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1、汽車發(fā)動機(jī)缸體缸蓋消失模鑄造技術(shù)的研究與應(yīng)用（一）發(fā)動機(jī)缸體缸蓋的制造水平是衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一,進(jìn)而也在很大程度上代表了一個國家汽車工業(yè)的發(fā)展水平。不斷提高發(fā)動機(jī)功率、降低燃油消耗量和減少尾氣排放是汽車工業(yè)自身發(fā)展的內(nèi)在需求，也是外部環(huán)境的客觀要求。鋁合金材料的選用使發(fā)動機(jī)乃至整車的重量得到了有效減輕，促進(jìn)了汽車工業(yè)的發(fā)展。像美國的通用汽車GM公司、德國的寶馬汽車BMW公司、意大利的法塔鋁FATA消失模鑄造公司和法國的雪鐵龍汽車公司均采用了消失模鑄造工藝來生產(chǎn)鋁合金發(fā)動機(jī)缸蓋以改善發(fā)動機(jī)乃至整車的綜合性能并取得了顯著的效果。汽車時代的進(jìn)步對原材料、能源的節(jié)約和環(huán)境保
2、護(hù)提出了更高的規(guī)范，使得發(fā)動機(jī)的比功率（KW/排量?升）越來越大，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)缸體缸蓋的工作溫度普遍提高，兩零部件的許多局部區(qū)域工作溫度已經(jīng)超過了200℃，此時一方面鋁合金的機(jī)械強(qiáng)度會下降很快，顯得不堪重負(fù)；另一方面發(fā)動機(jī)的機(jī)油正常工作溫度為105℃，如此的高溫使機(jī)油的潤滑和導(dǎo)熱作用變?nèi)酰T鐵材料件在此溫度下仍然能正常工作并表現(xiàn)出優(yōu)異的工作性能。??目前解決鋁合金在高溫及常溫下機(jī)械強(qiáng)度不夠的措施是在缸體缸蓋連接螺栓處和缸體與軸承蓋連接螺栓處進(jìn)行鑲鑄灰鑄鐵加固螺紋件或灰鑄鐵連接板。這樣做一方面增加了鑄造的技術(shù)難度、增加了零部件的重量，使得制造成本上升；另一方面由于鋁合金與灰鑄鐵的膨脹系
3、數(shù)有差別，在發(fā)動機(jī)正常工作情形下容易產(chǎn)生疲勞裂紋和鑲鑄件的松動缺陷?？v觀鑄造產(chǎn)品成型的全過程，即從礦石冶煉到鑄件成品，鋁合金的耗能要比鑄鐵高。而鑄鐵產(chǎn)品的防振能力、自潤滑能力和高溫機(jī)械性能遠(yuǎn)大于鋁合金，因此可以預(yù)見普通灰口鑄鐵、高牌號孕育鑄鐵、合金鑄鐵、蠕墨鑄鐵和球鐵材質(zhì)的汽車零部件將愈來愈多地受到人們的重視。尤其是蠕墨鑄鐵件，作為一種發(fā)動機(jī)新材料，蠕墨鑄鐵與普通灰口鑄鐵相比，抗拉強(qiáng)度提高了約75％，彈性模量增加近40％，疲勞強(qiáng)度幾乎是灰口鑄鐵的2倍，用蠕墨鑄鐵取代灰口鑄鐵生產(chǎn)的發(fā)動機(jī)缸體至少可減輕重量10％，同時大大降低了疲勞變形和柴油機(jī)的污染物排放量。國外已在大功率柴油機(jī)發(fā)動機(jī)件
4、上普遍采用蠕墨鑄鐵材料。它具備接近球墨鑄鐵的強(qiáng)度，有類似普通灰鑄鐵的防振、導(dǎo)熱能力及鑄造性能，而又較普通灰鑄鐵有更好的塑性和耐疲勞性能?？傊?，只有鑄鐵件的力學(xué)性能與高溫性能才能滿足汽車乃至發(fā)動機(jī)的未來發(fā)展之要求。??消失模鑄造的基本原理是采用與所需鑄件形狀完全相同的泡沫塑料模添加合金縮水率后代替鑄模進(jìn)行造型，泡沫模樣不取出呈實(shí)體鑄型，澆入金屬液使其汽化形成鑄件。與傳統(tǒng)的砂型鑄造相比，消失模鑄造取消了混砂、制芯工序，省去了傳統(tǒng)造型工序中分箱、起模、修型、組芯與下芯、合箱等操作，大大簡化了落砂、鑄件清理及砂處理工序，因而縮短了生產(chǎn)周期；同時一方面由于負(fù)壓下鑄型剛度大，鑄鐵件易于實(shí)現(xiàn)自補(bǔ)縮
