灰鑄鐵發(fā)動機缸體常見鑄造缺陷及解決措施

陳革明

摘 要：在灰鑄鐵發(fā)動機缸體鑄造的過程中，存在著較為復雜的步驟，對工藝的要求也較高，其中在鑄件的內(nèi)外部制造中，需要芯砂的支撐才能夠完成水套芯的制作，因此在這一過程當中，出現(xiàn)殘次品的幾率較大，因而必須嚴格把控發(fā)動機缸體的制造過程。

關(guān)鍵詞：灰鑄鐵;發(fā)動機缸體;缺陷;措施

引文：在灰鑄鐵發(fā)動機缸體的制造過程當中，將缸體分為干性和濕性兩種，除此之外還要區(qū)別缸體管道是否含油。在缸體的制造過程當中，通常難度較大的是干性或帶油的缸體結(jié)構(gòu)，而濕性的缸體在打造的過程當中難度較小。這些工藝都對灰鑄鐵發(fā)動機缸體的制造具有重大的影響，因此必須加以討論。本文灰鑄鐵發(fā)動機缸體常見鑄造缺陷及解決措施展開論述，希望能為發(fā)動機缸體的鑄造提供一些參考和建議。

一、各類氣孔問題及處理措施

氣孔問題是發(fā)動機鑄造過程當中的常見問題，在灰鑄鐵發(fā)動機缸體的制造過程當中侵入性的氣孔是較為嚴重的問題，如果在混凝土澆筑的過程當中出現(xiàn)了大量的芯砂氣體并且未能夠及時排出，就會導致型砂不透氣，當澆筑時氣溫較低時，會產(chǎn)生系統(tǒng)充氣，從而使得壓力變小，張力減少，從而使氣孔無法均勻排氣，造成生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題[1]。如果氣孔出現(xiàn)在發(fā)動機缸體的內(nèi)壁上或者位于加強筋的位置，將會由于排氣不暢導致發(fā)動機缸體制造失敗。

（一）最高點氣孔

針對最高點氣孔，由于上為的缸體搭手較高，可能會導致排氣不順暢，因此這對這種情況，可以采取安裝排氣針的方式來進行排氣工作，一般情況下我們采取明排氣針，暗排氣針在實踐當中使用頻率較少。當工作人員使用排氣針進行排氣時，應當注意先將排氣針清理干凈，不能讓周圍分布散沙灰塵等物質(zhì)，否則會將灰塵掉落到排氣針頂部的型腔內(nèi)，造成砂眼堆積。如果在排氣過程中采用的是暗針，則應當控制好澆道的橫截面積，務必使排氣針的面積保持在澆道橫截面積的兩倍以上，并且應當盡可能的將排氣針放置在接近砂頂?shù)奈恢?，以免讓砂眼堆積在排氣針的底部。

（二）缸筒內(nèi)部的氣孔

如果在發(fā)動機缸體的制造過程當中水套芯出現(xiàn)了大量的發(fā)氣現(xiàn)象，那么就有可能會造成發(fā)動機的缸筒內(nèi)部產(chǎn)生氣孔。在帶有水套的發(fā)動機缸體制作當中，需要使用水套芯將周圍進行包裹，在制造的過程中會采用覆膜砂對缸體進行包裹。另外一方面，由于水套芯的密封性較好，在排氣上存在一定的問題，特別是缸體在進行澆筑之后，鐵液會充斥著缸體的內(nèi)壁，這是由于水套膜的氣流不通暢，就會導致在大氣壓強之下水套膜會出現(xiàn)侵入性的氣孔[2]。另外一方面，水套膜的芯撐本身存在的質(zhì)量缺陷也是導致氣孔堆積在水套膜內(nèi)壁無法排出的問題之一，重要的是這一類的問題只有在加工步驟完成之后才能被發(fā)現(xiàn)，具有較強的隱蔽性。

