一種缸蓋澆鑄模具及澆鑄方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了汽車零部件領(lǐng)域的一種缸蓋澆鑄模具，包括由第一邊模、第二邊模、第一端模、第二端模和底模圍成的金屬型模，以及位于所述金屬型模的型腔中的內(nèi)腔砂芯，所述第一端模的頂部設(shè)有澆口杯，所述第一邊模和所述第二邊模均內(nèi)置與所述澆口杯連通的橫澆道，所述橫澆道的底部設(shè)有若干與所述金屬型模的型腔連通的縫隙式內(nèi)澆口。其技術(shù)效果是：該澆鑄模具使缸蓋的致密度高，密封性好、機械性能好和尺寸精度高。本發(fā)明還公開了的汽車零部件領(lǐng)域的一種缸蓋澆鑄方法，其先在底模上放置內(nèi)腔砂芯，再組裝金屬型模，然后進行雙邊重力澆鑄。
【專利說明】一種缸蓋澆鑄模具及澆鑄方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車零部件領(lǐng)域一種缸蓋澆鑄模具及澆鑄方法。
【背景技術(shù)】
[0002]缸蓋是汽車發(fā)動機的關(guān)鍵部件，其外輪廓為約為400mmX 170mmX 120mm。最為一種
鑄件，客戶要求缸蓋的尺寸精度高、外觀平整、輪廓清晰完整；缸蓋內(nèi)部組織致密，無氣孔、縮松等鑄造缺陷。缸蓋的材質(zhì)為鋁硅合金，缸蓋對應(yīng)的抗拉強度> 235Mpa，延伸率> 1，并且要求在2bar空氣壓力下無泄漏；又由于缸蓋均勻壁厚在4-5_之間，但存在多處壁厚差在2倍以上的孤立厚大的形狀結(jié)構(gòu)；且傳統(tǒng)全砂型缸蓋澆鑄模具中，水套砂芯發(fā)氣量大，但全砂型缸蓋澆鑄模具無法有效排氣，因此鑄造難度較大，易產(chǎn)生氣孔和縮松缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種缸蓋澆鑄模具，其使缸蓋的致密度高，密封性好、機械性能好和尺寸精度高。本發(fā)明還提供了一種缸蓋澆鑄方法，其使缸蓋的致密度高，密封性好、機械性能好和尺寸精度高。
[0004]實現(xiàn)上述目的的一種技術(shù)方案是:一種缸蓋燒鑄模具，包括由第一邊模、第二邊模、第一端模、第二端模和底模圍成的金屬型模，以及位于所述金屬型模的型腔中的內(nèi)腔砂芯，所述第一端模的頂部設(shè)有澆口杯，所述第一邊模和所述第二邊模均內(nèi)置與所述澆口杯連通的橫澆道，所述橫澆道的底部設(shè)有若干與所述金屬型模的型腔連通的縫隙式內(nèi)澆口。
[0005]進一步的，所述內(nèi)腔砂芯的頂部設(shè)有頂部溢流冒口。
[0006]進一步的，所述內(nèi)腔砂芯是由從下至上依次層疊的水套砂芯、氣道砂芯和冒口砂芯組成的，所述冒口砂芯的頂部即為所述內(nèi)腔砂芯的頂部。
[0007]實現(xiàn)上述目的的另外一種技術(shù)方案是:一種缸蓋澆鑄方法，包括下列步驟:
[0008]內(nèi)腔砂芯制備步驟:制備水套砂芯、氣道砂芯和冒口砂芯；
[0009]下芯步驟:將水套砂芯、氣道砂芯和冒口砂芯從下至上依次層疊放置在底模的頂面上，所述水套砂芯、所述氣道砂芯和所述冒口砂芯組成內(nèi)腔砂芯；
[0010]金屬型模合模步驟:第一邊模、第二邊模、第一端模、第二端模和底模圍成金屬型模；
[0011]澆鑄步驟:將鋁硅合金熔液澆入位于所述第一端模頂部的澆口杯，鋁硅合金熔液依次通過位于所述第一邊模和所述第二邊模內(nèi)的橫澆道，以及位于所述橫澆道的底部的縫隙式內(nèi)澆口，進入金屬型模的型腔；
