專利名稱：一種多缸柴油機缸體的鑄造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種柴油機缸體的鑄造生產(chǎn)方法，尤其是涉及一種多缸柴油機缸體的 鑄造方法。
背景技術(shù)：
隨著我國現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，特別是汽車工業(yè)的發(fā)展，對發(fā)動機的需求量越來越大， 發(fā)動機主要有汽油機和柴油機兩種類型。對于柴油機來說，缸體與缸蓋是主要的部件，由于 其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般都是過通過鑄造方法來獲得。隨著時代的變遷和現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展以及對材料性能研究的提高，柴油機缸體 的鑄造生產(chǎn)也經(jīng)歷了不同的階段從手工生產(chǎn)到普通機器生產(chǎn)、高壓造型生產(chǎn)，在90年代 發(fā)展到消失模鑄造生產(chǎn)。鑄鐵的熔煉也從沖天爐發(fā)展到電爐。進(jìn)入到21世紀(jì)，已逐步開始 了鋁合金的壓力鑄造生產(chǎn)，但由于鋁合金的性能以及壓鑄機的穩(wěn)定性問題，壓力鑄造尚處 于初級階段。缸體的鑄造生產(chǎn)方法及手段如此之多，諸如高壓造型、消失模鑄造等，設(shè)備投 入較大，所需人員的技術(shù)水平及操作水平較高，只適用于一些綜合實力較強的大型企業(yè)，對 于中小型的鑄造企業(yè)是望塵莫及。普通的砂型鑄造生產(chǎn)的機體無論從外型還是性能方面都 不能滿足現(xiàn)代汽車的要求，使機體及缸蓋的鑄造生產(chǎn)處于小部分大型企業(yè)的控制下，已完 全不能滿足現(xiàn)代汽車的發(fā)展需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題提供一種多缸柴油機 缸體的鑄造方法，其目的是在保證獲得良好的鑄造精度的前提下可以適用于任何鑄造生產(chǎn) 企業(yè)生產(chǎn)。本發(fā)明的技術(shù)方案是該種多缸柴油機缸體的鑄造方法，所述的缸體采用覆膜砂熱 芯盒進(jìn)行造型以及制芯，保證機體鑄件的鑄造精度；并采用組芯造型，將覆膜砂芯通過芯頭 的配合組合成一個整體進(jìn)行澆注，保證機體各部位的相對位置精度；最后采用底部反雨淋 澆注系統(tǒng)以立澆方式進(jìn)行澆注，保證鐵液充型平穩(wěn)，形成從下到上順序凝固，利用頂部冒口 補縮，保證產(chǎn)品組織的致密性。所述的覆膜砂工藝為采用熱塑性酚醛樹脂加潛伏性固化劑和潤滑劑通過覆膜工 藝配制成覆膜砂，當(dāng)覆膜砂受熱時包覆在砂粒表面的樹脂熔融，在烏洛托品分解出的亞甲 基的作用下，熔融的樹脂由線性結(jié)構(gòu)迅速轉(zhuǎn)變成不熔融的體型結(jié)構(gòu)，從而使覆膜砂固化成型。所述的覆膜砂通過射芯機直接射制砂芯和制作殼芯。所述的柴油機缸體包括底板芯、缸筒芯、水套芯、挺桿芯、左端芯、右端芯、前成型 芯、后成型芯、上蓋板芯以及冒口芯；所述的缸筒芯采用殼芯方法制作成殼狀芯。所述的水套芯和挺桿芯采用高強度低發(fā)氣量的覆膜砂，而且在其中設(shè)置有排氣裝置。
所述的底板芯、左端芯、右端芯、前成型芯、后成型芯、上蓋板芯以及冒口芯的外部 設(shè)置有提高型芯強度的加強筋。具有上述特殊結(jié)構(gòu)的一種多缸柴油機缸體的鑄造方法具有以下優(yōu)點1、該種多缸柴油機缸體的鑄造方法采用覆模砂熱芯盒來進(jìn)行造型以及制芯，從而 充分保證機體鑄件的鑄造精度；采用組芯造型，將覆模砂芯通過芯頭的配合組合成一整體 進(jìn)行澆注，從而保證機體各部位的相對位置精度。2、該種多缸柴油機缸體的鑄造方法采用底部反雨淋澆注系統(tǒng)以立澆方式進(jìn)行澆 注，從而保證鐵液充型平穩(wěn)，形成從下到上順序凝固，利用頂部冒口補縮從而保證產(chǎn)品組織 的致密性。3、該種多缸柴油機缸體的鑄造方法由于采用的是硬型鑄造型，冷卻速度快，獲得 的鑄件內(nèi)部組織致密，能夠消除砂型鑄造時組織縮松而帶的滲漏缺陷；設(shè)備及模具投入較 少，特別適合于中、小型鑄造廠的投資。