發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋鑄造技術(shù)中若干問題的探討

王恩祿

摘 要：現(xiàn)代汽車工業(yè)具有典型的大批量生產(chǎn)特點(diǎn)，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)鑄件的機(jī)械加工性和鑄造工藝性都提出了較高的要求。文章分別從發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋鑄件氣孔缺陷的產(chǎn)生及防止、夾雜物孔洞的產(chǎn)生及防止兩個(gè)方面深入探討了發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋鑄造技術(shù)中的若干問題，具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)；缸蓋；鑄造技術(shù)

中圖分類號(hào)：TG251 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）06-0012-02

隨著發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的逐步發(fā)展，缸蓋已經(jīng)發(fā)展到四氣門，而不再是過去的雙氣門，體積日益減小，壓縮比和功率日益增高，而零件壁厚日益變薄，質(zhì)量日益減輕。再加上現(xiàn)代汽車工業(yè)具有典型的大批量生產(chǎn)特點(diǎn)，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)鑄件的機(jī)械加工性和鑄造工藝性都提出了較高的要求。本文就發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋鑄造技術(shù)中若干問題進(jìn)行探討。

1 發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋鑄件氣孔缺陷的產(chǎn)生及防止

絕大多數(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋鑄件都具有較為復(fù)雜的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)，且有多個(gè)砂芯形成，而砂芯的發(fā)氣量較為集中且大，尤其是澆鑄工藝采用立澆工藝時(shí)，會(huì)增加鐵液粘度和鐵液上升路程，也會(huì)降低鑄件的頂部溫度，這樣一來，就會(huì)有侵入性氣孔出現(xiàn)在鑄件頂部。

1.1 氣孔的形成

從目前來看，發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋鑄件氣孔缺陷中較少出現(xiàn)析出性氣孔和反應(yīng)性氣孔，而以侵入性氣孔為主。當(dāng)鑄型中澆注入鐵液之后，在金屬液熱作用下，粘結(jié)劑、鑄型、涂料、砂芯等物質(zhì)都會(huì)逐漸地燃燒、分解或氣化，產(chǎn)生大量的氣體，并且會(huì)隨著溫度的升高，而讓氣體的體積隨之增大，進(jìn)而增大氣體壓力。當(dāng)界面上某點(diǎn)的反壓力∑P（∑P由P腔+P阻+P靜組成）小于氣體壓力P氣時(shí)，鐵液中就會(huì)滲入氣體而形成氣孔，換而言之，氣孔缺陷易出現(xiàn)在∑P①澆注系統(tǒng)中鐵液靜壓力過小，這樣就導(dǎo)致己侵入鑄件內(nèi)部的氣泡不易溢出。

②砂芯、鑄型的排氣通道沒有得到較好地密封，或者砂芯、鑄型的排氣通道受阻，排氣通道就會(huì)鉆入一定數(shù)量的涂料，堵塞氣體排出，并且還會(huì)讓氣體壓力P氣增大。

③鐵液粘度變大、澆注溫度過低、鑄件頂部溫度過低、澆注速度過慢等因素都會(huì)導(dǎo)致不便排除侵入型腔的氣體。

④混砂不均勻，或者原材料發(fā)氣量大，都很容易會(huì)導(dǎo)致砂芯局部發(fā)氣量變大，并且還會(huì)讓氣體壓力P氣增大。

⑤若砂芯沒有得到及時(shí)地烘干，那么鐵液與水分反應(yīng)就會(huì)產(chǎn)生較多的氣孔，而氣體壓力P氣會(huì)由于水分蒸發(fā)而增大，這樣一來，既會(huì)對(duì)型腔中排出氣體產(chǎn)生不便，又會(huì)進(jìn)一步加劇氣體侵入型腔的速度。

1.2 避免出現(xiàn)氣孔的常見措施

①降低砂芯的發(fā)氣量。由于鐵液會(huì)包裹住砂芯的大部分，因此，發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋鑄件出現(xiàn)氣孔概率會(huì)受到能否順暢排出氣體、砂芯產(chǎn)生氣體多少的影響。為了能夠?qū)渲尤肓坑枰钥刂?，并且還要確保砂芯強(qiáng)度，那么需要將冷芯中各個(gè)組分總量控制在一定的范圍之內(nèi)，最適宜的范圍應(yīng)該為1.6%～1.8%。

②要對(duì)砂芯的浸涂工藝予以嚴(yán)格控制，避免砂芯排氣通道中滲入涂料。與此同時(shí)，烘干工藝要制定合理，避免出現(xiàn)二次烘干或者砂芯受潮的問題。砂芯中H2O物質(zhì)和鐵液中的Fe物質(zhì)在澆注過程中會(huì)反應(yīng)出現(xiàn)H2（氣），這樣一來，會(huì)讓鐵液氧化傾向得以加大，并且出現(xiàn)反應(yīng)性氣孔。

③氣孔缺陷易出現(xiàn)在∑P