專利名稱：成型模，使用成型模的鑄造方法，型芯及使用型芯的鑄造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種成形模，使用該成形模的鑄造方法，一種型芯及使用該型芯的鑄造方法。
在使用模鑄法等生產(chǎn)鑄鋁產(chǎn)品的普通過程中，熔融的鋁澆入一模中，在這種情況下，鑄鋁產(chǎn)品的外表面形狀是借助模腔內(nèi)表面形成的。當(dāng)鑄鋁產(chǎn)品外表面形狀是平的或較簡(jiǎn)單時(shí)，鑄鋁產(chǎn)品外表面形狀可以容易地借助?？氐膬?nèi)表面形成。
當(dāng)鑄鋁產(chǎn)品的外表面具有預(yù)定的形狀時(shí)，模腔內(nèi)表面的形狀要成形得與產(chǎn)品形狀相匹配。
當(dāng)需要將鑄鋁產(chǎn)品外表面制成更復(fù)雜的形狀時(shí)，一般的作法是，在使用鑄模鑄造鑄鋁產(chǎn)品之后，再通過磨削或切削將鑄鋁產(chǎn)品的外表面加工成需要的形狀。
然而對(duì)鑄鋁產(chǎn)品進(jìn)行磨削或切削，就要增多加工步驟，從而降低了工作效率。另外，有時(shí)甚至通過磨削或切削也不能制成需要的外表面形狀。
另一方面，鑄鋁件的內(nèi)表面形狀是借助型芯形成的。一般使用砂芯作型芯，但是砂芯的處理復(fù)雜而麻煩。
本發(fā)明是考慮到上述情況而完成的，本發(fā)明的目的是提供一種成形模，使用該成形模的鑄造方法，一種型芯及使用該型芯的鑄造方法，因而使具有需要的外表面形狀的鑄件可以方便，簡(jiǎn)單地鑄出而無需磨削或切削，而且使具有需要的內(nèi)表面形狀的鑄件可以方便、簡(jiǎn)單地鑄出。
本發(fā)明的第一個(gè)特征是用于形成外表面的成形模，它安裝在鑄模腔內(nèi)表面的至少一部分上，并形成由鑄模鑄出的鑄件的外表面。
本發(fā)明的第二個(gè)特征是成形模和鑄模的組合，它包括一個(gè)具有空腔的鑄模；以及一個(gè)用于形成外表面的成形模，成形模安裝在鑄模腔內(nèi)表面的至少一部分上，并形成由鑄模鑄出的鑄件的外表面。
本發(fā)明的第三個(gè)特征是一種使用形成外表面的成形模的鑄造方法，該方法包括以下步驟在一鑄模的空腔的內(nèi)表面上設(shè)置用于形成鑄件外表面的成形模；將熔融金屬澆入鑄模腔以形成鑄件；以及將鑄件和成形模取出鑄模。
本發(fā)明的第四個(gè)特征是一種鑄件，它包括一殼體，在該殼體中，所形成的內(nèi)部空間在一側(cè)是敞開的；以及在該殼體側(cè)面上的許多向外凸出的部分。
本發(fā)明的第五個(gè)特征是一種使用用于形成外表面的成形模的鑄造方法，該方法包括以下步驟在一鑄模的空腔的內(nèi)表面上設(shè)置含有機(jī)材料的成形模，其用于形成外表面；將熔融金屬澆入鑄模腔以形成鑄件；從鑄模中取出鑄件和成形模；以及在熔融的鹽中對(duì)鑄件和成形模進(jìn)行鹽浴處理，以便使成形模中的有機(jī)材料分解成無機(jī)材料的殘?jiān)蜌怏w。
本發(fā)明的第六個(gè)特征是一種型芯，這種型芯安裝在一鑄模的空腔中，且構(gòu)成該鑄模鑄出的鑄件的內(nèi)表面，所述型芯是由熱固性樹脂制成的。
本發(fā)明的第七個(gè)特別是一種型芯，這種型芯安裝在一鑄模的空腔中，且構(gòu)成該鑄模鑄出的鑄件的內(nèi)表面，所述型芯是由熱塑性樹脂制成的。
本發(fā)明的第八個(gè)特征是一種型芯，這種型芯安裝在一鑄模的空腔中，且構(gòu)成該鑄模鑄出的鑄件的內(nèi)表面。所述型芯是由有機(jī)粘合材料粘合的耐熱無機(jī)材料制成的。
本發(fā)明的第九個(gè)特別是一種型芯，這種型芯安裝在一鑄模的空腔中，且構(gòu)成該鑄模鑄出的鑄件的內(nèi)表面，所述型芯是中空的，其一側(cè)是敞開的。
本發(fā)明的第十個(gè)特征是一種型芯，這種型芯安裝在一鑄模的空腔中，且構(gòu)成該鑄模鑄出的鑄件的內(nèi)表面，所述型芯的表面鍍銅，在鍍銅上形成焊料鍍層。
本發(fā)明的第十一個(gè)特征是一種使用型芯的鑄造方法，它包括以下步驟在一鑄模的空腔中設(shè)置含有有機(jī)材料的，形成外表面的成形模和含有有機(jī)材料的型芯；將熔融金屬澆入鑄模腔以形成鑄件；從鑄模中取出鑄件、成形模和型芯；在熔融的鹽中使鑄件、成形模和型芯進(jìn)行鹽浴處理，從而使成形模和型芯中的有機(jī)材料分解成無機(jī)材料的殘?jiān)蜌怏w。
本發(fā)明的第十二個(gè)特征是一種使用型芯的鑄造方法，它包括以下步驟在一鑄模的空腔中設(shè)置一個(gè)含有有機(jī)材料的型芯；將熔融金屬澆入鑄模腔以形成鑄件；從鑄模中取出鑄件和型芯；以及在熔融的鹽中使鑄件和型芯進(jìn)行鹽浴處理，從而使型芯中的有機(jī)材料分解成無機(jī)材料的殘?jiān)蜌怏w。
本發(fā)明的第十三個(gè)特征是一種鋁制內(nèi)燃機(jī)的中空活塞，該活塞包括一頂壁和一側(cè)壁，側(cè)壁一側(cè)是敞開的且其內(nèi)有一空間，在頂壁內(nèi)埋有圓形金屬板。
現(xiàn)對(duì)照以下附圖詳述本發(fā)明

圖1所示立體圖表示本發(fā)明第一實(shí)施例中形成外表面形狀的成形模。
圖2是一活動(dòng)模和一靜止模的剖視圖，表示成形模在空腔中設(shè)置的狀態(tài)。
圖3A是活動(dòng)模和靜止模的前視圖。
圖3B是靜止模的前視圖。
圖4是沿圖2中A-A線的放大剖視圖。
圖5是與圖2相同方向看去的放大剖視圖，表示活動(dòng)?？涨粌?nèi)部。
圖6所示立體圖表示鋁鑄件。
圖7表示本發(fā)明第二實(shí)施例中用于生產(chǎn)含石墨的塑料丸材料的方法的示意圖。
圖8是一擠壓機(jī)的詳圖。
圖9表示生產(chǎn)成形模的方法。
圖10表示成形模正從鋁鑄件中取出的情況。
圖11表示在本發(fā)明第二實(shí)施例中，成形模在活動(dòng)?？涨恢性O(shè)置的狀態(tài)。
圖12表示活動(dòng)模與靜止模緊密接觸的狀態(tài)。
圖13表示熔融金屬注入活動(dòng)模腔的狀態(tài)。
圖14表示配有鋼環(huán)的鑄件。
圖15表示從鑄件取出成形模的處理步驟。
圖16所示立體圖表示在靜止模和活動(dòng)模中設(shè)置用于形成內(nèi)表面形狀的型芯的狀態(tài)。
圖17是活動(dòng)模和靜止模的剖視圖，表示其內(nèi)設(shè)置型芯的狀態(tài)。
圖18所示立體圖表示鋁鑄件浸入溶劑的狀態(tài)。
圖19表示在本發(fā)明第五實(shí)施例中，在使用塑料型芯的鑄造方法中，活動(dòng)模與靜止模緊密接觸的狀態(tài)。
圖20表示熔融金屬注入活動(dòng)?？涨恢械臓顟B(tài)。
圖21是型芯的剖視圖，其中預(yù)埋了金屬模制件。
圖22是型芯的立體圖，其中預(yù)埋了金屬模制件。
圖23A，23B和23C表示生產(chǎn)金屬模制件的步驟。
圖24表示設(shè)有金屬模制件的鑄件。
圖25表示從鑄件除去成形模的處理步驟。
圖26表示本發(fā)明第六實(shí)施例中的靜止模和活動(dòng)模。
圖27所示剖視圖表示在靜止模中設(shè)置型芯的狀態(tài)。
圖28所示剖視圖表示活動(dòng)模與靜止模緊密接觸的狀態(tài)。
圖29所示剖視圖表示活動(dòng)模的拼合相互模緊密接觸的狀態(tài)。
圖30A和30B表示熔融金屬注入活動(dòng)?？涨恢械臓顟B(tài)。
圖31所示剖視圖表示活動(dòng)模與靜止模分開的狀態(tài)。
圖32所示剖視圖表示活動(dòng)模的拼合模相互分開的狀態(tài)。
圖33所示剖視圖表示內(nèi)有型芯的鋁鑄件。
圖34所示剖視圖表示設(shè)有銅模制件的鋁鑄件。
圖35是活動(dòng)模的立體圖。
圖36A，36B和36C表示銅模制件的生產(chǎn)步驟。
圖37所示剖視圖表示預(yù)埋有銅模制件的型芯。
圖38所示立體圖表示預(yù)埋有銅模制件的型芯。
圖39A和39B表示的從鑄件中除去成形模的處理步驟。
圖40A和40B表示按照本發(fā)明的型芯和使用型芯的鑄造方法的變型。
圖41A和圖41B表示按照本發(fā)明的型芯和使用型芯的鑄造方法的另一種變型。
圖42所示剖視圖表示在鑄模中設(shè)置型芯的狀態(tài)。
圖43A和43B所示剖視圖表示型芯和鑄件。
圖44所示剖視圖表示鋁鑄件。下面對(duì)照?qǐng)D1至6描述本發(fā)明的第一實(shí)施例。
首先，對(duì)照?qǐng)D2和圖3A，3B描述鋁壓鑄裝置。如圖2，圖3A，3B所示，鋁壓鑄裝置設(shè)有一靜止模11和一個(gè)所相對(duì)靜止模11移動(dòng)的活動(dòng)模12，在活動(dòng)模12中形成一空腔15。靜止模11可用來密封活動(dòng)模12中的空腔15。另外，在靜止模11的活動(dòng)模12一側(cè)的表面上有一凹槽17。凹槽17與澆口18連通，另外，澆口18與導(dǎo)道18a連通，導(dǎo)道18a具有熔融鋁的入口19。
在活動(dòng)模12的空腔15內(nèi)部，一金屬型芯13從活動(dòng)模12伸出，金屬型芯13構(gòu)成鋁鑄件和中的一個(gè)空間43，這一點(diǎn)將結(jié)合圖6詳述。這里，靜止模11，活動(dòng)模12和金屬型芯13是由鋼制成的。
如圖3A和3B所示，當(dāng)從靜止模11一側(cè)看去時(shí)，活動(dòng)模12中的空腔15是方的，形成鋁鑄件40的外表面的成形模20裝入方的空腔15中。在這種情形中，成形模量相應(yīng)于空腔15的方形的方桶形，成形模20的四個(gè)側(cè)面20a成為與空腔15的四個(gè)側(cè)面15a接觸的安裝表面。圖3A是從靜止模11一側(cè)看去的活動(dòng)模12的視圖，而圖3B是從活動(dòng)模12一側(cè)看去的靜止模11的視圖。
如圖3A所示，方桶形的成形模20由在接合面29上相互接合的四個(gè)零件構(gòu)成。
下面對(duì)照?qǐng)D1，4和5描述。形成外表面的成形模20。如圖1，4和5所示，成形模20呈方桶形，完全由塑料如聚碳酸酯制成。
成形模20包括一成形模體21，成形模體21具有接觸空腔15的側(cè)面15a的安裝面25，以及面對(duì)空腔15內(nèi)部的內(nèi)側(cè)面26。成形模體21還設(shè)有多個(gè)在安裝面25和內(nèi)側(cè)面26之間的通孔22。成形模體21的內(nèi)側(cè)面26形成鋁鑄件40(圖6)的殼體41的外表面，通孔22形成鋁鑄件40的外凸部分45。
另外，在成形模體21的安裝面25上還設(shè)有槽23和匯合槽24，槽23平行于方桶形成形模20的中心線L，匯合槽24垂直于槽23。穿透成形模體21的通孔22在成形模體21的長(zhǎng)度和寬度上以方格陣列布置，通孔22與成形模體21的安裝面25上的槽23相連通。細(xì)言之，槽23在每行通孔22上設(shè)置，而匯合槽24在成形模體21的安裝面25的大致中部垂直于槽23延伸。
在上述布置中，熔融的鋁從成形模20內(nèi)的空腔15穿過通孔22，首先流入各條槽23，然后在匯合槽24匯合，其后流入設(shè)置在成形模20角部的集氣部分27。由于在集氣部分27中的鑄件40具有大量氣孔，因而在鑄件鑄成之后要除去相應(yīng)的部分。
下面描述使用上述結(jié)構(gòu)的形成外表面的成形模的鑄造方法。
首先，如圖2所示，將塑料的方桶形成形模20設(shè)置在活動(dòng)模的空腔15中。在此情況下，成形模20的中心線L與金屬型芯13的中心線重合。
接著，將活動(dòng)模12移向靜止模11，使活動(dòng)模12的空腔15由靜止模11密封在這種狀態(tài)下，將熔融的鋁通過入口19澆入導(dǎo)道18a，因此熔融的鋁從導(dǎo)道18a通過繞口18射入空腔15。從澆口18流入空腔15的熔融的鋁以噴射的形式注入，溫度大約為600℃。
如圖4和5所示，從澆口18流入空腔15的熔觸的鋁沖擊金屬型芯13，然后流向成形模20。在成形模20中，熔融的鋁從成形模體21的內(nèi)側(cè)面26通過孔流向成形模體21的安裝面25以沖擊空腔15(活動(dòng)模12)的表面15a。其后，熔融的鋁經(jīng)過安裝面25上的與成形模20的中心線平行的槽23，進(jìn)入與槽23垂直的匯合槽24。熔融的鋁由匯合槽24匯集，流過匯合槽24進(jìn)入成形模20中設(shè)置的8個(gè)集氣部分27。
