[发明专利]柴油发动机蠕墨铸铁缸盖的铸造方法及铸造用冷铁芯撑

说明书

本发明公开了一种柴油发动机蠕墨铸铁缸盖的铸造方法及铸造用冷铁芯撑，铸造方法包括以下步骤：将与喷油器孔尺寸匹配的冷铁芯撑放置在喷油器孔砂芯上，整套砂芯放置在造型线的砂箱中；在设定的浇注温度时按照设定的浇注速度将铁水从砂箱的浇口杯注入砂芯的型腔内；在设定的落砂时间时打开砂箱并将铸件取出，把铸件连带的浇注系统及表面附着的型砂清理干净；在铸件的冷铁芯撑处机加工出对应的喷油器孔。本发明的冷铁芯撑在铁水凝固时能发生熔合，能够吸收热量从而消除铸件中的缩松缺陷；冷铁芯撑的定位芯在装配时能放置在砂芯上起到定位作用的同时也能消除铸件芯部的缩松，或者将缩松区域控制在加工范围以内，并由后期的机加工工序将缩松去除。

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，具体地指一种柴油发动机蠕墨铸铁缸盖的铸造方法及铸造用冷铁芯撑。

背景技术

对于柴油发动机而言，喷油器孔部位的缩松是各个机型缸盖的通用性问题。为了解决该问题，各厂家通常采用两种方法：

第一种，喷油器孔处铸造为实心。这种方法便于在喷油器孔处上端设置冒口，特别是缩松严重时可以设置昂贵的发热冒口以消除缩松。但该方法只能用于平浇工艺，由于受到砂箱尺寸的限制，使用该工艺的重型柴油发动机缸盖只能实现一型一件，铸造效率较低。而且铸造需要匹配昂贵的发热冒口，进一步增加了生产成本。

第二种，喷油器孔直接铸出。该方法虽然能在一定程度上缓解喷油器孔部位的热节问题。但只能把集中的热节分散到喷油器孔四周，当铁水缩松倾向较大时，铸出的喷油器孔四周仍然会产生缩松缺陷，而且由于缩松更加分散，反而不易集中解决。

由于目前重型柴油发动机多采用四气门的布置结构，左右进-进气门、左右排-排气门对称布置，且中间设置有喷油器孔。喷油器处又位于发动机每缸缸套的中心部位，也是燃油燃烧的热负荷与油气混合产生的压力最大的部位，因此对此处铸件的致密性和尺寸精度要求苛刻，此处要求尺寸精确且不能允许缩松存在。此外由于柴油发动机缸盖的复杂结构，铸件在凝固时气门孔和喷油器孔附近的热节最大，如图1中所示，从而导致产品上出现缩松。

中国发明专利申请第201910534771.1号“汽缸盖铸件的防缩松铸造方法”中涉及到的目标零件为灰铸铁缸盖，灰铸铁材料的缩松倾向比蠕墨铸铁材料低，缩松缺陷更容易消除。中国发明专利申请第201510993192.5号“一种防止缩孔的铸造工艺”涉及到铸钢零件的生产，由于铸钢的浇注温度较高，铸件的收缩状态不尽相同。而且铸钢材料由于碳含量较低，铁水流动性差，且材料的导热性能较差，不使用与车用发动机缸盖类零件。因此没有缓解缩松缺陷的需求。

针对柴油发动机蠕墨铸铁缸盖而言，现在仍没有合适的工艺来消除喷油器孔处的缩松问题，从而导致废品率较高。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种柴油发动机蠕墨铸铁缸盖的铸造方法及铸造用冷铁芯撑，能够有效消除柴油发动机蠕墨铸铁缸盖的喷油孔处的缩松，提高合格率。

为实现上述目的，本发明所设计的柴油发动机蠕墨铸铁缸盖的铸造方法包括以下步骤：

步骤1)，将制造好的下水套芯、上水套芯和油池芯的砂芯放置在底板芯上，将与喷油器孔尺寸匹配的冷铁芯撑(10)放置在喷油器孔砂芯上，将气道芯、上顶盖芯组合后锁紧，整套砂芯放置在造型线的砂箱中；

步骤2)，调整好蠕墨铸铁铁水成分后，在设定的浇注温度时按照设定的浇注速度将铁水从砂箱的浇口杯注入砂芯的型腔内；

步骤3)，在设定的落砂时间时打开砂箱并将铸件取出，把铸件连带的浇注系统及表面附着的型砂清理干净；

步骤4)，在铸件的冷铁芯撑(10)处机加工出对应的喷油器孔。

优选地，在所述步骤1)中，所述冷铁芯撑(10)的冷铁筒(11)套住喷油器孔砂芯的芯头，所述冷铁筒(11)中间同轴设置的定位芯(12)落在喷油器孔砂芯的芯头上，所述冷铁筒(11)与所述定位芯(12)之间采用支撑臂(13)连接固定。