本文研究了一种 8 缸体柴油机发动机机体毛坯的铸造工艺 。 该机体所用材料为 HT300， 采用底注开 放式大流量浇注系统 ， 可以降低铁水流速 ， 确保铁液充型平稳 ， 降低充型过程中产生紊流 、 卷气的风险 ， 从而降低 了铸件产生气孔 、 夹渣 、 砂眼缺陷的几率 ， 为以后类似铸件工艺开发提供依据 M关键词 ： 浇注系统;铸造工艺 ； 大型灰铁机体中图分类号 TG245 文献标识码: A 文章编号 ： 1674-6694( 2020 )03-0013-03Casting Process Design of Large High Grade Gray Iron BodyBI Hai-xiang $ LI Yong-gang, GENG Jian-hua, +3 Jian-zhong(Weichai Heavy Machinery Co. $Ltd. $ Weifaag Shandong 261108 $China)Abstract:In this paper,the casting process of a large high grade gray cast iron engine body is studied: the open-type large-flow gating system with bottom injection can reduce the flow rate of molten iron,ensure the smooth filling of molten iron , and reduce the risk of turbulence and gas entrapping.Therefore the chance of porosity, slag inclusion and sand-hole defects in the casting is reduced. It provides a theoretical basis for the development of similar casting process in the future.Key words: gating system, casting process, large high grade gray cast iron机体作为柴油机发动机的重要部件 ， 对其质量 要求非常严格 ， 本公司开发的 280 系列机体集成功 能较多 ， 内腔结构复杂 ， 所以铸造工艺复杂 ， 制造难 度大 。1 机体结构简介280 系列柴油机是大功率船用大缸径发动机 ， 为 8 缸体柴油机 ， 机体毛坯尺寸 4 060 mm x 1 672 mm x 1 250 mm,材质 HT300， 毛坯重量约 12 t,是目前为 止我公司开发的最大吨位的高牌号灰铸铁机体 。 机 体主要壁厚为 15 mm,最大壁厚 170 mm,壁厚过渡 大 。 机体前端面集成了齿轮室 ， 凸轮轴对侧布 了 腔 油 ， 内部结构复杂 ， 机体 简1 所示 .2 铸造工艺设计2.1主要工艺参数受铸件结构限制,机体采用立浇工艺时中冷器砂芯 、 齿轮室芯砂芯定位不 ， 见图 2 ,所以采用 了 浇工艺 。 铸件浇注位 的 面 工 量 15 mm, 所 工 系的 工 量为 8 mm， 侧面 浇 面工量为 10 mm. 我公司对其铸件对 工尺寸 以 ，机体主要的铸造工艺 铸造 率度 1% ,度高度 为 0.6% 为0.6 mm,主要砂芯间隙 1.5 mm~2 mm.a)铸件三维图 b)铸件内部结构简图图 1 铸件三维简图收稿日期: 2020-03-28作者简介:毕海香 (1981-),女,工程师 ， 硕士 ， 主要从事铸铁件铸造 工艺开发研究 。2.2工艺设计2.2.1 浇 系开 浇注系统最重要的特点是流经内浇-13 -Jun.2020 !3 错“设备与工艺 2020 年第 3 期立浇工艺 ： 只有一侧有芯 头无法定位a） 齿轮室芯卧浇工艺 ： 由下芯头定位下面没有定位 b） 中冷器芯图 2 砂芯定位示意道的铁液流速低 （ 充型过程中铁液平稳上升 2 从而 有利于排气顺畅和铁液的净化 2 因此多数情况下大 型铸件生产采用开放式浇注系统叫本次工艺开发 采用底注返雨淋式陶瓷管浇注系统 ， 见图 3 ,直浇道 0110 ,横浇道 0110x2， 横浇道 #40x18,各系统 截面比为: F直 : F横：！内 =1：2： 2.38.