传统的热电偶监测芯盒温度方法难以对整个芯盒温度场数据进行采集,通过热电偶和热成像仪测量了芯盒表面温度。两种测量方式采集到的数据偏差在±10℃以内,偏差比值在±4%以内,说明运用热成像仪表征芯盒温度场是可靠的。仿真数值与热电偶的偏差最大值为9.16℃,最小值为0.46℃,明确了利用仿真方法对芯盒温度场进行定量分析是可行的。研究了固化时间对砂芯表面温度场的影响,当砂芯表面温度提高至215℃,计算温度高于230℃时,砂芯外表面局部呈现出过热焦化现象。

采用压痕应变法、全释放应变法和深孔(DHD)法分别检测两种材料4种型号的发动机铸铁气缸盖在热处理前后的残余应力,分析了热处理消除气缸盖残余应力的效果。结果表明:通过压痕应变法和全释放应变法测得热处理前后气缸盖表面的残余应力基本为压应力,两种方法测得的残余应力水平相当,除3号气缸盖外,其余气缸盖热处理后的表面压应力峰值基本没有下降;通过DHD法测得气缸盖深度方向存在拉应力,热处理工艺没有降低气缸盖深度方向的拉应力峰值;3号气缸盖可以采用热处理工艺消除表面残余应力,其余气缸盖热处理前残余应力的水平较低,无需进行热处理。

采用扫描电子显微镜(SEM)分析了蠕铁联体气缸盖缩孔缺陷形成原因,优化了工艺方案,提出了缩孔缺陷解决措施。结果表明,蠕铁气缸盖缩孔缺陷不是由“气”和“缩”共同作用的,是由“缩”导致的。布置发热保温冒口、内外冷铁的工艺方案可以有效消除缩孔缺陷,生产出合格气缸盖。