CN105880475B - 发动机缸盖铸造模具 - Google Patents

发动机缸盖铸造模具 Download PDF

Info

Publication number
CN105880475B
CN105880475B CN201610465006.5A CN201610465006A CN105880475B CN 105880475 B CN105880475 B CN 105880475B CN 201610465006 A CN201610465006 A CN 201610465006A CN 105880475 B CN105880475 B CN 105880475B
Authority
CN
China
Prior art keywords
cast gate
content
engine cylinder
cylinder cover
mould
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610465006.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105880475A (zh
Inventor
王仙寿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TAIZHOU JINYU MOTOR CO Ltd
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201610465006.5A priority Critical patent/CN105880475B/zh
Publication of CN105880475A publication Critical patent/CN105880475A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105880475B publication Critical patent/CN105880475B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/06Permanent moulds for shaped castings
    • B22C9/061Materials which make up the mould
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/08Features with respect to supply of molten metal, e.g. ingates, circular gates, skim gates
    • B22C9/082Sprues, pouring cups
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/22Moulds for peculiarly-shaped castings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/26Methods of annealing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/08Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing nickel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/12Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/14Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/16Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/32Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with boron
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C12/00Solid state diffusion of at least one non-metal element other than silicon and at least one metal element or silicon into metallic material surfaces
    • C23C12/02Diffusion in one step

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

本发明涉及一种发动机缸盖铸造模具,属于模具设计与制造的技术领域。本发明所述的发动机缸盖铸造模具,包括金属型模,和设置在所述金属型模模腔内的内腔砂芯,所述金属型模由前端模、后端模、第一镶块、第二镶块和底模围成,所述底模设置在基座上;所述前端模上设置有主浇口,所述后端模上设置有副浇口,所述主浇口和副浇口的底部设置有水平横向浇道,所述主浇口的高度高于所述副浇口。本发明的发动机缸盖铸造模具通过设置主副浇口可以有效的进行分流和流速控制,能使排气顺畅,从而可以有效减少缸盖铸件缩孔、气孔以及裂纹等缺陷。

Description

发动机缸盖铸造模具
技术领域
本发明涉及模具设计与制造的技术领域,更具体地说,本发明涉及一种发动机缸盖铸造模具。
背景技术
发动机缸盖通常集成有岐管、水套和迷宫结构等,形状复杂、结构紧凑,是影响发动机性能的关键零件。发动机缸盖通常通过铸造工艺得到,其尺寸要求精度高、轮廓清晰完整,铸件内部组织致密,无气孔、缩紧等铸造缺陷。在现有技术中,由于形状复杂,铸造的发动机缸盖易产生气孔和缩松缺陷,而且现有技术中的全砂型浇铸模具无法有效排气,铸造难度较大,易产生气孔和缩松缺陷。
发明内容
为了解决现有技术中的上述技术问题,本发明的目的在于提供一种发动机缸盖铸造模具。
一种发动机缸盖铸造模具,包括金属型模,和设置在所述金属型模模腔内的内腔砂芯,所述金属型模由前端模、后端模、第一镶块、第二镶块和底模围成,所述底模设置在基座上;其特征在于:所述前端模上设置有主浇口,所述后端模上设置有副浇口,所述主浇口和副浇口的底部设置有水平横向浇道,所述主浇口的高度高于所述副浇口。
其中,所述基座上设置有轨道,所述第一镶块和第二镶块设置在所述轨道上并且可沿所述轨道移动。
其中,所述底模上还设置有冷却机构,所述冷却机构包括循环冷却介质通道。
其中,所述金属型模由碳含量为0.35~0.42wt%的低合金钢锻造而成。进一步优选地,至少在所述前端模的主浇口和后端模的副浇口的表面上进行渗透处理。所述渗透处理在真空炉内进行,以铝和B4C的复合粉末为给体,以Cl2为活化气体,在1150~1180℃进行渗透处理,处理时间为5~15min。所述复合粉末中B4C的含量为3~5wt%。
本发明所述的发动机缸盖铸造模具与现有技术相比具有以下有益效果:
本发明的发动机缸盖铸造模具通过设置主副浇口可以有效的进行分流和流速控制,能使排气顺畅,从而可以有效减少缸盖铸件缩孔、气孔以及裂纹等缺陷。
附图说明
图1为本发明所述的发动机缸盖铸造模具的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明所述的发动机缸盖铸造模具做进一步的阐述,以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
如图1所示,本发明所述的发动机缸盖铸造模具,包括金属型模,和设置在所述金属型模模腔内的内腔砂芯10。所述金属型模由前端模1、后端模2、第一镶块3、第二镶块4和底模5围成,所述底模5设置在基座6上。所述前端模1上设置有主浇口7,所述后端模2上设置有副浇口8,所述主浇口7和副浇口8的底部设置有水平横向浇道(图中未示出,所述主浇口的高度高于所述副浇口。所述基座上设置有轨道9,所述第一镶块3和第二镶块4设置在所述轨道9上并且可沿所述轨道9移动。在所述底模上还设置有冷却机构,所述冷却机构包括循环冷却介质通道(图中未示出)。本发明的发动机缸盖铸造模具通过设置主副浇口可以有效的进行分流和流速控制,能使排气顺畅,从而可以有效减少缸盖铸件缩孔、气孔以及裂纹等缺陷。
实施例1
在现有技术中,所述发动机缸盖铸造模具的金属型模通常采用模具钢,例如对于铝或铝合金发动机缸盖的铸造,通常选择4Cr5MoSiV工具钢,然而其中Cr和Mo含量高,模具成本高,另外其耐磨性也有待提高。在本实施例中,所述金属型模(前端模、后端模、第一镶块、第二镶块和底模)由碳含量为0.35~0.42wt%的低合金钢锻造而成。其中,所述低合金钢以质量百分比计,C的含量为0.35~0.42wt%,Mn的含量为0.85~1.20wt%,Cr的含量为1.20~1.80wt%,Mo的含量为0.12~0.20wt%,Cu的含量为0.80~1.00wt%,Ti的含量为0.05~0.12wt%,Ni的含量≤0.20wt%,B的含量≤0.005wt%,Si的含量≤0.10wt%,P的含量≤0.03wt%,S的含量≤0.015wt%,余量为Fe和不可避免的杂质。所述金属型模锻造成型后依次经过退火、淬火和回火处理;并且其从20~700℃的线性膨胀系数小于13.2×10-6℃,20~600℃的弹性模量E大于1.9×105MPa。其中,退火温度为820~850℃,保温时间为2.0~3.0小时,退火后以≤0.5℃/min的冷却速度冷却至500℃以下空冷,在980~1020℃空冷淬火,最后在560~580℃回火处理2.5~3.0小时。为了获得良好的综合性能,即为了得到良好的硬度值和冲击韧性,在本实施例中,[Cr]+2.3[Cu]+1.8[Mn]+5.0[Mo]≥6.0,并且12[Mo]+5.2[Cu]+2.1[Cr]≤10.0,其中所述[Cr]、[Cu]、[Mn]和[Mo]分别是指Cr、Cu、Mn和Mo的质量百分含量值,例如[Cr]、[Cu]、[Mn]和[Mo]的取值分别为1.20~1.80、0.80~1.00、0.85~1.20和0.12~0.20。表1示出了作为实施样和比较样的低合金钢的元素组成。其中,退火温度为830℃,保温时间为3.0小时,退火后以≤0.5℃/min的冷却速度冷却至500℃以下空冷,在1020℃空冷淬火,最后在580℃回火处理3.0小时。
表1余量为Fe和不可避免的杂质,单位为wt%
No. C Mn Si Cr Mo Cu Ti Ni B P S
实施样1 0.35 1.18 0.08 1.35 0.15 0.92 0.12 0.18 0.002 0.022 0.015
