[发明专利]一种薄壁耐热钢排气歧管铸造方法

说明书

本发明公开了一种薄壁耐热钢排气歧管铸造方法，属于耐热钢排气歧管铸造技术领域，包含以下步骤：制芯、造型、熔炼、浇注、落砂。本发明通过浇道进铁水量及浇注系统各单元截面比的合理设计，及铁模覆砂层厚度、型腔排气系统和浇注温度、落砂开箱时间的严格控制，制得的排气歧管的厚度为3.2‑3.6mm，壁薄，晶粒度为5.5级，各项技术性能均达到要求的指标。本发明制备的排气歧管壁薄、质轻，性能稳定，解决了普通湿砂工艺很难成型的难题，有效的减轻了整体的重量，实现了发动机轻量化设计。

技术领域

本发明属于耐热钢排气歧管铸造技术领域，具体涉及一种薄壁耐热钢排气歧管铸造方法。

背景技术

随着汽车轻量化技术的发展，发动机排放温度不断提高，耐温950℃的镍奥氏体球铁排气歧管已不能满足排放要求。目前，耐热钢排气歧管在高档车型中已投入使用，耐温温度达1050℃，热疲劳性好。耐热钢排气歧管与涡轮增压器在发动机上装配使用，汽车尾气排放已大大降低。

为满足排气歧管轻量化技术要求，设计壁厚由4.5-4.0mm降低到3.6-3.2mm，型壁阻力大，钢液粘度大流动性差，普通湿砂型工艺，很难保证管壁成型。为保证薄壁耐热钢排气歧管铸造成型，采用大流量快速充型的浇注系统设计及铁模覆砂铸造工艺生产。

公告号为CN103357821B的专利公开了一种用铁型覆砂铸造箱式复杂水冷排气管的方法，用不含水的覆膜砂造型，实现了快速冷却和充型，消除了水冷排气管常有的过钉孔组织疏松和铸件变形等缺陷，但是，该方法制备的排气管的壁厚为5mm，不能满足轻量化技术要求，凝固时间为50分钟，时间较长，晶枝生产较快，抗拉硬度最大为379MPa，机械性能有待提高。

公告号为CN100391656C的专利公开了一种汽车排气歧管技术领域的高镍奥氏体球墨铸铁汽车排气歧管及铸造方法，该排气歧管为高镍奥氏体球墨铸铁排气歧管，其铸造方法经过制芯、造型、合型、熔炼、浇注、开箱落砂和铸件清理检验入库工序，制芯采用低氮高温度覆膜砂，排气歧管的内砂芯为内流通砂芯，外腔砂芯在两管卡档处位置镶冷铁；采用侧冒口，由潮模砂提供浇注时的静压头；熔炼温度1600～1700℃，采用镁硅合金为球化剂进行球化处理，用硅铁和硅锶孕育剂两次孕育，并用采用大流量、高温快浇而成。铸造出的排气歧管具有良好的耐腐蚀性、耐高温性、抗氧化性、延展性、无辐射，可广泛应用于中、高档轿车上。但是，该排气歧管的内砂芯为内流通砂芯，外腔砂芯在两管卡档处位置镶冷铁，工艺复杂，且生产出来的排气歧管壁厚，不能满足轻量化技术要求，有待改进。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种机械性能好，壁薄，耐高温的薄壁耐热钢排气歧管铸造方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种薄壁耐热钢排气歧管铸造方法，包含以下步骤：

S1：制芯：用覆膜砂作为型腔芯原材料，将芯盒温度加热到220-240℃，通过射砂口向芯盒内射砂3-5秒，结壳固化2-4秒，震动倒去砂芯内腔没有固化的覆膜砂，180秒砂芯固化结束，从芯盒中取出；

S2：造型：将铁砂箱温度加热到130-150℃，型腔芯盒温度加热到220-240℃，合模覆砂， 120秒砂壳固化结束后，开模后合上下铁砂箱，待浇注；

S3：熔炼：将制备耐热钢排气歧管的原料加入感应电炉中进行熔炼；

S4：浇注：浇注温度控制在1650-1700℃之间；

S5：落砂：浇注的铁液冷却后，进行开箱落砂，开箱时间为15-20min。

优选地，所述步骤S1中，每支砂芯重量为2.5-3.0kg。

优选地，所述步骤S2中，覆砂厚度为10-12mm。