專利名稱：柴油機、汽油機缸體缸蓋消失模鑄造工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鑄造工藝，尤其是一種柴油機、汽油機缸體缸蓋的金屬澆注工藝，具體地是一種柴油機、汽油機缸體缸蓋消失模鑄造工藝。
背景技術：
眾所周知，常用的砂型鑄造技術有熱芯盒、冷芯盒、重力鑄造、低壓鑄造等，這些鑄造方法普遍存在著勞動強度大、原材料消耗多、鑄件重量偏重、環(huán)境污染嚴重、度較差、需機加工的工作量大等一系列問題。
柴油機、汽油機缸體缸蓋機動車的二大關鍵件，目前普遍采用鑄造加機加工的方式進行生產(chǎn)，由于其內(nèi)部通道復雜，因此按現(xiàn)有的鑄造方法必須通過在鑄件表面開孔進行機加工后再封堵的方法進行制造，其內(nèi)部通道轉(zhuǎn)角均為90度，阻力較大，嚴重影響整機性能，因此現(xiàn)有的汽車用發(fā)動機很少采用砂型鑄造，并對其使用年限作了嚴格的限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的柴油機、汽油機缸體缸蓋型砂鑄造方法存在的勞動強度大、原材料消耗多、鑄件重量偏重、環(huán)境污染嚴重、度較差、需機加工的工作量大的問題，發(fā)明一種新的基于消失模技術的柴油機、汽油機缸體缸蓋消失模鑄造工藝。
本發(fā)明的技術方案是一種柴油機、汽油機缸體缸蓋消失模鑄造工藝，其特征是它包括以下步驟a、將待鑄造成形的柴油機、汽油機缸體或缸蓋分切成若干拼接塊或片，并制造出與所述的拼接塊或片相同的模具型腔；每個柴油機、汽油機缸體或缸蓋分切后的拼接塊或片的數(shù)量和方向可從最有利于澆注和拼接的角度出發(fā)進行分切；
b、將可發(fā)性聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的混合原料在密封容器中預發(fā)膨脹40-50倍得到含有殘留戊烷的制模珠粒，將該制模珠粒置于密閉容器中儲存并干燥8-10小時后備用；c、將上述制模珠粒在4-8個大氣壓下注入前述的模具型腔中；d、在上述注入工作結(jié)束后，將模具連同模具型腔中的制模珠粒加熱至130-150℃，以使模具型腔中的制模珠粒在殘留戊烷的作用下進一步膨脹并相互擠壓熔合得到與模具型腔形狀相同的、等同于前述拼接塊或片的消失模模塊或模片；e、將上述消失模模塊或模片從模具型腔中脫出并干燥；f、將脫模干燥所得的消失模模塊或模片按最終成形的柴油機、汽油機缸體或缸蓋的形狀進行拼接并膠合成模型簇并在膠合成的模型簇上安裝上澆注系統(tǒng)；g、將上述模型簇的除金屬澆注管道與模型簇相連處的澆注口外的所有內(nèi)外表面浸涂上消失模涂料并在45-55℃的溫度下烘干得到澆注體；h、將上述澆注體置于密閉砂箱內(nèi)經(jīng)震砂使?jié)沧Ⅲw型腔中充滿型砂并整體置于型砂中，對密閉砂箱抽負壓，當負壓達到-0.8-0.4bar時進行澆注，使模型簇熔化，燃燒產(chǎn)生一氧化碳、二氧化碳、水及其他碳氫化合物氣體，由于消失模涂料能耐鋼水或鐵水的高溫，在鋼水或鐵入注入模型簇并將模型簇熔化成氣體排出后能將鋼水或鐵水定型在型砂中不會滲入型砂中，鋼水或鐵水冷卻后即得到所需的柴油機、汽油機缸體或缸蓋鑄件。
上述的脫模可通過向模具型腔進行水冷卻后將消失模模塊或模片從模具型腔中脫出。
簡方之，本發(fā)明的消失模鑄造(又稱實型鑄造)是將與鑄件尺寸形狀相似的泡沫模型粘結(jié)組合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振動造型，在負壓下澆注，使模型氣化，液體金屬占據(jù)模型位置，凝固冷卻后形成鑄件的新型鑄造方法。
