发动机缸体(汽缸盖)常见缺陷与对策
柴油机气缸盖的几种损坏形式及如何判断和预防

柴油机气缸盖的几种损坏形式及如何判断和预防1.气缸盖气缸盖在极为苛刻的条件下工作,其底板受热面“鼻梁区”或内侧表面可能产生裂纹及腐蚀形式的损坏,引起这种损坏的原因如下:1)热疲劳在底板受热面“鼻梁区”产生热疲劳裂纹是四冲程柴油机气缸盖较为常见的损坏形式。
产生热疲劳裂纹是由于受热面的温度超过材料的使用极限而发生蠕变,引起局部塑性变形。
当气缸盖在冷热交替情况下工作时,受热面的收缩因塑性变形而受阻,从而产生残余拉伸应力。
受热面温度超过极限温度越多,运行时间越长,残余拉伸应力就越大,最终因应力的反复交变而出现疲劳裂纹。
严重时可能经过一次冷热循环便出现裂纹。
因此,热疲劳是取决于“冷热”循环次数的低循环疲劳。
2)机械疲劳气缸盖底板在缸内气体压力作用下发生周期性弯曲变形,其最大拉伸应力发生于底板的内侧表面,阀孔尖角处应力集中严重,再叠加上热应力(底板内侧表面所受热应力也为拉伸应力)的作用,于是机械疲劳裂纹以此尖角为起点,沿阀孔周围逐渐向受热面扩展而裂穿。
机械疲劳损坏是与发动机的累计转数有关,称高循环疲劳。
3)腐蚀疲劳曾有某老式二冲程柴油机铸钢气缸盖在密封凸缘处冷却水侧容易发生腐蚀疲劳裂纹。
冷却水中含有各种酸根离子和溶解氧将对金属发生电化学腐蚀和氧化,金属晶界是首先被腐蚀和氧化的部位。
这将导致被腐蚀的表面变得粗糙并产生应力集中,使材料的疲劳强度显著下降。
而且由于该气缸盖与气缸套的圆锥部分配合不良,以及气缸盖螺栓的过分紧固,在柴油机运转时,使密封凸缘冷却水侧产生较大的脉动机械应力。
在腐蚀和较大的脉动机械应力共同作用下,从冷却水侧开始发生腐蚀疲劳裂纹。
气缸盖裂纹可以采用渗透探伤或水压试验等方法检验。
在柴油机运转中,也可根据以下现象来判断气缸盖是否产生裂纹:(1)开车前冲车时,观察示功阀有无水汽、水珠喷出。
如有,表明气缸盖可能产生了裂纹。
(2)运转中,观察冷却水压力是否波动,冷却水出口温度是否升高,膨胀水箱水位是否正常;滑油中是否有水,油位是否升高。
汽缸体产生的一些缺陷及修理

布状况 , 降低焊缝区域 内的温差 , 使焊缝有 自由伸
缩 的可 能 , 从 而减 少焊 接应 力 。
( 3 ) 加热减 应 的要 点
②焊 接应 从壁 厚 较 厚 的部 位 起焊 。如果 壁 厚
超过 1 5 m m时 , 则不 能直 接一 次焊 成 , 要分 道焊 。
①加热减应的部位可以选择一处或多处。选
对 缸体 略加 烘 烤 , 再 用 钢 丝 刷 或 砂 布 除 掉 缺 陷表
面锈 污和杂 质 , 采 用 白粉 渗油 探伤 法 、 着 色探 伤 法 或水 压试 验 , 探 明裂纹 位 置 , 然 后 用 冲头 沿裂 纹
冲 出标记 。
2 汽缸 体 常见 问题 的修 复 方 法
用 的减 应 区形 状 为 带 状 和 三 角 形 。带 状 的 缺 陷 ,
( 1 ) 粘前 清 洁 先用 喷灯 或 氧 乙炔 焰 烧 烤 缺 陷 部 位 , 烧 去 油 脂, 蒸 发水 份 。然后 用 砂 布打 磨 缺 陷部 位 , 磨 去 表 面 的积 炭 和锈 迹 ,最 后 用 汽 油 擦 洗 表 面 ,待 晾 干
