1 引言

　　大缸徑濕式柴油機(jī)缸套(≥φ125)摄欲，通常采用單體鑄造聂弓，按照傳統(tǒng)的模具設(shè)計工藝覆首，生產(chǎn)的毛坯較重顷敞，鑄造成本較高程鸵，機(jī)加工余量大。因此寡瘩，減輕鑄造毛坯重量缔道，從而減少機(jī)加工余量勢在必行屈淫。

　　2 模具設(shè)計的改進(jìn)(以某品種柴油機(jī)缸套φ130為例)

　　2.1 模具改進(jìn)前和改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)對比

　　2.1.1 改進(jìn)前管书，模具內(nèi)孔設(shè)計，傳統(tǒng)設(shè)計從模具的大端到小端為一斜線截碴，這樣的設(shè)計使涂料的涂掛性能較好梳侨，毛坯的冷卻速度均勻，生產(chǎn)的毛坯大端和小端質(zhì)量比較均勻日丹。但由于設(shè)計時走哺，斜度有限，不能太大(否則哲虾，涂料的涂掛性能差丙躏，造成廢品)，所以生產(chǎn)的毛坯加工余量較大束凑。

　　2.1.2 改進(jìn)后晒旅，模具內(nèi)孔設(shè)計如圖2所示栅盲，在模具內(nèi)孔面上從大端到小端有三個階梯，因此废恋，生產(chǎn)出毛坯外圓面也存在三個階梯谈秫，同成品缸套的外圓面形狀基本一致，這樣鱼鼓，毛坯的加工余量和重量大為降低私免。

　　3 工藝改進(jìn)

　　3.1 模具變更后，我們發(fā)現(xiàn)存在兩個問題：

　　1 毛坯小端壁厚降低半摔，澆注時檀抡，鐵水的冷卻速度加快，石墨形態(tài)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求脏偏。

　　2 在毛坯的大端處层漠，由于支撐肩以下階差較大，鐵水在凝固過程中的速度不同册灾，容易在毛坯的內(nèi)孔面產(chǎn)生縮松(如圖5所示)涨旨。

　　3.2 工藝調(diào)整

　　通過實施二次孕育工藝和澆注工藝的調(diào)整，成功生產(chǎn)出合格產(chǎn)品拷拗。

　　3.2.1 二次孕育處理工藝槽叮，鐵水澆注以前，在一定的條件下(如需要一定的過熱溫度涩霞，一定的化學(xué)成分津贩，合適的加入方法等)向鐵液中加入一定量的物質(zhì)(稱之為孕育劑)以改變鐵液的凝固性能，改善鑄態(tài)組織睦绍，從而達(dá)到提高性能為目的處理方法尝江，稱之孕育處理。

　　孕育處理的目的：促進(jìn)石墨化英上，減少白口傾向炭序；改善斷面均勻性；控制石墨形態(tài)苍日，減少D,E型共生石墨和鐵素體的形成惭聂，以獲得中等大小的A型石墨。

　　分析模具變更后相恃，毛坯小端壁厚變薄辜纲，鐵水的冷卻速度加快，在凝固過程中拦耐，鐵水過冷度(0 T)加大耕腾，由△T1向△T2、△T3轉(zhuǎn)變(如圖6)，石墨組織變小變細(xì)扫俺，由A型石墨向B 炮温、D、E型石墨轉(zhuǎn)變核必。另外由于澆注路線較長茸汇，一包鐵水要澆注12臺離心澆注機(jī)，澆注時間相對較長荒鳖。顯然居饵，一次孕育處理已不能夠滿足質(zhì)量要求。必須要實行二次孕育處理工藝末昂，即在離心澆注機(jī)前的小澆注包內(nèi)加入適量的孕育劑减严。這種處理方式，從孕育劑熔化到澆注時間非常短二蚓，最大限度發(fā)揮了孕育劑的作用肮碗，減少孕育衰退，在實際生產(chǎn)中停就，對孕育劑的粒度和加入量的合理選擇是成功的關(guān)鍵司型。

