CN103978159B - 一种单缸风冷发动机缸盖的浇注系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单缸风冷发动机缸盖的浇注系统，所述发动机缸盖的浇注模具的顶部设置有与模腔相通的暗冒口，采用顶注缝隙式浇注系统，在所述模具的一端顶部设有与模腔连通的缝隙浇道，所述缝隙浇道上依次设有相通横浇道、直浇道和浇口杯；在远离所述缝隙浇道的模具另一端顶部设有连通模腔及外部大气的氧化铝陶瓷管。本发明的浇注系统便于消除现有技术存在的缺陷，提高铸件质量和出品率。

Description

一种单缸风冷发动机缸盖的浇注系统

技术领域：

本发明涉及一种单缸风冷发动机缸盖的浇注系统。

背景技术：

缸盖是发动机上的关键部件，其性能的优劣对发动机整体性能有重要影响。高强度、高可靠性、薄壁、功能复合化等要求的提出，使得缸盖的铸造难度加大。满足高强度、高可靠性要求需要加入大量合金元素，由此造成铝液的流动性变差、铸件收缩倾向大；满足薄壁、功能复合化要求势必将使铸件结构更加复杂、分散的局部热节多、壁厚差别更大，由此造成铸件难以补缩。优化铸造成形工艺能改善金属液充型及凝固过程.减少缸盖铸造缺陷，可使缸盖达到最佳性能。

本发明中所述发动机缸盖包括燃烧室、进排气道、火花塞孔、螺栓孔等。结构复杂，内部最薄壁厚2.5mm，传统金属型浇注工艺采用底注式浇注系统(如图2所示)，包括浇口杯1、直浇道2、横浇道3、内浇道4和顶部暗冒口5，内浇道的一端与型腔底部相通，内浇道的另一端通过横浇道与直浇道底部相连，直浇道的顶部连接浇口杯，由于该缸盖的结构复杂且壁厚较薄，采用传统浇注工艺很难对缸盖心部和远离浇道的尾部完成补缩，易在这些地方形成缩孔缩松缺陷。

发明内容：

为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种单缸风冷发动机缸盖的浇注系统，便于消除上述缺陷，提高铸件质量和出品率。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

一种单缸风冷发动机缸盖的浇注系统，所述发动机缸盖的浇注模具的顶部设置有与模腔相通的暗冒口，采用顶注缝隙式浇注系统，在所述模具的一端顶部设有与模腔连通的缝隙浇道，所述缝隙浇道上依次设有相通横浇道、直浇道和浇口杯；在远离所述缝隙浇道的模具另一端顶部设有连通模腔及外部大气的氧化铝陶瓷管。

所述直浇道的容腔自上而下呈渐变式缩小，直浇道的横截面长度不变，宽度呈渐变式减小。

所述氧化铝陶瓷管为锥形管状结构，高度为70mm，壁厚2mm，底部外圆直径14mm，顶部外圆直径10mm。

所述氧化铝陶瓷管采用注浆成型方法，以水为熔剂介质将原料充分混合，注入石膏模具中静置，然后脱模烘干，再通过1360℃低温烧结得到；所述原料中各成分按质量百分比为：氧化铝粉：高岭土：碳酸钙：碳酸钡＝85:6:6:3。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

对于结晶温度间隔宽、体收缩系数大的铝合金铸件，传统底注式浇注系统的金属液在凝固时，温度下高上低，不利于自上而下的凝固顺序，容易产生缩孔缩松缺陷；而发明采用顶注缝隙式浇注系统，金属液沿着缝隙浇道，平稳流进模腔(型腔)，自上而下逐层填充，浇注完成后，整个铸件在高度方向上温度上高下低，利于铸件顺序凝固，配合顶部暗冒口和尾部氧化铝陶瓷管，使铸件缩孔缩松等缺陷大为减少。此外，采用顶部缝隙式的浇注系统较传统底注式浇注工艺降低了金属液的消耗，提高了铸件出品率。

考虑到浇口杯截面积和缝隙浇道截面积的巨大差异，本发明采用直浇道的容腔自上而下呈渐变式缩小，且横浇道的右端与直浇道相连，左端与缝隙浇道相通的连接形式，既保证了整个浇注系统充满无吸气、氧化现象，又可使缝隙浇道平稳充型，有利于铸件质量提高。

模腔尾部增加氧化铝陶瓷管后，存在着等大气压的自由表面，可以使金属液平稳充型，另外，氧化铝陶瓷管起到一定的保温补缩作用，从而消除铸型尾部的缩孔缩松。同时氧化铝陶瓷管配合顶部暗冒口可以使铸型热分布更加合理，有利于铸型的补缩，从而消除铸件心部的缩孔缩松缺陷。

