申请/专利权人：淄柴动力有限公司

申请日：2019-06-20

公开（公告）日：2021-01-05

公开（公告）号：CN110153371B

主分类号：B22C9/02(20060101)

分类号：B22C9/02(20060101);B22D27/04(20060101);B22C9/08(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.01.05#授权;2019.09.17#实质审查的生效;2019.08.23#公开

摘要：本发明主要应用于船用柴油机球铁曲轴铸件铸造技术领域，特别涉及一种防止球铁曲轴缩松缺陷的铸造方法，采取以下步骤：一完成铸造造型工艺设计和模底板、砂箱设计；二计算铸件立箱时的温度场，确定热节部位；三在热节部位处设计冷铁：四冒口设计：在曲轴自由端设置球型冒口用于对自由端的补缩，冒口要求有出气孔；五完成曲轴、冷铁模具及工装制作、安装；六完成造型工序；七浇注、立箱。本方法确定热节位置，通过在不同部位根据结构采用不同冷铁配合减少缺陷产生，同时采用冒口、冷铁加立箱浇注结合的方式解决缩松缺陷，效果显著，提高生产质量，降低成本。

主权项：1.一种防止球铁曲轴缩松缺陷的铸造方法，其特征在于采取以下步骤：（一）完成铸造造型工艺设计和模底板、砂箱设计；（二）计算铸件立箱时的温度场，确定热节部位；（三）在热节部位处设计冷铁：主轴颈冷铁采用四号冷铁（4），四号冷铁（4）设置在曲轴主轴颈R角处，主轴颈R角被冷铁全包围；曲拐冷铁设计为一号冷铁（1）、二号冷铁（2）、三号冷铁（3），根据分型面不同，曲拐分水平、垂直、斜曲拐，在曲拐裆部设置随型冷铁；曲拐颈朝上平衡重朝下时，曲拐最高点需要设置六号冷铁（6）；其他R角处设置五号冷铁（5），自由端设置七号冷铁（7）；（四）冒口设计：在曲轴自由端设置球型冒口用于对自由端的补缩，冒口要求有出气孔；（五）完成曲轴、冷铁模具及工装制作、安装；（六）完成造型工序；（七）浇注、立箱；步骤（三）中四号冷铁（4）宽度大于主轴颈直径，长度大于1.5倍主轴颈直径，冷铁厚度为紧贴部位曲轴厚度的14以上，两个相邻冷铁之间至少间隔10毫米；步骤（三）中一号冷铁（1）、二号冷铁（2）、三号冷铁（3）宽度分别对应曲拐颈直径，长度至少1.5倍曲拐颈直径，冷铁厚度至少为紧贴部位毛坯厚度的14，两个相邻冷铁之间至少间隔10毫米；步骤（三）中六号冷铁（6）厚度至少是曲拐颈直径14；步骤（七）中立箱角度45°-60°；步骤（一）中采用中注式工艺，主轴颈中心分型，先封闭后开放浇注系统，采用集渣浇道，降低夹渣缺陷，每个曲拐设置扁平截面内浇口。

