专利名称：发动机缸体的重力浇铸方法
技术领域：
本发明涉及一种金属铸造方法，具体涉及一种可以实现发动机缸体浇铸的重力浇铸方法。
背景技术：
发动机是汽车的动力装置，性能优劣直接影响汽车的使用性能。现代汽车都采用多缸发动机，以增加发动机排量，提高发动机输出功率，使发动机运转平稳，减少振动与噪声。缸体的排列目前主要采用直列式和V型排列两种类型，其中，V型发动机具有高度低，长度短的优点，但其结构较复杂，因而制造技术也相对复杂。
发动体缸体的材料，主要有铸铁和铝合金两种，目前，较大型的V型发动机缸体多采用铸铁材料，由于铝合金材料具有质量轻的特点，受到人们的普遍关注，在铝合金缸体中，会设置铸铁的缸套作为气缸的工作面，制备时，需要解决两者的结合问题。目前，国内对于铝合金的V型发动机缸体，采用压铸方法生产，需要采用3500吨的压铸机，且模具成本高，开发周期长。
采用重力浇铸，具有投资少，模具成本低，开发周期短的优点。目前国外有采用重力浇铸方式来制作V型发动机缸体的，其技术为组芯造型技术，外模和芯盒均采用砂芯制作，其制作工艺包括①制作砂芯、组芯(缸套固定在芯盒砂芯上)，组芯时，内、外砂芯需要进行胶合；②采用微波感应方法进行加热，需要将缸套加热到600℃左右，利用砂芯对微波加热不敏感，来保证砂芯温度不超过200℃，以避免砂芯强度失效；③浇铸，根据缸体的情况选择合适的浇铸温度和速度进行浇铸；④冷却，让铸件和砂芯自然冷却，冷却时间通常需要20分钟；⑤取件，震碎砂芯，取出铸件。
上述重力浇铸方法存在的问题是，整个模具都是砂芯制作，一方面每次浇铸需要制作一套砂芯，工艺环节多，使用成本高，另一方面，会造成一定的环境污染。
发明内容
本发明目的是提供一种发动机缸体的重力浇铸方法，减少砂芯在模具中的使用，从而简化工艺，降低使用成本，减少环境污染。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是一种发动机缸体的重力浇铸方法，依次包括合模、加热缸套、浇铸、冷却、脱模步骤，所述浇铸为重力浇铸，以钢模为外模形成铸件外表面，砂芯为芯盒形成铸件内腔表面，缸套一端由芯盒固定，在外模上设置有可动的侧模；采用电磁内感应加热方法加热缸套，电磁线圈进入缸套内腔中，加热时间不大于30秒。
上述技术方案中，重力浇铸本身是现有技术，其工艺条件设计为本领域技术人员能够根据具体产品确定的；由于采用钢模为外模，合模过程与现有技术不同，其过程为首先打开侧模，接着下芯(将芯盒放入外模内)，然后合上侧模，而不需要将芯盒和外模胶合；脱模过程为，打开侧模，利用外模底座内的顶出机构顶出铸件；所述钢模通常采用热铸模具钢制作；所述内感应加热的时间不能大于30秒，由于缸套内腔需要伸入电磁线圈，砂芯只能在一端固定缸套，接触部较小，如果时间过长，缸套的温度传导至砂芯，使砂芯升温过高时，会影响到砂芯的强度。缸套的加热温度根据浇铸工艺确定，通常在600℃左右，本领域技术人员可以根据加热时间、所需加热到的温度和缸套本身的情况确定电磁线圈的通电电流。
上述技术方案中，所述电磁内感应加热方法为，利用驱动机构使电磁线圈进入缸套内腔，通电利用电磁感应效应使缸套加热，利用驱动机构使电磁线圈离开缸套内腔。在制作自动化的设备时，可以用气缸作为驱动机构，使电磁线圈运动。
进一步的技术方案，需要对所述电磁线圈进行水冷，其方法为，电磁线圈采用空心的金属导管制作，在管腔内通冷却水进行冷却。由于加热时电流很大，造成电磁线圈温升极高，需要对其进行水冷，以避免其软化变形。
