專利名稱：一種提高耐熱鋼排氣歧管熔模鑄件出品率的方法
技術領域：
本發明屬于金屬鑄造技術，具體涉及一種可提高汽車發動機耐熱鋼排氣歧管熔模鑄造鑄件工藝出品率的工藝設計方案。
背景技術：
汽車排氣歧管是收集從發動機各氣缸中排出的廢氣并排向排氣管的部件，是發動機八大主要零部件之一，整個排氣系統工作效率的高低取決于排氣歧管的設計與制造。目前，有關排氣歧管鑄造工藝的報道有申請號為200610107204. 0，發明名稱為《高鎳奧氏體球墨鑄鐵汽車排氣歧管及鑄造方法》的中國發明專利。2009年3月，陳勇、楊湘杰發表的《基于AnyCasting排氣歧管砂型鑄造數值模擬及試驗研究》；2011年10月，趙新武、楊敉等發表的《排氣歧管鑄件的鑄造工藝設計與優化》都通過砂型鑄造來生產。但都 存在因排氣歧管結構復雜，砂型鑄造分型困難，砂芯活塊多，組合砂芯多，砂芯完全在高溫鐵液的包圍下，氣體難以排出的不足。因此在鑄造過程中極易出現縮松、縮孔、氣孔等缺陷。基于排氣歧管結構復雜，且排氣歧管各部位尺寸差別大，孤立熱節多，放置冒口困難，給傳統砂型鑄造生產帶來了較大的難度。熔模鑄造是一種特別適合鑄造形狀復雜、薄壁零件的特種鑄造技術，并且獲得的鑄件具有較高的尺寸精度和低的表面粗糙度。近年來，出現了熔模鑄造技術生產汽車排氣歧管的探索，但生產發現，采用現有熔模鑄造設計方案生產耐熱鋼汽車排氣歧管工藝出品率低的不足。
發明內容
為解決砂型鑄造工藝生產汽車發動機排氣歧管存在的縮松、縮孔、氣孔等缺陷，本發明采用熔模鑄造方法生產耐熱鋼排氣歧管，并提供一種提高耐熱鋼汽車排氣歧管熔模鑄造工藝出品率的工藝設計方案。排氣歧管鑄件結構圖如圖I所示。該排氣歧管鑄件形狀復雜，壁厚尺寸相差大，管壁處厚度僅為4mm,最厚部分厚度達到54mm ;孤立熱節多,放置冒口困難；同時,熔模鑄造不適宜采用放置冷鐵改進凝固過程。根據產品技術要求，現有工藝設計方案如圖2所示，具體為在底部法蘭邊放置三個冒口，在4個支管的匯聚口處開設澆冒口。并在冒口上設置三個排氣管連接到澆口中間部位。計算與測試結果表明該工藝方案的工藝出品率為38.8%。在對現有工藝方案的流動和凝固過程分析發現，采用直澆道補縮，由于澆道部位尺寸設計過大，降低了鑄件的工藝出品率。根據產品技術要求，本發明提供一種高工藝出品率的優化方法，如圖3所示。一種提高耐熱鋼汽車排氣歧管熔模鑄造工藝出品率的設計方案，是在排氣歧管底部法蘭邊放置三個冒口，在排氣歧管的4個支管的匯聚口處開設澆冒口 ；并在每個冒口上設置排氣管連接到澆冒口頂部。本發明與現有技術相比所具有的顯著特點是
O改變了冒口結構、增大了冒口尺寸，以增加冒口補縮距離，得到表面質量良好的鑄件。冒口具體結構和尺寸如圖4，6所示，體積從原來的78cm3增加到126cm3。2)減小了直澆道部位尺寸，同時將排氣管移至直澆道頂部。直澆道具體尺寸如圖5, 7所示，體積從原工藝的958cm3減小至370cm3。3)顯著提高工藝出品率。工藝出品率由 原來38. 8%提高到49. 1%，相對提高率將近 30%。
圖I是排氣歧管結構示意圖。圖2是現有工藝設計方案示意圖。圖3是本發明方法設計方案示意圖。圖4是現有工藝方案冒口幾何圖。圖5是現有工藝方案直澆道幾何圖。圖6是本發明工藝設計冒口幾何圖。圖7是本發明工藝設計直澆道幾何圖。圖中尺寸單位為mm。
具體實施例方式實施例I
現有工藝方案排氣歧管工藝設計
在底部法蘭邊放置三個冒口，并在4個支管的匯聚口處開設澆口。冒口體積為78cm3，如圖4所示(單位mm)。直燒道體積為958cm3 ,如圖5所示(單位mm)。所得鑄件的底部法蘭與冒口的接觸面存在縮松、縮孔缺陷，其工藝出品率為38. 8%。實施例2
本發明工藝方案排氣歧管工藝設計
在底部法蘭邊放置三個冒口，并在4個支管的匯聚口處開設澆口。冒口體積為126cm3，如圖6所示(單位mm),直燒道體積為370cm3,如圖7所示(單位mm)。所得鑄件的底部法蘭與冒口的接觸面無縮松、縮孔缺陷，其工藝出品率達到49. 1%。
權利要求
1.一種提高耐熱鋼汽車排氣歧管熔模鑄造出品率的方法，是在排氣歧管底部法蘭邊放置三個冒口，在排氣歧管的4個支管的匯聚口處開設澆冒口 ；并在每個冒口上設置排氣管連接到澆冒口頂部。
全文摘要
本發明涉及一種提高耐熱鋼汽車排氣歧管熔模鑄造出品率的方法，該方法是在排氣歧管底部法蘭邊放置三個冒口，在排氣歧管的4個支管的匯聚口處開設澆冒口；并在每個冒口上設置排氣管連接到澆冒口頂部。采用本發明能顯著提高工藝出品率；工藝出品率由原來38.8%提高到49.1%，相對提高率將近30%。
文檔編號B22C9/22GK102921895SQ201210460130
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月15日 優先權日2012年11月15日
發明者胡靜, 方圓, 陳平 申請人:常州大學, 常州武帆合金有限公司