具有冒口的功能性连接的、用于制造铸件,特别是气缸体和气缸盖的方法和铸模的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于铸造铸件的方法，其中，金属熔体经过冒口或者单独的浇口或铸造通道浇注进入一个由铸模围绕的、模制铸件形状的模具型腔，其中，铸模包括模具部件，这些模具部件确定了待铸铸件的形状。
[0002]除此之外，本发明还涉及一种用于由金属熔体铸造铸件的铸模，其中，铸模围绕模具型腔并且包括确定待铸铸件的形状的模具部件以及冒口或者单独的浇口或铸造通道，在浇注时，经冒口或者单独的浇口或铸造通道熔体流入模具型腔。
【背景技术】
[0003]在此，按照本发明的方法和按照本发明的铸模特别地设置用于在重力铸造中铸造铸件。
[0004]在此，特别是由轻金属和轻金属合金组成的熔体，特别是由铝或铝合金组成的熔体作为金属熔体。
[0005]恰好在气缸体中，存在有分别在不同的构件区域中实现优化的构件特性的挑战。为此，这些区域必须以不同的速度凝固。因此有针对性地冷却要求快速凝固的区域。在凝固过程中不同速度的冷却会导致轻微的干扰。通常不再能够实现定向的凝固。同时也危害了位于铸件内部的构件区域中所产生的热量中心的可靠的供应。
【发明内容】
[0006]在上述现有技术的背景下，本发明的目的在于，说明一种铸造方法和铸模，其确保了在上述前提条件下制造符合功能要求且完美的铸件。
[0007]本发明关于方法的目的通过权利要求1中所述的教导实现。
[0008]按照本发明，上述关于铸模的目的的解决方案在于，这类铸模按照权利要求3形成。
[0009]本发明有利的设计在从属权利要求中说明并且与总的发明构思一同随后进行详细地说明。
[0010]本发明的构思在于，为了制造铸件，冒口或者浇口或铸造通道与铸模的模具型腔功能性地连接，熔体经冒口或者浇口或铸造通道浇注到铸模中。按照本发明，冒口的连接通过穿过确定铸件形状的模具部件而实现。在此该连接特别在待铸铸件的多个平面上延伸。
[0011]在按照本发明的、用于铸造铸件的方法中，金属熔体因此以已知的方式经过冒口或者单独的浇口或铸造通道浇注到一个由铸模围绕的、模制铸件形状的模具型腔中。在此，铸模包括确定待铸铸件形状的模具部件。按照本发明，金属熔体现经过至少两个连接在至少两个区段中输送到模具型腔中，这两个区段对应待铸铸件的不同层面，这两个连接中的至少一个形成为穿过一个模具部件的、不依赖于待铸铸件轮廓的额外的通道。
[0012]相应地，按照本发明的、用于由金属熔体铸造铸件的铸模围绕模具型腔并且包括确定待铸铸件的形状的模具部件以及冒口或者单独的浇口或铸造通道，在浇注时，金属熔体经冒口或者单独的浇口或铸造通道流入模具型腔。按照本发明，在这类铸模中，冒口或者浇口或铸造通道通过至少两个连接与模具型腔的至少两个区段连接，这两个区段对应待铸铸件的不同层面，这两个连接中的至少一个形成为穿过一个模具部件的、不依赖于待铸铸件轮廓的额外的通道。
[0013]因此，在按照本发明的方法或者按照本发明的铸模中，熔体以常见的方式由冒口或者由分别设置的浇口或浇注通道经过通道进入铸模，该通道在制成的铸件中形成该铸件的一部分。但是按照本发明，金属熔体还可以经模具型腔中至少一个其他的连接流入，该连接作为额外的通道穿过确定铸件轮廓的模具部件中的一个，该额外的通道不依赖于待产生铸件之后的形状。
[0014]因此按照本发明，通过适当地设计确定铸件形状的铸模的部件，部件内部中的热量中心直接与冒口连接，该冒口连接在铸模上。这通过额外的冒口通道实现，该冒口通道穿过赋形的模具部件并且在关键区域中与部件连接或者与确定铸件形状的铸模的模具型腔连接。
[0015]在此，“赋形的模具部件”理解为铸模的所有部分，通过这些赋形的模具部件确定铸件的形状。特别是插入铸模的铸造型芯也算作赋形的模具部件，从而在铸件上或在铸件中模制出凹陷、空腔以及类似结构。
[0016]铸模可以是砂型或硬模。
[0017]铸模包括一个冒口，其中该冒口容纳用于供应铸模所需的液态熔融金属的体积。在此，该冒口以所谓的“冒口型芯”形成，该冒口型芯位于铸模上或接近铸模或者整合在铸模中。该冒口型芯可以这样形成，S卩，该冒口型芯不仅包括用于平衡收缩所需的冒口体积，而且还具有对于在铸模内部的熔体分布所必要的冒口轮廓。冒口型芯典型地这样形成，即，在凝固期间冒口型芯向上封闭铸模。
[0018]因此，本发明提供了一种方法和一种铸模用于制造铸件，其中，铸模的模制铸件的模具型腔由液态金属填充，其中，模具部件插入模具型腔中，这些模具部件之后模制铸件的形状。
[0019]本发明特别适用于重力铸造法，所有常规以及动态硬模铸造法以及低压铸造法都算作重力铸造法。
[0020]在此，本发明不仅适用于所有这样的铸造方法，其中，在凝固时冒口设置在铸模的上表面上。而且，本发明的优点用于其他铸造方法原则上同样也是能够考虑的，在这些其他铸造方法中同样存在这样的问题，即，在凝固过程中通过在模具型腔的一个区段中较早凝固的金属限制了熔体进入相邻的模具型腔的其他区段的通道。
