專(zhuān)利名稱(chēng)：一種活塞無(wú)氧鑄造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于汽車(chē)零部件加工領(lǐng)域，具體涉及一種活塞鑄造裝置，特別涉及一種活塞的無(wú)氧鑄造裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)活塞一般重力鑄造(GDC)方式。重力鑄造是指將金屬液澆注到鑄型中，通過(guò)其金屬液自身的重力流入鑄模型腔并填充型腔獲得鑄件的工藝方法。廣義的重力鑄造包括砂型澆鑄、金屬型澆鑄、熔模鑄造、消失模鑄造，泥模鑄造等；狹義的重力鑄造專(zhuān)指金屬型澆鑄。鋁合金金屬型鑄造方法由于其生產(chǎn)率高、勞動(dòng)環(huán)境清潔、鑄件表面光潔等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用，尤其適用于生產(chǎn)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋和活塞等。金屬型重力鑄造裝置結(jié)構(gòu)形式多樣。按結(jié)構(gòu)形式，可分為固定式和可傾轉(zhuǎn)式兩種方式。傾轉(zhuǎn)式金屬型重力鑄造機(jī)采用傾轉(zhuǎn)速度可調(diào)的傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，使?jié)沧⑦^(guò)程在變速轉(zhuǎn)動(dòng)中完成；按用途形式，可分為專(zhuān)用金屬型鑄造機(jī)和通用金屬型鑄造機(jī)；按動(dòng)力形式，可分為手動(dòng)、氣動(dòng)、電動(dòng)和液壓金屬型鑄造機(jī)。一些廠商，根據(jù)產(chǎn)品和用戶的要求設(shè)計(jì)制造專(zhuān)用金屬型重力鑄造機(jī)，如鋁缸蓋、鋁缸體、鋁活塞、鋁進(jìn)氣歧管等金屬型鑄造機(jī)。為滿足工藝設(shè)計(jì)，適應(yīng)大批量、高質(zhì)量活塞鑄件，活塞重力鑄造設(shè)備一般包括金屬型結(jié)構(gòu)、排氣系統(tǒng)、鎖緊機(jī)構(gòu)，冷卻系統(tǒng)、連接機(jī)構(gòu)以及鑄件頂出機(jī)構(gòu)。目前在使用活塞鑄造設(shè)備鑄造活塞時(shí)，先用加熱裝置把鑄模預(yù)熱到300°C，再啟動(dòng)鑄機(jī)使鑄模閉合，然后用澆勺把溶解爐里735°C的高溫鋁液澆起，經(jīng)模具湯口澆注入鑄模型腔，高溫鋁液填充鑄模型腔完畢后，啟動(dòng)冷卻裝置將型腔鋁液冷卻凝固成型。雖然高溫鋁液在填充鑄模型腔時(shí)，鑄模型腔內(nèi)部的空氣隨著鋁液的填充將通過(guò)排氣系統(tǒng)被慢慢趕出，但是由于鋁液的溫度高達(dá)735°C， 鑄模型腔內(nèi)部的空氣尚未排出之前就會(huì)迅速與鋁液發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧化物，使凝固成型的活塞鑄件內(nèi)部夾雜著一層氧化物，并且活塞內(nèi)部容易出現(xiàn)巢孔。重力鑄造工藝獲得的活塞制品的內(nèi)部氧化物和巢孔大于標(biāo)準(zhǔn)值的發(fā)生概率約為 3% 5%，活塞金相組織中的氧化物和巢孔會(huì)降低活塞內(nèi)部組織的致密性，降低活塞制品的強(qiáng)度，影響活塞鑄件的質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致活塞破裂，發(fā)動(dòng)機(jī)不能工作。

