铝合金柴油机缸盖的铸造方法技术

本发明专利技术公开了一种铝合金柴油机缸盖的铸造方法，包括如下步骤：加工金属型模块，金属型模块包括板形金属模块和方形金属模块，板形金属模块用来成型铝合金柴油机缸盖的燃烧室部位，方形金属模块用来成型铝合金柴油机缸盖的两端部位；加工底盘砂芯，底盘砂芯采用数字化无模成形机加工成型，在底盘砂芯的内底面和两端内表面的位置分别加工出用来镶嵌板形金属模块和方形金属模块的安装位置；砂芯组装，首先将金属型模块镶嵌在底盘砂芯的相应安装位置后，再将上下水套砂芯、进排气道砂芯、浇道砂芯、挺杆孔砂芯、盖盘砂芯及浇口杯砂芯进行组装；采用侧浇底注的方式浇铸铝合金液。该方法可以对铸件的关键部位获得质量较好的微观组织。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及领域，特别涉及一种。
技术介绍
柴油机气缸盖(也称缸盖)是柴油发动机的重要部件，缸盖外部有外形状，内部有进气道、排气道、冷却水道、油道及喷油器座等结构，缸盖的底面有进气门、排气门等结构，同时，缸盖的底面也是柴油机燃烧室的顶部，其结构复杂，毛坯一般用铸造方法制造，多数情况下，其材料通常为铸铁。 但是，对于高功率、轻量化的柴油机，特别是对于轿车或高性能的越野车，其柴油机缸盖则是采用铝合金材料，其缸盖下部与气缸体、活塞组成燃烧室。当柴油机在工作时，燃烧室的气体温度瞬间达到1800?2000°C以上，工作的最高压力达到15MPa以上，因此柴油机缸盖的工作条件更为恶劣，所以对气缸盖的性能要求更为苛刻，特别是对气缸盖下部分(燃烧室部位)的微观组织要求更苛刻，通常这个部位的金相枝晶间距< 25μπι，因此有更高的要求，其通常比铸铁类缸盖的铸造方法复杂且难铸造。 目前，对于铸铁类材质的柴油机缸盖的毛坯铸造通常是采用全砂型的重力铸造，而对于铝合金柴油机缸盖，通常采用形成缸盖外型的全金属型的外模与形成内部气水道类的砂芯相组合的铸造方式，通过重力铸造及低压铸造得到缸盖铸件。由于一个柴油机缸盖新产品的开发，特别是铝合金材料的柴油机缸盖的产品开发，为了验证其结构的设计合理性以及产品的特性，通常会铸造加工装配出数量不多的几台新产品样机，通过验证样机再进行产品的优化设计，等待样机合格后，才进入产品的外形金属模具以及生产砂芯的模具的设计开发等批量化生产。 鉴于此，无论是全砂芯的铸造方法，还是金属型模具铸造方法，虽能满足工作需要，但存在一定的缺点，主要表现在:1.全砂芯的铸造方法缺点在于，砂型的整体性质软，且多孔性，故铸出的铸件表面粗糙，铁件的尺寸精度低；由于砂型的散热性差，铸造时铸件的厚大部位冷却速度慢，所以铸件厚大部位易产生缩孔及铸件微观组织粗大的缺点，尤其是气缸盖的燃烧室工作部分因其在高温高压的恶劣条件下，对铸件的微观组织有更高的要求，否则气缸盖在工作时的性能急剧下，严重时会损害到整个发动机，因此采用砂型铸造的方法不能满足气缸盖的工作要求。2.金属型模具的铸造方法优点在于金属型的铸件尺寸精度高，形状清晰，铸件表面粗糙好，金属型的模具的冷却速度大，所以能较好的满足气缸盖的燃烧室工作部分的枝晶间距要求< 25 μ m,也就能保证气缸盖的燃烧室部分在高温高压工作条件下的可靠性。但是金属型模具的铸造方法中的模具材料通常采用热作模具钢的四开模具，带有很多附件，以及与设备接口连接设计制造等，其模具设计制造成本较高，制造周期长，此种方法多用于成熟产品上，如用于新产品开发则会影响新产品的开发周期，并由于新产品存在更改优化等不确定因素，都会引起模具的更改，严重时可会导致模具的报废。