[发明专利]蠕墨铸铁铸件的铸造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种蠕墨铸铁铸件铸造工艺方法，特别是发动机缸盖铸件蠕墨铸铁铸造工艺，尤其是重型发动机缸盖蠕墨铸铁铸造工艺方法。

背景技术

蠕墨铸铁是指其石墨大部分呈蠕虫状，部分呈球状的一种铸铁，其组织和性能处于球墨铸铁和灰铸铁之间，具有良好的综合性能。

在实际生产中，使用蠕墨铸铁生产铸件时，容易出现缩松缩孔等缺陷，难以得到质量合格的铸件产品。因此，蠕墨铸铁铸件的应用受到严重限制，更难应用于结构复杂、性能要求很高的发动机缸盖的铸造过程，尤其是在重型发动机缸盖铸造过程无法成功应用。

发动机缸盖是发动机的重要构件，其结构复杂，性能要求高，属于薄壁、高强的复杂铸件，工作时承受的机械热应力很高。要求材质具有良好的力学性能、热疲劳性能、铸造性能和气密性。特别是重型发动机缸盖(如6M系列缸盖)，上述性能要求更为严格。

使用蠕墨铸铁材料铸造发动机缸盖虽然可以提高产品的性能，但是在实际生产过程中，产品的成品率很低。主要问题在于：缸盖渗漏严重，在导杆孔、螺栓过钉孔等热节处(这些孔均为加工孔)易产生缩松、缩孔缺陷，这些加工孔经加工后，铸壁有微孔穿透造成渗漏，导致产品报废。

2003年05期《现代铸铁》P34～38的一篇文章“车用柴油机蠕墨铸铁缸盖铸造工艺探讨”中介绍了一种发动机缸盖铸件蠕墨铸铁的生产工艺，采用了压边冒口、顶注这样的一种工艺，降低了废品率。该铸造工艺主要用于6110、4110等柴油发动机缸盖的铸造，如直接用于重型柴油发动机缸盖铸造，由于热节处的气缩孔等问题不能解决，产品的废品率仍很高。

重型发动机缸盖(如6M系列缸盖)结构比较复杂，在喷油器孔、过钉孔、气门导杆孔等重要位置都存在热节，这些位置对铸件要求很高，如果仍然采用现有的铸造工艺方法，就会造成大量的废品。

发明内容

针对现有技术蠕墨铸铁铸件铸造工艺的不足，本发明提供一种提高产品成品率的铸造工艺。特别是针对不适宜铸造蠕墨铸铁重型发动机缸盖的不足，提供一种重型发动机缸盖蠕墨铸铁铸件的铸造方法，产品质量和产品成品率高，可以进行批量生产。

本发明蠕墨铸铁铸件铸造工艺，在现有铸造工艺基础上，综合运用“顶注”、“压边浇注”、“保温冒口”和“随形空心冷铁”等多种铸造工艺。随形空心冷铁为圆柱筒形冷铁，设置在砂芯中对应铸件上要求具有的孔洞中。

在上述工艺基础上，可以进一步采用“侧浇”铸造工艺，即将铸件侧立放置进行浇注，以提高生产效率。随形空心冷铁的尺寸并不一定需一致，可以根据需要补缩的位置结构确定，随形空心冷铁的壁厚一般为0.5～5mm，材料与铸件材料相同，经过铸造，随形空心冷铁最终与铸造过程的铁水融合。“保温冒口”设置在易产生缩松缺陷的位置。

本发明重型发动机缸盖蠕墨铸铁铸件铸造工艺，在现有铸造工艺基础上，综合运用“侧浇”、“顶注”、“压边浇注”、“保温冒口”和“随形空心冷铁”等多种铸造工艺。随形空心冷铁设置在砂芯总成中对应的螺栓孔中和易出现缩孔缩松的气门导杆孔、过钉孔、喷油器孔等中。

随形空心冷铁材料采用与发动机缸盖铸件相同的材料，随形空心冷铁的内径和长度一般与存在热节处的螺栓孔、气门导杆孔、过钉孔、喷油器孔等相适应，随形空心冷铁的壁厚一般为0.5～5mm，经过铸造，随形空心冷铁最终与铸造过程的铁水融合，随形空心冷铁起到消除热节和保护铸件重要位置不至于漏气的作用。

随形空心冷铁的优势在于：1、它是空心的，不影响对螺栓孔、气门导杆孔等铸件上的孔洞进行加工。2、它起到冷铁的作用，使铸件热节部位首先凝固，减少热节的影响，降低缩孔缩松废品率。3、它起到防止漏水的作用，此空心冷铁同时也是一个保护套，能够有效防止铸件加工后漏水漏气。

侧浇的优势在于：限于设备、砂箱的限制，采取平浇时一箱只有3件，采取侧浇一箱可以放6件，极大的提高了劳动生产率，降低了控制成本。

采取冒口顶注的优势：通过冒口顶注有利于补缩，而且不但不会妨碍排气，不会卷入气体，由于可以提高铸件顶面温度，反而可以防止铸件顶面温度偏低凝固结皮过早而导致顶部气孔等问题。

与现有技术相比，本发明铸造工艺具有如下有益效果：

1、有效解决重型柴油机发动机(如6M系列)缸盖蠕墨铸铁铸件的废品率高的问题，成功实现蠕墨铸铁在重型发动机缸盖工艺批量生产；

2、可以在原有结构上改进，改动量小，操作方便；

3、整个工艺操作过程比较简单，对原有生产流程影响很小；