在熔融的鋁的流動(dòng)過程中，在空腔15中的氣體(如空氣)被熔觸的鋁從通孔22推入槽23，然后從槽23經(jīng)匯合槽24流入集氣部分27。
注入空腔15中的熔融的鋁由靜止模11和活動(dòng)模12迅速冷卻以形成鋁鑄件40。
在這種情況下，熱也從熔融的鋁傳導(dǎo)至聚碳酸酯的成形模20。但是，因?yàn)榫厶妓狨サ某尚文?0的熱傳導(dǎo)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)地小于鋼的靜止模11和活動(dòng)模12的熱傳導(dǎo)率(例如，聚碳酸酯的熱傳導(dǎo)率為4.6×10-4卡/秒·厘米·℃，而鐵的熱傳導(dǎo)率為0.18卡/秒·厘米·℃)，所以，從熔融的鋁向成形模20的熱傳導(dǎo)量極小。因此，在鑄造中聚碳酸酯的成形模20并不熔化，因而所形成的鋁鑄件40的形狀精度極好。
如果相應(yīng)于鋁鑄件40的較厚部分的成形模20的表面涂有極耐高溫的硅橡膠(未畫出)，那么，即使熱從鋁鑄件較厚部分緩慢逸出，成形模20也不會(huì)被熔化。
接著，從靜止模11分離活動(dòng)模12，將鋁鑄件40和成形模20從活動(dòng)模的空腔15中一起取出。
如圖6所示，將鋁鑄件40及成形模20一起浸入容器50內(nèi)的溶劑51中。在圖6中，為方便起見鋁鑄件40未畫出成形模20。將鋁鑄件40和成形模20浸入溶劑51中可使聚碳酸酯的成形模20溶解在溶劑51中而被除去。在容器50的溶劑51中設(shè)有超聲波發(fā)生器60，在溶劑51中產(chǎn)生的超聲波可使成形模20更快地溶解而被除去。
除去聚碳酸酯的成形模所用的溶劑可從下列碳?xì)浠衔锶軇┲羞x擇一種。
二氯甲烷，NMP(N-甲基-2-烯烴)，DMF(NN-二甲基甲酰胺)，MFK(甲乙酮)，乙酸乙酯。
如圖6所示，鋁鑄件40用作散熱外殼，其中設(shè)置電氣元件(未畫出)等，它將電氣元件產(chǎn)生的熱散發(fā)到外界，但是鋁鑄件40也可用作其它目的。鋁鑄件40具有一個(gè)殼體41，其內(nèi)形成空間43，其一側(cè)面43a是敞開的，許多外伸部分45從殼體41的四個(gè)側(cè)面向外伸出。在殼體41的底部設(shè)有稍許外凸的凸臺(tái)42。
殼體41的空間43是由金屬型芯13形成的，而殼體41的外表面(外伸部分45的基面)是由成形模20的內(nèi)側(cè)面26形成的。從殼體41突伸的許多外伸部分45是由成形橫20的通孔22形成的，另外，殼體41的底部的凸臺(tái)42是由靜止模11中的凹槽17形成的。
另外，外伸部分45在其遠(yuǎn)端由連接板46相互連接，連接板46是由成形模20的槽23和匯合槽24形成的。
其后，如必要可磨削連接板46，從而可以除去在連接板46和集氣部分27中的鑄造部分。在另一種情況下，連接板46不經(jīng)磨削，外伸部分45由連接板46連接以提高強(qiáng)度。即使在連接板46不磨削的情況下，集氣部分27中的鑄造部分因有氣泡也要除去。
按照上面描述的實(shí)施例，在使用聚碳酸酯成形模20鑄成鋁鑄件40之后只要將鋁鑄件40和成形模20一起浸入溶劑51即可將成形模20溶解而從鋁鑄件40上除去。因此，鋁鑄件40無需磨削或切削就可簡(jiǎn)便地獲得在殼體41四側(cè)面上具有許多外伸部分45的復(fù)雜形狀。
下面描述本發(fā)明的一種變型。在上述實(shí)施例中，成形模的呈方桶形，與空腔15的四側(cè)面接觸，但是并不局限于此，可以使用四分之一的方桶形成形模裝在空腔15的每一側(cè)面上，在接合面29上拼合在一起。在這種情況下，成形模20是通過空腔15的一側(cè)面上的一個(gè)安裝面安裝的。
在上述實(shí)施例中，聚碳酸酯的成形模20是用溶劑51溶解而從鋁鑄件40上除去的，但是并不局限于此，可以將鋁鑄件40和成形模20一起加熱至280℃至350℃，使整個(gè)成形模20變成半熔化狀態(tài)而從鋁鑄件40上除去。由于聚碳酸酯的軟化點(diǎn)為大約160℃，熔點(diǎn)大約為380℃至400℃，因而將成形模20和鋁鑄件40一起加熱至280℃至350℃可使成形模20呈半熔化狀態(tài)，因此可以容易地將成形模20從鋁鑄件40上除去。在成形模20以半熔化狀態(tài)從鋁鑄件40上除去之后，也可以再用溶劑51清除以提高效果。
如圖10所示，在另一種布置中，成形模20可以借助噴丸法從鋁鑄件40上剝離。在這種情況下，噴丸裝置61緊靠鋁鑄件40和成形模20設(shè)置，許多噴丸投向鋁鑄件40的外表面，從而將聚碳酸酯的成形模的剝離。
在用噴丸裝置進(jìn)行噴丸操作時(shí)，可將鋁鑄件40加熱至200℃左右，以便更容易地剝離成形模。噴丸可以是鋁粉，玻璃粉，硅石粉，石墨粉，鹽粉，或耐銹蝕的金屬粉。
另外還可以借助高溫高壓蒸所將成形模20從鋁鑄件40上剝離除去。在這種情況下，噴射蒸汽裝置62緊靠鋁鑄件外表面設(shè)置，然后通過該裝置的蒸汽噴嘴噴射高溫高壓蒸汽(例如300℃至500℃的蒸汽)，從而剝離除去聚碳酸酯的成形模20。
另外，如圖10所示，在雙點(diǎn)劃線表示的爐65中將鋁鑄件40和成形模20加熱至大約400℃時(shí)，可將成形模20從鋁鑄件40上除去。在這種情況下，無需再設(shè)置噴丸裝置61和噴射蒸汽裝置62。
在以上所述實(shí)施例中，成形模20是由聚碳酸酯制成的，但是并不局限于此，成形模20可以內(nèi)部由熱塑性樹脂制成，在內(nèi)部樹脂的整個(gè)表面上再包覆耐熱樹脂。
在這種情況下，內(nèi)部的熱塑性樹脂可以從氟樹脂(多氟乙烯樹脂)如四氟乙烯、聚酰亞胺樹脂、聚酰胺—酰亞胺樹脂、聚砜樹脂、氯乙烯樹脂、酰胺樹脂(尼龍樹脂)、聚丙烯樹脂、聚乙烯樹脂、聚酯樹脂或聚砜酸樹脂(Polysulfonic acid resins)中選擇。
包覆內(nèi)部樹脂整個(gè)表面的耐熱樹脂可以是硅橡膠或硅氧烷樹脂。
另外，制造成形模20的材料可以是由熱塑性樹脂如聚丙烯樹脂的顆粒與耐熱樹脂如硅氧烷樹脂的顆?；旌?，然后烘烤制成的材料。制造成形模20的材料也可以是由聚丙烯樹脂顆粒與碳酸鈣顆?；蛄蛩徕}顆?；蚬杷徕}顆粒混合后烘烤硬化成的材料。
另外，成形模20可使用生物降解塑料。這里，生物降解塑料是指可利用微生物分解成對(duì)環(huán)境無負(fù)作用的低分子量化合物的塑料。
生物降解塑料可分成完全降解類和部分降解類。完全降解類塑料可包括天然聚合物，如淀粉和改性聚乙烯醇。淀粉和聚乙酸內(nèi)酯或脫乙酰殼多糖和纖維素的復(fù)合體；發(fā)酵產(chǎn)生的塑料如微生物產(chǎn)生的聚酯或微生物衍生的纖維素；以及合成塑料如脂族聚酯。部分降解的塑料可以包括淀粉在聚乙烯中的混合物和聚己酸內(nèi)酯和一種通用塑料的混合物。
當(dāng)使用生物降解塑料的成形模時(shí)，鑄造后成形模20從鋁鑄件40剝離除去后可以廢棄。
另外，成形模20可以由紙制成。用紙制造成形模20的方法是，在大約70kg/cm2的壓力下壓縮脫水紙漿，然后干燥大約24小時(shí)。
當(dāng)使用紙制的成形模20時(shí)，在鑄造過程中，熱也會(huì)從熔融的鋁傳導(dǎo)至成形模20。但是，由于紙制成形模20的熱傳導(dǎo)率一般小于鋼的靜止模11和活動(dòng)模12的熱傳導(dǎo)率，因而從熔融的鋁55傳導(dǎo)到紙制成形模20的熱量極小。由于注有熔融的鋁的空腔15中的氧氣稀少，紙制成形模20的表面在鑄造中稍許燒焦而碳化，而成形模20決不會(huì)燃燒，因此，所形成的鋁鑄件40的形狀精度極佳。另外，紙制成形模20的絕熱作用可以防止鋁的溫度突然下降，從而防止了鋁鑄件和溫降產(chǎn)生的應(yīng)變。鑄造后，可以加熱鋁鑄件40和成形模20，從而使紙制成形模20燒掉。
另外，除塑料外，成形模20還可以用橡膠制造，也就是說，整個(gè)成形模20可以由橡膠材料制成。
橡膠材料一般包括天然橡膠、丁苯橡膠、聚異丁烯橡膠、聚丁二烯橡膠、聚乙烯—丙烯橡膠、丁基橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠或聚硫橡膠。整個(gè)成形模20最好由耐熱的硅橡膠制成。由橡膠制成的成形模20從鑄件40除去的方法是，加熱使其呈熔融狀態(tài)，或使其溶解在溶劑中。另外，從鑄件40除去橡膠材料制成的成形模20的方法也可以是通過噴丸處理，或噴射高溫高壓蒸汽。
在上述實(shí)施例中，使用鋁壓鑄法作為模鑄方法，但是，本發(fā)明也可適用于其它任何模鑄方法如重力模鑄方法、低壓模鑄法，精確模鑄法等。另外，鑄件可以只是鋁的，但是，也可以是鉛、鋅、錳、鎂及其合金的。
如上所述，按照本發(fā)明，具有復(fù)雜外表面形狀的鑄件可以方便、簡(jiǎn)單地制得，具體作為是，在使用成形模生產(chǎn)鑄件后，從鑄模中取出鑄件和成形模，然后從鑄件上除去成形模。在這種情況下，由于鑄件的外表面是由成形模形成的，因而形成復(fù)雜的外表面形狀不必采用磨削或切削等手段。下面描述本發(fā)明的第二實(shí)施例。在第二實(shí)施例中，成形模20是由石墨粉和塑料如聚碳酸酯材料相互結(jié)合而制成的，其余與圖1-6和圖10所示第一實(shí)施例基本相同。
首先描述生產(chǎn)上述成形模20的方法。成形模20是使用添加石墨的塑料顆粒材料注射成型的。首先描述添加石墨的塑料顆粒材料的生產(chǎn)方法。
如圖8所示，由聚碳酸酯顆粒和石墨粉構(gòu)成的原料125倒入擠壓機(jī)110的料斗123。在料斗123中的聚碳酸酯顆粒和石墨粉之間的重量比在90∶10至10∶90的范圍內(nèi)，這相應(yīng)于下面描述的添加石墨的塑料顆粒材料117中聚碳酸酯成分和石墨成分之間的重量比。接著，將料斗123中的原料125送入缸126，原料125在缸126中通過螺旋128的轉(zhuǎn)動(dòng)而加壓，并由加熱器127加熱。
當(dāng)原料125在缸126中加熱加壓時(shí)，聚碳酸酯顆粒熔化與石墨粉混合，混合物通過模111(圖7)從擠壓機(jī)110的頭部129流出。
由于石墨在低于1000℃的環(huán)境條件下不與合成樹脂反應(yīng)，因而聚碳酸酯和石墨是相互獨(dú)立存在的，在其混合物中保持各自的特性。
然后，如圖7所示，在擠壓機(jī)110中混合的聚碳酸酯和石墨從模111以線狀混合物112的形式送入一造粒機(jī)116。在造粒機(jī)116中，線狀混合物112由輸送輥113，114送至旋轉(zhuǎn)刀115而粉碎成直徑為1-2mm的添加石墨的塑料顆粒材料117。
這種添加石墨的塑料顆粒材料117是一種聚碳酸酯成分和石墨成分的混合物，其重量比在90∶10至10∶90之間。如果兩者的重量比大于90∶10，那么對(duì)通過注射成型制成的產(chǎn)品來說分離性(re-leasability)變劣。
如在石墨成分過多，超出聚碳酸酯和石墨成分間10∶90的重量比，那么，通過注射成型制成的產(chǎn)品來說，韌性變劣。
順便提到，聚碳酸酯成分與石墨成分的組合是由下述因素確定的。如果塑料注射成型產(chǎn)品是在簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)和大容積形成的，那么，聚碳酸酯成分和石墨成分的組合是從表1中石墨(體積)％較大的范圍內(nèi)選擇的。在這種情況下，例如，假定選擇石墨(體積)％為70％的組合，1540克石墨和360克聚碳酸酯相互混合。表1表示石墨和聚碳酸酯的配方(g)，相應(yīng)于當(dāng)總體積為1000cm3時(shí)石墨的每種(體積)％。
另一方面，如果塑料注射成型件是在復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和小容積中形成時(shí)，聚碳酸酯成分和石墨成分之間的組合在石墨的(體積)％較小的范圍中進(jìn)擇。
表1石墨和聚碳酸酯配方
下面對(duì)照?qǐng)D9描述使用按上述方法制成的添加石墨的塑料顆粒材料117生產(chǎn)成型模20的方法。
