用于鑄造鑲?cè)?nèi)冷活塞的模具的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于鑄造鑲?cè)?nèi)冷活塞的模具，包括：內(nèi)芯、外模、上壓蓋、第一上封蓋和帶有封蓋進(jìn)氣孔的第二上封蓋；前述外模的前部形成有澆嘴，澆嘴通過澆道與模具的型腔連通；前述上壓蓋上形成有氣流通道，前述氣流通道的進(jìn)氣口設(shè)置在上壓蓋的側(cè)壁上、出氣口設(shè)置在上壓蓋的頂部。本實用新型的有益之處在于：上壓蓋上形成有氣流通道，氣體的流動使得上壓蓋的冒口的上方形成負(fù)壓，負(fù)壓作用使得型腔內(nèi)氣體、鋁液澆注過程產(chǎn)生的氣體、鹽芯受熱產(chǎn)生的氣體都被排出來，活塞內(nèi)部氣孔減少甚至沒有；在凝固階段，冒口與澆嘴處產(chǎn)生壓力，毛坯在壓力下凝固，不僅保證了活塞內(nèi)部密度大、無縮松，且有效提高了鑲?cè)εc鋁合金的粘接強(qiáng)度、粘接率。
【專利說明】用于鑄造鑲?cè)?nèi)冷活塞的模具

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種模具，具體涉及一種用于鑄造鑲?cè)?nèi)冷活塞的模具，屬于活 塞鑄造【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著發(fā)動機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，全球節(jié)能減排，環(huán)保的要求，對于低排放，低的燃油 消耗及高的爆發(fā)壓力提出了越來越高的要求。同時要求發(fā)動機(jī)體積越來越小，壽命越來越 長，作為發(fā)動機(jī)的心臟部件，活塞對于低燃耗及高的爆發(fā)壓力，高的使用壽命提出了越來越 高的要求，為了滿足以上要求，歐美活塞巨頭馬勒、KS、輝門等先后在活塞鑄造新工藝的開 發(fā)取得了一定的成功，應(yīng)用最多的是重力鑄造的鑲?cè)?nèi)冷卻油道的鋁活塞，鑄造鑲?cè)x 用了與鋁基體合金相似的高膨脹系數(shù)的材料，奧氏體鑄鐵就具有這樣的膨脹特性，當(dāng)要求 更高的耐磨性能時，就選用了高鎳奧氏體鑄鐵，內(nèi)冷卻油道在活塞工作中，發(fā)動機(jī)上的噴油 嘴能使機(jī)油進(jìn)入活塞內(nèi)部，特別是冷卻頭部，相應(yīng)提高了耐熱溫度，不易燒熔，增大了抗爆 發(fā)壓力，同時一是不易拉缸，二是可以使缸套與活塞的間隙更小，噪音小使用壽命長。
[0003] 鑲?cè)?nèi)冷鋁活塞結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不能用擠壓及鍛造工藝完成，采用普通的鑄造工藝很 難保證活塞的整體質(zhì)量，鑄造過程中也無法保證質(zhì)量的穩(wěn)定性，通過我們對鑲?cè)?nèi)冷卻油 道活塞的廢品進(jìn)行分析總結(jié)，及經(jīng)過使用的活塞出現(xiàn)的問題，與國家內(nèi)燃機(jī)燃燒學(xué)重點實 驗室及國家級內(nèi)燃機(jī)部件檢測中心的檢測，專家們分析，活塞大部分的缺陷都是鑲?cè)εc鋁 合金粘接強(qiáng)度低，粘接率低，活塞整體及內(nèi)冷卻油道容易造成氣孔及縮松，密度低，抗拉強(qiáng) 度低，盡管在模具上進(jìn)行加高補(bǔ)縮冒口的高度，進(jìn)行了排氣孔的設(shè)計，但在實際生產(chǎn)過程中 無法得到有效的控制，而且目前標(biāo)準(zhǔn)偏低，為此，開發(fā)一種具有新結(jié)構(gòu)的鑄造模具迫在眉 睫。 實用新型內(nèi)容
