柴油機機體滲漏原因分析及控制措施

柴油機機體滲漏原因分析及控制措施

作為機車的骨架，該車身不僅要承擔(dān)零件的重量，還要在工作過程中承受著像活佛、關(guān)節(jié)、曲線和其他運動設(shè)備的負荷。以及油氣燃燒時的爆發(fā)壓力。江蘇常發(fā)農(nóng)裝鑄造事業(yè)部改用8t中頻爐熔煉以來,機體的強度和剛度明顯提升,熔煉廢品率從2%下降到0.3%以下。相比之下,根據(jù)市場反饋和三包退廢情況,滲漏問題已成為柴油機機體首要攻關(guān)解決的突出問題。1單缸機體的廢水來源為有效控制機體滲漏問題,增進客戶滿意度以及降低內(nèi)部故障損失,本文對裝配生產(chǎn)發(fā)現(xiàn)的滲漏缺陷進行了分析。如表1,2011年機加工分廠生產(chǎn)各類單缸機體645322只,因水壓試驗發(fā)現(xiàn)滲漏,裝配分廠退鑄造分廠的單缸機體料廢4825只,不良品PPM為7477。可見,雖然引起滲漏的因素復(fù)雜,但最多的是泥芯毛刺、造型砂孔,占裝配分廠料廢總數(shù)的90.5%,故作重點分析。2缺陷分析2.1身份證件的抗?jié)B能力鐵液澆入型腔后,泥芯中的毛刺如果未被清除干凈,將會被包裹在鐵液中,直至鑄件凝固成型,形成具有泥芯特征的砂眼,稱之為“泥芯毛刺”。冷芯上常見的毛刺有分芯面披縫、頂芯桿毛刺和粘補膏毛刺等。由于泥芯經(jīng)過修銼后,即便有殘留下來的披縫也多是短小的,其凹裂深度一般不會導(dǎo)致滲漏。如果披縫割裂了油道,將會導(dǎo)致機體的螺栓孔部位出現(xiàn)漏油問題。頂芯桿毛刺的形成:頂桿與芯盒間的配合間隙通常為0.2～0.3mm,如果因長期頂芯產(chǎn)生的磨損使間隙變大,射砂時填入配合間隙的芯砂硬化后將在相應(yīng)位置形成圓形冷芯毛刺,稱之為頂芯桿毛刺。如果頂芯桿毛刺未及時清理,鑄件相應(yīng)部位將形成“凹圈”,導(dǎo)致機體滲漏。粘補膏毛刺的形成:膠合主泥芯與活塊泥芯時,使用的粘補膏擠出拼接縫口,高于正常接合面的部分,稱之為粘補膏毛刺。擠出的粘補膏固化后,凸出冷芯面的部位將占據(jù)鑄件相應(yīng)位置生成長條狀凹坑,導(dǎo)致機體滲漏。2.2砂眼的典型缺陷明顯砂孔通常在加工之前都能被發(fā)現(xiàn)并挑出,這類砂孔主要是由大塊掉砂、沖砂等造成的。經(jīng)裝配水壓試驗發(fā)現(xiàn)的砂孔缺陷大多極其微小,且通常位于隱蔽部位,砂眼處于缸套孔內(nèi)。這類砂眼大多是由型芯上的浮沙、輕微支砂或擦砂造成的。2.3比較容易發(fā)現(xiàn)冷隔如果是穿透性的,在浸水試壓試驗中比較容易發(fā)現(xiàn)。但非穿透性冷隔經(jīng)水壓試驗也難以發(fā)現(xiàn),但在柴油機使用過程中受震動和熱疲勞作用極有可能造成機體內(nèi)漏。3控制對策3.1頂桿材質(zhì)調(diào)整即使冷芯存在披縫毛刺,在現(xiàn)有模具工裝狀態(tài)下生產(chǎn),必須用銼刀將分芯面披縫、頂桿毛刺清除干凈。對存在活塊泥芯膠合拼接的小柴機體,須將縫口抹平,防止粘補膏擠出生成毛刺。要定期檢查模具配合精度,保證上下模之間縫隙不能超過0.5mm,以防止分芯面披縫過厚甚至跑砂。同時須檢查頂桿配合是否良好、排氣塞安裝后是否與模具表面一致等。