一種內(nèi)燃機(jī)砂芯油管的鑄造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鑄造方法，尤其是涉及一種內(nèi)燃機(jī)砂芯油管的鑄造方法，包括造型、制芯、合箱和澆注，其特征在于：在制芯時(shí)采用油管砂芯定位，即油管砂芯穿過所有內(nèi)腔芯，靠?jī)蓚?cè)外模芯頭定位確定油管的位置，選用鋼管為芯鐵，油管芯的原料為鉻鐵礦砂；合箱時(shí)油管砂芯彎曲變形預(yù)防即端頭增加消失模收縮縫，吹壓縮空氣進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，在合箱時(shí)油管部位，增加專用防漏芯撐；本發(fā)明工藝獨(dú)特、能提高鑄件質(zhì)量、降低產(chǎn)品廢品率。
【專利說明】一種內(nèi)燃機(jī)砂芯油管的鑄造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鑄造方法，尤其是涉及一種內(nèi)燃機(jī)砂芯油管的鑄造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，作為內(nèi)燃機(jī)核心部件的內(nèi)燃機(jī)機(jī)架、端蓋等產(chǎn)品的技術(shù)要求也在不斷提高，目前市場(chǎng)產(chǎn)品難度主要集中在，內(nèi)腔形狀復(fù)雜、油管較多、尺寸精度高。油管作為內(nèi)燃機(jī)主機(jī)架的關(guān)鍵區(qū)域，為了保證尺寸精度，及油管彎曲程度，油管的鑄造方案顯得特別重要，傳統(tǒng)砂芯的鑄造方案，具體如下:1)油管砂芯的定位:芯子靠底部定位芯頭定位，此種定位方法比較適用于高度方向較小的芯子，對(duì)于高度方向較大，直徑比較小的油管芯，僅靠下箱定位芯頭，芯子容易發(fā)生傾斜，造成油管壁厚及尺寸發(fā)生偏差；2)油管砂芯芯鐵的選擇:芯子普遍采用螺紋鋼芯鐵，此種芯鐵強(qiáng)度差，容易彎曲，造成油管砂芯自身容易變形，導(dǎo)致油管彎曲變形較為嚴(yán)重；3)油管砂芯砂子種類的選擇:普通鑄造選用石英樹脂砂，油管容易發(fā)生縮松，粘砂等鑄造缺陷，很難滿足顧客的質(zhì)量要求；4)油管砂芯變形彎曲預(yù)防:油管的彎曲變形主要與溫度、浮力、鐵水流速即內(nèi)澆口直沖砂芯有關(guān)，傳統(tǒng)的工藝方案，僅僅靠芯子本身的強(qiáng)度來抵抗鐵水浮力，防止芯子變形，大量實(shí)際生產(chǎn)證明，油管芯變形依然很嚴(yán)重。
[0003]目前為止還沒有克服上述缺陷的方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種工藝獨(dú)特、能提高鑄件質(zhì)量、降低產(chǎn)品廢品率的一種內(nèi)燃機(jī)砂芯油管的鑄造方法。
[0005]本發(fā)明通過如下方式實(shí)現(xiàn):
一種內(nèi)燃機(jī)砂芯油管的鑄造方法，包括造型、制芯、合箱和澆注，其特征在于:在制芯時(shí)采用油管砂芯定位，即油管砂芯穿過所有內(nèi)腔芯，靠?jī)蓚?cè)外模芯頭定位確定油管的位置，選用鋼管為芯鐵，油管芯的原料為鉻鐵礦砂；合箱時(shí)油管砂芯彎曲變形預(yù)防即端頭增加消失模收縮縫，吹壓縮空氣進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，在合箱時(shí)油管部位，增加專用防漏芯撐；
所述芯鐵鋼管表面交叉設(shè)有Φ 5mm的通眼，同時(shí)在使用前鋼管進(jìn)行充分拋丸；