行焊 接 , 焊补之后 , 再 次 对 减 应 区加 6 0 0—7 0 0 c l C,
主要 用 于修 复气 门 弹簧 座 和气 门导管 壁 的裂
纹以及气缸套壁渗漏缺陷。其 优点在于对缸体无
热影 响 , 不 会 产 生 热 应 力 拉 裂 缸 体 。粘 补 的 另 一 优点 是胶 接 层 有 良好 的 密 封 性 , 耐热、 耐腐蚀 , 因 此用 于修 补气 缸套 壁 的渗 漏 缺 陷非 常 合 适 。工 艺
常发 生一 些 问 题 。
关键 词 : 汽缸体 ; 缺陷 ; 修复工艺 ; 强度 ; 耐磨性
柴油机汽缸盖组件常见故障分析与排除

柴油机汽缸盖组件常见故障分析与排除柴油机的汽缸盖是一个关键的部件,负责封闭气缸和供给气缸内部的燃油和空气。
在柴油机的工作过程中,汽缸盖也会遇到一些常见故障,下面是对柴油机汽缸盖常见故障的分析与排除方法。
一、汽缸盖密封不良柴油机汽缸盖密封不良会导致燃烧室内的压力泄漏或阻塞冷却液通道,从而影响柴油机的工作效率和散热性能。
这种故障的常见原因有:1. 汽缸盖螺栓松动或损坏。
解决方法是检查螺栓并加紧或更换损坏的螺栓。
2. 汽缸盖面磨损。
解决方法是研磨或更换汽缸盖面。
3. 汽缸盖垫片老化或破损。
解决方法是更换垫片。
二、气门和气门座磨损汽缸盖上的气门和气门座是柴油机燃烧室的关键组件,承受着高温和高压的工作环境,容易出现磨损。
磨损导致气门座不密封,从而导致压缩失效和功率下降。
这种故障的常见原因有:1. 气门和气门座磨损。
解决方法是重新加工气门座或更换气门和气门座。
2. 气门弹簧失效。
解决方法是更换气门弹簧。
三、柱塞喷口堵塞柴油机的柱塞喷口负责将燃油喷入气缸进行燃烧,如果柱塞喷口堵塞,会导致燃油无法喷洒到燃烧室内,影响柴油机的工作效率和动力输出。
这种故障的常见原因有:1. 燃油中含有杂质。
解决方法是定期更换燃油滤清器和加注优质的清洁燃油。
2. 柱塞喷嘴堵塞。
解决方法是拆下柱塞喷嘴清洗或更换。
四、涡轮增压器漏油柴油机中的涡轮增压器常常会出现漏油现象,这不仅会导致涡轮增压器性能下降,还可能损坏其他部件。
这种故障的常见原因有:1. 涡轮增压器油封损坏。
解决方法是更换油封。
2. 涡轮增压器进出口阀门松动或磨损。
解决方法是检查阀门并进行紧固或更换。
柴油机汽缸盖的常见故障主要包括密封不良、气门和气门座磨损、柱塞喷口堵塞、涡轮增压器漏油和冷却液泄漏等。
对于这些故障,可以采取相应的排除方法进行修复,保证柴油机的正常工作和可靠性。
气缸常见缺陷及处理方法

气缸烧蚀
总结词
气缸烧蚀是指气缸在工作过程中,由于高温作用导致气缸内壁材料发生变质的 现象。
详细描述
气缸烧蚀通常是由于润滑不良、气体温度过高、材料质量差等原因引起的。气 缸烧蚀会导致气缸密封性能下降,影响气缸的正常工作。
02
气缸缺陷原因分析
润滑不良
总结词
润滑不良是气缸运行过程中常见的问题之一,它会导致气缸摩擦增加,加速磨损 ,甚至产生卡滞现象。
气缸裂纹
总结词
