２００８ ／ １ 现代铸铁 １５
［
］
专
Ｓ ｐｅｃｉａｌ Ｔｏｐｉｃ
题
缸
体
缸
盖
铸 造
厚在公差范围内， 且比较均匀。
底注内浇道贴着缸盖的底部进入型腔； 而中注内
技
水套砂芯与气道砂芯最好采用热法覆膜砂 浇道则从分型面进入型腔。若适当增加中、底注
术
芯， 其抗应力变形的能力要强一些， 产生脉纹的 的内浇道数量， 则可减轻内浇道附近局部过热产
基准的设置也要与粗铣加工选取的基准相一致。 纹， 砂型、砂芯间隙处容易泄漏铁液而“跑火”， 并
２ 气缸盖的浇注系统与浇注工艺
且在一定程度上还会增大铁液的缩松倾向。因 此， 所谓高温浇注， 是一个相对概念， 是有一个临
２．１ 缸盖的浇注系统 浇注系统的截面比例以全封闭式为佳， 即
Ｆ 杯＞Ｆ 直＞Ｆ 横＞Ｆ 内。目的是阻止铁液中的熔渣和其 它非金属异物杂质进入型腔， 对防止砂眼、渣孔 缺陷， 避免产生夹杂渗漏， 具有重要作用。
倾向也小一些。底盘芯与盖板芯等则以冷芯为优 生的冲砂、粘砂、缩松等缺陷， 也可以防止因局部
先考虑。但有一点需要注意： 当一型布置两件时， 过热而产生砂芯断裂。由于阶梯注入比单一底注
底盘芯的尺寸会比较大， 呈薄板状； 由于冷芯不 增加设置了中注内浇道， 温度场更趋合理， 铸造
能瞬时建立终强度， 其初始强度较低， 砂芯从芯 应力小， 上部温度较高， 有利于顺序凝固， 也方便
的下方加一与圆柱直径等厚的小方块， 这样可将
气孔位置移至铸件以外， 但此小方块不易清理。
③在一些壁厚比较薄的地方， 采用蓄气冷却
片的方法， 减少所在部位的气孔。以缸盖罩圈处
缸盖铸造工艺的讨论
Ｓ ｐｅｃｉａｌ Ｔｏｐｉｃ
专
题
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缸 体 缸 盖 铸 造 技 术
］
— ——车用中小型发动机灰铸铁缸体缸盖铸件生产工艺（３）
康宽滋
（ 江铃铸造厂， 江西 南昌 ３３０００１）
摘要： 介绍灰铸铁缸盖铸造工艺的基本设计原则。主张缸盖的分型面一般应设在底面。由于中小型缸盖补缩不是主要问
题， 所以宜采用底注浇注系统； 对于中型偏大的缸盖， 则宜采用阶梯式浇注系统。对砂芯材料的选用、排气系统的设计、
盒内取出后， 是在放置的过程中逐渐达到其终强 上部设置冒口补缩， 有利于防止缩孔缩松。
度的； 这个过程中， 会有应力释放； 因此， 如果板 ２．２ 缸盖的浇注工艺
状砂芯放置不当， 在这个逐渐硬化的过程中， 容
（ １） 浇注温度
易产生应力变形（ 除薄板状砂芯外） ； 所以薄板状
缸盖的浇注温度一般以高温浇注为原则（ 相
ＫＡＮＧ Ｋｕａｎ－ ｚｉ
（ Ｊｉａｎｇｌｉｎｇ Ｆｏｕｎｄｒｙ， Ｎａｎｃｈａｎｇ ３３０００１， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｃａｓｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ－ ｄｅｓｉｇｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｈｅａｄ ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． Ｉｔ ｗａｓ ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｏｌｄ ｊｏｉｎｔ ｏｆ ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｈｅａｄ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｐｕｔ ａｔ ｔｈｅ ｂｏｔｔｏｍ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｓｔｉｎｇ． Ｓｉｎｃｅ ｆｅｅｄｉｎｇ ｉｓ ｎｏｔ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐｒｏｂｌｅｍ ｆｏｒ ｓｍａｌｌ ａｎｄ ｍｅｄｉｕｍ ｈｅａｄｓ， ｂｏｔｔｏｍ ｇａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｏｐｔｉｏｎ， ｈｏｗｅｖｅｒ， ｆｏｒ ｍｅｄｉｕｍ ａｎｄ ｓｏｍｅｗｈａｔ ｂｉｇ ｈｅａｄｓ， ｔｈｅ ｓｔｅｐ ｇａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｗｏｕｌｄ ｂｅ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｐｒｏｐｅｒ． Ａ ｄｅｔａｉｌｅｄ ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｗａｓ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｆｏｒ ｖａｒｉｏｕｓ ｃｏｒｅｓ， ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｖｅｎｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ， ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｈｏｗ ｔｏ ｐｒｅｖｅｎｔ ｓｈｒｉｎｋａｇｅ－ ｃａｕｓｅｄ ｌｅａｋａｇｅ， ｈｏｗ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｉｎｔｅｒｎａｌ ａｎｄ ｏｕｔｅｒ ｓｕｒｆａｃｅ ｑｕａｌｉｔｙ， ｈｏｗ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ ａｎｄ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｃｃｕｒａｃｙ， ａｎｄ ｓｏ ｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｈｅａｄ； ｃａｓｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ； ｑｕａｌｉｔｙ
型腔的排气， 常用排气冒口。适用于大批大 量自动化流水生产的排气冒口形式， 有以下几 种。
①在凸台上或盖罩边的拐弯处， 设置圆柱形
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缸
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缸
盖
排气冒口。其优点是结构简单、易于清除； 缺点是
铸 造
因为考虑到拔模斜度， 其顶端是小头， 如果这种
技
术
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圆柱式冒口直径较小， 当浇注温度较低的时候容
以 及 如 何 防 止 缩 松 引 起 的 渗 漏 、如 何 提 高 内 外 表 面 质 量 、尺 寸 精 度 和 位 置 精 度 等 问 题 进 行 了 讨 论 。
关键词： 缸盖； 铸造工艺； 质量
中图分类号：ＴＧ２５１
文献标识码： Ｂ
文章编号： １００３－ ８３４５（ ２００８） ０１－ ００１５－ ０６
如何确定和找到最佳浇注温度， 工艺试验是 最好的办法。确定这个参数的原则是， 在不出现 浇不足、冷隔缺陷， 且气孔缺陷较少的前提下， 尽
１６ 现代铸铁 ２００８ ／ １
量降低浇注温度； 或者说在不出现粘砂、脉纹、漏 箱跑火、缩松的前提下， 尽可能提高浇注温度。
（ ２） 浇注速度 经验表明， 缸盖铸件的浇注速度大致在 ６～８ ｋｇ／ｓ 的范围内， 要稍低于缸体（ 约 １０ ｋｇ／ｓ） 。 浇注速度快， 铁液的降温幅度小， 对砂型与 砂芯的热作用时间短， 不容易出现冷隔缺陷。 但浇注速度过快， 金属液面上升不平稳， 型 内气体的排出也不充分。此外， 还容易出现“跑 火”现象。 考虑浇注速度的时候， 还应考虑砂芯的发气 速度及由此对气体排出的影响。当砂芯刷涂料 后， 要考虑涂料的种类与厚度对发气速度和滞后 发气的影响。涂层对砂芯气体的逸出有着或大或 小的屏闭性。前面提及， 砂芯的发气， 大部分沿砂 芯中预先设置好的排气通道排出， 但也有一部分 透过涂料层进入型腔。考虑到这一点， 浇注速度 也不能太快。
