一种D‑5B材质的排气歧管铸造方法技术

本发明专利技术公开了一种D‑5B材质的排气歧管铸造方法，包括浇冒口设计和砂芯，所述浇冒口设计在排气歧管的热节部位设置连体冒口，所述砂芯为中空结构，砂芯内设置空腔，所述空腔设置出气口。该铸造方法能够使砂芯中的气体及时由出气口排出，有效地解决高温铁液浇注带来的气道变形、壁厚不均匀及D‑5B材质铸件易产生气孔缺陷等问题，大大提高了排气歧管毛坯铸造的合格品率，减少废品损失，提高生产效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及汽车零部件制造
，具体涉及一种D-5B材质的排气歧管铸造方法。
技术介绍
随着科学技术的进步，汽车行业在轻量化、节能、减排方面的要求日益严格，为改善环境，世界各国都在采取不同的措施来优化环境，特别提出汽车尾气排放，这就要求汽车发动机提高燃油燃烧比，在这种条件下，排气温度持续不断地提高，排气歧管所承受的高温抗氧化负荷在不断加重，因此，排气歧管的材料向耐高温、抗疲劳、抗氧化的方向发展，由此诞生出了D-5B高镍奥氏体球墨铸铁排气歧管。由于此种材质特殊，C低Si低、Cr高Ni高，在球墨铸铁材质当中是收缩倾向最大的，熔炼温度高，浇注温度高，铁液易氧化，体收缩大，流动性差，糊状凝固，加上作为排气歧管本身，结构复杂，多处存在厚大的孤立热节，补缩困难，缩松倾向大；合金加入量大，铸件易产生憋气、气孔缺陷，高温砂芯变形，造成排气歧管气道变形、壁厚不均匀，给铸造带来很大困难。中国专利申请号：201010295797.4提出的一种发动机岐形排气管铸造用砂芯的制造方法，其步骤为：采用光固化快速成型技术制作出树脂件模具；制作加强铁丝，使其具有与砂芯相同的空间螺旋线形状；在模具中填砂并放入制作好的加强铁丝；使用刮板沿着模具分型面刮树脂砂，使其上的树脂砂略微隆起，然后合模压紧；待树脂砂凝固后，开模取出砂芯，并对其进行适当的后处理，这种方式不能解决厚大热节处的缩松问题。中国专利申请号：200910131765.8公开了一种高硅钼球铁排气岐管的配方及其制备方法，其制备步骤包括：称重、入炉融化、球化处理，扒渣至铁水干净后撒覆盖剂、加盖保温，浇注铸型，开箱落砂。将回炉铁抛丸处理，将生铁、废钢、回炉铁、钼铁、硅铁依次加入电炉熔炼，球化处理、在球化剂表面覆盖孕育剂，并在浇注的同时采用随流孕育，使孕育剂随铁水进入型腔，最后开型落砂，制得成品，此方法制备工艺不易操作且不稳定，产量低、产品品质差，废品率较高，效果不好。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种D-5B材质的排气歧管铸造方法，以解决上述
技术介绍
中提出的排气歧管收缩倾向大，易产生气道变形、壁厚不均匀、产品热节部位缩松的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种D-5B材质的排气歧管铸造方法，包括浇冒口设计和砂芯，所述浇冒口设计在排气歧管的热节部位设置连体冒口，所述砂芯为中空结构。所述砂芯内设置空腔，所述空腔设置出气口。所述砂芯的壁厚为7～9mm。所述芯砂的发气量≤12ml/g，灼烧碱量≤3.0%，熔点96～110℃。所述砂芯热态抗拉强度：1.5～2.4MPa，常温抗拉强度：3.6～5.0MPa，热态抗弯强度≥3.6MPa，常温抗弯强度≥8.0MPa。所述连体冒口中的两独立冒口通过连接体采用8字形连接，所述连接体横截面最小宽度不小于20mm。一种用于上述述D-5B材质的排气歧管铸造方法的砂芯制备方法，其包括下述步骤：A.按照设定配比将原砂与粘接剂混合均匀制成芯砂备用；B.将所述芯砂通过制芯设备及制芯模具，加热、固化成型，加热温度控制在220~230℃；C.所述加热、固化成型过程中，加热0.4~0.5分钟后，将未固化的芯砂倒出，制成中空砂芯芯坯，而后继续加热0.4~0.6min即可。所述中空砂芯芯坯的壁厚控制在7~9mm。所述芯砂的发气量≤12ml/g，灼烧碱量≤3.0%，熔点96～110℃。所述砂芯热态抗拉强度：1.5～2.4MPa，常温抗拉强度：3.6～5.0MPa，热态抗弯强度≥3.6MPa，常温抗弯强度≥8.0MPa。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1.本专利技术的砂型中在排气歧管的热节如排气口等部位设置了连体冒口，且两连体冒口中的两独立冒口采用8字形连接，增加冒口的蓄热量，而且两独立冒口具有相同的温度和补缩状态，能有效地解决厚大热节处的缩松、缩孔等问题。2.