康明斯C系列排气管制造技术研究

摘要

康明斯C系列大马力发动机是近年来东风汽车公司从美国康明斯公司引进的主力发动机。康明斯C系列排气管是此发动机上的重要零件之一，材质为中硅铁素体球墨铸铁，牌号为QT400-15，铁素体含量≥95％，球化率≥85％，铸件壁厚较薄，大部分壁厚为5mm，这种材质国内外一般采用热处理工艺，直接采用铸态来保证技术要求，具有相当大的难度。 本课题基于湿型铸态条件，首先通过试验设计，初步确定出铁液化学成分范围，球化处理和孕育处理工艺；在试验过程中，采用了增加微量元素Bi和三次孕育等先进工艺，对Y型试块、附铸试块、铸件本体的对比试验，为开发高标准材质提供了坚实的保障；采用先进铸造CAE技术，比较和筛选出最佳工艺方案；同时采用了先进的隔芯技术。 通过大量试验研究和生产验证，取得了显著的成效：铸件材质性能满足康明斯C系列排气管技术标准；筛选出C系列排气管最佳铸造工艺方案，特别是采用隔芯技术，显著提高了劳动生产率；将华铸CAE技术应用于新产品开发中取得了很好的效果；大幅度降低了生产初期铸件缩孔、缩松等居高不下的难题。 本课题研究成功实现了C系列发动机排气管完全国产化，达到国内领先水平，同时为工厂创造了显著的经济效益。

目录

文摘

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1绪论

1.1课题来源及意义

1.2文献综述

1.3主要研究内容

2试验条件及内容

2.1试验原材料成分

2.2试验设备

2.3试验工艺

3康明斯C系列排气管材质的研究

3.1铸件技术要求

3.2试生产中存在的问题

3.3化学成分对材质的影响

3.4孕育处理对铸态组织的影响

3.5附铸试块、金相试块、本体对比试验

3.6批量生产工艺及检验结果

3.7小结

4康明斯C系列排气管的生产工艺研究

4.1 CAE技术在康明斯C系列排气管开发中的应用

4.2分型方案

4.3隔芯技术及工艺方案布置

4.4浇冒口系统设计

4.5小结

5小批量生产过程问题的分析

5.1小批量生产过程中的主要废品情况

5.2砂眼缺陷

5.3跑火缺陷

5.4气孔缺陷

5.5改进前后效果对比

5.6小结

6结论

致谢

参考文献

附录1攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的研究成果