[0004] 為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的在于提供一種用于鑄造鑲?cè)?nèi)冷活塞 的模具，該模具能夠保證活塞整體質(zhì)量，不僅能夠提高活塞的密度，而且能夠提高鑲?cè)εc鋁 合金的粘接強(qiáng)度和粘接率。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目標(biāo)，本實用新型采用如下的技術(shù)方案：
[0006] 一種用于鑄造鑲?cè)?nèi)冷活塞的模具，包括：內(nèi)芯，設(shè)置在前述內(nèi)芯外的外模，以及 壓在前述外模上的上壓蓋，前述內(nèi)芯和外模共同圍成模具的型腔；前述內(nèi)芯的頂部設(shè)置有 鹽芯，前述外模的前部形成有澆嘴，澆嘴通過澆道與模具的型腔連通，其特征在于，前述上 壓蓋上形成有氣流通道，前述氣流通道的進(jìn)氣口設(shè)置在上壓蓋的側(cè)壁上、出氣口設(shè)置在上 壓蓋的頂部，氣流從進(jìn)氣口水平進(jìn)入、從出氣口沿與上壓蓋內(nèi)壁平行的方向流出；前述上壓 蓋的頂部蓋有第一上封蓋、澆嘴的頂部蓋有第二上封蓋，前述第二上封蓋上形成有與澆嘴 連通的封蓋進(jìn)氣孔。
[0007] 前述的用于鑄造鑲?cè)?nèi)冷活塞的模具，其特征在于，還包括：感應(yīng)器，前述感應(yīng)器 的感應(yīng)觸點設(shè)置在前述上壓蓋的冒口處。
[0008] 前述的用于鑄造鑲?cè)?nèi)冷活塞的模具，其特征在于，還包括：過濾網(wǎng)，前述過濾網(wǎng) 設(shè)置在外模前部的澆道中。
[0009] 前述的用于鑄造鑲?cè)?nèi)冷活塞的模具，其特征在于，還包括：保溫套，前述保溫套 固定在上壓蓋的內(nèi)壁上。
[0010] 前述的用于鑄造鑲?cè)?nèi)冷活塞的模具，其特征在于，前述保溫套采用保溫陶瓷制 成。
[0011] 本實用新型的有益之處在于：上壓蓋上形成有氣流通道，低氣壓氣體從進(jìn)氣口進(jìn) 入并從出氣口流出，氣體的流動使得上壓蓋的冒口的上方形成負(fù)壓，負(fù)壓作用使得型腔內(nèi) 的氣體、鋁液澆注過程中產(chǎn)生的氣體、鹽芯受熱產(chǎn)生的氣體以及鑲?cè)χ車臍怏w都被排了 出來，從而實現(xiàn)了活塞內(nèi)部氣孔減少甚至沒有氣孔，有效提高了活塞的密度；在凝固階段， 氣體通過氣流通道和封蓋進(jìn)氣孔分別進(jìn)入冒口和澆嘴，使冒口與澆嘴處產(chǎn)生壓力，模具型 腔內(nèi)的毛坯在壓力下凝固，不僅保證了活塞內(nèi)部密度大、無縮松，而且有效提高了鑲?cè)εc鋁 合金的粘接強(qiáng)度、粘接率和成品率，使得活塞的整體質(zhì)量得到了保證。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1是本實用新型的用于鑄造鑲?cè)?nèi)冷活塞的模具的一個具體實施例的剖視圖；
[0013] 圖2是圖1中的外模的A-A剖視圖；
[0014] 圖3是圖1中的內(nèi)芯的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖4是圖1中的鹽芯的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 圖中附圖標(biāo)記的含義：1_內(nèi)芯，2_鹽芯，3_過濾網(wǎng)，4_外模，5_鍵圈，6_上壓蓋， 7-澆嘴，8-感應(yīng)觸點，9-第一上封蓋，10-第二上封蓋，11-封蓋進(jìn)氣孔，12-出氣口，13-固 定釘，14-保溫套，15-進(jìn)氣口。

【具體實施方式】
[0017] 以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作具體的介紹。
