一种重型柴油发动机缸体的铸造工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种重型柴油发动机缸体的铸造工艺，其步骤包括：制备缸盖所需的各个砂芯，然后砂芯将各个砂芯进行组装，向组装后的砂芯内浇筑熔炼材料，对浇筑的缸体进行后处理，在熔炼材料中添加铜锆钼锡多种微合金，从而提升铸件本体的抗拉强度。

Casting process of a heavy diesel engine cylinder block

The invention discloses a casting process for the cylinder block of a heavy diesel engine, which comprises the following steps: preparing each sand core required for the cylinder head, assembling each sand core, pouring melting material into the assembled sand core, post-treating the poured cylinder block, and adding copper, zirconium, molybdenum and tin micro-alloys into the melting material. Thus, the tensile strength of the casting body is improved.

【技术实现步骤摘要】
一种重型柴油发动机缸体的铸造工艺
本专利技术涉及一种柴油发动机领域，尤其涉及一种重型柴油发动机缸体的铸造工艺。
技术介绍
随着汽车产品的日新月异，汽车生产企业在不断的竞争中，对整车产品的开发不断加快。尽管从车体的外观形状，材质及配套件对机动车的性能都将产生影响，但是汽车的心脏——发动机，对于性能是最至关重要的，无论从供货应量、价格、以及性能匹配等方面，都会直接影响新开发车型的性能指标。缸体作为泵、发动机或阀上的重要部件，其为泵、发动机或阀的内部动力的产生提供了良好的外部环境，这就要求缸体不仅需要具有较好的机械性能，如强度、韧性、耐磨性等，而且必须具有一定的抗腐蚀能力，这都对缸体的制造提出了较高的要求。
技术实现思路
专利技术目的：为解决现有技术的缺陷，现提供一种重型柴油发动机缸体的铸造工艺，采用高强度复杂薄壁型合金灰铸铁铸造技术，使得铸件本体尤其是厚达20mm以上的部位，抗拉强度可达到235MPa以上。技术方案：本专利技术所述的一种重型柴油发动机缸体的铸造工艺，包括如下步骤：步骤一、砂芯制备1.1、混砂，将加热到20~40℃的原砂及20~30℃树脂投入混砂机内混合40~80s，其中树脂添加量为原砂的2.1~2.3%；1.2、制芯，将步骤1.1的混砂投入到制芯机内，分别制备水腔芯，油气腔芯，回油口芯，其中水腔芯及油气腔型为整体式结构；1.3、浸涂，通过浸涂机械手将各芯体浸入混料罐内开始浸涂，涂料槽内涂料波美度达22~28,控制砂芯表面涂层均匀；1.4、烘干，将浸涂完成的组芯放入辊道的烘芯托盘内，进入表干炉烘干35~40min，控制炉内温度达150~180℃，使得砂芯残余水分≤0.5%，烘干后涂层无起皮翘裂；步骤二、合芯，将制备的各个砂芯进行组装，并检查是否存在异常；步骤三、缸体浇筑3.1、熔炼材料，选用生铁，废钢，硅铁，锰铁，铬铁，钼铁，硫化铁，稀土钙钡，硅锆及低氮增碳剂作为熔炼原材料；3.1、电炉熔炼，将上述熔炼材料投入10t的电路进行熔炼内，控制炉内温度为1450~1500℃，并通过热分析仪及光谱分析仪实时分析内部成分，使得各成分达到C3.20~3.35%，Si1.75~2.1%，Mn0.55~0.85%，P≤0.06%，S0.06~0.10%，Cu0.6~0.8%，Cr0.15-0.25%，Mo0.1~0.2%时，停止熔炼；3.2、测试，通过强度测试仪对浇筑材料进行机械性能测试，确保抗拉强度sb=280~380MPa3.3、浇筑，利用浇注机将熔炼材料注入砂芯内进行浇筑，控制出铁温度为1440±10℃，其中孕育开始到浇注结束延续时间≤15min，浇筑时间为35~45s；步骤四，后处理4.1、退火，将浇筑的缸盖置入退火炉内去应力退火，对退火炉内升温3~3.5小时，使得温度达到550~570℃，且保持该温度3.5小时以上，然后降温冷却至350℃以下出炉；4.2、粗抛，利用抛丸清理机对铸件进行粗抛，选用直径为1.4~1.7mm的钢丸，设定抛丸时间为1~3min，负载电流为50±2A，使得表面粗糙度Ra≤25；4.3、磨削，利用磨床对缸盖四面尺寸进行处理；4.4、精抛，利用抛丸清理机对铸件进行精抛，控制负载电流≥45A，使得表面粗糙度Ra≤25；4.5、检验入库，对铸件的尺寸，壁厚，清洁度及光洁度进行检验，并入库。