本發(fā)明的有益效果1、首先工人的勞動強度降低了，這主要是因為消失模鑄造工藝無需造型和制芯，只需用潔凈的水蒸汽和潔凈的泡沫珠立在模具內(nèi)發(fā)泡成型并膠合成簇后即可完成實型鑄造的制模工序；其次減少了原材料的消耗，由于消失模鑄造工藝用的是單一干砂，所以無需消耗煤粉、陶土、膨潤土、糊精、合脂油、桐油等原輔材料，而且消失模鑄造用單一干砂的回收率高達95％以上；最后是鑄件的重量減輕了，由于消失模鑄件的尺寸精度高，其機械加工余量就很小，通常小于3毫米，另一方面由于模片成型質(zhì)量高，一般砂型工藝無法做出的內(nèi)部型腔和孔洞，均可用消失模工藝來完成，這就從很大程度上減輕了鑄件的重量，既提高了鑄件性能的品質(zhì)，又節(jié)約了鑄件原材料、減少或省去了機械加工工序，從而降低了生產(chǎn)成本。
以4102Q柴油機氣缸蓋為例，每只消失模氣缸蓋與砂型氣缸蓋相比減輕6kg，按年產(chǎn)3萬只計算，單原材料鐵水一項就節(jié)約了30000×6＝180000kg＝180噸，鐵水市場價格為4000元/噸，即節(jié)約了180×4000＝720萬元可見經(jīng)濟效益是相當可觀的。
2、模型設計的自由度增大。
3、免除了鑄件生產(chǎn)中使用的砂芯。
4、很多鑄件可以不要冒口補縮。
5、提高鑄件精度?？色@得形狀結(jié)構復雜，可重復生產(chǎn)高精度鑄件，可使鑄件壁厚偏差控制在-0.15～+0.15mm之間。
6、在模型接合面不產(chǎn)生飛邊。
7、具有減輕鑄件重量約1/5的優(yōu)勢。
8、減少加工余量?？梢詼p小機加工余量，對某些零件甚至可以不加工。這就大大減少了機加工和機床投資(例如，對于不同情況可以減少一半投資)。
9、與傳統(tǒng)空腔鑄造相比，模具投資下降。
10、完全消除了傳統(tǒng)的落砂和出芯工序。
11、可整體生產(chǎn)復雜鑄件，由于本發(fā)明的分塊或片的模型可膠合組成整體模型，鑄成復雜整體部件，對比原先多個鑄件組合裝配部件(如柴油預熱器)而言，可獲益1到10倍。
12、可減少車間人員，降低勞動力成本。
13、鑄造工藝靈活，鑄造工藝的靈活性非常重要，因為本發(fā)明的工藝有可能同時生產(chǎn)在砂箱中變化放置大量類似的或不同的鑄件，澆注系統(tǒng)也因此十分靈活?？傊?，可以說，每種優(yōu)勢都與經(jīng)濟利益相一致，同時還改善了工作條件。
14、工藝穩(wěn)定，產(chǎn)品廢品率低。
15、環(huán)保性能好，本發(fā)明所采用的消失模的主要原料的聚苯乙烯和PMMA在燃燒時產(chǎn)生僅一氧化碳、二氧化碳、水及其他碳氫化合物氣體，其含量均低于歐洲允許的標準。引外，干砂可使用天然硅砂，100％反復循環(huán)使用，不含有粘結(jié)劑。模型使用的涂料由水添加粘結(jié)劑等輔料組成，不會產(chǎn)生污染。
16、進一步提高成品的性能，且機體內(nèi)的水道、氣道或潤滑油道可實現(xiàn)圓滑過渡，不僅提高性能，而且可節(jié)省燃油。
17、可用于汽車發(fā)動機的精密鑄造，利用鑄鐵件發(fā)動機代替鋁合金發(fā)動機，從而延長汽車的使用壽命和延長報廢壽命，降低成本。


圖1是本發(fā)明的缸蓋及分切面結(jié)構示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
如圖1所示。
一種柴油機、汽油機缸體缸蓋消失模鑄造工藝，它包括以下步驟a、將待鑄造成形的柴油機、汽油機缸體或缸蓋分切成若干拼接塊或片，具體實施時可將缸蓋分切成如圖1示的四片結(jié)構(圖中雙點劃線表示分切面)，而對于缸體而言可分切成八片或八塊，每個柴油機、汽油機缸體或缸蓋分切后的拼接塊或片的數(shù)量和方向可從最有利于澆注和拼接的角度出發(fā)進行分切；然后根據(jù)分切片或塊的形狀及內(nèi)部結(jié)構分別制造出與所述的拼接塊或片相同的模具型腔；b、將可發(fā)性聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的混合原料(可采用杭州凱斯特化工有限公司生產(chǎn)的STMNAS-3號料)在密封容器中預發(fā)膨脹40-50倍得到含有殘留戊烷的制模珠粒，將該制模珠粒置