动化的制芯中心、强力抛丸设备,大多采用整体浸涂、烘干,并且自动下芯。
在过程质量控制方面,许多企业实现了在线检测与控制,如配备了型砂性能在线检测、热分析法铁水质量检测与判断装置、真空直读光谱仪快速检测。
清洁度检查的工业内窥镜等。
相当一部分企业还在产品开发方面应用了计算机模拟技术。
可以毫不夸张的说,就硬件配置而言,我国发动机铸造水平丝毫不亚于当今世界工业发达国家,一句话,具备了现代铸造生产条件。
(为叙述方便,以下称上述框架内容的生产条件为现代生产条件。
)然而,应该承认,在发动机铸造企业的经济效益与产品质量以及铸件所能达到的技术要求方面,我们与世界发达国家还有较大的差距。
提高产品质量,减少废品损失,是缩小与发达国家差距、发挥引进设备效能、提高企业效益的重要途径。
本文试图就我国铸造企业在现代铸造条件下,中小型乘用车发动机灰铸铁汽缸体(汽缸盖)铸件生产中常见的铸造缺陷与对策,与广大业界同仁作一交流。
1 气孔气孔通常是汽缸体铸件最常见的缺陷,往往占铸件废品的首位。
如何防止气孔,是铸造工作者一个永久的课题。
汽缸体的气孔多见于上型面的水套区域对应的外表面(含缸盖面周边),例如出气针底部(时冒起的气针较短)或凸起的筋条部,以及缸筒加工后的内表面。
严重时由于型芯的发气量大而又未能充分排气,使上型面产生呛火现象,导致大面积孔洞与无规律的砂眼。
在现代生产条件下,反应性气孔与析出性气孔较为少见,较为多见的是侵入性气孔。
现对侵性气孔分析出如下:1.1 原因1.1.1 型腔排气不充分,排气系统总截面积偏小。
1.1.2 浇注温度较低。
1.1.3 浇注速度太慢;,铁液充型不平稳,有气体卷入。
1.1.4 型砂水份偏高;型砂内灰份含量高,型砂透气性差;1.1.5 对于干式气缸套结构的发动机,水套砂芯工艺不当(如未设置排气系统或排气系统不完善;或因密封不严,使浇注时铁水钻人排气通道而堵死排气道;砂芯砂粒偏细,透气不良;上涂料后未充分干燥;砂芯砂与涂料发气量太大,或发气速度不当;涂料的屏蔽性差......)。
经验证明,干式缸套的缸体的气孔缺陷,很大程度上与水套工艺因素相关连。
1.1.6 孕育剂未经干燥且粒度不当;铁液未充分除渣,浇注时未挡渣,由此引起渣气孔。
1.1.7 浇注时未及时引火1.2对策1.2.1 模型上较高部位设置数量足够、截面恰当的出气针或排气片;而芯头部位设置排气空腔。
上述排气系统均应将气体引至型外。
通常排气截面应为内浇道总截面积1.5—1.8倍左右。
1.2.2 浇注系统按半开放半封闭原则设置为宜,且须具有一定的拦渣功能,这样铁液充型时比较平稳,不会冲击铸型或产生飞溅或卷人气体。
而浇注系统的截面大小以8-lOkg/s的浇注速度来计算较为适宜。
1.2.3 铁液的熔炼温度应不低于1500℃,而手工浇注时末箱的浇注温度应控制在1400"C左右(视铸件大小与壁厚可适当调整)。
最好能采用自动浇注,浇注温度误差应在20℃以内。
1.2.4 一个好的适于高压造型的砂处理系统,型砂水分应控制在2.8-3.2%,其时的紧实率应在36-42%之间,而温压强度应达180-220kpa(均指在造型机处取样检测)。
为达这些指标,需监控型砂的灰份,辅助材料的添加量,合适的原砂粒度、循环砂的温度及混砂效率。