實(shí)用新型內(nèi)容為了提高活塞鑄件的質(zhì)量，本實(shí)用新型從減少活塞制品內(nèi)部產(chǎn)生氧化物和巢孔的發(fā)生率、提高活塞內(nèi)部組織的致密性出發(fā)，經(jīng)過(guò)悉心研究，本實(shí)用新型提供了一種汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)活塞鑄造裝置，它是通過(guò)“無(wú)氧鑄造”的方式實(shí)現(xiàn)活塞鑄造的，因此又稱(chēng)為活塞無(wú)氧鑄造裝置。本實(shí)用新型提供的活塞無(wú)氧鑄造裝置，它包括加熱裝置、鑄模、鑄機(jī)、型腔、鑄模湯口、冷卻裝置，鑄機(jī)上部與加熱裝置相連接，加熱裝置上部是鑄模，鑄模由主模和兩個(gè)頂模組成，主模和兩個(gè)頂模之間構(gòu)成型腔，鑄模湯口位于兩個(gè)頂模之間，鑄模湯口與型腔相通， 冷卻裝置位于鑄模與加熱裝置之間，與目前使用的活塞鑄造裝置的不同之處在于，本實(shí)用新型的活塞無(wú)氧鑄造裝置還包括惰性氣體填充裝置。正是因?yàn)槎栊詺怏w填充裝置的存在，使得型腔內(nèi)部不在存有空氣，高溫鋁液不在會(huì)與空氣中的氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，大大降低了活塞制品內(nèi)部產(chǎn)生氧化物和巢孔的發(fā)生率，提高活塞鑄件的質(zhì)量。本實(shí)用新型對(duì)惰性氣體填充裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)選。作為本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，本實(shí)用新型的惰性氣體填充裝置，可以由儲(chǔ)氣裝置、輸送管道和流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成，惰性氣體輸送管道與型腔相連接，通過(guò)流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，控制惰性氣體的輸送速度和流量。從更加方便操作、易于控制惰性氣體輸送流量出發(fā)，本實(shí)用新型又對(duì)上述惰性氣體填充裝置進(jìn)行了優(yōu)選。進(jìn)一步優(yōu)選地，本實(shí)用新型的惰性氣體填充裝置包括儲(chǔ)氣裝置、電控裝置、減壓系統(tǒng)、流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)、輸送管道，該惰性氣體填充裝置中的儲(chǔ)氣裝置通過(guò)輸送管道與活塞鑄造裝置中的型腔的兩側(cè)相連接，這樣惰性氣體從型腔的兩側(cè)進(jìn)入到型腔后，型腔內(nèi)部的空氣通過(guò)鑄模湯口排出，沿惰性氣體輸送方向，輸送管道上依次設(shè)置有電控裝置、 減壓系統(tǒng)和流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。電控裝置用于控制惰性氣體填充時(shí)間，減壓系統(tǒng)和流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)分別用于調(diào)整所需的壓力及流量，以保證鑄模型腔的惰性氣體供給量、供給時(shí)間和速度， 從而達(dá)到控制型腔內(nèi)部的無(wú)氧狀態(tài)的目的。在使用本實(shí)用新型的活塞無(wú)氧鑄造裝置時(shí)，在澆注高溫鋁液之間，啟動(dòng)惰性氣體填充裝置中的電控系統(tǒng)對(duì)鑄模型腔充氣3-10秒即可把型腔內(nèi)的空氣充分排出，與此同時(shí)， 高溫鋁液經(jīng)鑄模湯口澆注入鑄模型腔，控制鋁液澆注到型腔的時(shí)間在惰性氣體填充的3-10 秒的時(shí)間之內(nèi)，最后啟動(dòng)冷卻裝置對(duì)型腔鋁液冷卻凝固成型。由于高溫鋁液在填充型腔時(shí)沒(méi)有與模具型腔內(nèi)的空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)，減少了氧化物的產(chǎn)生和巢孔的出現(xiàn)。活塞制品內(nèi)部氧化物的長(zhǎng)度X深度小于1. 0X0. 5mm，活塞制品內(nèi)部1個(gè)巢孔直徑小于0. 5mm，并且惰性氣體的填充也沒(méi)有影響到活塞中的鋁合金成分?？傊?，本實(shí)用新型提供的活塞無(wú)氧鑄造裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下突出的優(yōu)勢(shì)普通活塞重力鑄造裝置鑄造的活塞制品的內(nèi)部氧化物和巢孔大于標(biāo)準(zhǔn)值的發(fā)生概率約有3% 5%，采用本實(shí)用新型提供的活塞無(wú)氧鑄造裝置生產(chǎn)的活塞制品的內(nèi)部氧化物和巢孔大于規(guī)定值的發(fā)生概率近乎0，大大提高了活塞制品的內(nèi)部品質(zhì)，提高了活塞內(nèi)部組織的致密性，提高了活塞制品的強(qiáng)度和活塞鑄件的質(zhì)量，從而獲得了良好的內(nèi)部品質(zhì)的活塞鑄件。