作为优选，所述步骤1.2中水腔芯的制备采用MLC50-100制芯机，控制射砂压力3~6bar，射砂时间1~3s，三乙胺预定量40~60ml，胺温85~120℃，排气时间3~5s，层固化时间25~80s，固化压力4~6bar。作为优选，所述步骤1.2中油气腔芯的制备采用MLC50-100制芯机，控制射砂压力3~6bar，射砂时间1~3s，三乙胺预定量30~50ml，胺温85~120℃，排气时间3~5s，层固化时间25~80s，固化压力4~6bar。作为优选，所述步骤1.2中回油口芯的制备采用MLC50-100制芯机，控制射砂压力3~6bar，射砂时间1~3s，三乙胺预定量25~50ml，胺温85~120℃，排气时间3~5s，层固化时间25~80s，固化压力4~6bar。有益效果：本专利技术所揭示的一种重型柴油发动机缸体的铸造工艺，通过对熔炼材料中增添铜锆钼锡等微合金来增强组织，使得逐渐本体抗拉强度可以达到235MPa以上，尤其是轴承档位部厚达50mm以上部位，确保其抗拉强度，使其满足高强度要求；对于水腔和油气腔砂芯采用整体式结构，可以有效减少内腔的披缝和铁夹砂等缺陷，并提高生产效率，而且保证内腔清洁度和尺寸稳定性。具体实施方式下面将结合本专利技术的内容，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。本专利技术所揭示的一种重型柴油发动机缸体的铸造工艺，具体包括如下步骤：步骤一、砂芯制备1.1、混砂，将加热到20~40℃的原砂及20~30℃树脂投入混砂机内混合40~80s，其中树脂添加量为原砂的2.1~2.3%；1.2、制芯，将步骤1.1的混砂投入到制芯机内，分别制备水腔芯，油气腔芯，回油口芯，其中水腔芯及油气腔型为整体式结构，具体制芯控制参数为：水腔芯的制备采用MLC50-100制芯机，控制射砂压力3~6bar，射砂时间1~3s，三乙胺预定量40~60ml，胺温85~120℃，排气时间3~5s，层固化时间25~80s，固化压力4~6bar。油气腔芯的制备采用MLC50-100制芯机，控制射砂压力3~6bar，射砂时间1~3s，三乙胺预定量30~50ml，胺温85~120℃，排气时间3~5s，层固化时间25~80s，固化压力4~6bar。回油口芯的制备采用MLC50-100制芯机，控制射砂压力3~6bar，射砂时间1~3s，三乙胺预定量25~50ml，胺温85~120℃，排气时间3~5s，层固化时间25~80s，固化压力4~6bar；1.3、浸涂，通过浸涂机械手将各芯体浸入混料罐内开始浸涂，涂料槽内涂料波美度达22~28，控制砂芯表面涂层均匀；1.4、烘干，将浸涂完成的组芯放入辊道的烘芯托盘内，进入表干炉烘干35~40min，控制炉内温度达150~180℃，使得砂芯残余水分≤0.5%，烘干后涂层无起皮翘裂；步骤二、合芯，利用ABB机器人，合芯定位机构配合夹具实现各个芯体的组装，并结合图纸检查位置尺寸是否存在异常；步骤三、浇筑3.1、熔炼材料，选用生铁，废钢，硅铁，锰铁，铬铁，钼铁，硫化铁，稀土钙钡，硅锆及低氮增碳剂作为熔炼原材料；3.1、电炉熔炼，将上述熔炼材料投入10t的电路进行熔炼内，控制炉内温度为1450~1500℃，并通过热分析仪及光谱分析仪实时分析内部成分，使得各成分达到C3.20~3.35%，Si1.75~2.1%，Mn0.55~0.85%，P≤0.06%，S0.06~0.10%，Cu0.6~0.8%，Cr0.15-0.25%，Mo0.1~0.2%时，停止熔炼；3.2、测试，通过强度测试仪对浇筑材料进行机械性能测试，确保抗拉强度sb=280~380MPa3.3、浇筑，利用浇注机将熔炼材料注入砂芯内进行浇筑，控制出铁温度为1440±10℃，其中孕育开始到浇注结束延续时间≤15min，浇筑时间为35~45s；步骤四，后处理4.1、退火，将浇筑的缸盖置入退火炉内去应力退火，对退火炉内升温3~3.5小时，使得温