1.2.5 注意做好铁液去渣,浇注时挡渣引火以及孕育剂的干燥等工作。
1.2.6 对于干式汽缸套结构的发动机缸体,至关重要的是要有非常完善到位的水套砂芯工艺:a、水套坭芯用砂的平均细度较之其他砂芯要粗一些,以求有良好的透气性。
b、设置充分的互相连通的排气孔网并使之能排出型外,这些孔网尽可能在制芯时生成,亦可在成型后钻加工形成。
对于前者要定期监控检查孔网是否畅通(当心部芯砂固化不良时易将孔网堵塞)。
c、对砂芯砂性能要综合考虑,不能片面追求强度。
当强度太高时,势必要增大树脂用量,从而使芯砂发气量太高;而当水套芯的结构比较复杂纤薄砂厚不均匀,且又能开出排气孔网时,就要求砂芯有较高的强度,即使发气量大些也无妨。
d、当水套芯有排气孔网时,涂料要有较好的屏蔽性;当水套芯截面不便设置排气孔网时,涂料要有较好的透气性,这时砂的粒度也应更粗些。
e、当水套芯布有排气孔网,且使用屏蔽性涂料时,在浸涂时要防止涂料液进入排气孔网,更要注意封火措施(可使用封火垫片材料),以免浇注时铁水进人排气孔网,把排气道堵死;f、涂料的发气量要低,且施涂后一定要充分干燥。
一个成熟的水套芯工艺,可以将缸筒加工后内表面的气孔废品率控制在3%o,甚至更低。
与缸体水套芯相类似,对缸体的油道芯、挺杆腔砂芯以及缸盖的水套芯,其工艺方法、工艺措施也可仿照缸体水套芯的工艺思路来考虑。
2 砂眼砂眼也是汽缸体(汽缸盖)铸件的常见缺陷,多见于铸件的上型面,也有在缸筒内表面经加工后暴露出来的。
2.1原因2.1.1 浇注系统设计不合理。
2.1.2 型砂系统管理不善,型砂性能欠佳。
2.1.3 型腔不洁净。
2.1.4 砂芯表面状况不良或是施涂与干燥不当。
2.2 对策2.2.1 就浇注系统设置方面来说,为避免或减少砂眼缺陷,应注意以下事项:a、要有合理的浇注速度。
截面太小,则浇注速度太慢,铁液上升速度太慢,上型受铁液高温烘烤时间,容易使型砂爆裂,严重时会成片状脱落。
浇注系统的比例,应使铁液能平稳注人,不得形成紊流或喷射。
b、尽量使铁液流经的整个通道在砂芯内生成,通常坭芯砂(热法覆膜砂或冷芯砂)较之外模粘土砂更耐高温铁液冲刷。
而直浇道难以避免设置在外模的粘土砂砂型中通过,这时可在直浇口与横浇口搭接处设置过滤器(最好是泡沫陶瓷质),可以将铁液在直浇道内可能冲刷下来的散砂和铁液夹渣加以过滤,从而可减少砂眼和渣眼。
c、浇道是变截面的,因此变截面处应尽可能圆滑光洁,避免形成易被铁液冲垮的尖角砂。
d、浇道的截面比例宜采用半封闭半开放型式,以降低铁液进入型腔时的流速与冲击,而内浇道位置应尽可能避免直接冲击型壁和型芯,且呈扩张形为好。
2.2.2 为防止铸件的砂眼缺陷,型砂方面的主要措施是:a、是控制型砂中的微粉含量。
型砂在反复使用中,微粉含量会越来越高,这会降低型砂的湿压强度,水分及紧实率则会提高,使型砂发脆。
b、浇注时砂芯溃散后混入旧砂,未燃尽的残留树脂膜,会使型砂的韧性变差,产生砂眼的可能性也增大。
为此需要改善型砂的表面稳定性,降低脆性、提高韧性,方法是在型砂中添加适当的旷淀粉,也有的改用FS粉,均可取得良好的效果,也可以在型腔表面施表面安定剂(喷洒)。
