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組芯工藝更適合制造鋁合金缸體缸蓋的N大理由
發布時間:
2014-10-29 00:00
來源:
1 概述
組芯工藝(Cosworth),即用組芯技術生產鑄件,組芯由單個砂芯組合而成。組芯技術與濕型砂工藝相比的優勢在于尺寸精度高、大量減少了砂的循環、采用氣體硬化單一芯砂系統(添加有機樹脂的芯砂可有效地回收,回收率達95%以上)。
目前有以下幾種組芯工藝方法:粘膠、螺釘緊固、注鋁和鎖芯工藝。
1.1 粘膠是最快速、最常用的組芯法,尺寸精度最高。主要優點:
1) 聚酷胺類型熱熔粘結劑品種較多(粘膠熔化溫度140-1800C,相應的粘度為2~4(Pa.s),粘結時間為3~4s;
2) 粘結處經按壓后強度大增;
3) 在干燥的儲存室中元儲存時間限制;
4) 抗濕性能好,可抵御高潮濕空氣;
5) 用量少,強度高;
6) 多種有效而經濟的熔化裝置。
1.2 注鋁簡單連接處可以注鋁,如預組合水套芯和圓筒芯。該工藝的優點在于落砂后用過的芯砂和金屬鋁不會混 淆。回收后的鋁可被再次熔化并使用。缺點是該工藝成本高己難以自動化。
1.3 螺釘緊固螺釘緊固不適用于圓弧芯頭。另外螺釘不能被再利用。該工藝經濟效率比粘膠法差,但比注鋁好。
1.4 鎖芯工藝該工藝的優點是用一個通用芯固定預組合芯,但同時也是缺點。組合預組合芯必須使用昂貴的工裝。通用芯生產的費用比熱熔粘結膠及螺釘的費用高得多。另外,只有當組合預組合芯的工裝沒有被磨損時,缸體尺寸的精度才可被保證。約射制50000次后將出現尺寸偏差,必須進行檢測、調整。
2 組芯工藝的經濟效率
2.1 組芯工藝與濕型砂比較
圖1是砂箱尺寸為1200mm×1000mm×350/350mm的有箱濕型砂造型線與用冷芯盒組芯生產線每小時生產90個4缸鋁發動機缸體(2.0L轎車)的費用比較。該比較顯示了用組芯法批量生產鑄件不僅在技術工藝上前景廣闊,而且從經濟角度考慮也是如此。
圖1 用濕型砂及組芯工藝年產129600個鋁缸體的費用比較
2.2 組芯工藝與重力鑄造相比較
用重力鑄造取代濕型砂工藝,來比較一下組芯工藝與重力鑄造工藝。組芯工藝將采用同樣的生產數據。缸體外形在重力鑄造中是采用金屬模具。澆注前,將組芯放入模具中。這樣,缸體內臟采用芯砂,與濕型砂工藝相似。表1是重力鑄造工藝與組芯工藝年產29600件缸體的經濟效益比較,其中缸體是用轉臺式設備生產。要達到每小時叨件缸體的生產量需3個轉臺,每個帶3臺重力澆注機。平均生產時間是120s/件。
表1 重力鑄造工藝與組芯工藝費用比較
生產工藝生產設備生產能力年產量(1600h/年)一般利用率90%90件/h*1600h/年*0.9=129600件/年芯砂最大消耗量(kg/件)芯砂組成(重量比)100%硅砂,0.4%樹脂,0.4%硬化劑,0.06%三乙胺材料價格(馬克/t)95初始投資/馬克材料費用。
2.3 不同組芯工藝的比較
生產1個4缸l.6L發動機缸蓋的組芯包括1個水套芯、一個進氣道和一個排氣道芯。單芯可用不同制芯方法制造。鑄件材質為鋁合金。組芯重量約8kg.不涂涂料。不同工藝費比較見圖2。
圖 2 每組芯總費用
3 結論
組芯工藝是生產高尺寸精度鋁合合金缸體缸蓋的最新最好的組芯工藝之一。世界著名的汽車集團,如福特,馬自達,大眾、奧迪,雪鐵龍正成功的運用該工藝。選擇這種生產工藝的理由是:高生產率、高柔性(在切換發動機型號時)、高鑄件質量穩定性、潛在的高自動化、最小的消耗。
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