專利名稱：截面可控式金屬型模的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鋁合金鑄造工藝用的金屬型模，具體是涉及一種應用于汽車發(fā)動機鋁合金缸蓋鑄造工藝的金屬型模。
背景技術：
汽車發(fā)動機缸蓋的結構復雜，由多層型腔組成，且各腔不允許存在泄漏現象，其壁厚不均，鑄造難度較大。目前，國內外生產發(fā)動機鋁缸蓋的鑄造工藝方法有金屬型重力鑄造工藝、低壓鑄造工藝、特殊的低壓鑄造工藝、消失模鑄造工藝、砂型低壓鑄造工藝、金屬型重力傾轉鑄造工藝等，其中金屬型重力鑄造工藝和低壓鑄造工藝是傳統(tǒng)的、成熟的、用得最多的鑄造鋁合金方法，金屬型重力傾轉鑄造工藝是一種逐漸成熟的，應用較為廣泛的新型工藝。但金屬型重力鑄造存在模具制作周期長、費用大、缸蓋出品率低、易產生縮松等缺陷，金屬型重力傾轉鑄造雖有著利于缸蓋鑄件成型和補縮、出品率高等優(yōu)勢，但容易產生氣孔、縮孔和縮松等缺陷。上述的金屬型重力傾轉鑄造鋁缸蓋工藝中采用的金屬型模，包括澆口杯、冒口砂芯、成型模塊、頂出裝置、水冷裝置、負壓抽氣裝置等，其澆口杯在重力傾轉澆注的過程中，鋁液會從進氣側罩邊冒口進入鑄件型腔的同時，部分鋁液會越過冒口砂芯直接流入中間火花塞處冒口，再從中間火花塞處冒口進入鑄件型腔，這樣從進氣側罩邊冒口和中間火花塞處冒口進入的鋁液在鑄件型腔內會產生紊流現象，同時從中間火花塞處冒口進入的鋁液會影響鑄件型腔內氣體的排出，從而導致缸蓋鑄件氣孔缺陷的產生，影響了鑄件的出品率和質量。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于克服上述的不足，而提供一種能使鋁液只會從進氣側罩邊冒口進入鑄件型腔、從中間火花塞處冒口和排氣側罩邊冒口出來，使鑄件不易產生氣孔、縮孔和縮松的截面可控式金屬型模。本發(fā)明的目的由如下技術方案來實現一種截面可控式金屬型模，包括澆口杯、冒口砂芯、成型模塊、頂出裝置、水冷裝置、負壓抽氣裝置，在所述澆口杯的下部上、并在澆口杯與冒口砂芯的相交處裝有控制截面擋板。采用本發(fā)明后，在傳統(tǒng)澆口杯的基礎上增加控制截面擋板后，在傾轉澆注的過程中，由于控制截面擋板的阻擋作用，使鋁液只能從進氣側罩邊冒口進入鑄件型腔，再從中間火花塞處冒口和排氣側罩邊冒口出來，實現了在充型過程中鋁液充型平穩(wěn)，遵循順序充型、順序進排氣的原理，同時通過控制澆口杯充型的最小截面積來控制鑄件整個充型的速度及時間，對原鑄件產生氣孔、縮孔和縮松等缺陷有著明顯的改善作用。從而提高了金屬鑄件的出品率、合格率和質量。

[0007]
以下結合附圖與實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細說明。圖1為本發(fā)明截面可控式金屬型模的結構示意圖(包括相關砂芯)。圖2為本發(fā)明處于澆包澆注位置時的狀態(tài)示意圖。圖3為本發(fā)明處于傾轉澆注時的狀態(tài)示意圖。
具體實施方式
參照圖1所示，本發(fā)明應用于金屬型重力傾轉鑄造鋁缸蓋工藝的截面可控式金屬型模，包括澆口杯1、冒口砂芯2、成型模塊3、頂出裝置4、水冷裝置5、負壓抽氣裝置6，在所述澆口杯I的下部上、并在澆口杯I與冒口砂芯2的相交處(通過螺釘11)裝有控制截面擋板7。該澆口杯也可稱為可控截面澆口杯。所述鋁合金缸蓋的金屬型重力傾轉控制截面鑄造工藝是第一步為制芯將鋁合金缸蓋水套砂芯、進排氣道砂芯、油腔砂芯和冒口砂芯分別進行制作和組裝；第二步為下芯、合模(如圖1所示)將所述有關砂芯按規(guī)定的順序逐步放入金屬型模內，并通過兩側模和兩端模合模壓緊砂芯，防止砂芯在傾轉過程中發(fā)生位置偏移；第三步為澆包澆注(如圖2所示)將金屬型模傾轉至90度，使其澆口杯過濾口朝上，并將鋁液從過濾口(通過過濾網)倒入澆口杯；第四步為傾轉澆注(如圖3所示)金屬型模經過先快速、后慢速的傾轉過程的速度控制使金屬型模傾轉、復位，金屬型模在翻轉的同時通過控制鋁液從澆口杯進入鑄件型腔的最小截面積來控制鋁液流入型腔的速度和時間(使鋁液只能從進氣側罩邊冒口 8進入鑄件型腔，再從中間火花塞處冒口 9和排氣側罩邊冒口 10出來)，實現充型勻速且可控的特點；第五步為凝固開啟負壓抽氣裝置和水冷裝置，直至鑄件凝固而得到的鋁合金缸蓋鑄件。