專利名稱：柴油機(jī)氣缸的鑄造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及柴油機(jī)領(lǐng)域，特別涉及一種柴油機(jī)氣缸的鑄造方法。
背景技術(shù)：
發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，活塞沿著氣缸內(nèi)壁進(jìn)行高速的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而且燃燒沖程會(huì)產(chǎn)生高 達(dá)700度以上的溫度。因此，如果氣缸是鋁鑄的話，由于鋁合金的熔點(diǎn)及硬度較低，耐磨性 較差，容易產(chǎn)生磨損。為了解決這個(gè)問(wèn)題，一般會(huì)在氣缸筒內(nèi)嵌入一個(gè)鑄鐵套，活塞直接接 觸的是這個(gè)鑄鐵套，而不是鋁質(zhì)的氣缸內(nèi)壁。這個(gè)鑄鐵套就是氣缸套，也稱做缸套。
氣缸在鑄造的過(guò)程中，鑄鐵缸套固定在模具上，液態(tài)鋁合金注入模具，包圍住鑄鐵 缸套，待招合金凝固形成招合金氣缸筒后，鑄鐵缸套就被固定在招合金氣缸筒上了，但由于 鋁合金與鑄鐵之間浸潤(rùn)性差，即使熔化的鋁合金液和鑄鐵液混合在一起，凝固后兩者仍然 不能融合，也沒(méi)有連結(jié)強(qiáng)度，機(jī)體鋁合金與缸套之間為純物理連接，但是柴油機(jī)的性能要求 兩者之間要有足夠高的機(jī)械強(qiáng)度，導(dǎo)熱傳熱性能，以及缸套本身的材質(zhì)穩(wěn)定性，故提升缸套 與鋁合金機(jī)體之間的結(jié)合狀態(tài)是改善機(jī)體綜合性能的關(guān)鍵。
現(xiàn)有技術(shù)中，為了盡量提高鑄造過(guò)程中鋁液在缸套表面的流動(dòng)性，減小液態(tài)鋁表 面張力與缸套的排斥，減小凝固后鋁合金與鑄鐵缸套之間的分散間隙，鑄造時(shí)缸套一定要 預(yù)熱，并對(duì)與鋁合金結(jié)合的缸套表面進(jìn)行粗糙化處理。目前，缸套表面粗糙化處理是在缸套 的表面加工出特殊的紋理，一般紋理紋理為車制環(huán)紋，或鑄造時(shí)采用珊瑚狀粗糙表面紋理。 而缸套的預(yù)熱一般在電阻加熱爐內(nèi)恒溫預(yù)熱。
現(xiàn)有的鑄造方法的缺點(diǎn)主要表現(xiàn)在
1.缸套的預(yù)熱方式不好控制，升溫較慢，溫度波動(dòng)大，缸套容易“過(guò)燒”，如果鑄造 暫停，則缸套預(yù)熱超時(shí)易引起組織相變，硬度降低。
2.缸套的表面紋理結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使得鋁合金與缸套之間的結(jié)合性能不佳。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種使得缸套與鋁合金氣缸筒結(jié)合性能好、氣缸導(dǎo) 熱傳熱性能好，以及缸套本身的材質(zhì)穩(wěn)定性好的柴油機(jī)氣缸的鑄造方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種柴油機(jī)氣缸的鑄造方法，具體步驟包括
首先，對(duì)缸套的表面進(jìn)行粗糙化處理，在澆鑄所述缸套前，先在鑄型的內(nèi)壁涂上涂 料，涂料的內(nèi)表面形成凸起結(jié)構(gòu)，再將熔融鑄鐵澆入旋轉(zhuǎn)的鑄型，使鑄鐵在離心力的作用下 與表面凸起的涂料結(jié)合在缸套的外表面形成凸起；
然后，鋁合金澆鑄前預(yù)熱缸套；
最后，澆鑄鋁合金，將缸套固定在模具上，再將液態(tài)鋁合金注入模具包圍住鑄鐵， 待鋁合金凝固形成鋁合金氣缸筒。
進(jìn)一步地，預(yù)熱缸套采用高頻電流發(fā)生器為高頻振蕩線圈供電對(duì)缸套瞬間加熱。
進(jìn)一步地，高頻振蕩線圈安裝在缸套內(nèi)。
