CN1619147A - 利用液态锻模法制造的汽车空压机活塞及其制造工艺 - Google Patents

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Abstract

一种汽车空压机活塞，包括活塞销座，其特征在于：活塞销座的侧面为平块状，裙部内腔为空腔。制造汽车空压机活塞所用的膜具，由可形成活塞内腔的“凸”形型芯、卸料圈、可形成活塞外部形状的凹模、底模组成；型芯上装有卸料圈，且卸料圈与型芯之间为间隙配合，底模安装在凹模内并与凹模为间隙配合；型芯、凹模和底模上均设有冷却水道。本发明的优点是：活塞的机械性能和热稳定性均有显著的提高。其中机械抗拉强度在同种材料下比重力浇铸提高了200％，体积稳定性提高了300％。

Description

利用液态锻模法制造的汽车空压机活塞及其制造工艺
所属领域：
本发明涉及一种汽车空压机用活塞及其利用液态锻压法制造汽车空压机活塞的制造工艺。
背景技术：
目前制造汽车空压机活塞的内腔结构比较复杂，通常销座上有凹坑、有两条加强筋与顶部相连，裙部内腔往往留有内止口或下油环的加强环带，这样对内腔型芯的脱模就无法进行。另外，目前生产该活塞一般采用传统的金属铸造工艺，如重力金属模浇铸、机械手浇铸、压力浇铸、锻造、低压铸造等，但是利用这种工艺制得的活塞在组织密度、常温、高温状态下的机械性能及导热性能均不能满足现在市场发展的需求。
发明内容：
本发明的目的就在于克服上述现有技术中存在的不足，而提供一种利用液态锻压法制造出的汽车空压机活塞，该活塞结构简单、在机械性能和热稳定性方面都比金属型重力浇铸活塞优越。
本发明的技术方案是：一种汽车空压机活塞，包括活塞销座，其特征在于：活塞销座的侧面为平块状，裙部内腔为空腔。
制造上述汽车空压机活塞所用的膜具，其特征在于：由可形成活塞内腔的“凸”形型芯、卸料圈、可形成活塞外部形状的凹模、底模组成；型芯上装有卸料圈，且卸料圈与型芯之间为间隙配合，底模安装在凹模内并与凹模为间隙配合；型芯、凹模和底模上均设有冷却水道。
上述型芯和底模上的冷却水道由进水管和出水管组成。
上述凹模处的冷却水道为设置在凹模外围上的两圈螺旋形进、出水槽。
利用液态模锻工艺制造上述汽车空压机活塞的制造工艺为：①首先将模具进行安装；②合模、活塞毛坯的形成；当凸模下行接触到凹模内的液体金属后，以90mPa/mm-120mPa/mm的压力瞬时对半凝固状态的金属加压，保压一段时间后，自动脱模，形成活塞毛坯；其中型芯形成活塞的内腔的形状，安装在型芯上的卸料圈的下端形成活塞裙部端面的形状；③卸料脱模；④对活塞毛坯进行淬火，然后进行3小时的时效处理，温度在190℃-210℃之间；⑤对型芯和凹模进行喷涂，为下一个工作循环作好准备。
上述模具在加工前需要做球化处理，然后进行表面氮化处理，氮化层厚度为0.2mm-0.3mm之间，硬度为HB42-50之间。
上述模具温度控制在200℃-260℃之间。
本发明的优点是：活塞的机械性能和热稳定性均有显著的提高。其中机械抗拉强度在同种材料下比重力浇铸提高了200％，体积稳定性提高了300％。
附图说明：
图1为活塞的结构示意图
图2为活塞模具工装示意图
图3为型芯的冷却水道示意图
图4为底模的冷却水道示意图
图5为凹模的冷却水道示意图
具体实施方式：
如图1所示：一种汽车空压机活塞，其活塞销座的侧面为平块状，裙部内腔为空腔。
如图2、3、4、5所示：1为上横梁2为主油缸3为卸料拉杆4为活动衡量5为上模板6为复位浮动压板7为浮动弹簧8为型芯9为凹模10为下模外套11为底模12为下模板13为底模连接杆14为工作台15为卸料圈。
制造上述汽车空压机活塞所用的膜具，其特征在于：由可形成活塞内腔的“凸”形型芯、卸料圈、可形成活塞外部形状的凹模、底模组成；型芯上装有卸料圈，且卸料圈与型芯之间为间隙配合，底模安装在凹模内并与凹模为间隙配合；型芯、凹模和底模上均设有冷却水道。上述型芯和底模上的冷却水道由进水管16和出水管17组成。上述凹模处的冷却水道为设置在凹模外围上的两圈螺旋形进、出水槽18、19。
本发明的工作过程为：型芯快速下行一段闭合高度后，改慢速下行，型芯连同卸料圈同时插入凹模内，型芯主要形成活塞的内腔形状，卸料圈的下端形成活塞裙部端面形状。此时凹模内的液态金属几乎充满型腔，凹模受型芯继续下行的压力一起下行，到凹模浮动的下限止点位置时，这时液压活动横梁触点打开主油缸的主供油阀，此时凹模内液态金属完成排气、充满型腔的全过程。随着主供油阀的打开，型芯以100mPa/mm的压力瞬时对半凝固状态的金属加压，并保持压力15秒，然后自动开模，完成一次工作循环。活塞形成后，当型芯上行时，活塞由于金属液的冷却收缩力紧包在型芯上，随主油缸回程一起退出凹模并在行至上位限80毫米处，，由于卸料板上的两根限位导杆相对于底模行程到达止点，在型芯继续
上行的过程中卸料圈将压成的活塞从型芯上拉脱下来完成卸料工作。然后对活塞毛坯进行淬火，然后进行3小时的时效处理，温度在190℃-210℃之间；最后对型芯和凹模进行喷涂，为下一个工作循环作好准备。在连续生产时，由于液态金属的加热，模具温度会逐渐上升并超过规定的数值，为了保证模具在一定的温度范围内，在型芯、凹模和底模处均设有冷却水道，利用水流的大小调整模具温度。型芯和底模的冷却水道分别由进出水管组成，其直径为Φ8mm。凹模的冷却水道为设置在凹模外围上的两圈螺旋形进、出水槽，它们设在靠近活塞销座部位和顶部。

