一种采用消失模制作活塞的方法技术

本发明专利技术公开了一种采用消失模制作活塞的方法，包括以下步骤：将宝珠砂采用3D打印设备打印出活塞内冷油道和油孔为一体的砂模内芯，且砂模内芯的外表面涂有涂料层；将砂模内芯连接在活塞模具内，而后采用聚苯乙烯泡沫塑料发泡成型，形成与活塞形状相同的消失模；在消失模表面涂覆涂料层并烘干，将其埋入活塞铸造砂箱内的干砂中；使用熔炼的铸造原料进行浇注，冷凝形成活塞。本发明专利技术采用3D打印技术与消失模铸造工艺相结合，使活塞内冷油道结构3D打印成型，该制作方法工艺简单、材料利用率高、效果好、成本低，制备活塞的形状和大小不受限制，满足活塞结构整体化的要求。本发明专利技术克服了传统工艺制造活塞内冷油道成型困难、密闭缺陷多的问题。

A method of making piston with EPC

【技术实现步骤摘要】
一种采用消失模制作活塞的方法
本专利技术涉及汽车零部件加工
，尤其涉及到一种采用消失模制作活塞的方法。
技术介绍
发动机是汽车、机车车辆和船舶的动力来源，而活塞是各种发动机的心脏部件，活塞在工作过程中承受着高温、高压、复杂摩擦和热机耦合载荷的作用，工作环境十分恶劣。近二十年来内燃机技术的快速发展，发动机升功率和爆发压力不断提升，伴随着活塞承受的工作负荷越来越高，对活塞的性能提出了更高的要求，尤其是高温性能。如图1所示，活塞内冷油道11与活塞壳体12之间的加工，主要通过焊接、摩擦焊和激光重熔等加工成型方式，这些方式都存在一定缺点，如都存在加工困难、易变形、加工余量大、加工周期长、加工质量和精度很难控制等因素，难以满足活塞内冷油道结构整体化要求。因此，必须寻求一种新的制备含内冷油道活塞的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术中的不足之处而提供一种方法工艺简单、材料利用率高、效果好、成本低、生产效率高，制备活塞的形状和大小不受限制，满足活塞结构整体化的要求，特别是活塞内冷油道的采用消失模制作活塞的方法。本专利技术是通过如下方式实现的：一种采用消失模制作活塞的方法，包括以下步骤：步骤1)：将宝珠砂采用3D打印设备打印出活塞内冷油道和油孔为一体的砂模内芯，且砂模内芯的外表面涂有涂料层；步骤2)：将步骤1)的砂模内芯连接在活塞模具内，而后采用聚苯乙烯泡沫塑料发泡成型，形成与活塞形状相同的消失模，消失模粘上采用聚苯乙烯泡沫塑料发泡成型的浇道与浇口；在消失模表面涂覆涂料层并烘干，将其埋入活塞铸造砂箱内的干砂中；步骤3)：使用熔炼的铸造原料进行浇注，冷凝形成活塞。进一步地，所述的铸造原料的化学成分的质量百分含量为：C：0.20-0.45％，Si：0.25-0.65％，Mn：0.85-1.60％，P：0.03-0.05％，S：0.03-0.05％，Cr：0.25-0.95％，Ni：1.50-2.10％，Mo：0.10-0.45％，Cu：0.25-0.5％，V：0.25-0.25％，余量为Fe。进一步地，铸造原料的熔化浇注过程为：将纯废钢加入中频感应电炉中进行融化，升温至1400℃-1450℃；而后加入锰铁、钼铁和硅铁进行融化，融化后再加入纯铜进行融化，融化后测定融溶液的成分和含量，融溶液的成分和含量达到规定的范围内时，升温至1590℃-1610℃；而后将融溶液倒入浇口进行现场浇注。本专利技术的有益效果在于：采用3D打印技术、消失模铸造工艺相结合，使活塞内冷油道结构3D打印成型，该制作方法工艺简单、材料利用率高、效果好、成本低，制备活塞的形状和大小不受限制，满足活塞结构整体化的要求。本专利技术克服了传统工艺制造活塞内冷油道成型困难、密闭缺陷多的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1现有活塞结构剖视图；图2本专利技术结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。