气缸裂纹是指气缸在高温、高压 等恶劣工作条件下,出现裂纹的 现象。
详细描述
气缸裂纹通常是由于气缸材料疲 劳、气体压力波动、温度变化等 因素引起的。气缸裂纹会导致气 体泄漏,影响气缸的正常工作。
气缸拉伤
总结词
气缸拉伤是指气缸内壁由于摩擦力作用而产生的划痕或沟槽 。
详细描述
气缸拉伤通常是由于润滑不良、气体中的尘埃颗粒、气体压 力波动等因素引起的。气缸拉伤会导致气缸密封性能下降, 影响气缸的正常工作。
定期进行技能培训
提高操作人员的技能水平,使其能够正确、 熟练地操作气缸。
保证冷却系统正常运行
定期检查冷却系统
确保冷却水充足,无泄漏现象,散热 器清洁无堵塞。
控制工作温度
避免气缸因过热而产生热变形和磨损。
使用优质的气缸材料
选择高强度、耐磨材料
提高气缸的机械性能和耐久性。
VS
严格控制材料质量
确保气缸材料的质量符合相关标准和设计 要求。
03
气缸缺陷处理方法
气缸磨损处理方法
气缸磨损是气缸常见缺陷之一, 通常是由于润滑不良、气体压力
波动或杂质进入气缸所导致。
处理方法包括更换气缸套、修复 磨损部位或使用耐磨涂层进行修
发动机缸体铸造缺陷及对策教学内容

发动机缸体铸造缺陷及对策新闻摘要:概述改革开放后近十年来,我国的汽车制造工业得到了飞速发展,许多高端汽车品牌,几乎与发达国家同步推出面世,与之相适应的汽车发动机制造业也得到了迅猛发展,其中发动机铸造的水平也得到了极大的提高,无论铸件产量还是铸件技术要求及铸件质量,都基本上满足了现代汽车发动机日益提高的要求。
以中小型乘用车发动机主要铸概述改革开放后近十年来,我的汽车制造工业得到了飞速发展,许多高端汽车品牌,几乎与发达国家同步推出面世,与之相适应的汽车发动机制造业也得到了迅猛发展,其中发动机铸造的水平也得到了极大的提高,无论铸件产量还铸件技术要求及铸件质量,都基本上满足了现代汽车发动机日益提高的要求。
以中小型乘用车发动机主要铸件汽缸体(汽缸盖)生产为例,众多汽车发动机铸造企业都采用了粘土砂高压造型(少数为自硬树脂砂造型),制芯则普遍采用覆膜砂热芯或冷芯工艺,而在熔炼方面大都采用双联熔炼或电炉熔炼,所生产的发动机均为高强度薄壁铸铁件。
许多厂家为满足高强度薄壁铸件的工艺要求,纷纷引进先进的工艺技术装备,如高效混砂机、高压造型线、高度自动化的制芯中心、强力抛丸设备,大多采用整体浸涂、烘干,并且自动下芯。
在过程质量控制方面,许多企业实现了在线检测与控制,如配备了型砂性能在线检测、热分析法铁水质量检测与判断装置、真空直读光谱仪快速检测。
清洁度检查的工业内窥镜等。
相当一部分企业还在产品开发方面应用了计算机模拟技术。
可以毫不夸张的说,就硬件配置而言,我国发动机铸造水平丝毫不亚于当今世界工业发达国家,一句话,具备了现代铸造生产条件。
(为叙述方便,以下称上述框架内容的生产条件为现代生产条件。
)然而,应该承认,在发动机铸造企业的经济效益与产品质量以及铸件所能达到的技术要求方面,我们与世界发达国家还有较大的差距。
提高产品质量,减少废品损失,是缩小与发达国家差距、发挥引进设备效能、提高企业效益的重要途径。
