側(cè)澆工藝在汽缸蓋類鑄件上的應(yīng)用

霍明新

（廣西玉柴機器股份有限公司鑄造廠缸蓋車間，廣西玉林537005）

·鑄造工藝·

側(cè)澆工藝在汽缸蓋類鑄件上的應(yīng)用

霍明新

（廣西玉柴機器股份有限公司鑄造廠缸蓋車間，廣西玉林537005）

汽缸蓋類鑄件的傳統(tǒng)澆注工藝大多采用鑄件大平面朝下或朝上的平澆底注或頂注工藝，其優(yōu)點不必多說。隨著鑄造技術(shù)的發(fā)展，一些新的鑄造工藝出現(xiàn)了，如側(cè)澆工藝。側(cè)澆工藝，顧名思義，側(cè)立起來澆注，鑄件大平面處在側(cè)面位置，不受鐵水長時間烘烤。大量生產(chǎn)實踐證明：側(cè)澆工藝在汽缸蓋類鑄件的應(yīng)用是非常成功的。

頂注；底注；平澆；側(cè)澆

廣西玉柴機器股份有限公司鑄造廠是玉柴機器集團下屬的一個專業(yè)生產(chǎn)汽車發(fā)動機缸體、缸蓋、曲軸箱等鑄件的鑄造企業(yè)，生產(chǎn)機型涵蓋輕型、中型、重型。隨著市場需求，在現(xiàn)有的客觀條件下，鑄件產(chǎn)出成了瓶頸問題，為解決生產(chǎn)瓶頸問題，玉柴鑄造人大膽創(chuàng)新，成功實現(xiàn)了側(cè)澆工藝生產(chǎn)汽缸蓋類鑄件，保證了產(chǎn)出。通過多年生產(chǎn)實踐，目前側(cè)澆工藝得以大面積推廣使用。

1 側(cè)澆工藝

側(cè)澆工藝澆注系統(tǒng)由澆口杯、直澆道、橫澆道、分直澆道、分橫澆道、內(nèi)澆道組成（圖1）。圖1所示側(cè)澆系統(tǒng)是在玉柴鑄造廠使用最常見的，其特點是2排內(nèi)澆道進鐵水，設(shè)計控制要點是2排內(nèi)澆道不能同時進鐵水，有先后順序，先下層進鐵水再上層進鐵水。并不是所有側(cè)澆系統(tǒng)組成部分均是一成不變的，可以視鑄件結(jié)構(gòu)、大小、砂箱尺寸等而靈活設(shè)計。

圖1 側(cè)澆工藝常見澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

形成鑄件面的部分均為砂芯形成，與外型砂不直接接觸。大部分砂芯或所有砂芯實現(xiàn)冷芯盒工藝生產(chǎn)，砂芯浸涂工藝實現(xiàn)整體浸涂工藝，砂芯結(jié)構(gòu)創(chuàng)造性采取框式結(jié)構(gòu)，這些新的鑄造工藝在國內(nèi)鑄造行業(yè)均走在前列，側(cè)立澆注工藝對新鑄造工藝之發(fā)展發(fā)揮了積極推動作用。冷芯盒工藝與整體浸涂工藝的使用，既節(jié)約了能源、改善了工作條件、減少了人員投入，又提高了生產(chǎn)效率、提高砂芯成品率、改善鑄件內(nèi)腔清潔度。

1.1 側(cè)澆工藝特點

外型不與鑄件本體直接接觸，鑄件全部被砂芯包圍住，所以澆注后鑄件冷卻速度相比平澆工藝慢；鑄件產(chǎn)生砂眼、夾砂等鑄造缺陷的幾率相對平澆工藝低。

因鑄件全部被砂芯包圍住，為了排氣，必須設(shè)置很多溢流排氣片。由于鑄型在行走過程中、打箱鉤時，不可避免的存在外型散砂沿著排氣片進入型腔內(nèi)型砂砂眼缺陷，為了避免這種砂眼缺陷的產(chǎn)生，我們設(shè)計制作了折線排氣片（圖2），如此下來，散落的型砂就不會沿排氣片直接掉進型腔內(nèi)。折線排氣片工藝已在玉柴鑄造廠眾多側(cè)立澆注工藝機型上推廣使用并申請專利。

圖2 外型模折線排氣工藝

在同樣砂箱條件下，側(cè)澆工藝相比平澆工藝，吃砂量小些，砂鐵比小些，單位鑄件耗用砂量少，節(jié)約成本。玉柴鑄造廠常規(guī)的幾個機型平側(cè)澆砂鐵比情況如表1。

表1 測澆和平澆工藝對比

砂鐵比小，意味著砂芯組占空間大，即芯砂多，鑄件澆注落砂后混在型砂里的芯砂量多，而芯砂相對外型砂粗些，使得外型砂變粗，可以減少外型新砂的加入量。

外型不形成鑄件面，對造型模具要求不高，模具可修復(fù)性好，使用壽命長。

側(cè)注工藝，鑄件本體全部由砂芯形成，不與外型接觸，再加上配用整體浸涂工藝，鑄件表面清潔度較高，不需粗拋工序，節(jié)省一道工序，成本節(jié)約是非常客觀的。

