宝珠砂在防止砂芯断芯中的应用.pdf

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1、·466·垂篙帅羔May2016VOI-65No．5宝珠砂在防止砂芯断芯中的应用丁富才，耿国芳，伍启华，季顺业，李娜(潍柴动力(潍坊)铸锻有限公司，山东潍坊261061)摘要：宝珠砂具有球状粒形、热膨胀率低、耐火度高等特点。将宝珠砂应用于热芯盒覆膜砂制芯工艺中，结果表明：通过优化宝珠砂与耐高温覆膜砂的配比及制芯工艺参数等，可降低芯砂的高温膨胀率，提高砂芯的拉弯强度、耐火度，且通过消除砂芯的“过固化”问题，有效减少了气缸盖断芯率。关键词：宝珠砂；热芯盒工艺；过固化；断芯中图分类号：TG221文献标识码：A文章编号：1001—4977(2016)05—0

2、466—04ApplicationofCeramicSandtoPreventionofCoreBreakingDINGFu—cai，GENGGuo-fang，WUQi—hua，JIShun—ye，LINa(WeichaiPower(Weifang)CastingandForgingCo．，Ltd．，Weifang261061，Shandong，China)Abs缸lct：Theceramicsandhasthepropertiesofglobalgrain,lowheatexpansioncoefficien乞excellentrefractori

3、nessandetc．Theceramicsandswereappliedtothehotboxprocesstomakeprecoatedsandcore，andtheresultsshowthatbyoptimizingthemixtureratioofceramicsandandresincoatedsand,andparametersofcoremaldngprocess，theheatexpansioncoefficientcanbedecreased,bendstrengthandrefractorinessofthesandcoreca

4、nbeincreased,andbyavoidingtheovercuredsandcore，corebreakingrateofcylinderheadisremarkablydecreased．Keywords：ceramicsand；hotboxprocess；overcure；corebreaking气缸盖是柴油机核心部件之一，其工作环境恶劣，因此对其铸件的性能质量要求高，同时由于其内部结构复杂，铸造难度大【”。蓝擎WPl2四气门气缸盖是我厂自主研发一款新一代灰铸铁气缸盖，轮廓尺寸247mmxl56mmxl85lnln，形成内部水腔下水夹层芯

5、，见图1。采用普通耐高温覆膜砂热芯盒制芯工艺，因其尺寸差异较大，最薄处≤5mm，在制芯、修芯、运输过程中及浇注后，在砂芯尺寸最薄弱处(图1)，出现大量断芯缺陷，综合断芯率达到9．96％。图1下水夹层芯Fig．1Belowsandwichcore制芯时，砂芯断芯主要为射不实缺陷，如图2所示，制芯射砂时，芯砂流动性不好、透气性差，造成芯砂未充实薄弱位置，紧实度不足，造成砂芯强度不足，形成断芯；砂芯在修芯、运输过程中出现的断芯缺陷，大部分为制芯时射不实造成断裂，少部分为砂芯在修芯、运输过程中振动造成断裂，表现为砂芯整体断裂，制芯、修芯、运输过程中断芯率为2

6、．11％。图2射不实缺陷Fig．2Thelesstightcoresamples浇注后，砂芯断裂缺陷如图3所示，断芯率为7．85％，表现为砂芯整体断裂，断裂处铁液穿过砂芯，形成披缝堵塞砂芯形成的水路，披缝较厚，且位置尺寸小，无法进行人工清理。浇注后砂芯断裂原因为砂芯受热膨胀，砂芯抗弯强度不足，在铁液浮力作用下漂断形成，如图3b中断芯局部放大图片，其次，图3b中1、2位置进水孔处断裂堵塞，也同样说明断芯为铁液浮力形成的漂断。收稿日期：2015—12-23收到初稿，2016-01-21收到修订稿。作者简介：丁富才(1984-)，男，工程师，硕士，主要研究

7、方向为湿型砂铸铁工艺。E-mail：dingfc@weichai．corll铸造丁富才等：宝珠砂在防止砂芯断芯中的应用·467·(a)断芯处(b)局部放火图3断芯缺陷Fig．3Thebreakingcoresamples为解决此铸造难题，根据宝珠砂粒形呈圆形、热膨胀系数小、耐火度高、透气性好等优点，宝珠砂被逐步应用于汽车发动机复杂铝合金、灰铸铁类气缸体冷芯盒制芯工艺中㈣。结合冷、．热芯盒制芯工艺不同点与相同点，进行了宝珠砂射制热芯的生产工艺试验。1工艺试验1．1试验过程制芯采用的配比覆膜砂(即高强度覆膜砂)由覆膜砂生产厂家，按照宝珠砂与耐高温覆膜砂5

8、：5、4：6、3：7的三种配制比例进行供货，配比后的覆膜砂各项指标检验结果如表1。制芯机参数为，射砂压力为0