气缸盖铸件的质量控制

   2020-09-01 互联网黎美容27680
核心提示:  在前面中国铸造网为大家介绍了气缸盖铸造工艺,本文重点介绍气缸盖铸件的质量控制。  气缸盖是典型的
 

  在前面中国铸造网为大家介绍了气缸盖铸造工艺,本文重点介绍气缸盖铸件的质量控制

  气缸盖是典型的复杂、薄壁、高强度的铸件,其结构特点及性能要求给铸造生产带来很大困难。通常在铸造生产中容易产生气孔、缩松、断芯等铸造缺陷。在发动机使用过程中,气缸盖由于承受交变载荷,容易产生炸裂和变形,因此气缸盖铸件的质量控制,目前在国内外一些工厂中仍然是个关键性的技术问题。

  1.气孔气孔是气缸盖铸件生产中最典型的铸造缺陷之一。

  (1)产生气孔的原因

  1)铸件本身结构。气缸盖铸件结构非常复杂,主要靠砂芯来成形。在铁液充型过程中,水套芯全部、气道芯的气道部分和底板芯的成形面都和铁液接触,都要产生大量的气体;铁液进入型腔以后,充填砂芯间复杂的空间,其流速和温度都要发生一定的变化。所以,气缸盖产生气孔的倾向很大。

  2)铸造工艺方面。气缸盖的浇注系统和排气系统的设计是否合理,型芯砂的发气量如何,铁液的浇注温度等都影响到气缸盖铸件的气孔。

  (2)气孔种类主要有两种:

  1)“呛火”。是在气缸盖顶面上的比较大的“呛火”孔眼。

  2)皮下气孔。是在铸件螺栓搭子及罩盖法兰上的气孔或皮下气孔。有的气孔在冷加工后才能发现。它们都属于侵入性气孔。

  (3)防止措施

  1)降低树脂加入量。型芯砂的发气量,特别是芯砂的发气量,对气孔的影响很大,在满足砂芯强度的要求下,尽可能地减少树脂的加入量,能够减少铸件的气孔。但减少树脂必然带来砂芯强度的降低,从而造成断芯。因此,通过降低树脂加入量来减少气孔受到很大的限制。

  2)控制浇注温度。浇注温度对气孔也有很大的影响。如果浇注温度低,导致铁液流动性差,型腔内的气体及铁液中的气体不易排出;但浇注温度过高,易导致铸件的粘砂、烧结及铸件缩松,因此不能一味地提高浇注温度。在气缸盖的生产中,国外十分重视浇注温度的控制。对于大多数气缸体、气缸盖来说,适宜的浇注温度为1390—1420~(:。

  3)合理的浇注系统的设计。对于气缸盖这种典型的复杂薄壁件,浇注系统的设计要贯彻快(铁液流量大)、稳(铁液流速低,无飞溅及紊流)、顺(金属液充型方向要有利于气体及铁液中散砂及渣子的排出)、活(无死角区)的原则。一般来说,气缸盖采用底注式浇注系统有利于排气。底注式浇注系统的优点是金属液充型平稳,液面逐渐升高,可以避免冲击、飞溅和氧化及由此而形成的铸件缺陷,型腔内气体容易排出;缺点是温度场分布不均衡,铸件底部过热时间长,易受浇注温度影响而出现烧结或冷隔。气缸盖采用多个内浇道,可以使铁液平稳、快速地充填型腔,减少铁液的充型时间。同时要注意使铸件两端铁液进入均衡。

  4)加强排气系统。应尽量发挥通气针(或通气片)的作用,使型腔内气体快排出。由于气缸盖采用高压造型,砂型的排气性较差;加之上模样高度相对于砂箱来说较低,应最大限度地发挥铸件上明通气针的作用。该型板布置为一型两件,缸盖顶面一共设置了42根明通气针,用以排出型腔内的气体。在气缸盖顶面能设置过桥的地方,特别是在铁液不易流动的死角区和铁液的汇合处,铸件最后流满部位,尽可能地引过桥与明通气相通。对于在罩盖法兰和螺栓搭子上产生的气孔,可直接在其上面加通气针或排气片。

  该厂生产的6110气缸盖,顶面共有12个水套芯头,12个水套芯头上都加了明通气针,以便于排出砂芯的气体。但这就使芯头排气封火和固定砂芯难以两全,在通气针小时,钻孔后余砂堵塞气道;通气针尺寸大了又压不住砂芯,而且

  封不住火造成浇注呛火,铸件会因大量的皮下气孑L而报废。经几次更改。采取了工艺砂芯,增加芯头面积,相应地气孔钻头也可加粗,解决了上述问题。水套芯

  2.缩松(渗漏) 气缸盖壁厚不均匀,热节很多,内腔由多个复杂的砂芯形成,加上浇注系统的影响,局部过热时间长,补缩不良,因此常在铸件的热节部位形成缩松。对于气缸盖的渗漏问题,可以从以下几个方面着手:

  (1)提高铸件尺寸精度,合理控制现场生产的化学成分,降低删(P) P对缩松的影响是很敏感的。长期积累起来的统计资料表明,铸件不致密总是与高的值(P)相联系的。铸件加(P)处于上限或下限,其致密性的差别很大。

  (2)采用含Te(碲)涂料Te是一种很强烈的阻碍石墨化的元素。当在缺陷部位的砂芯上涂上适当厚度的碲涂料层后,铁液与涂料层的接触界面上,一方面碲涂料层使该处铁液制冷加快凝固;另一方面碲渗入铁液,使该层铸铁形成0.2~0.5mm的白口致密层,从而使由于加工后局部壁薄及热节形成的缩孔、疏松等缺陷的通道被封闭,有效地解决了渗漏。

  碲粉涂料虽然对防止铸件渗漏有一定作用,但对砂芯的薄、小部位刷涂,会造成铸件局部粘砂,并污染回炉料,应尽量少用或不用。

  (3)采用冷铁在气缸盖渗漏的部位,采用冷铁来加速该处的冷却,可以有效地防止渗漏。国内外有些厂家已经成功地应用冷铁解决了气缸盖(或气缸体)的渗漏。冷铁的设计要遵循以下几个原则:

  1)冷铁在铸型中放置方便,适应生产节拍。

  2)内冷铁的重量适当,在具有足够的激冷能力的情况下,与母体结合良好,不影响机械加工。

  3)冷铁的结构能为铸件的均衡凝固创造有利的条件,且不会造成其他的铸造缺陷。

 
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