实施例：一种采用消失模制作活塞的方法，如图2所示，包括以下步骤：步骤1)：将宝珠砂采用3D打印设备打印出活塞内冷油道1和油孔2为一体的砂模内芯3，且砂模内芯3的外表面涂有涂料层；步骤2)：将步骤1)的砂模内芯3连接在活塞模具内，而后采用聚苯乙烯泡沫塑料发泡成型，形成与活塞形状相同的消失模4，消失模4粘上采用聚苯乙烯泡沫塑料发泡成型的浇道与浇口；在消失模表面涂覆涂料层并烘干，将其埋入活塞铸造砂箱5内的干砂中；步骤3)：使用熔炼的铸造原料进行浇注，冷凝形成活塞。进一步地，所述的铸造原料的化学成分的质量百分含量为：C：0.20-0.45％，Si：0.25-0.65％，Mn：0.85-1.60％，P：0.03-0.05％，S：0.03-0.05％，Cr：0.25-0.95％，Ni：1.50-2.10％，Mo：0.10-0.45％，Cu：0.25-0.5％，V：0.25-0.25％，余量为Fe。进一步地，铸造原料的熔化浇注过程为：将纯废钢加入中频感应电炉中进行融化，升温至1400℃-1450℃；而后加入锰铁、钼铁和硅铁进行融化，融化后再加入纯铜进行融化，融化后测定融溶液的成分和含量，融溶液的成分和含量达到规定的范围内(此处规定的范围为上述的铸造原料的化学成分的质量百分含量)时，升温至1590℃-1610℃；而后将融溶液倒入浇口进行现场浇注。进一步地，铸造原料在融化过程中，对融溶液的成分和含量的测定为本领域常用测定方式，当融溶液的成分和含量低于或高于规定的范围内，要加入相应的原料进行调配，使之达到规定的范围值(此处规定的范围为上述的铸造原料的化学成分的质量百分含量)内,调配方式为本领域常用方式。本专利技术所铸造出来的活塞的硬度为240-310HV。本专利技术所铸造出来的活塞的抗拉强度在20℃时能达到920-980MPa，在130℃时能达到870-960MPa，在300℃时能达到850-930MPa，在450℃时能达到630-690MPa。本专利技术所铸造出来的活塞的屈服强度在20℃时能达到740-860MPa，在130℃时能达到700-800MPa，在300℃时能达到680-750MPa本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用消失模制作活塞的方法，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤1)：将宝珠砂采用3D打印设备打印出活塞内冷油道(1)和油孔(2)为一体的砂模内芯(3)，且砂模内芯(3)的外表面涂有涂料层；/n步骤2)：将步骤1)的砂模内芯(3)连接在活塞模具内，而后采用聚苯乙烯泡沫塑料发泡成型，形成与活塞形状相同的消失模(4)，消失模(4)粘上采用聚苯乙烯泡沫塑料发泡成型的浇道与浇口；在消失模表面涂覆涂料层并烘干，将其埋入活塞铸造砂箱(5)内的干砂中；/n步骤3)：使用熔炼的铸造原料进行浇注，冷凝形成活塞。/n

【技术特征摘要】
1.一种采用消失模制作活塞的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1)：将宝珠砂采用3D打印设备打印出活塞内冷油道(1)和油孔(2)为一体的砂模内芯(3)，且砂模内芯(3)的外表面涂有涂料层；
步骤2)：将步骤1)的砂模内芯(3)连接在活塞模具内，而后采用聚苯乙烯泡沫塑料发泡成型，形成与活塞形状相同的消失模(4)，消失模(4)粘上采用聚苯乙烯泡沫塑料发泡成型的浇道与浇口；在消失模表面涂覆涂料层并烘干，将其埋入活塞铸造砂箱(5)内的干砂中；
步骤3)：使用熔炼的铸造原料进行浇注，冷凝形成活塞。


2.根据权利要求1所述的一种采用消失模制作活塞的方法，其特征在于：所述的铸造原料的化学成分的质量百分含量为：C：...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈秋，
申请(专利权)人：陈秋，
类型：发明
国别省市：福建;35