耐熱鋼排氣歧管熔模鑄造的工藝優(yōu)化

DOI:10.15980/j.tzzz.2013.06.023

精密鑄造

特種鑄造及有色合金�。玻埃保衬甑冢常尘淼冢镀�

耐熱鋼排氣歧管熔模鑄造的工藝優(yōu)化

方　圓１　周吉祥２　于　赟３　魏　偉１　胡　靜１

（１．常州大學常州市先進金屬材料高技術研究重點實驗室；２．常州翔帆機械有限公司；３．江蘇理工學院材料科學與工程學院）

摘　要　對耐熱鋼排氣歧管熔模鑄件原工藝設計方案進行了試驗，分析了鑄件品質較差、工藝出品率較低的原因。提出了

３３

；優(yōu)化設計方案，具體為增大冒口尺寸、增加冒口補縮距離，冒口體積由７增大到１減小直澆道尺寸，直澆道設置８ｃｍ２６ｃｍ３３

。同時采用優(yōu)化設計方案進行了生產試制，在排氣管上部，直澆道體積由９減小為３獲得了表面品質良好的５８ｃｍ７０ｃｍ

鑄件，且工藝出品率由３采用Ｐ８．８％提高至４９．１％。最后，ｒｏＣａｓｔ模擬軟件分析了原設計鑄造缺陷的形成原因。關鍵詞　耐熱鋼；排氣歧管；工藝出品率ＰｒｏＣＡＳＴ軟件；

（）中圖分類號�。裕牵玻矗�；ＴＧ２４９　　　　文獻標志碼�。痢∥恼戮幪枴。保埃埃保�２２４９２０１３０６－０５３９－０４

ＯｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＤｅｓｉｎｏｆＩｍｒｏｖｉｎｔｈｅｕａｌｉｔａｎｄＹｉｅｌｄｏｆｔｈｅＩｎｖｅｓｔｍｅｎｔ　　　　　　　�。穑纾穑纾眩�　　

ＣａｓｔｉｎＨｅａｔＲｅｓｉｓｔａｎｔＳｔｅｅｌＥｘｈａｕｓｔｉｎＭａｎｉｆｏｌｄ　　�。纾纭　�

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，，Ｗ，ＦａｎＹｕａｎＺｈｏｕＪｉｘｉａｎＹｕＹｕｎｅｉＷｅｉＨｕＪｉｎ　　　　�。纾纾�ｇ　

（；１．ＫｅＬａｂｏｒａｔｏｒｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＭｅｔａｌＭａｔｅｒｉａｌｓｏｆＣｈａｎｚｈｏｕＣｉｔＣｈａｎｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔ　　　　　　�。�ｙｇｙ，ｇｙ　　

，；，２．ＣｈａｎｚｈｏｕＸｉａｎｆａｎＭａｃｈｉｎｅｒＣｏ．Ｌｔｄ３．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｉｎｅｅｒｉｎ　　　　　　　ｇｇｙｇｇ　

）ＪｉａｎｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏ　�。纾�ｇｙ　

：ｒｏｃｅｓｓＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｉｎｉｔｉａｌｏｆｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔｃａｓｔｉｎｈｅａｔｒｅｓｉｓｔａｎｔｓｔｅｅｌｅｘｈａｕｓｔｍａｎｉｆｏｌｄｗａｓａｎａｌｚｅｄ．　　　　　　　　　　　ｐｇｙ　ｏｏｒｕａｌｉｔｒｏｄｕｃｔｉｅｌｄｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅｒｅａｓｏｎｓｏｆａｎｄｌｏｗｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｏｔｉｍｉｚｅｄｓｃｈｅｍｅｗａｓ　　　　　　　　　　　�。穑瘢�ｐｙｐｐ　

３３　　

，Ｔｈｅｒｉｓｅｒｖｏｌｕｍｅｉｓｅｎｌａｒｅｄｆｒｏｍ７８ｃｍｔｏ１２６ｃｍｔｏｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｆｅｅｄｉｎｄｉｓｔａｎｃｅａｎｄｔｈｅｓｕｒｅｖｏｌ　　　　　　　　　　　　�。�ｇｇｐ　

３３　　

ｉｅ．Ｔｈｅｕｍｅｉｓｒｅｄｕｃｅｄｆｒｏｍ９５８ｃｍｔｏ３７０ｃｍｗｉｔｈｔｈｅｓｒｕｅｓｈｉｆｔｉｎｔｏｔｈｅｔｏｏｆｔｈｅｅｘｈａｕｓｔｉｎ　　　　　　　　　　　�。穑穑穑纾穑纭　　�

