本發(fā)明屬鑄造工藝領(lǐng)域，特別是一種發(fā)動機(jī)氣門蓋鑄造的生產(chǎn)工藝方法。

背景技術(shù)：

目前，在國內(nèi)以及國際上，鐵型覆砂鑄造工藝主要應(yīng)用在球鐵曲軸、凸輪軸、平衡軸、耐壓閥體、缸套、耐磨鑄件、氣缸體等30余類鑄件的鑄造生產(chǎn)上，而運用鐵型覆砂鑄造工藝技術(shù)來生產(chǎn)汽車發(fā)動機(jī)氣門蓋還是空白。在我國乃至國際上的發(fā)動機(jī)生產(chǎn)廠家，都是采用高壓鑄造或者靜壓鑄造方法生產(chǎn)發(fā)動機(jī)氣缸蓋。該工藝在較大汽車發(fā)動機(jī)生產(chǎn)廠已普遍使用，雖然質(zhì)量上相對來說還比較穩(wěn)定，但還是屬于普通的砂型鑄造，在造型時還是需要煤粉，用砂量很大，生產(chǎn)環(huán)境還未得到完全改善；同時也存在著砂處理等一整套設(shè)備、材料倉庫、型砂輸送、除塵等設(shè)備，工作環(huán)境比較差，不利于鑄造生產(chǎn)環(huán)保，而且設(shè)備投資大，成本高，所占用的面積也大。而且，現(xiàn)今在汽車行業(yè)激烈競爭下，各汽車廠家生產(chǎn)的氣門蓋性能要求越來越高，多種性能指標(biāo)要求達(dá)到或超過國家標(biāo)準(zhǔn)，如要求本體高強(qiáng)度、無滲漏等。而普通的砂型鑄造已經(jīng)無法根本解決鑄鐵件本身因強(qiáng)度提高而造成的組織縮松而滲漏的問題，必須尋找到更好的辦法來解決。對比文件1， 申請?zhí)枺篊N201010223056，名稱：一種柴油機(jī)氣缸蓋，包括氣缸蓋本體，氣缸蓋本體內(nèi)設(shè)置有垂直缸蓋底板布置的噴油器安裝孔，噴油器安裝孔正對氣缸孔中心，噴油器安裝孔與氣缸蓋一體鑄造成型，用于噴油器的直接安裝；噴油器安裝孔外壁連接氣缸蓋的頂板和底板，形成對缸蓋底板的支撐。氣缸蓋內(nèi)設(shè)柴油回油孔，柴油回油孔與各個噴油器安裝孔垂直貫通，且柴油回油孔為貫穿氣缸蓋前、后端的通孔，存儲于噴油器安裝孔內(nèi)的柴油通過柴油回油孔回流至噴油泵；氣缸蓋上還設(shè)有用于安裝氣門以及氣門油封的氣門導(dǎo)管，氣門導(dǎo)管與氣缸蓋一體鑄造成型。本發(fā)明通過鑄造一體成型的設(shè)計，有效提高了氣缸蓋結(jié)構(gòu)集成化程度。噴油器安裝孔與氣缸蓋一體鑄造成型，安裝孔外壁連接氣缸蓋頂板和底板，形成支撐，其結(jié)構(gòu)特征與本申請不相同。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種鐵型覆砂鑄造發(fā)動機(jī)氣門蓋工藝方法，鐵型覆砂鑄造是在金屬型（又稱鐵型）內(nèi)腔周圍覆上一層薄薄的型砂（又稱覆膜砂）的一種鑄造工藝方法。它是金屬型鑄造和殼型鑄造兩種方法的結(jié)合。獲得的鑄件具有尺寸精度高、機(jī)械性能好、組織致密、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點。能解決氣門蓋鑄件常見的組織縮松、表面質(zhì)量差、滲漏率高等問題的鐵型覆砂鑄造氣門蓋的生產(chǎn)方法。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這樣的，一種發(fā)動機(jī)氣門蓋鑄造的生產(chǎn)方法， 其特征在于其生產(chǎn)方法是：

方法，澆注系統(tǒng)的鐵水流道是由澆口杯到直澆口到橫澆口，由橫澆口通過濾網(wǎng)后均衡分到兩個分橫澆口，再由兩個分橫澆口分別分到內(nèi)澆口到鑄件；