進(jìn)一步地,預(yù)熱過(guò)程中,缸套相對(duì)高頻振蕩線圈上下移動(dòng)。
進(jìn)一步地，預(yù)熱缸套應(yīng)用一組四個(gè)高頻振蕩線圈同時(shí)加熱四只缸套。
進(jìn)一步地，缸套的外表面凸起為蘑菇型。
進(jìn)一步地，模具上還設(shè)置有高頻振動(dòng)電機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，由于與鋁合金結(jié)合的缸套的表面要經(jīng)過(guò)粗糙化處理和預(yù) 熱缸套，能夠提高鑄造過(guò)程中鋁液在缸套表面的流動(dòng)性，減小液態(tài)鋁表面張力與缸套的排 斥，減小凝固后鋁合金與鑄鐵缸套之間的分散間隙，進(jìn)一步使得缸套與鋁合金氣缸筒結(jié)合 性能好、氣缸整體的導(dǎo)熱傳熱性能好。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的模具的立體結(jié)構(gòu)示意圖2為根據(jù)本發(fā)明的模具的使用狀態(tài)的示意圖3為圖2的A部的放大結(jié)構(gòu)示意圖4為根據(jù)本發(fā)明的缸套的預(yù)熱狀態(tài)的示意圖5為根據(jù)本發(fā)明的柴油機(jī)氣缸的鑄造方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明 的保護(hù)范圍并不受具體實(shí)施方式
的限制。
參看圖5，該柴油機(jī)氣缸的鑄造方法的具體步驟為
首先，對(duì)缸套I的表面進(jìn)行粗糙化處理。
缸套I采用離心鑄造，離心鑄造指熔融金屬澆入繞水平、傾斜或垂直軸旋轉(zhuǎn)的鑄 型，在離心力作用下，凝固成形的鑄件軸線與旋轉(zhuǎn)鑄型軸線重合的鑄造方法。離心鑄造缸套 I時(shí)，先在鑄型的內(nèi)壁涂上涂料，該涂料的內(nèi)表面形成凸起結(jié)構(gòu)，再將熔融鑄鐵澆入旋轉(zhuǎn)的 鑄型，在離心力的作用下與表面凸起的涂料結(jié)合，成型后清理掉該涂料，就在缸套I的外表 面形成蘑菇型凸起11 (如圖3所示)。
與鋁合金結(jié)合的缸套I的表面要經(jīng)過(guò)粗糙化處理能夠提高鑄造過(guò)程中鋁液在缸 套I表面的流動(dòng)性，減小液態(tài)鋁表面張力與缸套I的排斥，減小凝固后鋁合金與鑄鐵缸套I 之間的分散間隙，進(jìn)一步使得缸套I與鋁合金氣缸筒2結(jié)合性能好、氣缸整體的導(dǎo)熱傳熱性 能好。
然后，鋁合金澆鑄前預(yù)熱缸套I。
缸套的預(yù)熱采用瞬間加熱的方式，如圖4所示，主要是利用高頻電流發(fā)生器4為高 頻振蕩線圈3供電產(chǎn)熱，而高頻振蕩線圈3是安裝在缸套I內(nèi)部來(lái)加熱缸套I的，實(shí)踐中 同時(shí)應(yīng)用一組四個(gè)高頻振蕩線圈3加熱四只缸套I (即同時(shí)加熱一個(gè)機(jī)體上的全部四個(gè)缸 套)，加熱過(guò)程中，由移動(dòng)裝置相對(duì)高頻振蕩線圈3上下移動(dòng)缸套1，使得缸套I均勻加熱， 高頻振蕩線圈3可在一分鐘內(nèi)將缸套I加熱到500攝氏度，這樣大大縮短了缸套I的高溫 持續(xù)時(shí)間，從而不易引起缸套I的組織相變，同時(shí)節(jié)約電能。另外，鑄造暫停時(shí)，缸套I無(wú)需 保溫，使用時(shí)隨時(shí)加熱即可。
同樣，缸套I鑄造時(shí)預(yù)熱也能夠提高鑄造過(guò)程中鋁液在缸套I表面的流動(dòng)性，減小液態(tài)鋁表面張力與缸套I的排斥，減小凝固后鋁合金與鑄鐵缸套I之間的分散間隙，進(jìn)一步 使得缸套I與鋁合金氣缸筒2結(jié)合性能好、氣缸整體的導(dǎo)熱傳熱性能好。
最后，燒鑄招合金。