Claims (7)

1、一种汽车空压机活塞，包括活塞销座，其特征在于：活塞销座的侧面为平块状，裙部内腔为空腔。
2、一种制造如权利要求1所述的汽车空压机活塞所用的膜具，其特征在于：由可形成活塞内腔的“凸”形型芯、卸料圈、可形成活塞外部形状的凹模、底模组成；型芯上装有卸料圈，且卸料圈与型芯之间为间隙配合，底模安装在凹模内并与凹模为间隙配合；型芯、凹模和底模上均设有冷却水道。
3、根据权利要求2所述的汽车空压机活塞所用的膜具，其特征在于：上述型芯和底模上的冷却水道由进水管和出水管组成。
4、根据权利要求2所述的汽车空压机活塞所用的膜具，其特征在于：上述凹模处的冷却水道为设置在凹模外围上的两圈螺旋形进、出水槽。
5、一种利用液态模锻工艺制造如权利要求1所述的汽车空压机活塞的制造工艺，其特征在于：①首先将模具进行安装；②合模、活塞毛坯的形成；当凸模下行接触到凹模内的液体金属后，以90mPa/mm-120mPa/mm的压力瞬时对半凝固状态的金属加压，保压一段时间后，自动脱模，形成活塞毛坯；其中型芯形成活塞的内腔的形状，安装在型芯上的卸料圈的下端形成活塞裙部端面的形状；③卸料脱模；④对活塞毛坯进行淬火，然后进行3小时的时效处理，温度在190℃-210℃之间；⑤对型芯和凹模进行喷涂，为下一个工作循环作好准备。
6、根据权利要求5所述的一种利用液态模锻工艺制造汽车空压机活塞的制造工艺，其特征在于：上述模具在加工前需要做球化处理，然后进行表面氮化处理，氮化层厚度为0.2mm-0.3mm之间，硬度为HB42-50之间。
7、根据权利要求5所述的一种利用液态模锻工艺制汽车空压机活塞的制造工艺，其特征在于：上述模具温度控制在200℃-260℃之间。
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