[发明专利]一种防止球墨铸铁件夹渣的方法

说明书

技术领域

本发明属于机械零部件铸造技术领域，特别涉及球墨铸铁排气管的砂型铸造生产，铸造浇注系统设计领域。

背景技术

排气歧管，是与发动机气缸体相连的，将各缸的排气集中起来导入排气总管，带有分歧的管路。对它的要求主要是，有足够的耐温、强度及寿命，排气顺畅。当产品出现气孔、夹渣等缺陷时，就会增加排气的阻力，进而降低发动机的输出功率、影响产品外观质量、降低产品的强度，影响使用寿命。

我公司主要开发生产汽车零部件—发动机排气岐管，由于产品结构复杂，属于薄壁件，铸造浇注系统的优劣，对产品的质量有很大影响。

浇注系统设计不合理，挡渣效果差，会导致铸件夹砂夹渣缺陷。这种铸造缺陷相当一段时间困扰着相关技术人员，公司每年的损失上百万。

公开号为CN1873401A的专利文献公开了一种基于有限元的球墨铸铁件缩孔缺陷预测方法，采用基于有限元的工艺模拟ProCAST对球墨铸铁件进行分析，取得充型和温度场分析文件；计算得出单元固相率、单元体积和共晶膨胀率；对起始步依次进行封闭区搜索、对封闭区内进行孤立区搜索，并进行总型腔扩大值的计算；再进行下一步搜索，循环直至完成所有计算步的搜索；将新生和派生的孤立区进行总体积变化值计算并输出，根据该体积变化值和孤立区开始形成时的体积量、孤立区的位置即可对该铸件的收缩缺陷进行定量化判断。本发明考虑石墨化膨胀和型腔扩大的影响，对球墨铸铁件缩孔缺陷可进行定量化预测，解决了工艺模拟中分析判定缺陷的难题，为工程生产实际提供确切的预测依据。

上述文献解决的技术问题和本申请不同，主要针对铸件的收缩缺陷进行定量化判断，无法对现有技术中存在的夹渣问题进行有效的处理。

公开号为CN102819651A的专利文献公开了一种基于仿真的单晶涡轮叶片精铸工艺参数优化方法，用于解决现有的单晶涡轮叶片精铸工艺参数优化方法优化效果差的技术问题。技术方案是通过设计单晶涡轮叶片浇注系统模型，采用有限元分析方法对浇注系统模型进行单元划分，对叶片精铸工艺参数提取与辨析，并通过单因素工艺试验得到对精铸叶片型面尺寸精度影响较大的精铸工艺参数及合理参数变化范围；根据建立的试验表格进行浇注过程的数值模拟；通过数据处理与分析，评估铸件相对于设计模型的变形情况，通过建立ＢＰ神经网络模型，采用采用小步长搜索方法，逐渐缩小精铸工艺参数优化的搜索范围。提高了单晶涡轮叶片精铸工艺参数优化方法的优化效果。

以上文献解决的技术问题和采用的技术手段都不能针对现有技术中存在的球墨铸铁夹渣问题作出回答，而且采用复杂的神经网络和有限元分析方法，在实际的生产制造中应用受到限制，无法指导所述领域的技术问题的解决，和实际铸件工艺脱节。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的问题，本发明提供一种防止球墨铸铁件夹渣的方法，通过使用ProCAST模拟分析软件，对浇注系统进行分析，判定，优化，可以避免夹渣问题，操作简单，界面友好，效果显著。

一种防止球墨铸铁件夹渣的方法，铸件材质为球墨铸铁，铸造生产线为砂型铸造。铸造工艺设计，整箱铁液重量20~60kg，浇注温度1380℃~1560℃，浇注时间在6~10sec范围内。

根据ProCAST软件模拟优化浇注系统，按照以下技术设计，问题解决。

模拟结果分析，速度色标设置在0~1.5 m/sec范围内，铁液流速≤0.2m/s时呈现为粉红色，铁液在浇注过程中，进冒口前不能有抛物线效果，应贴壁充型，充型过程中始终在冒口颈前有粉红色中间层。

当模拟不能满足时，对浇注系统进行如下设计：

1：浇注系统设计，采用底注或者中注；避免铁液在型腔中紊流，氧化夹杂。

2：浇注系统，横浇道截面积小于直浇口截面积；可以使直浇口在浇注过程中保持充满状态，有浮渣效果。

3：内浇道前端低于横浇道，前端有浮渣包结构；避免横浇道的浮渣进入内浇道及型腔。

4：内浇道尾端保证冒口窝与内浇道圆滑相切；铁液进入冒口窝时不飞溅。

5：内浇道与铸件进火口保持在一条线上。铁液流动能量损失小，减少扰流

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：消除铸件夹渣缺陷，提高产品质量及成品率，缩短产品开发周期，降低制造成本。

附图说明

图1本发明的浇注系统的示意图；

图2本发明的浇注系统的侧视图；

图3传统浇注系统形成的夹渣图；

图4本发明方法形成的无夹渣产品图。

具体实施方式