全文数据：防止球铁曲轴缩松缺陷的铸造方法技术领域本发明涉及一种防止球铁曲轴缩松缺陷的铸造方法，主要应用于船用柴油机球铁曲轴铸件铸造技术领域。背景技术现有的柴油机球铁曲轴通常采用树脂砂造型工艺，工艺灵活，适用性广，可以生产所有品种的曲轴，但曲轴主轴颈、曲拐颈容易产生缩松缺陷。目前铸造行业生产球铁曲轴主要有树脂砂工艺和铁型覆砂工艺，铁型覆砂工艺由于投资较大，主要生产小型曲轴，而树脂砂工艺在大型柴油机曲轴方面应用很广。但曲轴主轴颈、曲拐颈处产生的缩松缺陷一直无法解决。发明内容本发明要解决的技术问题是：提供一种防止球铁曲轴缩松缺陷的铸造方法，该方法通过热节处设置冷铁、浇注后立箱冷却、曲轴上端冒口补缩结合的方式解决曲轴缩松问题。本发明所述的防止球铁曲轴缩松缺陷的铸造方法，采取以下步骤：一完成铸造造型工艺设计和模底板、砂箱设计；二计算铸件立箱时的温度场，确定热节部位；三在热节部位处设计冷铁：主轴颈冷铁采用四号冷铁，四号冷铁放置位置设置在在曲轴主轴颈R角处，主轴颈R角被冷铁全包围；曲拐冷铁设计为一号冷铁、二号冷铁、三号冷铁，根据分型面不同，曲拐分水平、垂直、斜曲拐，在曲拐裆部设置随型冷铁；曲拐颈朝上平衡重朝下时，曲拐最高点需要设置六号冷铁；其他R角处设置五号冷铁，自由端设置七号冷铁；四冒口设计：在曲轴自由端设置球型冒口用于对自由端的补缩，冒口要求有出气孔；五完成曲轴、冷铁模具及工装制作、安装；六完成造型工序；七浇注、立箱。步骤三中四号冷铁宽度至少主轴颈直径，长度大于1.5倍主轴颈直径，冷铁厚度为紧贴部位曲轴厚度的14以上，冷铁至少间隔10毫米。步骤三中一号冷铁、二号冷铁、三号冷铁宽度分别对应曲拐颈直径，长度至少1.5倍曲拐颈直径，冷铁厚度至少为紧贴部位毛坯厚度的14，冷铁至少间隔10毫米。步骤三中六号冷铁厚度至少是曲拐颈直径14。步骤四中冒口球直径要大于铸件自由端直径50％，冒口颈直径处于冒口球直径的40％-50％之间。冒口颈不能过小或过大，过小影响补缩，过大不利清理。步骤六中保证砂型强度，特别注意冷铁间隙砂型紧实。步骤七中要求快速浇注，浇注温度要在1335℃-1350℃内，浇注完立刻对浇口和出气冒口进行冷却，浇注完成3分钟内完成立箱，立箱角度45°-60°，浇铸后24小时后打箱。步骤一中采用中注式工艺，主轴颈中心分型，先封闭后开放浇注系统，采用集渣浇道，降低夹渣缺陷，每个曲拐设置扁平截面内浇口。本发明的有益效果是：本方法确定热节位置，通过在不同部位根据结构采用不同冷铁配合减少缺陷产生，同时采用冒口、冷铁加立箱浇注结合的方式解决缩松缺陷，效果显著，提高生产质量，降低成本。附图说明图1是本发明的结构示意图。图2是图1中G-G剖面结构示意图。图3是图1中M-M剖面结构示意图。图4是图1中N-N剖面结构示意图。图5是图1中L-L剖面结构示意图。图6是图1中P-P剖面结构示意图。图7是图1中O处的仰视结构示意图。图8是图1中T-T剖面结构示意图。图中：1、一号冷铁；2、二号冷铁；3、三号冷铁；4、四号冷铁；5、五号冷铁；6、六号冷铁；7、七号冷铁；1.1、一号芯；2.1、二号芯；3.1、三号芯；4.1、四号芯。具体实施方式下面结合附图对本发明做进一步描述：如图1～图8所示，本发明所述的防止球铁曲轴缩松缺陷的铸造方法，采取以下步骤：一完成铸造造型工艺设计和模底板、砂箱设计：采用两箱造型，分为上型和下型，图中的剖面图中的上和下分别指上型和下型，根据曲轴的形状分别用一号芯1.1、二号芯2.1、三号芯3.1、四号芯4.1。砂箱吃砂量至少50毫米，加强筋随型，提高砂型强度。砂箱两侧安装吊环和立轴，方便立箱。根据模具和砂箱设计模底板，要求砂箱定位孔准确。模底板采用高牌号灰铁材质，防止变形。二计算铸件立箱时的温度场，确定热节部位；三在热节部位处设计冷铁：主轴颈冷铁采用四号冷铁4，四号冷铁4放置位置设置在在曲轴主轴颈R角处，主轴颈R角被冷铁全包围；曲拐冷铁设计为一号冷铁1、二号冷铁2、三号冷铁3，根据分型面不同，曲拐分水平、垂直、斜曲拐，在曲拐裆部设置随型冷铁；曲拐颈朝上平衡重朝下时，曲拐最高点需要设置六号冷铁6；其他R角处设置五号冷铁5，自由端设置七号冷铁7；四冒口设计：在曲轴自由端设置球型冒口用于对自由端的补缩，冒口要求有出气孔；五完成曲轴、冷铁模具及工装制作、安装；六完成造型工序；七浇注、立箱。步骤三中四号冷铁4宽度至少主轴颈直径，长度大于1.5倍主轴颈直径，冷铁厚度为紧贴部位曲轴厚度的14以上，冷铁至少间隔10毫米。步骤三中一号冷铁1、二号冷铁2、三号冷铁3宽度分别对应曲拐颈直径，长度至少1.5倍曲拐颈直径，冷铁厚度至少为紧贴部位毛坯厚度的14，冷铁至少间隔10毫米。步骤三中六号冷铁6厚度至少是曲拐颈直径14。步骤四中冒口球直径要大于铸件自由端直径50％，冒口颈直径处于冒口球直径的40％-50％之间。步骤六中保证砂型强度，特别注意冷铁间隙砂型紧实。步骤七中要求快速浇注，浇注温度要在1335℃-1350℃内，浇注完立刻对浇口和出气冒口进行冷却，浇注完成3分钟内完成立箱，立箱角度45°-60°，浇铸后24小时后打箱。步骤一中采用中注式工艺，主轴颈中心分型，先封闭后开放浇注系统，采用集渣浇道，降低夹渣缺陷，每个曲拐设置扁平截面内浇口。

