气缸套离心铸造金属模生产工艺的改进浅析.doc

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1、气缸套离心铸造金属模生产工艺的改进浅析【摘要】本文对气缸套离心铸造金属模生产工艺的现状进行了分析,并针对气缸套离心铸造金属模生产工艺方案开展了研究，经过研究，对工艺改进进行了方案设计。通过研究与分析，发现：采取离心铸造方式替代原砂型铸造工艺金属模具有可行性。【关键词】气缸套；离心铸造；金属模；生产工艺改进为前，金属模离心铸造生产工艺广泛应用于内燃机气缸套的生产中。金属模铸造生产工艺凭借铸模可以循环使用、铸造尺寸及铸件精度容易保证的优势，成为铸造生产中的一种特殊工艺，发挥着重要作用。离心铸造是铸造工艺中的独特工艺，优点颇多，主要体

2、现在生产效率高、造模简便、组织致密度高等方面。因此，对气缸套离心铸造金属模的生产工艺进行探索，优化其工艺制作方案，成为气缸套离心铸造金属模生产中研究的重要内容。1气缸套离心铸造金属模生产工艺现状分析在气缸套金属模离心铸造的生产进程中，金属模是其中的一个最重要工装，貝有易耗的性质，气缸套生产成本直接受金属模制造成本及金属模使用寿命两方面的影响。常规情况下，金属模毛坯重量在六十千克至一百千克Z间，材料是HT200,在机械加工铸造定型后，要求金属模保持其组织的组织致密性，在横断面方面力学性能要均匀，并口内表面、外表面没有缩孔、缩松、气

3、孔夹渣等问题。当前，金属模大多使用砂模铸造雨淋式浇注系统进行生产。这一工艺的主要缺点有以下儿个方面：第一，铁水使用效率较低；第二，加工余量很大；第三，生产效率较低，这是因为为了最大限度减少铸件渣气存在带來的一系列问题，造好的模要通过烘烤房将里面具有的水汽进行烘干处理，要进行这一操作，使得三个到五个生产工人每班最多仅仅可以做完丁件金属模造型；第四，造模的劳动强度非常大,吊运沙箱的工作需要2个及以上的生产工人与行车进行配合才能完成；第五，铸件铸造存在诸多瑕疵，加工后的金属模总会出现缩孔缩松等瑕疵，对金属模的使用寿命产生严重不良影响；

4、第六，生产周期一般很长，烘烤房的使用使得能耗成本大幅增加（建造完工的砂模需耍烘烤十个小时至十尢个小时，这样使得每批次耗电量达到七百到一千千瓦时）砂模铸造生产存在多个缺点，使得气缸套金属模制作费用非常高，这大大增加了其生产的成本，生产效率不高又导致金属模存在需求与供应不匹配的情况，供应明显小于需求，对气缸套的大批量大规模生产造成限制。2气缸套离心铸造金属模生产工艺改进方案气缸套离心铸造金属模生产工艺改进方向要从几个方血考虑：第一，使金属模铸造缺陷大幅降低；第二，使金属模生产效率大幅提高；第三，使能耗大幅降低。从这3个方面出发，综合

5、气缸套各生产厂的现实生产条件，改进工艺方案上认为运用离心铸造工艺生产气缸套的金属模毛坯具有可行性、可靠性及优良性。一是初步方案的设计上，使用一体式金属模。选用中模金属模当作实验的对象（气缸套金属模中最受欢迎的一种），砂模铸造生产的金属模毛坯重量控制为八十千克左右。具体实验步骤为：使用砂模铸造生产制作出气缸套金属模离心铸造耍使用到的模具（这里的注意事项为：气缸套金属模法兰盘位置与离心铸造模具相对应的位置难以上涂料，因此，对这些位置，在模具预热上好涂料过后，要用毛刷补刷一次，以保证模具内腔成模面上的涂料厚度超过三毫米）一确定铸模的转

6、速（根据离心铸造计算公式进行计算后确定），在铸件内表面半径为六厘米，重力系数G取值为六十时，铸型转速计算结果为945rad/分钟。需要关注的是：模具与产品总重超过一百五十千克，将离心铸造机承载能力纳入考虑范畴，并防止生产的气缸套金属模毛坯内应力超过正常水平等情况下，对转速要进行适当控制，不能太高，945rad/分钟属于较高水平，因此，将这一转速适当降低,最后确定转速为900rad/分钟。试验证明了这一转速一方面能为金属液成型提供充足的离心力；另一方面，能确保液态金属液的平稳充型。提高生产效率上，因为铁水量过多原因，以及出于保护模

7、具的冃的，在浇注完成后要立即放水进行冷却处理（处理时间为三分钟左右），冷却到温度在750摄氏度左右（温度上下变化范I韦I为五十摄氏度），将机器停止，进行脱模操作。金属模具与砂型相比，过冷度要明显大很多，铁液碳当量应当适当往稍高方向控制，并使用大剂量孕育进行辅助处理，若不这样操作，会使得金属模外层很容易形成白麻口组织，对加工、性能产生不良影响。通过这种工艺（离心铸造法），生产过程中，合格气缸套金属模毛坯的生产效率达到8-10只/小时，超过砂型铸造生产效率多倍；同时，金属模毛坯重量大幅下降，由八十千克下降为六-

8、•千克，铁水消耗量得

9、到大幅减少。另一方面，砂型铸造必不可少的烘烤环节得以消除，能耗得到有效节省。在质量上，这种工艺制作岀的金属模毛坯与砂型铸造生产的金属模毛坯，在内表面精度、外表面精度上都明显耍优良，组织致密度非常高，在机械性能上表现出的优越性也很显著。二是对初步方案进行的优化上，