利用3D打印技术无模铸造压缩机气缸铸件

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。     

3D打印技术在气缸盖铸件开发上的应用

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≤10mL/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1 440～1 460℃,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。     

托盘芯在低压铸造工艺中的应用探索

针对低压铸造缓速器壳体油道较多的结构特点,通过采用多浇道进料浇注系统、托盘砂芯与油道砂芯组芯后整体下芯,以及对制芯工艺、浇注工艺和模具结构等优化措施。试验表明,铸件X射线探伤及T6热处理后力学性能等检测结果均满足技术要求,为生产合格铸件提供保障。     

采用3D打印快速试制防爆电机端盖铸件

介绍了端盖铸件的结构及技术要求,详细阐述了采用3D打印试制铸件的工艺:(1)通过采用合理的铸造工艺,将端盖铸件的浇注系统设在铸件上部,布局紧凑,铸件工艺出品率可达到85%以上;(2)采用全组芯工艺,铸型装配后使用简单夹具装卡即可浇注,砂型侧面设计防裂拉筋可以有效推迟铸型开裂的时间;(3)浇注系统设计和分型面都选择在加工面上,铸件打箱后无披缝,基本不用打磨,即可发运,节约了清理周期;(4)利用3D打印技术生产首件铸件,研发周期可以缩短75%以上。     

气缸体铸件的组芯立浇工艺

介绍了气缸体铸件的结构及技术要求,详细阐述了生产过程:采用冷芯盒法制芯,人工组芯造型,砂芯的配合间隙设计为0.1,并用螺栓紧固,砂芯涂料层厚度为0.2 mm,浸涂后保证芯组涂料均匀,无涂料堆积;采用底注式浇注系统、立浇的浇注方式,浇注温度1 420~1 440℃,浇注时间10~13 s。最终生产的铸件,尺寸精度达到了GB/T 6414-1999中CT8要求,且铸件的尺寸稳定,铸件的金相组织及力学性能完全符合要求,未发现有缩松存在,铸件内、外腔表面光洁,达到了气缸体铸件的技术要求。     

3D打印技术在叶片精铸上的应用

详细阐述了基于3D打印技术精密铸造叶片的铸造工艺方法:(1)将型芯切分为4块砂芯,最底层芯为浇道芯,第2层芯为下部叶柄,第3层芯为叶片芯,最上层芯包含上部叶柄及补缩冒口,切分时将叶片结构全部放置于叶片芯中;(2)整个叶片结构的补贴设计为0.8 mm,涂料的涂层厚度控制在0.3 mm内,流涂后将砂芯放置在低温烘干窑中烘干24h;(3)根据型芯序号将型芯组好,并用卡箱螺杆将芯组卡紧固定。生产结果显示:3D打印的型芯精度高,砂型表面质量好,工艺设计不再受产品结构限制,不仅简化了工艺设计难度,铸件的补贴量也比传统铸造大幅度减少。     

3D打印技术在缸体铸件生产中的应用

介绍了采用3D打印技术生产铸件的工艺原理,详细阐述了3D打印快速成型技术在缸体铸件生产中的应用。结果显示:随炉试棒的抗拉强度平均值为268 MPa,缸体顶面和缸筒壁硬度平均值分别为201 HB和191 HB,符合技术要求;铸件全尺寸和关键部位的位置度实际测量值都在要求范围内,说明打印的砂芯在浇注过程中变形较小,砂芯的打印精度较高;铸件进行机加工、装机后进行了台架冷试试验,结果良好。最后得出结论:采用3D打印制作全组芯砂型浇注铸件的工艺可以实现快速生产复杂铸件,铸件尺寸合格率高,试验周期大幅缩短,可有效支持产品先期研发工作。     

利用3D打印工艺生产V型燃气发动机缸体铸件

介绍了V型燃气发动机缸体铸件的结构及技术要求,分析了该铸件的生产难点,决定采用3D打印砂芯工艺:两侧砂芯形成铸件的侧面外观结构及冒口,中间整体砂芯则形成铸件的内腔结构和两端面结构,底部2块砂芯形成铸件缸口外观结构和浇注系统,砂芯之间通过凹凸定位台进行定位。生产结果显示:铸件尺寸精度可以达到CT9级,铸件关键区域RT最大为I级,1 MPa水压30 min无渗漏,检验均合格,金相组织和力学性能也均符合技术要求,使用3D打印技术提高了生产效率,提升了产品质量,降低了生产难度。     

F级重型燃气轮机涡轮轴承座的生产工艺

介绍了F级重型燃气轮机涡轮轴承座铸件的结构及技术要求,详细阐述了其铸造工艺:采用开放式浇注系统,设计S型横浇道,使铁液从铸件底部均匀平稳进流,避免了5个筋板融合不良的问题;采用3D打印制芯方法,替代了传统的手工制芯方法,空腔筋板处的砂芯设计了专用的芯骨,并在芯骨上缠绕排气管,增加砂芯强度并解决了排气不畅的问题;使用"宝...     