1.2 側(cè)澆工藝的優(yōu)點

側(cè)澆工藝一箱實現(xiàn)澆注2件、4件...鑄件，在同樣砂箱條件下，與平澆工藝相比，生產(chǎn)效率得以倍數(shù)提升；鑄件不與外型直接接觸，外型砂質(zhì)量要求不如平澆工藝用的要求嚴(yán)格，降低型砂控制難度，鑄件廢品率相對平澆工藝的低，鑄件表面質(zhì)量較平澆工藝也好很多，側(cè)澆工藝生產(chǎn)的鑄件可以取消粗拋工序，大大節(jié)約了鑄件清理成本。

側(cè)澆工藝生產(chǎn)時，每箱需要的鐵水量也成倍增加，拉動了熔化的生產(chǎn)效率，迫使熔化工序設(shè)法改造沖天爐，提高沖天爐熔化率。

側(cè)澆工藝?yán)瓌永湫竟に嚨氖褂?，與熱芯工藝相比，在能源節(jié)約方面具有非常大的優(yōu)勢，對制芯員工的工作環(huán)境是個大改善。

1.3 側(cè)澆工藝缺點

1）鑄件熱損傷

由于側(cè)澆工藝本身特點所限，鑄件落砂后，鑄件溫度仍高達(dá)500℃左右，所以鑄件落砂時容易產(chǎn)生熱損傷；針對側(cè)澆工藝的熱損傷問題，逆向思維，開展創(chuàng)新，設(shè)計出了防止側(cè)澆鑄件熱損傷的新方法并申請了專利，且專利得到國家專利局的授權(quán)（專利號：ZL 200820178550.2）。但若設(shè)備設(shè)施條件允許，鑄件落砂后溫度高也可以利用這一條件，減少不利的一面，開展鑄件余熱退火，可以節(jié)約一筆非?？陀^的成本。

2）缸蓋鑄件過頂孔漏水

由于側(cè)澆工藝本身特點所限，鑄件散熱條件差，冷卻慢，熱節(jié)位置（譬如過頂孔、噴油器孔）易產(chǎn)生縮孔、縮松缺陷，鑄件加工后產(chǎn)生漏水問題，通過反復(fù)攻關(guān)試驗，固化了使用內(nèi)冷鐵工藝解決了過頂孔漏技術(shù)難題，此內(nèi)冷鐵工藝在廠各車間多種機型均得到推廣使用。

3）其他

由于側(cè)澆工藝本身特點所限，鑄件落砂后，鑄件溫度較平澆工藝高很多，這對于鑄件落砂崗位的工作環(huán)境影響較大，目前沒有什么好的辦法，只能靠增加風(fēng)扇，天氣炎熱時，通過使用洗盤吊把鑄件裝斗及時流轉(zhuǎn)下去的方式來減輕對員工的烘烤程度。

由于芯砂大量混在外型砂里，使得外型砂變粗，型砂含泥量就相應(yīng)偏低，需要增加陶土量進行含泥量的調(diào)整。

2 結(jié)論

1）側(cè)澆工藝的推廣應(yīng)用，降低了鑄件廢品率，大大提高了生產(chǎn)效率，使得有限資源得以充分發(fā)揮；

2）側(cè)澆工藝推動了冷芯盒工藝、整體浸涂工藝、折線排氣工藝等一些新工藝的普及推廣，對鑄件內(nèi)腔質(zhì)量提升、成本節(jié)約、廢品率降低發(fā)揮了巨大作用；

3）側(cè)澆工藝啟發(fā)了鑄件余熱退火技術(shù)。

［1］林振麗，黃孫姜，黃宗輝，等.氣缸蓋側(cè)澆鑄造工藝及應(yīng)用［J］.鑄造，2007，56（10）：1110-1112.

Application of Side Pouring Technology in Cylinder Head Casting

HUO Ming-xin
（Foundry Plant of Guangxi Yuchai Machinery Co.,Ltd.,Guangxi Yulin 537005,China）

top-pouring,bottom-bouring,flat pouring,side pouring

TG24

A

1674-6694（2010）05-0013-02

2010-09-28

霍明新（1980-），男，安徽合肥人，工程師。主要從事現(xiàn)場技術(shù)質(zhì)量管理工作。

Abstrat:Flat bottom-pouring or top-pouring technology is traditionary casting technology for cylinder head casting with big plane being placed up or down.With the development of casting technology,some new casting technologies appear,for example side casting technology.Casting is placed vertically,the big plane of casting is in side position and can avoid being baked not be baked for a long time by molten iron.A lot of production practice has proved that side casting technology is very successful in the application of cylinder head.