本發(fā)明涉及砂型鑄造，具體涉及到一種耐熱鋼排氣歧管的砂型鑄造工藝。

背景技術(shù)：

1、排氣系統(tǒng)作為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵組成部分，主要職責(zé)是將發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒后產(chǎn)生的高溫高壓廢氣有效排出，而排氣歧管則是排氣系統(tǒng)的核心部件，排氣歧管用于連接發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)氣缸與主排氣管，實(shí)現(xiàn)廢氣的高效匯集與導(dǎo)出。

2、排氣歧管對(duì)內(nèi)腔的表面粗糙度也有較高要求，粗糙度增大會(huì)導(dǎo)致氣體流動(dòng)阻力增加、排氣不暢、熱應(yīng)力問題加劇以及腐蝕加速等問題，進(jìn)而影響整個(gè)排氣系統(tǒng)的效率和發(fā)動(dòng)機(jī)性能，縮短排氣歧管的使用壽命，因此，在設(shè)計(jì)和制造過程中，需嚴(yán)格控制排氣歧管內(nèi)腔的表面粗糙度，以滿足工作要求。

3、針對(duì)排氣歧管的工作環(huán)境，現(xiàn)有技術(shù)通常采用耐熱鋼來制作排氣歧管，耐熱鋼是一種能夠在高溫下保持其物理和化學(xué)性質(zhì)的特殊鋼材，它的耐熱溫度可以達(dá)到1000攝氏度以上，具備耐壓性和耐腐蝕性，由于排氣歧管具備復(fù)雜的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)，且對(duì)粗糙度表面粗糙度有要求，因此現(xiàn)有技術(shù)通常采用殼型成型工藝來鑄造排氣歧管。

4、然而殼型成型工藝需要使用成本較高的樹脂砂和精密加工的金屬模具，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，對(duì)設(shè)備的自動(dòng)化程度要求較高，并且依賴于涂料的運(yùn)用，對(duì)生產(chǎn)條件有較高要求，因此在生產(chǎn)條件有限的情況下，為了降低生產(chǎn)成本，減少涂料的運(yùn)用，嘗試采用砂型鑄造工藝來生產(chǎn)耐熱鋼排氣歧管。

5、為了實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)排氣歧管，選擇潮模砂作為砂型鑄造工藝中砂芯的材料，相比其他砂料，潮模砂適用于生產(chǎn)大型鑄件，如機(jī)床底座等，其生產(chǎn)工藝相對(duì)簡單，適合大批量生產(chǎn)，然而現(xiàn)有的砂型鑄造工藝往往也依賴于使用涂料來滿足鑄件對(duì)表面粗糙度的要求，并且在使用潮模砂時(shí)，現(xiàn)有的砂型鑄造工藝難以滿足耐熱鋼排氣歧管對(duì)表面粗糙度的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種耐熱鋼排氣歧管的砂型鑄造工藝。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

3、一種耐熱鋼排氣歧管的砂型鑄造工藝，包括如下步驟：

4、通過鑄造仿真分析，根據(jù)排氣歧管的結(jié)構(gòu)，將所述排氣歧管的模具劃分為砂型和若干分體砂芯；

5、所述分體砂芯包括外殼砂芯、流道砂芯和內(nèi)腔砂芯，采用熱芯盒法，使用潮模砂進(jìn)行所述內(nèi)腔砂芯的制造；

6、將所述外殼砂芯、所述流道砂芯、所述砂型與未涂覆涂料的所述內(nèi)腔砂芯組合，進(jìn)行澆注；

7、澆注完成后，對(duì)成型后的鑄件進(jìn)行處理，使用x-ray檢測設(shè)備對(duì)所述鑄件進(jìn)行內(nèi)部缺陷檢測。

8、本發(fā)明采用砂型鑄造工藝鑄造耐熱鋼排氣歧管，相比傳統(tǒng)殼型成型工藝，不僅簡化了生產(chǎn)流程，提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)在材料成本和設(shè)備投入上更具經(jīng)濟(jì)性，由于所述內(nèi)腔砂芯無需涂覆涂料，因此省去了部分煩瑣的人工浸涂過程，減少了對(duì)涂料的依賴，進(jìn)而減少了涂料消耗和人工成本。

9、使用潮模砂制成的所述內(nèi)腔砂芯，在不使用涂料的前提下，能滿足耐熱鋼排氣歧管內(nèi)腔的表面粗糙度ra≤12.5μm的要求，避免鑄件表面出現(xiàn)氣孔、裂紋、燒結(jié)粘砂等質(zhì)量缺陷，達(dá)成了在有限生產(chǎn)條件下提升鑄件表面質(zhì)量的目的，提升了鑄造工藝的經(jīng)濟(jì)性。

10、優(yōu)選地，所述熱芯盒法的步驟如下：預(yù)熱熱芯盒，通過射砂裝置將所述覆膜砂射入所述熱芯盒中，對(duì)形成的砂芯表層進(jìn)行噴火處理，之后維持熱芯盒溫度使所述砂芯表層結(jié)殼，使熱芯盒翻轉(zhuǎn)再復(fù)位，再維持熱芯盒溫度使所述砂芯表層固化，最后從所述熱芯盒中取出所述內(nèi)腔砂芯。

11、所述熱芯盒法能夠快速地響應(yīng)生產(chǎn)需求，實(shí)現(xiàn)了砂芯的快速成型和硬化，縮短了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率，滿足了大規(guī)模生產(chǎn)的需要。

