柴油機(jī)機(jī)體的鑄造砂模的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種鑄造模具，尤其是一種柴油機(jī)機(jī)體的鑄造砂模。本實(shí)用新型提供了一種一體成型水道和油道的柴油機(jī)機(jī)體的鑄造砂模，包括由鑄件型腔、冒口系統(tǒng)和澆注系統(tǒng)組成的砂型，其特征在于：還包括截面為圓形的無縫鋼管，所述無縫鋼管植入砂型中構(gòu)成砂型的油道和水道，并且無縫鋼管的兩端穿透砂型與外界連通。機(jī)體與無縫鋼管整體鑄造，省去補(bǔ)焊程序，避免了棱角的出現(xiàn)，減少了回油及水對(duì)管壁強(qiáng)烈沖刷而造成的滲漏現(xiàn)象。
【專利說明】 柴油機(jī)機(jī)體的鑄造砂模
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種鑄造模具，尤其是一種柴油機(jī)機(jī)體的鑄造砂模。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國外著名的大型柴油機(jī)制造廠家如德國MAN B&W、芬蘭美國Caterpillar、韓國Hyunda1、日本洋馬等公司的柴油機(jī)產(chǎn)品都形成了系列化，并各具特色。以船舶中速柴油機(jī)的生產(chǎn)為例，MAN B&W公司生產(chǎn)的船舶中速機(jī)可用于三大主力船型(油輪、集裝箱船以及散貨船)的發(fā)電輔機(jī)，且市場銷售情況良好。而我國船舶中速柴油機(jī)雖然通過技術(shù)合作、專利或許可證引進(jìn)及自主開發(fā)研制，在國內(nèi)已經(jīng)形成了一定的生產(chǎn)能力，但是由于我國中速機(jī)功能單一，且技術(shù)水平落后，目前僅用于漁船、內(nèi)河航行船舶等，產(chǎn)品進(jìn)不了主流市場。因此，我國制造的遠(yuǎn)洋船舶上配套的中速機(jī)70%直接購買國外進(jìn)口原裝機(jī)，其余30%則是引用國外許可證技術(shù)制造，制造技術(shù)依賴于國外，國內(nèi)企業(yè)沒有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
[0003]采用整體鑄造技術(shù)生產(chǎn)大型柴油機(jī)機(jī)體的技術(shù)難度大、設(shè)備要求高，因此目前國內(nèi)還沒有相關(guān)領(lǐng)域的企業(yè)有能力采用以鑄代焊的方法生產(chǎn)大型柴油機(jī)機(jī)體，使得我國造船領(lǐng)域大型柴油機(jī)與機(jī)體的配套率不到40%，這已成為影響我國船舶工業(yè)快速發(fā)展的主要瓶頸。然而，國內(nèi)外對(duì)品質(zhì)優(yōu)良、價(jià)格合理的以鑄代焊大型柴油機(jī)機(jī)體的需求卻十分旺盛。以國內(nèi)為例，近年來中國造船量以年均超過30%的速度增長，占世界市場份額的25%以上，2013年中國大型柴油機(jī)機(jī)體的市場需求量已超過6000臺(tái)，且隨著國際航運(yùn)業(yè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，船用發(fā)動(dòng)機(jī)的功率會(huì)越來越大，大型柴油機(jī)機(jī)體的需求量也會(huì)急劇增加。
[0004]油道和水道是印度機(jī)體的鑄造難點(diǎn)，印度鑄造的V16機(jī)體的油道和水道的截面結(jié)構(gòu)為三角形，然后采用鋼板+角鋼的方式鑲嵌在鑄件中，最后通過焊接的方式使得油道、水道與機(jī)體連為一體。其具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。此方案壓水試驗(yàn)時(shí)，焊疤處漏水。原因是在澆注前焊接的地方使用PT探傷檢測，無裂紋，但澆注鐵水后鑄件試壓漏水，說明1340°C鐵水溫度太高將焊疤燒裂了。此外，鋼板和鑄件熔合區(qū)域也漏水。原因是5_鋼板鑲嵌在鑄件中熔合達(dá)不到壓水要求，試壓時(shí)水從熔合區(qū)滲漏出來。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種一體成型水道和油道的柴油機(jī)機(jī)體的鑄造砂模。