圖1是本實(shí)用新型活塞無(wú)氧鑄造裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖1中，1為加熱裝置，2 為鑄模，3為鑄機(jī)，4為電控裝置，5為型腔，6為鑄模湯口，7為冷卻裝置，8為儲(chǔ)氣裝置，9為減壓系統(tǒng)，10為流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，11為輸送管道。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，通過(guò)具體實(shí)施例進(jìn)一步描述本實(shí)用新型，但本實(shí)用新型不僅僅限于以下實(shí)施例。在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)或者在不脫離本實(shí)用新型的內(nèi)容、精神和范圍內(nèi)，對(duì)本實(shí)用新型所述的活塞無(wú)氧鑄造機(jī)進(jìn)行成比例縮小或擴(kuò)大、適當(dāng)改進(jìn)、替換組成部件的結(jié)構(gòu)和/或組成部件之間的連接關(guān)系，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的，它們都被視為包括在本實(shí)用新型范圍之內(nèi)。圖1是本實(shí)用新型活塞無(wú)氧鑄造裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖1中，可以看出本實(shí)用新型活塞無(wú)氧鑄造裝置包括加熱裝置1、鑄模2、鑄機(jī)3、電控裝置4、型腔5、鑄模湯口 6、冷卻裝置7、儲(chǔ)氣裝置8、減壓系統(tǒng)9、流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)10和輸送管道11。鑄機(jī)3上部與加熱裝置1相連接，加熱裝置1上部是鑄模2，鑄模2由主模和兩個(gè)頂模組成，主模和兩個(gè)頂模之間構(gòu)成型腔5，鑄模湯口 6位于兩個(gè)頂模之間，冷卻裝置7位于鑄模2與加熱裝置1之間；儲(chǔ)氣裝置8、電控裝置4、減壓系統(tǒng)9、流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)10和輸送管道11構(gòu)成本實(shí)用新型活塞無(wú)氧鑄造裝置的惰性氣體填充裝置，惰性氣體填充裝置中的儲(chǔ)氣裝置8通過(guò)輸送管道11與型腔 5的兩側(cè)相連接，輸送管道11上依次設(shè)置有電控裝置4、減壓系統(tǒng)9和流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)10。這樣惰性氣體從型腔的兩側(cè)進(jìn)入到型腔后，型腔內(nèi)部的空氣通過(guò)鑄模湯口排出， 輸送管道上依次設(shè)置有電控裝置、減壓系統(tǒng)和流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。電控裝置用于控制惰性氣體填充時(shí)間，減壓系統(tǒng)和流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)分別用于調(diào)整所需的壓力及流量，以保證鑄模型腔的惰性氣體供給量、供給時(shí)間和速度，從而達(dá)到控制型腔內(nèi)部的無(wú)氧狀態(tài)的目的。