实施样2 0.42 0.85 0.05 1.72 0.15 0.88 0.06 0.12 0.003 0.022 0.012
实施样3 0.38 1.0 0.06 1.65 0.12 0.92 0.08 0.15 0.002 0.025 0.010
实施样4 0.39 1.02 0.08 1.58 0.15 0.82 0.07 0.19 0.002 0.023 0.015
实施样5 0.37 0.98 0.05 1.50 0.15 0.90 0.09 0.15 0.002 0.018 0.012
比较样1 0.39 1.02 0.98 1.58 0.15 0.82 0.07 0.20 0.002 0.021 0.013
比较样2 0.38 1.02 0.18 1.55 0.15 0.85 0.07 0.18 0.002 0.019 0.012
比较样3 0.35 0.42 0.08 1.38 0.15 0.92 0.10 0.18 0.002 0.018 0.010
比较样4 0.38 1.15 0.08 1.52 0.18 0.91 0.08 0.15 0.002 0.021 0.010
比较样5 0.39 0.87 0.08 1.55 0.15 0.88 0.09 0.18 0.002 0.016 0.010
表2给出了实施样和比较样在高温下的力学性能。
由表2可知,具有本实施例组成的金属型模其在高温下的冲击韧性可以达到55Jcm-2以上,表面硬度达到40HRC以上。
实施例2
在实施例1的基础上,为了进一步提高金属型模的表面性能,例如显微硬度等,还对金属型模进行表面处理,尤其是具有主浇口的前端模和副浇口的后端模的表面。为了降低和延缓熔融的金属液例如铝合金液对浇注口的侵蚀,在本实施例中,至少在所述前端模的主浇口和后端模的副浇口的表面上进行渗透处理。所述渗透处理在真空炉内进行,以铝和碳化硼(B4C)的复合粉末为给体,以Cl2为活化气体,在1150~1180℃进行渗透处理,处理时间为5~15min。其中,所述复合粉末中所述碳化硼的含量为3~5wt%,显微硬度可以达到850Hv以上,该渗透处理与常规的渗硼处理相比,显微硬度可以提高100~200Hv,进而可以进一步提高金属表面的耐磨性,而且浇注时铝合金液在其表面的流动性更好。
对于本领域的普通技术人员而言,本发明具体实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进,或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种发动机缸盖铸造模具,包括金属型模,和设置在所述金属型模模腔内的内腔砂芯,所述金属型模由前端模、后端模、第一镶块、第二镶块和底模围成,所述底模设置在基座上;其特征在于:所述前端模上设置有主浇口,所述后端模上设置有副浇口,所述主浇口和副浇口的底部设置有水平横向浇道,所述主浇口的高度高于所述副浇口;所述金属型模由低合金钢锻造而成,所述低合金钢以质量百分比计,C的含量为0.35~0.42wt%,Mn的含量为0.85~1.20wt%,Cr的含量为1.20~1.80wt%,Mo的含量为0.12~0.20wt%,Cu的含量为0.80~1.00wt%,Ti的含量为0.05~0.12wt%,Ni的含量≤0.20wt%,B的含量≤0.005wt%,Si的含量≤0.10wt%,P的含量≤0.03wt%,S的含量≤0.015wt%,余量为Fe和不可避免的杂质,所述金属型模锻造成型后依次经过退火、淬火和回火处理;其中,退火温度为820~850℃,保温时间为2.0~3.0小时,退火后以≤0.5℃/min的冷却速度冷却至500℃以下空冷,在980~1020℃空冷淬火,最后在560~580℃回火处理2.5~3.0小时;其中,[Cr]+2.3[Cu]+1.8[Mn]+5.0[Mo]≥6.0,并且12[Mo]+5.2[Cu]+2.1[Cr]≤10.0,所述[Cr]、[Cu]、[Mn]和[Mo]分别是指Cr、Cu、Mn和Mo的质量百分含量值。
2.根据权利要求1所述的发动机缸盖铸造模具,其特征在于:所述基座上设置有轨道,所述第一镶块和第二镶块设置在所述轨道上并且可沿所述轨道移动。
3.根据权利要求1所述的发动机缸盖铸造模具,其特征在于:所述底模上还设置有冷却机构,所述冷却机构包括循环冷却介质通道。
4.根据权利要求1所述的发动机缸盖铸造模具,其特征在于:至少在所述前端模的主浇口和后端模的副浇口的表面上进行渗透处理;所述渗透处理在真空炉内进行,以铝和B4C的复合粉末为给体,以Cl2为活化气体,在1150~1180℃进行渗透处理,处理时间为5~15min。
5.根据权利要求4所述的发动机缸盖铸造模具,其特征在于:所述复合粉末中B4C的含量为3~5wt%。
CN201610465006.5A 2016-06-21 2016-06-21 发动机缸盖铸造模具 Active CN105880475B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610465006.5A CN105880475B (zh) 2016-06-21 2016-06-21 发动机缸盖铸造模具

