專利名稱：一種氣缸蓋澆鑄模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及汽車零部件領(lǐng)域的一種氣缸蓋澆鑄模具。
背景技術(shù)：
氣缸蓋是汽車發(fā)動機關(guān)鍵部件，其外輪廓為約為440mmX 195mmX 128mm。客戶對氣缸蓋尺寸要求精度高、外觀平整、輪廓清晰完整；內(nèi)部組織致密，無氣孔、縮松等鑄造缺陷；要求氣缸蓋的材質(zhì)為鋁硅合金，材料對應(yīng)的抗拉強度≥160N/mm2，伸長率≥1.0%，氣孔率≤3.5%，硬度≥75HB ;且要求在3bar空氣壓力下無泄漏；目前的氣缸蓋，多屬于薄壁件，其中氣道壁厚在3.5mm左右，因此鑄造難度較大。目前國內(nèi)外普遍是采用低壓鑄造或者重力底注雙邊澆注工藝進行生產(chǎn)，其缺點在于:第一，生產(chǎn)出的氣缸蓋局部不致密，縮松，泄漏多。第二，澆鑄時，型模的型腔中砂芯的發(fā)氣很難排出。第三，氣缸蓋冷卻時很難形成順序凝固，第四生產(chǎn)效率低。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種氣缸蓋澆鑄模具，其能夠解決澆鑄時金屬型模的型腔中，砂芯的發(fā)氣難以排出的技術(shù)問題，避免氣缸蓋產(chǎn)生憋氣、澆不足鑄造缺陷。實現(xiàn)上述目的的一種技術(shù)方案是:一種氣缸蓋燒鑄模具，包括由第一邊模、第二邊模、第一端模、第二端模和底模圍成的金屬型模，所述金屬型模的型腔中設(shè)有位于所述底模頂面的水套砂芯，以及位于所述水套砂芯頂面的進氣砂芯和排氣砂芯，所述進氣砂芯和所述排氣砂芯的頂面設(shè)有冒口砂芯，所述冒口砂芯頂部設(shè)有頂部溢流冒口，所述第一邊模上設(shè)有若干個進氣通孔，所述進氣砂芯分別連接該若干個進氣通孔，所述第二邊模上設(shè)有若干個排氣通孔，所述排氣砂芯分別連接該若干個排氣通孔。進一步的，所述底模的四個頂角上各設(shè)有一個底模排氣通孔，所述水套砂芯的底面將所述底模排氣通孔封閉。進一步的，所述第一端模和所述第二端模上均設(shè)有端模排氣通孔，所述水套砂芯的外周壁將所述端模排氣通孔封閉。進一步的，所述底模內(nèi)設(shè)有與所述底模底面平行的底模水冷裝置，所述底模底面還設(shè)有垂直于所述底模底面的燃燒室水冷裝置，所述第一邊模的外壁上設(shè)有第一風(fēng)冷裝置，所述第二邊模的外壁上設(shè)有第二風(fēng)冷裝置。進一步的，所述第一端模的頂端設(shè)有澆口杯，所述第一邊模內(nèi)設(shè)有橫澆道，所述橫澆道底部設(shè)有連通所述金屬型模的型腔的縫隙式內(nèi)澆口，所述第一端模內(nèi)還設(shè)有連通所述澆口杯和所述橫澆道的直澆道。采用了本實用新型的一種氣缸蓋澆鑄模具的技術(shù)方案，即在金屬型模的型腔中，進氣砂芯連接第一邊模上的排氣通孔，排氣砂芯連接第二邊模上的排氣通孔的技術(shù)方案。其技術(shù)效果是:解決了金屬型模的型腔中的砂芯發(fā)氣難以排出的技術(shù)問題，避免氣缸蓋產(chǎn) 生憋氣、澆不足鑄造缺陷。