12、優(yōu)選地，所述潮模砂的成分為：細(xì)粉加料重量0-0.15%，膨潤土重量0.5-1.2%，水重1.2-4％，含泥量10±2％。

13、優(yōu)選地，所述潮模砂的性能參數(shù)如下：緊實(shí)率39.5±3%，灼減量1.5±0.5%，透氣性指數(shù)180±30，濕壓強(qiáng)度195±10kpa，吸藍(lán)量mb值8.5±1％。

14、通過調(diào)配所述潮模砂的成分并控制所述潮模砂的性能參數(shù)，能夠確保砂芯在制造過程中的穩(wěn)定性和一致性，以滿足鑄件對(duì)表面質(zhì)量的要求，從而提高鑄件的成品率。

15、優(yōu)選地，所述熱芯盒包括動(dòng)模和靜模，所述動(dòng)模和所述靜模的預(yù)熱溫度為250±5℃，在固化和結(jié)殼時(shí)，所述動(dòng)模和所述靜模的溫度維持在250±5℃。

16、通過控制所述熱芯盒的溫度，可以確保砂料在所述熱芯盒中均勻受熱，有利于砂芯表層的結(jié)殼和固化過程，這能夠顯著提高砂芯的強(qiáng)度和密度，減少砂芯在后續(xù)工序中的變形或破損風(fēng)險(xiǎn)。

17、優(yōu)選地，所述噴火處理的步驟如下：在砂混合料射入所述熱芯盒后，立即使用火焰加熱設(shè)備對(duì)整個(gè)砂芯表層進(jìn)行噴火加熱，噴火持續(xù)50±1秒。

18、噴火處理能夠迅速加熱所述砂芯表層，使貼近熱芯盒表面的砂料受熱硬化，這有助于在后續(xù)過程中保持砂芯的形狀和尺寸精度，進(jìn)而提升砂芯的表面質(zhì)量。

19、優(yōu)選地，所述砂芯表層結(jié)殼的步驟如下：在噴火處理后，維持所述熱芯盒溫度，使得貼近所述熱芯盒表面的砂料受熱硬化，形成一層硬殼，整個(gè)過程持續(xù)20-30秒。

20、結(jié)殼的所述砂芯表層能夠抵抗外部壓力和沖擊，減少在澆注、冷卻等過程中砂芯的破損率，減少砂粒在澆注過程中的脫落和滲透，從而降低鑄件表面的粗糙度，減少氣孔、夾砂等缺陷的產(chǎn)生，提高鑄件成品率。

21、優(yōu)選地，所述熱芯盒翻轉(zhuǎn)再復(fù)位的步驟如下：將所述熱芯盒翻轉(zhuǎn)，以倒出未結(jié)殼的部分砂料，翻轉(zhuǎn)時(shí)間控制在20-60秒之間，再翻轉(zhuǎn)所述熱芯盒使其回到原位置。

22、通過翻轉(zhuǎn)熱芯盒，可以有效地將未結(jié)殼的砂料倒出，避免這些砂料在后續(xù)工藝中影響砂芯的質(zhì)量和穩(wěn)定性，同時(shí)使砂芯表面的部分砂料得到重新分布的機(jī)會(huì)，有助于消除表面缺陷，提高砂芯的表面光潔度，為后續(xù)加工提供更好的基礎(chǔ)。

23、優(yōu)選地，所述砂芯表層固化的步驟如下：維持所述熱芯盒溫度120±1秒，使砂料通過余熱和硬化反應(yīng)放出的熱量自行硬化。

24、所述砂芯表層固化后，形成了堅(jiān)固的外殼，顯著提高了砂芯的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，使其在后續(xù)的鑄造過程中能夠承受高溫高壓等惡劣條件而不易變形或損壞。

25、同時(shí)所述砂芯表層固化有助于減少砂芯在鑄造過程中的氣體侵入和滲透，降低了鑄件內(nèi)部氣孔、砂眼等缺陷的產(chǎn)生概率，提高了鑄件的成品率和質(zhì)量可靠性。

26、優(yōu)選地，根據(jù)所述工藝鑄造的鑄件和制造的所述內(nèi)腔砂芯，所述鑄件的內(nèi)腔的表面粗糙度ra≤12.5μm。

27、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

28、（1）本發(fā)明采用砂型鑄造工藝鑄造耐熱鋼排氣歧管，相比傳統(tǒng)殼型成型工藝，不僅簡化了生產(chǎn)流程，提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)在材料成本和設(shè)備投入上更具經(jīng)濟(jì)性，由于內(nèi)腔砂芯無需涂覆涂料，因此省去了部分煩瑣的人工浸涂過程，減少了對(duì)涂料的依賴，進(jìn)而減少了涂料消耗和人工成本。

29、（2）本發(fā)明采用砂型鑄造工藝，使用潮模砂制成的內(nèi)腔砂芯，在不使用涂料的前提下，能滿足耐熱鋼排氣歧管內(nèi)腔的表面粗糙度ra≤12.5μm的要求，避免鑄件表面出現(xiàn)氣孔、裂紋、燒結(jié)粘砂等質(zhì)量缺陷，達(dá)成了在有限生產(chǎn)條件下提升鑄件表面質(zhì)量的目的，提升了鑄造工藝的經(jīng)濟(jì)性。