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610465006.5A CN105880475B (zh) 2016-06-21 2016-06-21 发动机缸盖铸造模具

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105880475A CN105880475A (zh) 2016-08-24
CN105880475B true CN105880475B (zh) 2017-11-10

Family

ID=56719060

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610465006.5A Active CN105880475B (zh) 2016-06-21 2016-06-21 发动机缸盖铸造模具

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105880475B (zh)

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1097642C (zh) * 1999-07-30 2003-01-01 日立金属株式会社 焊接性、切削性和热处理性好的工具钢及其制成的金属模
CN2923109Y (zh) * 2006-07-13 2007-07-18 广西玉柴机器股份有限公司 柴油机气缸盖铸造模具
CN102145378B (zh) * 2011-03-18 2013-07-03 陈硕 气缸盖浇注补缩系统
CN103182480B (zh) * 2011-12-31 2015-07-08 上海爱仕达汽车零部件有限公司 一种发动机缸盖重力浇铸工艺
CN202951837U (zh) * 2012-11-19 2013-05-29 合肥江淮铸造有限责任公司 一种发动机缸体铸件的砂型铸造浇注系统
CN103878324B (zh) * 2012-12-19 2016-01-27 上海爱仕达汽车零部件有限公司 一种缸盖浇铸模具及浇铸方法
KR101365021B1 (ko) * 2013-07-25 2014-03-10 주식회사 세연에스씨에스 중력 주조용 금형
JP6645725B2 (ja) * 2014-04-30 2020-02-14 大同特殊鋼株式会社 金型用鋼及び金型
CN204209069U (zh) * 2014-11-14 2015-03-18 张家港市天元科技有限公司 一种发动机缸盖铸造模具
CN105478677A (zh) * 2015-12-01 2016-04-13 济南方德利模具有限公司 一种发动机缸盖的铸造工艺及型芯组装结构

Also Published As

Publication number Publication date
CN105880475A (zh) 2016-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111360198B (zh) 一种高韧抗冷热疲劳高速列车制动盘用铸钢及制备方法
JP6645725B2 (ja) 金型用鋼及び金型
US9903093B2 (en) Integrally cast excavator bucket and manufacturing method thereof
CN106978561B (zh) 一种呈柱状体搭接结构的预制体及利用该预制体制备局域化增强复合材料的方法
CN111304556B (zh) 一种含mc、mx型析出相高速列车制动盘铸钢及制备方法
CN107414057B (zh) 整体复合铸造高铁道岔滑床台板的制造方法
CN109487114B (zh) 一种复杂构件仪表级复合材料及其制备方法
CN110257598A (zh) 一种压铸模具热处理工艺
CN104174819A (zh) 一种海洋平台爬升机三级行星架的铸造工艺
CN104174820B (zh) 一种海洋平台爬升机二级行星架的铸造工艺
CN105880475B (zh) 发动机缸盖铸造模具
CN106222576B (zh) 一种整体铸造成型大型高动力船舶用艉轴架铸钢件
CN113462988B (zh) 阀体铸件及其铸造工艺
CN105506443B (zh) 一种高铬铸铁辊皮的加工方法
CN105772635A (zh) 一种气缸套的生产方法
CN104911500B (zh) 一种低温耐磨拖板的制造方法
CN114752817B (zh) 一种高温合金模具材料及其制备方法和应用
CN102121080A (zh) 奥氏体球墨铸铁扩散器及其生产方法
CN112680637B (zh) 一种铝合金锭的加工工艺
CN111172477B (zh) 一种深海船舶用高屈服、低温高韧性座架铸钢件及制作方法
CN105880519B (zh) 用于空调压缩机缸体的压铸模具
CN104889400B (zh) 粉末冶金耐磨耐蚀合金管材
CN108588583B (zh) 一种耐磨轧机导卫的制造方法
CN103834850B (zh) 一种重型链轮及其制造方法
CN113798437B (zh) 一种双相不锈钢双流道叶轮铸造工艺

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20191217

Address after: 318020, Zhejiang province Huangyan Taizhou Gaoqiao Street up 8 Industrial Park three

Patentee after: Taizhou Jinyu Motor Co., Ltd.

Address before: 318020, No. 435, West Village, new front street, Huangyan District, Zhejiang, Taizhou

Patentee before: Wang Xianshou

TR01 Transfer of patent right