负压实型铸造汽车发动机曲轴箱体的方法.pdf

本发明涉及负压实型铸造汽车发动机曲轴箱体的方法，包括制作模块、组合模样、涂料干燥、震动造型、熔炼铁水、负压浇注和铸件清理，其特征在于：将铸件、内浇道和冒口分解成多个模块，经烘干处理后，用粘接剂粘接合型的对应部位，组合成包括冒口、铸件模型和内浇道为一体的模样；用涂料浸涂模样烘烤干燥后放入负压砂箱中，在每个缸筒内放置冷铁，然后，加入干砂掩埋模样并震实；将负压砂箱的抽气口与真空泵连接，真空度控制在－0.4－－0.6MPa，铁水温度控制在1440－1460℃，即可进行浇注。本发明简化工序、生产周期短；铸件尺寸偏差小、加工余量少，表面和内在质量好，合格率高；设备投入少，生产成本较传统的铸造方法减少15％－30％。

1、  负压实型铸造汽车发动机曲轴箱体的方法，包括制作模块、组合模样、涂料干燥、震动造型、熔炼铁水、负压浇注和铸件清理，其特征在于：
(1)制作泡沫塑料模块
浇注系统为底注立浇式，根据铸件结构和浇注系统的特点，将铸件、内浇道和冒口分解成多个模块，各模块均设计有合型的对应部位，各模块均用经预发泡的泡沫塑料分别射入不同的模具内发泡成型；
(2)组合模样
成型后的多个铸件、内浇道和冒口模块经烘干处理后，用粘接剂粘接合型的对应部位，组合成包括冒口、铸件模型和内浇道为一体的模样；
(3)模样涂料干燥
采用水基涂料浸涂组合模样，分两次进行；第一次浸涂的水基涂料的涂层厚度控制在0.3-0.5mm，在35-55℃下烘烤干燥；第二次浸涂的水基涂料的总涂层厚度控制在1.0-1.5mm，在35-55℃下烘烤干燥；
(4)震动造型震
将负压砂箱推到震动台上，铺垫100mm的底砂，再将浸涂干燥后的模样竖直放入负压砂箱中，在每个缸筒内放置冷铁，然后，加入干砂掩埋模样，并启动震动台震实；
(5)负压浇注
先将负压砂箱的抽气口与真空泵连接，浇注前启动真空泵，真空度控制在-0.4--0.6MPa，铁水温度控制在1440-1460℃，即可进行浇注；冷却后即可开箱落砂，进行铸件清理。

2、  根据权利要求1所述的负压实型铸造汽车发动机曲轴箱体的方法，其特征在于内浇道设在铸件模型的下面、呈长方形环道且与曲轴箱体底部的形状一致；在曲轴箱体上端面的各螺孔位置处均设有引流、吸渣、补缩的冒口。

3、  根据权利要求1所述的负压实型铸造汽车发动机曲轴箱体的方法，其特征在于制作模块的泡沫塑料为聚苯乙烯树脂珠粒、或者聚甲基丙烯酸甲酯树脂珠粒、或者甲基丙烯酸甲脂一苯乙烯共聚树脂珠粒。

