エンジンシリンダヘッド重力鋳造金型とアルミニウム合金鋳造：信豊金型金型設計ガイドライン

エンジンシリンダヘッド重力鋳造金型とアルミニウム合金鋳造：信豊金型金型設計ガイドライン

エンジンシリンダヘッドのアルミニウム鋳物は制御された順序に依存して凝固する、重力鋳造金型のノッチの設計はよくなく、鋳造試験で内部収縮廃品率を29%に高めた。このガイドでは、LPDCおよび重力工具の金型設計、プロセス制限、および調達方法について説明します。

シリンダヘッド金型は、複雑な水ジャケットと油道コアを収容しなければならない。

重力鋳造金型の厚いボス領域は、ノッチフィードに依存している。立管体積が鋳物体積の17%未満であると、バルブシートボスに孤立した縮孔が生じる。放熱立管スリーブは給餌時間を34%延長した。

シリンダヘッド低圧ダイカスト金型には底部キャスト層流を用いて充填した。充填速度を0.18 m/s以下に制限することで、酸化物介在物の形成を低減することができる。0.3 m/s以上の乱流充填は、折り畳み酸化物欠陥を51%増加させる。

シリンダヘッドアルミニウム鋳物の金型予熱温度は320〜380℃に維持された。300℃未満の予熱では、薄い排気口壁にコールドクローズが発生し、肉厚は3.5 mmまで低くすることができます。

シリンダヘッドの逆ダイカスト金型（CPC）により、エアホールを低減することができる。

水ジャケット内のコア通気口の設計は極めて重要である。炉心通風槽の深さは0.1 ~ 0.15 mmに制御され、滞留した空気を排出する。閉塞されたコア通気口は気孔を招き、シリンダヘッドの圧力シール合格率を低下させる。

金型熱疲労亀裂は、排気口の周囲の高熱流束領域で発生する。窒化処理されていないH 13キャビティ表面は、9000回の鋳造サイクル後に亀裂する可能性がある。0.08〜0.12 mmの窒化物層は、使用寿命を42%延長した。

シリンダヘッド鋳物の肉厚変化は±0.4 mm以内に制御しなければならない。薄い部分は急速に冷却し、厚いボスは高温を維持し、重力鋳造金型に専用供給する必要がある熱中心を形成する。

エンジンシリンダヘッド金型の金型コーティングは断熱と離型をバランスさせたものを選択した。コーティング厚を0.2〜0.35 mmに保つことで、薄肉からの熱の取り出しを遅くすることができる。

新豊金型はシリンダヘッド重力鋳造金型のシミュレーション検証を統合した。ProCASTシミュレーションは凝固順序を予測し、キャビティ加工前に87%の精度でホットスポットを正確に位置決めする。

完成品シリンダヘッドの圧力シール性試験には、0.6 MPaの空気を120秒間保持する必要がある。本試験では、0.15 mmより大きい微収縮孔は圧力降下と漏洩故障を引き起こす。

重シリンダヘッド鋳物の離型レイアウトは力を均一に分配しなければならない。90 kNを超える局所噴射力は、薄い排気ポート壁を曲げることができる。主ボス周りの複数の突出スリーブは、変形を最小限に抑えることができる。

アルミニウム合金A 356はエンジンシリンダヘッドのアルミニウム鋳物に広く応用されている。凝固中、その体積収縮率は4.2%に達し、重力鋳造金型の中で収縮を補償するために、噴き出しを慎重に設計する必要がある。

シリンダヘッド金型冷却回路は平衡温度場を目指している。金型キャビティの温度差が45℃を超えると残留応力が発生し、加工と熱処理後の反りを引き起こす。

A 356シリンダヘッドの重力鋳造キャスティング温度は、通常710〜740℃である。700℃未満の温度では、薄いポートセグメントの誤動作リスクが44%増加します。750℃を超えると水素吸収と気体多孔性が増加する。

金型設計では、コア砂の熱膨張を計算する必要があります。シリカサンドコアは600℃で0.8%膨張し、重力鋳造金型に膨張隙間が残っていないと、アルミニウム鋳造物の壁が裂けてしまう。

シリンダヘッド低圧ダイカスト金型は、充填後に0.07〜0.12 MPaの保持圧力を加えた。保持時間は最も厚い壁規則に従う：バルブシートボスの厚さはミリメートル当たり2.5秒。

分離ギャップは0.03 mm以下に維持され、アルミニウムの飛び辺が制限されている。フラッシュメモリを除去することで人手が増加し、単位あたりの加工コストが13%増加しました。

金型鋼の結晶粒の微細化は熱疲労性能を高めた。電気スラグ再溶融H 13鋼は非金属介在物を減少させ、シリンダヘッド金型の従来の空気溶融H 13に比べてキャビティ寿命を26%延長した。

注入前の溶融濾過は、シリンダヘッドのアルミニウム鋳物中の介在物を低減することができる。20 PPIセラミックフィルターは、60μmを超える酸化物粒子を56%除去することができる。残りの不純物は疲労亀裂の開始位置になる可能性がある。

重力鋳造Mの予防的メンテナンスサイクル