圖1為本實用新型的一種氣缸蓋澆鑄模具俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型的一種氣缸蓋澆鑄模具上第二邊模結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實用新型的一種氣缸蓋澆鑄模具上第二端模結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實用新型的一種氣缸蓋澆鑄模具上底模俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本實用新型的一種氣缸蓋澆鑄模具上底模主視結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本實用新型的一種氣缸蓋澆鑄模具上進氣通孔分布示意圖。圖7為本實用新型的一種氣缸蓋澆鑄模具上第一風(fēng)冷裝置分布示意圖。圖8為本實用新型的一種氣缸蓋澆鑄模具上排氣通孔分布示意圖。圖9為本實用新型的一種氣缸蓋澆鑄模具上第二風(fēng)冷裝置分布示意圖。
具體實施方式
請參閱圖1至圖9，本實用新型的發(fā)明人為了能更好地對本實用新型的技術(shù)方案進行理解，下面通過具體地實施例，并結(jié)合附圖進行詳細(xì)地說明:請參閱圖1和圖2，本實用新型的一種氣缸蓋澆鑄模具，包括第一邊模11、第二邊模12、第一端模13、第二端模14和底模15圍成的金屬型模1，金屬型模I的型腔中設(shè)有位于底模15頂面的水套砂芯(圖中未顯示)以及位于所述水套砂芯頂面的進氣砂芯(圖中未顯示)和排氣砂芯(圖中未顯示)，所述進氣砂芯和所述排氣砂芯的頂面設(shè)有冒口砂芯(圖中未顯示)，所述冒口砂芯頂部設(shè)有頂部溢流冒口。第一邊模11上設(shè)有若干個進氣通孔111，將金屬型模I的型腔與外部連通，在金屬型模I的型腔中，所述進氣砂芯分別連接該若干個進氣通孔111，第二邊模12上設(shè)有若干個排氣通孔121，將金屬型模I的型腔與外部連通，所述排氣砂芯分別連接該若干個排氣通孔121。圖2中，該若干個排氣通孔121位于A位置。這樣設(shè)計的目的在于:當(dāng)鋁硅合金熔液在金屬型模I的型腔進行冷卻時，采用抽氣裝置在進氣通孔111上對所述進氣砂芯進行抽氣，在排氣通孔121上對所述排氣砂芯進行抽氣，便于排出金屬型模I的型腔中的砂芯的發(fā)氣，防止氣缸蓋產(chǎn)生憋氣、澆不足鑄造缺陷。金屬型模I的型腔中的砂芯包括水套砂芯、進氣砂芯、排氣砂芯和冒口砂芯。此外，底模15的四個頂角也設(shè)有底模排氣通孔151，將金屬型模I的型腔與外部連通，水套砂芯的底面將四個底模排氣通孔151封閉。當(dāng)鋁硅合金熔液在金屬型模I的型腔進行冷卻時，采用抽氣裝置在底模冷卻通孔151上抽氣，便于排出金屬型模I的型腔中水套砂芯的發(fā)氣，防止氣缸蓋產(chǎn)生憋氣、澆不足等鑄造缺陷。此外,第一端模11和第二端模12的底部也對稱設(shè)有端模排氣通孔10,將金屬型模I的型腔與外部連通。水套砂芯的外周壁將端模排氣通孔10封閉。當(dāng)鋁硅合金熔液在金屬型模I的型腔進行冷卻時，采用抽氣裝置在端模排氣通孔10上抽氣，更加便于排出金屬型模I的型腔中水套砂芯的發(fā)氣，防止氣缸蓋產(chǎn)生憋氣、澆不足鑄造缺陷。本實施例中，本實用新型的一種氣缸蓋澆鑄模具還進行了進一步的改進，底模15內(nèi)設(shè)有平行于底模15底面的底模水冷裝置152，底模15底面設(shè)有垂直于底模15底面的燃燒室水冷裝置153。這樣設(shè)計的目的在于:通過對底模15的水冷，降低底模15的溫度，使得鋁硅合金熔液在金屬型模I的型腔中順序凝固，補縮充分。得到氣缸蓋材質(zhì)致密度高，密封性好，機械性能好，尺寸精度高。