附图说明：

图1为本发明所涉及单缸风冷发动机缸盖结构示意图；图2为该缸盖传统浇注系统结构示意图；图3为本发明浇注系统结构示意图；图4、5为本发明浇注系统中直浇道的上下端面示意图。

图中标号：1浇口杯，2直浇道，3横浇道，4缝隙浇道，5暗冒口，6氧化铝陶瓷管，7发动机缸盖。

以下通过具体实施方式，并结合附图对本发明作进一步说明。

具体实施方式：

实施例：本实施例单缸风冷发动机缸盖的浇注系统，如图1、3所示，发动机缸盖7的浇注模具的顶部设置有与模腔相通的暗冒口5，本发明采用顶注缝隙式浇注系统，即在模具的一端顶部设有与模腔连通的缝隙浇道4，在缝隙浇道上依次设有相通横浇道3、直浇道2和浇口杯1；在远离缝隙浇道的模具另一端顶部设有连通模腔及外部大气的氧化铝陶瓷管6，大气能通过氧化铝陶瓷管进入模腔内部，可以实现铸件平稳充型和有效的补缩。图3-5所示，直浇道2的容腔自上而下呈渐变式缩小，具体的结构设置中，直浇道的上下端面如图4、5所示，即直浇道的横截面长度不变，横截面宽度呈渐变式减小。

本实施例中，氧化铝陶瓷管采用注浆成型方法，以水为熔剂介质将原料充分混合，注入石膏模具中静置，然后脱模烘干，再通过1360℃低温烧结得到；所述原料中各成分按质量百分比为：氧化铝粉：高岭土：碳酸钙：碳酸钡＝85:6:6:3。氧化铝陶瓷管结构形状为锥形管状结构，高度为70mm，壁厚2mm，底部外圆直径14mm，顶部外圆直径10mm。

具体设置中，相应的参数设置如下：浇口杯1长宽高分别为50mm、35mm、15mm，截面积为1750mm²。直浇道2上下端面长度均为30mm，宽度从上到下为渐变，由18mm渐变到12mm，直浇道的高度为55mm，上端面截面积为470mm²，下端面为330mm²；横浇道3长宽高分别为40mm、18mm、7.5mm，截面积为300mm²，横浇道的右端与直浇道相连，左端与缝隙浇道相通。缝隙浇道4长宽高分别为40mm、5mm、7.5mm，截面积为200mm²。整个浇注系统的高度为85mm。

具体应用中，在浇注之前首先将金属型模具、砂芯和氧化铝陶瓷管装配好，然后对装配体进行预热至200℃-250℃。

将熔炼好的铝液沿浇口杯浇入模腔，铝液沿直浇道、横浇道、缝隙浇道进入模腔，最后进入暗冒口和氧化铝陶瓷管。通过采用缝隙浇道，可使铝液平稳流进型腔，自上而下逐层填充，浇注完成后，整个铸件在高度方向上温度上高下低，利于铸件顺序凝固。由于氧化铝陶瓷管的加入，在铝液未充满型腔之前其上表面存在着等大气压的自由表面，所以铝液可以平稳上升，同时由于氧化铝陶瓷管的保温和补缩作用，配合顶部暗冒口很好的消除铸件中的缩孔缩松缺陷。

Claims (3)

1.一种单缸风冷发动机缸盖的浇注系统，所述发动机缸盖的浇注模具的顶部设置有与模腔相通的单个暗冒口(5)，其特征在于，采用顶注缝隙式浇注系统，在所述模具的一端顶部设有与模腔连通的缝隙浇道(4)，所述缝隙浇道上依次设有相通横浇道(3)、直浇道(2)和浇口杯(1)；在远离所述缝隙浇道的模具另一端顶部设有连通模腔及外部大气的氧化铝陶瓷管(6)；

所述氧化铝陶瓷管采用注浆成型方法，以水为溶剂介质将原料充分混合，注入石膏模具中静置，然后脱模烘干，再通过1360℃低温烧结得到；所述原料中各成分按质量百分比为：氧化铝粉：高岭土：碳酸钙：碳酸钡＝85:6:6:3。

2.根据权利要求1所述的一种单缸风冷发动机缸盖的浇注系统，其特征在于，所述直浇道(2)的容腔自上而下呈渐变式缩小，直浇道的横截面长度不变，宽度呈渐变式减小。

3.根据权利要求1所述的一种单缸风冷发动机缸盖的浇注系统，其特征在于，所述氧化铝陶瓷管为锥形管状结构，高度为70mm，壁厚2mm，底部外圆直径14mm，顶部外圆直径10mm。