專利名稱：：鑲鑄工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及鑲鑄工藝方法，特別涉及鑲鑄工藝方法中的改進(jìn)，包括向鑄模內(nèi)的鑄件成型腔中放置鑲鑄嵌入構(gòu)件和進(jìn)行鑄造的步驟。在先有技術(shù)的鑲鑄工藝方法中，采用通過(guò)從型腔一側(cè)向型腔內(nèi)注入熔化金屬以加熱鑲鑄嵌入構(gòu)件的辦法。為使鑲鑄嵌入構(gòu)件在鑄造過(guò)程中堅(jiān)固地附著在鑄體上，需要快速而充分地加熱鑲鑄嵌入構(gòu)件并保持鑲鑄嵌入構(gòu)件在預(yù)定時(shí)間內(nèi)處于高溫狀態(tài)。然則，先有技術(shù)的工藝方法遇到這樣一個(gè)問(wèn)題，即由于僅從一側(cè)加熱鑲鑄嵌入構(gòu)件，因此難以將嵌入構(gòu)件加熱到滿足上述要求，致使鑲鑄嵌入構(gòu)件與鑄體的附著強(qiáng)度低。本發(fā)明的目的是提供上述類型的鑲鑄工藝方法，其中由于采用特殊方法，鑲鑄嵌入構(gòu)件與鑄體的附著強(qiáng)度可以提高。為達(dá)到上述目的，依據(jù)本發(fā)明，提供一種鑲鑄工藝方法，包括向鑄模內(nèi)的鑄件成型腔中放置鑲鑄嵌入構(gòu)件和進(jìn)行鑄造的步驟，在鑄造過(guò)程中，部分熔化金屬引向鑲鑄嵌入構(gòu)件的非附著表面，因而從鑲鑄嵌入構(gòu)件的附著面和非附著面兩邊加熱該鑲鑄嵌入構(gòu)件。如果采用這種方法，可以從附著面和非附著面兩邊迅速而充分地加熱鑲鑄嵌入構(gòu)件，并能在預(yù)定時(shí)間內(nèi)保持鑲鑄嵌入構(gòu)件處于高溫狀態(tài)。這樣，就能提高鑲鑄嵌入構(gòu)件與鑄體的附著強(qiáng)度。從下述優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合附圖的說(shuō)明中將會(huì)更加清楚本發(fā)明的上述和其它目的、特點(diǎn)、和優(yōu)點(diǎn)。圖1是凸輪軸的前視圖；圖2是沿圖1中2—2線截取的斷面圖；圖3是例示殼型鑄模的第一實(shí)施例的縱向斷面圖；圖4是圖3所示基本部分的放大圖；圖5是沿圖4中5—5線截取的斷面圖；圖6是沿圖4中6—6線截取的斷面圖；圖7是具有阻擋層的燒結(jié)體的透視圖；圖8a，8b，8c和8d是用于說(shuō)明阻檔層形成方法的圖；圖9是凸輪軸毛坯的基本部分的前視圖；圖10是沿圖9中10—10線截取的斷面圖；圖11是類似于圖5的殼型鑄模的第二個(gè)實(shí)施例的橫斷面圖；圖12是殼型鑄模的第三個(gè)實(shí)施例的縱向斷面的前視圖。參看圖1和圖2，內(nèi)燃機(jī)的凸輪軸1包括凸輪軸體6，凸輪軸體6包括多個(gè)軸頸2、多個(gè)軸段3和多個(gè)凸輪4的基圓部分5；凸輪軸1還包括多個(gè)月牙形燒結(jié)體8，每個(gè)燒結(jié)體8用作鑲鑄嵌入構(gòu)件，嵌入構(gòu)件附著在每個(gè)凸輪4的基圓部分5上以形成鼻狀部分7。凸輪軸體6例如由具有良好加工性能和高韌性的合金鑄鐵制成。燒結(jié)體8例如由具有高硬度和優(yōu)良抗磨性的顆粒彌散合金鑄鐵制成。凸輪軸1通過(guò)用示于圖3至圖7的殼型鑄模作為鑄模和多個(gè)燒結(jié)體8的鑲鑄步驟、切削步驟和機(jī)加工步驟制成。