側澆工藝在汽缸蓋類鑄件上的應用

霍明新

（廣西玉柴機器股份有限公司鑄造廠缸蓋車間，廣西玉林537005）

·鑄造工藝·

側澆工藝在汽缸蓋類鑄件上的應用

霍明新

（廣西玉柴機器股份有限公司鑄造廠缸蓋車間，廣西玉林537005）

汽缸蓋類鑄件的傳統澆注工藝大多采用鑄件大平面朝下或朝上的平澆底注或頂注工藝，其優點不必多說。隨著鑄造技術的發展，一些新的鑄造工藝出現了，如側澆工藝。側澆工藝，顧名思義，側立起來澆注，鑄件大平面處在側面位置，不受鐵水長時間烘烤。大量生產實踐證明：側澆工藝在汽缸蓋類鑄件的應用是非常成功的。

頂注；底注；平澆；側澆

廣西玉柴機器股份有限公司鑄造廠是玉柴機器集團下屬的一個專業生產汽車發動機缸體、缸蓋、曲軸箱等鑄件的鑄造企業，生產機型涵蓋輕型、中型、重型。隨著市場需求，在現有的客觀條件下，鑄件產出成了瓶頸問題，為解決生產瓶頸問題，玉柴鑄造人大膽創新，成功實現了側澆工藝生產汽缸蓋類鑄件，保證了產出。通過多年生產實踐，目前側澆工藝得以大面積推廣使用。

1 側澆工藝

側澆工藝澆注系統由澆口杯、直澆道、橫澆道、分直澆道、分橫澆道、內澆道組成（圖1）。圖1所示側澆系統是在玉柴鑄造廠使用最常見的，其特點是2排內澆道進鐵水，設計控制要點是2排內澆道不能同時進鐵水，有先后順序，先下層進鐵水再上層進鐵水。并不是所有側澆系統組成部分均是一成不變的，可以視鑄件結構、大小、砂箱尺寸等而靈活設計。

圖1 側澆工藝常見澆注系統結構圖

形成鑄件面的部分均為砂芯形成，與外型砂不直接接觸。大部分砂芯或所有砂芯實現冷芯盒工藝生產，砂芯浸涂工藝實現整體浸涂工藝，砂芯結構創造性采取框式結構，這些新的鑄造工藝在國內鑄造行業均走在前列，側立澆注工藝對新鑄造工藝之發展發揮了積極推動作用。冷芯盒工藝與整體浸涂工藝的使用，既節約了能源、改善了工作條件、減少了人員投入，又提高了生產效率、提高砂芯成品率、改善鑄件內腔清潔度。

1.1 側澆工藝特點

外型不與鑄件本體直接接觸，鑄件全部被砂芯包圍住，所以澆注后鑄件冷卻速度相比平澆工藝慢；鑄件產生砂眼、夾砂等鑄造缺陷的幾率相對平澆工藝低。

因鑄件全部被砂芯包圍住，為了排氣，必須設置很多溢流排氣片。由于鑄型在行走過程中、打箱鉤時，不可避免的存在外型散砂沿著排氣片進入型腔內型砂砂眼缺陷，為了避免這種砂眼缺陷的產生，我們設計制作了折線排氣片（圖2），如此下來，散落的型砂就不會沿排氣片直接掉進型腔內。折線排氣片工藝已在玉柴鑄造廠眾多側立澆注工藝機型上推廣使用并申請專利。

