專利名稱：一種單體活塞環鑄造用覆膜砂砂型的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種單體活塞環鑄造用覆膜砂砂型，屬于機車車輛用活塞環鑄造技術領域。
技術背景 活塞環是機車發動機的重要部件，在發動機中起著密封、控制潤滑油以及散熱和支撐導向的作用，由于活塞環處于高溫高壓的工作環境，其工況條件極為惡劣，因此要求活塞環具有良好的強度、耐磨性、彈性等綜合使用性能。在眾多活塞環種類中，單體活塞環因其造型方法簡單，市場需求量大，是目前多數活塞環生產廠家的主要產品。但是單體活塞環是采用潮膜砂手工造型方法生產，因此采用潮膜砂砂型制成的單體活塞環有如下缺點(I)、活塞環質量不穩定。由于潮模砂是用膨潤土做黏結劑，再加水及其他添加劑混勻而成，用潮模砂制得的砂型不用烘干而直接澆注，鑄型強度不容易掌握，另外由于潮模砂砂型濕度大，在澆注過程中型砂發氣量不容易控制，因此活塞環鑄件中經常存在夾砂、砂眼和氣孔等鑄造缺陷，活塞環質量不穩定，造成活塞環鑄件一次成品率較低，同時機加工成品率較低，重復性生產浪費嚴重。(2)、生產效率低。由于潮膜的造型方式為工人手工造型，不僅工人勞動強度大，生產環境較差，而且后續清理工作量也較大，直接增加工藝復雜性，降低了生產效率。為此，提出采用射芯造型工藝代替原有潮膜砂手工造型工藝來生產單體活塞環，但由于覆膜砂和潮膜砂對鐵水的冷卻作用不同，活塞環鑄件組織會存在較大差異，覆膜砂生產的鑄件性能不易達到活塞環相關技術指標要求，因此設計開發出一種適用于生產單體活塞環的覆膜砂砂型，以滿足其對鐵水的冷卻效果，是促進該工藝應用于單體活塞環生產的關鍵所在。
發明內容本實用新型的目的是提供一種制得的活塞環質量穩定，能提高生產效率的一種單體活塞環鑄造用覆膜砂砂型。本實用新型為達到目的的技術方案是一種單體活塞環鑄造用覆膜砂砂型，其特征在于包括圓形盤體、設置在圓形盤體上的澆注系統、擋環和出氣孔，所述的澆注系統包括直澆口、內澆口以及橫澆道和冒口，直澆口貫穿在圓形盤體的中部，設置在圓形盤體正面的內澆口通過橫澆道與直澆口相通，內澆口與環體槽相通，冒口與內澆口相對設置，冒口通過兩個以上的斜澆口與環體槽相通；所述圓形盤體正面的外周設有高出砂型表面的擋環，在橫澆道與冒口之間的環體槽內側，沿橫澆道軸線對稱設有四個以上貫穿圓形盤體的出氣孔。本實用新型采用上述技術方案后具有以下優點(I)、本實用新型的覆膜砂砂型呈圓盤形體，圓形盤體上的澆注系統包括直澆口、內澆口以及橫澆道和冒口，冒口與內澆口相對設置，而冒口通過兩個以上的斜澆口與環體槽相通，既能保證鐵水在環體槽內快速充型，并通過冒口來收集冷鐵水，由于是通過至少兩個以上斜澆口將鐵水注入冒口處，能確保最后凝固的鐵水達到好的補縮效果，有效防止活塞環鑄件縮孔和縮松的產生，環體內部組織更加均勻。本實用新型在在橫澆道與冒口之間的環體槽內側，沿橫澆道軸線對稱設有四個以上貫穿圓形盤體的出氣孔，不僅可通過出氣孔充分來降低砂型本身重量，從而降低砂型成本，而且還可以防止翹曲變形，增加砂型本身強度，砂型結構堅固、飽滿，其接觸面平整，達到長時間放置后無明顯翹曲變形的效果。