[0006]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的柴油機(jī)機(jī)體的鑄造砂模，包括由鑄件型腔、冒口系統(tǒng)和澆注系統(tǒng)組成的砂型，其特征在于:還包括截面為圓形的無縫鋼管，所述無縫鋼管植入砂型中構(gòu)成砂型的油道和水道，并且無縫鋼管的兩端穿透砂型與外界連通。
[0007]進(jìn)一步的是，所述砂型上還設(shè)置有定位臺(tái)，所述無縫鋼管通過定位臺(tái)定位安裝在砂型內(nèi)。
[0008]進(jìn)一步的是，所述砂型上還設(shè)置有定位鋼棒，所述定位臺(tái)通過定位鋼棒固定在砂型上。
[0009]進(jìn)一步的是，所述定位臺(tái)上設(shè)置有一層耐火石棉層。
[0010]進(jìn)一步的是，還包括干冰噴射機(jī)，所述干冰噴射機(jī)與所述無縫鋼管相連。
[0011]進(jìn)一步的是，所述鑄件型腔的內(nèi)壁上涂有一層含麻纖維的涂料層。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0013]1.無縫鋼管代替三角形鋼板鑄造油道、水道，避免水壓滲漏。充分利用數(shù)學(xué)思想“同等周長，圓的截面積大于三角形的截面積”，將原印度機(jī)體油道、水道的截面由三角形改進(jìn)為圓形，增大了油道、水道的體積，同時(shí)，避免了棱角的出現(xiàn)，減少了回油及水對(duì)管壁強(qiáng)烈沖刷而造成的滲漏現(xiàn)象。
[0014]2.機(jī)體與無縫鋼管整體鑄造，省去補(bǔ)焊程序。印度以前采用鋼板+角鋼的方式鑲嵌在鑄件，然后通過焊接的方式使得油道、水道與機(jī)體連為一體，經(jīng)水壓測試，焊縫處露水而難以保證鑄件質(zhì)量。本實(shí)用新型則摒棄以往鑄鋼、鋼板的鑄焊結(jié)構(gòu)，將四根無縫鋼管(兩側(cè)面各兩根)通過等間距設(shè)計(jì)的定位臺(tái)和鋼棒固定于坭芯中，鋼管總長度大于機(jī)體，穿透砂型。
[0015]3.有效保護(hù)高溫鐵水對(duì)固定鋼棒和無縫鋼管的灼燒破壞。為了防止1340°C高溫鐵水對(duì)插于坭芯中的鋼棒的灼燒及破壞，即為了確保鋼管的準(zhǔn)確定位，本項(xiàng)目通過在定位臺(tái)部位纏繞耐火材料石棉繩進(jìn)行消除。同時(shí)為了消除高溫鐵水對(duì)無縫鋼管的灼燒，本實(shí)用新型向鋼管中通入CO2干粉，通過干粉的升華降低管壁溫度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型生產(chǎn)的鑄件的示意圖；
[0017]圖2是原有柴油機(jī)體的油道和水道示意圖；
[0018]圖3是采用本實(shí)用新型成型的油道和水道示意圖；
[0019]圖中零部件、部位及編號(hào):油道1、水道2、鑄件3、無縫鋼管4、鋼棒5、定位臺(tái)6。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0021]如圖1所示，本實(shí)用新型包括由鑄件型腔、冒口系統(tǒng)和澆注系統(tǒng)組成的砂型，還包括截面為圓形的無縫鋼管4，所述無縫鋼管4植入砂型中構(gòu)成砂型的油道I和水道2，并且無縫鋼管4的兩端穿透砂型與外界連通。