球铁与灰铁复合铸造的汽车模具铸件、浇注系统和铸造方法技术方案

本发明专利技术涉及一种球铁与灰铁复合铸造的汽车模具铸件、浇注系统和铸造方法，所述汽车模具铸件包括一次性铸造成型的模座和工作部分，所述模座的材料为灰铁，所述工作部分的材料为球铁，所述模座和工作部分的结合面为冶金结合。这样，将模座和工作部分一次性整体铸造成形，节约了铸造生产时间，同时由于模具机加工基准基本一致，机加工工作量大幅度减少、加工精度大幅度提高，明显缩短了机加工时间，降低了机加工成本，钳工装配调试模具的难度和时间大幅度缩短。而且，所述模座和工作部分的结合界面为冶金结合，结合面具有良好的工艺性能，结合强度高，从而避免发生结合面开裂的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于汽车模具铸造领域，具体为一种球铁与灰铁复合铸造的汽车模具铸件、浇注系统和铸造方法。
技术介绍
汽车模具是完成汽车零部件成形，实现汽车产量化的关键装备，在汽车的开发，汽车的换型中担负着重要的职责。一款全新车型大约需要350-400套汽车覆盖件模具，价值超过一个亿。而一款改型车平均约有25％的汽车覆盖件模具需要更换，更换的模具价值也达到数千万。各大汽车生产厂家都把提高汽车上市的周期作为提高竞争力的重要举措之一，因而对汽车覆盖件模具的更新时间和质量提出了更高要求。现有的汽车模具生产方法，是将模具分成模座和工作部分、再将工作部分分成多个镶块，对模座和多个镶块分别铸造成形。工作部分与基座连接方式通常采用螺栓连接，但由于工作部分与基座之间的接触面很大，机加工精度要求高，工人在调试模具前，采用螺栓将工作部分与基座连接起来麻烦，搬运与管理麻烦。浇注系统是铸造液进入型腔的通道，合理的浇注系统结构对于保证铸件质量起着很重要的作用，浇注系统与金属液流态，型腔内气体的排出等密切相关，并能对填充速度、填充时间、型腔温度等充型条件起调节作用，然而不合理的浇注系统会导致气孔、缩孔缩松、冷隔以及表面光洁度差等缺陷。双金属复合铸件的特点是用铸造的生产方式将两种不同金属形成牢固的冶金结合，从而铸造出具有一个铸件同时拥有两种金属性能复合铸件毛坯或零件。双液复合铸造的过程中两种铸造液既不能冲混，冲混会降低高硬度铸造液材料的纯度，从而降低工作件的机械性能，又不能在两种金属结合面出现冷隔、氧化夹杂缺陷。但是，传统的双液复合铸造方法都是采用单一的两个浇注装置叠加来实现双液复合铸造成型，容易导致两种铸造液冲混或冷隔、氧化夹杂缺陷，影响双液复合铸件的质量。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种球铁与灰铁复合铸造的汽车模具铸件，其能在汽车模具铸件铸造的过程中避免两种金属液冲混，提高球铁与灰铁复合铸造的汽车模具铸件的质量。本专利技术要解决的另一技术问题是：提供一种铸造汽车模具铸件的浇注系统，其能在铸造汽车模具铸件的过程中避免两种金属液冲混，提高汽车模具铸件的铸造质量。本专利技术要解决的又一技术问题是：提供一种汽车模具铸件的铸造方法，其能在铸造汽车模具铸件的过程中避免两种金属液冲混，提高汽车模具铸件的铸造质量。为了解决上述第一个技术问题，本专利技术提供一种球铁与灰铁复合铸造的汽车模具铸件，其包括一次性铸造成型的模座和工作部分，所述模座的材料为灰铁，所述工作部分的材料为球铁，所述模座和工作部分的结合面为冶金结合。这样，所述汽车模具铸件采用双金属复合铸造的方法，将模座和工作部分一次性整体铸造成形，节约了铸造生产时间；而且由于模座和工作部分一次性整体成形，模具机加工基准基本一致，机加工工作量大幅度减少、加工精度大幅度提高，明显缩短了机加工时间，降低了机加工成本。另外，由于所述模座的材料为灰铁，所述工作部分的材料为球铁，这样钳工装配调试模具的难度和时间大幅度缩短。而且，所述模座和工作部分的结合界面为冶金结合，在结合界面间灰铁和球铁原子相互扩散形成结合面，如此，结合面具有良好的工艺性能，结合强度高，从而避免发生结合面开裂的问题。为了解决上述第二个技术问题，本专利技术提供一种铸造汽车模具铸件的浇注系统，包括球铁浇注装置和灰铁浇注装置，所述球铁浇注装置与铸型的下部相连，所述灰铁浇注装置与铸型的上部相连，所述铸型的下部与上部之间设置有溢流口。这样，在双金属复合铸造的过程中，先通过球铁浇注装置浇注球铁液，球铁液浇注到铸型的下部，由于铸型的下部与上部之间设置有溢流口，待球铁液浇注到溢流口位置时，让多余的球铁液排出铸型内腔，从而控制所需球铁液的液面，并且通过溢流口充分溢流使球铁液的液面纯净，再将溢流口堵住，通过灰铁浇注装置将灰铁液浇注到铸型的上部，从而所述球铁液与灰铁液在溢流口处形成冶金结合面，而球铁液和灰铁液在浇注过程中互不干扰、不冲混，因此提高双金属复合铸件的质量。