于密閉容器中儲存并干燥8-10小時后備用；c、將上述制模珠粒在4-8個大氣壓下注入前述的各模具型腔中；d、在上述注入工作結(jié)束后，將各模具連同模具型腔中的制模珠粒用水蒸汽加熱至130-150℃，以使各模具型腔中的制模珠粒在殘留戊烷的作用下進一步膨脹并相互擠壓熔合得到與模具型腔形狀相同的、等同于前述拼接塊或片的消失模模塊或模片；e、用水將各模具冷卻后將其中的消失模模塊或模片從各模具型腔中脫出并干燥；f、將脫模干燥所得的各消失模模塊或模片按最終成形的柴油機、汽油機缸體或缸蓋的形狀進行拼接并膠合成模型簇并在膠合成的模型簇上安裝上澆注系統(tǒng)；g、將上述模型簇的除金屬澆注管道與模型簇相連處的澆注口外的所有內(nèi)外表面浸涂上消失模涂料并在45-55℃的溫度下烘干得到澆注體；此處要人工可采用機械手進行操作；h、將上述澆注體置于密閉砂箱內(nèi)經(jīng)震砂使?jié)沧Ⅲw型腔中充滿型砂并整體置于型砂中，對密閉砂箱抽負壓，當負壓達到-0.8-0.4bar時進行澆注，使模型簇熔化，燃燒產(chǎn)生一氧化碳、苯乙烯、水及其他碳氫化合物氣體，由于消失模涂料能耐鋼水或鐵水的高溫，在鋼水或鐵入注入模型簇并將模型簇熔化成氣體排出后能將鋼水或鐵水定型在型砂中不會滲入型砂中，鋼水或鐵水冷卻后即得到所需的柴油機、汽油機缸體或缸蓋鑄件。
此外，本實施例所述的澆注系統(tǒng)與現(xiàn)有技術相同。
權利要求
1.一種柴油機、汽油機缸體缸蓋消失模鑄造工藝，其特征是它包括以下步驟a、將待鑄造成形的柴油機、汽油機缸體或缸蓋分切成若干拼接塊或片，并制造出與所述的拼接塊或片相同的模具型腔；b、將可發(fā)性聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的混合原料在密封容器中預發(fā)膨脹40-50倍得到含有殘留戊烷的制模珠粒，將該制模珠粒置于密閉容器中儲存并干燥8-10小時后備用；c、將上述制模珠粒在4-8個大氣壓下注入前述的模具型腔中；d、在上述注入工作結(jié)束后，將模具連同模具型腔中的制模珠粒加熱至130-150℃，以使模具型腔中的制模珠粒在殘留戊烷的作用下進一步膨脹并相互擠壓熔合得到與模具型腔形狀相同的、等同于前述拼接塊或片的消失模模塊或模片；e、將上述消失模模塊或模片從模具型腔中脫出并干燥；f、將脫模干燥所得的消失模模塊或模片按最終成形的柴油機、汽油機缸體或缸蓋的形狀進行拼接并膠合成模型簇并在膠合成的模型簇上安裝上澆注系統(tǒng)；g、將上述模型簇的除金屬澆注管道與模型簇相連處的澆注口外的所有內(nèi)外表面浸涂上消失模涂料并在45-55℃的溫度下烘干得到澆注體；h、將上述澆注體置于密閉砂箱內(nèi)經(jīng)震砂使?jié)沧Ⅲw型腔中充滿型砂并整體置于型砂中，對密閉砂箱抽負壓，當負壓達到-0.8--0.4bar時進行澆注，使模型簇熔化，冷卻后即得到所需的柴油機、汽油機缸體或缸蓋鑄件。
2.根據(jù)權利要求1所述的柴油機、汽油機缸體缸蓋消失模鑄造工藝，其特征是通過向模具型腔進行水冷卻后將消失模模塊或模片從模具型腔中脫出。
全文摘要
本發(fā)明針對現(xiàn)有的柴油機、汽油機缸體缸蓋型砂鑄造方法存在的勞動強度大、原材料消耗多、鑄件重量偏重、環(huán)境污染嚴重、度較差、需機加工的工作量大的問題，公開了一種新的基于消失模技術的柴油機、汽油機缸體缸蓋消失模鑄造工藝，它通過將實物體分切成若干模片后制造出模具，再將消失模原料注入模具中得到與實物一致的消失模模片，在模片上浸涂消失模涂料后置于型砂箱中震實澆注后將消失模模片熔化成一氧化碳和二氧化碳排出即得實物鑄型。具有環(huán)保、節(jié)省原材料、降低勞動強度、改善性能的優(yōu)點。
文檔編號B22C9/04GK1843657SQ200610039860
公開日2006年10月11日 申請日期2006年4月25日 優(yōu)先權日2006年4月25日
發(fā)明者肖正海, 陳大鈺 申請人:安徽天鈺機械股份有限公司