專利名稱：高氣密性汽車缸蓋的成形澆注方法
技術領域：
本發明涉及機械制件的生產工藝，尤其是一種高氣密性汽車缸蓋的成形澆注方法。
背景技術：
目前，發動機缸體缸蓋的制造水平是衡量一個國家制造業水平的重要標志之一，進而也在很大程度上代表了一個國家汽車工業的發展水平。不斷提高發動機功率、降低燃油消耗量和減少尾氣排放是汽車工業自身發展的內在需求，也是外部環境的客觀要求。消失模鑄造技術使得這類零件設計更為柔性、集成度高，減輕鑄件重量，提高燃油效率。缸蓋對發動機的許多技術參數有著重大影響，因而尺寸精度要求高，內外表面質量要求嚴；鑄件結構復雜，壁厚相差懸殊，成形時砂芯多且復雜，水腔要求流水通暢，工作時溫度反復急劇變化，由于不斷產生的膨脹和收縮而產生交變熱應力，容易導致疲勞失效，因此要求缸蓋鑄件結構合理，材質具有高的強度、硬度及良好的抗疲勞性能、鑄造性能和氣密性，鑄造工藝及技術難度大。滲漏、晶粒粗大、縮松是消失模鑄造生產中出現的主要缺陷。特別是滲漏，如果解決了此項問題，鑄件的成品率可以達到9 0%以上。雖然也有許多針對該問題來實施的工藝措施，但多數都收效甚微。

發明內容
本發明的目的是:提供一種高氣密性汽車缸蓋的成形澆注方法，它可明顯提高晶相組織致密度，減少縮松、縮孔的發生，減少夾雜物，使缸蓋品質得到大幅度提高，缸蓋進、排氣道滲漏率(廢品率)顯著下降，以克服現有技術的不足。本發明是這樣實現的:高氣密性汽車缸蓋的成形澆注方法，采用消失模鑄造工藝，將金屬液澆注到消失模中的同時，對金屬液進行機械振動，直至金屬液完全凝固。對金屬液進行機械振動的振動頻率為50HZ，振幅為1mm，激振力為1.5KN。澆注的金屬液在其孕育過程中使用復合覆蓋劑。本發明的原理是:振動結晶澆注能使晶粒在生長過程中發生晶粒相互碰撞擊碎，使之產生再結晶、再擊碎、再結晶而達到晶粒細化；“振動”在使晶粒碰撞破碎之時，也增加了晶粒從型壁上剝落的機會。1、對形核的影響振動會使鐵合金熔體產生空化作用形成了空穴。空穴崩潰周圍液體填充其中時會產生很高的壓力而這種壓力的增加會使合金的熔點溫度提高。
根據 Clausius—Clapeyron 公式
HiV2-V1)
AP AHm式中Tm為一個大氣壓下的熔點溫度；Λ P為壓力的改變值；八!\為熔點溫度的改變值；Λ Hm為結晶潛熱W1為固態體積；V2為液態體積。當金屬凝固時，體積會減小，有公式可知當壓力增加時，其熔點溫度要增加。這就是說，在金屬液溫度一定的情況下，由于振動提高了液態金屬的熔點溫度，即提高了其液相線平均溫度，從而提高了過冷度這就勢必造成自發核數目增多，晶粒細化。2、對枝晶生長的影響 鐵合金在消失模鑄造凝固過程中的晶體的生長方式和普通的砂型鑄造中晶體的生長方式是基本上是一樣的日名，即都是以樹枝晶方式生長。當在凝固過程中對其實施機械振動時振動激振力使金屬液中的枝晶和未凝固的液體發生了相對運動又由于液體存在著粘性枝晶在液體各部分之間的運動速度就會有所差異。正是由于這種相對運動和運動速度的不同使得晶粒之間發生碰撞和磨損以及未凝固的液體對枝晶進行反復的沖刷即所謂的“粘性剪切”作用，造成枝晶最脆弱的部位枝晶臂等被剪切而折斷、破碎與增殖日名形成了許多細小晶粒。綜合上述兩方面的原因機械振動對消失模鐵合金是有明顯的細化作用的。振動過程中振動是以彈性波的形式由鑄型而液態金屬傳遞著，彈性波的軌跡是一條正弦曲線，在這種彈性波的作用下，液態金屬的晶粒之間也發生振動，也是一種彈性波。由于氣體、夾渣的比重很輕，在液態金屬彈性波的作用下，也發生振動，很容易失去平衡態，能被液態金屬浮出液面之外。3、結論