本實用新型的覆膜砂砂型為圓盤形體，加之各出氣孔設在環體槽的內側，由于可通過出氣孔能充分出氣，故環體在徑向方向上冷卻更加均勻，降低氣孔的形成幾率，生產的活塞環各項技術性能指標均達到相關技術要求，活塞環鑄件輪廓清晰，尺寸精度高，表面質量好，且活塞環鑄件容易清理，加工余量減小，也降低了后續加工成本，所制得的活塞環質量穩定，鑄件內部質量好，成品率高。(2)、本實用新型圓形盤體正面的外周設有高出砂型表面的擋環，既可以使砂型在疊箱造型時在同一軸線上，又可以防止澆注時鐵水的外漏。
以下結合附圖對本實用新型的實施例作進一步的詳細描述。圖I是本實用新型一種單體活塞環鑄造用覆膜砂砂型的結構示意圖。圖2是圖I的后視結構示意圖。圖3是圖2的A-A剖視結構示意圖。圖4是圖2的B-B剖視結構示意圖。其中1 一圓形盤體，2—擋環，3—環體槽，4 一內澆口，5—橫澆道，5-1—凹坑，6—直澆口，7—出氣孔，8—斜澆口，9一冒口，10—凸耳，11-沉臺。
具體實施方式
見圖I 4所示，本實用新型的一種單體活塞環鑄造用覆膜砂砂型，包括圓形盤體
I、設置在圓形盤體I上的澆注系統、擋環和出氣孔，本實用新型的澆注系統包括直澆口 6、內澆口 4以及橫澆道5和冒口 9，直澆口 6貫穿在圓形盤體I的中部，設置在圓形盤體I正面的內澆口 4通過橫澆道5與直澆口 6相通，內澆口 4與環體槽3相通，冒口 9與內澆口 4相對設置，冒口 9通過兩個以上的斜澆口 8與環體槽3相通，使鐵水流入環體槽3內并最后流入冒口 9處，可通過冒口 9起到收集冷鐵水的作用，尤其通過多個斜澆口 8將鐵水注入冒口 9內，使環體內部組織更加均勻。見
圖1、4所示，本實用新型的圓形盤體I其橫澆道5上設有凹坑5-1，在澆注時通過凹坑5-1起到擋渣作用，能可進一步減少夾渣，提高活塞環鑄件質量。見圖I 4所示，本實用新型圓形盤體I正面的外周設有高出砂型表面的擋環2，擋環2既可以使砂型在疊箱造型時在同一軸線上，又可以防止澆注時鐵水的外漏。見圖I 4所示，本實用新型在橫澆道5與冒口 9之間的環體槽3內側，沿橫澆道5軸線對稱設有四個以上貫穿圓形盤體I的出氣孔7，即在在橫澆道5與冒口 9的一側設有兩個以上的出氣孔7，各出氣孔7均勻布設在環體槽3內側，可如
圖1、2所示，可采用十個出氣孔7，該出氣孔7為弧形長槽孔，通過各出氣孔7可以充分出氣，在環體槽3在徑向方向上冷卻更加均勻，故而降低活塞環鑄件氣孔的形成幾率，同時也可以增加砂型本身強度，防止其翹曲變形。[0018]見圖I 4所示，本實用新型圓形盤體I的外周設有兩個以上的凸耳10，且凸耳10的正面向外向下傾斜，凸耳10可對稱分布，該凸耳10便于工人造型操作，使呈倒三角形有利于射芯時砂子的充型。見圖I 4所示，本實用新型圓形盤體I的反面設有沉臺11，且沉臺11的外壁超過出氣孔7，通過沉臺11的設置，可使環體槽3的外側砂量厚度與內側砂量厚度相當，不僅有利于整個砂型在射芯時砂子的充型，而且使得砂型本身進一步具有更好的強度。本實用新型將覆膜砂射入加熱的單體活塞環芯盒模具內，單體活塞環芯盒的溫度控制在240 260°C，射砂壓力控制在0. 