[发明专利]一种汽车耐热钢排气歧管熔模铸造方法

说明书

技术领域

本发明属于金属铸造技术，具体涉及一种可消除或减少汽车发动机耐热钢排气歧管铸件常见的局部缩松和缩孔缺陷的熔模铸造方法。

背景技术

汽车排气歧管是收集从发动机各气缸中排出的废气并排向排气管的部件，结构如图1，是发动机八大主要零部件之一，整个排气系统工作效率的高低取决于排气歧管的设计与制造。排气歧管结构复杂，管壁厚薄相差大，孤立热节多，放置冒口困难，给铸造工艺带来了较大的难度。

检索国内有关排气歧管铸造工艺专利和文章发现，2006年9月26日，申请号为200610107204.0，发明名称为《高镍奥氏体球墨铸铁汽车排气歧管及铸造方法》的发明专利。2009年3月，陈勇、杨湘杰发表的《基于AnyCasting排气歧管砂型铸造数值模拟及试验研究》；2011年10月，赵新武、杨敉等发表的《排气歧管铸件的铸造工艺设计与优化》都通过砂型铸造来生产。但是因排气歧管结构复杂，砂型铸造分型困难，砂芯活块多，组合砂芯多，砂芯完全在高温铁液的包围下，气体难以排出。因此在铸造过程中极易出现缩松、缩孔、气孔等缺陷。

发明内容

为解决砂型铸造工艺生产汽车发动机排气歧管存在的缩松、缩孔、气孔等缺陷，本发明提供一种耐热钢排气歧管的熔模铸造方法。利用熔模铸造这种少切削、可生产复杂难加工薄壁铸件的铸造工艺技术，获得具有优异性能的精密排气歧管铸件。

本发明通过如下方法实现：

一种汽车发动机耐热钢排气歧管的熔模铸造方法，它包括如下步骤：

（1）制造蜡模：

以尿素为型芯材料，水为溶解介质；在熔化温度100—150℃；模具温度50-80℃ 条件下采用自由浇注成型方法制作型芯：  

采用K-501号蜡，在化蜡温度80-100℃；射蜡温度50-70℃；射蜡压力20Kg/cm²—60Kg/cm²；保压时间：20S—80S；冷却水温：5-25℃条件下制作蜡模；

用薄片状的烙铁，将蜡模的连接部位熔化，使蜡模焊在一起组装成模组； 

（2） 制造型壳

1）模组的除油和脱脂  

2）在模组上涂挂涂料和撒砂：

涂挂涂料以前,先把涂料搅拌均匀；涂料涂好后，进行撒砂；其中砂层为三层，分别是面层：硅溶胶配320目锆粉，干燥5-10小时；过渡层：硅溶胶配320目莫来石粉，干燥5-10小时；加固层：硅溶胶配320目莫来石粉，干燥10-15小时；获得型壳雏形。

3）熔失熔模：涂料和撒砂层完全干燥并硬化后，用热水法熔去蜡模组，获得型壳；

4）焙烧型壳：将脱蜡后的型壳放入加热炉中，加热升温到1000-1200℃，保温0.5—2小时；通过上述程序获得高性能型壳；

（3）合金熔炼：采用中频感应炉熔炼，浇注前光谱在线分析合金成分，确保获得成分合格的铸件产品；

（4）浇注：浇注温度1580℃，模壳预热温度1000℃；浇注时间10S；

（5）落砂：采用机械振动清砂和化学碱煮清砂相结合的方式；

（6）清理。

本发明与现有技术相比所具有的显著特点是：

采用熔模铸造代替现有砂型铸造技术生产汽车发动机排气歧管铸件，

明显改善了砂型铸造技术生产排气歧管铸件出现的缩松、缩孔和气孔等缺陷，排气歧管铸件表面质量良好，加工余量减少，产品工艺出品率提高。

附图说明

图1：排气歧管结构示意图。

图2：产品组织分析示意图（少数几处深色部分为缩松、缩孔和气孔缺陷）。

具体实施方式

实施例1  

汽车发动机耐热钢排气歧管采用熔模铸造工艺与步骤如下：

1.制造蜡模：采用可溶尿素型芯法，

型芯制作工艺如下：

1）型芯材料：尿素； 2）成型方法：自由浇注；

3）熔化温度：150℃；4）模具温度：80℃；5）溶解介质：水。

蜡模制作工艺如下：

1）蜡模材料：K-501号蜡， 2）化蜡温度：100℃； 3）射蜡温度：70℃；

4）射蜡压力：60Kg/cm²；  5）保压时间：80S；

6）冷却水温：25℃。

2. 制造型壳：

1）模组的除油和脱脂

2）在模组上涂挂涂料和撒砂：