一种高质量船用中速系列柴油机前端箱体的铸造方法

摘要

本发明涉及机械铸造工艺，是一种高质量船用中速系列柴油机前端箱体的铸造方法，其特征是：它包括以下具体步骤：⑴造型制芯；⑵原铁液熔炼：原料使用生铁65%+废钢35%+合金+增碳剂，熔炼温度在1500℃以上过热5min，以纯洁净化铁液，控制原铁液化学成分重量百分比为：C:3.0—3.1%，Si：1.1—1.2%，Mn：0.9—1.1%，P≤0.10%，S≤0.10%，Cu：0.6—0.8%，Cr：0.2—0.3%，余量Fe；⑶一次孕育处理；⑷二次孕育；⑸浇注：浇注与二次孕育同时进行，浇注速度35-40kg/s，浇注时间控制在90-100s，冒口见铁后补浇不少于3min，浇注系统设计为双层阶梯式；本发明解决了现有铸造船用柴油机前端箱体的方法，产品缺陷多、成品率低的问题，特别适合中速系列柴油机前端箱体的铸造。

说明书

技术领域

本发明涉及机械铸造工艺改进，尤其是一种高质量船用中速系列柴油机前端箱体的铸造方法。

背景技术

前端箱体是中速系列柴油机中最复杂的铸件。由于其轮廓尺寸大（长*宽*高：2150mm*1550mm*900mm）、主体壁薄（15mm）、壁厚相差悬殊（厚大部位达150mm）、内腔结构复杂（由上、中、下三层总计30多个砂芯组成了10多个油腔腔道和水腔腔道），每个腔道的试验压力为1.0MPa，具有非常大的铸造难度，现有铸造方法存在的问题是：造型制芯中没有采用较好的透气措施，原铁液化学成份为C:3.2 ~3.5%，Si：1.6~1.8%，Mn：0.8~1.0%，P≤0.10%，S≤0.15%，余量Fe，成份结构不理想，只有一次孕育处理，采用顶层或底层的单层浇道设计，其结果是：前端箱体铸件产品存在粘砂、冷隔、夹渣涌水、气窝等多种缺陷，导致产品质量差，合格率低，仅60%。

发明内容

本发明的目的就是要解决传统方法铸造船用中速系列柴油机前端箱体，产品缺陷多，质量差，合格率低的问题，提供一种高质量船用中速系列柴油机前端箱体的铸造方法。

本发明的具体方案是：一种高质量船用中速系列柴油机前端箱体的铸造方法，其特征是：包括以下具体步骤：⑴造型制芯：外型芯头部位留出气通道，所有砂芯中间放置通气绳引气；1#顶部内腔砂芯和15#下部方孔腔砂芯中间均加12kg焦炭以提高砂芯的透气性；使用“福士科”ISOMOL 型专用醇基涂料在外型内壁及砂芯外壁涂刷两遍，厚度控制在0.6-0.8mm；将外型与砂芯合箱；⑵原铁液熔炼：原料使用生铁65%+废钢35%+合金+增碳剂，熔炼温度在1500℃以上过热5min，以纯洁净化铁液，控制原铁液化学成分重量百分比为：C:3.0—3.1%，Si：1.1—1.2%，Mn：0.9—1.1%，P≤0.10%，S≤0.10%，Cu：0.6—0.8%，Cr：0.2—0.3%，余量Fe；⑶一次孕育处理：当炉前原铁液化学成分达到工艺要求时出铁，将粒度为20—30mm硅铁随流铁槽加入，加入时间为出铁时间的80-90%，一次孕育量为0.5%；出铁温度控制在1480±10℃；⑷二次孕育：当铁液进行浇注时，使用粒度为0.4—0.7mm的模粉装入孕育漏斗，进行随流瞬时孕育，孕育量为铁液流量的0.08%；⑸浇注：浇注与二次孕育同时进行，浇注速度35-40kg/s，浇注时间控制在90-100s，冒口见铁后补浇不少于3min，浇注系统设计为双层阶梯式，带过滤系统，保证铁液平稳充型，有效补缩。

