缸體鑄造工藝設(shè)計(jì)論文

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1S10缸體鑄造結(jié)構(gòu)分析與措施

1.1缸體鑄件技術(shù)要求

S10缸體鑄件材質(zhì)為HT250，毛坯重約42kg，重量偏差按照GB/T11351—1989的MT8執(zhí)行。缸體一般壁厚4+0.8-0.5mm，鑄件尺寸公差按GB/T6414—1999的CT8，毛坯缸孔壁厚差要求加工余量要求：2.5mm±0.5mm。可見，缸體基本屬于薄壁輕量化設(shè)計(jì)，且尺寸精度要求較高。鑄造工藝設(shè)計(jì)時應(yīng)主要考慮立澆工藝，并考慮冷芯為主，以保證其要求的精度。

1.2水套結(jié)構(gòu)分析與措施

水套芯結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：①水套芯總高97.5mm，一般厚度5～8mm；②水套芯左端下部有特殊的異形結(jié)構(gòu)。水套芯可能出現(xiàn)異形處變形、斷芯，從而影響該處壁厚和尺寸；另外，該異形處存在清砂難度。因此，水套芯應(yīng)采用強(qiáng)度較高的熱芯；水套芯異形處應(yīng)采用特殊涂料和工藝，以保證該處不發(fā)生粘砂和易于出砂。同時，選擇底注立澆工藝方案，鐵液平穩(wěn)上升、平穩(wěn)充型，對整個水套芯的沖擊相對于臥澆工藝方案要小很多。

1.3油道結(jié)構(gòu)分析與措施

S10缸體外形單側(cè)有2根油道芯，兩側(cè)基本對稱，共有4根油道芯。特點(diǎn)是：①油道芯細(xì)長，長度266mm，貫穿缸體上下面；②截面單薄，彎曲程度大，在澆注過程中易變形或斷裂。因此，油道芯應(yīng)采用較高強(qiáng)度的熱芯；同時為防止和減少熱變形，應(yīng)選用高強(qiáng)度低膨脹的芳東覆膜砂。此外，選擇底注立澆工藝方案對細(xì)長油道芯受鐵液沖擊相對于臥澆工藝方案要好很多。

2S10缸體鑄造工藝設(shè)計(jì)

2.1立澆工藝方案選擇

依據(jù)對S10缸體水套芯和油道芯結(jié)構(gòu)分析，依據(jù)對立澆工藝和臥澆工藝在充型時水套芯與油道芯的受力分析，決定選用：缸孔朝上，底注立澆工藝方案。S10缸體鑄件工藝如圖9；砂芯構(gòu)成如表4；水套芯和油道芯用芳東覆膜砂，見表5。水套芯異形處實(shí)施3層涂料：先刷一層鋯英涂料，表干后水套芯整體浸涂水基石墨涂料，最后在異形處再刷鋯英涂料。

3試制結(jié)果

采用前述工藝措施，按調(diào)整后的澆注系統(tǒng)，對熱節(jié)的3個工藝方案均進(jìn)行了調(diào)試。此外，經(jīng)鑄件解剖表明：水腔清潔，水套異形處光滑無粘砂；水套芯和缸筒芯形成的缸孔壁厚均勻，經(jīng)檢測缸孔壁厚差Δδ≤1.0mm；油道芯未發(fā)生斷裂和漂浮，油道壁厚正常。對于熱節(jié)處采用的3個方案，經(jīng)外觀檢查和解剖，均未見縮孔和縮松缺陷。鑄件經(jīng)多次加工和加工后解剖表明：尺寸合格，壁厚正常。對熱節(jié)處的3個工藝方案，為穩(wěn)定和確保熱節(jié)處無收縮缺陷，今后可優(yōu)先選用無冒口的方案1，其次是另2個方案。

4結(jié)論

（1）S10缸體水套芯單薄，有異形結(jié)構(gòu)；油道芯貫穿缸體上下平面，細(xì)長而彎曲。采用底注立澆工藝，鐵液平穩(wěn)上升，對水套芯和油道芯的沖擊小。有利于防止水套芯受沖擊變形，保證缸孔壁厚均勻；也有利于防止油道芯漂芯和斷芯，保證油道壁厚正常。

（2）水套芯和油道芯設(shè)計(jì)為熱芯，并選用含較大比例寶珠砂的高強(qiáng)度低膨脹的芳東覆膜砂，有利于防止在高溫鐵液作用下因膨脹而發(fā)生的變形，有益于保證缸孔壁厚均勻和油道壁厚正常。水套芯異形結(jié)構(gòu)處實(shí)施3層涂料，使不易清理的該處光滑潔凈無粘砂。

（3）鑄件熱節(jié)分析計(jì)算表明，需要強(qiáng)補(bǔ)縮。按冷鐵覆蓋面積≥熱節(jié)散熱面積的16.7％的原則，設(shè)計(jì)的3個工藝方案，試制結(jié)果均無收縮缺陷。

（4）在設(shè)計(jì)計(jì)算澆注系統(tǒng)基礎(chǔ)上，調(diào)整（放大）橫澆道截面和內(nèi)澆道截面，保證hp（始）、hp（平均）仍然遠(yuǎn)大于橫澆道高度保持橫澆道充滿富余的同時，使初始充填橫澆道鐵液流態(tài)Re降低，即降低了紊流度，并且橫澆道內(nèi)鐵液流速下降37.69％。這些均有利于橫澆道撇渣，防止溶渣和浮砂進(jìn)入型腔。

作者:劉增林趙發(fā)輝宋新建劉家強(qiáng)單位:成都桐林鑄造實(shí)業(yè)有限公司