圖2 外型模折線排氣工藝

在同樣砂箱條件下，側澆工藝相比平澆工藝，吃砂量小些，砂鐵比小些，單位鑄件耗用砂量少，節約成本。玉柴鑄造廠常規的幾個機型平側澆砂鐵比情況如表1。

表1 測澆和平澆工藝對比

砂鐵比小，意味著砂芯組占空間大，即芯砂多，鑄件澆注落砂后混在型砂里的芯砂量多，而芯砂相對外型砂粗些，使得外型砂變粗，可以減少外型新砂的加入量。

外型不形成鑄件面，對造型模具要求不高，模具可修復性好，使用壽命長。

側注工藝，鑄件本體全部由砂芯形成，不與外型接觸，再加上配用整體浸涂工藝，鑄件表面清潔度較高，不需粗拋工序，節省一道工序，成本節約是非?？陀^的。

1.2 側澆工藝的優點

側澆工藝一箱實現澆注2件、4件...鑄件，在同樣砂箱條件下，與平澆工藝相比，生產效率得以倍數提升；鑄件不與外型直接接觸，外型砂質量要求不如平澆工藝用的要求嚴格，降低型砂控制難度，鑄件廢品率相對平澆工藝的低，鑄件表面質量較平澆工藝也好很多，側澆工藝生產的鑄件可以取消粗拋工序，大大節約了鑄件清理成本。

側澆工藝生產時，每箱需要的鐵水量也成倍增加，拉動了熔化的生產效率，迫使熔化工序設法改造沖天爐，提高沖天爐熔化率。

側澆工藝拉動冷芯工藝的使用，與熱芯工藝相比，在能源節約方面具有非常大的優勢，對制芯員工的工作環境是個大改善。

1.3 側澆工藝缺點

1）鑄件熱損傷

由于側澆工藝本身特點所限，鑄件落砂后，鑄件溫度仍高達500℃左右，所以鑄件落砂時容易產生熱損傷；針對側澆工藝的熱損傷問題，逆向思維，開展創新，設計出了防止側澆鑄件熱損傷的新方法并申請了專利，且專利得到國家專利局的授權（專利號：ZL 200820178550.2）。但若設備設施條件允許，鑄件落砂后溫度高也可以利用這一條件，減少不利的一面，開展鑄件余熱退火，可以節約一筆非?？陀^的成本。

2）缸蓋鑄件過頂孔漏水

由于側澆工藝本身特點所限，鑄件散熱條件差，冷卻慢，熱節位置（譬如過頂孔、噴油器孔）易產生縮孔、縮松缺陷，鑄件加工后產生漏水問題，通過反復攻關試驗，固化了使用內冷鐵工藝解決了過頂孔漏技術難題，此內冷鐵工藝在廠各車間多種機型均得到推廣使用。

3）其他

由于側澆工藝本身特點所限，鑄件落砂后，鑄件溫度較平澆工藝高很多，這對于鑄件落砂崗位的工作環境影響較大，目前沒有什么好的辦法，只能靠增加風扇，天氣炎熱時，通過使用洗盤吊把鑄件裝斗及時流轉下去的方式來減輕對員工的烘烤程度。

由于芯砂大量混在外型砂里，使得外型砂變粗，型砂含泥量就相應偏低，需要增加陶土量進行含泥量的調整。

2 結論

1）側澆工藝的推廣應用，降低了鑄件廢品率，大大提高了生產效率，使得有限資源得以充分發揮；

2）側澆工藝推動了冷芯盒工藝、整體浸涂工藝、折線排氣工藝等一些新工藝的普及推廣，對鑄件內腔質量提升、成本節約、廢品率降低發揮了巨大作用；

3）側澆工藝啟發了鑄件余熱退火技術。

［1］林振麗，黃孫姜，黃宗輝，等.氣缸蓋側澆鑄造工藝及應用［J］.鑄造，2007，56（10）：1110-1112.

Application of Side Pouring Technology in Cylinder Head Casting

HUO Ming-xin
（Foundry Plant of Guangxi Yuchai Machinery Co.,Ltd.,Guangxi Yulin 537005,China）

top-pouring,bottom-bouring,flat pouring,side pouring

TG24

A

1674-6694（2010）05-0013-02

2010-09-28

霍明新（1980-），男，安徽合肥人，工程師。主要從事現場技術質量管理工作。

Abstrat:Flat bottom-pouring or top-pouring technology is traditionary casting technology for cylinder head casting with big plane being placed up or down.With the development of casting technology,some new casting technologies appear,for example side casting technology.Casting is placed vertically,the big plane of casting is in side position and can avoid being baked not be baked for a long time by molten iron.A lot of production practice has proved that side casting technology is very successful in the application of cylinder head.