金延竹，张世超，夏振佳，吴景波，浑守岭（一汽铸造有限公司技术中心吉林长春）

摘要：以V12缸盖为研究对象，开展了小批量生产的铸造工艺开发，解决复杂砂型手工制作、大型砂芯间定位等难题，借助计算机模拟技术，优化倾转工艺，开发的铸造工艺适合小批量生产V12铝合金缸盖。

1背景V12铝合金缸盖是一汽自主设计开发、搭载红旗轿车的，需铸造公司开发v12铝合金缸盖铸造生产技术，探讨提供国产v12铝合金缸盖铸件的可行性。

铸件（见图一）轮廓尺寸.1*.0*.5；主要壁厚4mm，净重24.5kg；材料ZLA，T6热处理。采用树脂砂手工造型工艺，尽量采用整体砂芯；对于无法成形部位设计活块或小芯，对于制作困难的小芯采用烧结制作；结构复杂砂芯采用覆膜砂手工制作，电阻炉加热的工艺。浇注过程采用倾转工艺。

2产品工艺风险分析

铸造公司未开发过此类铸件，有开发不成功的可能，主要存在以下风险：

1）V12铝缸盖体铸件热节分散，补缩困难，缩松难以控制；

2）结构复杂，手工模具较为复杂；

3）由于结构原因及手工铸造特点，内浇口布置位置须经大量试验后确定；

4）手工模具及操作保证各缸燃烧时尺寸精度很困难；

5）结构复杂，模具定位精度要求高；

6）气道、油道及水套手工制芯困难；

3工艺方案设计

3.1总体工艺路线

根据铸件特点和中试车间现有设备和技术条件，采用树脂砂手工造型，重力倾转浇注的铸造工艺，规避砂型发气及铝液集中流淌对铸件质量的影响。

3.2倾转方式确定

采用°和90°两种翻转方式（如下表所示），以°倾转作为首选工艺方案，将90°倾转作为后备方案与前者进行对比（表1）

3.3铸造工艺模拟分析

通过模拟确定了倾转方向，排气道侧进水的方案下，充型过程中温度分布好于进气道侧进水的方案，产生冷隔的风险大大降低。而凝固过程两种工艺差别不大。（图2）

对排气道一侧进水的°倾转的工艺进行了细致的模拟，下图是倾转过程的铝液填充情况模拟（图3）。

通过组织性能模拟，粗略的预测了在现有工艺下生产的铸件各个位置的晶粒尺寸，枝晶间距，并预测了在一般的T6热处理的抗拉强度和延伸率。

3.4制芯工艺

3.4.1高精度进、排气道芯

使用覆膜砂、采用射砂、电阻炉加热做成单体气道芯（图10、11）。优点：模具精度高，砂芯表面质量好，具备制芯条件。风险：制芯效率低，排气效果相对差。

具体制芯过程：模具在电阻炉内预加热，向射砂筒内灌满干态覆膜砂，然后将其固定在模具加砂口，通过向射砂筒中通入压缩空气，使覆膜砂填满模具型腔，然后将模具放入电阻炉加热。

3.4.2水套芯、油道芯

采用手工覆膜砂制作水套芯和油道芯（图12-14）。设置螺栓升降顶芯板机构，对起芯困难的部位设置活块，同时设计模具夹紧机构，便于操作。

3.4.3底模（图15-17）

采用树脂砂手工造型

为保证燃烧室精度，使用质量好的可加工塑料制作整体模具。优点：操作简单。风险：不利于布局调整。（如需进一步提升燃烧室精度，模具可采用镶钢活块，通过铜片调整各燃烧室位置。优点：便于控制各燃烧室尺寸偏差，保证容积要求。缺点：安装误差不好保证，需进行若干轮调试。）

为避免螺栓扣、回油道孔及火花塞孔出现缩松，在Ф7和Ф10的孔埋入Ф7和Ф10的内冷铁。

为提高燃烧室附件力学性能，在型内燃烧室面及侧面铺一层洛铁矿砂，以提高底模附近的冷却效果。

3.4.4其他砂芯

其它砂芯无造型难度，主要采用树脂砂手工造型，侧方一处小芯采用快速成型直接烧制。

4铸件质量检测

清理后的铸件见图18，°翻转工艺的关键截面解剖如图19所示，各截面均未出现缩孔缩松。采用90°翻转工艺的截面解剖检查如图20所示，危险截面未出现缩松缩孔。CT扫描检测重点

转载请注明:http://www.aideyishus.com/lkyy/82.html