針對這一類的問題，最常見的解決步驟是對缸筒芯盒的溫度進行事先設定，在事先設定好芯砂的溫度時，還應當注意使其均勻受熱，在溫度材料的使用當中，應當注意使用傳熱性能較為優(yōu)越的CU材料，保持水套芯內(nèi)外的受熱程度是均勻的。缸體內(nèi)具體的加熱溫度應當結(jié)合本次制造采用的砂芯材質(zhì)來確定，保證溫度范圍的合理性，不能片面追求生產(chǎn)速度而提高缸體的加熱溫度或時長，否則會導致內(nèi)外部受熱不均勻，表面結(jié)塊硬化，但內(nèi)部還存留著液體，導致內(nèi)外壓強差產(chǎn)生了大量的氣泡無法及時排出，導致發(fā)動機的缸體內(nèi)部產(chǎn)生氣孔。另外一方面，應當加強水套芯的制造工藝，特別是在針對厚度較大的水套砂芯的使用時，必須要對排氣的管道進行合理的設計，保證在生產(chǎn)加工過程當中形成的氣孔能夠及時排出，增加排氣孔的數(shù)量，使得氣體可以通過砂孔芯被成功的引向外部[3]。為了防止鐵液將砂孔的芯頭堵塞，工作人員應當將棉墊放在砂孔芯頭的上部，疏通出氣口，防止氣泡堵塞;同時也可以在水套芯的外皮涂上一層特殊材料，增加材料內(nèi)部和表面的密集度和質(zhì)量，起到防止缸體堵塞的作用。在缸體的澆筑過程當中，應當注意對建筑原材料的選擇，在進行澆筑工作之后，鐵液將完全包裹水套芯，使得原本的排氣口被封上，這個現(xiàn)象就必須要求覆膜砂的制造工藝達到一定的高度，才能夠使得強度增大，發(fā)氣量減少。另外，針對芯撐導致的氣孔應當采取快速澆筑的方式，應當在當天完成澆筑工作，必須要將芯撐材料的表面清理干凈，不能留下油脂、水漬等污跡，還應當保持SN電鍍之前接縫處不存在焊渣等瑕疵?？傊跉饪讍栴}的處理上，應當做到分類處理，盡可能的減少在澆筑的過程當中產(chǎn)生的氣泡等問題，以免鐵液進入排氣孔造成搶火現(xiàn)象，同時應當合理的設計澆筑體系，控制澆筑的時間和溫度，及時調(diào)整壓強差，避免產(chǎn)生氣孔缺陷，控制水分含量，根據(jù)氣溫的不同調(diào)整砂型，保持砂土的干燥性，如果過于濕潤會造成發(fā)氣量過大，特別是在氣溫較高的季節(jié)，砂土較為干燥，如果不能夠做好水分控制工作，將會降低砂型的強度，使砂體發(fā)生掉落等情況，造成缸體加工廢品率上升。

二、各類砂眼缺陷及處理措施

砂眼也是缸體制造當中較為常見的問題，在缸體的制造過程當中，如果遇到砂芯的配合面增大而導致需要用排氣針來進行排氣工作時，就容易形成缸體的砂眼問題。

（一）針對砂芯自身存在缺陷

砂眼的形成原因是多樣的，依然需要分門別類的加以解決。如果是由砂芯自身存在的原因?qū)е碌膯栴}，則應當對芯頭表面進行清理，特別是對含有油漆的涂料，應當徹底清除干凈，附著在砂芯表面的砂質(zhì)物應當及時擦拭干凈。在對有殘破部位的砂芯進行修復時應當注重尺寸的匹配，使得砂芯不能超出原先的尺寸，否則容易導致原有砂芯的損壞。在水套芯內(nèi)應當使用防護措施，避免水套內(nèi)落入砂塊。

（二）砂型強度不匹配導致的砂眼

如果沒有選擇合適的砂型強度，就有可能會造成砂型強度的不匹配。當砂型強度過弱，將很容易導致內(nèi)砂沉降，繼而導致內(nèi)道的水流將砂型沖蝕，造成砂眼現(xiàn)象。在解決由于砂型強度不匹配而導致的砂眼問題時，應當科學的選擇自身發(fā)展的混砂機，使混砂機的工作產(chǎn)能能夠帶動砂型的強度，避免在工作過程當中出現(xiàn)了不均勻、不緊實等各種情況，此外，一定要在型砂投入使用之前進行合理的測試，確定強度的范圍，保證型砂中含有足夠的膨潤土。

（三）由于散沙掉落形成的砂眼

如果經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn)排氣孔四周有明顯的散沙掉落，那么就說明該缸體在合箱之前沒有將周圍的砂土完全清理，造成合箱的過程中散砂堆積，形成砂眼。針對這種情況形成的砂眼，工作人員應當注意在合箱之前將孔頂周圍的砂土清理干凈，之后再進行封口，避免型腔內(nèi)部集聚大量的砂土，經(jīng)過表面的澆筑工作之后陸續(xù)形成砂眼。應當減少明排氣針的使用頻率，聚集在型腔內(nèi)尚未排除的液體應當利用壓扁冒口進行排氣，或者直接將氣體引入暗冒口，完成缸體排氣工作。另外，如果是由于鑄件結(jié)構(gòu)的設計問題導致的砂眼，應當及時調(diào)整圓角的設計，改變起模斜度，減少鐵液對型砂的沖蝕，減小砂眼產(chǎn)生的風險。

三、結(jié)語

綜上所述，在灰鑄鐵發(fā)動機缸體的制造過程當中，應當采取多種方式，反思之前在制造當中存在的問題和缺陷，根據(jù)實際情況找出解決問題的方法和步驟，提高發(fā)動機缸體的制造質(zhì)量。

參考文獻：

[1]糜海飛.濕型砂鑄造灰鑄鐵發(fā)動機缸體結(jié)疤缺陷的解決[J].金屬加工（熱加工），2020（04）：84-86.

[2]李鵬. 灰鑄鐵發(fā)動機缸體鑄造工藝優(yōu)化及其組織結(jié)構(gòu)與性能[D].合肥工業(yè)大學，2016.

[3]劉增林.汽車發(fā)動機灰鑄鐵缸體立澆工藝氣孔缺陷防止[J].鑄造，2014，63（07）：721-725.