发动机飞轮无冒口铸造工艺设计

2019年 第8期热加工

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锻造与铸造

orging &Casting

发动机飞轮无冒口铸造工艺设计

■ 宋波，曹恒成，张富彬

摘要：根据发动机飞轮的结构特点，HWS 静压线湿型砂铸造，布置一箱3件，设计了多个扁平内浇道的无冒口工艺，借助铸件自身补缩能力，有效解决了铸件内部的缩松缺陷。关键词：发动机；飞轮；无冒口；工艺设计

一、生产方式及条件

飞轮（见图1）是我公司生产的发动机重要零部件之一，材质为HT250，重约45kg ，轮廓尺寸为φ498mm ×80mm ，平均壁厚36mm 。

该铸件在H W S 静压线生产，湿型砂铸造，砂箱尺寸为1500mm ×1100mm ×400mm ，工艺布置一箱三件，10t 中频感应电炉熔炼，批量生产。

二、铸造工艺方案

对于薄壁铸铁件，冒口颈很小，可用浇注系统兼起直接使用冒口的作用，内浇道依冒口颈计算，超过铸件最高点水平面的浇口杯和直浇道部分实质上就是冒口。由于湿型的承压能力有限，确定球墨铸铁件模数≤0.48c m 时，灰铸铁件模数≤0.75cm 时，适宜采用浇注系统作为冒口。飞轮铸件模数为1.2cm 。

图1 飞轮铸件

根据理论及经验，生产中采用传统的多个压边冒口工艺，如图2所示。但在实际生产中铸件内部存在缩松缺陷（见图3），

铸件品质不能保证。为了解决铸件内部的缩松缺陷，我们进行过大批量的试验，借鉴国内飞轮厂家生产经验，最终设计了飞轮的

图2 原飞轮工艺

无冒口铸造工艺。

灰铸铁和球墨铸铁在凝

过程中都析出石墨并伴随相变膨胀，有一定的自补缩能力。均衡

凝固理论认为，利用浇注过程中的后补缩和石墨化膨胀作用可以有效补偿铁液在冷却凝固阶段产生的体积收缩，从而在不设置冒口的条件下也可以获得组织致密的铸件。

1. 浇注位置及铁液引入方式的确定

浇注位置根据铸件结构

图4 飞轮铸件工艺剖视

（a）横浇道（b）内浇道

图5 浇注系统截面

三、结语

采用上述工艺设计后经实际生产验证，对铸件化学成分、金相、力学性能及内部组织进行检验，各项指标均可达到飞轮技术

图3 铸件缩松缺陷

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