參看圖3，殼型鑄模9包括第一和第二對(duì)開式陰模101和102。形成凸輪軸毛坯(鑄件)的型腔13是通過(guò)匹配對(duì)開陰模101和102的拼合面11和12形成的。澆注口14與型腔13的上端相通。如圖4至圖6中所示，構(gòu)成鼻狀部分7的月牙形燒結(jié)體部分8被放入型腔13中的每個(gè)凸輪成型區(qū)15中的鼻狀部分對(duì)應(yīng)區(qū)16中。同時(shí)參看圖7，面對(duì)基圓部分成型區(qū)17的凹下的拱形內(nèi)周邊表面18和連到內(nèi)周邊表面18上的相對(duì)的兩個(gè)端面19，構(gòu)成了附著表面20。凸出的拱形外周邊表面21和月牙形的相對(duì)的兩個(gè)端面22，構(gòu)成了非附著表面23。在非附著面23上形成阻擋層24，以阻止熔化金屬附著在非附著面23上。阻擋層24的形成將在后面說(shuō)明。在殼型鑄模9內(nèi)圍繞阻擋層24的外周邊表面形成一個(gè)加熱室25，面對(duì)阻擋層24的頂部和相對(duì)的兩個(gè)側(cè)部。在殼型鑄模9內(nèi)提供一個(gè)溝通槽26，與型腔13和加熱室25相通。溝通槽26從正好位于基圓部分成型區(qū)17下面的軸成型區(qū)27，經(jīng)過(guò)基圓部分成型區(qū)17和鼻狀部分對(duì)應(yīng)區(qū)16向加熱室25延伸，并通入這些區(qū)域17和16并通入加熱室25的底表面。在溝通槽26的底表面上形成一個(gè)斷面成角形的小突出部28，與底表面的縱向相交。小突出部28這樣設(shè)置，使脊線對(duì)著燒結(jié)體8的凹下的拱形內(nèi)周邊表面18的下邊緣，即阻擋層7的內(nèi)周邊邊緣。在燒結(jié)體8上的阻擋層24是以下述方式形成的。如圖8a所示，多個(gè)燒結(jié)體8使它們的附著面20向下地堆積在可升高的構(gòu)件31上，最上部的燒結(jié)體8被吸引在傳送部件32的電磁體33上。如圖8b所示，燒結(jié)體8被傳送部件32傳送到加熱爐34中然后放在下模35的上表面上。在這種情況下，燒結(jié)體8的附著表面20與下模35的上表面緊密接觸。如圖8c所示，上模37放在下模35上覆蓋燒結(jié)體8。在這種情況下，在上模37的內(nèi)周邊表面和兩個(gè)相對(duì)的內(nèi)端面與燒結(jié)體8的凸出的拱形外周邊表面21和兩個(gè)相對(duì)的端面22之間形成縫隙g。如圖8d所示，涂樹脂的砂子36作為用于形成阻擋層24的材料被吹入并注滿縫隙g中。然后，涂樹脂的砂子36在300℃下灼燒1分鐘以形成阻擋層24。有阻擋層24的燒結(jié)體8在第一和第二陰模101和102被打開的狀態(tài)下放在鼻狀部分對(duì)應(yīng)區(qū)16內(nèi)。因此，與機(jī)加工形成的基圓部分5的體積比起來(lái)，基圓部分成型區(qū)17的容積依據(jù)阻擋層24的厚度而增大。在依上述方式將燒結(jié)體8放入鼻狀部分對(duì)應(yīng)區(qū)16之后，將含有合金鑄鐵成分的熔化金屬經(jīng)澆注口14注入型腔13內(nèi)。熔化金屬?gòu)男颓?3的下部注滿型腔13。