在使用本實(shí)用新型的活塞無(wú)氧鑄造裝置進(jìn)行鑄造活塞時(shí)，先用加熱裝置1把鑄模 2預(yù)熱到300°C，再啟動(dòng)鑄機(jī)3使鑄模2閉合，然后啟動(dòng)惰性氣體填充裝置中的電控系統(tǒng)4對(duì)鑄模型腔5充氣5秒，把型腔內(nèi)的空氣充分排出；與此同時(shí)，把735°C的高溫鋁液經(jīng)模具湯口 6澆注入型腔5，控制鋁液澆注到型腔5的時(shí)間在惰性氣體充氣的5秒時(shí)間之內(nèi)，最后啟動(dòng)冷卻裝置7對(duì)型腔5內(nèi)的鋁液冷卻凝固成型，由于高溫鋁液在填充型腔5時(shí)沒(méi)有與型腔 5內(nèi)空氣中的氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，減少了氧化物的產(chǎn)生和巢孔的出現(xiàn)，因此可以獲得良好的內(nèi)部品質(zhì)的活塞鑄件。經(jīng)過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，使用本實(shí)用新型的活塞無(wú)氧鑄造裝置鑄造的活塞制品內(nèi)部氧化物的長(zhǎng)度χ深度小于1. 0X0. 5mm,活塞制品內(nèi)部1個(gè)巢孔直徑小于0. 5mm,并且活塞制品的內(nèi)部氧化物和巢孔大于規(guī)定值的發(fā)生概率近乎0，大大提高了活塞制品的內(nèi)部品質(zhì)，提高了活塞內(nèi)部組織的致密性，提高了活塞制品的強(qiáng)度和活塞鑄件的質(zhì)量，從而獲得了良好的內(nèi)部品質(zhì)的活塞鑄件。
權(quán)利要求1.一種活塞無(wú)氧鑄造裝置，它包括加熱裝置、鑄模、鑄機(jī)、型腔、鑄模湯口、冷卻裝置，鑄機(jī)上部與加熱裝置相連接，加熱裝置上部是鑄模，鑄模由主模和兩個(gè)頂模組成，主模和兩個(gè)頂模之間構(gòu)成型腔，鑄模湯口位于兩個(gè)頂模之間，鑄模湯口與型腔相通，冷卻裝置位于鑄模與加熱裝置之間，其特征在于它還包括惰性氣體填充裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的一種活塞無(wú)氧鑄造裝置，其特征在于所述的惰性氣體填充裝置包括惰性氣體儲(chǔ)罐、輸送管道和流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，惰性氣體儲(chǔ)罐通過(guò)輸送管道與型腔相連接， 輸送管道與流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)相連接。
3.如權(quán)利要求2所述的一種活塞無(wú)氧鑄造裝置，其特征在于所述的惰性氣體填充裝置還包括電控裝置和減壓系統(tǒng)，沿惰性氣體輸送方向，輸送管道上依次設(shè)置有與輸送管道相連接的電控裝置、減壓系統(tǒng)和流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種活塞無(wú)氧鑄造裝置，屬于汽車(chē)零部件加工領(lǐng)域。為了提高活塞鑄件的內(nèi)部品質(zhì)，解決現(xiàn)有活塞重量鑄造裝置中易產(chǎn)生氧化物和巢孔的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種活塞無(wú)氧鑄造裝置，它包括加熱裝置、鑄模、鑄機(jī)、型腔、鑄模湯口、冷卻裝置和惰性氣體填充裝置，惰性氣體填充裝置與型腔相連接，通過(guò)操作惰性氣體填充裝置，使得型腔內(nèi)部不再存有空氣，高溫鋁液填充型腔時(shí)不再會(huì)與空氣中的氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，大大降低了活塞制品內(nèi)部產(chǎn)生氧化物和巢孔的發(fā)生率，提高活塞鑄件的內(nèi)部品質(zhì)和活塞鑄件的質(zhì)量。
文檔編號(hào)B22D35/04GK202097393SQ201120149189
公開(kāi)日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2011年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月11日
發(fā)明者曾國(guó)輝, 溫志偉 申請(qǐng)人:肇慶本田金屬有限公司