发动机缸体缸盖铸件水套砂芯的冷芯与热芯工艺比较

总工程师 ， 长期从事铸造技术工作和管理工作。
对 于冷 芯工 艺 ，生 产率 与 砂 芯结 构关 联 不 大 ，
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主要与工 艺水平 和工 装维护 水平 有关 。Ｔ 艺循 环大 约 每盒 ４ ， ０ｓ考虑 机动 时问 ， 常水套 芯 的生产率 能 通
众 所 周 知 ， 动 机 缸体 缸 盖 铸 件 生 产 中 ， 件 发 铸 缺 陷 在 很 大程 度 上 与 水套 砂 芯 工 艺 紧 密 相关 。 因
而， 解决 了水 套 砂 芯 的相 关 问 题 ， 动 机 缸体 缸 盖 发
铸 件生产 的技术 问题 就解决 了一半 。
１ 冷 芯 工 艺 与热 芯 工 艺 的 比较
对 于热 芯工 艺 ， 视砂 芯结 构 不 同其 生 产率 也 不 同。对 中小 型发 动机 水 套芯 而 言 ， 般 每 盒砂 芯加 一
热需 时 ４ ～ ２ 不 等 ，考虑 到制 芯机 机动 时 间 ， ０ １０ｓ 生
产率 为 ３ ～ ０盒／ 。 ０４ ｈ
４
『于芯砂无法采用商 品 由于芯砂 为商品砂 ｝ １ 投资 砂， 自混， 需要 故配套设 只需单台制芯设备 多， 系统投资较 — ３ ５２ １ ． ． ６ Ｉ １ ． ６ ／ｉ ． ３ ８ ４ ． ｚ ０ ３ ．ｓ ０ ０１１０
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过加热 （ 电加 热 或 煤 气 ／ 天然 气 加 热 ） ，在 低 温 下
那 么水 套砂 芯究 竟应 采 用什 么样 的工 艺 ， 是冷
芯好还是 热芯好 ？这是进 行发 动机缸体 缸盖铸 件工
艺设计 与 流程设 计 时必 须确 定 的 问题 。然 而 ， 业界 对此众 说纷 云 ， 并无 定 论 。笔者 从 两种 工艺 的管理 情 况 、 芯性 能 和 使用 性 能 等 方 面 进行 比较 ， 砂 并结 合水套 砂 芯 的工艺 特点 和要 求 ， 水套 砂 芯 的工艺 对 选 择原 则进行 浅要 的分析 。
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发 动机 缸体 缸盖铸 件 水 套砂 芯 的 冷 芯 与热 芯 工艺 比较
康 宽滋
（ 江铃 铸 造 厂 ， 西 江 南昌 ３００ ） ３ ０ １
摘要 ： 比较 分析 了发 动 机缸 体 缸 盖 铸 件 水 套 砂 芯 冷 芯与 热 芯 工 艺 的 生 产 管理 情 况 、 能 特 点 、 应 性 以 及 对 铸 件缺 陷 的影 响 情 性 适 况 。认 为应 根 据 产 品结 构 特 点 ， 同时 考虑 技 术 风 险 、 资 条件 等 选择 水 套 砂 芯 工 艺 。 投 关 键 词 ： 体缸 盖 ； 套 砂 芯 ； 芯 工 艺 ； 芯 工艺 缸 水 冷 热 中 图分 类 号 ： Ｇ ４ Ｔ ２２ 文 献标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ３ ８４ （０ １Ｚ — ０ ２ ０ １０ — ３ ５ ２ １ ）１ ０４ — ８
低； 大约 在 ｌ 内其发 气速 度达 到峰 值 。这是 冷 芯 ０ｓ
工艺 又一个 显著 的优势 。 用 于 热 芯 Ｔ艺 水 套 芯 的 覆 膜 砂 发 气 量 在 ｌ ６ ｍＬｇ ／ 左右 ； 相对 于冷芯 ， 其发 气速度 较慢 ， ９ 后 约 ０Ｓ
达 到峰值 。 有此 特性 的差异 ， 芯工 艺 水套 砂 芯不 易 形成 冷
的压缩 空气消耗 。 １１３ 投 资成本 ．。
大于 ２ＭＰ ， 热态 强度更 低 ， ａ而 耐热 稳定性 也远 不如
热芯。
就 目前 水 平 而言 ， 芯Ｔ 艺 的冷 态抗 拉 强 度可 热 达 ８Ｍ｝ ， ） 热态抗 拉强度 可达 ２１ＭＰ ， ０ 下热 ａ ． ａ １０ ０ｏ Ｃ
稳 定性可 达 １０ｓ ５ 。因而 ， 度高是 热芯 工艺最 突 出 强 的优势 ， 是冷 芯Ｔ 艺相对 的弱项 。 也
由于冷 热态 强度 均 较 热芯 的 小 ， 以对 于某 些 所 特 殊结 构 的水 套冷 芯来 说 ， 在搬 运 、 芯 、 芯及 浇 组 下
注过 程 中较 易发 生断 芯 问题 。 １２２ 发气 量 与发气速 度 ＿＿ 冷 芯 Ｔ 艺 发 气量 较 小 ， １ ～ ３ｍＪ ， 至 更 约 ２ １ Ｉｇ 甚