总之，以上两种铸造方法，都不能满足铝合金柴油机缸盖新产品的样机快速铸造验证的要求。 公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，满足铝合金柴油机缸盖新产品的样机快速铸造验证的要求。 为实现上述目的，本专利技术提供了一种包括如下步骤:加工金属型模块，其采用数字化无模成形机加工成型，金属型模块包括板形金属模块和方形金属模块，板形金属模块用来成型铝合金柴油机缸盖的燃烧室部位，方形金属模块用来成型铝合金柴油机缸盖的两端部位；加工底盘砂芯，底盘砂芯采用数字化无模成形机加工成型，在底盘砂芯的内底面和两端内表面的位置分别加工出用来镶嵌板形金属模块和方形金属模块的安装位置；砂芯组装，首先将金属型模块镶嵌在底盘砂芯的相应安装位置后，再将上下水套砂芯、进排气道砂芯、浇道砂芯、挺杆孔砂芯、盖盘砂芯及浇口杯砂芯进行组装；采用侧浇底注的方式浇铸铝合金液并进行冷却形成铝合金柴油机缸盖。 优选地，浇道砂芯包括左浇道砂芯、右浇道砂芯及前浇道砂芯。 优选地，上下水套砂芯、进排气道砂芯、浇道砂芯、挺杆孔砂芯、盖盘砂芯及浇口杯砂芯都采用数字化无模成形机加工成型。 优选地，按照如下步骤进行砂芯组装:A.将底盘砂芯置于工作板上，把金属型模块分别镶嵌在相应安装位置；B.依次安装左浇道砂芯、右浇道砂芯及前浇道砂芯，并检查到位；C.安装下水套砂芯于左浇道砂芯和右浇道砂芯的芯头位内，再安装进排气道砂芯，然后将上水套砂芯装入下水套砂芯上，并以左浇道砂芯和右浇道砂芯的相应的芯头凹位精确定位；D.插入挺杆孔砂芯于底盘砂芯的芯座内；E.对步骤A至D完成的砂芯组件及盖盘砂芯和浇口杯砂芯加热，加热后快速将盖盘砂芯及浇口杯砂芯与砂芯组件组装完成。 优选地，采用数字化无模成形机加工上下水套砂芯、进排气道砂芯、浇道砂芯及盖盘砂芯时，在上下水套砂芯、进排气道砂芯、浇道砂芯及盖盘砂芯的周围部分保留有用来支撑定位的工艺块，待上下水套砂芯、进排气道砂芯、浇道砂芯及盖盘砂芯的形状尺寸加工完后人工去掉工艺块。 优选地，金属型模块还包括若干圆柱形金属模块，其间隔的镶嵌在底盘砂芯两侧的型砂内部。 与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果:通过在砂型中增设金属型模块而形成的外砂内铁的复合铸型，集合了金属型模具铸造方法的形状准确，表面质量好，铸件关键部位容易获得质量较好的微观组织的优点，也集合了砂型铸造方法的快速、低成本、无需模具投入的优点，造铸造成本低，周期短。 【附图说明】 图1是根据本专利技术的中金属型模块在缸盖的位置的不意图； 图2是根据本专利技术的中金属型模块在缸盖的位置的又一不意图； 图3是根据本专利技术的中底盘砂芯的结构示意图； 图4是根据本专利技术的中金属型模块镶嵌在底盘砂芯上的结构示意图； 图5是根据本专利技术的中局部砂芯组装后(砂芯组件)的示意图； 图6是根据本专利技术的中砂芯组装后的示意图； 图7是根据本专利技术的中加工中的水套砂芯的结构示意图； 图8是根据本专利技术的中加工中的水套砂芯的结构的又一不意图； 图9是根据本专利技术的中利用的浇注系统示意图。 主要附图标记说明: 11-圆柱形金属模块，12-板形金属模块，13-方形金属模块,2-底盘砂芯，31-进气道砂芯，32-排气道砂芯，51-左浇道砂芯，52-右浇道砂芯，53-前浇道砂芯，6-挺杆孔砂芯，7-盖盘砂芯，8-浇口杯砂芯。 