改善缸蓋內(nèi)腔清潔度的措施
隨著廣大汽車客戶對汽車三包里程、發(fā)動機(jī)性能的要求不斷提升,對發(fā)動機(jī)缸蓋的性能要求也不斷提高。目前,對于發(fā)動機(jī)核心部件氣缸蓋關(guān)注的不僅僅是廢品率、返工率和返修率、尺寸精度、材料性能等常規(guī)項(xiàng)目,缸蓋內(nèi)腔清潔度也越來越受關(guān)注,而提高鑄件內(nèi)腔質(zhì)量,并不能單靠鑄件清理工序清理到位就可以達(dá)到,更重要的還是要在制芯、造型、熔煉等源頭工序進(jìn)行控制。
1缸蓋內(nèi)腔結(jié)構(gòu)
缸蓋屬于薄壁鑄件,而過釘孔、挺桿孔等部位均為較大的熱節(jié)。在氣門座之間的鼻梁區(qū)等部位的內(nèi)腔往往是鑄件最狹窄的冷卻水通道,最小通流寬度僅為2~3mm,因而水套砂芯在形成這些通道的部位厚度很薄。缸蓋不僅內(nèi)腔結(jié)構(gòu)復(fù)雜,而且進(jìn)排氣面、頂面經(jīng)常會設(shè)置一些鑄造工藝孔,用于出砂和便于內(nèi)腔清理,這也增加了鑄件結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。
2內(nèi)腔清潔度不良及原因分析
分析認(rèn)為,頂桿室旁上水套內(nèi)腔燒結(jié)、排氣道靠近熱節(jié)部位粘砂部位不但均靠近鑄件熱節(jié)處,而且靠近下型底注內(nèi)澆道,受熱時間長、受鐵液沖刷力度大,因而導(dǎo)致粘砂缺陷l。圖4為缸蓋鼻梁區(qū)部位,由于砂芯厚度很薄、組裝砂芯個數(shù)多等原因造成局部配合間隙大,因而產(chǎn)生披縫同時伴隨有粘砂。
3防止措施
一般所熟知的控制鑄件粘砂方法有:使用目數(shù)大的細(xì)砂;增加硅砂中w(SiO2)量;使用特種砂來代替普通硅砂;提高射芯質(zhì)量;加大涂料濃度;采用防粘砂效果比較好的涂料;降低澆注溫度,提高澆注速度;通過澆注系統(tǒng)的更改或鑄件結(jié)構(gòu)的更改分散或消除熱節(jié)等。針對鑄件所出現(xiàn)的問題,結(jié)合材料成本、材料供應(yīng)、現(xiàn)場工藝、裝備及操作特點(diǎn)等因素,采取了以下所述的措施來控制鑄件內(nèi)腔粘砂。
3.1涂抹特制涂料膏為驗(yàn)證不同涂料膏防粘砂效果不同,用同樣的氣道芯局部熱節(jié)位置涂抹不同試驗(yàn)方案的涂料膏,氣道芯裝入同一鑄型中2個砂芯組內(nèi),采用相同工藝進(jìn)行澆注,得到表l所示的試驗(yàn)結(jié)果。由表l可見,特制涂料膏效果要好于普通的涂料膏。
表1不同涂料膏防粘砂的效果對比情況
種類 | 成分 | 澆注數(shù)量/件 | 粘砂數(shù)量/件 | 粘砂率(%) |
普通涂料膏 | 普通石墨粉+水 | 50 | 15 | 30 |
特制涂料膏 | 普通石墨粉+鋯英粉涂料 | 50 | 5 | 10 |
表2增加預(yù)浸涂前后粘砂情況對比
試驗(yàn)方案 | 澆鑄件數(shù)量/件 | 粘砂數(shù)量/件 | 粘砂率(%) |
整體浸涂 | 30 | 10 | 30 |
二次浸涂 | 30 | 3 | 3 |
3.2主體水套芯增加預(yù)浸涂由于主體水套芯局部粘砂部位為鑄件的熱節(jié)部位,同時鑄件內(nèi)部設(shè)置有冷卻套、彎管等,澆注溫度控制在l420°C以上,可防止因彎管或內(nèi)冷鐵等熔合不好而造成鑄件漏水現(xiàn)象。試驗(yàn)增加主體芯預(yù)浸涂后再組芯的鑄件粘砂情況統(tǒng)計(jì)如表2所示,由表2可見,主體芯增加預(yù)浸涂后,熱節(jié)部位的粘砂、燒結(jié)比例減少。
3.3氣道芯使用純凈的普通砂對于氣道芯內(nèi)腔質(zhì)量要求高的砂芯,使用普通純凈砂+抗脈紋劑以及鉻礦復(fù)合砂這2種砂進(jìn)行交叉試驗(yàn),結(jié)果發(fā)現(xiàn),這2種方案生產(chǎn)的鑄件氣道內(nèi)腔都沒有粘砂及脈紋。