5、，從而減小鑄件所需的冒口尺寸，另一方面由于泡沫模型簇的組裝自由度大，易于實(shí)現(xiàn)一型多件澆鑄成型，提高了工藝出品率；消失模鑄件機(jī)械加工余量?。?.5∽3.5mm），壁厚均勻度高，孔徑大于Φ7mm的內(nèi)部型腔都可以直接鑄出，鑄件重量同比普通砂型鑄件減輕8%∽12%；消失模造型干砂中無需粘結(jié)劑和添加物（煤粉、膨潤土、水），這樣一來既節(jié)約了大量的原材料又有利于舊砂循環(huán)使用，減輕環(huán)境污染。消失模鑄造技術(shù)被譽(yù)為“鑄造中的綠色工程”。在過去的二十世紀(jì)八十年代，美國就已經(jīng)把運(yùn)用消失模鑄造工藝來生產(chǎn)汽車發(fā)動機(jī)缸體缸蓋，以提高發(fā)動機(jī)的整體性能來提升其汽車工業(yè)的國際競爭力，并取得了成功。?????安徽全柴集團(tuán)
6、有限公司于1994年從美國引進(jìn)了一條完整的消失模鑄造生產(chǎn)線和相關(guān)的生產(chǎn)技術(shù)，包括預(yù)發(fā)泡機(jī)、制模機(jī)、膠合機(jī)、機(jī)械手、干砂造型和負(fù)壓澆注生產(chǎn)線，經(jīng)過十余年的消化吸收與艱苦探索，先后自主研究開發(fā)了兩大系列7個品種的消失模鑄造普通灰口鑄鐵HT150、HT200和高牌號孕育鑄鐵HT250柴油機(jī)零部件產(chǎn)品：R175A單缸柴油機(jī)缸蓋、R175A單缸柴油機(jī)缸體、N485四缸柴油機(jī)排氣管、N485四缸柴油機(jī)飛輪殼、N485四缸柴油機(jī)離合器殼、N485四缸直噴式柴油機(jī)缸蓋、4105ZLQ增壓中冷式四缸柴油機(jī)缸體。參見圖1所示，本文重點(diǎn)介紹直列四缸二氣門下置凸輪柴油機(jī)缸體缸蓋消失模鑄造工藝的關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用
7、狀況?！D1??全柴消失模泡沫模型及其鑄件產(chǎn)品展示???1?泡沫模型結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計???汽車發(fā)動機(jī)缸體缸蓋消失模泡沫模型的結(jié)構(gòu)復(fù)雜系數(shù)為一級，在實(shí)際生產(chǎn)過程中很難將其一次性發(fā)泡成型。我們參照零件的自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和消失模鑄造工藝特點(diǎn)將產(chǎn)品泡沫模型進(jìn)行分片處理，并對每一個模片進(jìn)行結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計以利于發(fā)泡成型。每一個產(chǎn)品泡沫模型分片數(shù)量的多少及模片結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計的優(yōu)劣直接關(guān)系到消失模鑄造工藝項(xiàng)目的成敗和消失模鑄造生產(chǎn)效率的高低，這是關(guān)系全局的戰(zhàn)略問題。??1.1?發(fā)動機(jī)
