CN101497120B - 铝合金缸体金属型低压铸造的浇铸系统的布置方法 - Google Patents
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Abstract
一种铝合金缸体金属型低压铸造的浇铸系统的布置方法涉及一种铸造技术，是铸造柴油发动机铝合金缸体的金属型低压铸造工艺技术。由于采用缸体燃烧室面做浇口面，可以省去常规重力铸造中用于补缩的冒口及用做冒口的体积很大的冒口芯，节约了成本。浇口面采用四个浇口，是顺序凝固补缩终止面，保证缸体由上到下，顺序凝固，从而解决了铸造过程中铸件内部出现缩松的问题和组织不够致密的问题。将定位基准全部设计在缸体燃烧室面，由于所有的定位基准都在一个面上，是定位更加精确，解决了铸造过程中定位不精确的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种铸造技术，是铸造柴油发动机铝合金缸体的金属型低压铸造工艺技术。
背景技术
汽缸体是国内铸造行业公认的尖端技术，铝合金柴油机汽缸体又是其主要代表零件之一，复杂的结构、壁厚差较大、镶铸铸铁缸套和闭式水套结构的特点，导致该产品在国内仍不能生产出符合性能要求铸铝汽缸体，且生产中极易有气孔、缩松等缺陷。
汽缸体是柴油机的关键零件之一，铝合金柴油机又是汽车发动机轻量化的重要标志之一，它的品质好坏直接影响到柴油机的整机性能和使用寿命，因此制造厂对汽缸体的制造历来非常关注。
对于缸套采用铸入式的发动机缸体，根据水冷结构的不同，传统铸造方式也会压铸或金属型重力铸造。对于上述两种铸造方式，各有优缺点。
压铸：生产效率高，适合大批量生产、铸件尺寸精度高，表面光洁度高、工艺出品率高，只能做开放式水冷通道件，且压铸铸型开发时间长、设备模具投入费用高、风险大、不适合做内腔复杂件、不适合做闭式水冷发动机缸体，不能做类似柴油机缸体。
金属型重力铸造：可以结合砂芯做出内腔复杂的汽油机缸体、适合批量生产、开发投入费用低于压铸，只适用于一般汽油机。但针对闭式水冷需铸入缸套式的柴油机缸体，存在机械性能不能满足设计要求、缸套结合不致密，渗漏、出品率偏低、废砂产生多的问题。要想生产技术难度高的柴油机汽缸体，压铸和重力铸造是不可能的，只能用低压铸造。
采用金属型低压铸造新工艺可以同时解决上述两种工艺的不足，完成制作高致密、高强度铝合金、具有闭式水冷、镶铸缸套的柴油发动机汽缸体。
低压铸造中，一直没有很好的铝合金缸体金属型低压铸造的浇铸系统的布置方法，致使成本较高、缩松、组织不够致密、定位不精确等问题。因此低压铸造中铝合金缸体金属型低压铸造的浇铸系统的布置方法，一直是制约铝合金缸体金属型低压铸造工艺发展的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铝合金缸体金属型低压铸造的浇铸系统的布置方法，根据浇铸工艺需要，确定缸体铸件在模具中位置，加上特设的排气系统，使铸件充份顺序凝固，解决铝合金缸体金属型低压铸造中存在的缩松、组织不够致密、成本较高、定位不精确等问题。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种铝合金缸体金属型低压铸造的浇铸系统的布置方法，缸体燃烧面向下是低压铸造工艺特点。铸造的模具外部有顶模、四个侧模、底模和模架，其特征是，将浇口设置在底模上，底模与铸造出的燃烧室面相对应，将定位基准全部设计在底模上平面上；
将顶模、四个侧模、底模和模架等构成模具的部件装配起来，构成模具；
在模具组件表面涂防止液态金属与模具粘结的涂料；
通过对液态金属加压，使液态金属自浇口流入，充满模具模腔；
对模具温度进行控制，温度由底模到顶模逐渐降低。
底模上设置有四个浇口，定位基准全部设计在底模上平面上，是指底模上有铸铁缸套、水套砂芯、油道砂和加工尺寸定位基准，设有水套定位座、油道定位座、缸套定位座。