6DL3缸体铸件的生产工艺

介绍了6DL3缸体铸件的结构及技术要求,详细阐述了铸件的生产工艺,得出以下结论:(1)采用半封闭、阶梯式浇注系统,铁液充型平稳,没有出现紊流现象;(2)采用合理的制芯工艺、涂料工艺、组芯设计,以及合理的砂芯之间、型芯之间配合间隙设计,铸件未出现尺寸问题;(3)缸顶面的出水孔采取左右分盒以及缸顶面抽芯方式,实现了批量生产,增加了水孔位置准确度;(4)用芯撑支撑凸轮轴芯,解决了变形及漂芯造成废品的问题;(5)采取增强配合芯头强度、增大芯头尺寸、减小配合间隙的方式,解决了浇注泄漏的问题。     

机器人转盘铸件的研发

介绍了机器人转盘铸件的结构及技术要求,详细阐述了该铸件的生产工艺:(1)采用平做平浇工艺,一箱2件造型,采用封闭式浇注系统,选用70/140目人造硅砂打印砂型;(2)将铸件的主体结构带在3D打印砂型的主体芯上,型腔中清砂困难的部位开清砂窗粘芯,在完成清砂、流涂操作后,将清砂窗粘芯粘接在清砂窗上;(3)采用75SiFe进行孕育处理,加入REMg球化剂,冲入法球化处理。经检测,铸件尺寸、金相组织和力学性能均符合技术要求。     

大型卧式加工中心床身铸件的铸造

通过调整大型卧式加工中心床身分型面、分芯和浇注系统的工艺设计,以及对制芯、造型、涂料、合箱、浇注、落砂过程等工序操作的控制,分析了产生呛火、夹砂和夹渣等铸造缺陷的原因,采取调整排气设计、增加芯撑数量、加强砂芯定位和采用3D打印技术将床身砂芯做成整体等技术措施,解决了呛火问题;同时,保证型砂强度在4.0~5.5 MPa,型砂使用时间控制在6~10 min,控制内浇道铁液流速≤1 m/s,减少下芯、合箱过程中的碰擦,解决并预防了夹砂和夹渣缺陷的产生,并对电炉的化学成分进行了调整,为铸件的生产奠定了工艺、技术基础,提升了生产此类铸件的能力。     

缸体砂芯组芯工艺与散装工艺的质量对比

对采用散装砂芯下芯工艺和采用砂芯预组装2种下芯工艺的缸体质量进行了比较。6DL缸体生产实践表明,与散装工艺相比,采用整体组芯工艺的优点是:(1)砂眼缺陷由0.77%降低到0.24%,加工发现砂眼缺陷由1.79%降低到0.46%,砂眼缺陷明显减少了;(2)砂芯之间增加了凹凸定位,保证了各个砂芯之间相对位置准确,提高了铸件尺寸精度,减少了加工余量忽大忽小的情况;(3)通过采用专用的浸涂涂料,使砂芯之间无间隙,减少了铸件内腔粘砂、披缝情况,提高了铸件的内腔质量;(4)采用整体组芯后,砂芯之间无间隙,浇注时无渗铁液现象,避免了因渗铁液导致的铸件报废,同时减少了铁液浇注质量,提高了工艺出品率。     

薄壁蠕墨铸铁气缸盖的质量改进

介绍了240气缸盖的铸件结构及技术要求,对试制过程中出现的问题进行了大量分析,采取了以下改进措施,使生产中出现的缺陷得以解决:(1)将树脂加入量由原来的1.0%增加到1.6%,使手枪芯抗压强度提高到7~8 MPa;(2)手枪芯使用水基涂料浸涂,涂料波美度控制在40~45度,增加溶剂的比重,使涂料的渗透性增强,避免砂芯的表面强度下降带来的夹砂、冲砂风险;(3)在浇注前进行型腔干燥,避免水分及封箱泥膏等不干燥的辅材导致呛火;(4)浇注系统改为顶注、开放式浇注系统,在横浇道搭接处设置过滤网,缩短浇注时间,减少铁液对砂型的烘烤,从而减少夹砂、冲砂风险。     