2.2.3 在造型、翻箱,特别是下芯、合箱等各环节容易将砂粒掉人型腔,而又未能清理干净,极易造成铸件砂眼缺陷。
为此,一是要选取恰当的芯头间隙和斜度并保证下芯和合箱的工装精度,以免碰坏砂型或损坏型芯而将砂粒散落在型腔内;二是合箱前清理干净型内可能掉人的砂粒(抽吸法好于吹出法)。
2.2.4 不能忽视的是,砂芯的飞边毛刺要清理干净,上涂烘干后待用的砂芯表面的砂粒灰尘也要吹净,否则容易被铁水冲刷并富集在铸件某处形成砂眼。
同时,需要强调的是,砂芯上涂不能太厚,尤其是当工艺要求个别砂芯的个别部位或全部两次浸渗涂料时,涂料不能太厚,且须等第一次上涂干燥到一定程度后才能上涂第二层,否则浇注时过厚的涂料会爆裂而形成夹砂(渣)。
3脉纹(飞翅)通常在铸件的内表面或热节部位,如缸体缸盖的水套腔内,或是进排气道内,由于浇注时高温铁液的作用,使砂芯硅砂发生相变膨胀引起砂芯表面产生裂缝,液体金属渗入其中,从而导致铸件形成飞翅状凸起的缺陷,即“脉纹”。
脉纹一旦出现,难以清理。
当水套腔内有脉纹时,轻者会影响内腔的清洁度,重者会影响冷却水的流量,从而降低对发动机的冷却效果,甚至会引起“烧缸”、“拉缸”严重后果;当气道内出现脉纹时,会影响气道涡流特性,最终影响发动机的整机工作性能。
生产实践表明,冷芯工艺产生脉纹的倾向要稍大于壳芯产生脉纹的倾向。
3.1原因3.1.1如上所述,产生脉纹的根本原因是高温铁液作用于砂芯引起硅砂的膨胀裂纹。
3.1.2砂芯材料不具备低膨胀的性能,或者其自身不能吸收这种受热产生的膨胀。
3.1.3砂芯的韧性或高温强度不足以克服膨胀应力导致产生裂纹。
3.1.4所用涂料不能抵御砂芯在高温下产生膨胀裂纹。
3.1.5铁液未能在砂芯产生裂纹前凝固结壳,从而预防脉纹产生。
3.2 对策针对3.1所列产生脉纹的原因(或者说脉纹形成的机理),显然应采取如下措施:3.2.1 在保证能得到健全铸件而又不产生气孔等缺陷的铁液充型温度下,尽可能采取较低的浇注温度以减轻砂芯受热膨胀的程度;同时采用较快的浇注速度,以避免砂芯长时间受到高温烘烤可能产生的膨胀裂纹。
3.2.2 用于易产生脉纹砂芯(如水套芯、进排气道芯)的芯砂原砂预先进行消除相变膨胀处理,或者在砂芯材料中添加一些辅助材料,降低砂芯材料的热膨胀率;再就是原砂的颗粒组成以三筛或四筛级配,以求砂芯材料能自身吸收膨胀变形。
3.2.3 必要时,在砂芯材料中使用一定比例的非石英系列砂(如橄榄石砂、锆英砂等),第一它们的膨胀率极小,第二其导热性好,使铁液结壳时间早于砂芯相变膨胀开裂时间。
3.2.4 提高砂芯材料的韧性和高温强度。
3.2.5 使用强度、韧性优良,且导热性能好的烧结型涂料,以增强砂芯表面抗膨胀裂纹的能力。
以上这些措施既适用于冷芯砂,也适用于热法覆膜砂(壳型砂)。
由此看出,预防或减少脉纹缺陷的主要措施是改善砂芯膨胀性能。
4 清洁度现代发动机对清洁度的要求十分苛刻。
对汽缸体(汽缸盖)铸件而言,水腔、油腔、挺杆室等部位允许残留的砂粒和异物,仅限为数克(g)以内。
许多企业尽管采取了二次抛丸、强力抛丸,甚至引进了先进的抛丸设备,如鼠笼或机械手抛丸,要完全达到内腔清洁度要求,仍然较为困难,无论是壳芯或冷芯,情形均一样。