本發(fā)明利用重力傾轉控制截面鑄造充型勻速且可控的特點，既實現了傳統(tǒng)底注式充型的原理，控制其充型的速度和時間，減少了鋁液到達金屬型模型腔的落差，又實現了頂注式溫度場分布的凝固理論，有利于缸蓋鑄件的成型和補縮，尤其對鑄件產生氣孔、縮孔和縮松等缺陷有明顯改善作用，能根據發(fā)動機缸蓋的不同形狀，利用金屬型重力傾轉控制截面的鑄造工藝，生產出結構復雜、壁薄、機械性能高、表面致密、顏色亮澤的鋁合金缸蓋鑄件，具有模具制作周期短、鑄件成本低、生產效率高、出品率高、合格率高等特點。上述制芯在設計制作時，必須要考慮到每個砂芯在模具中的定位與壓緊方式，砂芯不能直接設計定位的情況下需設計砂芯與砂芯之間的粘膠組裝方式，要確保每個砂芯都能被壓緊，以防止金屬模在其傾轉過程中發(fā)生偏移，下芯時需按照規(guī)定的砂芯放入順序進行下芯，金屬型模的合模和開模的過程必須按照規(guī)定操作進行執(zhí)行，以避免出現砂芯斷裂和拉模等現象。利用重力傾轉控制截面鑄造充型勻速且可控的特點，即實現了傳統(tǒng)底注式的充型的原理，控制其充型的速度和時間，減少了鋁液到達金屬型模型腔的落差，又實現了頂注式溫度場分布的凝固理論，有利于缸蓋鑄件的成型和補縮，尤其對鑄件產生氣孔、縮孔和縮松等缺陷有明顯改善作用的特點，采用金屬型重力傾轉控制截面鑄造工藝，包括制芯、下芯、合模、模具傾轉至澆注位置、澆包澆注、傾轉澆注、開啟負壓抽氣和水冷裝置等工藝要素。將水道砂芯、進排氣道砂芯及冒口油腔砂芯放入金屬型模內，通過兩側模和兩端模的合模壓緊砂芯；將金屬型模通過重力傾轉機傾轉至90度，使?jié)部诒^濾口朝上，將鋁液通過濾口放置的過濾網倒入澆口杯；通過參數設置控制重力傾轉機的傾轉速度，實現先快速、后慢速的的充型過程，同時通過控制鋁液從澆口杯進入型腔的最小截面積來控制鋁液流入型腔的速度和時間，實現充型勻速且可控的特點；金屬型模傾轉復位后，開啟風機實現負壓抽氣，將金屬模內砂芯產生的氣體排出；開啟燃燒室水冷裝置，使缸蓋鑄件在水冷卻的條件下完成凝固過程，得到關鍵部位具有良好機械性能的缸蓋鑄件；缸蓋鑄件在金屬型模內凝固到預設的時間后，開模從金屬型模的型腔內取出缸蓋鑄件，放在空氣中繼續(xù)冷卻，后通過震砂、切冒口、熱處理、去毛刺等工序后獲得合格的缸蓋鑄件。
權利要求1.一種 截面可控式金屬型模，包括澆口杯(I)、冒口砂芯(2)、成型模塊(3)、頂出裝置(4)、水冷裝置(5)、負壓抽氣裝置￠)，其特征在于:在所述澆口杯(I)的下部上、并在澆口杯(1)與冒口砂芯(2)的相交處裝有控制截面擋板(7)。
專利摘要本實用新型公開了一種截面可控式金屬型模，包括澆口杯(1)、冒口砂芯(2)、成型模塊(3)、頂出裝置(4)、水冷裝置(5)、負壓抽氣裝置(6)，在所述澆口杯(1)的下部上、并在澆口杯與冒口砂芯的相交處裝有控制截面擋板(7)。本實用新型在傾轉澆注的過程中，由于控制截面擋板的阻擋作用，使鋁液只能從進氣側罩邊冒口進入鑄件型腔，再從中間火花塞處冒口和排氣側罩邊冒口出來，實現了在充型過程中鋁液充型平穩(wěn)，遵循順序充型、順序進排氣的原理，同時通過控制澆口杯充型的最小截面積來控制鑄件整個充型的速度及時間，對原鑄件產生氣孔、縮孔和縮松等缺陷有著明顯的改善作用。從而提高了金屬鑄件的出品率、合格率和質量。
文檔編號B22C9/22GK202910252SQ201220586188
公開日2013年5月1日 申請日期2012年11月2日 優(yōu)先權日2012年11月2日
發(fā)明者葉錦瑞, 趙葵 申請人:溫州瑞明工業(yè)股份有限公司