[发明专利]铸造方法和铸造模具

说明书

技术领域

本发明涉及铸造内燃机用活塞的方法以及相应的铸造模具。

已经知道用于铸造旋转对称部件的水平铸造和竖直铸造方法，所述部件例如内燃机的活塞。在水平铸造方法中，所要铸造的部件的旋转轴对齐成大体上为水平的。这种方法如今主要在柴油机活塞的制造中使用，其大部分使用镶块来铸造，例如环形支架和用于之后的冷却通道的盐芯。更多使用竖直铸造方法来铸造汽油发动机的活塞，其大部分中没有铸造镶块。

背景技术

对于竖直铸造方法，已知的之前使用的例子是允许相对于竖直位置倾斜高达30°地铸造的机器。

在DE 10 2006 058 145 A1公开的铸造方法中，根据下铸原理引入材料，并且根据上铸原理凝固材料。CH 135526 A涉及一种用于铸造复合材料块体的方法和模具，其中该模具的倾斜位置在铸造过程中是变化的。

发明内容

本发明基于如下目的：提供一种铸造方法和相应的模具，其中该方法相对于已知方法进行了改进，以及至少结合水平铸造方法和竖直铸造方法两者的至少部分优势。

这个目的一方面通过权利要求1所述的方法来实现。

根据该权利要求，在填充型腔之后或至少在该进程接近结束时，并且在凝固之前，限定了型腔的模具部分围绕水平轴线旋转或倾斜至少45°，以便将要铸造的活塞的旋转轴在竖直位置的方向上移动，且优选地至少拖曳到其附近。因此本发明的基本观点是，基本上在型腔的大致“水平”的位置上填充该型腔。这提供了特别有利的填充条件，因为相比于竖直铸造，例如位于活塞的稍后冷却的通道和环形支架之间的剩余的壁厚度这样的相对薄的区域可以更好地填充。而且，当在水平状态下填充时，代表铸造部件中的杂质的外来颗粒，例如氧化物或醇烯沉淀物，被有利地导入工件的区域内，且随后能够通过最小的付出来将其移除，或在任何条件下可将其处理并从而除去。

本发明利用了竖直铸造的优势，因此这里给料动作能更好地进行。这基本上是因为，对大体上旋转对称的部件进行铸造，其型腔通过水平铸造方法经位于一侧的给料器来填充。根据本发明，在朝向竖直铸造方法的方向上倾斜的过程中，使用了更有优势的中心给料器的大体上对称的给料动作。特别是，可以预期，由于改良了给料，减小了铸造部件的孔隙率。

根据本发明，型腔整体上倾斜是非常重要的，以便如上所述地改变将要铸造的部件的旋转轴的对齐。在现有技术中已知的装置和方法中，临近型腔但是并不整体上将其限定的单个的模具部分可以旋转，因此其和根据本发明的方法没有可比性。

该模具整体上可以描述成型腔。

根据本发明的方法的有利的实施例在从属权利要求中进行描述。

为了能够以有利的和特别精确的方式来影响将要填充或已经填充在型腔内的材料的这一行为，优选地可以设置倾斜动作，换言之，可以设置在填充过程中部件的旋转轴的位置，和/或在凝固过程中的部件的倾斜角度和/或旋转轴的位置。通过灵活地设置倾斜角度，可以有利地分别影响填充行为和/或凝固行为。

为了以特别全面的方式来利用水平铸造方法的优势和现有经验，目前优选的是，在填充过程中把将要被铸造的活塞的旋转轴对齐成大体水平。

为了同样的目的，优选的是：在凝固过程中将要被铸造的活塞的旋转轴是对齐成其本竖直。

为了利用水平铸造方法的优势，填充型腔过程中优选地将液体材料填充到将要被铸造的活塞的侧部区域。换言之，浇口位于将要通过水平铸造方法来填充的型腔的侧部区域且优选地临近较低的三分之一处。

关于根据本发明的铸造模具，如果该型腔具有至少一个凹处，则是有利的，使用水平铸造方法时，此凹处位于型腔的上部区域，优选地位于最高的区域。这样，一旦填充完毕则在该区域内形成了一种污垢袋，任何杂质被冲至其中。

通过在倾斜型腔之后将给料器放置在上部区域，特别是将其放置在与浇口不同的地方，能够以特别全面的方式来利用竖直铸造方法的优点。

如上所述，在这种情况下可以特别意识到根据本发明的方法的优势，即当使用至少一个镶块来铸造将要铸造的部件时，所述镶块例如用于内燃机用活塞的环形支架和/或冷却通道的型芯。然而，更容易、因此更优选的是，当将要铸造的部件对齐成水平时，放入镶块，在特定的应用中，优选使用竖直铸造方法放入镶块，且随后倾斜模具，并且使用水平铸造方法来填充型腔。