[0018] 參照圖1至圖4,本實用新型的用于鑄造鑲?cè)?nèi)冷活塞的模具，包括：內(nèi)芯1，設(shè)置 在內(nèi)芯1外的外模4以及壓在外模4上的上壓蓋6,內(nèi)芯1和外模4共同圍成模具的型腔。 其中，內(nèi)芯1的頂部設(shè)置有鹽芯2,鹽芯2是由鹽制成的圓環(huán)，通過兩個插在內(nèi)芯1上的固 定釘13固定在內(nèi)芯1上，鑄造完成后鹽芯2留在活塞內(nèi)部，后期用水沖掉鹽芯2,即在活塞 內(nèi)部形成一個冷卻油道；此外，外模4的前部還形成有澆嘴7,澆嘴7通過澆道與模具的型 腔連通；上壓蓋6上形成有氣流通道，氣流通道的進(jìn)氣口 15設(shè)置在上壓蓋6的側(cè)壁上、出氣 口 12設(shè)置在上壓蓋6的頂部，氣流從進(jìn)氣口 15水平進(jìn)入、從出氣口 12沿與上壓蓋6內(nèi)壁 平行的方向流出，氣體的流動使得上壓蓋6的冒口的上方形成負(fù)壓，負(fù)壓作用使得型腔內(nèi) 的氣體、鋁液澆注過程中產(chǎn)生的氣體、鹽芯受熱產(chǎn)生的氣體以及鑲?cè)χ車臍怏w都被排了 出來，從而實現(xiàn)了活塞內(nèi)部氣孔減少甚至沒有氣孔，有效提高了活塞的密度。此外，本實用 新型的模具還包括：第一上封蓋9和第二上封蓋10,其中，第一上封蓋9蓋在上壓蓋6的頂 部，第二上封蓋10蓋在澆嘴7的頂部，并且第二上封蓋10上形成有封蓋進(jìn)氣孔11，封蓋進(jìn) 氣孔11與澆嘴7連通，在凝固階段，第一上封蓋9封住上壓蓋6的上口、第二上封蓋10封 住澆嘴7,出氣口 12處的氣體在第一上封蓋9的作用下不能排出去，原負(fù)壓消失，同時又產(chǎn) 生了壓力，與此同時，通過封蓋進(jìn)氣孔11向澆嘴7內(nèi)充氣，使冒口與澆嘴處產(chǎn)生壓力，模具 型腔內(nèi)的毛坯在壓力下凝固，不僅保證了活塞內(nèi)部密度大、無縮松，而且有效提高了鑲?cè)εc 鋁合金的粘接強(qiáng)度、粘接率和成品率，從而使得活塞的整體質(zhì)量得到了保證。
[0019] 作為一種優(yōu)選的方案，本實用新型的模具還包括：感應(yīng)器。感應(yīng)器的感應(yīng)觸點8設(shè) 置在上壓蓋6的冒口處，鋁合金液通過澆嘴7進(jìn)入澆道，進(jìn)而進(jìn)入模具型腔，當(dāng)鋁合金液到 達(dá)感應(yīng)觸點8時，燒鑄自動停止，第一上封蓋9和第二上封蓋10在氣缸的驅(qū)動下下來，第一 上封蓋9封住上壓蓋6的上口，第二上封蓋10封住澆嘴7。
[0020] 更為優(yōu)選的是，外模4前部的澆道中設(shè)置有過濾網(wǎng)3,過濾網(wǎng)3用于過濾鋁合金液、 改善錯水的流動性，提商鑄造廣品成品率。
[0021] 更為優(yōu)選的是，本實用新型的模具還包括：保溫套14,保溫套14固定在上壓蓋6 的內(nèi)壁上，用于減緩補(bǔ)縮冒口中的鋁水降溫速度，從而提高鑄造成品率。保溫套14優(yōu)選采 用保溫陶瓷制成。
[0022] 本實用新型的模具，其使用方法如下：
[0023] 內(nèi)芯1在底部液壓缸(未圖示）作用下上升到位，通過固定釘13將鹽芯2固定在 內(nèi)芯1上，然后合外模4,同時把過濾網(wǎng)3放入到位，外模4合到位后，放入處理好的鑲?cè)?