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柴油机主轴承盖铸造工艺改进
侯兵武,李栋,王瑞
(共享装备有限公司,宁夏银川750021)
摘要:以某型号的柴油杋主轴承盖的铸造工艺改进为例,分析了原铸造工艺存在的缺陷,提出
了柴油机主轴承盖类产品的一种铸造工艺设计的思路和方法。采用开放式底注式浇注、增加过
滤网、设计冷铁位置、高碳当量的熔炼等一系列工艺改进,实现了无冒口铸造。经改进后,生
产的柴油机主轴承盖铸件加工后的废品率从21.4%降低到3.7%
关键词:主轴承盖;铸造エ艺;无冒ロ铸造;夹砂;废品率
中图分类号:TG255
文献标识码:A
文章编号:1673-3320(2015)06-0004-03
Improvement of Casting Process for Main Bearing Cover of Diesel Engine
HOU Bingwu, LI Dong, WANG Rui
KOCEL Machinery Co, Ltd, Yinchuan 750021, Ningxia, China)
Abstract: Taking casting process improvement of a certain type of diesel engine main bearing cover
as an example, the defects of the original casting process have been analyzed. The idea and method o
a kind of casting process design for the main bearing of diesel engine has been presented. A series o1
process improvements including opening bottom pouring, increaseing the filter, designing cold iron
position, and melting of high carbon equivalent have been used, and non-riser foundry has been achieved
After process improvement, the production rejection rate of the main shaft bearing cover of diesel engine
is reduced from 21.4% to 3.7%
Key words: main bearing cover; casting process; non-riser foundry; sand inclusion; rejection rate
产品要求及结构工艺性分析
表1柴油机主轴承盖的铸件基本参数
1.1产品要求
名称材质质
ュ,,,高,最大最小控制
量/
壁厚/壁厚/壁厚
2014年我公司新开发了球墨铸铁主轴承盖类
g mm mm mm
mm mm mm
产品,柴油机主轴承盖的三维图如图1所示。柴油
主轴
QT600-362440923159230
机主轴承盖的铸件基本参数如表1所示。
主轴承盖图纸尺寸的设计壁厚为82±1mm,
等效于GB/T6414中的CT8级尺寸要求,为关键尺
寸。主轴承盖铸件通体采取磁粉探伤检测,要求
非加工面缺陷深度不得大于3mm,加工面不得有
铸造缺陷,磁粉探伤引用GB/T15822-2005标准。
1.2产品结构工艺性分析
柴油机主轴承盖属于中等壁厚的球墨铸铁小
件,关键部位为2个铸出的螺栓孔、2个横拉螺栓
孔和轴瓦。且所述柴油机主轴承盖轴瓦的弧面及
图1柴油机主轴承盖三维图
其两侧法兰面均为加工面,按照技术规范要求,
收稿日期:2015-08-04
作者简介:侯兵武(1991-),男,本科,从事铸造工艺设计及检查工作
2015年第6期
柴油机主轴承盖铸造工艺改进侯兵武等
铸件加工后加工面不能有缺陷外漏。柴油机主轴3工艺改进方案
承盖力学性能指标要求如表2所示
3.1改进后的工艺方案
表2柴油机主轴承盖的力学性能指标
由于此类产品订单量大且交期紧,通过对铸
抗拉强度Rm屈服强度Ro2断后伸长率A硬度
件模数分析和 MAGMA模拟,决定该产品设计为
/MP
/Mpa
(%)
/HBW
无冒口工艺。选用开放式底注的浇注系统,过滤
≥600
≥370
190~270
网在横浇道之间搭接。设计直浇道、横浇道和内
2原工艺方案介绍和缺点分析
浇道横截面积,An:∑A:∑4内=1:2.3:2.6,出气截
面积是阻流截面积的1.8倍,理论浇注时间24s。
2.1原工艺方案
为使金属液平稳充型,将横浇道设计为变截
某型号主轴承盖原工艺方案如图2所示。该方面,从横浇道入口处开始,相邻两段的截面比为
案是一箱4件,每个铸件上部都有4个溢流冒口,1:1.1。为防止同一箱中每个铸件充型速度不同而
环状冒口径。使用封闭式顶部进流的浇注系统,导致的卷气缺陷,在每个铸件下部放置4个冷铁,
金属液从冒口开始进入型腔,每个铸件有20块冷以防止缩孔、缩松缺陷的产生。柴油机主轴承盖
铁用于加快热节处的冷却。
改进后工艺如图3所示
图3柴油机主轴承盖改进后工艺
图2某柴油机主轴承盖原工艺图
本产品的材质为QT600-3,新工艺设计特点
2.2缺点分析
为无冒口,冷铁少,即通过铸件凝固过程中石墨
原工艺方案实际生产523件,毛坯铸件以及加
化膨胀增加的体积来抵消金属液在冷却过程中收
工之后共计报废112件,废品率为21.4%。铸件废
缩的体积,所以铁液的碳当量应控制在较高水
品的主要原因是夹秒、夹渣而导致的MT检测(磁平?经过多次实验验证,本产品碳当量控制在
粉检测)不合格,占到总废品的81%。造成的原4.496~4.6%可有效地的避免缩孔、缩松等缺陷,
因有以下3点
同时较低的浇注温度可以减小铁液的液态收缩
1)采用顶注式浇注系统,金属液自由下落冲
量,故本产品的浇注温度定为1330±10℃之间。
击力大,充型不平稳,金属液易发生飞溅、氧化3.2改进后的工艺特点
和卷入空气等现象,导致铸件中可能出现砂眼、
)选用开放式底部进流的浇注系统,使金属
气孔和夹渣等缺陷
液平稳充型,防止冲砂、飞溅、氧化以及由此而
2)该工艺无过滤网,挡渣效果较差,故铸件产生的铸件夹砂等缺陷叫
通体做MT检测不合格率较高。
2)横浇道的搭接处放置过滤网,可以过滤大
3)法兰处放置大量冷铁,凝固模拟时发现这量金属液中的杂质,大幅度减少了铸件夹渣、夹
些冷铁基本上没有作用
砂等缺陷。
由于该铸件订单数量大,但是原工艺废品率
3)设计变截面横浇道,使金属液同时充型,
非常高,因此决定对该产品的铸造工艺进行重新消除浇注时可能引起的卷气。
设计
4)采用无冒口浇注系统,使新工艺中铸件的
工艺出品率达到了86.0%,节省材料,使利益最大
2015年第6期