微型汽车发动机曲轴箱砂孔缺陷的分析与消除.pdf

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铸造工艺
微型汽车发动机曲轴箱砂孔缺陷的分析与消除
林家广
柳州五菱柳机动力有限公司,广西柳州545005)
摘要:砂孔是发动机曲轴箱的主要缺陷之一,常见于曲轴箱的下箱,内腔亦有少部分
以LJ465Q-1A曲轴箱毛坯为例,分析了砂孔的成因及采取的措施
关键词:曲轴箱;砂孔缺陷;浇注系统;型砂性能
中图分类号:TG24文献标识码:B文章编号:1673-3320(2008)05-0019-02
Analysis and Elimination of Sand Hole Defects for Mini-car Engine Crankcase Castin
LIN Jia-guang
(Liuzhou Wuling Liuji Power Co, Ltd, Liuzhou 545005, China)
Abstract: The sand hole, mostly in drag and some in inner cavity, is main defect of crankcase. The
LJ4650-1A crankcase casting was studied to eliminate sand hole defect
Key words: Crankcase; Sand hole; Gating system; Sand property
曲轴箱属于薄壁、复杂、高强度的箱体类铸型、合箱操作中落入型腔内的砂粒(块)来不及
件,是微型汽车发动机五大部件中最复杂、铸造浮入横浇道或冒口排气针顶部,留在铸件内部或
难度最大的铸件。我公司长期生产LJ462Q-1
表面而造成的。可简单地划分为内部原因造成的
LJ465Q、LJ465Q-1A等曲轴箱毛坯。2006年共生砂孔和外部原因造成的砂孔。
产各类曲轴箱毛坯30万件。铸件生产中不可避兔2.1内部原因造成的砂孔
地会产生许多铸造缺陷,砂孔是其中最主要的一
型砂的强度不够,特别是一些凸起的筋条部
种,因为砂孔原因报废的铸件很多。经过长期的位,经过高温铁水冲蚀后剥落造成;涂料层经铁
摸索和经验总结,较好地解決了这一问题。本文水冲蚀后造成剥落而形成砂孔。
以L1465Q-1A曲轴箱毛坯为例,分析了秒孔的成2.2外部原因造成的砂孔
因及采取的措施
生产过程中落入型腔内的浮砂;合箱过程中
1砂孔缺陷产生的部位
上下两箱碰撞而掉进内腔的砂粒。
LJ465Q-1A曲轴箱外形尺寸长300mmX上3采取的措施
宽139mm(下宽185mm)×高235mm。材质
根据上述原因的分析,我们采取了一系列的
HT250加铜合金,毛坯重32kg,3t中频炉熔炼
措施,有部分措施是经过反复摸索、反复试验后
在BMD气神造型线上生产。
才得出的正确工艺。
在曲轴箱毛坯清理时发现经常产生砂孔缺3.1型砂性能的控制
陷的部位为铸件的下箱,占了砂孔缺陷总量的
1)控制型砂的含泥量。型砂在反复使用中,
90%,尤其在一些塔子和圆弧处较多:其余的是含泥量会越来越高,这样会降低型砂的湿压强
内腔砂孔和两端面砂孔。
度,水分和紧实率则会提高,使型砂发脆。含泥
2砂孔产生的原因分析
量需控制在10%~12%范围内,而湿压强度控制
从砂孔的形成机理分析,砂孔是由于金属在160~210kPa,水分控制在2.8%~3.2%,紧
液从砂型型腔表面冲下来的砂粒(块),或者造实率控制在30%~36%。以前是操作人员通过碾
2008年第5期
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Foundry Engineering
砂机的电流变化米控制水分和紧实率,非常不科4生产现场工艺
学。后来采用了迪砂公司型砂在线检测仪器来对
1)造型后留在型腔表面的浮砂用风管吹到集
每一糟砂的强度和紧实率进行科学控制,大大碱砂槽内,吹砂时风管不宜离型腔太近,避免因风
少了人为的不确定因素,气冲造型的废型由每天力太大而造成型腔局部损坏。
约70型降低到约10型,数量明显减少,砂孔的数
2)插排气孔后留在孔内的残砂在翻转砂箱后
量也大为降低,可见型砂性能的控制对于减少砂
未合箱前,用专用的细长风管深入排气孔内吹干
孔来说非常重要
净浮砂,避免合箱时砂箱受力而使排气孔内的残
2)浇注时砂芯溃散后散入旧秒,未燃尽的秒掉进型腔内。
残留树脂膜会使型砂的韧性变差,产生砂眼的儿
3)保持生庐现场的清洁,特別是砂箱两侧护
率大大增加。通过在型腔表喷酒上海特德西的
板的清沽,回填砂块等一些辅助砂型在不耽误生
型砂表面强化剂后,型砂的表面稳定性增强,脆
产的前提下应尽量远离砂箱,防止外来砂粒进入
性降低,韧性增加,取得了很好的效果。浇注后
内腔。
未溃散的一些砂芯会形成砂头,砂头有大有小。
经过持续不断的工艺改进,LJ465Q-1A曲轴
在旧砂回用中的六角筛过筛时,菱形筛眼直径控箱的砂孔缺陷大大降低,目前每月砂孔内外废品
制在の10~15mm较为合适。太大则砂头容易过不到1%,其他类型的铸造缺陷也非常少,2007年
筛,造型时砂头在型腔分型面时易形成废型或浇综合废品率为3%,达到了国内先进水平
注后造成铸件砂孔;太小则容易堵砂,难以清
5结束语
理,使旧砂回用不畅。
3.2泥芯和涂料
曲轴箱铸件砂孔的形成是一个综合的系统性
泥芯用树脂覆膜砂制作,使用水基涂料
工程,应设法控制好型砂的性能,选择一个合适
波美度在35~40范围内,泥芯涂层控制在0.5~的浇注系统,同时生产现场的一些外部因素也要
1.5mm范围内。同时泥芯的使用期限控制在3
严格控制,就能生产出高质量的发动机曲轴箱。
内,超过3d的泥芯必须回炉后才能继续使用
3.3浇注系统
1)合理的浇注速度:浇道截面太小,则浇注
《铸铁及其熔炼技术问答
速度慢,使铁液的上升速度太慢,上型受铁液高
章舟编著
温烘烤时间过长,容易使型砂爆裂,严重时会造
化学工业出版社2007年10月出版
成片状脱落。旧的浇注系统是半开放半封闭式,
全书分10章
浇注系统的比例为Fr:F横:F内=1:1.3:0.7,2个内浇
一、铸铁(76问答
口开设在轴承位处,内浇口的面积过小金属液进
、冲天炉的类型和结构(10问答
入型腔内是以喷射的形式,很容易产生紊流,浇
三、冲天炉熔炼的基本理论(9问答)
注时间也过长,达到了20s以.上。
四、冲天炉熔炼过程中铁水的化学成分和温度控制
经过不断摸索,采用在原来内浇口对应下箱
(38问答)
处加开2个内浇口,形成阶梯式浇注系统,减少了
五、冲天炉熔炼常用的原材料与配料计算(11问答)
铁水的二次氧化,减少对型腔的冲击,使铁液能
六、冲天炉熔炼的操作和炉前控制(22问答)
平稳注入,不形成紊流或喷射。浇注的时间控制
七、常见故障及排除(10问答)
在15s以内,使铁水冲蚀型腔的时间大为减少。
八、冲天炉的附属设备与测量仪表(25问答)
2)铁液流经的整个通道全部在砂芯内形成,
九、冲天炉的排烟除尘(12问答
因为树脂覆膜砂比外模粘土砂更耐高温铁液冲