给模具涂涂料时按顶模、侧模、底模顺序由薄到厚，涂料按保温性能选择，即：从顶模到底模涂料保温性能逐渐增强。
顶模温度150-250℃，侧模温度250-350℃，底模温度300-450℃，铸造时结合强制冷却方式控制模具温度，顶模使用水冷，侧模使用风冷，底模不采用冷却措施，自然冷却，从而使底模浇口成为顺序凝固补缩终止面。
使用本发明，由于浇口设置在与燃烧室面相对应的底模上，采用缸体燃烧室面做浇口面，可以省去常规重力铸造工艺中设计的体积很大的，用于补缩的冒口，从而省去一个比较大的冒口砂芯，节省大量的材料和人力，节约了成本。浇口面采用四个浇口，底模上浇口是顺序凝固补缩终止位，保证缸体由上到下，顺序凝固，从而解决了铸造过程中铸件内部出现缩松的问题和内部组织不够致密的问题。将定位基准全部设计在缸体燃烧室面，由于所有的定位基准都在一个模块上，使定位更加精确，解决了铸造过程中定位不精确的问题。
附图说明
图1为铸造的模具整体结构示意图；
图2的上图为底模正面结构示意图，下图为底模侧面结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
一种铝合金缸体金属型低压铸造的浇铸系统的布置方法，铸造的模具外部有顶模1、四个侧模2、底模3和模架，其特征是，将浇口5设置在底模3上，底模3与燃烧室面4相对应，设有浇口5，将定位基准全部设计在底模3上平面上；
铸造时在模具组件表面涂防止液态金属与模具粘结的涂料；
将顶模1、四个侧模2、底模3和模架等构成模具的部件装配起来，构成模具；
通过对液态金属加压，使液态金属自浇口5流入，充满模具；
对模具温度进行控制，温度由底模3到顶模1逐渐降低。
底模3上设置有四个浇口5，定位基准全部设计在底模3上平面上，是指底模3上有铸铁缸套、水套芯、油道芯和加工尺寸定位基准，设有水套定位座6、水套定位座7、油道定位座8、油道定位座9、缸套定位座10。
给模具涂涂料时按顶模1、侧模2、底模3顺序由薄到厚，涂料按保温性能选择，也从顶模1到底模2涂料保温性能逐渐增强。
顶模1温度150-250℃，侧模2温度250-350℃，底模3温度300-450℃，铸造时结合强制冷却方式控制模具温度，顶模1使用水冷，侧模2使用风冷，底模3不采用冷却措施，自然冷却，从而使浇口5成为顺序凝固补缩终位。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种铝合金缸体金属型低压铸造的浇铸系统的布置方法，其特征是，将浇口设置在底模上，底模与燃烧室面相对应，将定位基准全部设计在底模上平面上；在模具组件表面涂防止液态金属与模具粘结的涂料；将顶模、四个侧模、底模和模架构成模具的部件装配起来，构成模具；将液态金属通过浇口压入模具，并充满模具；对模具温度进行控制，温度由底模到顶模逐渐降低。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金缸体金属型低压铸造的浇铸系统的布置方法，其特征是，底模上设置有四个浇口，底模上有铸铁缸套、水套砂芯、油道砂芯定位基准，底模上设有水套定位座、油道定位座、缸套定位座、加工尺寸定位点。
3.根据权利要求1所述的一种铝合金缸体金属型低压铸造的浇铸系统的布置方法，其特征在于，给模具涂涂料时按顶模、侧模、底模顺序由薄到厚，涂料按保温性能选择，也从顶模到底模涂料保温性能逐渐增强。
4.根据权利要求1所述的一种铝合金缸体金属型低压铸造的浇铸系统的布置方法，其特征在于，顶模温度150-250℃，侧模温度250-350℃，底模温度300-450℃，铸造时结合强制冷却方式控制模具温度，顶模使用水冷，侧模使用风冷，底模不采用冷却措施，自然冷却，从而使底模上浇口成为顺序凝固补缩终止部位。
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