本文试图就我国铸造企业在现代铸造条件下,中小型乘用车发动机灰铸铁汽缸体(汽缸盖)铸件生产中常见的铸造缺陷与对策,与广大业界同仁作一交流。
发动机缸体汽缸盖常见缺陷与对策

发动机缸体汽缸盖常见缺陷与对策发动机缸体汽缸盖是发动机的重要组成部分之一,也是发动机内部关键部位的保护与封闭装置。
它不仅承受着高温、高压和高速的工作环境,还需要具备良好的密封性和强度,以确保发动机正常工作。
然而,在使用过程中,发动机缸体汽缸盖可能出现一些常见的缺陷。
下面我将介绍一些常见的缺陷及其对策。
首先,常见的缺陷之一是汽缸盖的密封性不好。
汽缸盖的密封性不好会导致燃烧室的压力下降,影响发动机的工作效率。
这种情况通常是由于汽缸盖和缸体之间的密封垫老化或损坏所致。
对策是定期检查密封垫的状态,并及时更换。
其次,汽缸盖可能会出现裂纹。
汽缸盖裂纹的出现可能和高温、高压的工作环境有关,也可能由于制造缺陷或机械损伤导致。
裂纹的存在会导致汽缸盖的强度下降,甚至引起漏水、漏气等问题。
对策是加强发动机冷却系统的维护,避免因高温引起的产热过大,另外定期进行汽缸盖的检查和维护,对于有裂纹的情况及时更换。
另外,汽缸盖的气门导管也可能出现磨损或腐蚀。
气门导管是汽缸盖上用于安装气门的部件,因发动机工作时需要不断开启和关闭,所以导致了气门导管的磨损。
腐蚀则主要是由于燃烧室内的高温和化学反应导致。
这些问题会导致气门的密封性下降,进而影响发动机的工作效率和性能。
对策是定期检查气门导管的磨损情况,并根据情况进行修复或更换。
此外,部分汽缸盖还可能会出现焊接问题。
汽缸盖焊接问题可能是由于制造过程中焊接不良或焊接接头质量不过关所致。
焊接问题会导致汽缸盖的强度下降,甚至出现裂纹和漏油的情况。
对策是加强焊接工艺的控制和质量管理,确保焊接接头的质量,避免出现焊接缺陷。
综上所述,发动机缸体汽缸盖的常见缺陷包括密封性不好、裂纹、气门导管磨损或腐蚀以及焊接问题等。
对策是定期检查和维护汽缸盖,及时更换损坏的密封垫、裂纹严重的汽缸盖以及磨损或腐蚀严重的气门导管。
此外,还需要加强发动机冷却系统的维护,避免因高温引起的问题。
通过这些对策,可以确保发动机缸体汽缸盖的正常使用和工作性能。
气缸盖气缸套故障与维护管理介绍.ppt

缸套安装力
3、其它常见缺陷
湿式缸套外圆O型橡胶密封圈失效,使冷 却水泄漏到曲轴箱或扫气箱,造成柴油机 无法工作或发生事故。
密封圈使用中因长期在高温高压下老化, 失去弹性而失效是正常现象。但在缸套振 动严重或在拆吊活塞连杆时碰松缸套等情 况也会使密封水封圈处泄漏。因橡胶圈选 择不当或安装不良,会使新装水封圈都不 能密封。
3、气缸盖裂纹
底面有裂纹的缸盖一般报废。大型缸盖可用 金属扣合法修理使用。缸盖其它表面的裂纹 可用覆板法、工程塑料粘补法或金属扣合法 修补。对喷油器及阀件座孔孔壁产生裂纹时, 可用镶套法修理。先将裂纹座孔镗扩呈圆孔。 用青铜或不锈钢车制成镶套。还可在两者结 合端面或圆面敷涂工程塑料。装配后再经 0.4MPa~0.6MPa的水压试验,要求历时 5min不漏。
对于小型气缸盖,在全长上翘曲量超过 0.4mm时,应予报废换新。
3、气缸盖裂纹