如圖9所示，注射成型機(jī)130具有一個(gè)可在注射缸134中滑動(dòng)的注射壓頭135，以及一個(gè)用來通過驅(qū)動(dòng)軸138使注射壓頭135轉(zhuǎn)動(dòng)的液壓馬達(dá)137。一螺旋132與注射壓頭135相連接，螺旋132設(shè)置在桶136中。另外，添加石墨的塑料顆粒材料117從料斗131送至螺旋132。在螺旋的遠(yuǎn)端設(shè)有一噴嘴139，噴嘴139連接于由一靜止模140和一活動(dòng)模141構(gòu)成的注射模。
下面描述成形模的注射成型方法。首先，將添加石墨的塑料顆粒材料117放入料斗131，然后液壓馬達(dá)137開始通過注射壓頭135使螺旋132轉(zhuǎn)動(dòng)。在此期間，添加石墨的塑料顆粒材料117被送入螺旋132，因而添加石墨的塑料顆粒材料117中的聚碳酸酯成分由于螺旋132的轉(zhuǎn)動(dòng)而熔化。然后，在熔化的聚碳酸酯中混合石墨粉的混合物通過噴嘴139噴入靜止模140和活動(dòng)模141之間的空腔，從而獲得由聚碳酸酯和石墨粉制成的成形模20。
在成形模20的成分中的聚碳酸酯具有極好的耐熱性和高的韌性。另一方面石墨粉是一種六角形晶系的材料且具有1.5的硬度和2.2的相對(duì)密度。石墨具有極好的耐熱性和極好的潤(rùn)滑性。石墨也具有在高溫下的相當(dāng)高的機(jī)械強(qiáng)度且具有在無機(jī)或有機(jī)溶劑中都不溶解的特性。
另外，如前所述，聚碳酸酯和石墨相互不進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，各自保持其特性。
因此，由聚碳酸酯和石墨粉制成的成形模20是耐熱性和潤(rùn)滑性俱佳的塑料注射成形件。在這種情況下，成形模20的成分中的聚碳酸酯如上所述可獲得由如圖1所示的由聚碳酸酯和石墨粉制成的成形模20。發(fā)揮將石墨粉相互粘合的作用。
如圖2所示，當(dāng)在活動(dòng)模12的空腔15中設(shè)置如圖1所示的成形模20，且空腔15中注入熔融的鋁時(shí)，在空腔15中的熔融的鋁由靜止模11和活動(dòng)模20迅速冷卻，從而形成鋁鑄件40。
在這種情況下，熱量也從熔融的鋁傳導(dǎo)至石墨粉和聚碳酸酯制成的成形模20。但是，由于石墨粉和聚碳酸酯制成的成形模20的熱傳導(dǎo)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)地小于鋼的靜止模11和活動(dòng)模12的熱傳導(dǎo)率，因而從熔融的鋁傳導(dǎo)至成形模20的熱量極少。因此，在鑄造過程中，石墨粉和聚碳酸酯制成的成形模20決不會(huì)熔化，因而可形成形狀精度極好的鋁鑄件40。
接著，使活動(dòng)模12與靜止模11分離，從活動(dòng)模12的空腔15中取出鋁鑄件40連同成形模20。
在這種情況下，由于成形模20因石墨成分而有極好的潤(rùn)滑性和分離性，可以方便地從空腔15中取出成形模20及鋁鑄件40，同時(shí)防止成形模20的一部分沉積或附著在空腔15內(nèi)部。因此，每次鋁壓鑄后不必清理空腔15的內(nèi)部，因而鋁壓鑄可完全自動(dòng)化。接著，將鋁鑄件40和成形模20加熱至大約300℃，使成形模20中的聚碳酸酯成分部分熔化，從鋁鑄件40的外表面流走。
如圖6所示，然后將鋁鑄件40連同成形模20一起浸入容器50中的溶劑51中。在圖6中為方便起見只畫出鋁鑄件40而未畫出成形模20。鋁鑄件40和成形模20這樣浸在溶劑51中，使成形模20中留下的聚碳酸酯成分溶解在溶劑51中，從而完全從鋁鑄件40上被除掉。另一方面，由于成形模20中的石墨成分的潤(rùn)滑性和分離性極好，石墨成分可簡(jiǎn)便地從鋁鑄件40上清除，在溶劑51底部沉淀。在溶劑51中溶解的聚碳酸酯成分浮在溶劑51表面。
因此，沉淀在溶劑51底部的石墨成分可簡(jiǎn)便地與浮在溶劑51表面上的被溶解的聚碳酸酯成分分開，因此便于處置。
另外，在容器50中的溶劑51中設(shè)置超聲波發(fā)生器60，在溶劑51中可產(chǎn)生超聲波，使成形模20可更快地被溶解和清除。
按照本實(shí)施例，在使用由石墨粉和聚碳酸酯制成的成形模20鑄造鋁鑄件40后，將鋁鑄件40連同成形模20一起浸入溶劑51，可以溶解成形模20，使之從鋁鑄件40上清除掉。因此，無需磨削或切削。可以簡(jiǎn)便地獲得外表面形狀復(fù)雜的鋁鑄件40，所述外表面在殼體41的四個(gè)側(cè)面上具有許多外伸部分45。
下面描述本發(fā)明的變型。在上述實(shí)施例中，成形模20是由石墨粉和聚碳酸酯制成的，但是并不局限于此，聚碳酸酯可以由另一種熱塑性樹脂替代。在這種情況下，內(nèi)部的熱塑性樹脂可從氟樹脂(多氟乙烯樹脂)如四氟乙烯、聚酰亞胺樹脂、聚酰胺—酰亞胺樹脂、聚砜樹脂、氯乙烯樹脂、酰胺樹脂(尼龍樹脂)、聚丙烯樹脂、聚乙烯樹脂、聚酯樹脂或聚砜酸樹脂中選擇。
在另一種變型中，成形模20由多個(gè)部分構(gòu)成，其中，具有厚的和簡(jiǎn)單形狀的部分可包括較多石墨成分，但較少的塑料成分，而具有薄的和復(fù)雜的形狀的部分可包括較少的石墨成分，和較多的塑料成分。在這個(gè)變型中，當(dāng)設(shè)置具有厚的和簡(jiǎn)單形狀的部分以包括多的石墨成分時(shí)，可使用較少量的溶劑將成形模20容易地從鋁鑄件40清除掉。在上述實(shí)施例中，清除成形模20的方法是，加熱鋁鑄件40和成形模20，然后將其浸入溶劑51，但是，只加熱或只浸入溶劑也可清除成形模20。
在上述實(shí)施例中，成形模20是由石墨粉和使石墨粉相互粘合的塑料材料制成的，但是并不局限于此，成形模20也可以由石墨粉和使石墨粉相互粘合的橡膠材料制成。橡膠材料一般包括天然橡膠、丁苯橡膠、聚異丁橡膠、聚丁二烯橡膠、聚乙烯—丙烯橡膠、丁基橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠或聚硫橡膠，最好使用耐熱的硅橡膠。
當(dāng)用石墨粉和橡膠材料制造成形模20時(shí)，首先制造添加石墨的橡膠顆粒材料，然后使用添加石墨的橡膠顆粒材料制造成形模鑄造后，將由石墨粉和橡膠材料制成的成形模20從鑄件40清除掉的方法可以是將其浸入溶劑，也可以是加熱使其變成熔融狀態(tài)。
如上所述，按照本發(fā)明，在使用成形模鑄造之后，將成形模和鑄件從鑄模中取出后浸入溶劑即可簡(jiǎn)單地將成形模從鑄件上清除掉，因此，即使鑄件外表面形狀復(fù)雜，也可以簡(jiǎn)便地制成。在這種情況下，由于成形模的石墨成分潤(rùn)滑性和分離性很好，鑄件和成形?？梢匀菀椎貜蔫T模中取出。同樣，只要將鑄件和成形模浸入溶劑，成形模的塑料成分就溶解在溶劑中，同時(shí)石墨成分進(jìn)入溶劑中。在溶劑中，石墨沉淀在底部，而溶解的塑料成分浮在溶劑表面，因而在溶劑中可以容易地將其相互分離。現(xiàn)對(duì)照附圖描述本發(fā)明的第三實(shí)施例。圖11-15表示本發(fā)明的第三實(shí)施例。
首先對(duì)照?qǐng)D11-13描述鋁壓鑄裝置。如圖11-13所示，鋁壓鑄裝置設(shè)有一靜止模11和可相對(duì)于靜止模11移動(dòng)的一活動(dòng)模12，在活動(dòng)模12中形成一空腔15。靜止模11可密封活動(dòng)模12中的空腔15。
在靜止模上形成與空腔15連通的澆口18，具有熔融的鋁的入口19的一導(dǎo)道18a與澆口18相連通。
靜止模11設(shè)有伸入活動(dòng)模12的空腔的金屬型芯13，下面將對(duì)照?qǐng)D14詳述金屬型芯13形成鋁鑄件40中的空間43。這里，靜止模11。活動(dòng)模12及型芯13是由鋼制成的。
在活動(dòng)模12的空腔15中設(shè)置用于形成鋁鑄件40的成形模20。當(dāng)從靜止模11一側(cè)看去時(shí)，空腔15呈圓筒形，成形模20幾乎呈與空腔15相應(yīng)的圓筒形。
下面描述成形模20的材料。成形模20是由石墨粉和具有將石墨粉相互粘合作用的有機(jī)材料制成的。粘合石墨粉的有機(jī)材料可以是熱固性合成樹脂如酚樹脂、尿素樹脂、蜜胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、硅氧烷樹脂等。熱固性合成樹脂的一般制取方法是，形成初始的，線性聚合物分子，再進(jìn)一步提高溫度在其間形成交聯(lián)鍵，從而形成三維(立體)網(wǎng)絡(luò)以增加分子量，從而使其具有當(dāng)再次加熱時(shí)不會(huì)軟化的性質(zhì)。
順便一提，石墨粉和熱固性合成樹脂之間的重量比在90∶10至10∶90的范圍內(nèi)。
另外，例如，熱塑性合成樹脂也可以用作粘合石墨粉的有機(jī)材料，可以使用天然粘合劑如淀粉、漿糊等。
石墨粉是一種六角形晶系的材料，硬度為1.5，相對(duì)密度為2.2。石墨因其晶體結(jié)構(gòu)具有極好的潤(rùn)滑性(分離性)。在高溫下，石墨也具有相當(dāng)高的機(jī)械強(qiáng)度，并且具有在無機(jī)或有機(jī)溶劑中都不溶解的特性。
如圖11所示，與鋁鑄件40質(zhì)量不同的金屬材料，例如，鋼環(huán)70預(yù)置在成形模20的內(nèi)表面上。鋼環(huán)具有U形截面，周向地設(shè)置在成形模20的內(nèi)表面上。當(dāng)鋁鑄件40用作活塞式內(nèi)燃機(jī)的活塞時(shí)，鋼環(huán)70構(gòu)成活塞環(huán)槽。
另外，如圖12所示，成形模12的外表面設(shè)有許多圓筒形通氣孔71。通氣孔71用于放出在鑄造時(shí)從成形模20產(chǎn)生的氣體，每個(gè)通氣孔71沿徑向從成形模20的外表面伸向成形模的中心。活動(dòng)模12也設(shè)有通氣孔75，它將氣體從成形模20導(dǎo)向外界。
在成形模20的一些通氣孔71底部填有金屬填塊72，其用于加強(qiáng)成形模20。另外，一些通氣孔71填有可熔的填塊73，填塊73由低熔點(diǎn)金屬或低熔點(diǎn)樹脂制成，用于加強(qiáng)成形模20。當(dāng)鑄造中成形模20被加熱時(shí)，成形模20使可熔的填塊73受熱熔化，從通氣孔75流出。
下面描述使用上述結(jié)構(gòu)的成形模的鑄造方法。首先，如圖11所示，在活動(dòng)模的空腔中設(shè)置成形模20，然后使活動(dòng)模12移向靜止模11，使活動(dòng)模12的空腔被靜止模11密封(圖12)。在這種狀態(tài)下，將金屬型芯13從靜止模11伸入空腔15。然后，通過導(dǎo)道18a和澆口18將熔融的鋁85加入空腔15(圖13)。注入空腔15的熔融的鋁85迅速地由靜止模11和活動(dòng)模12冷卻以形成鋁鑄件40。在這種情況下，鋁鑄件40的外表面是由成形模20的內(nèi)表面形成的。
這里，在鑄造中熱量也從熔融的鋁傳導(dǎo)至成形模20。當(dāng)成形模20是由石墨粉和熱固性合成樹脂制成時(shí)，熱固性合成樹脂進(jìn)一步被加熱硬化，因而在鑄造中成形模20不會(huì)熔化或軟化。
但是，因迅速加熱，含有熱固性合成樹脂的成形模20會(huì)產(chǎn)生氣體，但是，氣體從通氣孔11通過孔75從成形模20排向外界。另外，在通氣孔71中的可熔的填塊73由于成形模20受熱而熔化，從通氣孔71流出。然后，從成形模20產(chǎn)生的氣體也通過可熔的填塊73流出后的通氣孔71以及通氣孔75流出。
如上所述，熱塑性樹脂可用來替代熱固性樹脂。在這種情況下，成形模20由石墨粉和熱塑性合成樹脂制成。由于由石墨和熱塑性合成樹脂制成的成形模20的熱傳導(dǎo)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)地小于鋼的靜止模11和活動(dòng)模12的熱傳導(dǎo)率，因而從熔融的鋁傳導(dǎo)至成形模20的熱量極少。因此成形模20在鑄造中不會(huì)熔化或軟化。含熱塑性合成樹脂的成形模20會(huì)產(chǎn)生氣體，但是氣體從通氣孔71通過通氣孔75排向外界。另外，在可熔的填塊73從通氣孔71流出后，所產(chǎn)生的氣體也從可熔的填塊73已流出的通氣孔71通過通氣孔75流出。