本實施例中,第一邊模I的外壁上還設(shè)有第一風(fēng)冷裝置112,第二邊模12的外壁上設(shè)有第二風(fēng)冷裝置122。第一風(fēng)冷裝置112就是位于第一邊模11外壁上的N個盲孔,第二風(fēng)冷裝置122就是第二邊模12外壁上的M個盲孔.這樣設(shè)計的目的在于:通過風(fēng)冷降低第一邊模11和第二邊模12的溫度，鋁硅合金熔液在金屬型模I的型腔中順序凝固，補縮充分。得到氣缸蓋材質(zhì)致密度高，密封性好，機械性能好，尺寸精度高。本實施例中，第一風(fēng)冷裝置112在第一邊模11上的位置高于進氣通孔111，第二風(fēng)冷裝置122在第二邊模12上的位置高于排氣通孔122。本實施例中，采用了第一邊模11、第二邊模12、第一端模13、第二端模14和底模15圍成的金屬型模I來生產(chǎn)形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜的氣缸蓋，在改善了勞動環(huán)境條件的同時，降低了操作工人的勞動強度，提高了生產(chǎn)效率。同時，金屬型模I的良好冷卻效果，進一步保證了鋁硅合金熔液在金屬型模I的型腔中順序凝固，補縮充分。得到氣缸蓋材質(zhì)致密度高，密封性好，機械性能好，尺寸精度高。本實施例中，第一端模13的頂端設(shè)有燒口杯131,第一邊模11內(nèi)設(shè)有橫燒道113,橫澆道113與澆口杯131通過位于第一端模13內(nèi)的直澆道132連通。橫澆道113底部設(shè)有連通金屬型模I的型腔的縫隙式內(nèi)澆口 114。由此，澆口杯131，直澆道132、橫澆道113和縫隙式內(nèi)澆口 114構(gòu)成了 一個澆鑄系統(tǒng)，采用該澆鑄系統(tǒng)可以避免鋁硅合金溶液在澆鑄過程中產(chǎn)生飛濺、紊流而使氣缸蓋產(chǎn)生夾渣、氣孔、冷隔等鑄造缺陷。本實施例中:本實用新型的一種氣缸蓋澆鑄模具的使用方法包括下列步驟:砂芯制備步驟:用熱芯盒法制備進氣砂芯和排氣砂芯，用冷芯盒法制備水套砂芯和冒口砂芯。冷芯盒法是將樹脂粘結(jié)劑和粒徑為50 100目的原砂或再生砂分別在專用的金屬模具內(nèi)混合后，吹入三乙胺，使樹脂粘結(jié)劑固化，從而分別得到所述水套砂芯和所述冒口砂芯。樹脂粘結(jié)劑包括環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑，酚醛樹脂粘結(jié)劑，以及不飽和聚酯粘結(jié)劑等。熱芯盒法是將粒徑為70 140目的覆膜砂，在溫度為220°C -400°C的金屬模具內(nèi)燒結(jié)成為所述進氣砂芯和排氣砂芯。預(yù)熱步驟:將第一邊模11、第二邊模12、底模15、第一端模13和第二端模14安裝在澆鑄機上，并用天然氣加熱裝置進行預(yù)熱，預(yù)熱溫度200°C — 350°C。然后用噴砂工具清除掉第一邊模11、第二邊模12、底模15、第一端模13和第二端模14表面的銹跡和雜物。之后噴涂脫模劑，防止鋁硅合金粘附。這樣操作可使脫模劑中水分迅速蒸發(fā)，脫模劑噴涂得更均勻，獲得一層致密的脫模劑層。若預(yù)熱溫度過高，也會造成脫模劑剝落。第一邊模11、第二邊模12、底模15、第一端模13和第二端模14是新投入使用的，則需在預(yù)熱前用硫酸進行酸洗，以保證脫模劑能在其表面的粘附。熔融步驟:將鋁硅合金投入熔爐中熔化成鋁硅合金熔液，并在700°C _750°C的溫度內(nèi)，通過精煉、除氣、除渣、變質(zhì)等工序，對鋁硅合金熔液進行處理，得到潔凈的鋁硅合金熔液待用。