气缸盖裂纹常发生在底板上,最易发生在各 阀座孔与喷油器座孔之间。
造成缸盖裂纹的根本原因是热应力引起的热 疲劳和腐蚀疲劳加上气体压力共同作用。
热疲劳裂纹多数在燃气侧形成和发展,并有 可能在短期内发生。脉动气体应力产生疲劳 裂纹多见于底板的水腔侧表面,破裂断面有 贝壳状挤压痕迹。
2、气缸套裂纹
缸套裂纹易发生在安装凸肩与外圆转角处, 或在燃烧室内壁或气口间筋肋间。上部裂 纹往往是安装应力和疲劳应力过大所至。 燃烧室壁和气口筋肋往往因过热或拉缸、 咬缸产生裂纹。因冷却水温过低,热应力 过大也会产生裂纹。活塞与缸套间隙过大, 撞击强烈也加速裂纹产生。如果燃烧压力 过大,或燃油量过大也容易造成裂纹产生。
3、其它常见缺陷
缸套冷却水腔工作长久后会堆积水垢,这 是冷却水中碳酸氢钙、硅酸盐等受热分解 后沉淀堆积的结果。水垢的导热系数极低, 只有铸铁的1/20~1/30。因此当水垢厚 度超过1.5mm时,缸套冷却效果将严重恶 化。故应用机械的或化学的方法及时清除 水垢,用化学法清洗时,应防止酸性或碱 性物质对人体和设备的危害,确保安全。
缸体缸盖气孔缺陷的产生及防止措施

Ke r s g a rn;c l d rb o k c l d rh a ; l w oe y wo d : r yio yi e lc ; yi e e d b o h l n n
气孔 是发 动机 缸体 、 盖生 产 中最 常见 的缺 陷 缸
之一 , 是铸 造生 产 中较难 预 防和控 制 的问题 。影 也 响气 孔产生 的因素非 常多 , 因素问关 系交 错复杂 , 各 而且生产 中任何一 个小 的疏 忽也有 可能导致气 孔缺 陷产 生 , 至天气 潮湿 也会 导致 铸 件气 孔废 品率 上 甚
工大学 , 工程师 , 主要从事柴油机缸体 、 缸盖铸件的开发 与改进3作 。 -
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中小型乘用车发动机缸体(汽缸盖)常见缺陷与对策浅析概述(铸件脉纹形成机理及其防治)改革开放后近十年来,我国的汽车制造工业得到了飞速发展,许多高端汽车品牌,几乎与发达国家同步推出面世,与之相适应的汽车发运机制造业也得到了迅猛发展,其中发动机铸造的水平也得到了极大的提高,无论铸造产量还是铸件技术要求及铸件质量,都有基本上满足了现代汽车发动机日益提高的要求。
以中小型乘用发动机主要铸件汽缸体(汽缸盖)生产为例,众多汽车发动机铸造企业都有采用了粘土砂高压造型(少数为自硬树脂砂造型),制芯则普遍采用覆膜砂热芯或冷芯工艺,而在熔炼方面大都采用双联熔炼或电炉熔炼,所生产的发动机均为高强度薄壁铁件。
许多厂家为满足高强度薄壁铸铁件的工艺要求,纷纷引进先进的工艺技术装备,如高效混砂机,高压造型线,高度自动化的制芯中心,强力抛丸设备,大多采用整体浸涂,烘干,并且自动下芯。
在过程质量控制方面,许多企业实现了在线检测与控制,如配备了型砂性能在线检测,热分析法铁水质量检测与判断装置,真空直读光谱议快速检测。
清洁度检查的工业内窥镜等。
相当一部分企业还在产品开发方面应用了计算机模式拟技术。