　　3.2.2 對離心澆注機(jī)澆注工藝的調(diào)整來消除縮松

　　縮松的形成原因是多種多樣的丈咐，最根本的原因是：發(fā)生縮松部位的鐵水凝固時，得不到補(bǔ)縮。澆注模具結(jié)構(gòu)變更后髓涯，毛坯大端支撐肩處臺階由于毛坯的壁厚相差較大禀丁，鐵水的凝固速度不同没隘，壁薄處的鐵水先凝固烹俗，造成后凝固的厚壁處鐵水凝固時，得不到補(bǔ)縮恩闻，形成縮松艺糜。

　　所以，我們針對縮松形成的原因幢尚，經(jīng)過反復(fù)的實驗破停，采取以下的對策：提高離心澆注機(jī)的轉(zhuǎn)速(N) ；適當(dāng)延長離心澆注機(jī)的旋轉(zhuǎn)時間(TI)侠草；適當(dāng)延長鐵水從小澆注包到澆注機(jī)的澆注時間(T2)辱挥。通過計算犁嗅，發(fā)現(xiàn)(N) .( T1) .( T2)和毛坯內(nèi)徑(D)存在數(shù)學(xué)對應(yīng)關(guān)系边涕。即：毛坯內(nèi)徑(D)和模具的轉(zhuǎn)速(N)成一定的比例關(guān)系；同時和模具的旋轉(zhuǎn)時間(TI)褂微、澆注時間(T2)的關(guān)系功蜓。當(dāng)毛坯的內(nèi)徑為定值時，如果模具的實際轉(zhuǎn)速低于如圖8對應(yīng)的模具理論上要求的轉(zhuǎn)速時宠蚂，就會產(chǎn)生縮松丑辖；同理卷芜，如果模具的實際旋轉(zhuǎn)時間(T1)，澆注時間(T2)低于如圖8對應(yīng)的模具理論上要求的旋轉(zhuǎn)時間(TI)咏编，澆注時間(T2)時元粹，也會產(chǎn)生縮松。

　　4 改進(jìn)后的效果

　　4.1 改進(jìn)前后的模具生產(chǎn)的毛坯理侄，大端和小端處的金相組織對比對模具結(jié)構(gòu)變更前后的模具生產(chǎn)的毛坯勺激，進(jìn)行了金相跟蹤對比，大端和小端處的金相組織限牢，基本上以中等大小的A型石墨為主捎滴，沒有差別。

　　4.2　改進(jìn)前后毛坯重量變化對比

　　模具改進(jìn)前后戈裳，生產(chǎn)的毛坯悉契，單體澆注的大缸徑缸套，平均毛坯的重量降低23(表1)橘蹭，成品鐵水利用率達(dá)到60%憔辞，基本上達(dá)到砂型鑄造的缸套毛坯鐵水利用率水平。

　　4.3 改進(jìn)前后毛坯的外圓面加工余量和時間對比

　　4.3.1　改進(jìn)前摊滔，毛坯的加工余量平均值為5.5mm同辣；改進(jìn)后，毛坯的加工余量平均為2.5mm惭载『岛可見，毛坯的外圓面加工余量減少54.5%描滔。

　　4.3.2　機(jī)加工時間對比

　　模具改進(jìn)后棒妨，生產(chǎn)的毛坯加工余量大為降低，粗外工序加工是縮短17%含长。

　　4.4 成本降低情況

　　改進(jìn)后的缸套毛坯因壁厚變薄券腔，重量降低，節(jié)約了鑄造原材料拘泞。同時纷纫，由于加工余量減少，機(jī)加工的刀具磨損降低陪腌，使用壽命延長辱魁。以平均每只毛坯減重3.6純,刀具可節(jié)約0.02元/只。自改進(jìn)缸套投放市場叼稍，到目前為止轨赦，已有一年多的時間，共生產(chǎn)大缸徑柴油機(jī)缸套約5萬只。原材料和刀具共計節(jié)約61.4萬元谈芬，降低了成本徙祥，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

　　5 結(jié)束語

　　改進(jìn)后的模具生產(chǎn)的毛坯式蠢，順利通過了主機(jī)廠的材質(zhì)檢驗廉贤，公司的制造成本大為降低，提高了市場占有率遥妒。此項改進(jìn)技術(shù)獲得安徽省2004年機(jī)械工業(yè)協(xié)會職工技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)秀成果獎楔答。

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