對存在頂桿毛刺的冷芯模相應(yīng)部位進行檢查發(fā)現(xiàn),冷芯模頂桿尺寸基本未變小,而模具上的頂桿孔均磨損變大。因原有冷芯模多采用HT200材質(zhì),未經(jīng)任何熱處理,硬度和耐磨性差,使用壽命低。而外購的頂芯桿為T10鋼,硬度大于50HRC,耐磨性高。因此,從材料適用性和綜合成本來考慮,冷芯模宜采用QT450材質(zhì)。球鐵材質(zhì)制模,不僅強度、硬度、耐磨性和砂芯脫模性好,而且與模具鋼、合金鋼相比,不需要高速銑削,加工性能好,綜合成本低。另外,在制模時應(yīng)作去應(yīng)力退火,加工成形后盡量對模具表面進行碳氮共滲處理以提高其耐磨性。3.2砂孔形狀3.2.1模后型腔的完整度型腔緊實度的好壞不僅是合箱后是否掉砂、澆注時是否沖砂的重要影響因素,而且關(guān)系到起模后型腔的完整度。機體生產(chǎn)使用的是半自動化中壓造型,因此型砂水分控制在3.8%±0.3%,濕壓強度控制在0.13±0.03MPa,震擊造型后型腔表面硬度一般達到80左右。此外,對于完整度不好的型芯,要盡量減少修補,防止因修補局部不緊實造成沖砂。3.2.2芯體造型的檢查為防止下芯時支砂和合箱時擦砂,應(yīng)嚴格控制砂箱、外模及冷芯模的尺寸精度和型芯配合間隙。每班制芯前,應(yīng)檢查冷芯盒及外模芯頭部位尺寸,保持合適間隙。制芯后,對芯頭與芯座的配合部位要修銼良好,防止因突出引起支砂。每班造型前,砂箱、外模的定位銷套都要檢查,發(fā)現(xiàn)箱模銷套間磨損超差尺寸總和達到0.5mm的,必須立即更換,同時要防止長銷套旋轉(zhuǎn)。下芯時,須準(zhǔn)確定位,使泥芯各邊間隙均勻,防止擦砂缺陷。3.2.3下芯時表面類砂灰冷芯應(yīng)堅持現(xiàn)做現(xiàn)用原則,嚴格控制存放時間,防止表面積灰過厚甚至吸潮。下芯時,應(yīng)嚴格檢查是否存在涂料噴涂堆積現(xiàn)象,并將冷芯表面的砂灰、型腔和澆道表面的碎砂粒及浮砂用壓縮空氣吹盡。打氣眼后應(yīng)將蓋箱翻身敲一下,震落散砂,以避免合箱后碎砂卷入鐵液中去。3.3冷芯尺寸影響從型號來看,小柴機體占滲漏機體總數(shù)的8成以上,其最重要的原因是結(jié)構(gòu)薄弱。根據(jù)圖紙要求,小柴的未注壁厚一般為5mm。但在生產(chǎn)過程中,隨著冷芯模磨損,冷芯尺寸變大以后,鑄件上箱面壁厚就會變薄。如圖1所示,R180機體上箱最薄部位壁厚僅為3.5mm。另外,泥芯下芯局部抬起、分芯面密封條過厚、活塊泥芯粘結(jié)不牢固受鐵液作用力上浮等也有可能造成鑄件尺寸與圖紙不符,局部結(jié)構(gòu)薄弱。結(jié)構(gòu)薄弱不僅會增大鑄件的冷隔傾向,而且在存在泥芯毛刺、造型砂孔等缺陷的情況下鑄件更容易發(fā)生滲漏。因此,不僅要制作專用卡板對泥芯尺寸精度加強把關(guān),更重要的是,鑄件加工前必須加強產(chǎn)品審核,尤其是針對圖物一致性的全尺寸檢驗。4各類機體污染嚴重自從工藝上采取上述措施,質(zhì)量上對冷芯、造型等班組制定考核指標(biāo),根據(jù)廢品工號進行追溯、獎優(yōu)罰劣以來,2012年上半年,加工各類機體278342只,因滲漏裝配分廠退鑄造分廠的料廢1045只,累計不良品PPM為3754,PPM下降3993。除裝配車間外,鑄造車間和加工車間的泥芯、造型類廢