可以毫不夸张地说,就硬件配件而言,我国发动机铸造水平丝毫不亚于当今世界上工业发达国家,一句话,具备了现代铸造生产条件。
(为叙述方便,以下称上述框架内容的生产条件为现代生产条件。
)然而应该承认,在发动机铸造企业的经济效益与产品质量以及铸件所能达到的技术要求方面,我们与世界发达国家还有较大的差距。
提高生产质量,减少废品损失,是缩小与发达国家差距,发挥引进设备效能,提高企业效益的重要途径。
本文试图就我国铸造企业在现代铸造条件下,中小型乘用车发动机灰铸铁汽缸体(汽缸盖)铸件生产中常见的铸造缺陷与对策,与广大业界同仁作一交流。
1气孔气孔通常是汽缸体铸件最常见缺陷,往往占铸件废品的首位。
如何防止气孔,是铸造工作者一个永久的课题。
汽缸体的气孔多见于上型面的水套区域对应的外表面(含缸盖面周边),例如出气针底部(这时冒起的气针较短)或凸起的筋条部。
以及缸筒加工后的内表面。
严重时由于型芯的发气量大而又未能充分排气,使上型面产生呛火现象,导致大面积孔洞与无规律的砂眼。
在现代生产条件下,反应性气孔与析出性气孔较为少见,较为多见的是侵入性气孔。
现对侵入性气孔分析出如下:1.1原因1.1.1 型腔排气不充分,排气系统总载面积偏小。
1.1.2浇注温度较低。
1.1.3浇注速度太慢;,铁液充型不平稳,有气体卷入。
1.1.4型砂水份偏高;砂型内灰分含量高,砂型透气性差。
1.1.5对于干式气缸套结构的发动机,水套砂芯工艺不当(如未设置排气系统或排气系统不完善;或因密封不严,使浇注时铁水钻入排气通道而堵死排气道;砂芯砂粒偏细,透气不良;上涂料后未充分干燥;砂芯砂与涂料发气量太大,或发气速度不当,涂料的屏蔽性差……).经验证明,干式缸套的缸体的气孔缺陷,很大程度上与水套工艺因素相关连。
1.1.6孕育剂未经干燥且粒度不当;铁液未充分除渣,浇注时未挡渣,由此引起渣气孔。
1.1.7浇注时未及时引火1.2对策1.2.1模型上较高部位设置数量足够,截面恰当的出气针或排气片;而芯头部位设置排气空腔.上述排气系统均应将气体引至型外。
通常排气截面为应内浇道总截面积1.5~1.8倍左右。
1.2.2浇注系统按半开放半封闭原则设置为宜,且须具有一定的拦渣功能,这样铁液充型时比较平稳,不会充击铸型或产生飞测或卷入气体.而浇注系统的截面大小以8~10kg/S的浇注速度来计算较为适宜。
1.2.3铁液的熔炼温度应不低于1500°C,而手工浇注时末箱的浇注温度应控制在1400°C左右(视铸件大小与壁厚可适当调整).最好能采用自动工浇注,浇注温度误差应在20°C以内。
1.2.4一个好的适于高压造型的砂处理系统,型砂水分应在控制在2.8-3.2%,其实的紧实率应在36~42之间,而湿压强度应达180~220kpa(均指在造型机处取样检测).为达这些指标,需监控型砂的灰份,辅助材料的添加量,合适的原砂粒度,循环砂的温度及混砂效率。
1.2.5注意做好铁液去渣,浇注时挡渣引火以及孕育剂的干燥等工作。
1.2.6对于干式气缸套结构的发动机缸体,至关重要的是要有非常完善到位的水套砂芯工艺:a 、水套坭芯用砂的平均细度较之其他砂芯要粗一些,以求有良好的透气性。
