[发明专利]带内冷油腔和复合材料的活塞的铸造模具及铸造方法

权利要求书

1.一种生产带内冷油腔和复合材料的活塞的铸造模具，其特征在于：包括

料筒(3)，具有上下贯通的第一容纳腔，该第一容纳腔用于容纳合金熔体；

内模(9)，位于料筒(3)上方，具有与第一容纳腔连通且上下贯通的第二容纳腔，该第二容纳腔用于容纳被挤压的合金熔体；

上模(1)，其底部伸入内模(9)的第二容纳腔内，上模(1)对内冷油腔预制件(5)进行上下限位；以及

下模(2)，位于上模(1)的下方且能在料筒(3)的第一容纳腔和内模(9)的第二容纳腔内上下移动；

还包括用于放置到下模(2)上的复合材料预制件(4)和设置在复合材料预制件(4)上的内冷油腔预制件(5)，所述复合材料预制件(4)和内冷油腔预制件(5)中的其中一个具有定位槽，复合材料预制件(4)和内冷油腔预制件(5)中的另一个具有能伸入定位槽的定位筋；

所述内模(9)在靠近顶料杆(6)底部的位置具有连通第二容纳腔的容纳槽，该容纳槽用于容纳合金熔体中上浮的杂质。

2.根据权利要求1所述的铸造模具，其特征在于：还包括伸入内模(9)的第二容纳腔内且上下穿过上模(1)的顶料杆(6)，所述上模(1)能在第二容纳腔中上下移动，该上模(1)具有第一位置和第二位置；

所述上模(1)在第一位置时，上模(1)的局部位置(X)与顶料杆(6)的底部大致齐平；

所述上模(1)在第二位置时，上模(1)的该局部位置(X)高于所述顶料杆(6)的底部。

3.根据权利要求2所述的铸造模具，其特征在于：还包括设置在上模(1)上方且距离上模(1)的顶面具有一定间距的定模板(7)，定模板(7)和上模(1)之间设置有弹簧(8)，该弹簧(8)使上模(1)始终具有向下靠近合金熔体的趋势。

4.根据权利要求1所述的铸造模具，其特征在于：

还包括设置在料筒(3)外用于给料筒(3)加热的加热装置(100)；

或/和，所述下模(2)的底部设置有伸入料筒(3)的第一容纳腔中的连接杆(21)，在外力的作用下，连接杆(21)能上下移动，从而带动下模(2)上下移动。

5.一种带内冷油腔和复合材料的活塞的铸造方法，其特征在于，应用有如权利要求1～4中任一项所述的生产带内冷油腔和复合材料的活塞的铸造模具，所述铸造方法包括如下步骤：

1)清理用于容纳合金熔体的料筒(3)和内模(9)，清理用于挤压合金熔体的上模(1)和下模(2)；

2)移开上模(1)，将下模(2)相对料筒(3)往下移动，再将合金熔体浇入已预热的料筒(3)中；

3)往所述步骤2)中的合金熔体内放置已预热的复合材料预制件，再在复合材料预制件(4)的顶部放置已预热的内冷油腔预制件(5)；

4)合上上模(1)，并通过上模(1)对内冷油腔预制件(5)进行上下限位；

5)下模(2)向上运动从而挤压合金熔体，使得合金熔体成型，再经凝固后形成活塞；

6)将所述步骤5)中得到的活塞的底部与下模(2)分离，将所述步骤5)中得到的活塞的顶部与上模(1)分离，从而完成活塞的脱模；

7)取出活塞，并清除内冷油腔预制件(5)，即得到带内冷油腔和复合材料的活塞。

6.根据权利要求5所述的铸造方法，其特征在于：所述步骤2)中，已预热的料筒(3)的温度为600～700℃。

7.根据权利要求5所述的铸造方法，其特征在于：所述步骤3)中，先将预热至850～900℃的复合材料预制件(4)放入合金熔体中并置于下模(2)的顶部，再将预热至450～550℃的内冷油腔预制件(5)放置在复合材料预制件(4)的顶部。

8.根据权利要求5所述的铸造方法，其特征在于：所述步骤5)中，所述下模(2)挤压合金熔体的挤压压力为100～120MPa，挤压时间为3～5min。