[发明专利]活塞铸造方法

说明书

技术领域

本发明涉及柴油机关键部件活塞的铸造加工，特指一种活塞铸造方法。

技术背景

活塞是柴油机上主关键件之一，它的质量好坏直接影响到柴油机的整机性能和使用寿命。活塞材料为球墨铸铁，其牌号为QT700-2。毛坯轮廓尺寸为Φ235×310，铸件质量35Kg，内部形状较为复杂呈不规则状，技术要求高(铸件冷却腔、顶部、活塞销座、环槽、立筋等不允许存在任何缺陷)，且存在厚薄差大(最小壁厚4mm，最大壁厚30mm，几何热节多且呈不规则状。产出合格的毛坯对铸造具有相当大的难度，国内同行几乎未成功生产过同类型验收要求的铸件，国外生产此铸件的厂家也较少。采用现有技术的各种铸造工艺进行试制，都未能完全解决铸件内部缩松缺陷，导致毛坯加工结束时造成报废，有的通过解剖发现热节处存在缩松缺陷，此问题。现有技术中有中国专利申请200510056493.1“一种四分型芯装置及其应用方法”，其提及用于铝活塞铸造的四分型芯装置，其避免了型芯发生变形，进而增加了活塞内腔的表面质量和铸造精度，同时提高了型芯的使用寿命。另有专利申请89102238.4“内燃机活塞铸造余热热处理方法”，其主要针对铸造余热提出热处理方法，提高活塞的机械性能。200510044839.6“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”，其制成的活塞组织致密的特点，机械性能高。但这些专利均未提及本发明所述的方法。

发明内容

针对上述存在的困难，本发明提供一种活塞铸造工艺，完全解决了活塞铸件内部缩松缺陷问题。

本发明解决上述技术问题所采用的方案是：

采用常规活塞铸造方法，外型采用底板造型，外模及浇冒口固定于底板上铸型和泥芯均采用呋喃树脂砂；采取活塞爆炸面朝上裙部朝下的立式浇注，外模采用三开箱造型，泥芯分成四部分拼装后下入型腔。其特征是冒口4个：上下分型面各两个。冷铁共7种：分布于顶部爆炸面、顶部侧面、环槽部位、大立筋部位、冷却腔与空腔交接部位、销座孔部位及裙口外园部位各一种，使用次数<5次；铁液经两个对称冒口从环槽偏向大立筋部位进入型腔，水平筋部位采用冒口进行补缩，其余热节部位采用冷铁消除热节。

本发明的优点：

1、工人操作方便实用：型板造型制作外型及泥芯方便省事。

2、适用范围较广：此工艺对铸造过程中存在的一些影响因素有较强适应性。

3、有较好的补缩性：与之前工艺相比减少冷铁数量，增加冒口更利于消除铸件内部缩松，铸件成品率大幅度提高。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1为本发明结构示意图

图2为图1的剖视图

1、热冒口  2、横浇道  3、内浇口  4、分型面一  5、分型面二6、冷冒口

具体实施方式

采用常规铸铁铸造活塞方法，造型制芯：外型采用底板造型，外模及浇冒口固定于底板上，外型配合面采用定位销定位。冷铁按工艺图规定部位进行摆放好后填入树脂砂让其固化成型，对制好泥芯按壁厚要求进行拼配成一体，浇注前下入型腔调整好壁厚合型进行浇注。主要工艺参数：

选用Q10生铁、回炉料及废钢按一定比例在电炉中熔化。

出炉温度：1480℃～1520℃；

浇注温度：1350℃～1400℃；

球化剂为低稀土锰合金：加入量为铁水质量的1.3～1.5％；

孕育剂为75SiFe合金：加入量为铁水质量的1.1～1.3％；

浇注时间：13～15s。

该铸造工艺经过试制，加工后内部质量良好，合格率达95％之上。