專(zhuān)利名稱(chēng)：清理和加熱用于鑄造鋁汽缸體的鐵襯里的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)鐵襯里的預(yù)處理，該鐵襯里被鑄進(jìn)鋁汽缸體。
背景技術(shù)：
在機(jī)動(dòng)車(chē)和引擎制造工業(yè)中，平常的實(shí)踐會(huì)盡可能地將車(chē)輛組成零部件的重量保持在最小值。因此，不但引擎缸體是由鑄鐵經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間鑄成，還需對(duì)汽缸徑進(jìn)行仔細(xì)地加工以容納接收引擎的活塞。然而，由于引入了鋁汽缸體，就需要在汽缸體內(nèi)設(shè)置鐵襯里，引擎的活塞在該襯里內(nèi)運(yùn)行，這是因?yàn)殇X并不是一種十分耐磨的金屬。
平常的實(shí)踐會(huì)將鐵襯里置入鑄模內(nèi)，并鑄出引擎缸體，從而將鐵襯里鑄造到位。然而，在接觸到熔融的鋁金屬之前，襯里必須被徹底地清理和預(yù)熱。
就申請(qǐng)人所知道的而言，最常用的清理方法包括用碳鋼丸進(jìn)行噴丸清理。這是在噴丸室內(nèi)進(jìn)行的，而且基于襯里在噴丸室內(nèi)的方向來(lái)控制，這個(gè)工藝是一個(gè)很難的工藝。
對(duì)襯里的預(yù)熱通常是通過(guò)感應(yīng)加熱來(lái)實(shí)現(xiàn)的，即，使用置于筒狀芯的中心的空隙內(nèi)的感應(yīng)器，該筒狀芯支撐襯里。
在鑄造前預(yù)熱襯里的原因是可以確保達(dá)到盡可能高的接合(汽缸體的母體金屬與襯里之間的接觸)。如果襯里置于環(huán)境溫度下，那么流經(jīng)其上的熱金屬液會(huì)快速冷卻，導(dǎo)致接合處的缺陷，這些缺陷可能表現(xiàn)為冷隔(兩種液流相遇但沒(méi)有熔合，從而留下裂紋線)、和氣孔，氣孔是因?yàn)樗D(zhuǎn)向液流從而在鑄件壁內(nèi)形成孔造成的。
因?yàn)樾枰獙⒁r里快速加熱，通常在10秒鐘內(nèi)，感應(yīng)加熱是現(xiàn)在優(yōu)選的用于在鑄造操作中預(yù)熱襯里的方法。
與感應(yīng)加熱相關(guān)的一些問(wèn)題包括對(duì)襯里溫度的唯一控制是通過(guò)控制感應(yīng)器的輸入功率；沒(méi)有可行的工藝方法來(lái)測(cè)量襯里的溫度。
不能對(duì)襯里均勻地加熱，利用熱成像來(lái)記錄襯里的加熱，熱成像顯示出襯里是以隨機(jī)的方式來(lái)變熱的，同一個(gè)襯里的不同區(qū)域的溫度浮動(dòng)顯示出100℃的差別，與同一個(gè)鑄模內(nèi)其它的襯里會(huì)有更大差別。這種溫度一致性的缺乏會(huì)對(duì)鑄造質(zhì)量有直接的影響。因?yàn)椴灰恢碌囊r里溫度會(huì)影響凝固界面，從而導(dǎo)致在鑄件內(nèi)的收縮缺陷。
襯里在環(huán)境溫度下被裝進(jìn)鑄模內(nèi)。在低溫下，襯里與鑄模良好地配合，僅僅具有大約0.05mm的移動(dòng)量。在襯里預(yù)熱期間，經(jīng)常在200℃到400℃的溫度范圍內(nèi)，襯里會(huì)按指數(shù)規(guī)律膨脹。這種膨脹使得襯里的內(nèi)徑增大，從而離開(kāi)支撐自己的筒狀芯。這會(huì)造成襯里位置的尺寸不精確，襯里的位置在鋁汽缸體的生產(chǎn)中是關(guān)鍵而嚴(yán)格的。圖1示出了襯里位置在環(huán)境溫度和高溫之間的可能差別。
已知用液化床來(lái)進(jìn)行熱處理，也可以進(jìn)行顆粒的清理。
