a排气管浇注系统设计

1、a排气歧管浇注系统设计陈伟 李小娟 崔志学皿书涛 王其 赵新武（西峡县内燃机进排气管有限责任公司河南西峡474500）摘要：a排气歧管由于结构复杂，高度落差较人、管壁薄、外观要求严格，工艺难度较大, 影响工艺出品率；同时，此管件有几种类似产品，并且都是人批最生产。考虑到该问题存在 一定的普遍性，技术人员木着工艺最优、稳定可靠原则，形成此类产品的浇注工艺系统标准, 消除铸件夹渣缺陷，缓解了此类产品的生产瓶颈。经反复验证、讨论、不断改进铸造工艺, 最终设计出合理、稳定的浇注系统，并在其它同类产站上应用。关键词：浇注系统、渣眼、顶注、阻流截而design of a type exhaust mani

2、fold pouring systemchen wei, li xiaojuan, cui zhixue, tian shutao, wang qi, zhao xinwu (xixia intake & exhaust manifold co., ltd, xixia 474500, henan china) abstract: due to complex structure and thin wall thickness, and high outer surface quality requirement, the manufacture process of a type e

3、xhaust manifold is very difficult. however, there are some similar ship products which are mass produced. considering it is a common problem, the technicists based on the principle of best process, steady and reliable, developed this pouring process standard of this kind products, eliminated the cas

4、ting defects of slag inclusion, relieved the production bottleneck. after repeated experimenting, discussion and improvement the foundry process, the technicists finally designed a reasonable and steady pouring system, which has already applied on similar productskey words: pouring system, slag incl

5、usion, uphill pouring, chocked area1生产条件及技术要求1.1生产性质批量生产。12 材质 材质为 fcd450hs,其化学成分:c： 3.4%-4.2%, si： 3.5%-4.3%, mn： 0.2%-0.5%, sw0.03%。力学性能:抗拉强度:490mpa,伸长率:7%,硬度：161 -215hb。 球化率280%。1.3基本结构和技术要求此排气岐管形状较复杂，其结构见图lo 1、4缸和2、3缸分别为空间弧线投影相交并 汇聚与関头。铸件管壁厚为3.5；曽（设计时取中差按4. 5mm制作），法兰处厚度为16mm, 局部厚度21mm,属薄壁管类铸件，11

6、壁厚差大。铸件有多个螺栓凸台，属于孤立热节，易 出现缩松、缩孔缺陷。铸件轮廓尺寸为:365mm x260mm xl35mmo重量为6.5kg。（见图2）4缸汇聚打関头图1 排气歧管铸件图2局部壁厚达21mm铸件的技术耍求：不允许有缩孔、缩松等铸造缺陷。内腔清洁，流道光滑，无粘砂。 未注拔模斜度最大1.5。气密性实验无泄漏；表而粗糙度r&w12.5。1.4生产方法148造型线造型，湿型粘土砂铸造，z957e热芯盒壳芯机覆膜砂制芯，1t 感应电炉熔炼，浇注温度为1390- 1460°c。2.工艺方案2.1工艺方案1此管件的形状结构特殊，初始设计时，为便于铸件补缩，浇注方式釆用顶注

7、式，将人 平面（排气口与缸体结合面）朝上的t艺方案，便于安放冒口对铸件进行补缩，见图3。采 用封闭式浇注系统：f. f顒f内=16:1.3:1,在直浇道下方放置纤维过滤网，由横浇道横 穿两个55mm暗冒口进入铸件（冒口为两件共用）。浇注后的毛坯经抛丸后有25%的进浆缺 陷。工艺方案见图4。横浇道横穿冒口 -jj 直浇道图3顶注式浇注系统 图4工艺方案1原因分析：熔炼釆用电炉熔炼，包内冲入法处理，铁液经过多次除渣，然后在铁液表 面盖好保温覆盖剂，防止铁液与空气接触氧化，产生“回硫”现象和二次渣。浇注前在浇包 咀处放置耐火扌当渣砖，这些扌旳施都起到了纯净铁液的作用。从工艺结构分析，铁液在经直浇 道