然后，使活動(dòng)模12與靜止模11分離，從活動(dòng)模12的空腔15中一起取出鋁鑄件40和成形模20、在這種情況下，由于成形模20有石墨成分，因而具有極好的潤(rùn)滑性和分離性，所以可以簡(jiǎn)便地從空腔15中一起取出成形模20及鋁鑄件40，同時(shí)防止成形模20的一部分沉積或附著在空腔15內(nèi)部。
然后，如圖15所示，使鋁鑄件40和成形模20在箱80a中的熔融的鹽80中承受鹽浴處理。在熔融的鹽80中的上述鹽浴處理使將石墨粉相互粘合的有機(jī)材料如熱固性合成樹脂、熱塑性合成樹脂或天然粘合劑分解掉。
例如，熔融的鹽80可以使用美國KOLENE公司生產(chǎn)的堿性鹽(商品名稱DGS，4號(hào)，5號(hào)或10號(hào))。
當(dāng)加熱至預(yù)定溫度時(shí)，上述堿性鹽液化。在液體堿性鹽中的鹽浴處理使成形模20中的有機(jī)材料如熱固性合成樹脂，熱塑性合成樹脂或天然粘合劑氧化成二氧化碳?xì)怏w和主要由NaCO3構(gòu)成的殘?jiān)?，其中二氧化碳?xì)怏w從熔融的鹽中放出，殘?jiān)恋碓谙?0a的底部。同時(shí)，成形模20中的石墨粉沉淀在箱80a的底部。沉淀在箱80a底部的殘?jiān)褪垡暻闆r需要可從箱中清除掉。
加熱條件和鹽浴處理的時(shí)間取決于堿性鹽種類而有所不同。加熱溫度最好在380℃至460℃的范圍內(nèi)，處理時(shí)間最好為幾十秒。
通過在熔融的鹽80中進(jìn)行鹽浴處理，從鋁鑄件40上清除成形模20，然后從箱80a中取出鋁鑄件40。接著在箱81a中的(1％濃度的)稀硝酸81中對(duì)鋁鑄件40進(jìn)行后處理。在熔融的鹽80中處理使鋁鑄件40表面上形成氧化層，但在稀硝酸的處理中氧化層從鋁鑄件40的表面除去。同時(shí)，使鋁鑄件40的表面中和。
然后，在箱82a內(nèi)的高溫(大約80℃)水82中清洗鋁鑄件40，從而獲得完全清除掉成形模20的鋁鑄件40。在這種情況下，鋼環(huán)70留在鋁鑄件40的外表面上(圖14)。
如上所述，按照本發(fā)明，使用成形模20鑄造鋁鑄件40，從靜止模11和活動(dòng)模12中取出鋁鑄件40和成形模20，然后在熔融的鹽80中使成形模20和鋁鑄件承受鹽浴處理，可以容易地從鋁鑄件40上清除掉成形模20。然后在稀硝酸81中使鋁鑄件承受氧化處理，然后在高溫水中進(jìn)行清洗。因此可以簡(jiǎn)便地制得外表面形狀復(fù)雜的鋁鑄件40。
按照本實(shí)施例，在鑄造中使用成形?？梢匀菀椎匦纬设T件的外表面。然后從鑄件除去成形模，從而可以簡(jiǎn)便地獲得具有理想外表面形狀的鑄件。下面對(duì)照?qǐng)D16-18描述本發(fā)明的第四實(shí)施例。
首先對(duì)照?qǐng)D16和17描述鋁壓鑄裝置。如圖16和17所示，鋁壓鑄裝置210設(shè)有一靜止模211，和一個(gè)可相對(duì)于靜止模211移動(dòng)的活動(dòng)模212，在靜止模211和活動(dòng)模212中形成一空腔217。另外，鑄模是由靜止模211和活動(dòng)模212構(gòu)成的。如圖16和17所示，靜止模211和活動(dòng)模212在其斜面225，225處相互緊密接觸，在靜止模211和活動(dòng)模212中形成密封的空腔217，空腔217是用于形成下面描述的鋁鑄件230的一個(gè)部分。
另外，靜止模211設(shè)有在空腔217側(cè)面上伸出的伸出部分213，215，活動(dòng)模212設(shè)有在空腔217側(cè)面上伸出的伸出部分214，216。其中，伸出部分213，214在斜面225，225處相互接觸，構(gòu)成金屬型總213，214，用于形成鋁鑄件230內(nèi)的一個(gè)中空部分235。另外，伸出部分215，216在斜面225，225處相互接觸，構(gòu)成金屬型芯215，216，用于形成鋁鑄件230內(nèi)的通孔231，231。
另外，靜止模211和活動(dòng)模212的斜面225，225各設(shè)有安裝槽225a，225a，以便下面將要描述的型芯220可安放在其中。型芯220形成從鋁鑄件230的一鑄體230a伸出的管部233，并彎成L形。型芯220具有一個(gè)位于靜止模211和活動(dòng)模212內(nèi)的底端部分221，一個(gè)靠近靜止模211和活動(dòng)模212的外表面的外部222，以及一個(gè)在底端部分221和外部222之間的中間部分223。其中，型芯220的底端部分221安裝在靜止模211和活動(dòng)模212的伸出部分213，214中形成的安裝槽225a，225a中，外部222設(shè)置在靜止模211和活動(dòng)模212的斜面225，225的外側(cè)面上形成的安裝槽225a，225a中。另外，中間部分223當(dāng)在空腔217中保持浮動(dòng)狀態(tài)時(shí)不與靜止模211和活動(dòng)模212中的安裝槽225a，225a接觸，因而繞中間部分223的圓周形成鋁鑄件230的管部233。
另外，在靜止模211中形成與空腔217連通的澆口218，澆口218與一條導(dǎo)道218a連通，導(dǎo)道218a具有熔融的鋁的入口219。
下面詳述型芯220。型芯220是由石墨粉和使石墨粉相互粘合的塑料如聚碳酸酯材料制成的。型芯220是使用添加石墨的塑料顆粒材料注射成型的。添加石墨的塑料顆粒材料和型芯220的生產(chǎn)方法與第二實(shí)施例(圖7-9)中所述的生產(chǎn)方法基本相同。
也就是說，如第二實(shí)施例中圖8所示的那樣，將由聚碳酸酯顆粒和石墨粉構(gòu)成的原料125放入擠壓機(jī)110的料斗123中。在料斗123中的聚碳酸酯顆粒和石墨粉之間的重量比在90∶10至10∶90的范圍內(nèi)，這相應(yīng)于下面將要描述的添加石墨的塑料顆粒材料117中聚碳酸酯成分和石墨成分的重量比。接著，將料斗123中的原料125送入缸126，原料125在缸126中通過螺旋128的轉(zhuǎn)動(dòng)而被加壓，并由加熱器127加熱。
當(dāng)原料125在缸126中加熱、加壓時(shí)，聚碳酸酯熔化與石墨粉混合，混合物從擠壓機(jī)110的頭部129通過模111(圖7)流出。
由于石墨在1000℃的溫度以下不與任何合成樹脂發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此，聚碳酸酯和石墨在其混合物中相互獨(dú)立存在，同時(shí)保持各自的特性。
接著，如圖7所示，在擠壓機(jī)110中混合的聚碳酸酯和石墨以線狀混合物112的形式從模111送至造粒機(jī)1160在造粒機(jī)116中，線狀混合物112由輸送輥113，114送向旋轉(zhuǎn)刀115，被旋轉(zhuǎn)刀115切成直徑為1至2mm的添加石墨的塑料顆粒材料117。
這種添加石墨的塑料顆粒材料117是聚碳酸酯成分和石墨成分的混合物，聚碳酸酯成分和石墨成分之間的重量比在90∶10至10∶90的范圍內(nèi)。如果聚碳酸酯成分的含量過多使聚碳酸酯成分和石墨成分之間的重量比超出90∶10，那么，通過注射成型得到的型芯220與鑄模211，212的分離性及與鋁鑄件230的分離性將稍許變劣。
如果石墨成分的含量過多，使聚碳酸酯成分和石墨成分之間的重量比超出10∶90，那么，通過注射成型得到的型芯220的韌性變劣。
順便一提，聚碳酸酯成分與石墨成分在添加石墨的顆粒材料117中的組合是按下述方式確定的。如果型芯220是在簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)和大容積中形成的，那么，聚碳酸酯成分與石墨成分的組合從表1(第二實(shí)施例)的石墨(體積)％較大的范圍中選擇。在這種情況下，例如，假定選擇石墨的(體積)％為70％的組合，那么，使1540克的石墨與360克的聚碳酸酯相互混合。
另一方面，如果型芯220是在復(fù)雜結(jié)構(gòu)和小容積中形成的，那么，聚碳酸酯成分和石墨成分的組合在石墨的(體積)％較小的范圍內(nèi)選擇。
接著使用這樣取得的添加石墨的塑料顆粒材料117生產(chǎn)型芯220，如圖9所示。
如圖9所示，塑料注射成型機(jī)130具有可在注射缸134中滑動(dòng)的注射壓頭135，以及通過驅(qū)動(dòng)軸138轉(zhuǎn)動(dòng)注射壓頭135的液壓馬達(dá)137。螺旋132與注射壓頭135相連接，螺旋132設(shè)置在桶136中。將添加石墨的塑料顆粒材料從料斗131送至螺旋132。噴嘴139設(shè)置在螺旋132的遠(yuǎn)端，噴嘴139與由靜止模140和活動(dòng)模141構(gòu)成的注塑模相連接。
下面描述型芯220的生產(chǎn)方法。如圖9所示，首先將添加石墨的塑料顆粒材料117加入料斗131，然后啟動(dòng)液壓馬達(dá)137，通過注射壓頭135使螺旋132轉(zhuǎn)動(dòng)。在此期間內(nèi)，將添加石墨的塑料顆粒材料送入螺旋132，因而添加石墨的塑料顆粒材料中的聚碳酸酯成分因螺旋132的旋轉(zhuǎn)而熔化。然后，石墨粉混合在熔化的聚碳酸酯中的混合物通過噴嘴139注射入靜止模140和活動(dòng)模141之間的空腔，從而制得由聚碳酸酯和石墨粉構(gòu)成的型芯220。
型芯220中的聚碳酸酯成分具有極好的耐熱性，在高溫下有極好的粘性，并且具有高的韌性。另一方面，石墨粉是一種六角形晶材料，硬度為1.5，相對(duì)密度為2.2。石墨成分具有極好的耐熱性，因其晶體結(jié)構(gòu)也有極好的潤(rùn)滑性和分離性。在高溫下，石墨成分還具有相當(dāng)高的機(jī)械強(qiáng)度，并具有不溶解于有機(jī)或無機(jī)溶劑的性質(zhì)。
另外，如前所述，聚碳酸酯和石墨不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，各自保持自己的特性。
因此，石墨粉和聚碳酸酯揉捏混合制成的型芯220在鑄造時(shí)有很好的耐熱性和潤(rùn)滑性。在這種情況下，型芯220中的聚碳酸酯成分的作用是將石墨粉粘合起來。
下面描述使用上述結(jié)構(gòu)的型芯220進(jìn)行鋁壓鑄的方法。
首先，如圖16和17所示，在靜止模211的空腔217中設(shè)置型芯220，將型芯220的底端部分221設(shè)置在靜止模211的伸出部分213的斜面225上的安裝槽225a中，外部222設(shè)置在靜止模211的斜面225的外側(cè)面上的安裝槽225a中。
接著，將活動(dòng)模212移向靜止模211，使靜止模211的斜面225與活動(dòng)模212的斜面225緊密接觸，從而靜止模211和活動(dòng)模212中的空腔217被密封。在這種情況下，型芯220的中間部分222與靜止模211和活動(dòng)模212的安裝槽225a都不接觸，在空腔中處于飄浮狀態(tài)。另外，型芯220的底端部分221放置在由伸出部分213，214構(gòu)成的金屬型芯中。
在這種狀態(tài)下，將熔融的鋁通過入口219澆入導(dǎo)道218a，將熔融的鋁從導(dǎo)道218a通過澆口218注射入空腔217。從澆口218流入空腔217中的熔融的鋁以噴射的形式注入，溫度大約為600℃。
如圖16和17所示，從澆口218流入空腔217的熔融的鋁然后分布在空腔217中。在這種情況下，空腔217形成由鑄造本體230a和具有凸緣部分236的管部233構(gòu)成的鋁鑄件230。其中，管部233是繞型芯220的中間部分222的圓周形成的。中空部分35是由靜止模211和活動(dòng)模212的金屬型芯213，214形成的。通孔231，231是由金屬型芯215，216形成的。
然后，注入空腔217的熔融的鋁被靜止模211和活動(dòng)模212迅速冷卻。
在這種情況下，熱量也從熔融的鋁傳導(dǎo)至石墨粉和聚碳酸酯制成的型芯220。但是，由于石墨粉和聚碳酸酯制成的型芯220的熱傳導(dǎo)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)地小于鋼的靜止模211和活動(dòng)模212的熱傳導(dǎo)率，因而從熔融的鋁傳導(dǎo)至型芯220的熱量極少。另外，由于采用的是瞬時(shí)壓鑄，在鑄造時(shí)型芯220不會(huì)熔化，因而可以制出形狀精度極好的鋁鑄件230。
