大型鋁合金擠壓鑄造的活塞的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明專利涉及一種大型鋁合金擠壓鑄造的活塞，特別涉及鋁合金擠壓鑄造模具設計和工藝，屬鋁合金鑄造工藝技術領域。
【背景技術】
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[0002]功率在一千馬力以上的柴油機通常有12個氣缸，傳統的活塞均用鑄鐵制作，但由于鑄鐵件自身非常重，運轉時需要花費很大無用功能量，再說其動平衡也難以達到理想狀態。近年專業工廠紛紛改用鋁合金來替代鑄鐵，但是受制于活塞的固有結構；鑄件各部分壁厚懸殊，從活塞的縱切面中可以看到，最薄處為裙部，該處鑄件厚僅為20_，最厚處為燃燒室和活塞銷孔間的部分，超過80mm ;如此大的壁厚差必然造成鑄件在冷卻過程中，厚壁處中心部位凝固最緩慢，似乎成了薄壁部位的冒口，該處的液態金屬被吸走，造成各種內在缺陷和外表縮癟甚至縮裂，鑄件出現疏松、有氣孔甚至是縮孔，甚至內在缺陷常呈不規則分布，故每個活塞在使用前均要經過配重以獲取平衡。
[0003]本實用新型大型鋁合金擠壓鑄造的活塞，采用新型擠壓鑄造的方法，彌補傳統工藝的不足，達到提升產品質量的效果，從而實現降低成本、提高鑄件合格率、增強企業在市場中的競爭能力。
【發明內容】
[0004]大型鋁合金擠壓鑄造的活塞，其特征是活塞擠壓鑄造模具由動模主型芯、固定模仁、活塞銷型芯、推桿、燃燒室型芯、液壓抽芯器組成；所述的模具是擠壓鑄造模，活塞鑄件的外形；所述的活塞銷型芯、燃燒室型芯由固定模仁上各零件賦形；活塞的內腔則由動模中的主型芯賦形；工作原理:活塞銷型芯由液壓抽芯器驅動，在生產準備階段液壓抽芯器處于后退位置讓活塞銷型芯僅有球端暴露在固定模仁的空腔中；而構成燃燒室的鑄入式型芯兼有輔助推桿從固定模仁中推出活塞鑄件的作用；擠壓鑄造工藝如下:模具的動定二部分分別安裝于擠壓鑄造機的上下模板上，并保持一定的距離；機械手g取定量熔融鋁合金，澆入蛇形漏斗以平緩的狀態流入固定模仁的空腔，隨即動模部位的主型芯勻速下壓，進入鋁合金液面并讓其逐漸上升直到鋁液充滿動定模所構成的封閉型腔，在此過程中所使用的比壓接近lOOMPa，并且保壓一段時間，液態鋁合金則在壓力下凝固，此時隨鋁合金液的收縮封閉型腔的容積略有減少；與此同時和固定模模仁及動模主型芯緊貼的合金很快冷凝形成一個逐漸增厚的殼，其結構強度較高很快阻礙了動模主型芯的繼續下壓，此時的殼即具備了活塞鑄件內外形的基本輪廓。
[0005]使用本實用新型的優越之處在于:當活塞鑄件厚壁部分的合金還處于液態或半液態時即啟動活塞銷孔型芯向前，迫使鋁合金流動以填補先期收縮的鑄件薄壁部位，直至鑄件全部凝固，即使最后凝固的厚壁處也始終得到活塞銷運動方向前面鋁合金的補縮，這樣做所獲得的鑄件其宏觀縱切面的任何部位均可達到較高的技術要求；后續施壓可以使合金的結晶進一步破碎細化，使活塞鑄件無論鑄態還是經過T6處理的機械性能與鍛件幾無差距，卻沒有鍛件各向異性的不足。
【附圖說明】
[0006]圖1:大型鋁合金擠壓鑄造的活塞模具結構。
[0007]1、動模主型芯、2、固定模仁、3、活塞銷型芯、4、推桿、5、燃燒室型芯、6、液壓抽芯器
【具體實施方式】
[0008]如圖1所示，大型鋁合金擠壓鑄造的活塞這樣實施的:活塞擠壓鑄造模具由動模主型芯1、固定模仁2、活塞銷型芯3、推桿4、燃燒室型芯5、液壓抽芯器6組成；所述的模具是擠壓鑄造模，活塞鑄件的外形；所述的活塞銷型芯3、燃燒室型芯5由固定模仁2上各零件賦形；活塞的內腔則由動模主型芯I賦形；擠壓鑄造工藝如下:模具的動定二部分分別安裝于擠壓鑄造機的上下模板上，并保持一定的距離；機械手g取定量熔融鋁合金，澆入蛇形漏斗以平緩的狀態流入固定模仁2的空腔，隨即動模主型芯I勻速下壓，進入鋁合金液面并讓其逐漸上升直到鋁液充滿動定模所構成的封閉型腔，在此過程中所使用的比壓接近lOOMPa，并且保壓一段時間，液態鋁合金則在壓力下凝固，此時隨鋁合金液的收縮封閉型腔的容積略有減少；與此同時和固定模仁2及動模主型芯I緊貼的合金很快冷凝形成一個逐漸增厚的殼，其結構強度較高很快阻礙了動模主型芯I的繼續下壓，此時的殼即具備了活塞鑄件內外形的基本輪廓。
【主權項】
1.大型鋁合金擠壓鑄造的活塞，其特征是活塞擠壓鑄造模具由動模主型芯(I)、固定模仁(2)、活塞銷型芯(3)、推桿(4)、燃燒室型芯(5)、液壓抽芯器(6)組成；所述的模具是擠壓鑄造模，括塞鑄件的外形；所述的活塞銷型芯(3)、燃燒室型芯(5)由固定模仁(2)上各零件賦形；活塞的內腔則由動模主型芯(I)賦形；經擠壓鑄造制成活塞。
【專利摘要】本實用新型公開一種大型鋁合金擠壓鑄造的活塞及其鑄造技術，其特征是活塞擠壓鑄造模具由動模主型芯、固定模仁、活塞銷型芯、推桿、燃燒室型芯、液壓抽芯器組成；所述的模具是擠壓鑄造模，活塞鑄件的外形；所述的活塞銷型芯、燃燒室型芯由固定模仁上各零件賦形；活塞的內腔則由動模中的主型芯賦形；擠壓鑄造工藝如下：模具的動定二部分分別安裝于擠壓鑄造機的上下模板上，并保持一定的距離；機械手舀取定量熔融鋁合金，澆入蛇形漏斗以平緩的狀態流入固定模仁的空腔，隨即動模部位的主型芯勻速下壓，進入鋁合金液面并讓其逐漸上升直到鋁液充滿動定模所構成的封閉型腔，在此過程中所使用的比壓接近100MPa，并且保壓一段時間，液態鋁合金則在壓力下凝固，此時隨鋁合金液的收縮封閉型腔的容積略有減少；與此同時和固定模模仁及動模主型芯緊貼的合金很快冷凝形成一個逐漸增厚的殼，其結構強度較高很快阻礙了動模主型芯的繼續下壓，此時的殼即具備了活塞鑄件內外形的基本輪廓。
【IPC分類】B22D18/02
【公開號】CN204912714
【申請號】CN201520261982
【發明人】傅金觀, 吳新陸
【申請人】浙江亞路鑄造有限公司, 嘉興市巨鑫模具科技有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年4月21日