[发明专利]V12型发动机缸体的铸造技术

说明书

技术领域

本发明涉及发动机缸体制造技术，特别是指一种V12型发动机缸体的铸造技术。

背景技术

缸体是发动机的主要部件，结构复杂而且壁薄。消失模铸造（EPC）技术使这类产品实现“集成化、轻量化、精确化”，且消失模铸造用于缸体铸件批量生产，成本相对较低，所生产铸件的外观质量和内在质量较好。但由于缸体的结构比较复杂，应用消失模铸造工艺生产缸体具有一定难度。主要体现在以下几个方面：铸造成型及形状尺寸不良，缸体类铸件的几何形状决定了其模型分片较为复杂；需保证缸体气道、水道、油道的无渗漏、无粘砂、内腔清洁无涂料、组织致密等；铸件的壁厚悬殊较大，在收缩过程中容易产生应力过大形成裂纹及热节部位的疏松等；铸件的结构复杂，水道的死角油道的间隙最小处仅4mm，型砂填充困难，填充不实会导致浇注时铁水渗出，形成难以清除的铁包砂等。

拥有目前世界最先进、规模最大的消失模生产工厂的General Motors Powertrain所属的Saginaw铸造厂生产的Votec4200六缸缸体、缸盖，是目前最复杂、最有代表性的EPC产品。产品设计中集成了曲轴箱，油腔气分离器，通气系统，复杂弯曲、和回油管路全部铸出，大大减小了钻孔加工和螺栓装配工作量，减轻了整机的质量噪音、震动和污染，提高了燃油效率，降低成本。

发动机缸体缸盖的制造水平是衡量一个国家制造业水平的重要标志之一，为了进一步提升我国汽车工业的水平，本专利通过采用改进的消失模铸造和边振边浇致密强化铸造法试制出结构非常复杂的12缸缸体。

发明内容

本发明提出一种V12型发动机缸体的铸造技术，能够进一步提高V12型发动机缸体的形位尺寸精度和内外表面质量。

本发明的技术方案是这样实现的：一种V12型发动机缸体的铸造技术，具体步骤包括：制作泡塑模型、振动造型、真空浇注和冷却清理，在浇注时、以及浇注阶段的前后对砂型进行抽气，抽气管道安装在砂型下端，浇口杯上放置将力分散的铁枕，薄膜上再覆盖一层水玻璃砂，浇注前启动振动台，使砂箱在浇注过程中持续振动。

作为优选，所述用密度小、质轻的陶粒砂替代了石英砂，并适当设置出气冒口，小孔周围采用专用树脂砂替代陶粒砂。

作为优选，浇注时振动台为上下方向一维振动，其振幅≤1.0mm，频率为150～200Hz。

作为优选，所述泡塑模型采用聚苯乙烯泡沫塑料制成，首先通过发泡机把聚苯乙烯颗粒发泡变大，再静置熟化24h，放入成型机上的模具中，通蒸汽将其膨胀融解成型，形成铸件模样的白模，通冷水进行冷却降温，将白模送入烘干室烘干，然后进行白模组装和粘结浇冒口，在组装好的白模表面浸刷涂料，送入烘干室进行烘干后待用。

作为优选，在白模表面浸刷涂料分两次进行，第一次浸刷后将白模进行烘干，然后进行第二次浸刷涂料。

作为优选，发泡温度为80～100℃，熟化温度为20～25℃，烘干温度为50～60℃。

作为优选，振动造型具体步骤为：先将空砂箱送入振动造型工部，向空砂箱中置入一定量的型砂，再把泡塑模型放入砂箱中并使其稳固，然后再按工艺要求分层填加型砂，振实30～60秒，增加型砂的堆积密度并使型砂充满泡塑模型的各个部位后，刮平箱口；用塑料薄膜覆盖砂箱口，接真空泵，将砂箱内抽成一定真空。

作为优选，振动造型工部由两条造型线和一条回箱线组成，砂箱的循环运行是由砂箱轨道和手动变轨车来完成，每一条生产线由工艺要求的砂箱数量组成，振动造型后的砂箱依次进入两条由真空对接机组成的浇注冷却线，浇注冷却线进入一定数量砂箱后真空对接机自动对接，人工浇注，浇注完成后进行保压冷却，保压后真空对接机复位，撤真空，保压结束后进入冷却段进行冷却，在这两条浇注线浇注的同时，造型线造好型的砂箱依次进入另外两条浇注冷却线等待浇注，并重复前两条浇注冷却线的动作，以此循环。

作为优选，浇注、冷却后的铸件随砂箱通过手动变轨车运至回箱线上，砂箱人工推至液压翻箱机上进行翻箱，翻箱后铸件落在落砂格栅上运往铸件清理工部进行下工序作业，此时炽热的干砂经落砂溜斗均匀的流入振动输送筛分机，经过筛分后，砂中的杂质、砂块、大的铁豆飞边等流入废料斗，热砂由耐高温的环链提升机提升进入风选、磁选机，进行的风选、磁选分离，粉尘从风选机除尘口进入除尘系统；铁豆等磁性物质被磁选分离落入废料箱。

作为优选，铸件清理采用吊钩连续式清理抛丸机，铸件的精整打磨采用变频式手提砂轮机在铸件上打磨，经退火炉退火后去机加工或入库待出口，退火炉使用天然气为原料，退火方式为自然冷却。