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明圖1為本發(fā)明中在下底座芯上裝配四個缸筒芯的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明中裝配水套芯的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明中裝配挺桿芯的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明中裝配左、右端芯的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明中裝配前成型芯的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本發(fā)明中裝配后成型芯的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本發(fā)明中裝配上蓋板芯及冒口芯的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖1-7中，1 底板芯；2 缸筒芯；3 水套芯；4 挺桿芯；5 左端芯；6 右端芯； 7 前成型芯；8 后成型芯；9 上蓋板芯；10 冒口芯；11 直澆道；12 橫澆道；13 淋雨內(nèi)澆道。
具體實施例方式由圖1-7所示結(jié)構(gòu)結(jié)合可知，該種多缸柴油機缸體的鑄造方法，所述的缸體采用 覆膜砂熱芯盒進(jìn)行造型以及制芯，保證機體鑄件的鑄造精度；并采用組芯造型，將覆膜砂芯 通過芯頭的配合組合成一個整體進(jìn)行澆注，保證機體各部位的相對位置精度；最后采用底 部反雨淋澆注系統(tǒng)以立澆方式進(jìn)行澆注，保證鐵液充型平穩(wěn)，形成從下到上順序凝固，利用 頂部冒口補縮，保證產(chǎn)品組織的致密性。其中覆膜砂工藝為采用熱塑性酚醛樹脂加潛伏 性固化劑和潤滑劑通過覆膜工藝配制成覆膜砂，當(dāng)覆膜砂受熱時包覆在砂粒表面的樹脂熔 融，在烏洛托品分解出的亞甲基的作用下，熔融的樹脂由線性結(jié)構(gòu)迅速轉(zhuǎn)變成不熔融的體 型結(jié)構(gòu)，從而使覆膜砂固化成型。覆膜砂通過射芯機直接射制砂芯和制作殼芯。因此，不僅 保證了其鑄造精度從而保證加工裝夾及裝配的位置的準(zhǔn)確性，而且還保證其組織致密性從 而保證柴油機的性能優(yōu)良。柴油機缸體包括底板芯1、缸筒芯2、水套芯3、挺桿芯4、左端芯5、右端芯6、前成 型芯7、后成型芯8、上蓋板芯9以及冒口芯10 ；所述的缸筒芯2采用殼芯方法制作成殼狀芯；水套芯3和挺桿芯4采用高強度低發(fā)氣量的覆膜砂，而且在其中設(shè)置有排氣裝置；底板 芯1、左端芯5、右端芯6、前成型芯7、后成型芯8、上蓋板芯9以及冒口芯10的外部設(shè)置有 提高型芯強度的加強筋。下面以四缸柴油機的缸體加工為例加以說明，四缸柴油機的缸體主要有以下型 芯四個缸筒芯2、水套芯3、挺桿芯4、左端芯5、右端芯6、前成型芯7、后成型芯8、上蓋板 芯9以及底板芯1、冒口芯10共13個芯組成。并且根據(jù)型芯的結(jié)構(gòu)特點對這13種芯分用 了不同的制作方法缸筒芯2 由于缸筒芯2的尺寸較大，比較厚實，采用殼芯方法制作成 殼狀芯，不僅 可以減少覆模砂的用量還可以減少在澆注過程中砂芯的發(fā)氣量，減少氣孔的可能性，提高
了產(chǎn)品質(zhì)量。水套芯3及挺桿芯4 水套芯3及挺桿芯4不僅壁簿而用在澆注過程完全由鐵液 包圍，不僅要求其強度好而且還要求在受熱時其產(chǎn)生的氣體能夠排除到型腔外，以免其在 澆注過程中由于其受熱而產(chǎn)生的氣體彭漲而破壞型芯。故此兩種芯不僅要選用高強度低發(fā) 氣量的覆模砂，而且要在其中設(shè)置排氣裝置，這樣不僅可以加強砂型的排氣而且還可減少 覆模砂的用量。進(jìn)一步降低成本。其它型芯其余六種芯形成缸體上、下、左、右、前、后外形以及缸體澆注系統(tǒng)。為了 減少發(fā)氣量及覆模砂的用量砂壁的厚度還不能太厚，所以對其的強度性能及在高溫下的潰 散性能要求較高，而且在各個芯的外部還要設(shè)置加強筋以提高型芯的強度。砂型是通過對上述的十三個型芯進(jìn)行組合而形成的，而各個砂芯的組合是通過在 型芯上預(yù)設(shè)的芯頭及芯頭空腔在一定的間隙下裝配而成的。首先將缸筒芯2、左端芯5、右 端芯6、前成型芯7、后成型芯8放置在底板芯1上，再將水套芯3、挺桿芯4放置在缸筒芯 2中，最后蓋上上蓋板芯9以固定除底板芯1以外的其它10個芯形成四缸柴油機缸體的鑄 型，以待澆注。澆注方式和澆注系統(tǒng)是形成健全鑄件的一個關(guān)鍵組成部分，它不僅是形成鐵液的 通道，而且還必須注入平穩(wěn)，具有較好的補縮能力以獲得組織健全且致密的鑄件。在對四缸發(fā)動機缸體的澆注系統(tǒng)設(shè)計時采用了底注反雨淋澆注系統(tǒng)以保證充型 平穩(wěn)和從下至上的順序凝固方式，在頂部設(shè)置冒口來進(jìn)行補縮。