方法，上半模模樣最高處射孔部位裝有外徑Φ6mm氣孔針，上半模四周圍芯頭部位裝有外徑Φ8mm氣孔針，鐵型的分型面上的半圓排氣槽直徑為Φ5mm；

方法，上鐵型覆砂，下鐵型為鐵型框、不覆砂；

方法，合箱時四角放的墊片厚為0.1-0.35mm；

方法，合箱的扣箱力為60-80N.M。

其工藝步驟是：

步驟，造型：外砂箱采用鐵型，覆膜砂為樹脂砂，上鐵型的內(nèi)腔按氣缸蓋的形狀隨型制出，隨型覆砂層厚度為8mm-10mm；澆注系統(tǒng)有澆口杯、直澆口、橫澆口、濾網(wǎng)，采用封閉式澆口；下鐵型為空鐵型框，內(nèi)腔表面不覆砂，形狀尺寸按氣缸蓋底盤砂芯外框尺寸加工好，裝芯時將砂芯整體裝入下鐵型框中；

步驟，砂芯：氣缸蓋砂芯的組裝、上涂料并濾干、烘干等與已有工藝相近似；

步驟，裝芯：人工裝芯或用固定式裝芯工位夾具或機(jī)器人裝芯；

步驟，合箱：合箱前使用石綿墊壓住芯頭出氣孔位置，下鐵型分型面的四角放上墊片，墊片厚0.1-0.25mm，上半鐵型吹干靜散砂后合箱；推進(jìn)澆注滾道，扣上箱扣；澆口杯采用直沖漏斗澆口杯，安裝到鐵型時要使用封箱條；

步驟，澆注：根據(jù)氣缸蓋產(chǎn)品的材料牌號熔煉鐵水，澆注溫度控制在1250-1400℃；

步驟，開箱：澆注后20分鐘開箱扣；鑄件凝固時間需要30分鐘后才能落箱、自由冷卻。

本發(fā)明的優(yōu)點是：使用本發(fā)明出品率由原來普通砂型鑄造工藝的72%提高到鐵型鑄造的80%以上，因鐵型使用了不含水分的樹脂砂做覆砂造型材料，從而消除了皮下氣孔缺陷；鐵水凝固過程中得到快速冷卻，基本消除了氣門蓋常有的組織縮松缺陷，解決了氣門蓋在壓力工作環(huán)境下的滲漏問題，提高了鑄件的整體機(jī)械性能，滿足或超過目前氣門蓋生產(chǎn)要求的各項性能指標(biāo)；減少了砂處理系統(tǒng)龐大的設(shè)備、場地投入和造型用砂量；改善了鑄造長期以來的惡劣環(huán)境，環(huán)保性好。整個工藝流程簡單，容易采取措施和控制，產(chǎn)品的生產(chǎn)成本比砂型鑄造工藝生產(chǎn)要低30～50%，且適用于各種類型發(fā)動機(jī)氣門蓋、氣缸體和排氣管等箱體類重要復(fù)雜零部件的生產(chǎn)和多種要求高質(zhì)量的其它大中小零件，應(yīng)用前景廣泛。

具體實施方式

本發(fā)明的實施例是：

實施例1，鐵型覆砂鑄造發(fā)動機(jī)氣門蓋工藝是利用鐵型增加鐵水在鑄造過程中的冷卻速度，細(xì)化組織，提高了氣門蓋的組織致密性。在同等熔煉鐵水的成分下，使用鐵型覆砂鑄造工藝生產(chǎn)氣門蓋比普通砂型鑄造工藝可以獲得更高的抗拉強(qiáng)度、硬度和更好的石墨形態(tài)和石墨大小級別，穩(wěn)定珠光體在95%以上。最重要的是以往氣門蓋砂型鑄造出現(xiàn)的三漏（漏油、漏水、漏汽）問題可以得到有效解決。

鐵型覆砂鑄造發(fā)動機(jī)氣門蓋工藝在具有工藝出品率高、組織致密不滲漏、綜合性能高、用砂量少、設(shè)備投資少、生產(chǎn)周期短、見效快、設(shè)備占用面積少、生產(chǎn)效率高、制造成本低、環(huán)保性好等優(yōu)點。

具體實施如下：

1.造型：上鐵型采用鐵型覆砂鑄造發(fā)動機(jī)氣門蓋工藝進(jìn)行。上砂箱采用鐵型，覆膜砂是采用普通覆膜砂，鐵型鑄造工藝按照4 件/型進(jìn)行設(shè)計，鐵型的內(nèi)腔是按照汽缸體的形狀隨型制出，隨型覆砂層厚度為8-10mm。下鐵型為空鐵型框，內(nèi)腔表面不覆砂，內(nèi)腔形狀尺寸按氣門蓋底盤砂芯外框尺寸加工好，裝芯時將砂芯整體裝入下鐵型框中。

