浅谈热芯盒模具的变形及应对措施

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1、2009中国铸造活动周论文集浅谈热芯盒模具的变形及应对措施尹志鹏(柳州五菱柳机动力有限公司,广西柳州545005)摘要：热芯盒模具的变形受多种因素影响，较难以彻底解决。本文以我公司在铸造生产中使用的热芯盒为例，从模具材料选用、模具结构的设计、模具的使用及保养等方面细致分析了热芯盒模具变形的成因及解决措施。关键词：热芯盒；模具；热变形Onthehot-boxmolddeformationandresponsemeasuresYINZhi-peng(LiuzhouWulingLiujiPowerCo.Ltd.,Liuzhou545005，China)Abstract:Hot-boxmoldde

2、formation,theinfluenceofvariousfactors,moredifficulttosolve;thisarticletomeinthecastingusedintheproductionofhot-boxforexample,fromthemoldmaterialselection,moldstructuredesign,mold,suchastheuseandmaintenanceregardtohot-boxadetailedanalysisofthecausesofmolddeformationandsolution.Keywords:Hot-box；Mol

3、d；Hotdeformation我公司铸造生产微型车用发动机曲轴箱已有几十年的历史，曲轴箱是发动机五大部件中最复杂、铸造难度最大的铸件,它属于薄壁、复杂、高强度的箱体类铸件。其形成过程为采用热芯盒模具生产出砂芯，经过组芯后浇注成型的方法获得曲轴箱毛坯，再加工成曲轴箱成品。在长期生产LJ462Q-1、LJ465Q、LJ465Q-1A系列曲轴箱铸件过程中，我们对生产曲轴箱的热芯盒模具的使用积累了丰富的经验，在此笔者将使用热芯盒模具方面的一些心得略作介绍，以供同行参考；为阐述方便，主要以LJ465Q系列曲轴箱主体芯热芯盒为例。1热芯盒模具的变形采用热芯盒模具制芯工艺有着许多优越性：生产率高，劳动

4、强度低，生产出来的砂芯表面质量好，尺寸精确，特别适用于形状复杂、强度要求较高的砂芯的生产。热芯盒的壳芯结构还可节约覆膜砂原辅材料，降低生产成本，所以对于大批量生产铸造件的制芯车间来说，热芯盒制芯依然是首选工艺。尽管近年来出现了冷芯盒工艺，但热芯盒工艺生产出来的砂芯因其强度高、形状复杂、存放时间长，仍然是冷芯盒工艺无法替代的。热芯盒模具制芯是将含有热固性树脂作粘结剂的覆膜砂吹射入热芯盒模具内，通过电或煤气加热后固化，使覆膜砂在芯盒内固化(壳芯结构的砂芯会倒出芯子中间未硬化的覆膜砂)，达到一定强度后，从芯盒中取出砂芯。因为热芯盒模具的制芯是在电或煤气加热情况下进行的，模具温度一般高达200～3

5、20°C，所以热芯盒模具都会因为受热膨胀而变形。3672009中国铸造活动周论文集在实际工作中，热芯盒的局部温度可达到或超过500°C。由于因模具温度变化而引起的变形较大，因此，在热芯盒模具的设计过程中必须充分考虑模具由热膨胀带来的影响，否则，热芯盒模具在生产中就会出现“咬死”、“起拱”、直线度与平面度超差等现象，轻则影响使用，重则报废。所以说，设计的节约是最大的节约，设计的浪费是最大的浪费。2热芯盒模具材料2.1对热芯盒材料的要求因为热芯盒模具的工作条件及工作环境要求比较特殊，它不仅在230°C左右受到周期性的具有一定压力的高速砂流冲击和冲刷，同时还要作为热芯盒覆膜砂固化所需的热源，故对

6、热芯盒材料有一定的要求。所选用的材料应满足比热容大、导热性好、在高温下具有较高的强度和耐磨性、热变形小、热膨胀小、耐腐蚀且易于加工等性能。热芯盒模具材料的选用很重要，它将直接影响模具的寿命以及砂芯的质量和成本。2.2不同材料的性能及使用范围(1)铸铁(HT200)热膨胀系数小，尺寸比较稳定，比热容适中，并且具有良好的脱模性、耐腐性及机加工性，变形小且价格低廉，一般作为芯盒本体、底框。(2)钢虽然钢的导热性好，但其比热容比铸铁小，铸造性能及机加工性相对铸铁来说比较差，且受热后变形大，成本高，故芯盒本体很少采用，一般仅用于镶块或抽芯等附件。(3)铜虽然铜的比热容极低，导热性好，加工方便，但耐磨

7、性不及铸铁，成本高，并易形成较多的氧化皮，故也很少采用，一般只用于排气塞等附件。2.3部件材料的选择及热处理要求热芯盒模具各部件材料的选择及热处理要求应根据其工件的工作要求而选定，一般选用准则如表1。表1热芯盒模具部件材料的选择及热处理要求名称材料热处理要求芯盒本体HT250消除应力模具底框HT250消除应力射砂板45#HRC45～50顶芯板45#或Ａ3无顶杆压板45#或Ａ3无抽芯块45#HRC45～50顶芯杆45#HR