專利名稱：清理和加熱用于鑄造鋁汽缸體的鐵襯里的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及對鐵襯里的預處理，該鐵襯里被鑄進鋁汽缸體。
背景技術：
在機動車和引擎制造工業(yè)中，平常的實踐會盡可能地將車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)過長時間鑄成，還需對汽缸徑進行仔細地加工以容納接收引擎的活塞。然而，由于引入了鋁汽缸體，就需要在汽缸體內設置鐵襯里，引擎的活塞在該襯里內運行，這是因為鋁并不是一種十分耐磨的金屬。
平常的實踐會將鐵襯里置入鑄模內，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熱。
就申請人所知道的而言，最常用的清理方法包括用碳鋼丸進行噴丸清理。這是在噴丸室內進行的，而且基于襯里在噴丸室內的方向來控制，這個工藝是一個很難的工藝。
對襯里的預熱通常是通過感應加熱來實現(xiàn)的，即，使用置于筒狀芯的中心的空隙內的感應器，該筒狀芯支撐襯里。
在鑄造前預熱襯里的原因是可以確保達到盡可能高的接合(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)其上的熱金屬液會快速冷卻，導致接合處的缺陷，這些缺陷可能表現(xiàn)為冷隔(兩種液流相遇但沒有熔合，從而留下裂紋線)、和氣孔，氣孔是因為水汽轉向液流從而在鑄件壁內形成孔造成的。
因為需要將襯里快速加熱，通常在10秒鐘內，感應加熱是現(xiàn)在優(yōu)選的用于在鑄造操作中預熱襯里的方法。
與感應加熱相關的一些問題包括對襯里溫度的唯一控制是通過控制感應器的輸入功率；沒有可行的工藝方法來測量襯里的溫度。
不能對襯里均勻地加熱，利用熱成像來記錄襯里的加熱，熱成像顯示出襯里是以隨機的方式來變熱的，同一個襯里的不同區(qū)域的溫度浮動顯示出100℃的差別，與同一個鑄模內其它的襯里會有更大差別。這種溫度一致性的缺乏會對鑄造質量有直接的影響。因為不一致的襯里溫度會影響凝固界面，從而導致在鑄件內的收縮缺陷。
襯里在環(huán)境溫度下被裝進鑄模內。在低溫下，襯里與鑄模良好地配合，僅僅具有大約0.05mm的移動量。在襯里預熱期間，經(jīng)常在200℃到400℃的溫度范圍內，襯里會按指數(shù)規(guī)律膨脹。這種膨脹使得襯里的內徑增大，從而離開支撐自己的筒狀芯。這會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)中是關鍵而嚴格的。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。
已知用液化床來進行熱處理，也可以進行顆粒的清理。
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題。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種裝置，從而使襯里被均勻地預熱到整個襯里都達到一致的溫度。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種裝置，從而使整個襯里能被預熱到選定的溫度。

發(fā)明內容
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，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燃機的鑄造鋁汽缸體內，該方法包括以下步驟，即，將襯里置入被加熱的液化床內以對襯里同時進行清理和加熱，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。
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，所述襯里接下來的冷卻和相應的收縮會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)選實施例來描述本發(fā)明，并借助附圖來描述優(yōu)選實施例，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)有技術設計的尺寸和被加熱的，圖1和圖2示出了錯位的情形；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)明的方法設計的尺寸和被加熱的。
實施本發(fā)明的最佳模式現(xiàn)在參考附圖，具體見圖1，襯里1是根據(jù)現(xiàn)有技術的方法被加熱的，即感應加熱。襯里1在環(huán)境溫度被設置在筒狀芯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的移動量。
現(xiàn)在參考圖2，襯里然后通過感應線圈3被預熱，線圈3被降到筒狀芯2中的空隙4內；在襯里預熱期間，經(jīng)常在200℃到400℃的溫度范圍內，襯里1會按指數(shù)規(guī)律膨脹。這種膨脹使得襯里的內徑A增大，從而離開支撐自己的筒狀芯2。這樣可能造成尺寸誤差B，或者甚至使襯里1的位置不能對準，這兩者在鋁汽缸體的生產(chǎn)中都是關鍵或嚴格的。
現(xiàn)在參考圖3，襯里1在液化砂床內被加熱，然后通過可編程的機器手被放置到筒狀芯2上。在這種情況下，筒狀芯2的被設計的尺寸適于接收被加熱的并因此而膨脹的襯里。在接下來襯里1的冷卻和因此導致的收縮期間，襯里1會被鎖到砂型芯2的正確位置上。
可以看出使用液化砂床來加熱和清理襯里有很多優(yōu)點。
液化床會在襯里上產(chǎn)生擦洗作用，從而清理襯里，而且通過將液化床加熱到所需的溫度，液化床可被加熱到床介質的控制溫度+/-1℃。床內的任何物質都會快速一致化到床溫。襯里將會沒有溫差地變熱，溫差在感應加熱中會出現(xiàn)的，并且所記錄的床的溫度將是襯里的溫度，使得溫度控制更簡單更準確。
然后襯里優(yōu)選地由機械臂從床中取出，并以所需要的溫度被安裝到砂模中。因為襯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，導致它的收縮。這種收縮會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，從而能夠在轉移操作進行之前，通過對襯里提供額外加熱而補償在轉移操作中不希望發(fā)生的任何冷卻。
由于液化床預熱清理掉襯里表面的所有殘余物，而沒有過度磨損襯里表面(如在噴丸清理中發(fā)生的)，襯里鑄件可以從非鑄造的標準件回收，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)，因此部件可以同時被清理和加熱。優(yōu)選地，本發(fā)明特別針對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)明精神和范圍內的各種變體和改進形式。
權利要求
1.一種方法，該方法提供一種鐵汽缸襯里以加入用于內燃機的鑄造鋁汽缸體內，該方法包括以下步驟將襯里置入被加熱的液化床內以對所述襯里同時進行清理和加熱，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。
2.如前面任何權利要求所述的方法，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.如緊接著的前面權利要求所述的方法，其特征在于所述襯里接下來的冷卻和行營的收縮會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明書中所描述的，并由附圖來示意說明的。
全文摘要
一種方法，該方法提供一種鐵汽缸襯里(1)以加入用于內燃機的鑄造鋁汽缸體內，該方法包括以下步驟將襯里(1)置入被加熱的液化床內以對襯里同時進行清理和加熱，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備。
文檔編號B22D19/00GK1750896SQ200480004203
公開日2006年3月22日 申請日期2004年2月13日 優(yōu)先權日2003年2月14日
發(fā)明者R·J·本德 申請人:設備商國際有限公司