在鑄造過(guò)程中，部分熔化金屬經(jīng)每個(gè)溝通槽26導(dǎo)入每個(gè)加熱室25，注滿加熱室25同時(shí)與阻擋層24接觸。這就使得燒結(jié)體8從基圓部分成型區(qū)17一側(cè)和加熱室25一側(cè)受熱，因而從附著表面和非附著表面的兩側(cè)受熱，從而使燒結(jié)體8可被迅速而充分地加熱并在預(yù)定時(shí)間內(nèi)保持高溫狀態(tài)。在每個(gè)基圓部分5和每個(gè)燒結(jié)體8之間的附著強(qiáng)度可通過(guò)上述辦法提高。在這種情況下，在每個(gè)燒結(jié)體8中，阻擋層24存在于相對(duì)于加熱室25和溝通槽26的非附著面23上，因此，阻擋層24避免了熔化金屬附著在非附著表面23上。以后，殼型鑄模9被打開，形成一個(gè)圖9和10所示的凸輪軸毛坯38。相應(yīng)于每個(gè)加熱室25和每個(gè)溝通槽26的多余部分39依附在凸輪軸毛坯38上。在多余部分39的溝通槽對(duì)應(yīng)區(qū)40上由于小突出部28而形成切口41。于是，如果用錘子或類似物敲擊每個(gè)多余部分39的加熱室對(duì)應(yīng)區(qū)42，則多余部分39在切口41處斷裂，并與燒結(jié)體8在對(duì)應(yīng)于阻擋層24處分離。凸輪軸毛坯38經(jīng)切削除去阻擋層24，除去對(duì)應(yīng)于澆注口14等的多余部分，然后再進(jìn)行預(yù)定的機(jī)加工。在這種情況下，可減少凸輪軸毛坯38后處理所需要的步驟和時(shí)間，因此可提高凸輪軸1的大批量生產(chǎn)效率，因?yàn)樽钃鯇?4可靠地避免了熔化金屬附著在非附著面23上。表1表示用于制造凸輪軸體6的合金鑄鐵和用于制造每個(gè)燒結(jié)體8的顆粒彌散合金鑄鐵的成分和硬度HRC。表1</tables>在有表1中成分的凸輪軸毛坯38中，假設(shè)基圓部分對(duì)應(yīng)區(qū)44的重量W1和燒結(jié)體8的重量W2之間建立關(guān)系式W2＝0.2W1，那么，燒結(jié)體8的附著率R和加熱室對(duì)應(yīng)區(qū)42的重量W3對(duì)基圓部分對(duì)應(yīng)區(qū)44的重量W1的比率W3/W1之間的關(guān)系就能確定，從而得到表2中顯示的結(jié)果。有合金鑄鐵組分的熔化金屬的澆注溫度設(shè)定為1440℃，阻擋層24的厚度設(shè)定約2mm。其次，按方程式R＝(b/a)×100(％)確定了附著率R，其中a表示燒結(jié)體8的附著表面20的面積，b表示附著到基圓部分對(duì)應(yīng)區(qū)44上的附著表面20的面積。表2從表2明顯看出，如果比率W3/W1設(shè)定在W3/W1≥2.0范圍，則燒結(jié)體8可以完全附著在基圓部分對(duì)應(yīng)區(qū)44上。圖11表示殼型鑄模9的一個(gè)例子，在此模中形成兩個(gè)溝通槽26與每個(gè)加熱室25相通。在這種情況下，每個(gè)溝通槽26的斷面面積可設(shè)定為上述殼型鑄模9的例子中的一半，因此多余部分39的溝通槽對(duì)應(yīng)區(qū)40的斷裂可以更加方便。圖12表示殼型鑄模9的一個(gè)例子，在此模中提供兩個(gè)澆鑄道43，使得澆鑄道的下端與凸輪軸毛坯成型腔13的下端相通，型腔13設(shè)置在兩個(gè)澆鑄道之間，這樣每個(gè)澆鑄道43與相應(yīng)的加熱室25相通。