专利名称：清理和加热用于铸造铝汽缸体的铁衬里的制作方法
技术领域：
本发明涉及对铁衬里的预处理，该铁衬里被铸进铝汽缸体。
背景技术：
在机动车和引擎制造工业中，平常的实践会尽可能地将车辆组成零部件的重量保持在最小值。因此，不但引擎缸体是由铸铁经过长时间铸成，还需对汽缸径进行仔细地加工以容纳接收引擎的活塞。然而，由于引入了铝汽缸体，就需要在汽缸体内设置铁衬里，引擎的活塞在该衬里内运行，这是因为铝并不是一种十分耐磨的金属。
平常的实践会将铁衬里置入铸模内，并铸出引擎缸体，从而将铁衬里铸造到位。然而，在接触到熔融的铝金属之前，衬里必须被彻底地清理和预热。
就申请人所知道的而言，最常用的清理方法包括用碳钢丸进行喷丸清理。这是在喷丸室内进行的，而且基于衬里在喷丸室内的方向来控制，这个工艺是一个很难的工艺。
对衬里的预热通常是通过感应加热来实现的，即，使用置于筒状芯的中心的空隙内的感应器，该筒状芯支撑衬里。
在铸造前预热衬里的原因是可以确保达到尽可能高的接合(汽缸体的母体金属与衬里之间的接触)。如果衬里置于环境温度下，那么流经其上的热金属液会快速冷却，导致接合处的缺陷，这些缺陷可能表现为冷隔(两种液流相遇但没有熔合，从而留下裂纹线)、和气孔，气孔是因为水汽转向液流从而在铸件壁内形成孔造成的。
因为需要将衬里快速加热，通常在10秒钟内，感应加热是现在优选的用于在铸造操作中预热衬里的方法。
与感应加热相关的一些问题包括对衬里温度的唯一控制是通过控制感应器的输入功率；没有可行的工艺方法来测量衬里的温度。
不能对衬里均匀地加热，利用热成像来记录衬里的加热，热成像显示出衬里是以随机的方式来变热的，同一个衬里的不同区域的温度浮动显示出100℃的差别，与同一个铸模内其它的衬里会有更大差别。这种温度一致性的缺乏会对铸造质量有直接的影响。因为不一致的衬里温度会影响凝固界面，从而导致在铸件内的收缩缺陷。
衬里在环境温度下被装进铸模内。在低温下，衬里与铸模良好地配合，仅仅具有大约0.05mm的移动量。在衬里预热期间，经常在200℃到400℃的温度范围内，衬里会按指数规律膨胀。这种膨胀使得衬里的内径增大，从而离开支撑自己的筒状芯。这会造成衬里位置的尺寸不精确，衬里的位置在铝汽缸体的生产中是关键而严格的。图1示出了衬里位置在环境温度和高温之间的可能差别。
已知用液化床来进行热处理，也可以进行颗粒的清理。
本发明的目的是提供一种解决方案，从而克服衬里清理和汽缸衬里加热的问题。
本发明的另一个目的是提供一种装置，从而使衬里被均匀地预热到整个衬里都达到一致的温度。
本发明的又一个目的是提供一种装置，从而使整个衬里能被预热到选定的温度。
发明内容
在本发明的一个优选实施例中，提供了一种方法，该方法提供一种铁汽缸衬里以加入用于内燃机的铸造铝汽缸体内，该方法包括以下步骤，即，将衬里置入被加热的液化床内以对衬里同时进行清理和加热，并在浇注铝汽缸体之前将被清理和加热的衬里置入引擎缸体的砂型芯内。
优选地，所述液化床被加热到所希望的温度。
优选地，所述液化床是液化砂床。
优选地，接收所述被加热的衬里的所述砂型芯的尺寸适于接收被加热的并因此膨胀的衬里。
优选地，所述衬里接下来的冷却和相应的收缩会将所述衬里以正确的位置锁到所述砂型芯上。
为了更好地理解本发明，现在以优选实施例来描述本发明，并借助附图来描述优选实施例，其中图1和图2是置于砂型芯上的衬里的剖面图，衬里是根据现有技术设计的尺寸和被加热的，图1和图2示出了错位的情形；和图3是置于砂型芯上的衬里的剖面图，衬里是根据本发明的方法设计的尺寸和被加热的。
实施本发明的最佳模式现在参考附图，具体见图1，衬里1是根据现有技术的方法被加热的，即感应加热。衬里1在环境温度被设置在筒状芯2上。在此低温下，衬里1与筒状芯2配合良好，仅仅可能具有大约0.05mm的移动量。