如果在靠近鋁鑄件230的較厚部分如凸緣部分236的型芯220的表面上涂覆極耐高溫的硅橡膠(未畫出)，那么，即使從凸緣部分236緩慢散熱，型芯220也不會(huì)熔化。
然后使活動(dòng)模212與靜止模211相分離，將鋁鑄件230和型芯220一起從靜止模和活動(dòng)模中形成的空腔217中取出。
在這種情況下，由于型芯220具有極好的耐熱性、潤(rùn)滑性和分離性，型芯220可以簡(jiǎn)便地和鋁鑄件一起從空腔217取出，同時(shí)防止型芯220的一部分沉積或附著在空腔217內(nèi)部。因此，每次壓鑄無需清理空腔217內(nèi)部，因而壓鑄可以完全自動(dòng)化地進(jìn)行。接著，將鋁鑄件230和型芯220加熱至大約300℃，使型芯220中的聚碳酸酯成分熔化并部分地流出。
如圖18所示，然后將鋁鑄件230和型芯220一起浸入容器240內(nèi)的溶劑241中。在圖18中，為簡(jiǎn)便起見鋁鑄件230上未畫型芯220。在溶劑241中浸入鋁鑄件230和型芯220可使型芯220中的聚碳酸酯成分溶解在溶劑241中，從而完全從鋁鑄件230上清除掉型芯。另一方面，型芯220中的石墨成分有極好的潤(rùn)滑性和分離性，因而可簡(jiǎn)便地從鋁鑄件230上除去而沉淀在溶劑241的底部。溶解在溶劑241中的聚碳酸酯成分則浮在溶劑241的表面。
因此，沉淀在溶劑241底部的石墨成分和浮在溶劑241表面的溶解的聚碳酸酯成分可容易地分離，處置起來十分方便。
在容器240中的溶劑241中可以設(shè)置超聲波發(fā)生器(未畫出)，在溶劑241中產(chǎn)生超聲波以加速型芯220的溶解和清除。
以下碳?xì)浠衔锶軇┛梢杂脕砣芙夂颓宄托?20二氯甲烷，NMP(N-甲基-2-烯烴)，DMA(NN-二甲基甲酰胺)，MEK(甲乙酮)，乙酸乙酯。
按照本實(shí)施例，使用由石墨粉和聚碳酸酯制成的型芯220鑄造鋁鑄件230之后，將鋁鑄件230和型芯220一起浸入溶劑241即可從鋁鑄件230上溶解并清涂型芯220。因此，可以簡(jiǎn)便地制造設(shè)有從鑄件本體230a伸出的管部233的鋁鑄件230。[變型]下面描述本實(shí)施例的變型。在上述實(shí)施例中，型芯220是由石墨粉和聚碳酸酯制成的，但并不限于此，聚碳酸酯可以由另一種熱塑性樹脂替代。在這種情況下，內(nèi)部的熱塑性樹脂可以從氟樹脂(多氟乙烯樹脂)如四氟乙烯、聚酰亞胺樹脂、聚酰胺—酰亞胺樹脂、聚砜樹脂、氯乙烯樹脂、酰胺樹脂(尼龍樹脂)、聚丙烯樹脂、聚乙烯樹脂、聚酯樹脂或聚砜酸樹脂中選擇。
在另一種變型中，型芯220由多個(gè)部分構(gòu)成，其中厚的且簡(jiǎn)單的部分包括較多的石墨成分和較少的塑料成分，而薄的且復(fù)雜的部分包括較少的石墨成分和較多的塑料成分。當(dāng)厚的且簡(jiǎn)單的部分包括增多的石墨成分時(shí)，即使使用較少量的溶劑也可以容易地從鋁鑄件230上清除掉型芯220。
在上述實(shí)施例中，采用鋁壓鑄作為模鑄方法，但是本發(fā)明也可用于其它任何模鑄方法如重力模鑄法，低壓模鑄法和精密壓鑄法等。另外，鑄件不限于鋁的，也可以是鉛、鋅、鎂、錳及其合金。
另外，從鋁鑄件230上除去型芯220的方法也可以是，在爐中加熱鋁鑄件230和型芯220，使型芯220中的塑料成分變成熔化狀態(tài)，從而使塑料成分連同石墨成分一起從鋁鑄件230流出。也可以用燃燒器加熱鋁鑄件230和型芯220，使型芯220中的塑料成分變成熔化狀態(tài)時(shí)將型芯220從鋁鑄件230中除去。
如上所述，按照本實(shí)施例，使用型芯鑄造出鑄件后，將鑄件和型芯從鑄模取出，然后從鑄件上除去型芯，可以簡(jiǎn)便地制成具有復(fù)雜形狀的鑄件。在這種情況下，由于型芯中的石墨成具有很好的潤(rùn)滑性和分離性，鑄件和型芯可以容易地從鑄模中取出。'[第五實(shí)施例]下面對(duì)照?qǐng)D19至25描述本發(fā)明的第五實(shí)施例。
首先對(duì)照?qǐng)D19和20描述鋁壓鑄裝置。如圖19和20所示，鋁壓鑄裝置具有一靜止模311和可相對(duì)于靜止模311移動(dòng)的一活動(dòng)模312，在活動(dòng)模312中形成一空腔315。靜止模311可用來密封活動(dòng)模312中的空腔315。
另外，在靜止模311中形成與空腔315連通的澆口318。具有熔融的鋁的入口的導(dǎo)道318a與澆口318相連通。
靜止模311設(shè)有伸入活動(dòng)模312的空腔315中的型芯320，型芯320構(gòu)成下面對(duì)照?qǐng)D24將描述的鋁鑄件340中的空間343。這里，靜止模311和活動(dòng)模312是鋼制成的。
在活動(dòng)模312的空腔315中設(shè)置用于形成鋁鑄件外表面的成形模330?；顒?dòng)模312的空腔315從靜止模311一側(cè)看去是圓筒形的，成形模330基本是與空腔315的圓筒形相應(yīng)的圓筒形，同樣，型芯320也基本呈圓筒形。
下面描述型芯320和成形模330的材料。型芯320和成形模330的材料相同，都是由石墨粉和使石墨粉相互粘合的有機(jī)材料制成的。粘合石墨粉的有機(jī)材料可以是塑料，例如，熱固性合成樹脂如酚樹脂、尿素樹脂、密胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、硅氧烷樹脂等。
熱固性合成樹脂的制取方法一般是，先形成最初的線性聚合物分子，然后進(jìn)一步提高溫度形成其間的交聯(lián)鍵，因此，形成三維(立體)的網(wǎng)絡(luò)以增大分子量，使之具有再加熱時(shí)不會(huì)軟化的性質(zhì)。
順便一提，石墨粉和熱固性合成樹脂之間的重量比在90∶10至10∶90的范圍內(nèi)。
石墨粉是一種六角晶系的材料，其硬度為1.5，相對(duì)密度為2.2。石墨具有很好的耐熱性，因其晶體結(jié)構(gòu)，也具有很好的潤(rùn)滑性(分離性)。石墨在高溫下具有相當(dāng)高的機(jī)械強(qiáng)度，并且具有不溶解于無機(jī)或有機(jī)溶劑中的性質(zhì)。
如圖21和圖22所示，型芯320具有位于靜止模311側(cè)的大直徑部分320a，位于活動(dòng)模312側(cè)的小直徑部分320b，以及一伸出部分321，伸出部分321在大直徑部分320a上形成，其用于形成鋁鑄件340上的通孔340A(圖24)。另外，在型芯320的小直徑部分320b內(nèi)預(yù)埋了一個(gè)質(zhì)量與鋁鑄件340不同的金屬模制件如銅的模制件322。當(dāng)鋁鑄件340用作活塞時(shí)，銅模制件322可用作散熱板。
銅模制件322按下述方法生產(chǎn)。如圖23A所示，腿部322b沿切割線326從銅板325向上伸展，每一腿部322b的遠(yuǎn)端彎曲。然后，如圖23C所示，銅板325彎曲使腿部322b朝外，從而形成由本體322a和腿部322b構(gòu)成的銅模制件322。
將銅模制件322設(shè)置在樹脂成形模(未畫出)中，然后將型芯320的材料注入樹脂成形模，這樣即制成如圖21和22所示的預(yù)埋有銅模制件322的型芯320。在這種情況下，銅模制件322的本體322a完全埋入型芯320，而腿部322b的遠(yuǎn)端323從型芯320伸出。
下面描述使用上述結(jié)構(gòu)的型芯320的鑄造方法。首先，如圖19所示，在靜止模311中設(shè)置型芯320，在活動(dòng)模312的空腔315中設(shè)置成形模330。然后，使活動(dòng)模312配合在靜止模311上，使活動(dòng)模312的空腔315被靜止模311密封。在這種情況下，型芯320從靜止模311一側(cè)伸入活動(dòng)模312的空腔315中。
然后將熔融的鋁345通過導(dǎo)道318a和澆口318注入空腔315(圖20)。注入空腔315中的熔融的鋁345迅速冷卻，從而通過這種鑄造方法形成了鋁鑄件340。在這種情況下，鋁鑄件340的內(nèi)表面形狀是由型芯320的外表面形狀形成的，鋁鑄件340的外表面的形狀是由成形模330的內(nèi)表面形狀形成的。
這里，在鑄造中熱量也從熔融的鋁345傳導(dǎo)至型芯320和成形模330。型芯320和成形模330都是由石墨粉和熱固性合成樹脂制成的，熱固性合成樹脂進(jìn)一步受熱硬化。因此，在鑄造中型芯320和成形模330不會(huì)熔化或軟化。
接著，使活動(dòng)模312與靜止模311分離，從活動(dòng)模312的空腔315中一起取出鋁鑄件340和型芯320及成形模330。
在這種情況下，由于具有石墨成分，型芯320和成形模330具有很好的潤(rùn)滑性和分離性，因而型芯320和成形模330可以簡(jiǎn)便地連同鋁鑄件340一起從靜止模311和活動(dòng)模312中取出，同時(shí)防止型芯320或成形模330的一部分沉積或附著在靜止模311或活動(dòng)模312上。
然后，如圖25所示，在箱380a中的熔融的鹽380中使鋁鑄件340，型芯320和成形模330承受鹽浴處理，從而使型芯320和成形模330的熱固性合成樹脂的有機(jī)材料分解。
熔融的鹽380可以使用美國KOLENE公司生產(chǎn)的堿性鹽(商品名稱DGS，4號(hào)，5號(hào)或10號(hào))。
上述堿性鹽加熱至預(yù)定溫度時(shí)會(huì)液化。在熔融的堿性鹽中的鹽浴處理使型芯320和成形模330中的熱固性合成樹脂構(gòu)成的有機(jī)材料氧化而形成二氧化碳和主要由Na2CO3構(gòu)成的殘?jiān)?。其中，二氧化碳從熔融的鹽380排走，殘?jiān)鼊t沉淀在箱380a的底部。同時(shí)，型芯320和成形模330中的石墨粉沉淀在箱380a的底部。
根據(jù)情況而定可將沉淀在箱380a底部的殘?jiān)褪宄簟?br> 加熱條件和鹽溶處理的時(shí)間根據(jù)所用堿性鹽的種類而有所不同，加熱溫度最好在380℃至460℃的范圍內(nèi)，處理時(shí)間最好為幾十秒。
在熔融的鹽380中通過鹽浴從鋁鑄件340除去型芯320和成形模330，然后從箱380a中取出鋁鑄件340。接著，在箱381a中的稀硝酸381(1％濃度)中對(duì)鋁鑄件340進(jìn)行后處理。在熔融的鹽380中的鹽浴處理使鋁鑄件340表面形成的氧化層，在稀硝酸381中的處理中被從鋁鑄件340的表面除去。同時(shí)鋁鑄件340的表面被中和。
然后，在箱382a中的高溫(約80℃)的水382中清洗鋁鑄件340，從而獲得型芯320和成形模330完全清除掉的鋁鑄件(活塞)。在這種情況下，鋁鑄件340的通孔340a是由伸出部分321形成的，由本體322a和腿部322b構(gòu)成的金屬模制件322在鋁鑄件340的空間343中。金屬模制件340起到活塞的散熱板的作用。
如上所述，按照本發(fā)明，使用型芯320和成形模330鑄造鋁鑄件340后，從靜止模311和活動(dòng)模312取出鋁鑄件340，型芯320和成形模330，然后在熔融的鹽380中使鋁鑄件340、型芯320和成形模330承受鹽浴處理，可以容易地鋁鑄件340除去型芯320和成形模330。然后在稀硝酸381中使鑄件340承受氧化處理，然后在高溫水382中清洗，因此可以獲得具有復(fù)雜內(nèi)、外表面形狀的鑄件340。
在上述實(shí)施例中，成形模330設(shè)置在活動(dòng)模312的空腔315中，但是成形模不一定非設(shè)置在那里。如果不設(shè)置成形模330，型芯320可以由石墨粉和將石墨粉相互粘合的有機(jī)材料構(gòu)成，例如，有機(jī)材料可以采用熱塑性合成樹脂如聚碳酸酯，或者天然粘合劑如淀粉、漿糊等。在這種情況下，在鑄造中注入空腔315的熔融的鋁的熱量以大的熱傳導(dǎo)率傳導(dǎo)至活動(dòng)模312一側(cè)，因此，型芯320不會(huì)軟化或熔化。