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种重型柴油发动机缸体的铸造工艺，其特征在于包括如下步骤：步骤一、砂芯制备1.1、混砂，将加热到20~40℃的原砂及20~30℃树脂投入混砂机内混合40~80s，其中树脂添加量为原砂的2.1~2.3%；1.2、制芯，将步骤1.1的混砂投入到制芯机内，分别制备水腔芯，油气腔芯，回油口芯，其中水腔芯及油气腔型为整体式结构；1.3、浸涂，通过浸涂机械手将各芯体浸入混料罐内开始浸涂，涂料槽内涂料波美度达22~28,控制砂芯表面涂层均匀；1.4、烘干，将浸涂完成的组芯放入辊道的烘芯托盘内，进入表干炉烘干35~40min，控制炉内温度达150~180℃，使得砂芯残余水分≤0.5%，烘干后涂层无起皮翘裂；步骤二、合芯，将制备的各个砂芯进行组装，并检查是否存在异常；步骤三、缸体浇筑3.1、熔炼材料，选用生铁，废钢，硅铁，锰铁，铬铁，钼铁，硫化铁，稀土钙钡，硅锆及低氮增碳剂作为熔炼原材料；3.1、电炉熔炼，将上述熔炼材料投入10t的电路进行熔炼内，控制炉内温度为1450~1500℃，并通过热分析仪及光谱分析仪实时分析内部成分，使得各成分达到C 3.20~3.35%，Si 1.75~2.1%，Mn 0.55~0.85%，P ≤0.06%，S 0.06~0.10%，Cu 0.6~0.8%，Cr 0.15‑0.25%，Mo 0.1~0.2%时，停止熔炼；3.2、测试，通过强度测试仪对浇筑材料进行机械性能测试，确保抗拉强度sb=280~380MPa3.3、浇筑，利用浇注机将熔炼材料注入砂芯内进行浇筑，控制出铁温度为1440±10℃，其中孕育开始到浇注结束延续时间≤15 min，浇筑时间为35~45s；步骤四，后处理4.1、退火，将浇筑的缸盖置入退火炉内去应力退火，对退火炉内升温3~3.5小时，使得温度达到550~570℃，且保持该温度3.5小时以上，然后降温冷却至350℃以下出炉；4.2、粗抛，利用抛丸清理机对铸件进行粗抛，选用直径为1.4~1.7mm的钢丸，设定抛丸时间为1~3min，负载电流为50±2A，使得表面粗糙度Ra≤25；4.3、磨削，利用磨床对缸盖四面尺寸进行处理；4.4、精抛，利用抛丸清理机对铸件进行精抛，控制负载电流≥45A，使得表面粗糙度Ra≤25；4.5、检验入库，对铸件的尺寸，壁厚，清洁度及光洁度进行检验，并入库。...

【技术特征摘要】
1.一种重型柴油发动机缸体的铸造工艺，其特征在于包括如下步骤：步骤一、砂芯制备1.1、混砂，将加热到20~40℃的原砂及20~30℃树脂投入混砂机内混合40~80s，其中树脂添加量为原砂的2.1~2.3%；1.2、制芯，将步骤1.1的混砂投入到制芯机内，分别制备水腔芯，油气腔芯，回油口芯，其中水腔芯及油气腔型为整体式结构；1.3、浸涂，通过浸涂机械手将各芯体浸入混料罐内开始浸涂，涂料槽内涂料波美度达22~28,控制砂芯表面涂层均匀；1.4、烘干，将浸涂完成的组芯放入辊道的烘芯托盘内，进入表干炉烘干35~40min，控制炉内温度达150~180℃，使得砂芯残余水分≤0.5%，烘干后涂层无起皮翘裂；步骤二、合芯，将制备的各个砂芯进行组装，并检查是否存在异常；步骤三、缸体浇筑3.1、熔炼材料，选用生铁，废钢，硅铁，锰铁，铬铁，钼铁，硫化铁，稀土钙钡，硅锆及低氮增碳剂作为熔炼原材料；3.1、电炉熔炼，将上述熔炼材料投入10t的电路进行熔炼内，控制炉内温度为1450~1500℃，并通过热分析仪及光谱分析仪实时分析内部成分，使得各成分达到C3.20~3.35%，Si1.75~2.1%，Mn0.55~0.85%，P≤0.06%，S0.06~0.10%，Cu0.6~0.8%，Cr0.15-0.25%，Mo0.1~0.2%时，停止熔炼；3.2、测试，通过强度测试仪对浇筑材料进行机械性能测试，确保抗拉强度sb=280~380MPa3.3、浇筑，利用浇注机将熔炼材料注入砂芯内进行浇筑，控制出铁温度为1440±10℃，其中孕育开始到浇注结束延续时间≤15min，浇筑时间为35~45s；步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑梓忠，姜金文，赵昌强，吴庆，陈晓飞，
申请(专利权)人：上柴动力海安有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32