本發(fā)明的目的是提供一種解決方案，從而克服襯里清理和汽缸襯里加熱的問(wèn)題。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種裝置，從而使襯里被均勻地預(yù)熱到整個(gè)襯里都達(dá)到一致的溫度。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種裝置，從而使整個(gè)襯里能被預(yù)熱到選定的溫度。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，提供了一種方法，該方法提供一種鐵汽缸襯里以加入用于內(nèi)燃機(jī)的鑄造鋁汽缸體內(nèi)，該方法包括以下步驟，即，將襯里置入被加熱的液化床內(nèi)以對(duì)襯里同時(shí)進(jìn)行清理和加熱，并在澆注鋁汽缸體之前將被清理和加熱的襯里置入引擎缸體的砂型芯內(nèi)。
優(yōu)選地，所述液化床被加熱到所希望的溫度。
優(yōu)選地，所述液化床是液化砂床。
優(yōu)選地，接收所述被加熱的襯里的所述砂型芯的尺寸適于接收被加熱的并因此膨脹的襯里。
優(yōu)選地，所述襯里接下來(lái)的冷卻和相應(yīng)的收縮會(huì)將所述襯里以正確的位置鎖到所述砂型芯上。


為了更好地理解本發(fā)明，現(xiàn)在以優(yōu)選實(shí)施例來(lái)描述本發(fā)明，并借助附圖來(lái)描述優(yōu)選實(shí)施例，其中圖1和圖2是置于砂型芯上的襯里的剖面圖，襯里是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)的尺寸和被加熱的，圖1和圖2示出了錯(cuò)位的情形；和圖3是置于砂型芯上的襯里的剖面圖，襯里是根據(jù)本發(fā)明的方法設(shè)計(jì)的尺寸和被加熱的。
實(shí)施本發(fā)明的最佳模式現(xiàn)在參考附圖，具體見(jiàn)圖1，襯里1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的方法被加熱的，即感應(yīng)加熱。襯里1在環(huán)境溫度被設(shè)置在筒狀芯2上。在此低溫下，襯里1與筒狀芯2配合良好，僅僅可能具有大約0.05mm的移動(dòng)量。
現(xiàn)在參考圖2，襯里然后通過(guò)感應(yīng)線圈3被預(yù)熱，線圈3被降到筒狀芯2中的空隙4內(nèi)；在襯里預(yù)熱期間，經(jīng)常在200℃到400℃的溫度范圍內(nèi)，襯里1會(huì)按指數(shù)規(guī)律膨脹。這種膨脹使得襯里的內(nèi)徑A增大，從而離開(kāi)支撐自己的筒狀芯2。這樣可能造成尺寸誤差B，或者甚至使襯里1的位置不能對(duì)準(zhǔn)，這兩者在鋁汽缸體的生產(chǎn)中都是關(guān)鍵或嚴(yán)格的。
現(xiàn)在參考圖3，襯里1在液化砂床內(nèi)被加熱，然后通過(guò)可編程的機(jī)器手被放置到筒狀芯2上。在這種情況下，筒狀芯2的被設(shè)計(jì)的尺寸適于接收被加熱的并因此而膨脹的襯里。在接下來(lái)襯里1的冷卻和因此導(dǎo)致的收縮期間，襯里1會(huì)被鎖到砂型芯2的正確位置上。
可以看出使用液化砂床來(lái)加熱和清理襯里有很多優(yōu)點(diǎn)。
液化床會(huì)在襯里上產(chǎn)生擦洗作用，從而清理襯里，而且通過(guò)將液化床加熱到所需的溫度，液化床可被加熱到床介質(zhì)的控制溫度+/-1℃。床內(nèi)的任何物質(zhì)都會(huì)快速一致化到床溫。襯里將會(huì)沒(méi)有溫差地變熱，溫差在感應(yīng)加熱中會(huì)出現(xiàn)的，并且所記錄的床的溫度將是襯里的溫度，使得溫度控制更簡(jiǎn)單更準(zhǔn)確。