(I)將本發明的機械振動澆注在缸蓋鑄件生產中使用，能有效細化晶粒，晶間度減少，組織精密，增加缸蓋氣密性。(2)使用機械振動澆注，邊澆注邊振動，有利于金屬液中氣體和夾雜物上浮，起到凈化金屬液的作用，減少縮孔、縮松、夾渣的發生，從而增加缸蓋氣密性。由于采用上述的技術方案，與現有技術相比，本發明在缸蓋鑄件生產中使用機械振動澆注的方法，這樣的方式能細化晶粒，組織致密，增加缸蓋的氣密性。同時使金屬液中氣體和夾雜物上浮，提高鐵液的質量復合覆蓋劑來去除鐵液中夾雜物和氣體，以提高鐵液的冶金質量，并且在保溫集渣的同時，又防止鐵液的孕育衰退，得到良好的孕育效果，改善缸蓋的工藝性能和力學性能；同時，將細粉孕育劑變廢為寶，符合循環經濟和低碳經濟的政策。本發明所采用工藝簡單，設備成本低廉配方簡單，材料來源廣泛，容易獲得，使用方法簡單，容易實施，生產成本低廉，使用效果好。
具體實施例方式本發明的實施例:高氣密性汽車缸蓋的成形澆注方法，準備好復合覆蓋劑備用(復合覆蓋劑的組成及使用方法均采用申請號為201010172549.0的已授權的發明專利中的公開的技術內容)，將缸蓋的爐料熔化后即向爐內加入復合覆蓋劑I，加熱升溫至工藝要求的溫度后扒渣、出水，隨即將復合覆蓋劑II加入，再進行澆注；采用消失模鑄造工藝，將缸蓋的爐料融化成的金屬液澆注到消失模中的同時，對金屬液進行機械振動，直至金屬液完全凝固；激振力來源于干砂緊實過程中的振實臺下的雙振動電機，電機的振動頻率為50HZ，振幅為Imm,激振力為1.5KN。
權利要求
1.一種高氣密性汽車缸蓋的成形澆注方法，其特征在于:采用消失模鑄造工藝，將金屬液澆注到消失模中的同時，對金屬液進行機械振動，直至金屬液完全凝固。
2.根據權利要求1所述的高氣密性汽車缸蓋的成形澆注方法，其特征在于:對金屬液進行機械振動的振動頻率為50HZ，振幅為1mm，激振力為1.5KN。
3.根據權利要求1所述的高氣密性汽車缸蓋的成形澆注方法，其特征在于:澆注的金屬液在其孕育過程中使用復合覆蓋劑。
全文摘要
本發明公開了一種高氣密性汽車缸蓋的成形澆注方法，采用消失模鑄造工藝，將金屬液澆注到消失模中的同時，對金屬液進行機械振動，直至金屬液完全凝固。本發明在缸蓋鑄件生產中使用機械振動澆注的方法，這樣的方式能細化晶粒，組織致密，增加缸蓋的氣密性。同時使金屬液中氣體和夾雜物上浮，提高鐵液的質量復合覆蓋劑來去除鐵液中夾雜物和氣體，以提高鐵液的冶金質量，并且在保溫集渣的同時，又防止鐵液的孕育衰退，得到良好的孕育效果，改善缸蓋的工藝性能和力學性能；同時，將細粉孕育劑變廢為寶，符合循環經濟和低碳經濟的政策。
文檔編號B22C9/04GK103203427SQ20121024488
公開日2013年7月17日 申請日期2012年7月16日 優先權日2012年7月16日
發明者蔣勤南, 彭和宜 申請人:貴州英吉爾機械制造有限公司