本专利技术的D-5B材质的排气歧管铸造方法，砂芯本体做成中空状，砂芯内设置相互交错的空腔，所述空腔设置出气口，不仅减少了砂芯在浇注过程中的发气量，而且能够使砂芯中的气体及时由出气口排出，从而有效地解决高温铁液浇注带来的气道变形、壁厚不均匀及D-5B材质铸件易产生气孔缺陷等问题。3.砂芯的制备采用分段烧结-倒砂的方式，解决了砂芯体积小、形状不规则的空腔制作难题，收到了制作效率高、壁厚均匀一致的良好效果。4.本专利技术的砂型及其制备方法大大提高了排气歧管毛坯铸造的合格品率，由现有技术的60-70%提高到96%以上，减少了经济损失，提高了生产效率，解决了长期困扰排气歧管生产的问题。附图说明图1为本专利技术中砂芯的结构示意图；图2为本专利技术连体冒口的结构示意图；图3为图2的俯视图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-3，本专利技术D-5B材质的排气歧管铸造方法，包括砂型、砂芯及浇冒口的设计、造型、熔炼及浇注等步骤，其中砂型、造型、熔炼及浇注皆可按本领域常规的方法进行。本专利技术在浇冒口的设计中，在排气歧管的热节如如出气法兰、排气口等部位设置连体冒口2。所述连体冒口2中的两独立冒口21之间通过连接体22采用8字形连接，两个独立冒口21外廓之间的距离可由产品的形状及结构确定，连接体22横截面呈双圆弧的腰形结构，其最小宽度应不小于20mm。由此增加冒口的蓄热量，延缓铸件热节部位的凝固速度，改善补缩效果；而且两个独立冒口21具有相同的温度和补缩状态，使铸件热节部位均匀地凝固结晶，能有效地解决厚大热节处的缩松、缩孔等问题。在砂芯的设计中将砂芯设计为中空结构，即所述砂芯1内设置空腔11，所述空腔11设置出气口12，砂芯壁13的厚度设置为7~9mm。此种结构使砂芯1在保证足够强度的前提下，大大减少芯砂消耗量及砂芯1自身的发气量，且在浇注铁液时砂芯1挥发出的气体沿空腔11经出气口12排出，解决铸件憋气、气孔、铸件气道变形、壁厚不均匀等缺陷问题。本专利技术中的中空结构的砂芯1的制备，可按下述方法进行：首先按照设定的质量要求及配比将选取的原砂和粘接剂混合均匀制成高强度、低发气量的芯砂备用，其中粘接剂可采用树脂粘接剂；再将配制好的芯砂通过具备倒砂功能的制芯设备及制芯模具，进行射砂和加热固化成型，加热温度宜控制在220~230℃；在加热固化成型过程中，热能通过芯砂由外向内传导，砂芯也以由外向内推进的方式固化成型，加热0.4~0.5分钟后，砂芯外层7~9mm的厚度内固化结壳，内部的芯砂因温度尚低而未固化，此时通过造作制芯设备可将砂芯1内未固化的芯砂倒出，使砂芯1内自然形成壁厚均匀的空腔结构，制成中空砂芯芯坯，并通过控制加热倒砂的时间将中空砂芯芯坯的壁厚控制在7~9mm。中空砂芯的结构成型后继续加热烧结0.4~0.6min，使中空砂芯完全固化达到强度要求即可。制备中空砂芯的工艺应通过试验化验分析确定，并按以下性能指标控制：发气量≤12ml/g，灼烧碱量≤3.0%，熔点96～110℃，热态抗拉强度：1.5～2.4MPa，常温抗拉强度：3.6～5.0MPa，热态抗弯强度≥3.6MPa，常温抗弯强度≥8.0MPa本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种D‑5B材质的排气歧管铸造方法，包括浇冒口设计和砂芯，其特征在于：所述浇冒口设计在排气歧管的热节部位设置连体冒口，所述砂芯为中空结构。

【技术特征摘要】
1.一种D-5B材质的排气歧管铸造方法，包括浇冒口设计和砂芯，其特征在于：所述浇冒口设计在排气歧管的热节部位设置连体冒口，所述砂芯为中空结构。2.根据权利要求1所述的一种D-5B材质的排气歧管铸造方法，其特征在于：所述砂芯内设置空腔，所述空腔设置出气口。3.根据权利要求1或2所述的D-5B材质的排气歧管铸造方法，其特征在于：所述砂芯的壁厚为7～9mm。4.如权利要求3所述的D-5B材质的排气歧管铸造方法，其特征在于：所述芯砂的发气量≤12ml/g，灼烧碱量≤3.0%，熔点96～110℃。5.如权利要求3所述的D-5B材质的排气歧管铸造方法，其特征在于：所述砂芯热态抗拉强度：1.5～2.4MPa，常温抗拉强度：3.6～5.0MPa，热态抗弯强度≥3.6MPa，常温抗弯强度≥8.0MPa。6.根据权利要求1所述的一种D-5B材质的排气歧管铸造方法，其特征在于：所述连体冒口中的两独立冒口通过连接体采...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟，李小娟，刘诗雨，闫春晓，吕规划，李喜锋，高攀，
申请(专利权)人：西峡县内燃机进排气管有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河南;41