通过采用同炉铁液、不同的孕育处理方案处理铁液,浇注相同型号、相同制芯造型工艺的气缸盖铸件,对比分析了镁元素对灰铸铁气缸盖力学性能及气缸盖内腔砂芯烧结的影响。试验结果表明:(1)在灰铸铁中加入镁合金,改变了石墨的形状,使石墨端头变得钝化,无尖角,同时片状石墨变得弯曲,保证了铸件的力学性能;(2)在灰铸铁中加入合金镁,增加灰铸铁中的w(Mg残)量,提高了铁液的表面张力,降低了铁液的渗透能力,减少了砂芯烧结的发生,方便了铸件的清理,提升了气缸盖的内腔质量。

分析了砂芯结构及砂芯材料对S系列气缸盖内腔烧结缺陷的影响,指出热节部位的细薄砂芯受铁液长时间的热作用是造成内腔烧结的主要原因。经过多轮试验,采取了以下改进措施,解决了缸盖水道内腔烧结问题,防止了铸件气孔缺陷的升高:(1)选用CUB复合砂,添加高效砂芯改性剂;(2)在烧结部位预刷锆英粉涂料,整体浸涂新型水基涂料;(3)优化砂芯排气通道,更改芯头结构,调整外型压砂环结构及尺寸,减少铁液封堵排气通道;(4)加大铁液溢流槽尺寸。

介绍了燃气轮机压气缸铸件的结构及技术要求,详细阐述了铸造工艺方案的选择以及首件铸件的缩松及夹渣缺陷,通过采取合理的应对措施,解决了相关的问题,完成了压气缸铸件的研发和交付。最后指出:(1)通过调整内浇道的位置和流速,压气缸顶部法兰的夹渣问题得到明显改进;(2)采用顶法兰向上的工艺方案,冒口放置在最高处,利用冷铁调整温度梯度,形成顺序补缩,可有效解决缩松问题;(3)在工艺设定的范围内,适当提高浇注温度,有利于夹渣问题的解决。

介绍了整体组芯、浸涂工艺,详细阐述了浸涂夹具设计、调试与运行,指出:(1)通过全机械式压紧砂芯,实现整体组芯工艺,既提升生产效率,又降低生产成本;(2)带有快换机构、伺服控制装置的浸涂夹具可有效降低机器人故障率,降低劳动强度,提高生产效率;(3)通过适配柱塞式气缸,可满足同类型不同结构铸件需求;(4)同一浸涂单元可配置多套夹具,具有良好的通用性与经济性。

介绍了气缸盖铸件的结构,详细阐述了3D打印气缸盖砂芯的工艺及铸造工艺:(1)将底板芯、进/排气道芯、下水套芯组合在一起,形成1个砂芯,然后将顶盖芯及原装配芯组合在一起;(2)3D打印所用芯砂性能指标为:发气量≤10 mL/g,常温抗拉强度≥1.75 MPa,常温抗弯强度≥2.75 MPa;(3)浇注温度为1440~1460℃,浇注时间16~18 s,浇注铁液质量200 kg。生产结果显示:铸件的尺寸精度达到了CT8级,铸件的力学性能也达到了设计要求,在开发成本和生产周期上都较传统方式有了很大地提高,实现了复杂铸件的快速开发。

介绍了压缩机气缸铸件的结构及技术要求,详细阐述了该铸件的生产工艺:利用3D打印无模铸造不必考虑起模性的特点,合理布局浇注系统。生产结果显示:(1)气缸铸件的浇注系统布局紧凑,位于铸件空腔内部,铸件工艺出品率可达到80%以上;(2)采用全组芯工艺,砂铁比可以控制在2.5以下;(3)砂芯数量大幅减少,降低操作人员的技能要求,铸型定位简单、精准,生产的铸件壁厚尺寸均匀、同心度高;(4)利用3D打印技术生产首件铸件,研发周期可以缩短70%以上。

研究了铁液中RE残留量和Mg残留量对厚壁蠕墨铸铁气缸套组织和性能的影响,分析了厚壁断面组织与性能的均匀性。试验结果表明:(1)铁液中的RE残余量和Mg残余量分别为0.010%和0.009%时,气缸套厚壁处的石墨形态为片状石墨和少量蠕虫状石墨;... 展开更多

介绍了船用发动机气缸盖铸件的结构及技术要求,阐述了在研发过程中出现的气道、水腔流道尺寸不合格、侧面通孔缺肉以及裂纹等铸造缺陷,分析了缺陷产生的原因后,采取了以下措施:(1)将顶面空腔部位掏空,改善顶部空腔砂芯结构的退让性;(2)在顶面部位设计3~5 mm的拉筋,增加顶面结构强度,同时利用薄壁筋板加快裂纹部位的散热;(3)降低CE,提高铸件材料的抗拉强度;(4)降低w(P)量,减小冷裂倾向。生产结果显示:气缸盖通过解剖验证,铸件水腔流道和气道截面尺寸完全符合技术要求,顶面无裂纹,持续批量生产后,裂纹废品率降至3.13%,取得了较好的效果。

分析了某型船用柴油机气缸盖的结构特点和铸造难点,提出了铸造工艺优化设计的主要内容及方法,包括铸造工艺参数的选择、浇冒口系统设计计算、数值模拟、制芯技术、熔炼工艺、球化处理及孕育处理工艺等。随机抽取2个批次的气缸盖按技术文件要求进行检验,气缸盖内部形状和尺寸精确,所有解剖面组织致密,PT检验无显像,本体力学性能和金相组织优良,成品水压试验无渗漏,各项检测结果表明气缸盖质量完全符合图纸和技术文件要求。

介绍了B3200缸盖铸件的结构,详细阐述了原工艺的生产条件及存在的法兰处气孔问题,从气孔的形貌、出现的位置及出现的箱序等方面分析了气孔缺陷产生的原因,并采取了相应的改进措施:增大直浇道底窝,加高横浇道高度,上移底层横浇道,缩短铁液流动距离,减少流动阻力,使浇注时间由原来的20 s缩短到15 s,并在工艺孔法兰位置和气道口法兰位置增加溢流片。实际生产结果显示:在生产的2万多件B3200缸盖中,气孔的废品率0.29%,总废品率0.70%,取得了较好的攻关效果。