4、  根据权利要求1所述的负压实型铸造汽车发动机曲轴箱体的方法，其特征在于在每个缸筒内放置冷铁为圆柱形，或者为有一定锥度的圆柱形。

负压实型铸造汽车发动机曲轴箱体的方法
技术领域
本发明涉及发动机部件的铸造方法，具体涉及负压实型铸造汽车发动机曲轴箱体的方法。
背景技术
发动机是汽车的动力源，它是一部由许多机构和系统组成的复杂机器。发动机的机体包括气缸盖、气缸体及油底壳，有的发动机将气缸分铸成上下两部分，上部称为气缸体、下部称为曲轴箱，机体的作用是装配各机构、各系统的基体，而且本身的许多部分又分别是曲轴连杆机构、配气机构、供给系、冷却系和润滑系的组成部分。其中的曲轴箱体结构复杂而且壁薄，强度要求高，因此，铸造难度较大。采用通常的铸造方法，不仅尺寸偏差大、表面粗糙、加工余量多，而且容易出现气孔、缩松、夹砂、变形、裂纹、偏析等缺陷，铸件合格率低，成本高。为了汽车发动机曲轴箱体的铸造缺陷，提高铸件的合格率，降低生产成本，CN1069855C公告了名称为“汽车发动机曲轴箱体的铸造工艺”的发明专利。该“工艺”采用底注立浇方式，将外型和内芯分解为多个砂块，拼搭组装、粘合并用夹具夹紧形成铸型，溢口设在铸型的顶部，四周围砂夯紧后浇注成型。虽然，该“工艺”不用造型机和砂箱，用砂量小，但铸型的组装过程比较复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种负压实型铸造汽车发动机曲轴箱体的方法，它能改善铸件的外在质量和内部组织，提高铸件的合格率，降低生产成本。
本发明放弃了传统的造型制芯、组芯合型，空腔浇注成型的铸造方法，采用先进的消失模铸造技术，即用泡沫塑料模样取代原来的空型腔呈实体的铸型，并且在浇注过程中泡沫塑料模样不取出，随着金属液的推移而逐渐地气化消失，模样和金属液同时存在，使铸型始终保持呈实体的状态，直至浇注完毕，模样完全被金属液所取代，从而得到所需要的铸件。鉴于汽车发动机曲轴箱体结构复杂而且壁薄，强度要求高，本发明对有关工序作了实质性的改进，提高了铸件的合格率，降低了生产成本。
本发明所述的负压实型铸造汽车发动机曲轴箱体的方法，包括制作模块、组合模样、涂料干燥、震动造型、熔炼铁水、负压浇注和铸件清理工序，其特征在于：
(1)制作泡沫塑料模块
浇注系统为底注立浇式，其优点是，充型时内浇口处于被淹没状态，金属液流平稳，不易氧化，也无飞溅；可以抑制气化模的发气量，同时金属液上升方向与泡沫塑料分解气化生成物的流向一致，有利于排气浮渣。根据铸件结构和浇注系统的特点，将铸件、内浇道和冒口分解成多个模块，各模块均设计有合型的对应部位，各模块均用经预发泡的泡沫塑料分别射入不同的模具内发泡成型；
(2)组合模样
成型后的多个铸件、内浇道和冒口模块经烘干处理后，用粘接剂粘接合型的对应部位，组合成包括冒口、铸件模型和内浇道为一体的模样；
(3)模样涂料干燥
采用水基涂料浸涂组合模样，分两次进行；第一次浸涂的水基涂料的波美度为55-65，涂层厚度控制在0.3-0.5mm，在35-55℃下烘烤干燥；第二次浸涂的水基涂料的波美度为50一60，总涂层厚度控制在1.0-1.5mm，在35-55℃下烘烤干燥；其作用是防止铸件表面出现针状缺陷和严重粘砂，提高铸件的表面质量。
(4)震动造型
将负压砂箱推到震动台上，铺垫100mm的底砂，再将浸涂干燥后的模样竖直放入砂箱中，在每个缸筒内放置冷铁，然后，加入干砂掩埋模样，并启动震动台震实。在缸筒内放置冷铁，以提高缸筒壁的冷却速度，使缸筒壁的金相组织细化、珠光体含量增加，有利于提高缸筒的耐磨性、延长使用寿命。在每个缸筒内放置冷铁为圆柱形，或者为有一定锥度的圆柱形。
(5)负压浇注
先将负压砂箱的抽气口与真空泵连接，浇注前启动真空泵真空度控制在-0.4--0.6MPa铁水温度控制在1440-1460℃，即可进行浇注。冷却后即开箱落砂，进行铸件清理。
所述的负压实型铸造汽车发动机曲轴箱体的方法，其特征在于内浇道设在铸件模型的下面、为矩形内浇道且与曲轴箱体底部的形状一致，以防止变形；在曲轴箱体上端面的各螺孔位置处均设有引流、吸渣、补缩的冒口，以提高铸件的内外质量。
所述的负压实型铸造汽车发动机曲轴箱体的方法，泡沫塑料为聚苯乙烯树脂珠粒(EPS)、或者聚甲基丙烯酸甲酯树脂珠粒(EPMMA)、或者甲基丙烯酸甲脂一苯乙烯共聚树脂珠粒(StMMA)。
本发明和现有技术相比具有以下优点：简化工序、生产周期短、生产率高；工艺技术容易掌握，劳动强度低；铸件尺寸偏差小、加工余量少，表面和内在质量好，合格率高；设备投入少，生产管理方便；造型材料可以完全回收使用，生产成本较传统的铸造方法减少15％-30％。
图1是曲轴箱体实物模样、内浇道和冒口分解模块示意图。
图2是两个曲轴箱体实物模样与内浇道和冒口的组合模样示意图。
图3是组合模样装在负压砂箱中的示意图
实施例：为重庆长安汽车集团所生产的汽车用462、465、474、491发动机的曲轴箱体的铸造方法。
(1)制作泡沫塑料模块
浇注系统为底注立浇式，根据铸件结构和浇注系统的特点，将曲轴箱体实物模样分解为四个模块，即缸壁缸座模块1、缸筒模块2；内浇道分解为三个模块，即直浇道模块3、横浇道模块4、内道模块5、冒口分解为十二冒口模块6，各模块均设计有合型的对部位，分别制成模具；
将各个模具分别安装在成型机上，取粒径为0.3-0.5mm的聚苯乙烯珠粒，经预发泡为1-0.8mm的珠粒；用料枪将预发泡并熟化的聚苯乙烯珠粒分别射入各个模具的模腔内，通以0.16-0.3MPa的蒸汽加热30-70S成型；
(2)组合模样
将两个曲轴箱体地模块和内浇道模块及冒口模块经烘干处理后，用粘接剂粘接合型的对应部位，组合成包括冒口、两个曲轴箱体和内浇道为一体的模样；
(3)模样涂料干燥
采用水基涂料浸涂组合模样，分两次进行；第一次浸涂的水基涂料的波美度为55-65，涂层厚度控制在0.3-0.5mm，在35-55℃下烘烤干燥；第二次浸涂的水基涂料的波美度为50-60，总涂层厚度控制在1.0-1.5mm，在35-55℃下烘烤干燥；
(4)震动造型
将负压砂箱7推到震动台上，铺垫100mm的底砂，再浸涂干燥后的模样竖直放入负压砂箱中，在每个缸筒内放置圆柱形的冷铁8，然后，加入干石英砂掩埋模样，并启动震动台震实；
(5)熔炼铁水
按以下化学成份配料：C 3.2-3.35％、SI 2.0-2.2％、Mn 0.6-0.8％、P≤0.08％、S≤0.05％、Cu 0.4-0.6％、Sn 0.07-0.09％；在中频电炉中熔炼，当铁水温度升到1500℃时打渣，并实施包内孕育处理；
(6)负压浇注
先将负压砂箱7的抽气口9与真空泵连接，浇注前启动真空泵，真空度控制在-0.4--0.6MPa，铁水温度控制在1440-1460℃，即可进行浇注；
(7)铸件清理
冷却后，即可开箱落砂，清理铸件。