一种使用壳模壳芯的飞轮铸造工艺

王凯

摘 要：介绍了一种壳模壳芯的灰铸铁飞轮铸造工艺，主要针对柴油机中的中型飞轮铸件，通过对比多种生产工艺，最终采用了雨淋式浇注工艺。

关键词：飞轮;壳模壳芯;雨淋式浇注系统

飞轮是发动机中一种储存旋转动能的装置，具有较大的转动惯量，被用来减少发动机运转过程的速度波动。飞轮需要良好的平衡性，因此飞轮内部不能存在铸造缺陷。本文所采用的壳模壳芯、雨淋式配合冷铁的铸造工艺对灰铸铁材质飞轮进行铸造生产，适用于无机械造型线的铸造车间，可以较好地提高工艺出品率以及生产效率，同时提升飞轮毛坯的表面质量。

1 灰铸铁飞轮的结构特点

柴油机中的灰铸铁飞轮，其铸造毛坯一般为回转体的中型铸件，直径在300-500mm之间，如图1所示。

可以看出，此种飞轮铸件结构较为简单，分型面大多为为平面结构，无需砂芯，易于分型，造型简单方便。

2 壳模壳芯工艺及其特点

壳模壳芯是一种用薄壳铸型生产铸件的铸造方法，其工艺过程用一种预热硬化的型砂覆盖在加热的金属型板上，使其硬化为壳体，该壳体具有足够的强度和刚度，将上下两个壳体用家具卡紧或者用树脂胶粘住之后，可以构造铸型型腔，不再需要砂箱，以及填砂，起模过程[1]。

使用殼模壳芯工艺可以显著的减少型砂用量，并且获得的铸件轮廓清晰，表面光洁，尺寸精确，能减少冲砂引起的夹砂、气孔、渣孔等缺陷。

本文中所介绍的飞轮铸件在使用壳模壳芯时，分型简洁，模具的加工制作简单，可将飞轮的上、下模分布在砂芯的上、下两面，内浇道上、下贯通，因此能够实现多层累加，可以同时浇注多个铸件。其结构如图2所示。

3 雨淋式配和冷铁浇注工艺

为了灰铸铁飞轮铸件无缩松，气孔等铸造缺陷，设计了多种浇注工艺，并且进行了模拟，并且配合实际生产验证，最终确定了雨淋式配合冷铁的浇注系统。

雨淋式浇注系统可使铸件顺序凝固，有利于铸件的补缩，能防止铸件产生缩孔、冷隔、夹渣以及浇不足等缺陷，同时还可防止由于冲砂而引起的夹砂、气孔和渣孔等缺陷[2]。

其结构如图3所示。

此浇注系统，需将最上面的芯子开一长方形内浇口，同时需要足够高的直浇棒进行浇注，高度在140-200之间，完成充填与补缩双重作用[3]。内浇道采用20-24根6-8的圆柱型形式均匀布置在飞轮靠外圈位置，需要放在铸件后期加工位置，以保证零件表面质量同时减少清理工人的劳动强度。并且在容易出现缩松缺陷的位置附加冷铁以实现铸铁的均匀凝固，防止出现缩松、缩孔等缺陷，此处冷铁需要在制造砂壳时将其埋入砂壳中。经验证每次浇注，铸件在4-5件时效果最佳。

4 结语

该工艺在没有机械造型线的车间中，可减少前期的设备投入，并且较之手工填砂造型效率高，出品率高，产品表面质量好，具有较强的实际应用价值。

参考文献：

[1]王睿，郑军，董勇.壳型铸造发展前景及分析[J].城市建设理论研究，2014.

[2]洛阳矿山机器厂技术科铸造组.雨淋式浇注系统[J].铸工，1972.

[3]吴琼.雨淋式浇注系统的使用[J].铸工，1976.