，ｅｘｅｒｉｍｅｎｔａｌｔｒｉａｌｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｈｅｌｏｆｔｈｅｏｔｉｍｉｚｅｄａｎｄｓｏｕｎｄｎｅｓｓｃａｓｔｒｏｃｅｓｓａｒａｍｅｔｅｒｓ　　　　　　　　　　　　－ｐｐｐｐｐ　

，ｉｎｓｗｅｒｅｒｏｄｕｃｅｄｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅｔｈｅｒｏｄｕｃｔｉｅｌｄｉｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｆｒｏｍ３８．８％ｔｏ４９．１％．Ｆｉ　　　　　　　　　　－ｇｐｙｐｙ

，，ｎａｌｌｗｉｔｈｔｈｅｈｅｌｏｆＰｒｏＣａｓｔｓｏｆｔｗａｒｅｔｈｅｃａｓｔｉｎｄｅｆｅｃｔｓｉｎｏｒｉｉｎａｌｄｅｓｉｎｗｅｒｅｖｉｓｕａｌｉｚｅｄａｎｄｃｏｎ　　　　　　　　　　　�。�ｙｐｇｇｇ　　ｆｉｒｍｅｄ．

：，，，ＫｅＷｏｒｄｓＨｅａｔｅｓｉｓｔａｎｔＳｔｅｅｌＥｘｈａｕｓｔｉｎＭａｎｉｆｏｌｄＰｒｏｃａｓｔＳｏｆｔｗａｒｅＣａｓｔｉｎＹｉｅｌｄ－Ｒ　　ｙｇｇ　　　排氣系統(tǒng)　　排氣歧管是汽車發(fā)動機主要零部件之一，

工作效率取決于排氣歧管的設計與制造。在已知的排氣歧管材料中，鑄鐵高溫性能差，隨發(fā)動機排氣溫度的升高，鑄鐵排氣歧管易出現高溫氧化、熱變形或熱裂等

１～３］

。日本日立金屬有限公司研發(fā)的專門用于汽問題［

歧管時發(fā)現：發(fā)現產品出現縮孔、縮松缺①批量生產時，陷；由此導致產品成本大幅增加。②工藝出品率低，

本研究針對熔模鑄造生產新型耐熱鋼排氣歧管時原工藝方案存在的不足，采用Ｐ對原工ｒｏＣＡＳＴ軟件，藝方案中缺陷形成原因進行分析，提出了改善鑄件品提高工藝出品率、提高生產效率的優(yōu)化工藝方案。質、

牌號為車發(fā)動機排氣系統(tǒng)的新型奧氏體基耐熱鑄鋼，ＨＥＲＣＵＮＥＴＥＳＡ３Ｎ。由于該耐熱鋼中添加了耐高溫－

合金元素Ｗ和Ｎ因此具有很好的抗高溫氧化性、ｂ等，抗熱疲勞性和高溫強度。

排氣歧管結構復雜，各部位尺寸差別大，孤立熱節(jié)

４，５］

。多，放置冒口困難，給鑄造生產帶來了較大的難度［

１　試驗材料與模擬方法

鑄件材質為奧氏體基耐熱鋼ＨＥＲＣＵＮＥＴＥＳＡ３Ｎ，－　。熔模鑄造的型殼耐火材料面層為鋯其化學成分見表１

英砂，背層為莫來石。采用中頻感應爐熔煉，澆注溫度為型殼預熱溫度為１澆注時間約為１１６２０℃，０００℃，０～　　

與傳統(tǒng)鑄造方法相比，采用熔模鑄造獲得的鑄件具有高

６，７］

。在精鑄生產排氣的尺寸精度和低的表面粗糙度［

；收稿日期：修改稿收到日期：２０１２１２１１２０１３０３１２－－－－

）；）；）基金項目：江蘇省研究生創(chuàng)新基金資助項目（常州市創(chuàng)新資金資助項目（武進科技局工業(yè)攻關項目（ＣＸＺＺ１２０７３２ＣＣ２０１２００３３ＷＧ２０１１００５－

，第一作者簡介：方圓，男，碩士研究生，常州大學常州市先進金屬材料高技術研究重點實驗室，江蘇常州（電話：１９８７年出生，２１３１６４）０５１９－８６３３００６５，

：Ｅ－ｍａｉｌ５６２６９７８５＠１６３．ｃｏｍ

，），：通信作者：胡靜，女，年出生教授，常州大學材料科學與工程學院，江蘇常州（電話：１９６６２１３１６４０５１９－８６３３００６５，Ｅ－ｍａｉｌｉｎｈｏｏ２６．ｃｏｍ＠１ｊｇ

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