b、设置充分的互相连通的排气孔网并使之能排出型外,这些孔网尽可能在制芯时生成,亦可在成型后钻加工形成。
对于前者要定期监控检查孔网是否畅通(当心部芯砂固化不良时易将孔网堵塞)。
c、对砂芯砂性能要综合考虑,不能片面追求强度。
当强度太高时,势必要增大树脂用量,从面使芯砂发气量太高;而当水套芯的结构比较复杂纤薄砂厚不均匀,且以能开出排气孔网时,就要求砂芯有较高的强度,即使发气量大些也无防。
d、当水套芯有排气孔网时,涂料要有较好的屏蔽性;当水套芯截面不便设置排气孔网时,涂料要有较好的透气性,这时砂的粒度也应更粗些。
e、当水套芯布有排气孔网时,且使用屏蔽性涂料时,在浸涂时要防止涂料液进入排气孔网,更要注意封火措施(可使用封火垫片材料),以免浇注时铁水进入排气孔网,把排气道堵死;f、涂料的发气量要低,且施涂后一定要充分干燥。
一个成熟的水套芯工艺,可以将缸筒加工后内表面的气孔废品率控制在0.3%,甚至更低。
2.砂眼砂眼也是气缸体(气缸盖)铸件的常见缺陷,多见于铸件的上型面,也有在缸筒的内表面经加工后暴露出来的。
2.1 原因2.1.1浇注系统设计不合理。
2.1.2型砂系列化统管理不善,型砂性能欠佳。
2.1.3型腔不洁净。
2.1.4砂芯表面状况不良或是施涂与干燥不当。
2.2 对策2.2.1就浇注系统设置方面来说,为避免或减少砂眼缺陷,应注意以下事项;a、要有合理的浇注速度。
截面太小,则浇注速度太慢,铁液上升速度太慢,上型受铁液高温烘烤时间长,容易使型砂爆裂,严重时会造成片状脱落。
浇注系统的比例,应使铁液能平稳注入,不得形成紊流或喷射。
b、尽量使铁液流经的整个通道在砂芯内生成,通常坭芯砂(热法覆膜砂或冷芯砂)较之外模粘土砂更耐高温铁液冲刷。
而直浇道难以避免设置在外模的粘土砂砂型中通过,这时可在直浇口与横浇口搭接处设置过滤器(最好是泡沫陶瓷质),可以将铁液在直浇道内可能冲刷下来散砂和铁液夹渣加以过滤,从而可减少砂眼和渣眼。
c、浇道是变截面的,因此变截面处应尽可能圆滑光洁,避免形成易被铁液冲垮的尖角砂。
d、浇道的截面比例宜采用半封闭半开放型式,以降低铁液进入型腔时的流速与冲击,而内浇道位置应尽可能避免直接冲击型壁和型芯,且呈扩张形为好。
2.2.2为防止铸件的砂眼缺陷,型砂方面的主要措施是a、是控制型砂中的微粉含量,型砂在反复使用中,微粉含量会越来越高,这会降低型砂的湿压强度,水份及紧实率则会提高,使型砂发脆。
b、浇注时砂芯溃散后混入旧砂,未燃尽的残留树脂膜,会使型砂的韧性变差,产生砂眼的可能性也增大。
为此需要改善型砂的表面稳定性,降低脆性,提高韧性,方法是应在型砂中增加适当的a-淀粉,均可取得良好的效果,也可以在型腔表面施表面安定剂(喷洒)。
2.2.3 在造型、翻箱,特别是下芯、合箱等各环节容易将砂粒掉入型腔,而又未能清理干净,极易造成铸件砂眼缺陷。
为此,一是要选取恰当的芯头间隙和斜度并保证下芯和合箱的工装精度,以免破坏砂型或损坏型芯而将砂粒散落在型腔内;二是合箱前清理干净型内可能掉入的砂粒(抽吸法好于吹出法)。