浇注平稳 ， 减 少了铁液紊流 ， 从而减少二次渣的形成 ， 同时还减 小冲砂的风险 。图 3 浇注系统示意图2.2.2主油道工艺采用预 管形成主油道工艺 产生 、形 ， 良的现象 [2] ;采用砂芯形成的油道 ， 细长砂芯 形 ， 同时清过中油道内 时 。 油道采用砂芯铸 工艺 ， 主油道 22时 ， 生产 。 因 的和主油道 ， 于下型 ， 主油道砂芯 上 。 工到上砂型下 ， ， 。采用 油道 铸 工艺 ， 工而成 ， 了上 工艺的风险 。2.2.3冷铁工艺铁件 大 ， 为 铸件的主大 产生 ，了铁 ， 见图 4 ， 善了大 的铁液却效 果;实心主油道处 采用随形 铁 ， 同时油道上了保温冒口 ， 采用冒口的补 效果和冷铁的 激效果 了油道处铁液的凝固顺序 。图 4 冷铁布置图2.2.4排气系统浇注时砂芯 温铁水的用下 ， 于水蒸发有机物挥发解和燃烧 ， 浇注后很短时间 内会产生大气叫如果排气通道畅通 ， 气来 逸 ， 气 有可能侵入金属液中 ， 形成气孔铸造 ， 严时导致铸件报废 。 亍 解决砂芯排气问题也是铸造工艺设计的点 。气芯 、 中器芯和长条砂芯等制芯时预带 有排气孔的圆芯骨 ， 起增强砂芯强度和排气的 用排气 。 芯孔与大芯中的排气通道相连 ， 有砂芯的气从芯骨端头 上芯头的排气通道引至型 ， 气滞留型内 。 砂芯排 气通道如图 5 示 。2.2.5砂芯稳定性孔边的串水孔芯属于长径比很大的细长 类结构 ， 砂芯定 便 形风险 。 设计组芯胎具将细长的串水孔砂芯和大小端芯预组 （ 见图 6 ） ,整下芯 。 装既保证了组芯的精度 ， 又可 复杂细长砂芯的变形问题,有效提此类 铸件的产品 保证系数 。工艺 了生产 证 ， 铸3 生产验证-14 -2020 年第 3 期 毕海香 ,李永刚 ， 耿建华 ,于建忠 :大型高牌号灰铁机体铸造工艺设计 铸造#备与工艺图 5 砂芯排气路径示意图:)组芯胎具 ； )二芯组合方式图 6 组芯胎具了理化检测 ,机械性能 检验 满足要求,铸件毛坯合格 ， 如图 7 所示 。 加工 E超声图 7 铸件毛坯图检测 ,磁 检测均满足质量要求 ,装配尺寸满足机要求 。4 结论对 铸件, 用 开 ,合 ， 用过 能 。 该机体成功的铸工艺 为 E 铸件的工艺 开发提供了一定的理 。参考文献:[1]杭家友•开放式浇注系统在解决夹渣缺陷上的应用 [j].中国铸 造装备与技术 ,2014(6):4-7.[2 , , ， 等•某型舰船柴油机机体铸造工艺设计j . 国铸 ， 2017 6 25-23.[3 国机械工 学 铸 分会 •铸 铸造工艺] M].第二版.北京:机械工业出版社 ,2003 ,131.(上接第 12 页)表 4 拉伸试样断面金相蠕化率 /% 磷共晶 /% 渗碳体 /% 珠光体 /%80+90 <1 <1 15+35图 1 Y型试块典型金相图片3.2 RuT300牌号应用及检测结果通过对 RuT300牌号开发试验 ， 目前已成功 应用在发动机气缸体毛坯上 ， 检测铸件抗拉强度值 330 MPa〜 360 MPa， 断后伸长率 3% 〜 5% ,硬度 150 HBS-180 HBS,满足 RuT300牌号国标要求 。RuT400、 RuT450,但 RuT300牌号一直没有应用 ， 针 对 RuT300蠕墨铸铁工艺生产要求 ， 通过严格管控 原材料 ,选择合理的化学成分 ,制定电炉熔炼工艺 , 选用精准的喂丝法生产 ， 成功生产了满足 RuT300 性能要求的发动机气缸体毛坯, 了 的目勺 。参考文献 ：[1] 鲁栋 ， 许景峰,姜爱龙 ， 等 •蠕墨铸铁蠕化衰退特性研究 [J]•铸 造设备与工艺 ,2016(6 ): 38-40.[2] 邱汉良 .蠕墨铸铁及其生产技术 [M].北京:化学工业出版社 ， 2010.[3] 吕清珂 ， 张杰 ， 许景峰 ， 等 .铸态 QT700-3球墨铸铁的工艺探究 [J].铸造设备与工艺, 2017 (1):23-24.[4] 许景峰 ， 鲁栋 ， 杨淑欣 ， 等 •喂 生产蠕墨铸铁的工艺特点 [C]//第 铸造年 2016 铸造 ，2016:120-123.:5]许景峰 ， 杨淑欣 ， 鲁栋 ， 等 •喂线法批量生产蠕墨铸铁的控制要 点 [J].铸造设备与工艺, 2016(5):17-19.4 结论目前生产气缸体 、 气缸盖毛坯牌号多为・!5 ・
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