[发明专利]一种合金铸铁缸套的铸造模具

说明书

本发明提供一种合金铸铁缸套的铸造模具，包括造型箱体、覆膜砂芯以及主体芯；所述覆膜砂芯放置在所述造型箱体内，所述主体芯设在所述覆膜砂芯内。本发明结合现有铸造技术，通过呋喃树脂砂和覆膜砂相结合的生产方案，创造性的采用多层进水工艺，以及在铸件顶部设置发热冒口、铸件两侧设置侧冒口，解决了厚大部位补缩的难题。

技术领域

本发明涉及一种铸造模具，尤其是一种合金铸铁缸套的铸造模具，属于金属铸造技术领域。

背景技术

缸套作为发动机的核心部件，工作中承受高温、高压、高负荷，工况十分恶劣，故其性能的优劣至关重要；由于缸套结构复杂，致密度要求极高，其不同部位的微观组织结构、石墨形态、石墨尺寸以及力学性能也均有着十分严格的要求，因此铸造难度很大。长期以来广为采用的离心铸造虽具有组织致密、工效高的特点，十分适合作为规则回转体的气缸套毛坯浇注，但实践中容易产生以下问题：

(1)离心铸造过程中存在大量的过冷石墨，容易形成D型、E型石墨，在100倍显微镜下检查可以发现存在大量游离渗碳体，使缸套抗震性差。其主要原因是离心铸造的金属型外模加快了铁液的冷却凝固速度，导致产生大量过冷石墨和游离渗碳体。而高性能合金铸铁气缸套既要有高强度和硬度，同时还应具有良好好的切削性能和配副性能，其材料组织的理想结构是均匀分布、形态适中的A型石墨，基体以细片状珠光体为佳，之间的碳化物越少越好。

(2)离心铸造过程中内表面在高速旋转状态中直接与空气接触，气流速度大、金属外型冷却快使得铸件趋向于逐步向内侧凝固，导致内侧最后凝固部位容易出现缩松；并且复杂缸套成形过程中，扫气口处由于壁厚相较厚，凝固过程中存在较大的热节，在得不到充分补缩的情况下，更容易出现缩松。

(3)离心铸造过程中铁水冷却过快，熔炼、孕育、浇注过程中产生的熔渣、气体来不及排出，容易残留在铸件内形成气孔、夹渣；甚至有可能在离心铸造过程中产生成分偏析，导致铸件组织不均匀而报废。

总之，离心铸造适于结构较为简单的缸套铸件大批量高效率生产，却由于存在上述问题，并不适用复杂结构的缸套生产。另外，复杂结构缸套通常设置扫气口以及Φ8mm左右的通水孔，此类不能通过机加工获得的特殊孔结构，无法通过离心铸造成型，也不能满足此处的补缩要求。

经检索发现，中国专利公开号为CN 101698219 A ，公开一种负压实型气缸套铸造方法，该申请虽然都属于缸套的铸造及生产领域，但是通过对比可以看出，该申请采用实型铸造，高温铁水融化泡沫模样，在负压下气体排出，从而获得所需的缸套铸件，泥芯的制作采用的是泡沫塑料模样和干砂作为铸件成形面，该工艺方法对缸套成形的关键要点描述不够准确，对特殊结构的缸体无法完成铸造。

发明内容

本发明针对上述提出的技术问题，提出一种合金铸铁缸套的铸造模具，通过对结构的创新，可妥善解决复杂结构合金铸铁缸套铸造瓶颈问题，获得组织致密，微观结构、石墨形态和综合性能优异的合金缸套。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：提供一种合金铸铁缸套的铸造模具，包括造型箱体、放置在所述造型箱体内的覆膜砂芯以及设在所述覆膜砂芯内的主体芯；

所述造型箱体由上箱、中箱和下箱构成，所述上箱设置在对应铸造件顶部的成型位置，其内部通过上箱胎膜预留发热冒口和排气片;所述下箱和中箱分别通过下箱胎模和中箱胎模在对应的箱体内预留出容纳所述覆膜砂芯的空腔；

所述主体芯由上段主体芯模具、中段主体芯模具和下段主体芯模具构成，所述上段主体芯模具、中段主体芯模具和下段主体芯模具内分别具有对应所述主体芯外形的制芯空腔，所述制芯空腔内设有浇注导流孔模以及三层阶梯式浇注入口的胎模；

所述覆膜砂芯由从下至上依次叠加固定的底层芯、花瓣芯、通水孔芯、上花瓣芯以及顶芯组成,在所述底层芯、通水孔芯以及花瓣芯的侧面设有侧冒口，所述侧冒口上设置侧冒口芯