陈革明

摘 要：在灰铸铁发动机缸体铸造的过程中，存在着较为复杂的步骤，对工艺的要求也较高，其中在铸件的内外部制造中，需要芯砂的支撑才能够完成水套芯的制作，因此在这一过程当中，出现残次品的几率较大，因而必须严格把控发动机缸体的制造过程。

关键词：灰铸铁;发动机缸体;缺陷;措施

引文：在灰铸铁发动机缸体的制造过程当中，将缸体分为干性和湿性两种，除此之外还要区别缸体管道是否含油。在缸体的制造过程当中，通常难度较大的是干性或带油的缸体结构，而湿性的缸体在打造的过程当中难度较小。这些工艺都对灰铸铁发动机缸体的制造具有重大的影响，因此必须加以讨论。本文灰铸铁发动机缸体常见铸造缺陷及解决措施展开论述，希望能为发动机缸体的铸造提供一些参考和建议。

一、各类气孔问题及处理措施

气孔问题是发动机铸造过程当中的常见问题，在灰铸铁发动机缸体的制造过程当中侵入性的气孔是较为严重的问题，如果在混凝土浇筑的过程当中出现了大量的芯砂气体并且未能够及时排出，就会导致型砂不透气，当浇筑时气温较低时，会产生系统充气，从而使得压力变小，张力减少，从而使气孔无法均匀排气，造成生产过程中的质量问题[1]。如果气孔出现在发动机缸体的内壁上或者位于加强筋的位置，将会由于排气不畅导致发动机缸体制造失败。

（一）最高点气孔

针对最高点气孔，由于上为的缸体搭手较高，可能会导致排气不顺畅，因此这对这种情况，可以采取安装排气针的方式来进行排气工作，一般情况下我们采取明排气针，暗排气针在实践当中使用频率较少。当工作人员使用排气针进行排气时，应当注意先将排气针清理干净，不能让周围分布散沙灰尘等物质，否则会将灰尘掉落到排气针顶部的型腔内，造成砂眼堆积。如果在排气过程中采用的是暗针，则应当控制好浇道的横截面积，务必使排气针的面积保持在浇道横截面积的两倍以上，并且应当尽可能的将排气针放置在接近砂顶的位置，以免让砂眼堆积在排气针的底部。

（二）缸筒内部的气孔

如果在发动机缸体的制造过程当中水套芯出现了大量的发气现象，那么就有可能会造成发动机的缸筒内部产生气孔。在带有水套的发动机缸体制作当中，需要使用水套芯将周围进行包裹，在制造的过程中会采用覆膜砂对缸体进行包裹。另外一方面，由于水套芯的密封性较好，在排气上存在一定的问题，特别是缸体在进行浇筑之后，铁液会充斥着缸体的内壁，这是由于水套膜的气流不通畅，就会导致在大气压强之下水套膜会出现侵入性的气孔[2]。另外一方面，水套膜的芯撑本身存在的质量缺陷也是导致气孔堆积在水套膜内壁无法排出的问题之一，重要的是这一类的问题只有在加工步骤完成之后才能被发现，具有较强的隐蔽性。