然后在熔融的鹽380中使鋁鑄件340和型芯320承受鹽浴處理。在這種情況下，型芯320中的熱塑性合成樹脂或天然粘合劑氧化分解成二氧化氧和主要由Na2CO3構(gòu)成的殘?jiān)?br> 順便一提，如果成形模330不設(shè)置在活動(dòng)模320的空腔315中，那么，鋼制的金屬嵌埋部分350可埋在相應(yīng)于鑄件厚部的型芯320的部分內(nèi)，以便防止鑄件340的收縮(圖19)。金屬嵌埋部分350暴露在型芯320外部，甚至在位于鑄件340內(nèi)部的金屬嵌埋部分50和處于鑄件340外部的(鋼制)活動(dòng)模312之間也形成熱傳導(dǎo)，因而可防止鑄件340的收縮。
另外，在從靜止模311和活動(dòng)模312取出后，可在爐400(圖24)中加熱鑄件340、型芯320和成形模330，以便使成形模330和型芯320中的有機(jī)材料流走，因此，從鑄件340除去成形模330和型芯320。然后在熔融的鹽380中使鑄件承受鹽浴處理，使成形模330和型芯320殘留的有機(jī)材料分解。然后在稀硝酸381中使鑄件承受氧化處理，最后在高溫水382中進(jìn)行清洗。
在這種情況下，作為鹽浴處理的替代方案，也可以在由礬土細(xì)顆粒(或細(xì)砂粒)構(gòu)成的流化層385中對(duì)鋁鑄件340進(jìn)行熱處理，以便分解成形模330和型芯320的殘留有機(jī)物(圖39B)。
或者，也可以將鑄件340浸入溶劑以溶解成形模330和型芯320的殘留有機(jī)材料。
用于溶解有機(jī)材料的溶劑可以從下述碳?xì)浠衔锶軇┲羞x擇一種二氯甲烷、NMP(N-甲基-2-鏈烯)、DMP(NN-二甲基甲酰胺)、MFK(甲乙酮)、乙酸乙酯。
在將成形模330和型芯320的任一種放置在空腔315中的情況下，在爐400中加熱后，使鑄件340和其中任一種承受鹽浴處理，在流化層381中承受熱處理或浸入溶劑以除去成形模330和型芯320的殘余有機(jī)材料。
按照本實(shí)施例，在鑄造時(shí)可用型芯容易地形成鑄件的內(nèi)表面。然后從鑄件除去型芯，從而簡(jiǎn)便地獲得具有需要的內(nèi)表面形狀的鑄件。在鑄造時(shí)，使用型芯和成形模也可以簡(jiǎn)便地形成鑄件的內(nèi)表面和外表面，然后從鑄件除去型芯和成形模，從而獲得具有需要的內(nèi)、外表面形狀的鑄件。下面對(duì)照附圖描述本發(fā)明的第六實(shí)施例。圖26至圖40B表示按照本發(fā)明的型芯、使用型芯的鑄造方法，以及中空活塞的實(shí)施例。
首先，對(duì)照?qǐng)D26-32和圖35描述鋁壓鑄裝置。如圖29、圖30A和圖30B所示，鋁壓鑄裝置設(shè)有一個(gè)具有安裝凸臺(tái)311a的靜止模311和一個(gè)可相對(duì)于靜止模311移動(dòng)的活動(dòng)模312?；顒?dòng)模312包括外框312c和可在外框312c中移動(dòng)的拼合模312a，312b。如圖35所示，外框312c可移的或移離靜止模311。拼合模312a，312b可在垂直于導(dǎo)向器313的方向上相互離開或趨近。在拼合模312a，312b之間形成空腔315，靜止模311可密封拼合模312a，312b形成的空腔315。
另外，如圖30A和30B所示，在外框312c中形成與空腔315連通的澆口318，在靜止模311中形成與澆口318連通的具有熔融的鋁的入口的導(dǎo)道318a。導(dǎo)道318a還設(shè)有擠壓活塞319，其用于將熔融的鋁擠入空腔315。這里，圖30A所表示的是熔融的鋁注入空腔315的狀態(tài)，而圖30B表示沿圖30A中的B-B線的剖視圖。
另外，如圖29，圖30A和30B所示，伸入活動(dòng)模312的空腔315中的型芯320裝配在靜止模311的安裝凸臺(tái)311a上，型芯320形成鋁鑄件340(圖34)中的空間343。具有安裝凸臺(tái)311a的靜止模311和由拼合模312a，312b及外框312c構(gòu)成的活動(dòng)模312是由鋼制成的。
活動(dòng)模312的空腔315從靜止模311一側(cè)看去是圓筒形的，型芯320基本呈與空腔315的圓筒形相應(yīng)的圓柱形。
下面描述型芯320的材料。型芯320是由石墨粉和將石墨粉相互粘合的有機(jī)材料制成的。粘合石墨粉的有機(jī)材料可以是熱固性合成樹脂如酚樹脂、尿素樹脂、蜜胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、硅氧烷樹脂等。
熱固性合成樹脂的一般制取方法是，先形成初始的線性聚合物分子，然后進(jìn)一步提高溫度形成其間的交聯(lián)鍵，從而形成三維(立體)網(wǎng)絡(luò)以增加分子量，使其具有再加熱時(shí)不軟化的性質(zhì)。
在本實(shí)施例中，石墨粉和熱固性合成樹脂之間的重量比在90∶10至10∶90的范圍內(nèi)。
另外，石墨粉是一種六角晶系材料，硬度為1.5，相對(duì)密度為2.2。石墨耐高溫性能好，因其晶體結(jié)構(gòu)也具有很好的潤(rùn)滑性(分離性)。石墨在高溫下有相當(dāng)高的機(jī)械強(qiáng)度，并具有不溶解于有機(jī)或無機(jī)溶劑的性質(zhì)。
如圖37和38所示，型芯320具有位于靜止模311一側(cè)的大直徑部分320a，位于活動(dòng)模312一側(cè)的小直徑部分320b，以及在大直徑部分320a上的凸臺(tái)321，其用于形成鋁鑄件340的通孔340a(圖34)。另外，型芯320內(nèi)形成中空部分325，有敞開側(cè)325a。型芯320從敞開的一側(cè)325a安裝于靜止模311的安裝凸臺(tái)311a上。
另外，在型芯320內(nèi)部預(yù)埋與鋁鑄件340質(zhì)量不同的金屬模制件如銅模制件322。當(dāng)鋁鑄件340用作內(nèi)燃機(jī)的中空活塞時(shí)，銅模制件322可用作散熱裝置。銅模制件包括沿型芯320中空部分325的內(nèi)表面設(shè)置的本體322a，從本體322a外伸的腿部322b，以及連接在型芯320上方腿部322b的遠(yuǎn)端323上的銅的圓板324，如圖37和38所示。
銅模制件322按下述方法生產(chǎn)。如圖36A和36B所示，使腿部322b沿切割線326，從銅板325向上伸展，然后彎曲每個(gè)腿部322b的遠(yuǎn)端323。然后，如圖36c所示，彎曲銅板325，使腿部322b朝外，使銅圓板324連接在每個(gè)腿部322b的遠(yuǎn)端323上，從而制成由本體322a，腿部322b和圓板324構(gòu)成的銅模制件322。
接著，在銅模制件322的整個(gè)表面上形成焊料鍍層，其作用是在鑄造中熔化以提高鋁鑄件340和銅模制件322之間的粘合強(qiáng)度。因此，焊料鍍層可以不在銅模制件322的整個(gè)表面上形成，而只在銅模制件322與鋁鑄件340接觸的部分上形成。
將銅模制件322設(shè)置在一樹脂成形模(未畫出)上，然后，將型芯320的材料注入樹脂成形模，從而制成如圖37和38所示的預(yù)埋有銅模制件322的型芯320。在這種情況下，銅模制件322的本體322a是沿型芯320中空部分325的內(nèi)表面布置的，腿部322b從本體322a外伸，其遠(yuǎn)端323從型芯320伸出。另外，銅圓板324連接在型芯320上方腿部322b的遠(yuǎn)端323上。
下面描述使用上述結(jié)構(gòu)的型芯320的鑄造方法。如圖26所示，首先準(zhǔn)備具有安裝凸臺(tái)311a的靜止模311，以及在外框312c中設(shè)有拼合模312a，312b的活動(dòng)模312。然后，如圖27所示，在靜止模311的安裝凸臺(tái)311a上設(shè)置型芯320。將活動(dòng)模312的外框312c沿導(dǎo)向器313(圖35)移向靜止模311，然后使活動(dòng)模312的拼合模312a，312b與靜止模311接觸。
在這種情況下，如圖28所示，在活動(dòng)模312的拼合模312a，312b之間，型芯320從靜止模311一側(cè)伸出。在圖28中，活動(dòng)模312的拼合模312a，312b縮回至在外框312c中相互分開的位置。然后，如圖29所示，拼合模312a，312b在外框312c中相互趨近，使拼合模312a，312b相互緊密接觸以形成在拼合模312a，312b之間的空腔315。同時(shí)，空腔315被靜止模311密封。
接著，如圖30A和30B所示，驅(qū)動(dòng)擠壓活塞319，使熔融的鋁345通過導(dǎo)道318a和澆口318注入空腔315。注入空腔315的熔融的鋁迅速被活動(dòng)模312的拼合模312a，312b冷卻，從而形成鋁鑄件340。這時(shí)，熱量也從熔融的鋁傳導(dǎo)至型芯320。由于由石墨粉和熱固性樹脂構(gòu)成的型芯320的熱傳導(dǎo)率小于鋼的活動(dòng)模312的熱傳導(dǎo)率，因而傳至型芯320的熱量小于傳至活動(dòng)模312的熱量。
另外，由于型芯320是由石墨粉和熱固性樹脂制成的，當(dāng)熱固性樹脂受熱時(shí)，型芯進(jìn)一步硬化，因此，在鑄造時(shí)型芯320不會(huì)軟化或熔化。
如圖31所示，然后使活動(dòng)模312的外框312c沿導(dǎo)向器313(圖35)移動(dòng)，使活動(dòng)模312與靜止模311分開。在這種情況下，因有石墨成分，型芯320有很好的潤(rùn)滑性和分離性，所以可方簡(jiǎn)便地使型芯從靜止模311的安裝凸臺(tái)311a上取下。然后，如圖32所示，使活動(dòng)模312的拼合模312a，312b相互分開，從活動(dòng)模312中形成的空腔315一起取出鋁鑄件340和型芯320。
以上述方式制得內(nèi)有型芯320的鋁鑄件340。鋁鑄件340是用作內(nèi)燃機(jī)中空活塞的，它包括一頂壁341，頂壁341內(nèi)埋有銅圓板324；以及一側(cè)壁342，其一側(cè)敞開且具有空間343。
然后，在箱380a中的熔融的鹽380中使鋁鑄件340和型芯320承受鹽浴處理，如圖39A所示，使型芯320中由熱固性樹脂構(gòu)成的有機(jī)材料分解。
例如，熔融的鹽380可采用美國KOLENE公司生產(chǎn)的堿性鹽(商品名稱DGS，4號(hào)，5號(hào)或10號(hào))。
上述堿性鹽加熱至預(yù)定溫度時(shí)液化。在液化的堿性鹽中的鹽浴處理使型芯320中由熱固性樹脂構(gòu)成的有機(jī)材料分解成二氧化碳和主要由Na2CO3構(gòu)成的殘?jiān)?。其中，二氧化碳從熔融的鹽380排放掉，殘?jiān)恋碓谙?80a的底部。同時(shí)，型芯320中的石墨粉也沉淀在箱380a的底部。
沉淀在箱380a底部的殘?jiān)褪郯辞闆r需要被清除。
鹽浴處理的加熱條件和處理時(shí)間根據(jù)所使用的堿性鹽的不同而變化。加熱溫度最好在380℃至460℃的范圍內(nèi)，處理時(shí)間最好為幾十秒。
通過在熔融的鹽380中的鹽浴處理從鋁鑄件340除去型芯320后，從箱380a中取出鋁鑄件340。接著在箱381a中的稀硝酸381(1％濃度)中對(duì)鋁鑄件340進(jìn)行后處理。在熔融的鹽380中的鹽浴處理時(shí)，在鋁鑄件340表面上形成的氧化層，被在稀硝酸381中的處理清除掉。同時(shí)，鋁鑄件340的表面被中和。
然后在箱382a中的高溫(約80℃)水382中清洗鋁鑄件340，從而得到型芯320被完全清除的鋁鑄件(內(nèi)燃機(jī)中空活塞)340。在圖34中，鋁鑄件340的通孔340a是由型芯320的凸臺(tái)321形成的，鋁鑄件340上設(shè)有銅模制件322。
在這種情況下，如圖34所示，鑄件340由頂壁341和側(cè)壁342構(gòu)成，側(cè)壁342內(nèi)有空間343，且空間的一側(cè)是敞開的。銅模制件322的銅圓板324埋在頂壁341內(nèi)，銅圓板324通過腿部322b連接在本體322a上。本體322a設(shè)在空間343內(nèi)部。
當(dāng)鑄件340用作內(nèi)燃機(jī)中空活塞時(shí)，頂壁341是在燃燒室中直接受熱的部分，頂壁341的熱量從銅圓板324通過腿部322b傳導(dǎo)至本體322a。然后，本體322a中的熱量放入空間343。
用作中空活塞的鋁鑄件340不僅可以通過鋁壓鑄法生產(chǎn)，也可以使用重力模鑄法生產(chǎn)。
