一種使用殼模殼芯的飛輪鑄造工藝

王凱

摘 要：介紹了一種殼模殼芯的灰鑄鐵飛輪鑄造工藝，主要針對柴油機中的中型飛輪鑄件，通過對比多種生產工藝，最終采用了雨淋式澆注工藝。

關鍵詞：飛輪;殼模殼芯;雨淋式澆注系統

飛輪是發動機中一種儲存旋轉動能的裝置，具有較大的轉動慣量，被用來減少發動機運轉過程的速度波動。飛輪需要良好的平衡性，因此飛輪內部不能存在鑄造缺陷。本文所采用的殼模殼芯、雨淋式配合冷鐵的鑄造工藝對灰鑄鐵材質飛輪進行鑄造生產，適用于無機械造型線的鑄造車間，可以較好地提高工藝出品率以及生產效率，同時提升飛輪毛坯的表面質量。

1 灰鑄鐵飛輪的結構特點

柴油機中的灰鑄鐵飛輪，其鑄造毛坯一般為回轉體的中型鑄件，直徑在300-500mm之間，如圖1所示。

可以看出，此種飛輪鑄件結構較為簡單，分型面大多為為平面結構，無需砂芯，易于分型，造型簡單方便。

2 殼模殼芯工藝及其特點

殼模殼芯是一種用薄殼鑄型生產鑄件的鑄造方法，其工藝過程用一種預熱硬化的型砂覆蓋在加熱的金屬型板上，使其硬化為殼體，該殼體具有足夠的強度和剛度，將上下兩個殼體用家具卡緊或者用樹脂膠粘住之后，可以構造鑄型型腔，不再需要砂箱，以及填砂，起模過程[1]。

使用殼模殼芯工藝可以顯著的減少型砂用量，并且獲得的鑄件輪廓清晰，表面光潔，尺寸精確，能減少沖砂引起的夾砂、氣孔、渣孔等缺陷。

本文中所介紹的飛輪鑄件在使用殼模殼芯時，分型簡潔，模具的加工制作簡單，可將飛輪的上、下模分布在砂芯的上、下兩面，內澆道上、下貫通，因此能夠實現多層累加，可以同時澆注多個鑄件。其結構如圖2所示。

3 雨淋式配和冷鐵澆注工藝

為了灰鑄鐵飛輪鑄件無縮松，氣孔等鑄造缺陷，設計了多種澆注工藝，并且進行了模擬，并且配合實際生產驗證，最終確定了雨淋式配合冷鐵的澆注系統。

雨淋式澆注系統可使鑄件順序凝固，有利于鑄件的補縮，能防止鑄件產生縮孔、冷隔、夾渣以及澆不足等缺陷，同時還可防止由于沖砂而引起的夾砂、氣孔和渣孔等缺陷[2]。

其結構如圖3所示。

此澆注系統，需將最上面的芯子開一長方形內澆口，同時需要足夠高的直澆棒進行澆注，高度在140-200之間，完成充填與補縮雙重作用[3]。內澆道采用20-24根6-8的圓柱型形式均勻布置在飛輪靠外圈位置，需要放在鑄件后期加工位置，以保證零件表面質量同時減少清理工人的勞動強度。并且在容易出現縮松缺陷的位置附加冷鐵以實現鑄鐵的均勻凝固，防止出現縮松、縮孔等缺陷，此處冷鐵需要在制造砂殼時將其埋入砂殼中。經驗證每次澆注，鑄件在4-5件時效果最佳。

4 結語

該工藝在沒有機械造型線的車間中，可減少前期的設備投入，并且較之手工填砂造型效率高，出品率高，產品表面質量好，具有較強的實際應用價值。

參考文獻：

[1]王睿，鄭軍，董勇.殼型鑄造發展前景及分析[J].城市建設理論研究，2014.

[2]洛陽礦山機器廠技術科鑄造組.雨淋式澆注系統[J].鑄工，1972.

[3]吳瓊.雨淋式澆注系統的使用[J].鑄工，1976.