CN103240393A - 一种工业发动机铝合金进气歧管的壳型铸造工艺 - Google Patents

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史东丽
李震刚
陶永德
马雪峰
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Abstract

本发明涉及一种工业发动机铝合金进气歧管的壳型铸造工艺，包括制芯工艺及制壳工艺。制芯工艺包括：设计组合泥芯：1号泥芯的芯头位置设置有第一粘接块，1号泥芯的底面设置有两个凸点；2号泥芯的顶面设置有两个凹坑，2号泥芯设置有第二粘接块。制壳工艺包括：设计外模：外模包括上型外模与下型外模，上型外模的前端中部设置浇道，浇道中部具有浇口凸块，上型外模设置顶明冒口凸块，上型外模中设置有侧暗冒口凸块；下型外模中设置有冷铁安装块。本发明保证在组芯过程中不会产生泥芯尺寸不对和偏移的情况，最大程度的避免了冷隔和浇不足缺陷的发生，避免了缩松和缩孔缺陷的发生。本发明制作出的进气歧管质量较高。

Description

一种工业发动机铝合金进气歧管的壳型铸造工艺
技术领域
本发明涉及壳型铸造工艺技术领域，尤其是一种工业发动机铝合金进气歧管的壳型铸造工艺。
背景技术
进气歧管是发动机的最关键部件之一。其核心功能是为发动机各缸提供充足均匀的混合气体.它是影响发动机动力性能和油耗的关键因素。为满足发动机进气和电喷***安装的要求，进气歧管的设计越来越复杂，铸造难度也越来越大，成品率难以保证。
目前,工业发动机进气歧管的主要材料仍然是铝合金.绝大多数铝合金进气歧管采用金属型重力铸造工艺进行生产。根据产品的结构特点采用立浇，平浇和倾转浇注。但这种工艺对于结构异常复杂的工业发动机进气歧管的铸造生产有局限。工业发动机进气歧管壁薄，热节多，尺寸较大，内部的气道和冷却水道交错复杂的走向，使得金属型重力铸造在生产这类产品时，容易产生冷隔，浇不足和收缩类缺陷。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种工业发动机铝合金进气歧管的壳型铸造工艺，制作出的进气歧管质量较高。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种工业发动机铝合金进气歧管的壳型铸造工艺，包括制芯工艺及制壳工艺。
所述制芯工艺包括：设计组合泥芯：所述组合泥芯包括1号泥芯、2号泥芯，所述1号泥芯的外形与需铸造的进气歧管的上壳体内腔相合，所述1号泥芯的芯头位置设置有用于与外模定位的第一粘接块，所述1号泥芯的底面中用于与2号泥芯的顶面结合处设置有两个凸点；所述2号泥芯的外形与需铸造的进气歧管的下壳体及进气歧管的法兰的内腔相合，所述2号泥芯的顶面中用于与1号泥芯的底面结合处设置有两个与凸点对应的凹坑，所述2号泥芯中用于与进气歧管的法兰的内腔相合的部位设置有用于与外模定位的第二粘接块。
所述制壳工艺包括：设计外模：所述外模包括上型外模与下型外模，所述上型外模的前端中部设置浇道，所述浇道中部具有浇口凸块，所述上型外模的中部热节处设置顶明冒口凸块，所述上型外模中用于成型为进气歧管的法兰处设置有侧暗冒口凸块；所述下型外模的热节处设置有冷铁安装块。
所述1号泥芯和2号泥芯由射芯机制成，砂芯粒度75～150目，制造1号泥芯和2号泥芯的芯盒的温度：240～270℃，射芯机射砂压力:0.2～0.5Mpa，射砂时间:2～4秒，固化时间:120秒。
所述上型外模和下型外模由壳型机制成，上型外模或下型外模的结壳时间:180～240秒，上型外模或下型外模的结壳厚度≥10mm，上型外模或下型外模的壳型固化时间:400～500秒。
本发明的有益效果是：由于进气歧管内腔结构复杂，采用组合泥芯的方法来形成进气歧管的内腔结构，在泥芯组合当中，1号泥芯与2号泥芯通过凸点与凹坑进行结合，保证在组芯过程中不会产生泥芯尺寸不对和偏移的情况，设置与外模的定位的第一粘接块、第二粘接块，来保证浇注过程中泥芯不会被抬升,避免漂芯产生的缺陷。浇道、顶明冒口凸块、侧暗冒口凸块、冷铁安装块的设计，使得各个位置都存在热量集中区域，最大程度的避免了冷隔和浇不足缺陷的发生，避免了缩松和缩孔缺陷的发生。本发明制作出的进气歧管质量较高。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是本发明中需制作的进气歧管的结构示意图；
图2是本发明中1号泥芯的结构示意图；
图3是本发明中2号泥芯的结构示意图；
图4是本发明中上型外模的结构示意图；
图5是本发明中下型外模的结构示意图；
其中:11.第一粘接块，12.凸点，21.第二粘接块，22.凹坑，31.浇道，32.顶明冒口凸块，33.侧暗冒口凸块，34.浇口凸块，41.冷铁安装块。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
一种工业发动机铝合金进气歧管的壳型铸造工艺，包括制芯工艺及制壳工艺。
需制作的工业发动机铝合金进气歧管的结构如图1所示。
制芯工艺包括：设计组合泥芯：组合泥芯包括1号泥芯、2号泥芯。如图2所示为1号泥芯的结构示意图，如图3所示为2号泥芯的结构示意图。
1号泥芯的外形与需铸造的进气歧管的上壳体内腔相合，1号泥芯的芯头位置设置有用于与外模定位的第一粘接块11，1号泥芯的底面中用于与2号泥芯的顶面结合处设置有两个凸点12；2号泥芯的外形与需铸造的进气歧管的下壳体及进气歧管的法兰的内腔相合，2号泥芯的顶面中用于与1号泥芯的底面结合处设置有两个与凸点对应的凹坑22，2号泥芯中用于与进气歧管的法兰的内腔相合的部位设置有用于与外模定位的第二粘接块21。
制壳工艺包括：设计外模：外模包括上型外模与下型外模。如图4所示为上型外模的结构示意图；如图5所示为下型外模的结构示意图。
上型外模的前端中部设置浇道31，浇道中部具有浇口凸块34，上型外模的中部热节处设置顶明冒口凸块32，所述上型外模中用于成型为进气歧管的法兰处设置有侧暗冒口凸块33；下型外模的热节处设置有冷铁安装块41。
1号泥芯和2号泥芯由射芯机制成，砂芯粒度75～150目，制造1号泥芯和2号泥芯的芯盒的温度：240～270℃，射芯机射砂压力:0.2～0.5Mpa，射砂时间:2～4秒，固化时间:120秒。
上型外模和下型外模由壳型机制成，上型外模或下型外模的结壳时间:180～240秒，上型外模或下型外模的结壳厚度≥10mm，上型外模或下型外模的壳型固化时间:400～500秒。
由于进气歧管内腔结构复杂，采用组合泥芯的方法来形成进气歧管的内腔结构，2个泥芯在射芯机上制作，1号泥芯设有用于定位的第一粘接块11，2号泥芯设有用于定位的第二粘接块21，1号泥芯与2号泥芯通过凸点12与凹坑22进行结合，保证在组芯过程中不会产生泥芯尺寸不对和偏移的情况，设置与外模的定位的第一粘接块11、第二粘接块21，来保证浇注过程中泥芯不会被抬升,避免漂芯产生的缺陷。
由上述组合泥芯及上型外模、下型外模制作进气歧管时，使得进气歧管的上箱的热节处形成顶明冒口，兼具有补缩和排气的作用，进气歧管的法兰面上形成4个侧暗冒口，除对法兰面补缩以外，对法兰背面的热节处也进行补缩。冷铁安装块处安装冷铁，浇道、顶明冒口凸块、侧暗冒口凸块、冷铁安装块的设计，使得各个位置都存在热量集中区域，最大程度的避免了冷隔和浇不足缺陷的发生，避免了缩松和缩孔缺陷的发生。本发明制作出的进气歧管质量较高
本发明采用壳型铸造工艺生产铝合金进气歧管,特别适用于结构复杂,工艺难度较大的工业发动机进气歧管.本发明对工业发动机进气歧管复杂的内腔结构进行的泥芯设计方案,操作方便，稳定性高，能明显降低漂芯等缺陷的发生。同时，采用此方案，能够有效的保证产品的致密度，降低其在后续进行的气压测试中，由于收缩类缺陷导致的报废，采用壳型铸造工艺，能明显的降低冷隔,浇不足等缺陷的发生，大大降低了废品率。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (3)