[0012]冷卻步驟:鋁硅合金熔液在金屬型模的型腔中冷卻成為鑄件；
[0013]開模步驟:拆除金屬型模、去除鑄件內(nèi)的內(nèi)腔砂芯，去除所述鑄件上澆口和冒口，得到缸蓋。
[0014]進一步的，下芯步驟前，將第一邊模、第二邊模、第一端模、第二端模和底模在200 - 350°C下預(yù)熱。[0015]進一步的，內(nèi)腔砂芯制備步驟中，所述氣道砂芯是通過熱芯盒法制備的，所述水套砂芯和所述冒口砂芯是通過冷芯盒法制備的。
[0016]進一步的，澆鑄步驟中鋁硅合金熔液的溫度為700?730°C。
[0017]進一步的，冷卻步驟中，在所述澆口杯和所述冒口砂芯頂部的頂部溢流冒口處，對所述金屬型模內(nèi)的鑄件進行補澆鑄。
[0018]采用了本發(fā)明的一種缸蓋澆鑄模具的技術(shù)方案，即采用金屬型模加位于金屬型模的型腔中的內(nèi)腔砂芯的技術(shù)方案。其技術(shù)效果是:該澆鑄模具解決了內(nèi)腔砂芯的排氣問題，使缸蓋的致密度高，密封性好、機械性能好和尺寸精度高。采用了本發(fā)明的一種缸蓋澆鑄方法的技術(shù)方案，即先在底模上放置內(nèi)腔砂芯，再組裝金屬型模，然后對金屬型模的型腔進行澆鑄的技術(shù)方案，其技術(shù)效果是:解決了內(nèi)腔砂芯的排氣問題，使缸蓋的致密度高，密封性好、機械性能好和尺寸精度高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的一種缸蓋澆鑄模具的俯視圖。
[0020]圖2為本發(fā)明的一種缸蓋澆鑄模具的主視圖。
[0021]圖3為本發(fā)明的一種缸蓋澆鑄方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0022]請參閱圖1至圖3，本發(fā)明的發(fā)明人為了能更好地對本發(fā)明的技術(shù)方案進行理解，下面通過具體地實施例，并結(jié)合附圖進行詳細地說明:
[0023]請參閱圖1和圖2，本發(fā)明的一種缸蓋澆鑄模具，包括由第一邊模11、第二邊模12、第一端模13、第二端模14和底模15圍成的金屬型模I。第一端模13的頂部設(shè)置澆口杯131，第一邊模11和第二邊模12均內(nèi)置與澆口杯131連通的橫澆道16，橫澆道16的底部設(shè)有若干與金屬型模I的型腔連通的縫隙式內(nèi)澆口 17。
[0024]所述金屬型模I的型腔中，設(shè)有一個位于底模15頂面上的內(nèi)腔砂芯2,即該燒鑄模具采用的是金屬型模I加內(nèi)腔砂芯2的結(jié)構(gòu)，由于金屬型模I具有良好的冷卻效果，比全砂型澆鑄模具鑄造的缸蓋，致密度高，密封性好，機械性能好，尺寸精度高；并且比全砂型澆鑄模具節(jié)省了大量的型砂，節(jié)約了大量能源。該缸蓋澆鑄模具在生產(chǎn)出形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缸蓋的同時，改善了勞動環(huán)境，降低了操作工人的勞動強度，提高了生產(chǎn)效率。
[0025]同時，由于金屬型模I的頂部是開口的，有利于解決內(nèi)腔砂芯2在燒鑄過程中的排氣問題，進一步保證了缸蓋的致密度高，密封性好，機械性能好，尺寸精度高。
[0026]本發(fā)明的一種缸蓋澆鑄模具中，內(nèi)腔砂芯2是由從下至上依次層疊的水套砂芯、氣道砂芯和冒口砂芯組成的，冒口砂芯的頂部，即所述內(nèi)腔砂芯2的頂部，設(shè)有頂部溢流冒□。
[0027]本實施例中，本發(fā)明的一種缸蓋澆鑄方法，包括下列步驟:
[0028]預(yù)熱步驟:先將第一邊模11、第二邊模12、第一端模13、第二端模14和底模15安放在澆鑄機上，并用天然氣加熱裝置預(yù)熱，預(yù)熱溫度200 - 350°C。同時用噴砂工具清除掉第一邊模11、第二邊模12、第一端模13、第二端模14和底模15表面上的銹跡和雜物，之后噴涂脫模劑，防止鋁硅合金在的粘附。[0029]熔融步驟:將鋁硅合金投入熔爐中熔化成鋁硅合金熔液，并在700°C _750°C的溫度內(nèi)，通過精煉、除氣、除渣、變質(zhì)等工序，對鋁硅合金熔液進行處理，得到潔凈的鋁硅合金熔液待用。
[0030]制備內(nèi)腔砂芯步驟:制備水套砂芯、氣道砂芯和冒口砂芯。
[0031]其中水套砂芯和冒口砂芯是用冷芯盒法制備的，即將粒徑為70?140目的原砂或再生砂在金屬模具內(nèi)與樹脂粘結(jié)劑混合后，吹入三乙胺，使樹脂粘結(jié)劑固化，得到水套砂芯和冒口砂芯。樹脂粘結(jié)劑包括環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑、酚醛樹脂粘結(jié)劑，不飽和聚酯粘結(jié)劑等。
[0032]氣道砂芯是用熱芯盒法制備的，即粒徑為50?100目的覆膜砂在溫度為2200C _400°C的金屬模具內(nèi)燒結(jié)成為氣道砂芯。
[0033]下芯步驟:將制備好的水套砂芯、氣道砂芯和冒口砂芯從下至上，依次層疊放置在所述底模15頂面的砂芯定位座上。所述水套砂芯、所述氣道砂芯和所述冒口砂芯組成內(nèi)腔砂芯2。
[0034]金屬型模合模步驟:第一邊模11、第二邊模12、第一端模13、第二端模14和底模15圍成金屬型模1，金屬型模I的型腔中是位于底模15頂面上的內(nèi)腔砂芯2。
[0035]澆鑄步驟:將溫度為700°C _730°C的鋁硅合金熔液澆入位于第一端模13頂部的澆口杯131,招娃合金熔液在10_12s的時間內(nèi)，依次通過位于第一邊模11和第二邊模12內(nèi)的橫澆道16，以及位于橫澆道16的底部的縫隙式內(nèi)澆口 17，進入金屬型模I的型腔，即整個澆鑄步驟持續(xù)的時間為10?12s。鋁硅合金熔液溫度太高，缸蓋內(nèi)會出現(xiàn)結(jié)晶粗大等缺陷，力學(xué)性能降低，并易形成氣孔、針孔等缺陷；鋁硅合金熔液溫度太低則易導(dǎo)致澆不足、冷隔等缺陷。
[0036]冷卻步驟:鋁硅合金熔液在金屬型模I的型腔中冷卻成為鑄件，整個冷卻步驟所持續(xù)的時間為200s左右，冷卻步驟中，在冒口砂芯頂部的頂部溢流冒口和澆口杯131處補澆鑄，防止鑄件產(chǎn)生縮孔等缺陷。
[0037]開模步驟:拆除金屬型模1、去除所述鑄件內(nèi)的內(nèi)腔砂芯2，去除所述鑄件上澆口和冒口，得到缸蓋。
[0038]采用上述的金屬型模加內(nèi)腔砂芯的澆鑄方法，由于金屬型模具有良好的冷卻效果，比采用全砂型澆鑄模具的缸蓋澆鑄方法，缸蓋的致密度高，密封性好，機械性能好，尺寸精度高；并且比采用全砂型澆鑄模具的缸蓋鑄造澆鑄方法節(jié)省了大量的型砂，節(jié)約了大量能源。該缸蓋澆鑄方法在生產(chǎn)出形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缸蓋的同時，改善了勞動環(huán)境，降低了操作工人的勞動強度，提高了生產(chǎn)效率。同時，由于采用了頂部開口的金屬型模1，有利于解決內(nèi)腔砂芯2在澆鑄過程中的排氣問題，進一步保證了缸蓋的致密度高，密封性好，機械性能好，尺寸精度高。