权利要求：1.一种防止球铁曲轴缩松缺陷的铸造方法，其特征在于采取以下步骤：一完成铸造造型工艺设计和模底板、砂箱设计；二计算铸件立箱时的温度场，确定热节部位；三在热节部位处设计冷铁：主轴颈冷铁采用四号冷铁4，四号冷铁4放置位置设置在在曲轴主轴颈R角处，主轴颈R角被冷铁全包围；曲拐冷铁设计为一号冷铁1、二号冷铁2、三号冷铁3，根据分型面不同，曲拐分水平、垂直、斜曲拐，在曲拐裆部设置随型冷铁；曲拐颈朝上平衡重朝下时，曲拐最高点需要设置六号冷铁6；其他R角处设置五号冷铁5，自由端设置七号冷铁7；四冒口设计：在曲轴自由端设置球型冒口用于对自由端的补缩，冒口要求有出气孔；五完成曲轴、冷铁模具及工装制作、安装；六完成造型工序；七浇注、立箱。2.根据权利要求1所述的防止球铁曲轴缩松缺陷的铸造方法，其特征在于：步骤三中四号冷铁4宽度至少主轴颈直径，长度大于1.5倍主轴颈直径，冷铁厚度为紧贴部位曲轴厚度的14以上，冷铁至少间隔10毫米。3.根据权利要求1所述的防止球铁曲轴缩松缺陷的铸造方法，其特征在于：步骤三中一号冷铁1、二号冷铁2、三号冷铁3宽度分别对应曲拐颈直径，长度至少1.5倍曲拐颈直径，冷铁厚度至少为紧贴部位毛坯厚度的14，冷铁至少间隔10毫米。4.根据权利要求1所述的防止球铁曲轴缩松缺陷的铸造方法，其特征在于：步骤三中六号冷铁6厚度至少是曲拐颈直径14。5.根据权利要求1所述的防止球铁曲轴缩松缺陷的铸造方法，其特征在于：步骤四中冒口球直径要大于铸件自由端直径50％，冒口颈直径处于冒口球直径的40％-50％之间。6.根据权利要求1所述的防止球铁曲轴缩松缺陷的铸造方法，其特征在于：步骤六中保证砂型强度，特别注意冷铁间隙砂型紧实。7.根据权利要求1所述的防止球铁曲轴缩松缺陷的铸造方法，其特征在于：步骤七中要求快速浇注，浇注温度要在1335℃-1350℃内，浇注完立刻对浇口和出气冒口进行冷却，浇注完成3分钟内完成立箱，立箱角度45°-60°，浇铸后24小时后打箱。8.根据权利要求1所述的防止球铁曲轴缩松缺陷的铸造方法，其特征在于：步骤一中采用中注式工艺，主轴颈中心分型，先封闭后开放浇注系统，采用集渣浇道，降低夹渣缺陷，每个曲拐设置扁平截面内浇口。

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