【具体实施方式】 下面结合附图，对本专利技术的【具体实施方式】进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受【具体实施方式】的限制。 除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。 根据本专利技术【具体实施方式】的一种，包括如下步骤: 第一步，加工金属型模块，其采用数字化无模成形机加工成型，金属型模块包括板形金属模块12和方形金属模块13,作为一种优选实施例,金属型模块还包括若干圆柱形金属模块11 (参见图1和图2)，圆柱形金属模块11间隔的镶嵌在底盘砂芯2两侧的型砂内部(参见图4)。其中，板形金属模块12用来成型铝合金柴油机缸盖的燃烧室部位，方形金属模块13用来成型铝合金柴油机缸盖的两端部位。利用金属型模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝合金柴油机缸盖的铸造方法，其特征在于，包括如下步骤：加工金属型模块，其采用数字化无模成形机加工成型，所述金属型模块包括板形金属模块和方形金属模块，所述板形金属模块用来成型铝合金柴油机缸盖的燃烧室部位，所述方形金属模块用来成型铝合金柴油机缸盖的两端部位；加工底盘砂芯，所述底盘砂芯采用数字化无模成形机加工成型，在所述底盘砂芯的内底面和两端内表面的位置分别加工出用来镶嵌所述板形金属模块和所述方形金属模块的安装位置；砂芯组装，首先将所述金属型模块镶嵌在所述底盘砂芯的相应安装位置后，再将上下水套砂芯、进排气道砂芯、浇道砂芯、挺杆孔砂芯、盖盘砂芯及浇口杯砂芯进行组装；采用侧浇底注的方式浇铸铝合金液并进行冷却形成所述铝合金柴油机缸盖。

【技术特征摘要】
1.一种铝合金柴油机缸盖的铸造方法，其特征在于，包括如下步骤: 加工金属型模块，其采用数字化无模成形机加工成型，所述金属型模块包括板形金属模块和方形金属模块，所述板形金属模块用来成型铝合金柴油机缸盖的燃烧室部位，所述方形金属模块用来成型铝合金柴油机缸盖的两端部位； 加工底盘砂芯，所述底盘砂芯采用数字化无模成形机加工成型，在所述底盘砂芯的内底面和两端内表面的位置分别加工出用来镶嵌所述板形金属模块和所述方形金属模块的安装位置； 砂芯组装，首先将所述金属型模块镶嵌在所述底盘砂芯的相应安装位置后，再将上下水套砂芯、进排气道砂芯、浇道砂芯、挺杆孔砂芯、盖盘砂芯及浇口杯砂芯进行组装； 采用侧浇底注的方式浇铸铝合金液并进行冷却形成所述铝合金柴油机缸盖。2.根据权利要求1所述的铝合金柴油机缸盖的铸造方法，其特征在于，所述浇道砂芯包括左浇道砂芯、右浇道砂芯及前浇道砂芯。3.根据权利要求2所述的铝合金柴油机缸盖的铸造方法，其特征在于，所述上下水套砂芯、所述进排气道砂芯、所述浇道砂芯、所述挺杆孔砂芯、所述盖盘砂芯及所述浇口杯砂芯都采用数字化无模成形机加工成型。4.根据权利要求3所述的铝合金柴油机缸盖的铸造方法，其特征在于，按照如下步...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢永泽，陈金源，马国胜，张俊，
申请(专利权)人：广西玉柴机器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45