针对这一类的问题，最常见的解决步骤是对缸筒芯盒的温度进行事先设定，在事先设定好芯砂的温度时，还应当注意使其均匀受热，在温度材料的使用当中，应当注意使用传热性能较为优越的CU材料，保持水套芯内外的受热程度是均匀的。缸体内具体的加热温度应当结合本次制造采用的砂芯材质来确定，保证温度范围的合理性，不能片面追求生产速度而提高缸体的加热温度或时长，否则会导致内外部受热不均匀，表面结块硬化，但内部还存留着液体，导致内外压强差产生了大量的气泡无法及时排出，导致发动机的缸体内部产生气孔。另外一方面，应当加强水套芯的制造工艺，特别是在针对厚度较大的水套砂芯的使用时，必须要对排气的管道进行合理的设计，保证在生产加工过程当中形成的气孔能够及时排出，增加排气孔的数量，使得气体可以通过砂孔芯被成功的引向外部[3]。为了防止铁液将砂孔的芯头堵塞，工作人员应当将棉垫放在砂孔芯头的上部，疏通出气口，防止气泡堵塞;同时也可以在水套芯的外皮涂上一层特殊材料，增加材料内部和表面的密集度和质量，起到防止缸体堵塞的作用。在缸体的浇筑过程当中，应当注意对建筑原材料的选择，在进行浇筑工作之后，铁液将完全包裹水套芯，使得原本的排气口被封上，这个现象就必须要求覆膜砂的制造工艺达到一定的高度，才能够使得强度增大，发气量减少。另外，针对芯撑导致的气孔应当采取快速浇筑的方式，应当在当天完成浇筑工作，必须要将芯撑材料的表面清理干净，不能留下油脂、水渍等污迹，还应当保持SN电镀之前接缝处不存在焊渣等瑕疵。总之在气孔问题的处理上，应当做到分类处理，尽可能的减少在浇筑的过程当中产生的气泡等问题，以免铁液进入排气孔造成抢火现象，同时应当合理的设计浇筑体系，控制浇筑的时间和温度，及时调整压强差，避免产生气孔缺陷，控制水分含量，根据气温的不同调整砂型，保持砂土的干燥性，如果过于湿润会造成发气量过大，特别是在气温较高的季节，砂土較为干燥，如果不能够做好水分控制工作，将会降低砂型的强度，使砂体发生掉落等情况，造成缸体加工废品率上升。

二、各类砂眼缺陷及处理措施

砂眼也是缸体制造当中较为常见的问题，在缸体的制造过程当中，如果遇到砂芯的配合面增大而导致需要用排气针来进行排气工作时，就容易形成缸体的砂眼问题。

（一）针对砂芯自身存在缺陷

砂眼的形成原因是多样的，依然需要分门别类的加以解决。如果是由砂芯自身存在的原因导致的问题，则应当对芯头表面进行清理，特别是对含有油漆的涂料，应当彻底清除干净，附着在砂芯表面的砂质物应当及时擦拭干净。在对有残破部位的砂芯进行修复时应当注重尺寸的匹配，使得砂芯不能超出原先的尺寸，否则容易导致原有砂芯的损坏。在水套芯内应当使用防护措施，避免水套内落入砂块。

（二）砂型强度不匹配导致的砂眼

如果没有选择合适的砂型强度，就有可能会造成砂型强度的不匹配。当砂型强度过弱，将很容易导致内砂沉降，继而导致内道的水流将砂型冲蚀，造成砂眼现象。在解决由于砂型强度不匹配而导致的砂眼问题时，应当科学的选择自身发展的混砂机，使混砂机的工作产能能够带动砂型的强度，避免在工作过程当中出现了不均匀、不紧实等各种情况，此外，一定要在型砂投入使用之前进行合理的测试，确定强度的范围，保证型砂中含有足够的膨润土。

（三）由于散沙掉落形成的砂眼

如果经过观察发现排气孔四周有明显的散沙掉落，那么就说明该缸体在合箱之前没有将周围的砂土完全清理，造成合箱的过程中散砂堆积，形成砂眼。针对这种情况形成的砂眼，工作人员应当注意在合箱之前将孔顶周围的砂土清理干净，之后再进行封口，避免型腔内部集聚大量的砂土，经过表面的浇筑工作之后陆续形成砂眼。应当减少明排气针的使用频率，聚集在型腔内尚未排除的液体应当利用压扁冒口进行排气，或者直接将气体引入暗冒口，完成缸体排气工作。另外，如果是由于铸件结构的设计问题导致的砂眼，应当及时调整圆角的设计，改变起模斜度，减少铁液对型砂的冲蚀，减小砂眼产生的风险。

三、结语

综上所述，在灰铸铁发动机缸体的制造过程当中，应当采取多种方式，反思之前在制造当中存在的问题和缺陷，根据实际情况找出解决问题的方法和步骤，提高发动机缸体的制造质量。

参考文献：

[1]糜海飞.湿型砂铸造灰铸铁发动机缸体结疤缺陷的解决[J].金属加工（热加工），2020（04）：84-86.

[2]李鹏. 灰铸铁发动机缸体铸造工艺优化及其组织结构与性能[D].合肥工业大学，2016.

[3]刘增林.汽车发动机灰铸铁缸体立浇工艺气孔缺陷防止[J].铸造，2014，63（07）：721-725.