1、造型方法。

    在大批量生產(chǎn)的情況下，生產(chǎn)氣缸蓋這樣的薄壁復(fù)雜件，在造型方法選擇上應(yīng)優(yōu)先選用砂型硬度高，成形性好的高壓造型或氣沖造型。高壓造型不僅生產(chǎn)效率高、噪聲小、自動(dòng)化程度高、勞動(dòng)條件好，而且它生產(chǎn)的鑄型密度、硬度高，而且均勻。鑄型強(qiáng)度大，抵抗金屬液靜壓的能力大，鑄型澆注時(shí)高濕度層的寬度較窄，鑄型型壁移動(dòng)量少，所以高壓造型生產(chǎn)的鑄件尺寸精度和表面粗糙度要比普通震擊造型好。鑄型剛度對(duì)鑄件凝固過(guò)程也有一定的好處，可以充分發(fā)揮鑄件凝固過(guò)程中的自補(bǔ)縮作用，減少鑄件的縮松傾向。

　　2.氣缸蓋的組芯成形方案及制芯工藝這是氣缸蓋鑄造工藝的關(guān)鍵。

　　(1)氣缸蓋的組芯成形方案一般氣缸蓋采用砂型鑄造。氣缸蓋的上、下面可以由砂型來(lái)形成，進(jìn)、排氣道及水套內(nèi)腔由砂芯來(lái)形成。也有個(gè)別廠家采用組芯造型方法，例如：德國(guó)John Deere Werke Mannheim鑄造廠(約翰·迪爾公司曼哈姆廠)生產(chǎn)的氣缸蓋采用組芯造型法。采用組芯造型法制造氣缸蓋雖然能

　　保證鑄件各部位尺寸精度，保持較低的廢品率，但此工藝比傳統(tǒng)的砂型制造缸蓋成本要高得多。

　　氣缸蓋水套芯的成形方案是組芯成形方案的基礎(chǔ)。根據(jù)不同的缸蓋結(jié)構(gòu)，特別是氣道形狀，水套芯可設(shè)計(jì)成整體水套或分體水套。對(duì)于氣道形狀比較簡(jiǎn)單的氣缸蓋來(lái)說(shuō)，可以實(shí)現(xiàn)整體水套芯。如：第一汽車制造廠生產(chǎn)的CA6102發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋，即采用整體水套芯工藝(鑄造工藝簡(jiǎn)圖;對(duì)于一些氣道形狀復(fù)雜的氣缸蓋來(lái)說(shuō)，鑄造工藝上只能采用分體水

　　套芯(CA6110氣缸蓋鑄造工藝簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖2一11)。在氣缸蓋的工藝設(shè)計(jì)中，分體水套芯具有普遍性，整體水套只能看作是特例。

　　目前國(guó)內(nèi)外比較流行的氣缸蓋組芯工藝是底板、分體水套芯工藝，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　1)氣道芯與水套芯都靠底板芯定位，相對(duì)位置準(zhǔn)確，尺寸精度高，鑄件壁厚容易保證。下芯夾具的定位點(diǎn)也設(shè)計(jì)在底板芯上，使氣缸蓋的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、加工基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)統(tǒng)一在底板芯上，組芯裝配精度和下芯精度得到保證，保證了鑄件的尺寸精度。

　　2)氣缸蓋水套在底面連接缸體水套的水孔一般需鑄出，采用底板芯便于下水套芯頭在底板芯上的裝配和定位，減少了砂芯的廢品。另外，在充型過(guò)程中。由于水套芯上下都有芯頭支撐，大大改善了水套芯的受力狀態(tài)，避免因水套芯強(qiáng)度低而造成的漂芯和斷芯。

　　3)為了降低進(jìn)排氣遵表面粗糙度(要求進(jìn)排氣道表面粗糙度R。值小于等于25Ixm)，氣道芯表面一般需涂料。采用底板芯工藝，需要涂料的砂芯可先涂料后裝配，從而減少整套砂芯的報(bào)廢。

　　4)通過(guò)在底板芯上組芯，底板芯在運(yùn)輸、下芯過(guò)程中作為承載芯，可減少砂芯的損壞，提高生產(chǎn)效率。要求底板芯要具有一定的強(qiáng)度和剛度，保證組芯及運(yùn)輸時(shí)水套芯及氣道芯不致?lián)p壞。底板芯不宜過(guò)大，以一件一個(gè)底板芯為好。底板芯過(guò)大，給制芯、修芯、運(yùn)輸?shù)葞?lái)很大的困難。