附圖1-7列出了四缸柴油機組芯的過程，將柴油機缸體的鑄造型分解成十三個型 芯，根據(jù)各種型芯的特點分別選用不同的覆模砂利用水平及垂直或?qū)Ｓ脽嵝竞猩湫緳C射制 這十三個型芯，最后將這三個型芯組合成型澆注而得到缸體鑄造件。由于是覆模砂芯為干 型芯，鐵液在其中流動性較好，可以得到簿壁且優(yōu)良表面質(zhì)量的鑄件；組芯采用芯頭配合定 位，保證了各位置公差精度；采用了反雨淋林澆注系統(tǒng)，充型平穩(wěn)，形成從下到上的順序凝 固方式，同時采用上部冒口補縮，徹底消除了鑄件中的縮孔、縮松鑄造缺陷；由于采用的是 硬型鑄造型，冷卻速度快，獲得的鑄件內(nèi)部組織致密，能夠消除砂型鑄造時組織縮松而帶的 滲漏缺陷；設(shè)備及模具投入較少，特別適合于中、小型鑄造廠的投資。
權(quán)利要求
一種多缸柴油機缸體的鑄造方法，其特征在于所述的缸體采用覆膜砂熱芯盒進(jìn)行造型以及制芯，保證機體鑄件的鑄造精度；并采用組芯造型，將覆膜砂芯通過芯頭的配合組合成一個整體進(jìn)行澆注，保證機體各部位的相對位置精度；最后采用底部反雨淋澆注系統(tǒng)以立澆方式進(jìn)行澆注，保證鐵液充型平穩(wěn)，形成從下到上順序凝固，利用頂部冒口補縮，保證產(chǎn)品組織的致密性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多缸柴油機缸體的鑄造方法，其特征在于所述的覆膜 砂工藝為采用熱塑性酚醛樹脂加潛伏性固化劑和潤滑劑通過覆膜工藝配制成覆膜砂，當(dāng)覆 膜砂受熱時包覆在砂粒表面的樹脂熔融，在烏洛托品分解出的亞甲基的作用下，熔融的樹 脂由線性結(jié)構(gòu)迅速轉(zhuǎn)變成不熔融的體型結(jié)構(gòu)，從而使覆膜砂固化成型。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多缸柴油機缸體的鑄造方法，其特征在于所述的覆膜 砂通過射芯機直接射制砂芯和制作殼芯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項權(quán)利要求所述的一種多缸柴油機缸體的鑄造方法，其特征 在于所述的柴油機缸體包括底板芯(1)、缸筒芯(2)、水套芯(3)、挺桿芯(4)、左端芯(5)、 右端芯(6)、前成型芯(7)、后成型芯(8)、上蓋板芯(9)以及冒口芯(10)；所述的缸筒芯(2) 采用殼芯方法制作成殼狀芯。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種多缸柴油機缸體的鑄造方法，其特征在于所述的水套 芯(3)和挺桿芯(4)采用高強度低發(fā)氣量的覆膜砂，而且在其中設(shè)置有排氣裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種多缸柴油機缸體的鑄造方法，其特征在于所述的底板 芯(1)、左端芯(5)、右端芯(6)、前成型芯(7)、后成型芯(8)、上蓋板芯(9)以及冒口芯(10) 的外部設(shè)置有提高型芯強度的加強筋。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種多缸柴油機缸體的鑄造方法，其特征在于所述的底板 芯(1)、左端芯(5)、右端芯(6)、前成型芯(7)、后成型芯(8)、上蓋板芯(9)以及冒口芯(10) 的外部設(shè)置有提高型芯強度的加強筋。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多缸柴油機缸體的鑄造方法，所述的缸體采用覆膜砂熱芯盒進(jìn)行造型以及制芯，保證機體鑄件的鑄造精度；并采用組芯造型，將覆膜砂芯通過芯頭的配合組合成一個整體進(jìn)行澆注，保證機體各部位的相對位置精度；最后采用底部反雨淋澆注系統(tǒng)以立澆方式進(jìn)行澆注，保證鐵液充型平穩(wěn)，形成從下到上順序凝固，利用頂部冒口補縮，保證產(chǎn)品組織的致密性。具有該種特殊結(jié)構(gòu)的多缸柴油機缸體的鑄造方法采用覆模砂熱芯盒來進(jìn)行造型以及制芯，從而充分保證機體鑄件的鑄造精度；采用組芯造型，將覆模砂芯通過芯頭的配合組合成一整體進(jìn)行澆注，從而保證機體各部位的相對位置精度。
文檔編號B22C9/24GK101823126SQ20101018059
公開日2010年9月8日 申請日期2010年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月19日
發(fā)明者吳文榮, 孫述全, 季亮 申請人:蕪湖市金貿(mào)流體科技股份有限公司