CN1943915A - 以液态挤压铸造工艺铸造带有内冷通道的活塞毛坯的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种以液态挤压铸造工艺铸造带有内冷通道的活塞毛坯的方法，所述的方法包括下列步骤：a.制成带有连接钩的耐磨铸铁镶圈，以食盐和刚玉为原料制成带有凸台的可溶芯；b.将渗铝处理后的耐磨铸铁镶圈放入铸造模具内并固定；c.将可溶芯预热后，通过连接钩和凸台，将可溶芯固定在耐磨铸铁镶圈上；d.向铸造模具内倒入铝合金熔液，加压成型，可通过连接钩和凸台实现可溶芯在铸造模具内的固定，定位准确，制成的活塞毛坯加工成活塞后，具有液态挤压铸造工艺制成的活塞组织致密的特点，机械性能高，再加上内冷通道的存在，降低了头部燃烧室及环槽的温度，大大提高了活塞的承载能力，同时，也具有良好的铸造工艺性。

Description

以液态挤压铸造工艺铸造带有内冷通道的活塞毛坯的方法
                        技术领域
本发明提供了一种活塞毛坯的制造方法，尤其是一种带有内冷通道的活塞毛坯的制造方法。
                        背景技术
目前，载重汽车、工程机械、铁路机车以及船用的发动机都在向大功率、高负荷方向发展，强化程度不断提高，排放要求越来越严格。在发动机的活塞的头部增加内冷通道结构可有效降低活塞头部的温度，提高发动机的性能。采用液态挤压铸造工艺可使活塞组织更加致密，机械性能更高。因此，将两者结合起来，将大大提高活塞的使用性能。内冷通道是将可溶芯铸造在活塞毛坯的头部，铸成后再将可溶芯冲溶出去而形成的。但是，受挤压铸造工艺方式的限制，通过模具本身无法实现可溶芯的定位。目前为止，用于形成内冷通道的可溶芯为食盐制成的盐芯。铸造过程中，铝合金熔液在高温、高压下可浸入可溶芯内部，活塞毛坯铸成后可溶芯不能冲溶干净，影响将来的内冷效果。因此，以液态挤压方式生产带有内冷通道结构活塞的工艺一直没能实现。只能实现以液态挤压铸造方式铸造不带有内冷通道的活塞毛坯，或是采用普通铸造方式铸造带有内冷通道的活塞毛坯。
                       发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种以液态挤压铸造工艺铸造带有内冷通道的活塞毛坯的方法，以实现在利用液态挤压铸造提高活塞组织致密性的同时，制出内冷通道结构。
本实用新型是这样实现的，以液态挤压铸造工艺铸造带有内冷通道的活塞毛坯的方法，所述的方法包括下列步骤：
a、制成带有连接钩的耐磨铸铁镶圈，以食盐和刚玉为原料制成带有凸台的可溶芯；
b、将渗铝处理后的耐磨铸铁镶圈放入铸造模具内并固定；
c、将可溶芯预热后，通过连接钩和凸台，将可溶芯固定在耐磨铸铁镶圈上；
d、向铸造模具内倒入铝合金熔液，加压成型。
这种以液态挤压铸造工艺铸造带有内冷通道的活塞毛坯的方法，可通过连接钩和凸台实现可溶芯在铸造模具内的固定，定位准确。以食盐和刚玉为原料制成的可溶芯，具有目前的可溶芯材料无法相比的热膨胀系数低、尺寸稳定性好的优点，强度高，密度大，具有与熔融铝液不浸润的特性，在高温、高压下铝合金溶液也不会浸入可溶芯内部，更有利于将来形成内冷通道时的清除，耐激冷、激热能力强，工艺适应性好，冲溶时食盐溶解更迅速。将这种方法制成的活塞毛坯进一步加工成活塞后，具有液态挤压铸造工艺制成的活塞组织致密的特点，机械性能高，再加上内冷通道的存在，降低了头部燃烧室及环槽的温度，大大提高了活塞的承载能力，适应了大功率、高负荷发动机对活塞的性能要求。同时，这种铸造方法也具有良好的铸造工艺性。
                      附图说明
图1是采用本发明之方法制成的活塞毛坯的示意图。
图2是活塞毛坯加工后形成的活塞的结构的示意图。
图3是耐磨铸铁镶圈结构的主视图。
图4是图3的俯视图。
图5是可溶芯结构的主视图。
图6是图5的俯视图。
图7是可溶芯固定在耐磨铸铁镶圈上后的立体示意图。
图8是耐磨铸铁镶圈固定在铸造模具内后的示意图。
图中，1-燃烧室，2-头部，3-耐磨铸铁镶圈，3-1-连接钩，4-可溶芯，4-1-凸台，5-环岸部，6-销孔，7-裙部，8-内冷通道，9-内模，10-止口圈，11-外模，12-底模。
                     具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明。
所述的可溶芯(4)是通过下列方法制成的：
a、将食盐和刚玉粉碎至过80～120目筛后，加热至450～550℃以除去其中所含的水分和其它挥发性杂质；
b、按刚玉为20～40重量份、食盐为60～80重量份的配比配料，再混合均匀；
c、将混合均匀后的原料放入模具内，挤压成型；
d、对成型后的可溶芯外形进行车制加工；
e、将车制加工后的可溶芯送入焙烧炉内进行烧制，然后取出。
通过以上方法即可制成以食盐为粘结剂、刚玉颗粒为基体的可溶芯。活塞毛坯制成后，在活塞毛坯内的可溶芯的下部钻出与活塞内腔相通的进出油孔，向孔内注水，就可将食盐溶化，并将刚玉颗粒冲出，形成内冷通道(8)。将可溶芯送入焙烧炉内进行烧制时，其烧制温度稍高于现有的盐芯的烧制温度。
所述的刚玉也可以为氧化钡、氧化锆或其它类似材料。
耐磨铸铁镶圈上的连接钩、可溶芯上的凸台可分别有3个或3个以上。
加压成型工艺与现有的液态挤压铸造工艺中的加压成型工艺相同。耐磨铸铁镶圈的渗铝处理与现有的处理工艺相同。
如图1所示，以液态挤压铸造工艺铸造的带有内冷通道的活塞毛坯，由头部(2)、环岸部(5)、裙部(7)组成，裙部有销孔(6)、头部有燃烧室(1)、环岸的第一环槽由耐磨铸铁镶圈(3)制成，耐磨铸铁镶圈(3)内侧有连接钩(3-1)，耐磨铸铁镶圈通过连接钩、活塞毛坯内的可溶芯(4)上的凸台(4-1)，与可溶芯连接在一起。
铸造模具由内模(9)、止口圈(10)、外模(11)、底模(12)组成。
采用本发明之方法制成的活塞毛坯，经常规的T6热处理后，进一步通过机械加工等，制出如图2所示的活塞。
本发明仅仅描述和表示了其代表性的形式，除此之外，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明做出多种变化和修改。如可利用用本发明之方法，制成既具有内冷通道和耐磨铸铁镶圈、又具有燃烧室局部复合材料增强的高性能活塞。

