專利名稱：優(yōu)質(zhì)低耗鋁活塞重力澆注金屬模的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是對鋁合金活塞毛坯金屬模鑄造模具的改進。
目前，中、小型功率柴油機、汽油機或其它發(fā)動機上所用的鋁活塞，均采用金屬模鑄造毛坯，然后經(jīng)機械加工而成。鋁活塞結構復雜，型腔形狀異常，技術要求較高，對鑄件內(nèi)部質(zhì)量和機械性能均提出了嚴格要求。為達到上述要求，國內(nèi)外生產(chǎn)廠家一般采用重力澆注鑄造工藝方法獲取毛坯，其中采用上抽芯形式的金屬模占絕大多數(shù)，這種金屬模制造簡單，操作方便，生產(chǎn)效率高，但對鑄件成形不利，鑄件廢品率高。鑄件成形的關鍵是順序凝固，金屬液凝固順序是從鑄件向補縮冒口進行；鑄件凝固順序是從外形向內(nèi)芯進行，從底部向上進行。若順序凝固不合理，則會使鑄件鑄造缺陷層出不窮。有人設計一種采用熱管傳熱激冷之金屬模結構，使鑄件嚴格地按照順序結晶原則進行結晶，有利于降低鑄件縮松廢品率。但是，該金屬模結構復雜，加工難度大，制造成本高；為減少夾渣廢品率，毛坯澆注必須增加過濾網(wǎng)片，生產(chǎn)成本增加，亦給操作增加一道工序；尤其是用于熱管傳熱的多條膠質(zhì)軟管與金屬模相連接，妨礙操作，長期生產(chǎn)難以維持，現(xiàn)場工藝管理復雜，模具維護工作量增大，熱管一旦破裂，則會造成不安全。
本實用新型的目的是針對上述金屬模存在的不足，提供一種結構簡單，且能最大限度提高鑄件內(nèi)部質(zhì)量，降低鑄造廢品率的優(yōu)質(zhì)低耗鋁活塞重力澆注金屬模。
本實用新型優(yōu)質(zhì)低耗鋁活塞重力澆注金屬模由外模，底模、芯模，底座組成，其澆冒口系統(tǒng)包括澆杯、橫澆道和補縮冒口，其特征在于澆杯與補縮冒口之間的橫澆道為扇形縫隙式結構，橫繞道的水平線高于毛坯成形上端面，橫澆道各處截面積不等，自澆杯入口到達補縮冒口的橫澆道橫截面積由大逐漸變??；型腔橫截面自右(內(nèi)澆口處)至左，外模的壁厚由薄逐漸增厚，斷面積由小逐漸增大。
本實用新型的另一特征在于澆杯與橫澆道之間設有月牙形短曲線澆道，月牙形短曲線澆道的入口與出口相錯。
本實用新型優(yōu)質(zhì)低耗鋁活塞重力澆注金屬模綜合了金屬模中蛇形、鵝頸形與傾斜直澆道的特點，設計月牙形短曲線澆道與扇形縫隙式橫澆道相配合，以及金屬模壁厚逐漸變化的型腔結構，使金屬液從澆杯口澆入時，金屬液能充滿整個澆道，不易帶進空氣，不易引起飛濺，并以較高溫度和速度沿截面積變化的澆道平穩(wěn)地進入補縮冒口，在通過縫隙式橫澆道時，金屬液有明顯的緩沖，達到充型平穩(wěn)、順序排氣和較理想的排渣作用。當金屬液通過內(nèi)澆口進入型腔時，將從側面并沿鑄件整體高度、垂直逐漸地進入型腔，在金屬液充填型腔過程中，型腔中的液面始終低于補縮冒口內(nèi)的液面高度，保證了型腔上部金屬液處于較高溫度狀態(tài)。通過型腔模壁蓄能能力的發(fā)揮，金屬液冷卻秩序得到合理安排，使鑄件達到順序凝固，細化晶粒的目的。