2.2.4 不能忽视的是,砂芯的飞边毛刺要清理干净,上涂烘干后待用的砂芯表面的砂粒灰尘也要吹净,否则容易被铁水冲刷并富集在铸件某处形成砂眼。
同时,需要强调的是,砂芯上涂不能太厚,优其是当工艺要求个别砂芯的个别部位或全部两次浸渗涂料时,涂料不能太厚,且须等第一次上涂料干燥到一定程度后才能上涂第二次,否则浇注时过厚的涂料会爆裂而形成夹砂(渣)。
3 脉纹(飞翅)通常在铸件的内表面或热节部位,如缸体缸盖的水套腔内,或是进排气道内,由于浇注时高温铁液的作用,使砂芯硅砂发生相变膨胀引起砂芯表面产生裂缝,液体金属渗入其中,从而导致铸件形成飞翅状凸起的缺陷,即"脉纹"。
脉纹一旦出现,难以清理,当水套腔内有脉纹时,轻者会影响内腔的清洁度,重者会影响冷却水的流量,从而降低对发动机的冷却效果,甚会引起“烧缸”,“拉缸”严重后果;当气道内出现脉纹时,会影响气道涡流特性,最终影响发动机的整机工作性能。
生产实残证明,冷芯工艺产生脉纹的倾向要稍大于壳芯产生脉纹的倾向。
3.1 原因3.1.1 如上所述,产生脉纹的根本原因是高温铁液作用于砂芯引起硅砂的膨胀裂纹。
3.1.2 砂芯材料不具备低膨胀的性能,或者其自身不能吸收这种受热产生的膨胀。
3.1.3 砂芯的韧性或高温强度不足以克服膨胀应力导致产生裂纹。
3.1.4 所用材料不能低御砂芯在高温下产生膨胀裂纹。
3.1.5 铁液未能在砂芯产生裂纹前凝固结壳,从而预防脉纹产生。
3.2 对策针对3.1所列产生脉纹的原因(或者说脉纹形成的机理)。
显然应采取以下措施;3.2.1 在保证能得到健全铸件而不产生气孔等缺陷的铁液充型温度下,尽可能采取较低的浇注温度以减轻砂芯受热膨胀的程度;同时采用较快的浇注速度,以避免砂芯长时间受到高温烘烤可能产生的膨胀裂纹。
3.2.2 用于易产生脉纹砂芯(如水套芯,进排气道芯)的芯砂原砂预先进行消除相变膨胀处理,或者在砂芯材料中添加一些辅助材料,降低砂芯材料的热膨胀率;再就是原砂的颗粒组成以三筛或四筛级配,以求砂芯材料能自身吸收膨胀变型。
3.2.3 必要时,在砂芯材料中使用一定比例的非石英系列砂(如橄槛石砂,锆英砂等),第一它们的膨胀率极小,第二其导热性能好,使铁液结壳时间早于砂芯相变膨胀开裂时间。
3.2.4 提高砂芯材料的韧性和高温强度。
3.2.5 使用强度、韧性优良,且导热性能极好的烧结型涂料,以增强砂芯表面抗膨胀裂纹的能力。
以上这些措施使用于冷芯砂,也使用于热法覆模砂(壳型砂)。
由此看出,预防或减少脉纹缺陷的主要措施是改善砂芯膨胀性能。
4 清洁度现代发动机对清洁度的要求非常苛刻,对气缸体(气缸盖)铸件而言,水腔、油腔、挺杆室等到部位允许残留的砂粒和异物,仅限为数克(g)以内,许多企业尽管采取了二次抛丸、强力抛丸,甚至引进了先进的抛丸设备,如鼠笼或机械手抛丸,要完全达到内腔清洁度要求,仍然较为困难,无论是壳芯或是冷芯,情形均一样。
4.1 原因清洁度达不到要求,从根本上来说是由于铸件结构方面的原因,上述各腔在抛丸时,因为出砂孔眼少而小,铁丸所能投射进去的量有限,所以内腔的光洁度与清洁程度均不及铸件的外表面,也不及曲轴箱和缸筒面等部位。
在不能改变铸件结构的情况下,只能查找影响清洁度其他方面的原因。