汽车缸体铸造工艺.doc

一、缸体材料车用发动机缸体缸盖的材质主要有灰铸铁，铝合金，蠕墨铸铁等。传统的发动机无论是缸体还是缸盖都是采用铸铁的，但是铸铁有着许多先天的不足，例如重量大、散热性差、摩擦系数高等等。所以，许多发动机厂商都在寻找更适合的材料制造发动机的构成部件，比如密度小的铝。铝的比重轻，单位体积的铝结构强度要小于铸铁，所以铝缸体通常体积反而大些。但铝容易和燃烧时产生的水发生化学作用，耐腐蚀性不及铸铁缸体，尤其对温度压强都更高的增压引擎更是如此。铸铁缸体和铝缸体各有其优缺点，所以所以高增压的引擎很多都采用铸铁缸体，小型车的缸体则更多向铝缸体发展。金属中的元素组成会对金属材料的性能产生较大的影响，就钢铁而言，钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳量0.23%超过时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。不同的缸体元素配比也是有差别的。合肥江淮铸造有限责任公司缸体化学成分要求化学成分（%）CSiMnPSCrCuTiSnPb下限3.251.950.600.000.060.250.300.000.060.000上限3.402.100.900.060.100.350.500.030.090.004原材料熔炼熔炼设备选用：中频感应保温电炉：生产效率10t／h，外水冷长炉龄大排距冲天炉：生产效率7t／h。1、原材料原材料一般为回炉料，废钢和生铁。回炉料是厂家的常备材料，在使用时必须注意其本身的干净程度。回炉料的加入量必须严格按一定比例，否则会导致铁水的Si、S含量不易控制。江淮生产的缸体铸件回炉料使用量一般不超过20％。在江淮的缸体生产中，废钢的使用量超过50％。这是由于生铁本身含有粗大石墨，而石墨熔点较高，在2000℃以上，在熔炼中不能熔尽，使得结晶过程中石墨变得粗大。且新生铁因产地原因也有不同的遗传因素影响。且江淮铸造厂的废钢资源丰富(汽车边角料)，因此应该尽可能使用废钢。另外，废钢的使用量直接与铸件的强度有关。有厂家应用证明，在CE值相同时，多加40％的废钢，强度高出70MPa，硬度下降9HB。生铁是铸铁的主要原料之一。加入时要考虑生铁中微量元素含量是否超标。江淮选择的是合肥产的Z18，含量一般在30％以下。2、熔炼工艺熔炼工艺采用冲天炉．工频电炉双联技术，选用高温熔炼废钢增碳工艺。配料采用废钢和回炉料为主，加上一定比例的生铁，采用炉内增碳加石墨粉。废钢应该尽量无锈蚀。当在冲天炉中温度达到1500℃时，除去熔渣，加孕育剂，合金元素，在放入工频电炉中保温至14504C出炉。三、造型1、造型材料造型材料：指制造铸型用的材料,如砂型铸造,包括砂、粘土、有机或无机粘结剂及其它附加物。（1）组成砂造型材料的基本成分，粒度为0.015～1mm,常指硅砂和其它颗粒耐火材料。硅砂要求:SiO2≥95%。粘土重要成分是高岭土，其矿物组成是高岭石(水化硅酸铝)，颗粒尺寸＜2μm。无机粘结剂由无机物质组成，如粘土、膨润土、水玻璃、水泥等。主要粘结剂是膨润土。有机粘结剂由有机物质组成，如干性油、树脂、淀粉、纸浆残液等。附加物除粘结剂以外能改善型砂和芯砂性能而加入的物质。涂料造型时涂覆在型腔和型芯表面的物料，呈液态、稠体或粉体。用于提高铸型表面的耐火度、保温性、光滑性和化学稳定性等。（2）性能要求型砂强度型砂、芯砂抵抗外力破坏的能力，包括抗压、抗拉、抗剪、抗弯曲在湿、干及热三种状态下的强度。透气性紧实砂样的孔隙度。耐火度浇注时，不软化、不熔融的性能。压溃性铸件冷却收缩时抗压缩的性能，即型砂和芯砂在浇注后容易溃散的性能，原称退让性。耐用性主要指粘土的耐用性，即加热对粘土保持其固有性质的能力，又称复用性。（3）型砂和芯砂种类种类粘结剂干燥情况特点应用粘土砂膨润土或高岭土湿型、表干型、干型不易紧实,易产生夹砂、胀砂、气孔等缺陷最广泛，各种类型铸铁件水玻璃砂水玻璃干型强度高,透气性好，易紧实,退让性差大型铸铁件,所有铸钢件树脂砂合成树脂干型硬化反应快,价格较贵,便于自动化型芯及壳型(芯)2、造型工艺机器造型特点：生产效率高，质量稳定，劳动强度较低，对工人技术水平要求不高，设备及工艺装备投资大。只适用于大批量、两箱造型。（1）震压造型原理用压缩空气和汽缸使砂箱上下震动来实现紧实型砂。特点紧实度不高，铸件表面粗糙，噪音大，生产率较低。效率50～60箱/h；中、小型铸件。中、小批量生产。（2）射压造型原理特点效率、铸件类型利用压缩空气将型砂射入型腔来紧实砂型紧实度较高，铸件尺寸精确、表面粗糙度小，噪音低，生产率高。240～300箱/h；中、小型铸件；中、小批量生产。（3）高压造型原理特点效率、铸件类型利用液压系统产生很高的压力来压实砂