在圖39A中，型芯320中的熱固性樹脂是通過鹽浴處理分解的，但是，如圖39B所示，鑄件340和型芯320也可以在由礬土細(xì)顆粒(或細(xì)砂粒)構(gòu)成的流化層385中進(jìn)行熱處理。也就是說，在圖39B中，在外殼383中設(shè)置形成流化層385的箱388，在箱388外設(shè)置加熱器387。
在箱388中放置礬土細(xì)顆粒(或細(xì)砂粒)，從箱388下部的噴嘴385向箱388內(nèi)鼓入氣體，從而在箱388內(nèi)形成由礬土細(xì)顆粒(或細(xì)砂粒)構(gòu)成的流化層385。由加熱器387將流化層385加熱至800℃至900℃，將鋁鑄件340和型芯320放入經(jīng)上述加熱的流化層385，從而將型芯320內(nèi)的熱固性樹脂分解成氣體。
下面描述型芯320的材料的變化。
在上述實(shí)施例中，型芯320是由石墨粉和熱固性樹脂制成的，但是型芯320也可以由耐熱無機(jī)材料石墨粉和粘合石墨粉的有機(jī)材料構(gòu)成，所述有機(jī)材料，例如，可以是熱塑料合成樹脂如聚碳酸酯、天然粘合劑如淀粉、漿糊等，或者合成粘合劑。另外，橡膠也可用作這種有機(jī)材料。
另外，除石墨粉以外，還可以用其它耐熱無機(jī)材料如硅粉、陶塑粉、玻璃粉或滑石粉。
另外，整個(gè)型芯320可以由熱固性樹脂或熱塑性樹脂構(gòu)成。
型芯320無論使用上述任何材料，型芯320的熱傳導(dǎo)率都遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鋼的活動(dòng)模312的熱傳導(dǎo)率，因而熔融的鋁345的熱量在鑄造中傳向活動(dòng)模312一側(cè)。因此，傳至型芯320的熱量極少，型芯320不會(huì)熔化或軟化。
型芯320無論采用上述任何材料，在熔融的鹽380中或在由礬土細(xì)顆粒(或細(xì)砂粒)構(gòu)成的流化層385中進(jìn)行處理鋁鑄件340和型芯320時(shí)，型芯320中的有機(jī)材料被分解，使型芯320被從鋁鑄件340上清除掉。
如上所述，按照本發(fā)明，使用型芯320鑄造鑄件340后，從靜止模311和活動(dòng)模312中取出鑄件340和型芯320，然后使鋁鑄件340和型芯320在熔融的鹽380中承受鹽浴處理，或在流化層385中承受熱處理，可以鑄件上簡(jiǎn)便地除去型芯320，從而可以簡(jiǎn)便地制成具有復(fù)雜內(nèi)、外表面形狀的鑄件340。
下面對(duì)照?qǐng)D40A，40B描述本發(fā)明的變型。如圖40A和40B所示，型芯320設(shè)置在靜止模311和活動(dòng)模312之間。型芯320由石墨粉和將石墨粉粘合起來的熱固性樹脂制成。
另外，在型芯320表面上形成鍍銅389，在鍍銅389表面形成焊料鍍層390。
在靜止模311和活動(dòng)模312之間設(shè)置型芯320，在靜止模311和活動(dòng)模312間注射熔融的鋁，從而制成鋁鑄件340如管材。然后使內(nèi)有型芯的鋁鑄件340在上述熔融的鹽380或流化層385中承受處理以分解型芯320中的熱固性樹脂，然后從鋁鑄件340處去型芯320。
內(nèi)部有鍍銅389的鋁鑄件340如管材可由上述方式制成。在這種情況下，焊料鍍層390的作用是提高鋁鑄件340和鍍銅390之間的粘合強(qiáng)度。
另外，型芯320的材料可以與圖26-39B所示實(shí)施例中所用的材料相同。
下面對(duì)照?qǐng)D41A至44描述本發(fā)明的另一個(gè)變型。首先對(duì)照?qǐng)D41A，41B描述型芯320。圖41A是型芯的剖視圖，圖41B是型芯表面的剖視圖。如圖41A所示，型芯320具有一個(gè)吹制苯乙烯制成的中心件391，以及一個(gè)由熱固性樹脂粘合的石墨粉制成的，在中心件391外側(cè)的型芯本體392。
型芯320的型芯本體392包括一個(gè)較厚的厚部392a和一個(gè)比厚部392a薄的薄部392b，薄部392b從厚部392a向外延伸。其中，厚部392a在鑄件340中形成一個(gè)直徑較大的空間343a，薄部392b在支管344中形成一個(gè)直徑較小的空間343b(圖44)。
石墨粉和熱固性樹脂之間的重量比，在厚部392a中高于在薄部392b中。由于厚度392a是要求潤(rùn)滑性和分離性的部分，因而石墨粉的重量比較低。另一方面，由于薄部392b是要求強(qiáng)度和韌性的部分，因而熱固性樹脂的重量比較高。
另外，如圖41B所示，在型芯本體392的表面上形成鍍銅389，在鍍銅389表面上形成焊料鍍層390。
然后將上述結(jié)構(gòu)的型芯320設(shè)置在鑄模395中，使空腔315在鑄模395的內(nèi)表面和型芯320的外表面之間形成(圖42)。
如圖43A和43B所示，然后將熔融的鋁注入鑄腔395的空腔315中，熔融的鋁由鑄模395冷卻以形成鑄件340。圖43A是鑄件340和型芯320的剖視圖，圖43B是型芯320表面的剖視圖。在鑄造中，熱量從熔融的鋁傳導(dǎo)至型芯320一側(cè)；但是由于石墨粉和熱固性樹脂制成的型芯的熱傳導(dǎo)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)地小于鑄模395，因而傳導(dǎo)至型芯320的熱量極少。
另外，雖然在鑄造中由于熔融鋁的熱可能使熱固性樹脂產(chǎn)生氣體，但是由型芯320產(chǎn)生的氣體由鍍銅389阻斷，因而氣體不能流出，而是在內(nèi)部流動(dòng)。因此，型芯320產(chǎn)生的氣體不會(huì)在鑄件340中形成氣孔。
接著，在上述熔融的鋁380中或在流化層385中處理內(nèi)有型芯320的鋁鑄件340，使型芯320中的熱固性樹脂分解，然后從鋁鑄件340除去型芯320。
以這種方式制得如圖44所示的內(nèi)部有鍍銅389的鋁鑄件340。在這種情況下，焊料鍍層390的作用是提高鋁鑄件340和鍍銅389之間的粘合強(qiáng)度。
另外，型芯320的材料可以和圖26至39B所示實(shí)施例中所用材料相同。
按照本發(fā)明，在鑄造中可以用型芯容易地形成鑄件的內(nèi)表面。然后從鑄件除去型芯，從而可以簡(jiǎn)便地制成具有需要的內(nèi)表面形狀的鑄件。
權(quán)利要求
1.一種用于形成鑄件外表面的成形模，其中，所述成形模安裝在一鑄模的空腔的內(nèi)表面的至少一部分上，并形成由所述鑄模鑄造的鑄件的外表面。
2.如權(quán)利要求1所述的成形模，其特征在于所述成形模包括一成形模本體，所述成形模本體具有一個(gè)安裝在所述空腔內(nèi)表面上的安裝而和一個(gè)在所述空腔內(nèi)的內(nèi)表面，所述成形模本體設(shè)有穿透所述安裝而和內(nèi)表面的通孔，所述通孔形成所述鑄件的外伸部分。
3.如權(quán)利要求2所述的成形模，其特征在于所述成形模呈相應(yīng)于所述空腔內(nèi)表面的桶形，且配合在所述空腔的內(nèi)表面上。
4.如權(quán)利要求2所述的成形模，其特征在于在所述成形模本體的安裝面上設(shè)有分別與所述通孔相連通的槽。
5.如權(quán)利要求4所述的成形模，其特征在于在所述成形模本體的角部設(shè)有集氣部分，所述安裝面上的槽與集氣部分相連通。
6.如權(quán)利要求1所述的成形模，其特征在于所述成形模還包括塑料。
7.如權(quán)利要求6所述的成形模，其特征在于所述成形模還包括石墨粉，所述塑料具有將石墨粉相互粘合的作用。
8.如權(quán)利要求7所述的成形模，其特征在于塑料成分和石墨成分之間的重量比在90∶10至10∶90的范圍內(nèi)。
9.如權(quán)利要求1所述的成形模，其特征在于所述成形模包括橡膠材料。
10.如權(quán)利要求9所述的成形模，其特征在于所述成形模還包括石墨粉，所述橡膠材料具有將石墨粉相互粘合的作用。
11.如權(quán)利要求10所述的成形模，其特征在于橡膠成分和石墨成分之間的重量比在90∶10至10∶90的范圍內(nèi)。
12.如權(quán)利要求1所述的成形模，其特征在于所述成形模是紙制成的。
13.如權(quán)利要求1所述的成形模，其特征在于在成形模中的塑料合成材料是熱固性樹脂。
14.如權(quán)利要求13所述的成形模，其特征在于所述成形模還含有石墨。
15.如權(quán)利要求14所述的成形模，其特征在于所述熱固性樹脂和石墨成分之間的重量比在90∶10至10∶90的范圍內(nèi)。
16.如權(quán)利要求1所述的成形模，其特征在于在所述成形模的一個(gè)安裝面上設(shè)有通氣孔以便使在鑄造時(shí)從所述成形模產(chǎn)生的氣體通過所述通氣孔流出。
17.如權(quán)利要求16所述的成形模，其特征在于在所述通氣孔的底部設(shè)置金屬填塊以加固成形模。
18.如權(quán)利要求16所述的成形模，其特征在于為加固成形模在所述通氣孔中設(shè)置可熔的填塊，所述可熔的填塊包括低熔點(diǎn)金屬或熱塑性塑料，在鑄造中被在成形模中產(chǎn)生的熱熔化。
19.如權(quán)利要求1所述的成形模，其特征在于在所述成形模的一內(nèi)表面中預(yù)置一金屬模制件，它與鑄件質(zhì)量不同。
20.一種成形模與鑄模的組合，它包括一個(gè)具有一空腔的鑄模；以及一個(gè)用于形成鑄件外表面的成形模，所述成形模安裝在所述鑄模的空腔的內(nèi)表面的至少一部分上，且形成所述鑄模鑄造的鑄件的外表面。
21.使用形成鑄件外表面的成形模的一種鑄造方法，所述方法包括以下步驟在一鑄模的內(nèi)表面上設(shè)置用于形成鑄件外表面的成形模；將熔融的金屬澆入所述鑄模的空腔以形成鑄件；以及從所述鑄模取出所述鑄件和成形模。
22.如權(quán)利要求21所述的鑄造方法，其特征在于所述成模包括塑料，所述方法還包括加熱鑄件和成形模，使成形模半熔化以便從鑄件上除去成形模的步驟。
23.如權(quán)利要求21所述的鑄造方法，其特征在于所述成形模包括塑料，所述方法還包括將所述鑄件和成形模浸入溶劑以便溶解成形模，從而從鑄件上除去成形模的步驟。
24.如權(quán)利要求21所述的鑄造方法，其特征在于所述成形模包括塑料，所述方法還包括使所述鑄件和成形模承受噴丸處理，以便從鑄件上除去成形模的步驟。
25.如權(quán)利要求21所述的鑄造方法，其特征在于所述成形模包括塑料，所述方法還包括向所述鑄件和成形模噴射高溫高壓蒸汽，以便從鑄件上清除成形模的步驟。
26.如權(quán)利要求21所述的鑄造方法，其特征在于所述成形模包括橡膠材料，所述方法還包括加熱所述鑄件和成形模，使成形模半熔化以便從鑄件上清除成形模的步驟。
27.如權(quán)利要求21所述的鑄造方法，其特征在于所述成形模包括橡膠材料，所述方法還包括將所述鑄件和成形模浸入溶劑以溶解成形模，從而從鑄件上清除成形模的步驟。
28.如權(quán)利要求21所述的鑄造方法，其特征在于所述成形模包括橡膠材料，所述方法還包括使所述鑄件和成形模承受噴丸處理以便從鑄件上清除成形模的步驟。
29.如權(quán)利要求21所述的鑄造方法，其特征在于所述成形模包括橡膠材料，所述方法還包括向所述鑄件和成形模噴射高溫高壓蒸汽，以便從鑄件上除去成形模的步驟。
30.如權(quán)利要求21所述的鑄造方法，其特征在于所述成形模是紙制成的，所述方法還包括加熱所述鑄件和成形模以燒掉成形模，從而從鑄件上除去成形模的步驟。
31.如權(quán)利要求21所述的鑄造方法，其特征在于所述成形模包括塑料和石墨粉，所述方法；還包括加熱所述鑄件和成形模，使成形模半熔化，以便從鑄件上除去成形模的步驟。
32.如權(quán)利要求21所述的鑄造方法，其特征在于所述成形模包括塑料和石墨粉，所述方法還包括將所述鑄件和成形模浸入溶劑以溶解成成形模，從而從鑄件上除去成形模的步驟。
33.如權(quán)利要求21所述的鑄造方法，其特征在于所述成形模包括橡膠材料和石墨粉，所述方法還包括加熱所述鑄件和成形模，使成形模半熔化，以便從鑄件上除去成形模的步驟。
34.如權(quán)利要求21所述的鑄造方法，其特征在于所述成形模包括橡膠材料和石墨粉，所述方法還包括將所述鑄件和成形模浸入溶劑以溶解成形模，從而從鑄件上除去成形模的步驟。
