宝珠砂在防止砂芯断芯中的应用.pdf

恃造
May 2016
FOUNDRY
Vol. 65 No5
宝珠砂在防止砂芯断芯中的应用
丁富才,耿国芳,伍启华,季顺业,李娜
涕动力(譁坊)铸锻有服公司,山东潍坊261061)
摘要:宝珠砂具有球状粒形、热膨胀率低、耐火度高等特点。将宝珠砂应用于热芯盒覆膜砂制芯工艺中,结果表
明:通过优化宝珠砂与耐高温覆膜砂的配比及制芯工艺参数等,可降低芯砂的高温膨胀率,提高砂芯的拉弯强度、
耐火度,且通过消除砂芯的“过固化”问题,有效减少了气缸盖断芯率。
关鍵词:宝珠砂;热芯盒工艺;过固化;断芯
中图分类号:TG2】文献标识码:A文章编号:1001-4977(2016)05-0466-04
Application of Ceramic Sand to Prevention of Core Breaking
DING Fu-cai, GENG Guo-fang, WU Qi-hua, JI Shun-ye, LI Na
(weichai Power(Weifang)Casting and Forging Co, Ltd, Weifang 261061, Shandong, China)
Abstract: The ceramic sand has the properties of global grain, low heat expansion coefficient, excellent
refractoriness and etc. The ceramic sands were applied to the hot box process to make precoated sand core, and
the results show that by optimizing the mixture ratio of ceramic sand and resin coated sand, and parameters of
core making process, the heat expansion coefficient can be decreased, bend strength and refractoriness of the
sand core can be increased, and by avoiding the overcured sand core, core breaking rate of cylinder head is
remarkably decreased.
ey words: ceramic sand; hot box process; overcure; core breaking
气缸盖是柴油机核心部件之一,其工作环境恶劣,足,形成断芯;砂芯在修芯、运输过程中出现的断芯
因此对其铸件的性能质量要求高,同时由于其内部结
缺陷,大部分为制芯时射不实造成断裂,少部分为砂
构复杂,铸造难度大"。蓝擎wP12四气门气缸盖是我芯在修芯、运输过程中振动造成断裂,表现为砂志整
厂自主研发一款新一代灰铸铁气缸盖,轮廓尺寸
体断裂,制芯、修芯、运输过程中断芯率为2.11%。
156mmx185mm,形成内部水腔下水夹层芯,
见图1。采用普通耐高温覆膜砂热芯盒制芯工艺,因其
尺寸差异较大,最薄处≤5mm,在制芯、修芯、运输
过程中及浇注后,在砂芯尺寸最薄弱处(图1),出现
大量断芯缺陷,综合断芯率达到9.96%。
图2射不实缺陷
Fig. 2 The less tight core samples
浇注后,砂芯断裂缺陷如图3所示,断芯率为
7.85%,表现为砂芯整体断裂,断裂处铁液穿过砂芯,
形成披缝堵塞砂芯形成的水路,披缝较厚,且位置尺
图1下水夹层芯
寸小,无法进行人工清理。浇注后砂芯断裂原因为砂
Fig. I Below sandwich core
芯受热膨胀,砂芯抗弯强度不足,在铁液浮力作用下
制芯时,砂芯断芯主要为射不实缺陷,如图2所漂断形成,如图3b中断芯局部放大图片,其次,图3b
示,制芯射砂时,芯砂流动性不好、透气性差,造成中1、2位置进水孔处断裂堵塞,也同样说明断芯为铁
芯秒未充实薄弱位置,紧实度不足,造成砂芯强度不液浮力形成的漂断。
收稿日期:2015-12-23收到初稿,2016-01-21收到修订稿。
作者简介:丁富才(1984-),男,工程师,硕士,主要研究方向为湿型砂铸铁工艺。E-mail:dingfc(@weichai.com
万方数据
造
丁富オ等:宝珠砂在防止砂芯断芯中的应用
1工艺试验
1.1试验过程
制芯采用的配比覆膜砂(即高强度覆膜砂)由覆
膜砂生产厂家,按照宝珠砂与耐高温覆膜砂5:5、4
3:7的三种配制比例进行供货,配比后的覆膜砂各项指
(a)断芯处
(b)局部放大
标检验结果如表1。制芯机参数为,射砂压力为0.4
图3斷芯缺陷
0.6MPa,射砂时间为2~4s,固化时间20~-255,工艺
Fig 3 The breaking core samples
试验过程中,变动的工艺参数如表2所示。
为解决此铸造难题,根据宝珠砂粒形呈圆形、热1.2试验结果
膨胀系数小、耐火度高、透气性好等优点,宝珠砂被
通过批量的生产试验,获得耐高温覆膜砂、三种
逐步应用于汽车发动机复杂铝合金、灰铸铁类气缸体配比高强度覆膜砂对气缸盖下水夹层芯断芯率影响的
冷芯盒制芯工艺中門。结合冷、热芯盒制芯工艺不同差别,统计结果见表3。
点与相同点,进行了宝珠砂射制热芯的生产工艺试验。
表1耐高温覆膜砂技术要求与高强度髱膜砂指标
Table 1 The high temperature precoated sand technology requirement and measure values of the mixed high
strength precoated sands
砂类型
A1O2%粒度旧粒度集中性%抗拉强度APa常温抗弯强度MPa热拉强度MPa发气量(mL?g)
耐高温覆膜砂
50/100
81.14
4.4
8.8
13.7
高强度覆膜砂(5:5)37.550100
11.1
11.5
高强度覆膜砂(4:6)30.050100
2.8
11.8
高强度覆膜砂(3:7)22550100
81.10
4.4
8.8
2.8
13.5
表2制芯工艺参数
清洁度好,未出现脉纹、粘砂等缺陷,说明使用宝珠
Table 2 The parameters of sand core making
砂后砂芯的耐火度高、抗粘砂能力强,与宝珠砂在其
砂类型动模温度C定模温度加热时间s其他工艺参数他工艺中应用结果相同。
耐高温覆膜砂
15
高强度覆膜砂(5:5)205
高强度覆膜砂(4:6)205
高强度覆膜砂(3:7)205
235
上同
表3断芯率统计结果
Table 3 The results of the sand core breaking rates
砂类型
生产数件断数/件断芯率%备注
耐高温覆膜砂17691622759.96
高强度覆膜砂(5:5)24001840.76

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