[发明专利]一种金属型重力铸造设备及其模具冷却系统

说明书

本发明公开了一种金属型重力铸造设备及其模具冷却系统，模具冷却系统包括模具本体和进水管，所述模具本体上设有冷却水道，所述进水管位于所述冷却水道内，还包括套设在所述进水管外部的间隔管，所述间隔管与所述进水管之间具有供冷却水回流的通道；所述冷却水道内部设有第一台阶，所述间隔管的端部与所述第一台阶的台阶面抵接，所述间隔管与所述冷却水道的内壁之间设有间隙。本发明所提供的模具冷却系统，通过所述间隔管和所述间隙的设置，既可以实现所述第一台阶一侧的位置的模具本体实现快速冷却，又能避免所述第一台阶另一侧的模具本体冷却过快，可以满足对于不同壁厚或者不同结构的产品加工时的模具冷却要求，保证顺利脱模。

技术领域

本发明涉及试条检测设备领域，特别是涉及一种模具冷却系统。此外，本发明还涉及一种包括上述模具冷却系统的金属型重力铸造设备。

背景技术

随着柴油机技术的飞速发展，气缸内的混合燃气的燃烧温度和爆发压力越来越高，这对气缸内的柴油机铝活塞提出了更为苛刻的性能要求。铝活塞铸造快速冷却工艺技术正是这一材料制备工艺技术之一，它通过在活塞浇注模中设置冷却水道，在活塞毛坯凝固过程中冷却水道通入冷却介质，从而实现型腔中铸件的快速冷却，达到细化组织，改善材料的力学性能的目的。

为了达到快速冷却的目的，活塞浇注模具设计者会根据内模的尺寸大小以及结构的复杂程度将内模的冷却水道增加到2条及2条以上，最常见的是增加到3条冷却水道，如图1所示。这种结构在实际生产中由于内模温度较低(150-200℃)，容易出现内模明显的脱模不畅，活塞毛坯内腔拉伤等问题，严重时甚至内模根本无法脱出，产品外观拉伤严重达不到客户的外观要求，容易出现冷隔等铸造缺陷。

对于柴油机活塞而言，普遍采用下抽芯金属型重力铸造工艺，其优点就是顺应了活塞裙部薄头部厚大的特点，能较好地实现活塞毛坯铸造过程中自下而上的顺序凝固，有利于预防活塞头部缩松及气孔缺陷的产生，较好地预防了缩松、气孔等铸造缺陷的产生。为了进一步提高活塞毛坯的凝固速度，细化组织，改善材料的力学性能，采用如图1所示的方案，出现了明显的内模脱模不畅，活塞毛坯内腔拉伤等问题，严重时甚至内模根本无法脱出，产品外观因拉伤严重达不到客户的外观要求。

针对以上问题，另外的解决方案：在内模中再装配一个内模芯100，构成一种两体式内模，如图2所示。其中，内模没有冷却水道，而内模芯有冷却水道；内模和内模芯之间通过间隙装配的方式实现热量的传导，这种结构会导致内模温度(300-350℃)明显高于内模芯(180-250℃)，从而有效地预防了活塞毛坯裙部薄壁的部分因内模温度过低而出现“抱死”，裙部内腔拉伤、冷隔等缺陷，最终出现脱模不畅、毛坯铸造外观不合格等问题。然而，这种在内模中装配一个内模芯的设计，虽能较好地解决因模温过低而出现的内模脱模不畅及活塞裙部内腔拉伤、冷隔问题，但由于内模芯空间太小，很难布置多条水道，相较于相同的产品，这种在内模中装配一个内模芯的结构只能在内模芯中布置1条冷却水道，因此极大地降低了内模对铸件的冷却速度，不能达到铸件快速凝固的目的。

因此，如何提高产品质量的同时，便于脱模，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种模具冷却系统，该模具冷却系统既可以实现内模的快速冷却，又能保证产品的顺利脱模。本发明的另一目的是提供一种包括上述模具冷却系统的金属型重力铸造设备。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种模具冷却系统，包括模具本体和进水管，所述模具本体上设有冷却水道，所述进水管位于所述冷却水道内，还包括套设在所述进水管外部的间隔管，所述间隔管与所述进水管之间具有供冷却水回流的通道；所述冷却水道内部设有第一台阶，所述间隔管的端部与所述第一台阶的台阶面抵接，所述间隔管与所述冷却水道的内壁之间设有间隙。

优选的，所述冷却水道内部还设有第二台阶，所述第一台阶和所述第二台阶由内向外依次布置。

优选的，所述间隔管的外径与所述第一台阶的台阶面外径相同。