所述端頭增加消失模收縮縫，形成油管砂芯膨脹軌道；
所述內(nèi)澆口遠(yuǎn)離油管砂芯；
所述吹壓縮空氣進(jìn)行強(qiáng)制冷卻為油管砂芯進(jìn)氣端采用壁厚3mm的4分鋼管，作為進(jìn)氣通道，在進(jìn)氣管與風(fēng)管連接處安裝內(nèi)徑Φ6πιπι的截留閥，來控制冷卻空氣的壓力，在油管砂芯下好后，從砂箱外面預(yù)先留有的通道，將進(jìn)氣管插入油管砂芯中心的芯鐵中，并根據(jù)實(shí)際情況確定排氣管插入的深度，進(jìn)氣管與油管砂芯鋼管芯鐵連接處使用膠帶進(jìn)行密封，然后填砂封堵，合箱下完芯子后，向砂芯鋼管芯鐵中吹入冷卻空氣，強(qiáng)制冷卻，在澆注時(shí)當(dāng)金屬液面到達(dá)砂芯高度時(shí)開始通氣，該件液相線溫度為1166°C，從澆注到液相線溫度需要28分鐘，將吹氣時(shí)間確定為60分鐘。
[0006]本發(fā)明有如下效果:
I)方法獨(dú)特、有效解決油管的粘砂及縮松問題:目前多數(shù)內(nèi)燃機(jī)機(jī)體的油管直徑在Φ70-120_不等，由于油管圓柱砂芯較長(zhǎng)，因此芯鐵要有足夠的強(qiáng)度，否則在自重作用下，芯鐵彎曲變形，導(dǎo)致砂芯變形并產(chǎn)生裂紋。同時(shí)為防止由于油管周圍鐵水溫度過高，導(dǎo)致油管砂芯彎曲變形、砂層燒結(jié)，要合理地設(shè)計(jì)油管砂芯砂層的厚度，使得油管周圍溫度通過砂層迅速傳遞到中心芯鐵，通過芯鐵將熱量釋放到大氣中來控制油管周圍鐵水溫度。通過試驗(yàn)和論證，本申請(qǐng)選擇鋼管作為芯鐵。鋼管表面交叉鉆Φ 5mm的通眼，保證油管砂芯出氣，同時(shí)在使用前鋼管必須進(jìn)行充分拋丸，目的是增加鋼管表面粗糙度，能帶住砂子；為了預(yù)防油管粘砂及縮松問題，生產(chǎn)時(shí)所有油管芯全部采用鉻鐵礦砂進(jìn)行生產(chǎn)，有效解決油管的粘砂及縮松問題。
[0007]2)能充分解決油管的固定問題，使油管尺寸更加精確:內(nèi)燃機(jī)水平油管芯存在以下特點(diǎn):芯子大多是直徑在Φ70-120_之間的圓形或近似于圓形的長(zhǎng)直腔體，長(zhǎng)度約500-5000mm不等，從機(jī)架一側(cè)面穿過所有內(nèi)腔芯到另外一側(cè)面，是一個(gè)獨(dú)立的腔體，為了保證尺寸精度，油管芯不能僅僅靠穿過內(nèi)腔芯的芯頭面定位，必須穿過所有內(nèi)腔芯，靠?jī)蓚?cè)外模芯頭定位確定油管的位置，油管砂芯彎曲變形預(yù)防:首先端頭增加消失模收縮縫:溫度:在鐵水進(jìn)入鑄型后，鐵水與油管砂芯之間存在熱交換。即油管砂芯范圍內(nèi)鐵水的熱量轉(zhuǎn)移到油管砂芯上，在整個(gè)熱交換過程中，油管砂芯受到周圍鐵水自身熱量和結(jié)晶過程釋放熱量的影響。直到油管砂芯范圍內(nèi)鐵水溫度與油管砂芯溫度達(dá)到平衡。在熱交換過程中油管砂芯由于溫度的升高產(chǎn)生膨脹，如果砂芯兩端均固定在兩端支撐座上，原來筆直的油管會(huì)彎曲變形。根據(jù)前期生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，油管砂芯兩端均設(shè)計(jì)成自由伸縮端。兩端均須留有間隙，設(shè)置伸縮縫。使其在受熱膨脹時(shí)能自由伸縮。工藝上采用消失模來形成伸縮縫。油管砂芯膨脹量可通過以下公式計(jì)算:
L=LO (I + at)
L—砂芯受熱膨脹后長(zhǎng)度；