Claims (3)

1、以液态挤压铸造工艺铸造带有内冷通道的活塞毛坯的方法，其特征在于，所述的方法包括下列步骤：
a、制成带有连接钩(3-1)的耐磨铸铁镶圈(3)，以食盐和刚玉为原料制成带有凸台(4-1)的可溶芯(4)；
b、将渗铝处理后的耐磨铸铁镶圈(3)放入铸造模具内并固定；
c、将可溶芯预热后，通过连接钩(3-1)和凸台(4-1)，将可溶芯固定在耐磨铸铁镶圈(4)上；
d、向铸造模具内倒入铝合金熔液，加压成型。
2、如权利要求1所述的以液态挤压铸造工艺铸造带有内冷通道的活塞毛坯的方法，其特征在于，所述的可溶芯(4)是通过下列方法制成的：
a、将食盐和刚玉粉碎至过80～120目筛后，加热至450～550℃以除去其中所含的水分和其它挥发性杂质；
b、按刚玉为20～40重量份、食盐为60～80重量份的配比配料，再进行混合；
c、将混合后的原料放入模具内，挤压成型；
d、对成型后的可溶芯外形进行车制加工；
e、将车制加工后的可溶芯送入焙烧炉内进行烧制，然后取出。
3、如权利要求1或2所述的以液态挤压铸造工艺铸造带有内冷通道的活塞毛坯的方法，其特征在于，所述的刚玉也可以为氧化钡、氧化锆或其它类似材料。
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