在制作砂型時(shí)，利用無縫鋼管4構(gòu)建油道I和水道2，并且無縫鋼管4的兩端穿透砂型與外界連通；無縫鋼管4在制作砂型時(shí)嵌入到砂型中，按照設(shè)計(jì)的油道和水道位置進(jìn)行安裝，根據(jù)油道和水道的功能，可以采用不同規(guī)格的無縫鋼管4。無縫鋼管4的兩端穿透砂型與外界連通，這主要是為了后續(xù)通入冷卻劑而設(shè)定。裝配模樣時(shí)，其砂型的軸心位置設(shè)有一定位桿，以確保各個(gè)坭芯準(zhǔn)確定位；在制作砂型后，在砂型的型腔涂抹一層含麻纖維的涂料，麻纖維優(yōu)選為蕁麻纖維，這樣可以增加鑄型的透氣效果，防止鑄件中形成氣孔，本發(fā)明在常規(guī)使用的涂料中專門添加了含有增加材料透氣性的麻纖維，大大提高了涂料的透氣性，使得鐵液在充型過程中的氣體可順利經(jīng)涂層及型砂而排除型外，從而減小型腔內(nèi)的氣壓，使鐵液流通順暢無阻，解決了傳統(tǒng)方法鑄造大型發(fā)動(dòng)機(jī)缸體鑄件時(shí)由于透氣性差所帶來的鑄件缺陷問題。在砂型制作完成后，即可準(zhǔn)備澆注。
[0022]在澆注成型的過程中，向無縫鋼管4中通入冷卻劑以控制無縫鋼管4的溫度。由于在澆注時(shí)，高溫鐵水很容易損壞無縫鋼管4，因此利用冷卻劑可以有效的降低無縫鋼管4的溫度，避免無縫鋼管4在澆注時(shí)損壞。冷卻劑可以是以水為代表的冷卻劑，本發(fā)明推薦采用CO2干粉，通過干粉的升華降低管壁溫度，CO2干粉可以使無縫鋼管4內(nèi)的CO2濃度大幅提升，減少無縫鋼管4內(nèi)壁被氧化，同時(shí)CO2的排放也非常的安全，CO2通過干冰噴射機(jī)提供。本發(fā)明澆鑄后的鑄件參見圖1所示。
[0023]為了便于定位，所述砂型上還設(shè)置有定位臺(tái)6，所述無縫鋼管4通過定位臺(tái)6定位安裝在砂型內(nèi)。，所述定位臺(tái)6通過定位鋼棒5固定在砂型上。為了避免定位鋼棒5被燒壞，所述定位臺(tái)6上設(shè)置有一層耐火石棉層。
【權(quán)利要求】
1.柴油機(jī)機(jī)體的鑄造砂模，包括由鑄件型腔、冒口系統(tǒng)和澆注系統(tǒng)組成的砂型，其特征在于:還包括截面為圓形的無縫鋼管(4)，所述無縫鋼管(4)植入砂型中構(gòu)成砂型的油道(I)和水道(2)，并且無縫鋼管(4)的兩端穿透砂型與外界連通。
2.如權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)機(jī)體的鑄造砂模，其特征在于:所述砂型上還設(shè)置有定位臺(tái)(6)，所述無縫鋼管(4)通過定位臺(tái)(6)定位安裝在砂型內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的柴油機(jī)機(jī)體的鑄造砂模，其特征在于:所述砂型上還設(shè)置有定位鋼棒(5),所述定位臺(tái)(6)通過定位鋼棒(5)固定在砂型上。
4.如權(quán)利要求3所述的柴油機(jī)機(jī)體的鑄造砂模，其特征在于:所述定位臺(tái)(6)上設(shè)置有一層耐火石棉層。
5.如權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)機(jī)體的鑄造砂模，其特征在于:還包括干冰噴射機(jī)，所述干冰噴射機(jī)與所述無縫鋼管(4)相連。
6.如權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)機(jī)體的鑄造砂模，其特征在于:所述鑄件型腔的內(nèi)壁上涂有一層含麻纖維的涂料層。
【文檔編號(hào)】B22C9/22GK203992268SQ201420363878
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月2日
【發(fā)明者】魯晨光, 楊剛, 劉萬虎, 楊屹, 王康生, 陳怡 , 汪朝志, 楊春黎, 陳光金 申請(qǐng)人:四川省宜賓普什鑄造有限公司, 四川大學(xué)