然后襯里優(yōu)選地由機(jī)械臂從床中取出，并以所需要的溫度被安裝到砂模中。因?yàn)橐r里的溫度是被控制的，所以其膨脹是已知的，而接收被加熱的襯里的砂型芯的尺寸適于被加熱的并因此膨脹的襯里。襯里然后冷卻，導(dǎo)致它的收縮。這種收縮會(huì)將襯里以正確的位置鎖到砂型芯上。
因此，在襯里被冷卻到任意溫度之前，優(yōu)選地，在襯里安裝進(jìn)鑄模中后就盡可能快地澆注鑄模。這樣，在鑄模填充或注滿之前使襯里預(yù)熱溫度損失控制在最小。而且，由于使用液化床而使溫度控制的精確性的提高成為可能，從而能夠在轉(zhuǎn)移操作進(jìn)行之前，通過(guò)對(duì)襯里提供額外加熱而補(bǔ)償在轉(zhuǎn)移操作中不希望發(fā)生的任何冷卻。
由于液化床預(yù)熱清理掉襯里表面的所有殘余物，而沒(méi)有過(guò)度磨損襯里表面(如在噴丸清理中發(fā)生的)，襯里鑄件可以從非鑄造的標(biāo)準(zhǔn)件回收，并被再次投入系統(tǒng)。
因此，可以看出本發(fā)明提供了一種系統(tǒng)，因此部件可以同時(shí)被清理和加熱。優(yōu)選地，本發(fā)明特別針對(duì)清理和加熱汽缸襯里，該襯里被置于用于鑄造鋁汽缸體的砂模中。
雖然具體描述了本發(fā)明的一種形式，但本發(fā)明并不限于此，而是可以包括落入本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的各種變體和改進(jìn)形式。
權(quán)利要求
1.一種方法，該方法提供一種鐵汽缸襯里以加入用于內(nèi)燃機(jī)的鑄造鋁汽缸體內(nèi)，該方法包括以下步驟將襯里置入被加熱的液化床內(nèi)以對(duì)所述襯里同時(shí)進(jìn)行清理和加熱，以及在澆注鋁汽缸體之前，將被清理和加熱的襯里置入引擎缸體的砂型芯內(nèi)。
2.如前面任何權(quán)利要求所述的方法，其特征在于所述液化床被加熱到所希望的溫度。
3.如前面任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于所述液化床是液化砂床。
4.如前面任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于接收所述被加熱的襯里的所述砂型芯的尺寸適于接收被加熱的并因此膨脹的襯里。
5.如緊接著的前面權(quán)利要求所述的方法，其特征在于所述襯里接下來(lái)的冷卻和行營(yíng)的收縮會(huì)使所述襯里以正確的位置鎖到所述砂芯上。
6.一種方法，其基本上如參考附圖的說(shuō)明書(shū)中所描述的，并由附圖來(lái)示意說(shuō)明的。
全文摘要
一種方法，該方法提供一種鐵汽缸襯里(1)以加入用于內(nèi)燃機(jī)的鑄造鋁汽缸體內(nèi)，該方法包括以下步驟將襯里(1)置入被加熱的液化床內(nèi)以對(duì)襯里同時(shí)進(jìn)行清理和加熱，然后將被清理和加熱的襯里放到筒狀砂芯(2)上。筒狀芯的尺寸適于接收被加熱的并因此膨脹的襯里，該襯里隨后會(huì)冷卻并收縮，從而將襯里以正確的位置鎖定到砂型芯上，為鑄造鋁汽缸體作準(zhǔn)備。
文檔編號(hào)B22D19/00GK1750896SQ200480004203
公開(kāi)日2006年3月22日 申請(qǐng)日期2004年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月14日
發(fā)明者R·J·本德 申請(qǐng)人:設(shè)備商國(guó)際有限公司