专利名称：优质低耗铝活塞重力浇注金属模的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是对铝合金活塞毛坯金属模铸造模具的改进。
目前，中、小型功率柴油机、汽油机或其它发动机上所用的铝活塞，均采用金属模铸造毛坯，然后经机械加工而成。铝活塞结构复杂，型腔形状异常，技术要求较高，对铸件内部质量和机械性能均提出了严格要求。为达到上述要求，国内外生产厂家一般采用重力浇注铸造工艺方法获取毛坯，其中采用上抽芯形式的金属模占绝大多数，这种金属模制造简单，操作方便，生产效率高，但对铸件成形不利，铸件废品率高。铸件成形的关键是顺序凝固，金属液凝固顺序是从铸件向补缩冒口进行；铸件凝固顺序是从外形向内芯进行，从底部向上进行。若顺序凝固不合理，则会使铸件铸造缺陷层出不穷。有人设计一种采用热管传热激冷之金属模结构，使铸件严格地按照顺序结晶原则进行结晶，有利于降低铸件缩松废品率。但是，该金属模结构复杂，加工难度大，制造成本高；为减少夹渣废品率，毛坯浇注必须增加过滤网片，生产成本增加，亦给操作增加一道工序；尤其是用于热管传热的多条胶质软管与金属模相连接，妨碍操作，长期生产难以维持，现场工艺管理复杂，模具维护工作量增大，热管一旦破裂，则会造成不安全。
本实用新型的目的是针对上述金属模存在的不足，提供一种结构简单，且能最大限度提高铸件内部质量，降低铸造废品率的优质低耗铝活塞重力浇注金属模。
本实用新型优质低耗铝活塞重力浇注金属模由外模，底模、芯模，底座组成，其浇冒口系统包括浇杯、横浇道和补缩冒口，其特征在于浇杯与补缩冒口之间的横浇道为扇形缝隙式结构，横绕道的水平线高于毛坯成形上端面，横浇道各处截面积不等，自浇杯入口到达补缩冒口的横浇道横截面积由大逐渐变小；型腔横截面自右(内浇口处)至左，外模的壁厚由薄逐渐增厚，断面积由小逐渐增大。
本实用新型的另一特征在于浇杯与横浇道之间设有月牙形短曲线浇道，月牙形短曲线浇道的入口与出口相错。
本实用新型优质低耗铝活塞重力浇注金属模综合了金属模中蛇形、鹅颈形与倾斜直浇道的特点，设计月牙形短曲线浇道与扇形缝隙式横浇道相配合，以及金属模壁厚逐渐变化的型腔结构，使金属液从浇杯口浇入时，金属液能充满整个浇道，不易带进空气，不易引起飞溅，并以较高温度和速度沿截面积变化的浇道平稳地进入补缩冒口，在通过缝隙式横浇道时，金属液有明显的缓冲，达到充型平稳、顺序排气和较理想的排渣作用。当金属液通过内浇口进入型腔时，将从侧面并沿铸件整体高度、垂直逐渐地进入型腔，在金属液充填型腔过程中，型腔中的液面始终低于补缩冒口内的液面高度，保证了型腔上部金属液处于较高温度状态。通过型腔模壁蓄能能力的发挥，金属液冷却秩序得到合理安排，使铸件达到顺序凝固，细化晶粒的目的。
本实用新型优质低耗铝活塞重力浇注金属模适用范围广，除适用一般不同结构铝活塞毛坯成型外，亦适用于结构异常的活塞毛坯铸造，如活塞止口部周壁不完整的S195型活塞；活塞销孔座周壁镶装两块防涨钢片的E0140型活塞；活塞外园裙部与燃烧室底部壁厚差悬殊的X2015B型活塞等成形难度大的活塞，均可采用本结构金属模。采用本金属模获得的铸件质好且稳定，外形轮廓清晰平整，内部结晶组织细密，提高了毛坯内在质量，铸造废品率大大下降，仅3％左右，铸造工艺出品率高，液态合金及燃料消耗量小，模具结构简单，便于制造，易于维护，方便操作，使用寿命长。
本实用新型的具体结构由以下附图和实施例详细给出。
图1是本实用新型结构示意图。
实施例从
图1可清楚地看到，本金属模由外模(1)、芯模(2)、底模(3)、底座(4)组成，浇冒口系统包括浇杯(5)，横浇道(6)和补缩冒口(7)，浇杯(5)与补缩冒口(7)之间的横浇道(6)是扇形缝隙式结构，横浇道(6)的上水平线(8)高于毛坯成型上端面(14)，横浇道(6)各处截面积不等，自浇杯(5)入口到达补缩冒口(7)处的横浇道(9)横截面积由大逐渐变小；由外模(1)和芯模(2)构成的型腔(13)的横截面自右(内浇口处)至左，外模(1)的壁厚由薄逐渐增厚，断面积由小逐渐增大。为使浇注金属液时，金属液能充满整个浇道，不带进空气，不引起飞溅，在浇杯(5)与横浇道(6)之间设一月牙形短曲线浇道(10)，月牙形短曲线浇道(10)的入口(11)与出口(12)相错。
权利要求1.一种由外模(1)、芯模(2)、底模(3)、底座(4)组成的优质低耗铝活塞重力浇注金属模，其浇冒口系统包括浇杯(5)、横浇道(6)和补缩冒口(7)，其特征在于a)浇杯(5)与补缩冒口(7)之间的横浇道(6)是扇形缝隙式结构，横浇道(6)的上水平线(8)高于毛坯成型上端面(14)，横浇道(6)各处截面积不等，自浇杯(5)入口到达补缩冒口(7)处的横浇道(6)横截面积由大逐渐变小；b)由外模(1)和芯模(2)构成的型腔(13)的横截面自右(内浇口处)至左，外模(1)的壁厚由薄逐渐增厚，断面积由小逐渐增大。
2.根据权利要求1所述的优质低耗铝活塞重力浇注金属模，其特征在于浇杯(5)与横浇道(6)之间设一月牙形短曲线浇道(10)，月牙形短曲线浇道(10)的入口(11)与出口(12)相错。
专利摘要一种优质低耗铝活塞重力浇注金属模，由外模，底模，芯模，底座组成，其特征在于浇杯与补缩冒口之间的横浇道为扇形缝隙式结构，横浇道的水平线高于毛坯成型上端面。本金属模适用范围广，除适用一般不同结构铝活塞毛坯成型外，亦适用于结构异常的活塞毛坯铸造。采用本金属模获得的铸件质好且稳定，外形轮廓清晰平稳，内部结晶组织细密，铸造废品率仅3％，具有模具结构简单，便于制造，易于维护，操作方便，使用寿命长等优点。
文档编号B22C9/08GK2157842SQ93213790
公开日1994年3月2日 申请日期1993年5月21日 优先权日1993年5月21日
发明者史艳华, 史艳玲 申请人:史艳华