壳型铸造工艺在汽车铸造中的应用

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1、壳型铸造工艺在汽车铸造中的应用孙嘉良(北京西尔脉特壳型铸造技术有限公司，北京100102)摘要：介绍了第一汽车集团公司壳型铸造工艺从二十世纪八十年代中期到二十一世纪初的发展情况，以及几种壳型铸造工艺存在的问题及解决的办法。关键词：壳型；摇臂；曲轴；凸轮轴刖吾铸造工艺的先进与否直接关系到汽车整车的技术水平，而铸造技术的先进与否又是最能体现其汽车技术含量的一个非常重要的标志。中国第一汽车集团公司是我国最早的汽车制造厂之一，随着汽车品种的迅速增加，尤其是高水平轿车品种的不断出现，汽车技术水平大幅度提高，因

2、此壳型铸造工艺的应用也在不断增加。壳型铸造工艺先后为“解放”牌卡车、“捷达”、“宝来”轿车生产出了优质的铸件，同时也为企业创造了非常可观的经济效益。1用壳型叠箱工艺生产CA6102发动机球铁摇臂1．1发动机摇臂的生产CA6102发动机是一汽集团八十年代中期自行设计的新一代汽油发动机，其中控制进、排气门的摇臂，材质为当时解放牌CAl41型载重汽车中唯一的球铁QT600—3零件，用一汽集团精密铸造厂已有的失蜡精密铸造工艺进行生产，由于其工艺特点，质量满足不了产品要求：由于摇臂的筋厚尺寸不稳定，冷加工工装

3、夹具为鼓轮式，约有20％无法装卡加工；加工面多，外废率高达10—15％(由于铸造毛坯问题造成加工废品)。．1985年，在总厂竺培耀总工程师的大力支持下，查阅国外相关资料，铸造厂采用了壳型叠箱铸造工艺：中心浇口底注式，分四个直浇道，每个浇道每层供给4个摇臂，共叠11—18层铸件的壳，总计176—288件摇臂，生产率特别高。同时，还自行设计制造了40kg专用壳型机GSR2A(在GSR2热芯盒射芯机的基础上进行了改进，以满足射干态覆膜砂的要求)，满足了工艺要求。经过反复大量的试验，新工艺的应用最终取得了满

4、意的效果，使废品率降到了2—4％左右，并且大大提高了生产率，满足了生产与质量要求，同时也大大地改善了劳动环境。图l摇臂铸件简图／、趴席趴用趴席＼≤瓢壤式-，粼弧瓜憾建蜂唣眵冯喾冯彤、，≤霸，庶藤钥砖＼缓．厕黟鼢ⅣM磁＼，∥Ⅶ形Ⅶ∥Ⅶ∥一Ⅷ弋>／图2摇臂工艺布置图·___——149。。_。——舻命2006中国铸造活动周论文集1．2调试中存在的问题(1)由于壳型机是在原有设备的基础上进行改进的，模具长度较长，摇臂模具为一模出两片壳型，其模具有效总长为1070ram，因此在加热的过程中，两端与中间温度相差

5、较大，模具变形严重，造成大量跑砂，以至于双面型上型成型不好，造成大量壳型报废。(2)由于模具变形，壳型两端厚度误差增大，叠箱组合后层问有披缝，造成浇注跑火等问题。(3)设计时压铁为螺纹结构，易造成壳型受力不均，严重时可以损坏壳型、造成跑火等，在浇注过程中有时会损坏螺蚊，造成压铁打不开等麻烦。1．3解决措施‘(1)在当时情况下，为了保证壳型出品率，重点将模具上型适当位置增加通气塞，以保证充型完整，提高壳型的成品率。(2)订制特殊电加热管，以使模具加热时中间与两端温度基本保持一致，模具变形减小，保证壳型

6、厚度一致。如果重新设计，模具外形尺寸要尽量保证长、宽比为≤2：1(生产单片)，以避免模具变形、造成壳型生产合格率低下的问题。(3)如果壳型变形较小时，在叠箱组合后可用耐火胶泥将其封好再浇注，防止跑火。．(4)将压铁改为重锤式，结构简单、操作方便，效果很好。：1．4效果经以上几项改进后：(1)铸件质量明显提高：尺寸精度由CT8提高到CT6—7，表面粗糙度由Ra50提高到Ra25一Ral2．5。(2)总废品率由20—25％降为2—4％(内外废各为50％左右)。(3)生产率较原失蜡精密铸造提高3—4倍。(

7、4)生产周期由7—8天缩短为2—8小时。(5)生产成本降低50％以上，经济效益大幅度提高。2用铁丸壳型工艺生产“捷达(宝来)"轿车1．6L直列4缸20气门(3进2排)发动机球铁曲轴、耐磨铸铁凸轮轴．2．1曲轴、凸轮轴铸造工艺的确定“捷达”轿车是一汽集团九十年代引进德国大众八十年代生产的先进轿车之一，其发动机的设计水平在当时是出类拔萃的，就目前看也是比较先进的，若想用普通砂型铸造工艺来生产其曲轴、凸轮轴是无法达到它的技术要求的。经过充分调研、试验(先后试验5次；采用手工制造壳型，水平填干砂压紧浇注)，

8、最后选定为壳型工艺，取得了比较满意的结果。(1)壳型叠箱工艺虽然具有尺寸精度、表面粗糙度高的优点，但它仅适用于中、小型，并且在分型面上的高度不能太高的铸件，可叠几层至十几层。凸轮轴完全适用，但曲轴高度为140mm，明显不合适。为了工艺统一、便于组织生产，只能放弃，这是壳型叠箱工艺的最大弱点。(2)金背壳型(铁型覆砂)工艺同样具有尺寸精度、表面粗糙度高的优点，但是它也有致命的缺点(仅仅对于此两种件而言)。一汽集团铸造一厂在1972—1973年曾做过解放牌CAl0B载重车