本发明中所述双层阶梯式浇铸系统，包括有主直浇道和与其连接的主横浇道，在主横浇道的左右两端连接有左、右上过滤槽，左、右上过滤槽再分别连接有左、右上分横浇道，在左、右上分横浇道上各设置有均布的七个冒口；在主横浇道左、右两端靠左、右上过滤槽的内侧还分别连接有左、右分直浇道，两分直浇道的下端分别设有左、右下过滤槽，左、右下过滤槽分别连接下分横浇道。

本发明中所述左、右上过滤槽和左、右下过滤槽包括有封闭槽体，槽体的中部安装有过滤网。

本发明中由于采取了在砂芯中间放置通气绳引气，并在1#和5#砂芯中加入焦炭，大大提高了砂芯的透气性，并对原铁液化学成分进行了改良，同时采用二次孕育以及双层阶梯式浇注过滤系统，优选浇注速度和浇注时间等多种措施，大大改善了铸造效果，采用本发明方法制造的船用中速柴油机前端箱体，杜绝了铸件粘砂、冷隔、夹渣、气窝等铸造缺陷，产品质量大幅度提高，产品合格率达到了90%以上，给企业带来了巨大的经济效益。

附图说明

图1是本发明中的浇注系统立体主视图；

图2是图1的A向浇道视图；

图3是砂芯立体结构视图；

图4是1#顶部内腔砂芯立体视图;

图5是15#下部方孔腔的立体视图。

图中：1—主直浇道，2—主横浇道，3—左上过滤槽，4—左下过滤槽，5—左上分横浇道，6—冒口，7—左下分横浇道，8—右上分横浇道，9—右上过滤槽，10—右分直浇道，11—右下过滤槽，12—过滤网，13—左分直浇道，14—砂芯，15—1#顶部内腔砂芯，16—15#下部方孔腔砂芯。

具体实施方式

制造高质量船用中速系列柴油机前端箱体的铸造方法，包括以下步骤：⑴造型制芯：参见图3、4、5，外型芯头部位留出气通道，所有砂芯14中间放置通气绳引气；1#顶部内腔砂芯15和15#下部方孔腔砂芯16中间均加12kg焦炭以提高砂芯的透气性；使用“福士科”ISOMOL 型专用醇基涂料在外型内壁及砂芯外壁涂刷两遍，厚度控制在0.6-0.8mm；将外型与砂芯合箱；⑵原铁液熔炼：原料使用生铁65%+废钢35%+合金+增碳剂，熔炼温度在1500℃以上过热5min，以纯洁净化铁液，控制原铁液化学成分重量百分比为：C:3.0 —3.1%，Si：1.1—1.2%，Mn：0.9—1.1%，P≤0.10%，S≤0.10%，Cu：0.6—0.8%，Cr：0.2—0.3%，余量Fe；⑶一次孕育处理：当炉前原铁液化学成分达到工艺要求时出铁，将粒度为20—30mm硅铁随流铁槽加入，加入时间为出铁时间的80-90%，一次孕育量为0.5%；出铁温度控制在1480±10℃；⑷二次孕育：当铁液进行浇注时，使用粒度为0.4—0.7mm的模粉装入孕育漏斗，进行随流瞬时孕育，孕育量为铁液流量的0.08%；⑸浇注：浇注与二次孕育同时进行，浇注速度35-40kg/s，浇注时间控制在90-100s，冒口见铁后补浇不少于3min，浇注系统设计为双层阶梯式，带过滤系统，保证铁液平稳充型，有效补缩。

本发明上述步骤中：所述双层阶梯式浇铸系统，参见图1、2，包括有主直浇道1和与其连接的主横浇道2，在主横浇道2的左右两端连接有左、右上过滤槽3和9，左、右上过滤槽3和9再分别连接有左、右上分横浇道5和8，在左、右上分横浇道5和8上各设置有均布的七个冒口6；在主横浇道2左、右两端靠左、右上过滤槽3和9的内侧还分别连接有左、右分直浇道10和13，两分直浇道的下端分别设有左、右下过滤槽4和11，左、右下过滤槽4和11分别连接下分横浇道7。

本发明上述步骤中：所述左、右上过滤槽3和9和左、右下过滤槽4和11包括有封闭槽体，槽体的中部安装有过滤网12。