下芯步驟:在底模15的頂面安裝所述水套砂芯，所述水套砂芯將底模15四個頂角上的底模排氣通孔151封閉，然后在所述水套砂芯的頂面安裝所述進氣砂芯和所述排氣砂芯，再在所述排氣砂芯和所述進氣砂芯的頂面安裝所述冒口砂芯。合模步驟:第一邊模11、第二邊模12、第一端模13、第二端模14和底模15圍成金屬型模1，并使所述水套砂芯的外周壁將第一端模13上的端模排氣通孔10和第二端模14上的端模排氣通孔10封閉，使所述進氣砂芯連接第一邊模11上的進氣通孔111，所述排氣砂芯連接第二邊模12上的排氣通孔121。澆鑄步驟:將700 730°C的鋁硅合金熔液澆鑄進入第一端模13頂部的澆口杯131，在10 13s的時間內(nèi)，鋁硅合金熔液依次經(jīng)過所述第一端模13內(nèi)的直澆道132，第一邊模11內(nèi)的橫澆道113，以及橫澆道113底部的縫隙式內(nèi)澆口 114進入金屬型模I的型腔。澆鑄步驟中，鋁硅合金熔液溫度太高則氣缸蓋冷卻緩慢，結(jié)晶粗大，力學(xué)性能降低，易形成氣孔、針孔等缺陷；溫度太低則易導(dǎo)致澆不足、冷隔等缺陷。澆鑄步驟中，鋁硅合金熔液注入澆口杯131 —定要平穩(wěn)，鋁硅合金熔液的液流要連續(xù)，不可中斷；鋁硅合金熔液注入澆口杯131時，要先慢、后快、再慢；澆包嘴應(yīng)盡可能接近澆口杯131，以免鋁硅合金熔液液流過長造成氧化，防止鑄件夾雜氧化物。冷卻步驟:經(jīng)過180 200s的冷卻，鋁硅合金熔液在金屬型模I的型腔中冷卻成為鑄件，同時在澆口杯131和冒口砂芯頂部的頂部溢流冒口進行補澆鑄，消除鑄件的縮孔缺陷。在冷卻步驟中，采用抽氣裝置在進氣通孔111處對所述進氣砂芯進行抽氣操作，采用抽氣裝置在排氣通孔121處對所述排氣砂芯進行抽氣操作；以排出金屬型模I的型腔中的砂芯的發(fā)氣，防止氣缸蓋產(chǎn)生憋氣、澆不足鑄造缺陷。在冷卻步驟中，采用抽氣裝置在位于底模15四個頂角的底模排氣通孔151處對所述水套砂芯進行抽氣操作，以排出金屬型模I的型腔中水套砂芯的發(fā)氣，防止氣缸蓋產(chǎn)生憋氣、澆不足等鑄造缺陷。在冷卻步驟中，采用抽氣裝置在第一端模13和第二端模14上的端模排氣通孔10處對所述水套砂芯進行抽氣操作，以排出金屬型模I的型腔中水套砂芯的發(fā)氣，防止氣缸蓋產(chǎn)生憋氣、澆不足等鑄造缺陷。冷卻步驟中，在底模水冷裝置152和燃燒室水冷裝置153中通入冷卻水，對金屬型模I的底模15和金屬型模I的型腔中的鑄件進行水冷。使得鋁硅合金熔液在金屬型模I的型腔中順序凝固成鑄件，凝固過程中補縮充分。冷卻步驟中，通過第一風(fēng)冷裝置112對第一邊模11和金屬型模I的型腔中的鑄件進行風(fēng)冷操作，通過第二風(fēng)冷裝置122對第二邊模12和金屬型模I的型腔中的鑄件進行風(fēng)冷操作，使得鋁硅合金熔液在金屬型模I的型腔中順序凝固，補縮充分。開模步驟:將鑄件從所述金屬型模中取出，去除鑄件中冒口砂芯、水套砂芯、進氣砂芯和排氣砂芯，去除鑄件上的澆口、冒口和機加后，得到氣缸蓋。