專利名稱：優(yōu)質(zhì)低耗鋁活塞重力澆注金屬模的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是對(duì)鋁合金活塞毛坯金屬模鑄造模具的改進(jìn)。
目前，中、小型功率柴油機(jī)、汽油機(jī)或其它發(fā)動(dòng)機(jī)上所用的鋁活塞，均采用金屬模鑄造毛坯，然后經(jīng)機(jī)械加工而成。鋁活塞結(jié)構(gòu)復(fù)雜，型腔形狀異常，技術(shù)要求較高，對(duì)鑄件內(nèi)部質(zhì)量和機(jī)械性能均提出了嚴(yán)格要求。為達(dá)到上述要求，國內(nèi)外生產(chǎn)廠家一般采用重力澆注鑄造工藝方法獲取毛坯，其中采用上抽芯形式的金屬模占絕大多數(shù)，這種金屬模制造簡(jiǎn)單，操作方便，生產(chǎn)效率高，但對(duì)鑄件成形不利，鑄件廢品率高。鑄件成形的關(guān)鍵是順序凝固，金屬液凝固順序是從鑄件向補(bǔ)縮冒口進(jìn)行；鑄件凝固順序是從外形向內(nèi)芯進(jìn)行，從底部向上進(jìn)行。若順序凝固不合理，則會(huì)使鑄件鑄造缺陷層出不窮。有人設(shè)計(jì)一種采用熱管傳熱激冷之金屬模結(jié)構(gòu)，使鑄件嚴(yán)格地按照順序結(jié)晶原則進(jìn)行結(jié)晶，有利于降低鑄件縮松廢品率。但是，該金屬模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工難度大，制造成本高；為減少夾渣廢品率，毛坯澆注必須增加過濾網(wǎng)片，生產(chǎn)成本增加，亦給操作增加一道工序；尤其是用于熱管傳熱的多條膠質(zhì)軟管與金屬模相連接，妨礙操作，長(zhǎng)期生產(chǎn)難以維持，現(xiàn)場(chǎng)工藝管理復(fù)雜，模具維護(hù)工作量增大，熱管一旦破裂，則會(huì)造成不安全。
本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述金屬模存在的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且能最大限度提高鑄件內(nèi)部質(zhì)量，降低鑄造廢品率的優(yōu)質(zhì)低耗鋁活塞重力澆注金屬模。
本實(shí)用新型優(yōu)質(zhì)低耗鋁活塞重力澆注金屬模由外模，底模、芯模，底座組成，其澆冒口系統(tǒng)包括澆杯、橫澆道和補(bǔ)縮冒口，其特征在于澆杯與補(bǔ)縮冒口之間的橫澆道為扇形縫隙式結(jié)構(gòu)，橫繞道的水平線高于毛坯成形上端面，橫澆道各處截面積不等，自澆杯入口到達(dá)補(bǔ)縮冒口的橫澆道橫截面積由大逐漸變??；型腔橫截面自右(內(nèi)澆口處)至左，外模的壁厚由薄逐漸增厚，斷面積由小逐漸增大。
本實(shí)用新型的另一特征在于澆杯與橫澆道之間設(shè)有月牙形短曲線澆道，月牙形短曲線澆道的入口與出口相錯(cuò)。
本實(shí)用新型優(yōu)質(zhì)低耗鋁活塞重力澆注金屬模綜合了金屬模中蛇形、鵝頸形與傾斜直澆道的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)月牙形短曲線澆道與扇形縫隙式橫澆道相配合，以及金屬模壁厚逐漸變化的型腔結(jié)構(gòu)，使金屬液從澆杯口澆入時(shí)，金屬液能充滿整個(gè)澆道，不易帶進(jìn)空氣，不易引起飛濺，并以較高溫度和速度沿截面積變化的澆道平穩(wěn)地進(jìn)入補(bǔ)縮冒口，在通過縫隙式橫澆道時(shí)，金屬液有明顯的緩沖，達(dá)到充型平穩(wěn)、順序排氣和較理想的排渣作用。當(dāng)金屬液通過內(nèi)澆口進(jìn)入型腔時(shí)，將從側(cè)面并沿鑄件整體高度、垂直逐漸地進(jìn)入型腔，在金屬液充填型腔過程中，型腔中的液面始終低于補(bǔ)縮冒口內(nèi)的液面高度，保證了型腔上部金屬液處于較高溫度狀態(tài)。通過型腔模壁蓄能能力的發(fā)揮，金屬液冷卻秩序得到合理安排，使鑄件達(dá)到順序凝固，細(xì)化晶粒的目的。