2. 砂芯：砂芯是采用冷芯樹脂砂，配制、工藝均一樣。砂芯組裝、整體浸泡上涂料并濾干、進(jìn)爐烘干的工藝；砂芯烘干溫度一般控制在200-220℃，升溫3h保溫2h。

3. 裝芯：先檢查所裝坭芯是否符合要求；用裝芯工位夾具吊裝下芯或機(jī)器人進(jìn)行裝芯，定位準(zhǔn)確、方便可靠。

4. 合箱：在合箱之前檢查裝芯是否到位，使用少量的封箱條壓住芯頭、芯頭出氣孔位置、坭芯直澆道等，在坭芯頭的澆注系統(tǒng)位置裝上過濾網(wǎng)，并推至合箱機(jī)處，四角放有0.3-0.4mm厚墊片；檢查上半模型質(zhì)量，并吹靜散砂，進(jìn)行合箱；推進(jìn)澆注滾道，扣上箱扣（邊扣一般為4個）扣箱力一般在80-85N.M；澆口杯采用直沖漏斗澆口杯，安裝到鐵型時要使用封箱條；

5. 澆注：根據(jù)氣缸蓋產(chǎn)品的材料牌號熔煉鐵水，澆注溫度控制在1420-1440℃之間，澆注時間在9.5-16s之間；待澆口杯鐵水成糊狀時打斷澆口杯；

6.開箱：澆注后25分鐘開箱扣；鑄件凝固時間35分鐘時落箱，落箱后的鑄件為暗紅色，然后自由冷卻到室溫。

7.檢驗結(jié)果：采用本體解剖抽樣進(jìn)行抗拉強(qiáng)度檢驗，以T9000氣缸蓋為例，其結(jié)果抗拉強(qiáng)度為270Mpa；硬度為HB224；石型為 A型石墨；石墨長為4級；珠光體95%；磷共晶1級。

用本發(fā)明的鐵型覆砂方法鑄造發(fā)動機(jī)氣門蓋，在滿足性能要求的條件下可以減少或者不用加入合金，如Cu合金可以由原來的 0.7～0.8 %減少到0.2～0.3 %；在保證氣門蓋本體硬度符合要求下，完全可以不用加鉬鐵。

實踐說明：運用本發(fā)明的方法生產(chǎn)氣門蓋，本體機(jī)械性能比砂型鑄造本體要求牌號要高出一個牌號以上，從而保證滿足日益發(fā)展的汽車制造行業(yè)競爭要求。

用本發(fā)明的方法，不僅可以生產(chǎn)出蠕墨鑄鐵或球墨鑄鐵汽缸體、缸蓋、排氣管等高質(zhì)量的汽車重要零部件，還可以用于各行各業(yè)的機(jī)械制造，如航空、鐵路機(jī)車車輛、農(nóng)用機(jī)械、建筑機(jī)械和軍工等等需承受高強(qiáng)度、高韌性、高致密性、高耐磨的大中小零件的生產(chǎn)。

實施例2，工藝步驟如下：

（1）.造型： 外砂箱采用鐵型，覆膜砂為樹脂砂，上鐵型的內(nèi)腔按氣門蓋的形狀隨型制出，隨型覆砂層厚度為8mm-10mm；澆注系統(tǒng)有澆口杯、直澆口、橫澆口、濾網(wǎng)，采用封閉式澆口；下鐵型為空鐵型框，內(nèi)腔表面不覆砂，形狀尺寸按氣缸蓋底盤砂芯外框尺寸加工好，裝芯時將砂芯整體裝入下鐵型框中；

（2）. 砂芯：氣缸蓋砂芯的組裝、上涂料并濾干、烘干等與已有工藝相近似；

（3）.裝芯：人工裝芯或用固定式裝芯工位夾具或機(jī)器人裝芯；

（4）.合箱：合箱前使用石綿墊壓住芯頭出氣孔位置，下鐵型分型面的四角放上墊片；上半鐵型吹干靜散砂后合箱；推進(jìn)澆注滾道，扣上箱扣；澆口杯采用直沖漏斗澆口杯，安裝到鐵型時要使用封箱條；

（5）.澆注：澆注溫度控制在1420-1440℃；

（6）. 開箱：澆注后25分鐘開箱扣；鑄件凝固時間需要30分鐘以上才能落箱、自由冷卻。