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實施例僅是用來說明本實用新型，而并非用作為對本實用新型的限定，只要在本實用新型的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本實用新型的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種氣缸蓋燒鑄模具，包括第一邊模(11)、第二邊模(12)、第一端模(13)、第二端模(14)和底模(15)圍成的金屬型模(I),所述金屬型模(I)的型腔中設(shè)有位于所述底模(15)頂面的水套砂芯，以及位于所述水套砂芯頂面的進氣砂芯和排氣砂芯，所述進氣砂芯和所述排氣砂芯的頂面設(shè)有冒口砂芯，所述冒口砂芯頂部設(shè)有頂部溢流冒口，其特征在于: 所述第一邊模(11)的上設(shè)有若干個進氣通孔(111 )，所述進氣砂芯分別連接該若干個進氣通孔(111 )，所述第二邊模(12 )上設(shè)有若干個排氣通孔(121 )，所述排氣砂芯分別連接該若干個排氣通孔(121)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣缸蓋澆鑄模具，其特征在于:所述底模(15)的四個頂角上各設(shè)有一個底模排氣通孔(151)，所述水套砂芯的底面將所述底模排氣通孔(151)封閉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣缸蓋燒鑄模具，其特征在于:所述第一端模(11)和所述第二端模(12)上均設(shè)有端模排氣通孔(10)，所述水套砂芯的外周壁將所述端模排氣通孔(10)封閉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣缸蓋燒鑄模具，其特征在于:所述底模(15)內(nèi)設(shè)有與所述底模(15)底面平行的底模水冷裝置(152)，所述底模(15)底面還設(shè)有垂直于所述底模(15)底面的燃燒室水冷裝置(153)，所述第一邊模(11)的外壁上設(shè)有第一風(fēng)冷裝置(112)，所述第二邊模(12)的外壁上設(shè)有第二風(fēng)冷裝置(122)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的一種氣缸蓋澆鑄模具，其特征在于:所述第一端模(13)的頂端設(shè)有澆口杯(131)，所述第一邊模(11)內(nèi)設(shè)有橫澆道(113)，所述橫澆道(113)底部設(shè)有連通所述金屬型模(I)的型腔的縫隙式內(nèi)澆口(114)，所述第一端模(13)內(nèi)還設(shè)有連通所述澆口杯(131)和所述橫澆道(113)的直澆道(132)。
專利摘要本實用新型公開了汽車零部件領(lǐng)域的一種氣缸蓋澆鑄模具，包括由第一邊模、第二邊模、第一端模、第二端模和底模圍成的金屬型模，所述金屬型模的型腔中設(shè)有位于所述底模頂面的水套砂芯以及位于所述水套砂芯頂面的進氣砂芯和排氣砂芯，所述進氣砂芯和所述排氣砂芯的頂面設(shè)有冒口砂芯，所述冒口砂芯頂部設(shè)有頂部溢流冒口，所述第一邊模上設(shè)有若干個進氣通孔，所述進氣砂芯分別連接該若干個進氣通孔，所述第二邊模上設(shè)有若干個排氣通孔，所述排氣砂芯分別連接該若干個排氣通孔。其技術(shù)效果是解決了金屬型模中的砂芯發(fā)氣難以排出的技術(shù)問題，避免氣缸蓋產(chǎn)生憋氣、澆不足鑄造缺陷。
文檔編號B22C9/02GK202984579SQ201220704620
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月19日
發(fā)明者陳靈巧 申請人:上海愛仕達(dá)汽車零部件有限公司