1.一种工业发动机铝合金进气歧管的壳型铸造工艺，其特征在于：包括制芯工艺及制壳工艺；
所述制芯工艺包括：设计组合泥芯：所述组合泥芯包括1号泥芯、2号泥芯，所述1号泥芯的外形与需铸造的进气歧管的上壳体内腔相合，所述1号泥芯的芯头位置设置有用于与外模定位的第一粘接块，所述1号泥芯的底面中用于与2号泥芯的顶面结合处设置有两个凸点；所述2号泥芯的外形与需铸造的进气歧管的下壳体及进气歧管的法兰的内腔相合，所述2号泥芯的顶面中用于与1号泥芯的底面结合处设置有两个与凸点对应的凹坑，所述2号泥芯中用于与进气歧管的法兰的内腔相合的部位设置有用于与外模定位的第二粘接块。
所述制壳工艺包括：设计外模：所述外模包括上型外模与下型外模，所述上型外模的前端中部设置浇道，所述浇道中部具有浇口凸块，所述上型外模的中部热节处设置顶明冒口凸块，所述上型外模中用于成型为进气歧管的法兰处设置有侧暗冒口凸块；所述下型外模的热节处设置有冷铁安装块。
2.根据权利要求1所述的一种工业发动机铝合金进气歧管的壳型铸造工艺，其特征在于：所述1号泥芯和2号泥芯由射芯机制成，砂芯粒度75～150目，制造1号泥芯和2号泥芯的芯盒的温度：240～270℃，射芯机射砂压力:0.2～0.5Mpa，射砂时间:2～4秒，固化时间:120秒。
3.根据权利要求1所述的一种工业发动机铝合金进气歧管的壳型铸造工艺，其特征在于：所述上型外模和下型外模由壳型机制成，上型外模或下型外模的结壳时间:180～240秒，上型外模或下型外模的结壳厚度≥10mm，上型外模或下型外模的壳型固化时间:400～500秒。
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