进一步的，可以将溢流口设置在所述球铁浇注装置的对面，这样球铁浇注装置为开放式结构，采用球铁浇注装置浇注球铁液的过程中，球铁液的流动性会更加平稳，同时也可以减少球铁液被氧化，也更有利于通过溢流口将多余的球铁液排出铸型内腔。本专利技术的另一技术方案在于在上述基础之上，所述铸型为预设形状和大小的泡沫模。本专利技术的另一技术方案在于在上述基础之上，在所述铸型的下部设置有冷却装置。本专利技术的另一技术方案在于在上述基础之上，所述冷却装置为设置在所述铸型的下部外侧的外冷铁。本专利技术的另一技术方案在于在上述基础之上，所述铸型的顶部设置有排气冒口。本专利技术的另一技术方案在于在上述基础之上，所述排气冒口设置有多个，且均匀、间隔布置在所述铸型的顶部。本专利技术的另一技术方案在于在上述基础之上，所述泡沫模上涂刷有涂料，所述涂料的厚度为1.5～2.5mm。本专利技术的另一技术方案在于在上述基础之上，所述球铁浇注装置包括第一直浇道、第一横浇道和第一内浇道，所述第一直浇道、第一横浇道和第一内浇道截面积比例为1：1.1～1.3：1.4～1.8；和/或所述灰铁浇注装置包括第二直浇道、第二横浇道、第三横浇道和第二内浇道，所述第二直浇道、第二横浇道、第三横浇道和第二内浇道的截面积比例为1：1.1～1.3：1.3～1.5：1.5～2。本专利技术的另一技术方案在于在上述基础之上，第一直浇道和/或第二直浇道为陶瓷浇管，所述第一横浇道、第二横浇道和/或第三横浇道为泡沫浇道，所述第一内浇道和/或第二内浇道为泡沫浇道。本专利技术的另一技术方案在于在上述基础之上，所述第二直浇道的顶部比铸型的顶部高500mm以上。这样，可以利用灰铁液的重力对双金属复合铸件进行补缩，降低补缩成本，提高生产效率。为了解决上述第三个技术问题，本专利技术提供一种汽车模具铸件的铸造方法，其特征在于，包括以下步骤：准备铸型，按照汽车模具的形状和大小，准备包含与汽车模具形状和大小匹配的泡沫模铸型；浇注球铁液，通过浇注系统将球铁液浇注到铸型的下部，铸型的下部与铸型的上部之间设置有溢流口，待球铁液从溢流口溢流5～15秒，停止浇注球铁液，并将溢流口堵住；浇注灰铁液，通过浇注系统将灰铁液浇注到铸型的上部；冷却凝固后得到所述汽车模具铸件。这样，在汽车模具铸件的铸造过程中，先通过浇注系统将球铁液浇注到铸型的下部，由于铸型的下部与上部之间设置有溢流口，待球铁液浇注到溢流口位置时，让多余的球铁液排出铸型内腔，从而控制所需球铁液的液面，并且待球铁液从溢流口溢流5～15秒后，通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种球铁与灰铁复合铸造的汽车模具铸件，其特征在于，所述汽车模具铸件包括一次性铸造成型的模座和工作部分，所述模座的材料为灰铁，所述工作部分的材料为球铁，所述模座和工作部分的结合面为冶金结合。

【技术特征摘要】
1.一种球铁与灰铁复合铸造的汽车模具铸件，其特征在于，所述汽车模具铸件包括一
次性铸造成型的模座和工作部分，所述模座的材料为灰铁，所述工作部分的材料为球铁，所
述模座和工作部分的结合面为冶金结合。
2.一种铸造汽车模具铸件的浇注系统，其特征在于，包括球铁浇注装置和灰铁浇注装
置，所述球铁浇注装置与铸型的下部相连，所述灰铁浇注装置与铸型的上部相连，所述铸型
的下部与上部之间设置有溢流口，所述球铁浇注装置和灰铁浇注装置相对设置于铸型的两
侧。
3.根据权利要求2所述的浇注系统，其特征在于，所述铸型为预设形状和大小的泡沫
模。
4.根据权利要求2所述的浇注系统，其特征在于，在所述铸型的下部设置有冷却装置；
或者，所述冷却装置为设置在所述铸型的下部外侧的外冷铁。
5.根据权利要求2所述的浇注系统，其特征在于，所述铸型的顶部设置有排气冒口；或
者，所述排气冒口设置有多个，且均匀、间隔布置在所述铸型的顶部。
6.根据权利要求3所述的浇注系统，其特征在于，所述泡沫模上涂刷有涂料，所述涂料
的厚度为1.5～2.5mm。
7.根据权利要求2至6中任一所述的浇注系统，其特征在于，所述球铁浇注装置包括第
一直浇道、第一横浇道和第一内浇道，所述第一直浇道、第一横浇道和第一内浇道截面积比
例为1：1.1～1.3：1.4～1.8；和/或所述灰铁浇注装置包括第二直浇道、第二横浇道、第三横
浇道和第二内浇道，所述第二直浇道、第二横浇道、第三横浇道和第二内浇道的截面积比例
为1：1.1～1.3：1.3...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘林峰，张福全，郑耀明，杨能义，张勇，
申请(专利权)人：湖南湖大三佳车辆技术装备有限公司，刘林峰，张福全，郑耀明，
类型：发明
国别省市：湖南;43