因为中小型缸盖补缩不是主要问题， 所以内 浇道位置采用底注为好。底注可以保证充型平 稳， 利于排气， 避免铁液对砂芯的直接冲击， 温度 场也较均匀， 铸件的应力水平低。在缸盖的直浇 口底部也要设置过滤装置， 以进一步挡渣。
中小型缸盖一般是 ３０ ｋｇ 左右的铸件。对于 中型偏大的缸盖， 宜采用阶梯式浇注系统。其中
的； 由于缸盖高度方向的尺寸都比较小， 一般生 来， 此时的型腔也许正在充填、也许已经充填满
产线都可以满足底部和上部吃砂量的要求， 共用 铁液； 铁液温度比较高时， 铁液的动力粘度比较
缸体造型线的砂箱就更没有问题。
小， 有利于这部分气体由型腔的排气系统排出，
缸盖的收缩率在长度方向会小些， 但最终也 或由铁液中逸出、上浮、再排出。当然， 最好是砂
３ 缸盖铸件排气系统的设置
与缸体铸件一样， 缸盖铸件的气孔也主要是 侵入性气孔， 气体的来源也与缸体相同， 因此， 缸 盖浇注系统的设置也可参照缸体的排气系统来 考虑。其原则是对上述两种气体来源加以控制， 并对来自不同渠道的两部分气体， 设置好两个不 同的排气通道。由于其结构不同于缸体， 所以缸 盖的排气系统设置方法也有所不同。
１ 气缸盖铸造工艺简述
缸盖的分型面一般选取在底面， 底面的形状 通常在下型做出。其余形状由底盘芯与盖板芯形 成， 而水套芯与进排气道芯等小砂芯均配置在底 盘芯上。其上加盖一个盖板芯， 以固定配置在底 盘上的小砂芯。因为水套与气道之间的壁厚通常 是缸盖壁厚最薄处， 国外设计的发动机缸盖只有
＋１．５
４－ ０．５ ｍｍ， 采取这样的分型与组芯， 可以获得尺寸 精度较高的铸件， 也可以保证铸件内腔之间的壁
收稿日期： ２００７－ ０４－ ２４
修定日期： ２００７－ １０－ １１
作者简介： 康宽滋（ １９４３．６－ ） ，男， 教授级高工， 退休 前 为 江 铃 铸
造厂总工程师， 长期从事铸造技术工作和管理工作。
同， 引起许多不同于缸体的铸造工艺问题。 根据众多企业长期生产实践的经验， 缸盖铸
件常见的铸造缺陷主要是气孔、砂眼、渗漏、内腔 清洁度和粗糙度差， 以及在水套内有脉纹等。这 些是笔者要讨论的重点。
Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｎ Ｃａｓｔｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｃｙｌｉｎｄｅｒ Ｈｅａｄ
— ——Ｃａｓｔｉｎｇ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｇｒａｙ Ｉｒｏｎ Ｃｙｌｉｎｄｅｒ Ｂｌｏｃｋ ａｎｄ Ｈｅａｄ ｆｏｒ Ｍｅｄｉｕｍ－ Ｓｍａｌｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｅｎｇｉｎｅ （Ⅲ）
由于底面处于浇注位置的下面， 前后面及左 右面均为浇注位置的侧面， 不容易产生气孔。所 以， 缸盖产生的气孔多分布在处于浇注位置顶面 的火花塞等凸台上及气缸盖罩处。根据这样的特 点， 我们考虑缸盖的排气系统时， 通常会有如下 安排。 ３．１ 砂芯的排气
缸盖的进排气道， 一般均是壳芯， 排气非常 充分； 水套芯排气通道的设置及其它工艺措施的 考虑， 可完全参照缸体水套芯的有关论述。 ３．２ 型腔的排气
排气系统的设置原理以及考虑的原则与缸体相 将其排出型外； ③与缸体一样， 缸盖砂芯多而复
似， 但亦另有特点， 将在下文叙述。
杂， 而且其砂芯截面更纤薄细长， 往往被铁液包
缸盖在砂箱内的吃砂量， 较之缸体可以小一 覆后才开始发气， 这些气体来不及通过砂芯上设
些， 因为缸盖周围是强度较高的底盘砂芯形成 置的排气道排出， 必然有一部分要侵入到型腔中