[發(fā)明專利]發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋及鑄造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810228510.2
• 申請日: 2018-03-20
• 公開（公告）號(hào): CN108486426B
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉新平;王建立
• 申請（專利權(quán)）人: 山東交通職業(yè)學(xué)院
• 主分類號(hào): C22C21/02
• 分類號(hào): C22C21/02;C22C1/02;C22C1/06;C22F1/043;B22D18/04
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本發(fā)明提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋及鑄造方法，能夠解決缸蓋進(jìn)氣道冷隔的問題。發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋材料成分及質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為：Si：8.0％～9.0％,Cu：0.5％～0.8％，Zn：0.2～0.5％，F(xiàn)e：0.1～0.2%，Mn:0.15～0.25%，F(xiàn)e和Mn總量不超過0.3％,其余為Al。發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的鑄造方法，包括以下步驟：熔化、細(xì)化處理、變質(zhì)處理、二次精煉、裝模熔煉、一次時(shí)效處理、二次時(shí)效處理，變質(zhì)劑按質(zhì)量百分比構(gòu)成為：碳酸鍶50%,磷酸二氫鈣20wt%，氯化鉀20wt%，氟化鈣8wt%和氧化鋅2wt%，所述精煉劑按質(zhì)量百分比構(gòu)成為：氟硅酸鈉35%、六氯乙烷15%，氯化鉀為50%。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋁合金制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋及鑄造方法。

背景技術(shù)

隨著汽車輕量化、精密化、強(qiáng)韌化和復(fù)合化的要求,氣缸蓋的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜,對鑄件的要求也越來越高。而傳統(tǒng)的鑄造方法越來越難以滿足日益提高的市場要求,因此,發(fā)展及應(yīng)用新的鑄造方法來獲得高質(zhì)量、低成本的缸蓋鑄件將成為一種必然趨勢。鋁合金缸蓋鑄件由最初的砂型鑄造到外形金屬型內(nèi)腔砂芯成形的半金屬型鑄造再到低壓鑄造。半金屬型鑄造的澆鑄方案有三種：頂注方案、側(cè)注方案、底注方案。頂注方案：這種方案模具結(jié)構(gòu)簡單，使用、調(diào)試、維護(hù)方便，造價(jià)低。鑄件工藝出品率高，澆冒口切除也較方便。缺點(diǎn)：對于易氧化的鋁合金、型腔又十分復(fù)雜的缸蓋不太適合，容易出現(xiàn)鑄件上出現(xiàn)氧化夾雜、冷豆等缺陷。側(cè)注方案：這種澆注方案介乎于頂住和底注之間。就鑄件的澆注位置而言，對缸蓋大量需要補(bǔ)縮的下部來說是頂注。由于缸蓋進(jìn)排氣道位置一般偏下即偏燃燒室面)，合金液跌落高度很低，飛濺雖有但不嚴(yán)重，澆口順氣道與水道壁厚流動(dòng)，阻力不大，對形成壁厚的復(fù)雜砂芯沖刷較輕微；對澆口以上而言，是底注，存在溫度梯度倒置的問題，但不大。若能由澆口將熱水引入頂冒口會(huì)使本來不大的溫度梯度倒置得到一些改善。如果采用一面進(jìn)水，可以再采用傾轉(zhuǎn)澆注的方法會(huì)有更好的效果。缺點(diǎn)是模具結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜；鑄件澆口上下部分的鑄件進(jìn)、排氣面，因分別由砂芯和金屬型形成會(huì)出現(xiàn)同一面的外觀差異和尺寸段差。側(cè)注方案用砂量較大，對側(cè)面砂芯要求較高，模具結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，工藝出品率較低，澆冒口切除較為困難，該方案生產(chǎn)成本較頂注高。底注方案對于易氧化合金，底注無疑是最好的澆注方案。但對于缸蓋而言則未必。幾乎所有缸蓋，需要補(bǔ)縮的部分均在鑄件澆注位置的下部，使用底注方案會(huì)增加補(bǔ)縮的難度。再加上底注方案的溫度梯度是倒置的，更是增加了補(bǔ)縮困難。即使解決了補(bǔ)縮問題，也還有可能存在燃燒室面晶粒粗大而使承受熱負(fù)荷能力降低的問題。這個(gè)問題尤其易發(fā)生在柴油機(jī)缸蓋鑄件上。為此，在澆注時(shí)一是需要加快澆注速度。二是要放置較大的冒口，三是必要時(shí)需設(shè)置模具冷卻系統(tǒng)。這三個(gè)方法可以減少底注對鑄件,收縮和抗熱負(fù)荷能力的的影響。底注方案的澆注系統(tǒng)使模具較大而使“模比”較大，使模具的熱平衡難以控制，因此有可能增加模具冷卻系統(tǒng)，使其模具結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜。不但模具費(fèi)用很高，安裝、調(diào)試、維護(hù)及生產(chǎn)過程的模溫控制也較為困難。如果沒有能對澆注參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)控制的澆注生產(chǎn)線，現(xiàn)場工藝管理會(huì)較以上兩種方案困難。底注方案最不可取的就是較低甚至很低的工藝出品率而使熔化成本升高。同時(shí)還帶來回爐料的使用比例問題。它是成本最高的一種方案。三方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，沒有哪一種方案最好只有哪一種方案最合適。三種方案的任何一種只要能充分發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)，切實(shí)避免其缺點(diǎn)，都能做好缸蓋鑄件。至于選用哪種方案，可以按照鑄件結(jié)構(gòu)、合金系列、質(zhì)量關(guān)重點(diǎn)的取舍、成本設(shè)計(jì)、生產(chǎn)組織和生產(chǎn)習(xí)慣進(jìn)行選擇。完全沒有選用哪種方案就是對另一種方案的技術(shù)否定或提升的問題。由于鑄造工藝過程復(fù)雜，影響因素較多，在生產(chǎn)過程中不能認(rèn)為有了合適的澆注方案和正確的澆注系統(tǒng)就一定會(huì)獲得較高合格率而忽視工藝管理。而工藝管理是在這兩個(gè)前提下控制鑄件生產(chǎn)合格率的關(guān)鍵所在。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋及鑄造方法，能夠解決缸蓋進(jìn)氣道冷隔的問題，產(chǎn)品合格率高。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：