[發明專利]一種柴油機機身水油管道鑄型及水油管道的制作方法

有效

• 申請號: 201710793827.6
• 申請日: 2017-09-06
• 公開（公告）號: CN107626891B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 王永紅
• 申請（專利權）人: 陜西柴油機重工有限公司
• 主分類號: B22C9/24
• 分類號: B22C9/24;B22D1/00;C22C33/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種柴油機機身水油管道鑄型及水油管道的制作方法，包含以下步驟：（a）制作水道水腔聯合砂芯，在定位模樣內焊接兩個L形鋼管（1），在兩個L形鋼管（1）內填充第一耐熱涂料涂層（11），并且在兩個L形鋼管（1）內的空隙中放置柔性排氣管（12），柔性排氣管（12）中放置有導火索（13），隨后在L形鋼管（1）中填入鋯英粉樹脂砂（14），形成水道坭芯組件；（b）將水道坭芯組件置入水腔芯盒中，在其定位處填入呋喃樹脂砂（2），柔性排氣管（12）由呋喃樹脂砂（2）中穿出。本發明通過水管耐熱涂層和耐熱砂的使用及一定溫度和時間的烘烤等設計方法，解決了管內型砂的燒結和在管子內壁形成鐵粘砂而無法清理的問題。

技術領域

本發明涉及機械設備技術領域，特別涉及一種柴油機機身水油管道鑄型及水油管道的制作方法。

背景技術

大型柴油機主要用于造船行業作為船舶的主動力，近些年隨著核電領域的快速發展，大型柴油機用于核電機組應急發電需求勢頭強勁，另外，海外市場大型柴油機用于陸地固定發電以及移動發電的需求也正在逐年增強。

大型高韌性柴油機機身鑄造技術難度大，對工藝、原材料、設備和人員要求高。一直以來國內外柴油機機身以鑄造、焊接兩種形式生產，大型柴油機機身焊接多于鑄造。鑄造機身主要以灰鑄鐵和球墨鑄鐵兩種材料生產。球墨鑄鐵經過六十多年的發展，強度、韌性等綜合性能有了長足進步，由于其較高的綜合性能、日益成熟的制造工藝及與灰鑄鐵接近的較低成本，使得球墨鑄鐵替代灰鑄鐵的趨勢近年來愈加明顯。而球墨鑄鐵柴油機機身材料的選擇也在經歷著由前期的追求較高強度性能材料牌號(如QT500-7)逐漸發展為同時兼具高強度高韌性等綜合性能牌號(如QT400-18AL)的演變過程。

隨著柴油機的發展，柴油機向著大型化發展的同時，市場對柴油機的穩定性、安全性提出了更高的要求。柴油機的冷卻系統和潤滑系統是柴油機安全運轉的不可或缺的兩個保障體系。而柴油機機身的冷卻水管、滑油總管是整個柴油機冷卻系統、潤滑油系統的重要組成部分，直接對整個系統有著重要影響。水管的形狀尺寸是否滿足要求對冷卻水流量有著顯著的影響，對柴油機散熱效率有著至關重要的影響。主油道的清潔度和截面尺寸對柴油機機身的致密性和滑油系統穩定性和曲軸、凸輪軸正常運行有著直接的影響。水道和油道處理不好柴油機會出現漏水、漏油、漏氣的情況，也會出現循環水流量壓力不足導致水溫過高的情況，還會出現曲軸、凸輪軸等部位異常磨損甚至柴油機拉缸等質量事故，最終影響柴油機的壽命。

漏水、漏油和漏氣現象在柴油機行業簡稱柴油機三漏。三漏問題是柴油機行業難點問題，其絕大多數是由于柴油機機身制造過程中的形成。如何防止柴油機機身產生三漏現象，并保持腔道潔凈是柴油機機身的鑄造難點。

國內外生產的大型柴油機機身主潤滑油道和冷卻水管一般是將鐵液澆注用砂芯形成油道和水腔的鑄型中，鐵液凝固后清理殘砂成型的。

對于用砂芯形成柴油機機身油道的方案，由于機身油道長達5米有余，砂芯呈現細長桿狀，受重力和浮力作用砂芯容易發生撓曲變形的情況，最終會導致油道周圍壁厚不均。另外，由于球墨鑄鐵在凝固時會有石墨化膨脹過程的過程，砂芯中的二氧化硅在凝固過程中也有兩次相變的膨脹過程，機身和砂芯的膨脹會使二者因互相作用而出現浸滲現象，導致機身油管內腔表面粘砂，并出現凹凸不平的情況。由于機身油道為細長的腔道，一旦出現粘砂油道內清潔度難以保證，清理打磨干凈內部粘砂操作難度較大，經常出現油道因過渡打磨穿透壁厚的情況。

用砂芯鑄入形成水管時，由于水管管道內徑僅為φ40mm，直徑小，砂芯強度和剛度差，澆注時砂芯會出現開裂變形的情況，這時鐵水會進入砂芯裂紋部位造成機身本體與砂芯形成鐵粘砂，由于冷卻水管是內徑僅為φ40mm的“L”形的異形管道，內部拐角處一旦出現粘砂，清理干凈非常困難，輕則水管內腔尺寸超差影響循環水流量和壓力，重則管內無法清通造成機身報廢。

由于柴油機機身不同環境下對本體強度和韌性都有較高的要求，尤其是在低溫環境(-20℃)下抗拉強度大于400MPa、延伸率大于18％、沖擊功大于14J。這樣高的低溫綜合性能國內很少有柴油機制造企業能夠達到。