[0039]本【技術(shù)領(lǐng)域】中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種缸蓋澆鑄模具，其特征在于:該澆鑄模具包括由第一邊模(11)、第二邊模(12)、第一端模(13)、第二端模(14)和底模(15)圍成的金屬型模(I),以及位于所述金屬型模(I)的型腔中的內(nèi)腔砂芯(2)，所述第一端模(13)的頂部設(shè)有澆口杯(131)，所述第一邊模(11)和所述第二邊模(12)均內(nèi)置與所述澆口杯(131)連通的橫澆道(16)，所述橫澆道(16)的底部設(shè)有若干與所述金屬型模(I)的型腔連通的縫隙式內(nèi)澆口(17)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種缸蓋澆鑄模具，其特征在于:所述內(nèi)腔砂芯(2)的頂部設(shè)有頂部溢流冒口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種缸蓋澆鑄模具，其特征在于:所述內(nèi)腔砂芯(2)是由從下至上依次層疊的水套砂芯、氣道砂芯和冒口砂芯組成的，所述冒口砂芯的頂部即為所述內(nèi)腔砂芯(2)的頂部。
4.一種缸蓋澆鑄方法，包括下列步驟: 內(nèi)腔砂芯制備步驟:制備水套砂芯、氣道砂芯和冒口砂芯； 下芯步驟:將水套砂芯、氣道砂芯和冒口砂芯從下至上依次層疊放置在底模(15)的頂面上，所述水套砂芯、所述氣道砂芯和所述冒口砂芯組成內(nèi)腔砂芯(2)； 金屬型模合模步驟:第一邊模(11)、第二邊模(12)、第一端模(13)、第二端模(14)和底模(15)圍成金屬型模(I)； 澆鑄步驟:將鋁硅合金熔液澆入位于所述第一端模(13)頂部的澆口杯(131 )，鋁硅合金熔液依次通過位于所述第一邊模(11)和所述第二邊模(12)內(nèi)的橫澆道(16)，以及位于所述橫澆道(16)的底部的縫隙式內(nèi)澆口(17)，進入金屬型模(I)的型腔； 冷卻步驟:鋁硅合金熔液在金屬型模(I)的型腔中冷卻成為鑄件； 開模步驟:拆除金屬型模(I)、去除鑄件內(nèi)的內(nèi)腔砂芯(2)，去除所述鑄件上澆口和冒口，得到缸蓋。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種缸蓋澆鑄方法，其特征在于:下芯步驟前，將第一邊模(11)、第二邊模(12)、第一端模(13)、第二端模(14)和底模(15)在200 — 350°C下預(yù)熱。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種缸蓋澆鑄方法，其特征在于:內(nèi)腔砂芯制備步驟中，所述氣道砂芯是通過熱芯盒法制備的，所述水套砂芯和所述冒口砂芯是通過冷芯盒法制備的。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種缸蓋澆鑄方法，其特征在于:澆鑄步驟中鋁硅合金熔液的溫度為700?730°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種缸蓋澆鑄方法，其特征在于:冷卻步驟中，在所述澆口杯(131)和所述冒口砂芯頂部的頂部溢流冒口處，對所述金屬型模(I)內(nèi)的鑄件進行補澆鑄。
【文檔編號】B22C9/24GK103878324SQ201210553738
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月19日
【發(fā)明者】陳靈巧 申請人:上海愛仕達汽車零部件有限公司