4G1汽油机缸体铸件的工艺研究

论文摘要

本文利用研制单位现有的生产设备及多年积累的成型经验，主要从铸造工艺方案优化、铸造工艺参数优化及铸造工艺难点分析三方面进行了研究。工艺优化方案主要研究铸造工艺性分析及工装设计；工艺参数优化是通过试验确定了制芯、造型、熔化等环节的主要工艺参数；铸造工艺难点分析重点研究解决研制过程中存在的铸造缺陷及金相组织等方面的问题。通过对工艺过程的研究分析表明，要利用现有设备达到工艺要求，必须采用一箱一件，冷、热芯盒共同制芯，封闭—开放式浇注系统，高温熔炼废钢增碳的铸造工艺方案。通过采用以上工艺，达到缸体硬度HB179～269，σ_b≥274MPa的技术要求，铸件本体取样分析石墨长度4级～6级，石墨类型为A型(B、D型≤20％)，游离铁素体量≤3％，游离渗碳体量≤3％。根据以往的生产经验，水套芯采用热芯盒制芯，主体芯及端盖芯采用冷芯盒制芯。采用低合金化加复合孕育处理来得到满意的金相组织和机械性能。经过大量试验研究结果表明，当型砂中水分为2.7％～3.4％，有效粘土为6％～9％，全粘土为8％～12％；铁水化学成分C为3.10％～3.50％，Si为1.65％～2.50％，Cr为0.15％～0.40％，Cu为0.3％～0.6％，Sn为0.02％～0.10％时，可以得到较为满意的效果。本文还研究并解决了4G1缸体上顶面砂眼、气孔及掉砂问题，从而大幅度地提高了铸件的合格率，实现了4G1缸体国产化的生产。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 发动机缸体铸件的综合性能要求
• 1.3 铸铁件在我国汽车工业中的应用
• 1.4 铸铁件的生产现状及生产水平
• 1.4.1 铸铁件的生产状况
• 1.4.2 灰铸铁件生产的发展方向
• 1.4.3 灰铸铁件生产国内外之间差距
• 1.5 铸铁缸体的发展现状及研究重点
• 1.5.1 铸铁缸体铸件国外发展现状
• 1.5.2 铸铁缸体铸件国内发展现状
• 1.5.3 铸铁缸体铸件今后研究重点
• 1.6 本文的主要研究内容
• 第2章 4G1缸体的铸造工艺方案优化
• 2.1 4G1缸体铸件的铸造工艺性分析
• 2.1.1 造型工艺方案设计
• 2.1.2 制芯工艺方案设计
• 2.1.3 组芯工艺方案设计
• 2.1.4 浇注系统工艺方案设计
• 2.1.5 铁水熔炼工艺方案设计
• 2.1.6 缸体铸件喷漆工艺方案设计
• 2.2 工装的设计
• 2.2.1 芯盒设计中存在问题的解决
• 2.2.2 组芯、下芯夹具的设计
• 2.3 本章小结
• 第3章 缸体铸件铸造工艺参数优化
• 3.1 制芯工艺参数的选择
• 3.1.1 覆膜砂种类的选择
• 3.1.2 涂料、烘烤及涂料配比
• 3.2 造型工艺参数的选择
• 3.3 熔化工艺参数的选择
• 3.3.1 4G1缸体的化学成分
• 3.3.2 孕育剂的选择
• 3.4 本章小结
• 第4章 主要铸造缺陷分析及解决
• 4.1 上端面气孔砂眼问题的解决
• 4.2 冷、热芯盒交互使用问题的解决
• 4.3 缸体铸件掉砂废品的控制
• 4.3.1 控制型砂质量，减少掉砂废品
• 4.3.2 砂芯质量的控制
• 4.4 缸体铸件气孔缺陷的控制
• 4.5 缸体铸件夹渣缺陷的解决
• 4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 工程硕士研究生简历