90D缸体铸件缺陷的防止措施

介绍了90D缸体的铸件结构特点,分析了90D缸体铸件小批生产时出现的水套芯折断、砂眼、渗漏和气孔等缺陷的原因,决定采用下列改进措施:采用底注式浇注系统;设置4个冒口,使用23根明排气针和17根暗排气针;砂芯局部增加加强筋并采用圆滑过渡结构;调整水套芯与盖板芯配合芯头间隙;增加覆膜砂小芯;在热节部位刷Te粉涂料;在砂芯个别部位加芯撑;在所有水套砂芯工艺芯头处钻排气孔,加强水套砂芯在浇注时排气;将水套砂芯的树脂加入量降低至1.4%;砂芯运输采用专用垫板及小车。采用上述措施后,水套芯折断、砂眼、渗漏和气孔缺陷已消除,铸件内废率控制在3%以下,加工外废率控制在10%以下,综合废品率控制在15%以下。     

陶粒砂与硅砂在3D打印砂型中的性能对比研究

对比研究了陶粒砂与硅砂在3D打印铸造砂型中的性能,试验采用铸造3D打印机分别以陶粒砂和硅砂打印砂型,并用打印出的柴油机缸盖和机床床身砂型浇注铸件,对比结果显示:(1)采用3D打印机同参数打印的砂芯,陶粒砂砂芯抗压强度较硅砂砂芯高出18%,紧实度也高于硅砂,透气性高出25%;(2)陶粒砂砂芯浇注的柴油机缸盖铸件无粘砂和脉状纹缺陷,合格率高于硅砂浇注的铸件;(3)对于较大的机床铸件,陶粒砂铸件相比硅砂铸件存在较多的机械粘砂缺陷,但清理较为容易,陶粒砂因膨胀系数低,铸件内腔不易产生脉状纹缺陷;(4)陶粒砂的再生率为99.25%,较硅砂94.36%的再生率存在明显优势。     

3D打印的气缸盖砂芯

介绍了3D打印的某型柴油机气缸盖铸件砂芯的设计。采用3D打印的砂芯,替代传统的组芯方式,将关键砂芯做成1个整芯。有效避免了铸件因多个砂芯配合的累积误差导致的尺寸不合格,同时降低浇注过程中砂芯晃动导致呛火的概率。     

空心配重块的铸造工艺设计

介绍了空心配重块铸件的结构及技术要求,详细阐述了该铸件的铸造工艺设计:(1)采用底注式浇注系统,选用泡沫陶瓷过滤片净化铁液;(2)设计外冷铁、保温冒口及排气溢流冒口,提高铸件的补缩能力及效果;(3)设计良好的平衡砂芯及芯骨、排气系统,加强砂芯及砂型的排气。生产结果表明:铸件的表面质量及内部质量良好,未发现壁厚偏差、缩孔、缩松、气孔、夹渣等缺陷;铸件的球化率为95%,石墨等级为6级,抗拉强度为528 MPa,屈服强度为338 MPa,伸长率为9%,各项指标均符合技术要求。     

莱恩LN130缸体铸件的开发

介绍了LN130铸件结构及技术要求,详细阐述了该铸件的生产工艺:采用冷芯盒制芯工艺,水套芯使用100%宝珠砂;采用先局部组芯、后整体组芯的工艺方案;静压线造型,一箱2件;采取底注法兰面进铁以及轴承座进铁的双层进铁方式,并在缸盖面上设置溢流冒口。生产结果显示:浇注的10件铸件中有6件铸件无渗铁液及其他缺陷,铸件本体力学性能达到要求,尺寸合格,4件铸件浇注后有渗铁液情况,后通过取消侧面砂芯背面浇道周围的省砂块以及规范侧面砂芯装架要求,渗铁液缺陷得到较好地控制,小批量浇注了300件铸件,后期无渗铁液导致的报废缺陷。     

4G1发动机缸体的铸造工艺

介绍了4G1气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:一箱2件造型,采用覆膜砂制芯,2个缸体由10个砂芯组合而成;组芯夹具由4个夹紧气缸带动4个活动定位块,防止砂芯损坏,下芯夹具设置限位块和自由活动框,保证了下芯精度和缸体生产的尺寸稳定性;采用底注、阶梯式浇注系统,实现了顺序凝固,并设计了相应的排气系统,增加了排气通道,防止了气孔缺陷的产生;采用合理的熔炼工艺、孕育工艺及浇注工艺,保证了铸件的材料要求。生产结果显示:缸体铸件合格率已达到80%,机械加工合格率已达到90%。