现在参考图2，衬里然后通过感应线圈3被预热，线圈3被降到筒状芯2中的空隙4内；在衬里预热期间，经常在200℃到400℃的温度范围内，衬里1会按指数规律膨胀。这种膨胀使得衬里的内径A增大，从而离开支撑自己的筒状芯2。这样可能造成尺寸误差B，或者甚至使衬里1的位置不能对准，这两者在铝汽缸体的生产中都是关键或严格的。
现在参考图3，衬里1在液化砂床内被加热，然后通过可编程的机器手被放置到筒状芯2上。在这种情况下，筒状芯2的被设计的尺寸适于接收被加热的并因此而膨胀的衬里。在接下来衬里1的冷却和因此导致的收缩期间，衬里1会被锁到砂型芯2的正确位置上。
可以看出使用液化砂床来加热和清理衬里有很多优点。
液化床会在衬里上产生擦洗作用，从而清理衬里，而且通过将液化床加热到所需的温度，液化床可被加热到床介质的控制温度+/-1℃。床内的任何物质都会快速一致化到床温。衬里将会没有温差地变热，温差在感应加热中会出现的，并且所记录的床的温度将是衬里的温度，使得温度控制更简单更准确。
然后衬里优选地由机械臂从床中取出，并以所需要的温度被安装到砂模中。因为衬里的温度是被控制的，所以其膨胀是已知的，而接收被加热的衬里的砂型芯的尺寸适于被加热的并因此膨胀的衬里。衬里然后冷却，导致它的收缩。这种收缩会将衬里以正确的位置锁到砂型芯上。
因此，在衬里被冷却到任意温度之前，优选地，在衬里安装进铸模中后就尽可能快地浇注铸模。这样，在铸模填充或注满之前使衬里预热温度损失控制在最小。而且，由于使用液化床而使温度控制的精确性的提高成为可能，从而能够在转移操作进行之前，通过对衬里提供额外加热而补偿在转移操作中不希望发生的任何冷却。
由于液化床预热清理掉衬里表面的所有残余物，而没有过度磨损衬里表面(如在喷丸清理中发生的)，衬里铸件可以从非铸造的标准件回收，并被再次投入系统。
因此，可以看出本发明提供了一种系统，因此部件可以同时被清理和加热。优选地，本发明特别针对清理和加热汽缸衬里，该衬里被置于用于铸造铝汽缸体的砂模中。
虽然具体描述了本发明的一种形式，但本发明并不限于此，而是可以包括落入本发明精神和范围内的各种变体和改进形式。
权利要求
1.一种方法，该方法提供一种铁汽缸衬里以加入用于内燃机的铸造铝汽缸体内，该方法包括以下步骤将衬里置入被加热的液化床内以对所述衬里同时进行清理和加热，以及在浇注铝汽缸体之前，将被清理和加热的衬里置入引擎缸体的砂型芯内。
2.如前面任何权利要求所述的方法，其特征在于所述液化床被加热到所希望的温度。
3.如前面任一权利要求所述的方法，其特征在于所述液化床是液化砂床。
4.如前面任一权利要求所述的方法，其特征在于接收所述被加热的衬里的所述砂型芯的尺寸适于接收被加热的并因此膨胀的衬里。
5.如紧接着的前面权利要求所述的方法，其特征在于所述衬里接下来的冷却和行营的收缩会使所述衬里以正确的位置锁到所述砂芯上。
6.一种方法，其基本上如参考附图的说明书中所描述的，并由附图来示意说明的。
全文摘要
一种方法，该方法提供一种铁汽缸衬里(1)以加入用于内燃机的铸造铝汽缸体内，该方法包括以下步骤将衬里(1)置入被加热的液化床内以对衬里同时进行清理和加热，然后将被清理和加热的衬里放到筒状砂芯(2)上。筒状芯的尺寸适于接收被加热的并因此膨胀的衬里，该衬里随后会冷却并收缩，从而将衬里以正确的位置锁定到砂型芯上，为铸造铝汽缸体作准备。
文档编号B22D19/00GK1750896SQ200480004203
公开日2006年3月22日 申请日期2004年2月13日 优先权日2003年2月14日
发明者R·J·本德 申请人:设备商国际有限公司