， 然后上壓蓋6在上部液壓缸(未圖示）作用下壓到外模4上，然后低氣壓閥(未圖示）自動打 開，低氣壓氣體從進(jìn)氣口 15水平進(jìn)入、從出氣口 12沿與上壓蓋6內(nèi)壁平行的方向流出，氣 體的流動使得上壓蓋6的冒口的上方形成負(fù)壓，負(fù)壓作用使得型腔內(nèi)的氣體減少，此時取 來處理好的鋁合金液通過澆嘴7進(jìn)入澆道，通過過濾網(wǎng)3過濾，進(jìn)入模具型腔，在負(fù)壓的作 用下，鋁液澆注過程中產(chǎn)生的氣體、鹽芯受熱產(chǎn)生的氣體以及鑲?cè)χ車臍怏w都被排了出 來，從而實現(xiàn)了活塞內(nèi)部氣孔減少甚至沒有氣孔，有效提高了活塞的密度，當(dāng)鋁合金液到達(dá) 感應(yīng)觸點8澆鑄自動停止，第一上封蓋9和第二上封蓋10在氣缸(未圖示）的驅(qū)動下下落， 第一上封蓋9封住上壓蓋6的上口，第二上封蓋10封住澆嘴7,出氣口 12處的氣體在第一 上封蓋9的作用下不能排出去，原負(fù)壓消失，同時又產(chǎn)生了壓力，與此同時，壓力更高些的 低壓鑄造用的閥門打開，通過進(jìn)氣孔11向澆嘴7內(nèi)充氣，使冒口與澆嘴7處產(chǎn)生壓力，模具 型腔內(nèi)的鋁液在壓力下凝固形成毛坯，時間到模具自動打開，即上壓蓋6向上抬起、內(nèi)芯1 向下垂直抽出、外模4向兩邊分開，取出毛坯進(jìn)行清理，下一個循環(huán)開始。
[0024] 由此可見，本實用新型的模具不僅保證了活塞內(nèi)部密度大、無縮松，而且有效提高 了鑲?cè)εc鋁合金的粘接強(qiáng)度、粘接率和成品率，從而使得活塞的整體質(zhì)量得到了保證。
[0025] 需要說明的是，上述實施例不以任何形式限制本實用新型，凡采用等同替換或等 效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 用于鑄造鑲?cè)?nèi)冷活塞的模具，包括：內(nèi)芯（1)，設(shè)置在所述內(nèi)芯（1)外的外模（4)， 以及壓在所述外模（4)上的上壓蓋（6)，所述內(nèi)芯（1)和外模（4)共同圍成模具的型腔；所 述內(nèi)芯（1)的頂部設(shè)置有鹽芯（2)，所述外模（4)的前部形成有澆嘴（7)，澆嘴（7)通過澆道 與模具的型腔連通，其特征在于，所述上壓蓋（6)上形成有氣流通道，所述氣流通道的進(jìn)氣 口（15)設(shè)置在上壓蓋（6)的側(cè)壁上、出氣口（12)設(shè)置在上壓蓋（6)的頂部，氣流從進(jìn)氣口 (15)水平進(jìn)入、從出氣口（12)沿與上壓蓋（6)內(nèi)壁平行的方向流出，所述上壓蓋（6)的頂 部蓋有第一上封蓋（9)、澆嘴（7)的頂部蓋有第二上封蓋（10)，所述第二上封蓋（10)上形成 有與澆嘴（7)連通的封蓋進(jìn)氣孔（11)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鑄造鑲?cè)?nèi)冷活塞的模具，其特征在于，還包括：感應(yīng) 器，所述感應(yīng)器的感應(yīng)觸點（8)設(shè)置在所述上壓蓋（6)的冒口處。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鑄造鑲?cè)?nèi)冷活塞的模具，其特征在于，還包括：過濾網(wǎng) (3 )，所述過濾網(wǎng)（3 )設(shè)置在外模（4 )前部的澆道中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的用于鑄造鑲?cè)?nèi)冷活塞的模具，其特征在于，還包括： 保溫套（14)，所述保溫套（14)固定在上壓蓋（6)的內(nèi)壁上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于鑄造鑲?cè)?nèi)冷活塞的模具，其特征在于，所述保溫套 (14)采用保溫陶瓷制成。
【文檔編號】B22D27/13GK203900447SQ201420300015
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月6日
【發(fā)明者】周中秋 申請人:滄州福沃德精工機(jī)械有限公司