砂衬金属型铸造工艺优化

2023-07-02 理论教育版权反馈

【摘要】：采用砂衬金属型铸造工艺，砂衬厚度为20mm。图2-67 大型气柱砂衬金属型铸造a）零件简图 b）铸造工艺简图为增强对铸件的补缩作用，在铸件上部设有较高的环形顶冒口。

用金属型铸造铸铁件，由于加快了铸铁的冷却速度，使其结晶组织细化，能显著提高铸件的致密性和力学性能。但当控制不良，激冷程度过大时，容易使铸件硬度过高、加工困难，甚至产生“白口”、裂纹等缺陷，故金属型铸造的应用受到了很大的限制。如果在金属型的工作面上衬上一层厚度为8～20mm的型砂，则可缓和初期的激冷作用，完全能避免上述缺陷，而且可以达到适当提高铸件致密性、力学性能和防止渗漏的目的，实际应用效果很好。

1.中型活塞

图2-65所示为柴油发动机活塞砂衬金属型铸造零件简图和工艺简图。活塞直径为φ300mm，总长640mm，材质为HT250。采用砂衬金属型铸造工艺，砂衬厚度为20mm。同时采用雨淋式顶注浇注系统。按此工艺铸造效果较好。

2.大型活塞裙

图2-66所示为大型柴油机活塞裙砂衬金属型铸造零件简图和工艺简图。大型活塞裙直径为φ600mm，总长1350mm，材质为HT250。其侧壁厚度为14mm，金属型侧壁厚度为70mm，砂衬厚度为12mm。采用雨淋式顶注浇注系统，内浇道直径为φ8mm，均匀地分布在活塞裙侧壁圆周上。浇注结束时，少量多余铁液从溢流道8流出。浇注温度为1360～1370℃。采用该铸造工艺，获得了较好的效果。

图2-65 柴油发动机活塞砂衬金属型铸造

a）零件简图 b）铸造工艺简图

1—雨淋式浇注系统 2—金属型 3—砂芯 4—固紧装置 5—砂衬（厚度为20mm） 6—金属型底座

图2-66 大型柴油机活塞裙砂衬金属型铸造

a）零件简图 b）铸造工艺简图

1—金属型底座 2—金属型 3—砂衬（厚度为12mm） 4—砂芯 5—芯铁管 6—外冷铁 7—浇注箱 8—溢流道 9—冒口

3.大型气柱

图2-67所示为大型气柱砂衬金属型铸造零件简图和工艺简图。大型气柱直径为φ1020mm，总长2720mm，材质为HT250，毛重12.5t。其结构特点是壁厚达120～250mm，中间段有长达550mm的实心区域；技术要求高，外表面及中央φ90mm孔等部位不能有铸造缺陷。为获得优质铸件，特采用砂衬金属型铸造工艺。金属型壁厚200mm，侧壁上钻有很多出气小孔。砂衬厚度仅12mm，以适度提高铸件的冷却速度，提高结晶组织的致密性。为获得预期效果，应特别注意砂衬的型砂种类、强度、通气性及操作工艺等。为增强砂衬的附着性，金属型的内表面上车出了沟槽（槽深2mm，上、下槽的距离为4mm）。

图2-67 大型气柱砂衬金属型铸造

a）零件简图 b）铸造工艺简图

为增强对铸件的补缩作用，在铸件上部设有较高的环形顶冒口。采用雨淋式顶注浇注系统，28个φ17mm圆形内浇道均匀地分布在气柱侧壁上，以充分发挥雨淋式浇注系统的优点。

气柱中间段的实心区域特别“肥厚”，防止其产生内部缩孔、缩松等缺陷非常重要，设置内冷铁是十分有效的措施。在φ90mm的中央长孔内，设置了直径为φ70mm的石墨或钢质冷铁，可完全防止该长孔内表面上产生局部缩松缺陷。实心区域的内冷铁用φ20～φ25mm的圆钢焊成网状，网络间距100mm。为确保质量，应对冷铁网进行喷（抛）丸处理，彻底清除其表面上的锈皮等杂物。为防止产生气孔，浇注前应对冷铁进行预热，使冷铁温度达到80～100℃。气柱的浇注温度为1320～1330℃。按照该铸造方法获得了较好的质量。

砂衬金属型铸造工艺优化

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