8、进入横浇道过程中纤维过滤网起到一定的阻流、挡渣作用，但是在浇道耒充满时仍有一部 分浇包的包衬熔融的浆渣进入横浇道，而横浇道又没有设置阻流槽，铁液流经冒口示就肓接 进入型腔内部，从而在铸件表面形成清晰可见的浆眼，按照常规排气歧管产品农而粗糙度外 表面r&w50,内表面rsw25,这种缺陷是合格产品。但该产品表面粗糙度r&w12.5,潮模 砂铸造稳定达到这个要求仅从控制熔炼入手很难实现，粗糙度达不到要求，属于不合格，见 图50经过分析，导致铸件产牛进浆的原因为浇注系统挡渣效果差；当然也不排除浇注工在 浇注时液流不稳，铁液充满度不够造成进浆。图5局部进浆2.2工艺方案2在工艺方案1的

9、基础上对浇注系统做如卜改进：增加直浇道'禽座高度，铁液对直浇道底 部有强烈的冲击作用，并产纶涡流和髙度紊流区，常引起冲砂、渣孔和人量氧化夹朵物等铸 造缺陷。增加直浇道窝，可起到铁液的缓冲作用【。在保证铸件不产住冷隔的前提下，尽 最减小浇道的搭接面积，横浇道局部设置阻流槽，增人铁液流动阻力，促使渣子上浮，以保 证铁液的纯净度。见图6。具体方法a.直浇道窝座由原来的25mni加高到35nmi；减缓铁液对底部的冲击。b. 原直浇道连接的横浇道段在上箱放置，现改为下箱放置，并在此段横浇道处增 设陶瓷过滤网，搭接面积25x20=500mm2,更好的起到挡渣避浆作用；c. 横浇道搭接段设置阻流槽，

10、阻流厚度10mm,阻流截面积25x10=250mm2；图6调整后工艺<1.将冒口加高，使铁液内夹杂物有足够的上浮空间。整改后熔炼工艺不变，毛坯渣眼比例明显减少，但仍冇9%左右的渣眼缺陷。同类产品 我们每个刀的产量有8000支，每个月年间仅此类铸件就有700多件废品，给公司造成了很 大的损失。原因分析：直浇道窝朋加高、补加陶瓷过滤网、翻火、横浇道设置阻流槽，利用局部 阻力强化了阻流效果，使紊流而渐趋平稳，这些措施在很大程度上起到了挡渣的效果，但是 为什么还冇9%的进浆比例产生？主要是横浇道贯穿冒口，铁液在浇注的初始阶段，渣了來 不及上浮，浇道未充满时，一部分渣子就不可避免进入了型腔。2.3

11、工艺方案3综合工艺方案1、2的优缺点，确定了工艺方案3。尽可能拉长横浇道和内浇道的距离, 分散快速充填，设计宽、薄、短的冒i颈（2,31o横浇道设计为窄而高的形状，使渣子能有 足够的上浮空间。增设宽、薄的过渡横浇道。将浇注系统拉开，加长了横浇道和内浇道的距离，使铁液在流动过程中浆渣有充分的 上浮吋间，将总浇道置于型板中心，使铁液能均匀的从两端进入型腔；横浇道进行一次翻火, 设厚的过渡横浇道，适当改变内浇道位宜，增加一个内浇道咀，达到分散快速充填日的。参照均衡凝固理论设计出宽、薄、短的内浇道（冒口颈）。经试模后，把冒口适当减 小，并去掉直浇道下部的陶瓷过滤网，工艺方案见图7。图7授终工艺方案工艺验证：试做50箱，10（）件没有进浆现彖，z后车间开始投入批量，共生产1200件, 完全解决了渣眼缺陷。且无缩孔、缩松及其它铸造缺陷产生。虽然工艺出品率略有降低，但 成品率人幅提高。无铸造缺陷的铸件见图80图8无铸造缺陷的铸件3.结论1）利用石墨化膨胀产生的口补缩作用达到少、无冒口的冃的，减少了缩松和缩孔缺陷。2）铸件外观要求较高吋，采用更加合理的浇注系统工艺是稳定牛产优质铸件的最佳选 择方案。在保证上述条件下，在设计浇注系统