LO——砂芯長(zhǎng)度； a——膨脹系數(shù)； t 砂芯周圍鐵水溫度；
浮力:油管受到的浮力與鐵水的密度、砂芯的密度以及鐵水的受力面積有關(guān)。通過計(jì)算油管砂芯受到鐵水的浮力很小，可以忽略不計(jì)。鐵水流速，內(nèi)澆口直沖砂芯:為防止鐵水直沖砂芯使得油管砂芯溫度升高及油管砂芯受到上浮力增大，內(nèi)澆口的開設(shè)應(yīng)遠(yuǎn)離油管砂芯；吹壓縮空氣進(jìn)行強(qiáng)制冷卻:油管砂芯進(jìn)氣端采用壁厚3_的4分鋼管，作為進(jìn)氣通道。在進(jìn)氣管與風(fēng)管連接處安裝內(nèi)徑Φ6πιπι的截留閥，來控制冷卻空氣的壓力。在油管砂芯下好后，從砂箱外面預(yù)先留有的通道，將進(jìn)氣管插入油管砂芯中心的芯鐵中，并根據(jù)實(shí)際情況確定排氣管插入的深度。進(jìn)氣管與油管砂芯鋼管芯鐵連接處使用膠帶進(jìn)行密封，然后填砂封堵。合箱下完芯子后，向砂芯鋼管芯鐵中吹入冷卻空氣，強(qiáng)制冷卻，但需要控制冷卻空氣的壓力，否則由于冷卻空氣壓力過大，在砂芯表面出現(xiàn)細(xì)小的裂紋。因此在澆注時(shí)當(dāng)金屬液面到達(dá)砂芯高度時(shí)開始通氣較為合理。通過公式:t≥KM--, K——系數(shù)，大件2.0-2.5 ；M——油管模數(shù)，計(jì)算得t > 8.9分鐘其中K=2.2，M=2.01 ;該件液相線溫度為1166°C，從澆注到降低到液相線溫度需要28分鐘，將吹氣時(shí)間確定為60分鐘。
[0008]3)能充分解決油管砂芯的出氣問題，防止油管出現(xiàn)彎曲、嗆火等缺陷:增加防漏芯撐:為了進(jìn)一步解決油管砂芯受熱后，造成油管彎曲，在合箱時(shí)油管部位，增加專用防漏芯撐，防漏芯撐的結(jié)構(gòu)如圖4所示，為了保證水壓不漏以及芯撐不完全融化，起到支撐芯子及抵抗芯子在澆注過程中受熱變形的作用，根據(jù)液相線溫度1168度，通過MAGMA模擬確定防漏芯撐的直徑，保證在液相線溫度時(shí)，芯撐圓柱不被完全熔化，以確定防
4)由于砂芯數(shù)量的減少，降低了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明油管砂芯定位方法的示意圖；
圖2為本發(fā)明油管砂芯芯鐵示意圖；
圖3為本發(fā)明油管砂芯的空氣冷卻工藝示意圖；
圖4為本發(fā)明油管砂芯專用防漏芯撐示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0010]一種內(nèi)燃機(jī)砂芯油管的鑄造方法，包括造型、制芯、合箱和澆注，其特征在于:在制芯時(shí)采用油管砂芯定位即油管芯穿過所有內(nèi)腔芯，靠?jī)蓚?cè)外模芯頭定位確定油管的位置，選用鋼管為芯鐵，油管芯的原料為鉻鐵礦砂；合箱時(shí)油管砂芯彎曲變形預(yù)防即端頭增加消失模收縮縫，吹壓縮空氣進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，在合箱時(shí)油管部位，增加專用防漏芯撐。
[0011]所述芯鐵鋼管表面交叉設(shè)有Φ5_的通眼，同時(shí)在使用前鋼管進(jìn)行充分拋丸。
[0012]所述內(nèi)澆口遠(yuǎn)離油管砂芯。