[0021]因此，通过熔体填充铸模以及铸件的凝固通常在重力条件下进行。在这种情况下，冒口典型地位于铸模的在重力方向上观察的上侧面。在此，该铸模具有一个或多个区域，这些区域中的凝固速度相对于铸模的其他区域或其他区段应明显地更快。
[0022]可以以已知的方式通过通常也称为“冷铁”或“冷却铸模”的冷却部件完成加速冷却，这些冷却部件使用在铸模中并且在特定的铸件区域中起到局部限制性地提高凝固速度。针对这一目的，冷却部件通常由一种材料构成，该材料的热导率高于与其邻接的铸模材料的热导率。
[0023]在例如至少外部或侧面部分以及底部本身由导热性较好的材料组成的硬模中，相应的赋形的模具部件(底部，外部或侧面部分)本身已经形成有冷却部件，在这些冷却部件上可以发生提早的凝固。在这些情况下，以按照本发明的方式设置至少一个额外的通道当然也是有效的，该通道绕开在这类硬模中被证明对于凝固过程以及由凝固引起流通阻碍关键的区域，并因此确保供应位于铸模的模具型腔的这些关键区域之外的区段。
[0024]按照本发明，在凝固方向上观察，S卩，在金属熔体浇铸进铸模之后凝固的方向上观察，冒口与不同的铸件平面连接。
[0025]按照本发明，为此在铸模中设置有冒口连接或冒口通道，该冒口连接或冒口通道并不属于铸件几何形状并且经过冒口连接或冒口通道，熔体可以流入铸模的模具型腔的特定区段或区域。
[0026]按照本发明，冒口连接或冒口通道可以穿过赋形的模具部件。但是还能够考虑冒口连接或冒口通道穿过铸模的其他模具部件。因此，相应的通道也可以穿过铸模的外侧部分，从而向模具型腔的模制铸件的特定区域中有针对性地提供熔体。
[0027]为了冷却部件在各个流入区域中引起铸造金属的加速冷却，冷却部件可以设置在赋形的模具部件中。
[0028]为了防止冒口通道或冒口连接中存在的熔体过早地凝固，可以在各个冷却部件与各个冒口通道或与各个冒口连接之间设置壁，该壁具有减小的导热率并因此使冷却部件相对于冒口通道热隔离。特别是该壁可以由型砂组成，各个赋形的模具部件也可以由该型砂组成。
[0029]在冷却部件存在的情况下，冒口连接或冒口通道在至少一个赋形的模具部件中这样成型，即，在绕开各个冷却部件引起加速凝固的区域的条件下，将熔体向凝固发生较慢的区域中引导。当在冒口与相应的区域之间还存在一个区域，在这个区域中应进行加速的冷却并且因此存在已经凝固的材料阻碍其他应较慢凝固的熔体流向该区域的危险时，以这种方式可以确保向较慢凝固的区域提供熔体。
[0030]通过本发明可以获得结构复杂的铸件，其中，在不同位置上进行不同速度的凝固是可能的，而无需为此很大程度地提高铸模的复杂性。内燃机的汽缸盖和气缸体都属于本发明特别适合制造的一类铸件。
[0031]在复杂结构成型的条件下，本发明确保了制造完美的铸件，由此在对主轴承区域以及气缸杆区域中强度所提出的特别高的要求被满足的条件下，本发明特别适合用于铸造气缸体。
【附图说明】
[0032]随后，借助示出一个实施例的附图进一步说明本发明。附图分别示出了:
[0033]图1以纵断面示出了第一种铸模，
[0034]图2以纵断面示出了第二种铸模。
【具体实施方式】
[0035]在铸模Gl，G2中，以重力进料作用的冒口型芯I分别形成各个铸模Gl，G2的上边缘。冒口型芯I围绕冒口 2，经该冒口用熔体填充分别由铸模G1，G2围绕的模具型腔3。铸模Gl，G2的填充同样可以以已知的方式经单独的浇口或铸造通道进行。
[0036]铸模Gl，G2中分别设置有赋形的模具部件4a，4b, 4c。额外地，铸模Gl还具有赋形的模具部件5而铸模G2还具有赋形的模具部件6。
[0037]模具部件4a_4c以及模具部件5和模具部件6分别以已知的方式形成为铸造型芯并且由型砂组成。这些模具部件位于由铸模G1，G2的各个外部模具部件7围绕的模具型腔3中而且在待铸铸件中模制出凹陷、空腔和通道。在铸模G1，G2去芯时，相应地破坏模具部件4a-4c以及模具部件5，6。模具部件4a_4c以及模具部件5，6确定了待铸铸件的内部轮廓，而外部模具部件7确定待铸铸件的外部轮廓。
[0038]模具部件5，6在各个模具型腔3中这样定位，即，模具部件5，6以其上侧面与各个冒口型芯I相邻并且同时设置在各个铸模Gl，G2的模具型腔3的中央。以这种方式，模具部件5，6在模具型腔3的内部将两个侧面区域8，9相互分开，这两个侧面区域例如模制成待铸铸件的侧壁。
[0039]在重力方向S上，在模具部件5，6的下方还分别存在有另一个区段10，各个铸模Gl, G2的其他赋形的模具部件4a-4c位于该区段中。
[0040]在此处示出的实施例中，各个模具部件5，6以其朝向冒口 2的上侧面分别形成相应的冒口 2的底部。因此，在铸造进行过程中，存在于冒口 2中的熔体出现在各个模具部件5，6上。在符合实际情况的实施过程中，冒口 2以常见