發動機缸蓋鑄造技術中若干問題的探討

王恩祿

摘 要：現代汽車工業具有典型的大批量生產特點，對于發動機鑄件的機械加工性和鑄造工藝性都提出了較高的要求。文章分別從發動機缸蓋鑄件氣孔缺陷的產生及防止、夾雜物孔洞的產生及防止兩個方面深入探討了發動機缸蓋鑄造技術中的若干問題，具有一定的參考價值。

關鍵詞：發動機；缸蓋；鑄造技術

中圖分類號：TG251 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）06-0012-02

隨著發動機技術的逐步發展，缸蓋已經發展到四氣門，而不再是過去的雙氣門，體積日益減小，壓縮比和功率日益增高，而零件壁厚日益變薄，質量日益減輕。再加上現代汽車工業具有典型的大批量生產特點，對于發動機鑄件的機械加工性和鑄造工藝性都提出了較高的要求。本文就發動機缸蓋鑄造技術中若干問題進行探討。

1 發動機缸蓋鑄件氣孔缺陷的產生及防止

絕大多數的發動機缸蓋鑄件都具有較為復雜的內腔結構，且有多個砂芯形成，而砂芯的發氣量較為集中且大，尤其是澆鑄工藝采用立澆工藝時，會增加鐵液粘度和鐵液上升路程，也會降低鑄件的頂部溫度，這樣一來，就會有侵入性氣孔出現在鑄件頂部。

1.1 氣孔的形成

從目前來看，發動機缸蓋鑄件氣孔缺陷中較少出現析出性氣孔和反應性氣孔，而以侵入性氣孔為主。當鑄型中澆注入鐵液之后，在金屬液熱作用下，粘結劑、鑄型、涂料、砂芯等物質都會逐漸地燃燒、分解或氣化，產生大量的氣體，并且會隨著溫度的升高，而讓氣體的體積隨之增大，進而增大氣體壓力。當界面上某點的反壓力∑P（∑P由P腔+P阻+P靜組成）小于氣體壓力P氣時，鐵液中就會滲入氣體而形成氣孔，換而言之，氣孔缺陷易出現在∑P①澆注系統中鐵液靜壓力過小，這樣就導致己侵入鑄件內部的氣泡不易溢出。

②砂芯、鑄型的排氣通道沒有得到較好地密封，或者砂芯、鑄型的排氣通道受阻，排氣通道就會鉆入一定數量的涂料，堵塞氣體排出，并且還會讓氣體壓力P氣增大。

③鐵液粘度變大、澆注溫度過低、鑄件頂部溫度過低、澆注速度過慢等因素都會導致不便排除侵入型腔的氣體。

④混砂不均勻，或者原材料發氣量大，都很容易會導致砂芯局部發氣量變大，并且還會讓氣體壓力P氣增大。

⑤若砂芯沒有得到及時地烘干，那么鐵液與水分反應就會產生較多的氣孔，而氣體壓力P氣會由于水分蒸發而增大，這樣一來，既會對型腔中排出氣體產生不便，又會進一步加劇氣體侵入型腔的速度。

1.2 避免出現氣孔的常見措施

①降低砂芯的發氣量。由于鐵液會包裹住砂芯的大部分，因此，發動機缸蓋鑄件出現氣孔概率會受到能否順暢排出氣體、砂芯產生氣體多少的影響。為了能夠對樹脂加入量予以控制，并且還要確保砂芯強度，那么需要將冷芯中各個組分總量控制在一定的范圍之內，最適宜的范圍應該為1.6%～1.8%。

②要對砂芯的浸涂工藝予以嚴格控制，避免砂芯排氣通道中滲入涂料。與此同時，烘干工藝要制定合理，避免出現二次烘干或者砂芯受潮的問題。砂芯中H2O物質和鐵液中的Fe物質在澆注過程中會反應出現H2（氣），這樣一來，會讓鐵液氧化傾向得以加大，并且出現反應性氣孔。

③氣孔缺陷易出現在∑P