如圖1和圖2所示，將鑄鐵缸套I固定在模具5上(模具5包括左右兩個(gè)模塊51、 52，缸套I固定在兩個(gè)模塊之間)，再將液態(tài)鋁合金注入模具5，包圍住鑄鐵，待鋁合金凝固 形成招合金氣缸筒2后,鑄鐵缸套就被固定在招合金氣缸筒2上了，此時(shí),缸套I的蘑燕型 凸起鑲嵌在鋁合金氣缸筒2內(nèi)部，采用這種新結(jié)構(gòu)的缸套表面結(jié)構(gòu)，大大提高缸套I與鋁合 金氣缸筒2的結(jié)合強(qiáng)度。
另外，在模具5上還設(shè)置有高頻振動(dòng)電機(jī)6 (如圖2所示)，鑄造過(guò)程中，高頻振動(dòng) 電機(jī)6高頻振動(dòng)模具5，來(lái)細(xì)化鋁合金組織，增強(qiáng)鋁合金液在缸套I表面的流動(dòng)性，增強(qiáng)鋁合 金與缸套I之間的致密性。
以上公開的僅為本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，但是，本發(fā)明并非局限于此，任何本領(lǐng) 域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種柴油機(jī)氣缸的鑄造方法，其特征在于，具體步驟包括 首先，對(duì)缸套的表面進(jìn)行粗糙化處理，在澆鑄所述缸套前，先在鑄型的內(nèi)壁涂上涂料，所述涂料的內(nèi)表面形成凸起結(jié)構(gòu)，再將熔融鑄鐵澆入旋轉(zhuǎn)的鑄型，使鑄鐵在離心力的作用下與表面凸起的涂料結(jié)合在所述缸套的外表面形成凸起； 然后，鋁合金澆鑄前預(yù)熱缸套； 最后，澆鑄鋁合金，將所述缸套固定在模具上，再將液態(tài)鋁合金注入模具包圍住鑄鐵，待鋁合金凝固形成鋁合金氣缸筒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)氣缸的鑄造方法，其特征在于，所述預(yù)熱缸套采用高頻電流發(fā)生器為高頻振蕩線圈供電對(duì)所述缸套瞬間加熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的柴油機(jī)氣缸的鑄造方法，其特征在于，所述高頻振蕩線圈安裝在所述缸套內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的柴油機(jī)氣缸的鑄造方法，其特征在于，預(yù)熱過(guò)程中，所述缸套相對(duì)高頻振蕩線圈上下移動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的柴油機(jī)氣缸的鑄造方法，其特征在于，所述預(yù)熱缸套應(yīng)用一組四個(gè)高頻振蕩線圈同時(shí)加熱四只缸套。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)氣缸的鑄造方法，其特征在于，所述缸套的外表面凸起為蘑菇型。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的柴油機(jī)氣缸的鑄造方法，其特征在于，所述模具上還設(shè)置有高頻振動(dòng)電機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種柴油機(jī)氣缸的鑄造方法。該柴油機(jī)氣缸的鑄造方法具體步驟包括首先對(duì)缸套的表面進(jìn)行粗糙化處理；然后鋁合金澆鑄前預(yù)熱缸套；最后澆鑄鋁合金。由于與鋁合金結(jié)合的缸套的表面要經(jīng)過(guò)粗糙化處理和預(yù)熱缸套，能夠提高鑄造過(guò)程中鋁液在缸套表面的流動(dòng)性，減小液態(tài)鋁表面張力與缸套的排斥，減小凝固后鋁合金與鑄鐵缸套之間的分散間隙，進(jìn)一步使得缸套與鋁合金氣缸筒結(jié)合性能好、氣缸整體的導(dǎo)熱傳熱性能好。
文檔編號(hào)B22D19/08GK103028718SQ20111029339
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者馬國(guó)勝, 陳金源, 謝永澤 申請(qǐng)人:廣西玉柴機(jī)器股份有限公司