介绍了油缸缸体的铸件结构及技术要求,详细阐述了该铸件的生产工艺设计及过程控制,生产结果显示铸件的金相组织和力学性能均符合技术要求,且未发现缩松、夹渣、夹砂等缺陷。由此得出以下结论(1)合理使用随形冷铁不仅可以提高球化率和增加石墨球数,还可以提高珠光体体积分数,确保有较高的硬度;(2)合理的浇注系统,不仅能确保快速平稳充型,而且有效避免渣进入铸型,减少夹渣缺陷的产生;(3)使用优质的原材料,为生产厚大断面球墨铸铁件提供优质的原铁液;(4)合适的w(Cu)和w(Sb)量,保证了铸件的珠光体体积分数,进而保证厚大断面铸件具有良好的综合力学性能。

介绍了油缸缸头的铸件结构及技术要求,详细阐述了用于生产油缸缸头铸件的消失模铸造工艺及生产过程,包括泡塑模样的制作过程、浇注系统设计、模样簇的组装、涂料及烘干工艺、铸型填砂和紧实工艺、抽真空及保压控制参数等。最终生产的铸件全面达到了各项技术要求。

介绍了燃气轮机压气缸铸件的结构及技术要求,详细阐述了铸造工艺方案的选择以及首件铸件的缩松及夹渣缺陷,通过采取合理的应对措施,解决了相关的问题,完成了压气缸铸件的研发和交付。最后指出:(1)通过调整内浇道的位置和流速,压气缸顶部法兰的夹渣问题得到明显改进;(2)采用顶法兰向上的工艺方案,冒口放置在最高处,利用冷铁调整温度梯度,形成顺序补缩,可有效解决缩松问题;(3)在工艺设定的范围内,适当提高浇注温度,有利于夹渣问题的解决。

介绍了整体组芯、浸涂工艺,详细阐述了浸涂夹具设计、调试与运行,指出:(1)通过全机械式压紧砂芯,实现整体组芯工艺,既提升生产效率,又降低生产成本;(2)带有快换机构、伺服控制装置的浸涂夹具可有效降低机器人故障率,降低劳动强度,提高生产效率;(3)通过适配柱塞式气缸,可满足同类型不同结构铸件需求;(4)同一浸涂单元可配置多套夹具,具有良好的通用性与经济性。

介绍了气缸盖铸件的结构,详细阐述了3D打印气缸盖砂芯的工艺及铸造工艺:(1)将底板芯、进/排气道芯、下水套芯组合在一起,形成1个砂芯,然后将顶盖芯及原装配芯组合在一起;(2)3D打印所用芯砂性能指标为:发气量≤10 mL/g,常温抗拉强度≥1.75 MPa,常温抗弯强度≥2.75 MPa;(3)浇注温度为1440~1460℃,浇注时间16~18 s,浇注铁液质量200 kg。生产结果显示:铸件的尺寸精度达到了CT8级,铸件的力学性能也达到了设计要求,在开发成本和生产周期上都较传统方式有了很大地提高,实现了复杂铸件的快速开发。

介绍了压缩机气缸铸件的结构及技术要求,详细阐述了该铸件的生产工艺:利用3D打印无模铸造不必考虑起模性的特点,合理布局浇注系统。生产结果显示:(1)气缸铸件的浇注系统布局紧凑,位于铸件空腔内部,铸件工艺出品率可达到80%以上;(2)采用全组芯工艺,砂铁比可以控制在2.5以下;(3)砂芯数量大幅减少,降低操作人员的技能要求,铸型定位简单、精准,生产的铸件壁厚尺寸均匀、同心度高;(4)利用3D打印技术生产首件铸件,研发周期可以缩短70%以上。

介绍了气缸盖铸件的结构及原生产工艺,分析了气缸盖冷隔缺陷形貌特征及形成原因:气缸盖铸件的冷隔形成位置靠近砂箱,冷却条件好、散热快,铸件内浇道布置在挺杆芯头内侧,挺杆芯头阻碍了铁液流动,两者共同作用导致气缸盖形成冷隔缺陷。结合实际生产进行了工艺优化,通过提高浇注温度、提高浇注速度、严格控制铁液化学成分、优化浇注系统结构等系列工艺措施,使冷隔问题得以解决。最后指出:解决冷隔缺陷的工艺措施还有很多,如增加铸件排气、优化铸件结构等,针对不同铸件,应多角度综合考虑,才能有效防止冷隔缺陷。

介绍了发动机气缸盖铸件的结构及技术要求,详细阐述了该铸件的内浇注位置选择、分型面设计、缩尺设计、浇注系统设计、冒口及冷铁设计,利用数值模拟软件对铸件充型及凝固过程进行模拟分析,确定较为合理的铸造工艺,并在实际生产过程中的操作进行严格控制,采用3D打印工艺打印砂芯。生产结果显示:铸件的综合废品率控制在6%,铸件关键区域经RT检测无缺陷,由于采用3D打印砂芯技术,解决了铸件底层水腔披缝问题,气道表面粗糙度也符合技术要求。

分析了某型船用柴油机气缸盖的结构特点和铸造难点,提出了铸造工艺优化设计的主要内容及方法,包括铸造工艺参数的选择、浇冒口系统设计计算、数值模拟、制芯技术、熔炼工艺、球化处理及孕育处理工艺等。随机抽取2个批次的气缸盖按技术文件要求进行检验,气缸盖内部形状和尺寸精确,所有解剖面组织致密,PT检验无显像,本体力学性能和金相组织优良,成品水压试验无渗漏,各项检测结果表明气缸盖质量完全符合图纸和技术文件要求。

介绍了B3200缸盖铸件的结构,详细阐述了原工艺的生产条件及存在的法兰处气孔问题,从气孔的形貌、出现的位置及出现的箱序等方面分析了气孔缺陷产生的原因,并采取了相应的改进措施:增大直浇道底窝,加高横浇道高度,上移底层横浇道,缩短铁液流动距离,减少流动阻力,使浇注时间由原来的20 s缩短到15 s,并在工艺孔法兰位置和气道口法兰位置增加溢流片。实际生产结果显示:在生产的2万多件B3200缸盖中,气孔的废品率0.29%,总废品率0.70%,取得了较好的攻关效果。