收 件 日期 ：０ １０ — ８ ２ １— ２ １ 修 定 日期 ：０ １０ — ０ ２ １— ４ ２
（ １～ ５ ２０ ２０℃ ） 型芯 砂在 一定 时 间内 固化成 型 的一 使
种 制芯 工艺 。
１１ 生产 管理情 况 的 比较 ．
１１１ 生 产率 ．．
作 者 简 介 ： 宽 滋 （９ ３６ ） 男 ， 授 级 高工 ， 休 前 为 江铃 铸 造 厂 康 １４ ．一 ， 教 退
冷芯 工艺 即采用冷 芯砂 芯 的工艺方 法 。冷芯 砂 芯 用 吹气 硬化 法制 成 ， 即型 芯盒 模 具 内的 型芯 砂 也 不 需 加 热 ， 在 气 体 催 化剂 （ 仅 目前 多 用 经气 化 后 的 三乙胺 ） 作用下 迅速 固化成 型 的一种制 芯工艺 。 热 芯工艺 即采用覆 膜砂 芯 的工艺方 法 。覆膜 砂 芯用加 热 硬化 法制 成 ， 即射 砂 后 型芯 砂在 模具 内经
达到 ４ ０盒／ ｈ以上 。
表 １ 两 种 工 艺 的 生产 管 理 情 况 比 较
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１２３ 流动性 和填充性 ＿． 冷 芯砂 流 动性 与填 充性 较好 ， 而热 芯砂 的流 动
理 ， 砂 符 合 要 求 （ 度 、 泥 量 、 水 量 、 耗值 原 粒 含 含 酸 等 ）可 以做到 均匀且 同 时硬化 ， ， 即硬透 ｌ 。 生好 热 芯工 艺 的硬 化 取 决 于 芯盒 的加 热 是 否 足 够 和其 均匀 程度 。如果 是 电加 热 ， 取 决 于 电加热 元 则 件 功率 是 否 足 够 大 （ 不 允 许 太 大 ， 则会 局 部 过 也 否 烧 ）以及分 布是 否均匀 ， ， 当然还 与加 热时 间有关 。
由上 可 见 ， 芯 Ｔ艺 的生 产率 远 大 于热 芯 盒工 冷 艺 。因而 ， 生产率 高是冷 芯工 艺 的最 大优 势 ， 是热 这
芯工艺无 法 比拟 的 。 １１２ 能耗 ．．
冷 芯 Ｔ艺兀 需加 热 芯盒 ，但 装 机 容量 较 大 ， 除 需要 芯 盒 开启 、 闭 、 紧 、 膜顶 的能 源 动力 消 封 夹 起 耗 与 射砂 的压 缩 空 气 消 耗外 ，还 需 三 乙胺 加 热 汽 化 、 胺 、 气 清 扫 等 的能 源 消 耗 ， 及 对 原 砂 加 吹 吹 以 热 、 却 、 砂 等 消耗 （ 计 原 砂输 送 、 好 的 芯砂 冷 混 不 混 配送 、 压缩空 气干燥 处理 等 ） 。 单 就 芯盒加 热 而 言 ， 然 热 芯工 艺 电力 能 源消 显 耗 要 大 于 冷 芯Ｔ 艺 ， 其 装机 容 量 较 小 ， 需 芯 盒 但 仅 开启 、 闭 、 紧 、 封 夹 起膜 顶 冉 的能 源动力 消耗 与射 砂
冷 芯 工 艺 主 机较 贵 ， 套设 备 （ 括 原 砂 的加 配 包
热 或 冷却 、 输送 、 脂 的输 送 与定 量 、 树 混碾 、 气 处 尾 理 等 ） 多 ， 以投资较 大 。 较 所 热 芯 丁艺主 机成 型方 法 简单 ，配套 设 备少 ， 所 以投 资较小 。 归 纳冷 芯 与 热 芯 工艺 的 生 产管 理 情况 见表 １ 。
综合 考 虑投 资 、 产 率 、 台砂 芯 费用 、 源消 耗及 生 单 能
环境 治理 费用 等 因 素 ， 芯 盒工 艺 的成 本可 能要 高 热 于冷芯 盒工 艺（ 尚无 精确 统计对 比数 据 ） 。
１２ 砂 芯性 能的 比较 ． １ ． 强度 ．１ ２ 冷 芯 ］ 艺 砂 芯 的冷 态 （ 常 温 下 ） 拉 强 度 不 一 指 抗
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气孔缺陷， 而热 芯工 艺水 套 芯本 身必 须 设置 完 善 的
排 气 系统 ， 以防止 形成气 孑 缺 陷 。 Ｌ
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１ ． 对原 砂 的要 求 ．６ ２
性与填 充性更 佳 。所 以 ， 热芯水 套芯 较之冷 芯 ， 芯 砂 表 面更 紧实 、 密 、 整 、 滑 ， 致 平 光 由此 生产 的铸 件 砂 眼、 水套腔粘 砂更少 ， 洁度较好 。 清 １２４ 砂芯 的变形倾 向 ．＿
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