本實(shí)用新型優(yōu)質(zhì)低耗鋁活塞重力澆注金屬模適用范圍廣，除適用一般不同結(jié)構(gòu)鋁活塞毛坯成型外，亦適用于結(jié)構(gòu)異常的活塞毛坯鑄造，如活塞止口部周壁不完整的S195型活塞；活塞銷孔座周壁鑲裝兩塊防漲鋼片的E0140型活塞；活塞外園裙部與燃燒室底部壁厚差懸殊的X2015B型活塞等成形難度大的活塞，均可采用本結(jié)構(gòu)金屬模。采用本金屬模獲得的鑄件質(zhì)好且穩(wěn)定，外形輪廓清晰平整，內(nèi)部結(jié)晶組織細(xì)密，提高了毛坯內(nèi)在質(zhì)量，鑄造廢品率大大下降，僅3％左右，鑄造工藝出品率高，液態(tài)合金及燃料消耗量小，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造，易于維護(hù)，方便操作，使用壽命長(zhǎng)。
本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下附圖和實(shí)施例詳細(xì)給出。


圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
實(shí)施例從
圖1可清楚地看到，本金屬模由外模(1)、芯模(2)、底模(3)、底座(4)組成，澆冒口系統(tǒng)包括澆杯(5)，橫澆道(6)和補(bǔ)縮冒口(7)，澆杯(5)與補(bǔ)縮冒口(7)之間的橫澆道(6)是扇形縫隙式結(jié)構(gòu)，橫澆道(6)的上水平線(8)高于毛坯成型上端面(14)，橫澆道(6)各處截面積不等，自澆杯(5)入口到達(dá)補(bǔ)縮冒口(7)處的橫澆道(9)橫截面積由大逐漸變??；由外模(1)和芯模(2)構(gòu)成的型腔(13)的橫截面自右(內(nèi)澆口處)至左，外模(1)的壁厚由薄逐漸增厚，斷面積由小逐漸增大。為使?jié)沧⒔饘僖簳r(shí)，金屬液能充滿整個(gè)澆道，不帶進(jìn)空氣，不引起飛濺，在澆杯(5)與橫澆道(6)之間設(shè)一月牙形短曲線澆道(10)，月牙形短曲線澆道(10)的入口(11)與出口(12)相錯(cuò)。
權(quán)利要求1.一種由外模(1)、芯模(2)、底模(3)、底座(4)組成的優(yōu)質(zhì)低耗鋁活塞重力澆注金屬模，其澆冒口系統(tǒng)包括澆杯(5)、橫澆道(6)和補(bǔ)縮冒口(7)，其特征在于a)澆杯(5)與補(bǔ)縮冒口(7)之間的橫澆道(6)是扇形縫隙式結(jié)構(gòu)，橫澆道(6)的上水平線(8)高于毛坯成型上端面(14)，橫澆道(6)各處截面積不等，自澆杯(5)入口到達(dá)補(bǔ)縮冒口(7)處的橫澆道(6)橫截面積由大逐漸變??；b)由外模(1)和芯模(2)構(gòu)成的型腔(13)的橫截面自右(內(nèi)澆口處)至左，外模(1)的壁厚由薄逐漸增厚，斷面積由小逐漸增大。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的優(yōu)質(zhì)低耗鋁活塞重力澆注金屬模，其特征在于澆杯(5)與橫澆道(6)之間設(shè)一月牙形短曲線澆道(10)，月牙形短曲線澆道(10)的入口(11)與出口(12)相錯(cuò)。
專利摘要一種優(yōu)質(zhì)低耗鋁活塞重力澆注金屬模，由外模，底模，芯模，底座組成，其特征在于澆杯與補(bǔ)縮冒口之間的橫澆道為扇形縫隙式結(jié)構(gòu)，橫澆道的水平線高于毛坯成型上端面。本金屬模適用范圍廣，除適用一般不同結(jié)構(gòu)鋁活塞毛坯成型外，亦適用于結(jié)構(gòu)異常的活塞毛坯鑄造。采用本金屬模獲得的鑄件質(zhì)好且穩(wěn)定，外形輪廓清晰平穩(wěn)，內(nèi)部結(jié)晶組織細(xì)密，鑄造廢品率僅3％，具有模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造，易于維護(hù)，操作方便，使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B22C9/08GK2157842SQ93213790
公開日1994年3月2日 申請(qǐng)日期1993年5月21日 優(yōu)先權(quán)日1993年5月21日
發(fā)明者史艷華, 史艷玲 申請(qǐng)人:史艷華