本實用新型優(yōu)質(zhì)低耗鋁活塞重力澆注金屬模適用范圍廣，除適用一般不同結構鋁活塞毛坯成型外，亦適用于結構異常的活塞毛坯鑄造，如活塞止口部周壁不完整的S195型活塞；活塞銷孔座周壁鑲裝兩塊防漲鋼片的E0140型活塞；活塞外園裙部與燃燒室底部壁厚差懸殊的X2015B型活塞等成形難度大的活塞，均可采用本結構金屬模。采用本金屬模獲得的鑄件質(zhì)好且穩(wěn)定，外形輪廓清晰平整，內(nèi)部結晶組織細密，提高了毛坯內(nèi)在質(zhì)量，鑄造廢品率大大下降，僅3％左右，鑄造工藝出品率高，液態(tài)合金及燃料消耗量小，模具結構簡單，便于制造，易于維護，方便操作，使用壽命長。
本實用新型的具體結構由以下附圖和實施例詳細給出。


圖1是本實用新型結構示意圖。
實施例從
圖1可清楚地看到，本金屬模由外模(1)、芯模(2)、底模(3)、底座(4)組成，澆冒口系統(tǒng)包括澆杯(5)，橫澆道(6)和補縮冒口(7)，澆杯(5)與補縮冒口(7)之間的橫澆道(6)是扇形縫隙式結構，橫澆道(6)的上水平線(8)高于毛坯成型上端面(14)，橫澆道(6)各處截面積不等，自澆杯(5)入口到達補縮冒口(7)處的橫澆道(9)橫截面積由大逐漸變??；由外模(1)和芯模(2)構成的型腔(13)的橫截面自右(內(nèi)澆口處)至左，外模(1)的壁厚由薄逐漸增厚，斷面積由小逐漸增大。為使?jié)沧⒔饘僖簳r，金屬液能充滿整個澆道，不帶進空氣，不引起飛濺，在澆杯(5)與橫澆道(6)之間設一月牙形短曲線澆道(10)，月牙形短曲線澆道(10)的入口(11)與出口(12)相錯。
權利要求1.一種由外模(1)、芯模(2)、底模(3)、底座(4)組成的優(yōu)質(zhì)低耗鋁活塞重力澆注金屬模，其澆冒口系統(tǒng)包括澆杯(5)、橫澆道(6)和補縮冒口(7)，其特征在于a)澆杯(5)與補縮冒口(7)之間的橫澆道(6)是扇形縫隙式結構，橫澆道(6)的上水平線(8)高于毛坯成型上端面(14)，橫澆道(6)各處截面積不等，自澆杯(5)入口到達補縮冒口(7)處的橫澆道(6)橫截面積由大逐漸變??；b)由外模(1)和芯模(2)構成的型腔(13)的橫截面自右(內(nèi)澆口處)至左，外模(1)的壁厚由薄逐漸增厚，斷面積由小逐漸增大。
2.根據(jù)權利要求1所述的優(yōu)質(zhì)低耗鋁活塞重力澆注金屬模，其特征在于澆杯(5)與橫澆道(6)之間設一月牙形短曲線澆道(10)，月牙形短曲線澆道(10)的入口(11)與出口(12)相錯。
專利摘要一種優(yōu)質(zhì)低耗鋁活塞重力澆注金屬模，由外模，底模，芯模，底座組成，其特征在于澆杯與補縮冒口之間的橫澆道為扇形縫隙式結構，橫澆道的水平線高于毛坯成型上端面。本金屬模適用范圍廣，除適用一般不同結構鋁活塞毛坯成型外，亦適用于結構異常的活塞毛坯鑄造。采用本金屬模獲得的鑄件質(zhì)好且穩(wěn)定，外形輪廓清晰平穩(wěn)，內(nèi)部結晶組織細密，鑄造廢品率僅3％，具有模具結構簡單，便于制造，易于維護，操作方便，使用壽命長等優(yōu)點。
文檔編號B22C9/08GK2157842SQ93213790
公開日1994年3月2日 申請日期1993年5月21日 優(yōu)先權日1993年5月21日
發(fā)明者史艷華, 史艷玲 申請人:史艷華