　　(2)制芯工藝(制芯方法)可選擇自硬砂法、‘覆膜砂法、熱芯盒法和冷芯盒法等。

　　1)自硬砂法。自硬樹(shù)脂砂在近年得到了很大發(fā)展，它用流水生產(chǎn)方法克服了生產(chǎn)周期慢的缺點(diǎn)。約翰·迪爾公司在美國(guó)、德國(guó)的兩廠組成的造型線，均采用自硬砂法制造氣缸蓋。砂芯硬化時(shí)間短，從混砂機(jī)處填砂至起模機(jī)處起模，整個(gè)工藝周期只有3rain。自硬砂法制芯，操作簡(jiǎn)便，節(jié)約能源，且滿足環(huán)保要求。在國(guó)外得到了比較廣泛的應(yīng)用。

　　2)冷芯盒法。由于砂芯在芯盒內(nèi)硬化，有較高的尺寸精度，又不需要熱量，得到了重視。砂芯成形性好，芯子致密，砂芯發(fā)氣量低，砂芯變形量小。

　　從發(fā)展趨勢(shì)看：SO：法沒(méi)有多大前途，主要是環(huán)保問(wèn)題不好解決;三乙胺法除有毒性外，技術(shù)上仍有一些缺陷，例如高溫強(qiáng)度低、鑄件易出飛刺、砂芯存放周期短等，因此也在走下坡路。目前三乙胺法等冷芯盒制芯工藝不適宜用于水套砂芯。因?yàn)槟壳袄湫竞蟹ú捎玫氖菬崛坌詷?shù)脂，同時(shí)水套芯又較薄，當(dāng)鐵液澆入時(shí)，樹(shù)脂失去強(qiáng)度，使水套芯變形開(kāi)裂。鑄件產(chǎn)生毛刺，影響內(nèi)腔表面粗糙度。冷芯平時(shí)易吸水，不能長(zhǎng)期存放。

　　3)熱芯盒法。這是應(yīng)用較為廣泛的一種制芯方法。設(shè)備簡(jiǎn)單，工藝控制比較容易，成本較低。但是砂芯的強(qiáng)度較低，砂芯表面粗糙度較差。為了獲得較高的表面質(zhì)量，需要在砂芯表面上涂料。

　　4)覆膜砂法。氣缸蓋的表面質(zhì)量要求較高，特別是進(jìn)、排氣道表面粗糙度冗。值一般要求小于等于25斗m，水套內(nèi)腔雜物和進(jìn)、排氣道內(nèi)雜物均有較高的要求。覆膜砂流動(dòng)性好、粒度細(xì)，制出的砂芯表面光滑致密，且具有較高的強(qiáng)度。

　　采用覆膜砂制出的氣道芯，通過(guò)上涂料完全可以達(dá)到產(chǎn)品的質(zhì)量要求。覆膜砂水套芯的成形性也較好，強(qiáng)度較高。水套芯不上涂料就可以得到光潔的內(nèi)腔，這不但減少了型腔的發(fā)氣量，簡(jiǎn)化了鑄造工藝過(guò)程，而且避免了水套芯在上涂料過(guò)程中產(chǎn)生的廢芯。因此應(yīng)選擇覆膜砂來(lái)吹制水套芯和氣道芯。

　　3.關(guān)于時(shí)效處理

　　氣缸蓋鑄件結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，在鑄造過(guò)程中各部位的冷卻速度不一致，鑄造應(yīng)力是相當(dāng)大的。實(shí)際生產(chǎn)中氣缸蓋也發(fā)現(xiàn)鑄件變形的問(wèn)題，嚴(yán)重的可導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生裂紋。關(guān)于氣缸蓋鑄件要不要通過(guò)人工時(shí)效處理來(lái)消除內(nèi)應(yīng)力的問(wèn)題，各個(gè)廠家的規(guī)定不一致。美國(guó)某發(fā)動(dòng)機(jī)公司設(shè)計(jì)的缸蓋一律要求鑄件作人工時(shí)效處理來(lái)消除內(nèi)應(yīng)力。然而國(guó)內(nèi)外大多數(shù)廠家對(duì)缸蓋沒(méi)有要求進(jìn)行人工時(shí)效處理。德國(guó).John Deere Werke Mannheim鑄造廠作了大量研究工作后，總的看法是：由于測(cè)定應(yīng)力方法不同，各單位測(cè)定的殘余應(yīng)力數(shù)值不一，因而時(shí)效處理的效果尚無(wú)定論。最好的解決辦法是，應(yīng)以使鑄件壁厚盡可能均勻，對(duì)某些過(guò)薄部位適當(dāng)加大壁厚為宜。對(duì)于大型柴油機(jī)氣缸蓋應(yīng)作時(shí)效處理。對(duì)于6缸以下缸體、缸蓋，只要在鑄型內(nèi)停留時(shí)間大于2h，就可以不進(jìn)行時(shí)效處理。