在這種情況下，有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即多余部分39的溝通槽對(duì)應(yīng)區(qū)40的45部分不會(huì)留在圖9和圖10所示例子中的凸輪軸毛坯38的每個(gè)基圓部分對(duì)應(yīng)區(qū)44上。在上述實(shí)施例中，在燒結(jié)體8的附著表面20上可形成例如錫附著層之類的附著促進(jìn)層，因此熔化金屬的溫度可以降低，使能將低溫熔化金屬附著在燒結(jié)體8上。也能將低溫熔化金屬導(dǎo)入加熱室25中，以便從非附著表面23一側(cè)加熱燒結(jié)體8。在這種情況下，低溫熔化金屬不附著在燒結(jié)體8的非附著表面23上，因此不需要阻擋層24。其次，采用將鑄件作為鑲鑄嵌入構(gòu)件的辦法也可以避免熔化金屬附著在非附著表面23上，使得非附著表面23作為氧化皮留下，或通過(guò)提供更長(zhǎng)的溝通槽26的辦法以使熔化金屬的溫度降低，然后導(dǎo)入加熱室25中。甚至在這些情況下，當(dāng)然不需要阻擋層24。在向殼型鑄模中放置燒結(jié)體8時(shí)，在某些情況下可采用供查閱的日本專利申請(qǐng)書No195167/95中公開的卡具式樣。本發(fā)明不限于凸輪軸用的鑲鑄嵌入工藝。權(quán)利要求1.一種鑄鑄工藝方法，包括向鑄模的鑄件成型腔內(nèi)放置鑲鑄嵌入構(gòu)件和進(jìn)行鑄造的步驟，其特征在于，在所述的鑄造過(guò)程中，部分熔化金屬導(dǎo)入所述鑲鑄嵌入構(gòu)件的非附著表面上，因此從所述鑲鑄嵌入構(gòu)件的附著表面和非附著表面兩邊加熱所述的鑲鑄嵌入構(gòu)件。2.一種鑲鑄工藝方法，包括向鑄模的鑄件成型腔內(nèi)放置鑲鑄嵌入構(gòu)件和進(jìn)行鑄造的步驟，其特征在于，被提供的所述鑲鑄嵌入構(gòu)件在其非附著表面上有一個(gè)阻擋層以阻止熔化金屬附著在非附著表面上，并在所述的鑄造過(guò)程中，部分熔化金屬導(dǎo)入所述阻擋層的一側(cè)與所述阻擋層接觸，由此從所述鑲鑄嵌入構(gòu)件的附著表面和非附著表面兩邊加熱所述的鑲鑄嵌入構(gòu)件。3.一種依據(jù)權(quán)利要求2的鑲鑄工藝方法，其中，所述的阻擋層是用涂樹脂的砂子構(gòu)成的。全文摘要在實(shí)施鑲鑄工藝方法中，將鑲鑄嵌入構(gòu)件放入鑄模的鑄件成型腔內(nèi)，然后進(jìn)行鑄造。鑲鑄嵌入構(gòu)件在其非附著面上有一個(gè)阻擋層以阻止熔化金屬在其上面附著。在鑄造過(guò)程中，部分熔化金屬導(dǎo)入位于阻擋層一側(cè)的加熱室中與阻擋層接觸。這樣，不僅能從鑲鑄嵌入構(gòu)件的附著面一側(cè)而且也能從它的非附著面一側(cè)加熱該鑲鑄嵌入構(gòu)件，從而提高了鑲鑄嵌入構(gòu)件的附著強(qiáng)度。文檔編號(hào)B22D19/00GK1131594SQ9512054公開日1996年9月25日申請(qǐng)日期1995年12月5日優(yōu)先權(quán)日1994年12月5日發(fā)明者板橋不二夫,神林馨,坂勉,藤原昭,山田范之申請(qǐng)人:株式會(huì)社利肯,本田技研工業(yè)株式會(huì)社