45MPa IMPa、射砂時間控制在3 6s，經硬化時間在60 Ills后制得單體活塞環的覆膜砂砂型，本實用新型的單體活塞環覆膜砂砂型疊箱造型時，將單體活塞環覆膜砂砂型反置，覆膜砂砂型數量可控制在13 18層之間，并將最下層的環覆膜砂砂型的直澆口 6堵死，作為地板，以防底部漏箱，造型結束后，對環覆膜砂砂型進行夾固，以防止澆注過程中鐵水抬箱產生漏箱現象，最后粘好澆口以供澆注使用。將本實用新型的一種單體活塞環鑄造用覆膜砂砂型應用于240氣環的實際生產，并與潮膜·砂手工造型生產的240氣環進行比較，采用同爐同包鐵水連續澆注兩種不同工藝的砂型，開箱后對環體進行清理、拋丸、機加工，加工后對其進行金相檢驗、硬度測量、彈性模量與抗彎強度比值測算對比實驗，具體數據見表I所示，表I
權利要求1.一種單體活塞環鑄造用覆膜砂砂型，其特征在于包括圓形盤體(I)、設置在圓形盤體(I)上的澆注系統、擋環(2)和出氣孔(7)，所述的澆注系統包括直澆口(6)、內澆口(4)以及橫澆道(5)和冒口(9)，直澆口(6)貫穿在圓形盤體(I)的中部，設置在圓形盤體(I)正面的內澆口(4)通過橫澆道(5)與直澆口(6)相通，內澆口(4)與環體槽(3)相通，冒口(9)與內澆口(4)相對設置，冒口(9)通過兩個以上的斜澆口(8)與環體槽(3)相通；所述圓形盤體(I)正面的外周設有高出砂型表面的擋環(2)，在橫澆道(5)與冒口(9)之間的環體槽(3)內側，沿橫澆道(5)軸線對稱設有四個以上貫穿圓形盤體(I)的出氣孔(7)。
2.根據權利要求I所述的一種單體活塞環鑄造用覆膜砂砂型，其特征在于所述圓形盤體(I)的外周設有兩個以上的凸耳(10)，且凸耳(10)的正面向外向下傾斜。
3.根據權利要求I所述的一種單體活塞環鑄造用覆膜砂砂型，其特征在于所述的橫澆道(5)上設有凹坑(5-1)。
4.根據權利要求I所述的一種單體活塞環鑄造用覆膜砂砂型，其特征在于所述的出氣孔(7)為弧形長槽孔。
5.根據權利要求I所述的一種單體活塞環鑄造用覆膜砂砂型，其特征在于所述圓形盤體(I)的反面設有沉臺(11)，且沉臺(11)的外壁超過出氣孔(7)。
專利摘要本實用新型涉及一種單體活塞環鑄造用覆膜砂砂型，包括圓形盤體、設置在圓形盤體上的澆注系統、擋環和出氣孔，澆注系統包括直澆口、內澆口以及橫澆道和冒口，直澆口貫穿在圓形盤體的中部，設置在圓形盤體正面的內澆口通過橫澆道與直澆口相通，內澆口與環體槽相通，冒口與內澆口相對設置，冒口通過兩個以上的斜澆口與環體槽相通；圓形盤體正面的外周設有高出砂型表面的擋環，在橫澆道與冒口之間的環體槽內側，沿橫澆道軸線對稱設有四個以上貫穿圓形盤體的出氣孔。本實用新型所制的活塞環質量穩定，成品率高，活塞環鑄件輪廓清晰，尺寸精度高，表面質量好，活塞環鑄件容易清理，減小加工余量，降低后續加工成本，能提高生產效率。
文檔編號B22C1/00GK202779612SQ20122031611
公開日2013年3月13日 申請日期2012年6月30日 優先權日2012年6月30日
發明者楊偉, 張余興, 嚴杰, 劉宇, 宋彥承 申請人:南車戚墅堰機車車輛工藝研究所有限公司