Production Techniques生产技术
高性能连体缸盖关键铸造工艺研究及应用
齐亚平,王超,刘立强,刘婧,李兆建
(潍柴动力(滩坊)铸锻有限公司,山东濰坊26119
摘要:连体缸盖采用半组立浇铸造工艺,整个铸件由砂芯形成,砂心之间定位准确,減少了ト心造成的
人寸偏差,铸件尺寸精度高。削述了连体缸盖关健造工艺的开发,重点对平组立浇工ど、鉄工ど、CAE分
析应用等内容进行了阐述。
关键词:连体缸盖;铸造工艺;蠕铁;CAE分析
中图分类号:TG250.6;文献标识码:A;文章编号:1006-9658001203-0031-03
D0:10.39691.189n.1006-9658.2017.03.010
0引言
对多缸四气门连体缸盖,独创了半组立浇、
在盖是发动机的关健零部件之一,般结构型一箱多件的造工ど。与传统技术相比:①缸盖
式有单体式和整体式。缸盖要求冷却通道和油道大平面转移到侧面,有利于改善冒口系统和排气系
具有良好的气密性,燃烧室和排气道的尺寸、位置统的布置,从而減少铸件上气孔、秒眼、火砂等缺陷
精度将直接影响发动机的功率参数。近年米,为适的产生;②缸盖立浇,消除了凝固过程缸盖高度方
应发动机增压、小型化的发展趋势,满足凵益严格向的整体成力差,避免了缸盖易整体变形的问题;
的排放和节能要求,急需开发强度高、导热性和耐一箱多件、整体芯组及其自动化、高节拍的组芯
疲劳性能好的高性能的连体红盖?。
下芯技术,以及芯了子快速粘结与紧固等相关技术,
连体缸盖具有缸心距小、结构紧湊等优点,能实现了按节拍高效生产。
够在有效缩短发功机长度的基础上状得更高的强
度,在加工、紧固、密封等方面具有显著优点。但连
---s
体盖铸件容易发尘整体变形、同时因缸盖内腔复
架、壁薄等情况,在铸造过程巾容易出现断芯、烧结
等问题,增加了俦造工艺开发和实施的难度。
关键铸造工艺介绍
1.1平组立浇技术开发
糾1紅盖砂芯组芯示意图
1.1.1平组立浇技术介绍
我公司开发了多缸四气门连体缸盖流水线整
体组芯、平组立浇技术,解决了传统铸造工艺易造
成铸件整体变形、尺寸精度难以保证、无法实现高
节拍生产的技术难题。
收稿日期2016-12-0
稿件编号:1612-1595
作者简介:齐业平(1969-),女,高级程师,主要从事铸造艺开发
工作
图2缸盖浇注系统示意图
中国铸造装备与技术3/2017GFMT
万方数
生产技术 Production Techniques
1.1.2平组立把工艺
蠕墨铸铁铸件的蠕化率尤损檢测泑,从而在根本上杜
艺没计初期组芯工艺采用平组平,即连体绝了性能不合格铸件的流出,确保铸件品质。
缸盖的上盖芯和底盘芯组先用热熔胶进行粘结,砂
芯翻转90度进行立组把螺栓。此时热熔胶尚未起
到粘结作用,砂芯容易裂开定位不准确,且再次把
G3927
3.40
紧容易造成砂芯鉷料。
%1.52
1217C
后经过专门的工艺优化改进,通过新设计组芯
夹具、胎具,把螺栓时砂心水半放置,依靠重力作用
(a) NISSA B热分析结果
(b) OCC Phase ab热分析结果图
使砂芯紧密组合,再由螺栓把紧,有效的解决了砂
图4铸铁热分析检测结果
芯立组开裂间题,防止热熔胶木固化时流入砂芯间
隙,影啊砂芯下芯。砂芯平组把紧螺栓杄较立组方
便,快捷,机械于从注热熔胶工夹取只平移砂心
无需翻转劲作,节省作业时间,提高生产效率。
球墨铸铁蠕铸铁
蠕化率
图5蠕化率与声速率的关系图
表1所示为本项日灰铸鉄与蠕墨铸铁的性能
指标。表2所示为本项目蠕墨铸铁工艺与常用技
术的对比情况
表1本项目灰铸铁与蠕墨铸铁性能指标
材料抗拉强度/MP硬度HBW石器形态某体纽织石墨片长
RaT400400「18-20/化率「珠光体
80%以上≥70%
HT280280「190-26
珠光体
6级
图3砂芯半组立把示意图
298%
1.2蠕墨铸轶应用
表2本项目蠕墨铸铁工艺与常用技术的对比情況
采用喂线法与热分析法相结合的方法生产蠕
工艺「化卒稳定性生产成本废品率综合成本
墨铸铁,开发了热分析适时检测喂线控制技术及成
冲入法「低
差
低
高
套设备;通过在线测量炇时对铁液处理状态进行判
nter Cast I80以上好
低
新,如图4所示,从而精确控制蠕化剂与や育剂的
加入量。与传统技术相比,有效避免了蠕化不充
80以上
低
分、蠕化过度的不稳定状态。产品端化率稳定达到13铸造CAE分析
80%以上,满足欧洲行业标准,处行业领先水半。
应用 MAGMA软件对铸件进行铸造CAE
同时,本项日还研究了铸铁件石墨形念与超声淑频析, MAGMA5.0软件运算速度快,准确性高,应用
率(波速)之间的对应关系,创新性的开发了超声波铸造凝固模拟软件和已获取的三维数据对缸盖的
无损检测蠕化卒的检测方法,形成相关检测的标准铸造过稈进行模拟。充型过稞模拟铁液在浇注过
与规范,如图5所示为试验获得的蝸化率与声速率程中铁液的流动方向和速度情况及气体压カ情况,
的关系。将这一成果用于随线快速、可靠、经济的从预测铸件可能出现的砂眼、气孔和渣眼等缺
cFT中国铸造装备与技术3/2017
万方数
