摘要：汽車排氣管產(chǎn)品特性
汽車排氣管的使用環(huán)境決定，它需要具備一定的耐熱性和氣密性，現(xiàn)在產(chǎn)品材質(zhì)普遍使用高硅鉬球墨鑄鐵，這種材質(zhì)縮率比一般球墨鑄鐵要大�？紤]到其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，進(jìn)氣和出氣管口法蘭面及安裝固定位置（一般15～20mm)都相對管壁處壁厚（一般只有4.0mm）要厚很多，加上流道砂芯的發(fā)氣和排氣問題，所以鑄造此類鑄件需要做到厚壁處不能存在縮孔和薄的管壁處又不能出現(xiàn)冷隔、氣隔或起皮，從而給鑄造工藝方案的制定增加了難度。
關(guān)鍵詞：流量計(jì)算 工藝出品率 氣隔 充型 預(yù)處理劑
了解了汽車排氣管的特性，下面我們通過實(shí)例來闡述其鑄造工藝方案設(shè)計(jì)。
下圖是國內(nèi)某大型鑄造企業(yè)生產(chǎn)的某款汽車排氣管全模，鑄件單重為：6.2Kg,全模重為：31Kg。
生產(chǎn)條件如下：
(1). 造型方式：日本新東粘土砂自動(dòng)造型線，沙箱尺寸為：800×700，上箱高250，下箱高200,流道砂芯為覆膜砂殼芯。
(2).熔煉方式：美國應(yīng)達(dá)中頻感應(yīng)電爐，容量為3噸，每爐熔煉時(shí)間：約45分鐘 。
(3).材質(zhì)：屬于高硅鉬，客戶要求：終硅：3.75～4.25，鉬：0.5～0.7，實(shí)際終硅為3.8～4.0，鉬：0.5～0.6。
從圖上可以看出，困憂該該公司生產(chǎn)相關(guān)的問題如下：
(1).工藝出品率太低，只有20%。
(2).澆冒口太多，液壓鉗分離難度很大，研磨點(diǎn)多，后處理研磨工作量太大。
(3).圖上靠近出氣管口的鑄件面上有一大塊白亮部分，嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生冷隔而報(bào)廢，鑄造不良率一直在10%以上（要求達(dá)到5%以下）。
(4)鑄件壁厚薄不均，合金元素凝固有偏析現(xiàn)象。
針對以上問題，我們在該公司負(fù)責(zé)該產(chǎn)品開發(fā)的工程師積極配合下，介入該產(chǎn)品的改善。
改善問題點(diǎn)：重新設(shè)計(jì)鑄造工藝方案，減少澆冒口數(shù)量，其他現(xiàn)場相關(guān)的生產(chǎn)條件不做考慮，要求在提高生產(chǎn)效率的同時(shí)降低生產(chǎn)成本，同時(shí)使用卡森公司的預(yù)處理劑來解決合金偏析現(xiàn)象。
在改善之前我們先對原來的工藝方案做了分析，發(fā)現(xiàn)存在如下問題：
(1).內(nèi)澆口太多，鐵水充型混亂，即通常所說的鐵水充型亂流。
(2).由于鐵水充型混亂導(dǎo)致充型時(shí)氣體排出不暢。
(3).鑄件上產(chǎn)生光亮部分為造型時(shí)凹凸面點(diǎn)，該位置為冷鐵水和氣體匯集之處，冷鐵水本身覆型能力就差，加上氣體的阻礙，就產(chǎn)生表面光亮的氣隔缺陷，嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生冷隔或由于氣泡導(dǎo)致表面起皮而報(bào)廢。
有了以上的原因分析，我們主要的問題
解決思路如下：
(1).整個(gè)澆注系統(tǒng)流量重新分配，總體上是：80%的流量給進(jìn)氣管口的4個(gè)冒口，20%流量給出氣管口的冒口，靠近出氣管口的小韃子使用溢流冒口,鑄件進(jìn)氣管口端的兩邊兩個(gè)冒口去掉。
(2).4個(gè)進(jìn)氣管口處的冒口入水由原來通過砂芯從下箱進(jìn)入改為上箱外模直接進(jìn)入，增加鐵水充型壓力。
(3).通過重新流量分配計(jì)算，連接進(jìn)氣管口的4個(gè)冒口主澆道尺寸由原來的30×36改為15×16，4個(gè)冒口尺寸由原來的￠60×100改為￠45×65，溢流冒口由原來的￠35×85改為￠30×45。
(4).砂芯形狀及修改如下圖所示，把原來在砂芯上面的冒口頸去除，在砂芯上面增加冒口頸保溫補(bǔ)縮通道（圖示鑲塊處）。
在得到該公司的大力支持下，我們對模具進(jìn)行了修改，并試模澆注一包鐵水，得出如下圖的全模：
從圖上可以看出：
.主澆道比原來的細(xì)了很多，少了4個(gè)薄板內(nèi)澆口，冒口少了兩個(gè)，也小了不少。
.原來靠近出氣管口位置光亮部分不存在了。
試驗(yàn)結(jié)果：
.首尾兩箱的鑄件所有相對厚大的位置全部切開確認(rèn)，都不存在縮孔。
.一包鐵水澆注18個(gè)鑄件，除首尾兩箱鑄件切開外，剩余16個(gè)鑄件全部機(jī)加工確認(rèn)所有相對厚大部分的機(jī)加工螺紋孔內(nèi)全部沒有爛牙情況，即都不存在縮孔。
全模重由原來的31Kg變成19.5Kg，工藝出品率由原來的20%變成31.8%。
從檢測結(jié)果證明次試做達(dá)到預(yù)定的效果。
因?yàn)檎麄�(gè)方案全部改變，而且該產(chǎn)品需求量15000件左右每月，在大批量生產(chǎn)前必須再進(jìn)行2次逐漸加大量的小批量驗(yàn)證，在該公司同意下，次小批量連續(xù)生產(chǎn)兩爐，確認(rèn)其報(bào)廢率情況。經(jīng)該公司品質(zhì)部門跟蹤確認(rèn)，取其中一包的首尾模鑄件切開均無縮孔，毛坯不良件不超過4件，不良率不超過3.5%，冷隔幾乎沒有。機(jī)加工也沒有發(fā)現(xiàn)縮孔和漏氣的不良，由于效果很好，該公司第二次小批量直接生產(chǎn)8爐，品質(zhì)部門檢測結(jié)果和機(jī)加工結(jié)果都很好。于是這個(gè)產(chǎn)品就進(jìn)入大批量生產(chǎn)。
在我們結(jié)束該產(chǎn)品改善前，該公司技術(shù)人員表示，將會(huì)按照該產(chǎn)品鑄造工藝方案設(shè)計(jì)思路橫向展開到類似的排氣管產(chǎn)品。
結(jié)論：
排氣管類產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是鑄件壁厚薄相差較大，材質(zhì)是高硅鉬，縮率較大，會(huì)給鑄造工藝設(shè)計(jì)者造成困憂，但我們只要按照鑄造工藝設(shè)計(jì)的基本原則就能設(shè)計(jì)出合適的鑄造工藝方案。