[0013]所述吹壓縮空氣進(jìn)行強(qiáng)制冷卻為油管砂芯進(jìn)氣端采用壁厚3mm的4分鋼管，作為進(jìn)氣通道，在進(jìn)氣管與風(fēng)管連接處安裝內(nèi)徑Φ6πιπι的截留閥，來控制冷卻空氣的壓力，在油管砂芯下好后，從砂箱外面預(yù)先留有的通道，將進(jìn)氣管插入油管砂芯中心的芯鐵中，并根據(jù)實(shí)際情況確定排氣管插入的深度，進(jìn)氣管與油管砂芯鋼管芯鐵連接處使用膠帶進(jìn)行密封，然后填砂封堵，合箱下完芯子后，向砂芯鋼管芯鐵中吹入冷卻空氣，強(qiáng)制冷卻，在澆注時(shí)當(dāng)金屬液面到達(dá)砂芯高度時(shí)開始通氣較，該件液相線溫度為1166°C，從澆注到降低到液相線溫度需要28分鐘，將吹氣時(shí)間確定為60分鐘。
[0014]圖中I為外皮定位芯頭；2為油管砂芯；3為中間大芯，4為芯鐵；5為Φ5πιπι的通眼，7為消失模收縮縫；6為兩側(cè)邊芯；8為空氣進(jìn)氣管；圖中9為空氣出氣管。
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)燃機(jī)砂芯油管的鑄造方法，包括造型、制芯、合箱和澆注，其特征在于:在制芯時(shí)采用油管砂芯定位，即油管砂芯穿過所有內(nèi)腔芯，靠?jī)蓚?cè)外模芯頭定位確定油管的位置，選用鋼管為芯鐵，油管芯的原料為鉻鐵礦砂；合箱時(shí)油管砂芯彎曲變形預(yù)防即端頭增加消失模收縮縫，吹壓縮空氣進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，在合箱時(shí)油管部位，增加專用防漏芯撐。
2.如權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)燃機(jī)砂芯油管的鑄造方法，其特征在于:所述芯鐵鋼管表面交叉設(shè)有Φ 5mm的通眼，同時(shí)在使用前鋼管進(jìn)行充分拋丸。
3.如權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)燃機(jī)砂芯油管的鑄造方法，其特征在于:所述端頭增加消失模收縮縫，形成油管砂芯膨脹軌道。
4.如權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)燃機(jī)砂芯油管的鑄造方法，其特征在于:所述內(nèi)澆口遠(yuǎn)離油管砂芯。
5.如權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)燃機(jī)砂芯油管的鑄造方法，其特征在于:所述吹壓縮空氣進(jìn)行強(qiáng)制冷卻為油管砂芯進(jìn)氣端采用壁厚3_的4分鋼管，作為進(jìn)氣通道，在進(jìn)氣管與風(fēng)管連接處安裝內(nèi)徑Φ6πιπι的截留閥，來控制冷卻空氣的壓力，在油管砂芯下好后，從砂箱外面預(yù)先留有的通道，將進(jìn)氣管插入油管砂芯中心的芯鐵中，并根據(jù)實(shí)際情況確定排氣管插入的深度，進(jìn)氣管與油管砂芯鋼管芯鐵連接處使用膠帶進(jìn)行密封，然后填砂封堵，合箱下完芯子后，向砂芯鋼管芯鐵中吹入冷卻空氣，強(qiáng)制冷卻，在澆注時(shí)當(dāng)金屬液面到達(dá)砂芯高度時(shí)開始通氣，該件液相線溫度為1166°C，從澆注到液相線溫度需要28分鐘，將吹氣時(shí)間確定為60分鐘。
【文檔編號(hào)】B22C9/24GK104070135SQ201410275933
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月19日
【發(fā)明者】邊正海, 蘇少靜, 劉利平, 劉國(guó)強(qiáng), 周杰, 安少妮 申請(qǐng)人:寧夏共享裝備有限公司