35.一種生產(chǎn)用于形成鑄件外表面的成形模的方法，它包括以下步驟通過加熱來混合石墨粉和塑料；以及將混合后的石墨粉和塑料注射入注射模中。
36.一種生產(chǎn)用于形成鑄件外表面的成形模的方法，它包括以下步驟在加熱時(shí)混合石墨粉和橡膠材料；以及將混合后的石墨粉和橡膠材料注射入注射模中。
37.使用用于形成外表面的成形模的鑄造方法，它包括以下步驟在一鑄模的空腔的內(nèi)表面上設(shè)置含有有機(jī)材料的用于形成外表面的成形模；將熔融金屬澆入所述鑄模的空腔以形成鑄件；從所述鑄模取出鑄件和成形模；以及在熔融的鹽中使鑄件和成形模承受鹽浴處理，使成形模中的有機(jī)材料分解成無機(jī)材料的殘?jiān)蜌怏w。
38.如權(quán)利要求37所述的鑄造方法，其特征在于還包括在鹽浴處理后在酸溶液內(nèi)中和鑄件的步驟，以及在高溫的水中清洗鑄件的步驟。
39.一種鑄件，它包括一個(gè)鑄件本體，其中形成一個(gè)在其一側(cè)面敞開的空間，以及在所述鑄件本體的側(cè)面上向外伸出的許多外伸部分。
40.如權(quán)利要求39所述的鑄件，其特征在于所述外伸部分借助在其遠(yuǎn)端設(shè)置的連接板相互連接。
41.一種型芯，它安裝在一鑄模的空腔內(nèi)以形成所述鑄模鑄造的鑄件的內(nèi)表面，其中所述型芯是由熱固性樹脂制成的。
42.一種型芯，它安裝在一鑄模的空腔內(nèi)以形成所述鑄模鑄造的鑄件的內(nèi)表面，其中所述型芯是由熱塑性樹脂制成的。
43.一種型芯，它安裝在一鑄模的空腔內(nèi)以形成所述鑄模鑄造的鑄件的內(nèi)表面，其中所述型芯是由用有機(jī)粘合材料粘合的耐熱無機(jī)材料制成的。
44.如權(quán)利要求43所述的型芯，其特征在于所述耐熱的無機(jī)材料是石墨粉。
45.如權(quán)利要求43所述的型芯，其特征在于所述耐熱的無機(jī)材料是硅粉。
46.如權(quán)利要求43所述的型芯，其特征在于所述耐熱的無機(jī)材料是陶瓷粉。
47.如權(quán)利要求43所述的型芯，其特征在于所述耐熱的無機(jī)材料是滑石粉。
48.如權(quán)利要求43所述的型芯，其特征在于所述耐熱的無機(jī)材料是玻璃粉。
49.如權(quán)利要求43所述的型芯，其特征在于；所述有機(jī)粘合材料是熱固性樹脂。
50.如權(quán)利要求43所述的型芯，其特征在于所述有機(jī)粘合材料是熱塑性樹脂。
51.如權(quán)利要求43所述的型芯，其特征在于所述有機(jī)粘合材料是合成粘合劑。
52.如權(quán)利要求43所述的型芯，其特征在于所述有機(jī)粘合材料是天然粘合劑。
53.如權(quán)利要求43所述的型芯，其特征在于所述有機(jī)粘合材料是橡膠。
54.一種型芯，它安裝在一鑄模的空腔中以形成所述鑄模鑄造的鑄件的內(nèi)表面，其中所述型芯是中空的，其一側(cè)面是敞開的。
55.如權(quán)利要求54所述的型芯，其特征在于預(yù)埋有質(zhì)量與鑄件不同的金屬模制件。
56.如權(quán)利要求55所述的型芯，其特征在于所述金屬模制件包括一個(gè)從所述型芯外伸的腿部和一個(gè)與所述腿部的遠(yuǎn)端相連的圓板。
57.如權(quán)利要求56所述的型芯，其特征在于所述腿部至少一個(gè)與鑄件相接觸的部分和所述金屬模制件的圓板鍍有合金以提高金屬模制件和鑄件之間的附著力。
58.如權(quán)利要求57所述的型芯，其特征在于所述鑄件是鋁的，所述金屬模制件是銅的，所述合金是焊料。
59.一種型芯，它安裝在一鑄模的空腔中以形成所述鑄模鑄造的鑄件的內(nèi)表面，其中所述型芯的一表面鍍銅，在鍍銅上形成焊料鍍層。
60.如權(quán)利要求59所述的型芯，其特征在于所述型芯包括一個(gè)中心件，以及一個(gè)設(shè)在中心件之外的型芯本體，所述型芯本體由用有機(jī)粘合材料粘合的無機(jī)材料制成。
61.如權(quán)利要求60所述的型芯，其特征在于所述中心件是由吹制的苯乙烯制成的。
62.如權(quán)利要求60所述的型芯，其特征在于所述型芯本體是由一較厚的厚部和一比厚部薄的薄部構(gòu)成的，耐熱無機(jī)材料與有機(jī)粘合材料的比，在厚部中比在薄部中高。
63.一種型芯，它包括石墨粉和使石墨粉相互粘合的塑料，其中塑料成分和石墨粉成分之間的重量比在90∶10至10∶90的范圍內(nèi)，該重量比可根據(jù)型芯的形狀適當(dāng)選擇。
64.一種塑料型芯，它具有為了防止鑄件收縮的，暴露在型芯外部的嵌埋的金屬部分。
65.一種塑料型芯，其中預(yù)埋有與鑄件質(zhì)量不同的金屬模制件。
66.一種生產(chǎn)由石墨粉和塑料制成的型芯的方法，它包括以步驟在加熱時(shí)使石墨粉與塑料混合；以及將混合的石墨粉和塑料注射入注射模。
67.一種使用型芯的鑄造方法，它包括以下步驟在一鑄模的空腔中設(shè)置由石墨粉和塑料制成的型芯；將熔融金屬澆入所述鑄模的空腔中以形成鑄件；從所述鑄模取出所述鑄件和型芯；以及從所述鑄件除去所述型芯。
68.如權(quán)利要求67所述的鑄造方法，其特征在于所述從鑄件除去型芯的步驟包括當(dāng)加熱所述鑄件和型芯使型芯中的塑料成分溶化時(shí)拉所述鑄件。
69.如權(quán)利要求67所述的鑄造方法，其特征在于所述從鑄件除去型芯的步驟包括加熱所述鑄件和型芯，使型芯中的塑料成分熔化，以便使塑料成分連同石墨成分一起流走。
70.如權(quán)利要求67所述的鑄造方法，其特征在于所述從鑄件除去型芯的步驟包括將所述鑄件和型芯浸入溶劑，使型芯中的塑料成分溶解，以便使塑料成分連同石墨成分一起流走。
71.一種使用型芯和用于形成鑄件外表面的成形模的鑄造方法，它包括以下步驟在一鑄模的空間中設(shè)置一個(gè)用于形成外表面的，含有機(jī)材料的成形模和一個(gè)含有機(jī)材料的型芯；將熔融的金屬澆入所述鑄模的空腔以形成鑄件；從所述鑄模取出鑄件、成形模和型芯；以及在溶融的鹽中使鑄件、成形模和型芯承受鹽浴處理以便將成形模和型芯中的有機(jī)材料分解成無機(jī)材料殘?jiān)蜌怏w。
72.如權(quán)利要求71所述的鑄造方法，其特征在于所述方法還包括在鹽浴處理后在酸溶液中使鑄件中和的步驟和在高溫水中清洗鑄件的步驟。
73.一種使用型芯的鑄造方法，它包括在一鑄模的空腔中設(shè)置含有機(jī)材料的型芯；將溶融的金屬澆入所述鑄模的空腔中以形成鑄件；從鑄模取出鑄件和型芯；以及在溶融的鹽中使鑄件和型芯承受鹽浴處理，以便使型芯的有機(jī)材料分解成無機(jī)材料的殘?jiān)蜌怏w。
74.如權(quán)利要求73所述的鑄造方法，其特征在于所述方法還包括在鹽浴處理后在酸溶液中使鑄件中和的步驟和在高溫的水中清洗鑄件的步驟。
75.一種使用型芯的鑄造方法，包括以下步驟在一鑄模的空腔中設(shè)置含有機(jī)材料的型芯；將熔融的金屬澆入鑄模的空腔中以形成鑄件；從鑄模取出鑄件和型芯；以及在加熱至高溫的由礬土細(xì)顆粒或細(xì)砂粒構(gòu)成的流化層中對(duì)鑄件，成形模和型芯進(jìn)行熱處理，以分解型芯中的有機(jī)材料。
76.如權(quán)利要求75所述的鑄造方法，其特征在于所述流化層的加熱溫度為800℃至900℃。
77.一種用于內(nèi)燃機(jī)的鋁的中空活塞，所述活塞包括一頂壁，以及一側(cè)壁，該側(cè)壁一側(cè)敞開且具有一內(nèi)部空間，在頂壁內(nèi)埋有一金屬圓板。
78.如權(quán)利要求77所述的中空活塞，其特征在于所述活塞還具有一金屬散熱板，所述金屬散熱板通過一腿部連接在金屬圓板上，并設(shè)置在所述內(nèi)部空間內(nèi)。
79.使用用于形成外表面的成形模的鑄造方法，它包括在一鑄模的空腔的內(nèi)表面上設(shè)置一個(gè)用于形成外表面的，含有機(jī)材料的成形模；將熔融金屬燒入所述鑄模的空腔以形成鑄件；從所述鑄模取出所述鑄件和成形模；加熱所述鑄件和成形模使所述成形模中的有機(jī)材料流走；以及在溶融的鹽中使所述鑄件承受鹽浴處理，使成形模中其余的有機(jī)材料分解成無機(jī)材料的殘?jiān)蜌怏w。
80.使用用于形成外表面的成形模的鑄造方法，它包括；在一鑄模的空間的內(nèi)表面上設(shè)置用于形成外表面的，含有機(jī)材料的成形模；將熔融的金屬澆入所述鑄模的空腔，以形成鑄件；從所述鑄模取出所述鑄件和成形模；加熱所述鑄件和成形模以便使成形模中的有機(jī)材料流走；以及將所述鑄件浸入溶劑，以便溶解成形模的剩余的有機(jī)材料。
81.使用用于形成外表面的成形模的鑄造方法，它包括在一鑄模的空腔的內(nèi)表面上設(shè)置用于形成外表面的，含有機(jī)材料的成形模；將溶融的金屬澆入所述鑄模的空腔，以形成鑄件；從所述鑄模取出鑄件和成形模；加熱所述鑄件和成形模，以便使成形模中的有機(jī)材料流走；以及在加熱至高溫的，由礬土細(xì)顆?；蚣?xì)砂粒構(gòu)成的流化層中使所述鑄件承受熱處理，使成形模中剩余的有機(jī)材料分解成氣體。
82.使用型芯的鑄造方法，它包括在一鑄模的空腔中設(shè)置含有機(jī)材料的型芯；將溶融的金屬澆入所述鑄模的空腔中以形成鑄件；從所述鑄模取出所述鑄件和型芯；加熱所述鑄件和型芯，以便使型芯中的有機(jī)材料流走；以及在溶融的鹽中使所述鑄件承受鹽浴處理，使型芯中的剩余的有機(jī)材料分解成無機(jī)材料的殘?jiān)蜌怏w。
83.使用型芯的鑄造方法，它包括在一鑄模的空腔中設(shè)置含有機(jī)材料的型芯；將熔融的金屬澆入所述鑄模的空腔以形成鑄件；從所述鑄模取出所述鑄件和型芯；加熱所述鑄件和型芯，以便使型芯中的有機(jī)材料流走；以及將所述鑄件浸入溶劑以溶解型芯的剩余的有機(jī)材料。
84.使用型芯的鑄造方法，它包括在一鑄模的空腔中設(shè)置含有機(jī)材料的型芯；將溶融金屬澆入所述模的空腔中以形成鑄件；從所述鑄模取出所述鑄件和型芯；加熱所述鑄件和型芯，以便使型芯中的有機(jī)材料流走；以及在加熱至高溫的，由礬土細(xì)顆?；蚣?xì)砂粒構(gòu)成的流化層中對(duì)鑄件進(jìn)行熱處理，使型芯的剩余的有機(jī)材料分解成氣體。
85.使用型芯和用于形成外表面的成形模的鑄造方法，它包括；在一鑄模的空腔中設(shè)置用于形成外表面的，含有機(jī)材料的成形模和含有機(jī)材料的型芯；將熔融金屬澆入所述鑄模的空腔中以形成鑄件；從所述鑄模取出所述鑄件、成形模和型芯；加熱所述鑄件、成形模和型芯，以便使成形模和型芯中的有機(jī)材料流走；以及在溶融的鹽中使所述鑄件承受鹽浴處理，使成形模和型芯的剩余的有機(jī)材料分解成無機(jī)材料殘?jiān)蜌怏w。
86.使用型芯和用于形成外表面的成形模的鑄造方法，它包括；在一鑄模的空腔中設(shè)置用于形成外表面的，含有機(jī)材料的成形模和含有機(jī)材料的型芯；將熔融金屬澆入所述鑄模的空腔以形成鑄件；從所述鑄模取出所述鑄件、成形模和型芯；加熱所述鑄件、成形模和型芯，以便使成形模和型芯中的有機(jī)材料流走；以及將所述鑄件浸入溶劑以溶解成形模和型芯的剩余的有機(jī)物。
87.使用型芯和用于形成外表面的成形模的鑄造方法，它包括在一鑄模的空腔中設(shè)置用于形成外表面的，含有機(jī)材料的成形模和含有機(jī)材料的型芯；將溶融金屬澆入所述鑄模的空腔以形成鑄件；從所述鑄模取出所述鑄件、成形模和型芯；加熱所述鑄件、成形模和型芯，以便使成形模和型芯中的有機(jī)物流走；以及在加熱至高溫的，由礬土細(xì)顆?；蚣?xì)砂粒構(gòu)成的流化層中，使所述鑄件承受熱處理，使成形模和型芯的剩余的有機(jī)材料分解成氣體。
全文摘要
在鑄模腔的內(nèi)表面上設(shè)置一個(gè)用于形成外表面的塑料的成型模。成型模具有一個(gè)呈方桶形的成型模本體，在成型模本體的安裝面和內(nèi)表面之間設(shè)有許多通孔。在安裝面上設(shè)有與通孔連通的槽。當(dāng)熔融金屬澆入鑄模腔時(shí)，成型模本體的通孔形成鑄件的外伸部分。然熔化成型模以便將其從鑄件上清除掉。
文檔編號(hào)B22C7/00GK1131590SQ9511699
公開日1996年9月25日 申請(qǐng)日期1995年8月29日 優(yōu)先權(quán)日1994年8月30日
發(fā)明者廣川弘治 申請(qǐng)人:廣川弘治