上述技术方案中，浇铸后的冷却可以采用自然冷却，由于外模为金属模，冷却速度本身可以比组芯技术时快，通常冷却时间在10到12分钟。由于冷却速度快，可以使获得的铸件更致密，因而，进一步的技术方案，在所述外模中设置水冷通道，所述冷却步骤采用水冷，冷却时间为4-6分钟。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点1.本发明的外模采用钢模，可以反复使用，因而使用成本低，污染少；当采用钢模后，无法在合模后用微波感应对缸套加热，本发明创造性地构思了电磁内感应加热的方法，使得钢模能在缸体的重力浇铸中得以应用。
2.由于采用钢模，本发明在浇铸完成后可以利用水冷进行冷却，冷却速度快，获得的铸件组织比较致密，提高了产品的质量。
附图1为本发明实施例一的方法流程示意图；附图2为采用本发明实施例一的方法浇铸时合模前的结构示意图；附图3为缸套加热时的示意图(线圈驱动机构省略未画出)；附图4为脱模时的示意图。
其中[1]、砂芯；[2]、缸套；[3]、电磁线圈；[4]、侧模；[5]、底座；[6]、水冷通道；[7]、铸件；[8]、顶出机构。
具体实施例方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述实施例一参见附图1至附图3所示，一种发动机缸体的重力浇铸方法，依次包括下列步骤(1)合模打开外模的侧模4，将带有缸套2的砂芯1放入外模内，合模，在外模的侧模4、底座5和砂芯1间形成铸件空间；(2)加热缸套采用电磁内感应加热方法加热缸套，首先利用驱动机构使电磁线圈3进入缸套2的内腔，通电利用电磁感应效应使缸套2被加热，加热时间不大于30秒，通常，根据被加热的缸套设置相应的导电参数，使加热时间控制在25秒为宜，电磁线圈3采用空心的金属导管制作，加热的同时在管腔内通冷却水进行冷却；加热完成后，利用驱动机构使电磁线圈3离开缸套2的内腔；(3)浇铸采用重力浇铸方法，以钢模为外模，砂芯1为芯盒，进行发动机缸体的浇铸，其中的外模由侧模4和底座5构成；(4)冷却在所述外模中设置水冷通道6，通冷却水进行冷却，冷却时间为4-6分钟；(5)脱模打开外模的左右侧模4，利用外模底座5上的顶出机构8将铸件7和砂芯1一起顶出，再震碎砂芯，即可获得所需铸件。
权利要求
1.一种发动机缸体的重力浇铸方法，依次包括合模、加热缸套、浇铸、冷却、脱模步骤，所述浇铸为重力浇铸，其特征在于以钢模为外模形成铸件外表面，砂芯为芯盒形成铸件内腔表面，缸套一端由芯盒固定，在外模上设置有可动的侧模；采用电磁内感应加热方法加热缸套，电磁线圈进入缸套内腔中，加热时间不大于30秒。
2.根据权利要求1所述的发动机缸体的重力浇铸方法，其特征在于所述电磁内感应加热方法为，利用驱动机构使电磁线圈进入缸套内腔，通电利用电磁感应效应使缸套加热，利用驱动机构使电磁线圈离开缸套内腔。
3.根据权利要求2所述的发动机缸体的重力浇铸方法，其特征在于对所述电磁线圈进行水冷，其方法为，电磁线圈采用空心的金属导管制作，在管腔内通冷却水进行冷却。
4.根据权利要求1所述的发动机缸体的重力浇铸方法，其特征在于在所述外模中设置水冷通道，所述冷却步骤采用水冷，冷却时间为4-6分钟。
全文摘要
本发明公开了一种发动机缸体的重力浇铸方法，依次包括合模、加热缸套、浇铸、冷却、脱模步骤，所述浇铸为重力浇铸，其特征在于以钢模为外模，砂芯为芯盒，缸套一端由芯盒固定，在外模上设置有可动的侧模；采用电磁内感应加热方法加热缸套，电磁线圈进入缸套内腔中，加热时间不大于30秒。本发明创造性地构思了电磁内感应加热的方法，使得钢模能在缸体的重力浇铸中得以应用，从而外模可以反复使用，使用成本低，污染少；同时，获得的铸件组织比较致密，提高了产品的质量。
文档编号B22D25/00GK1775421SQ20051012275
公开日2006年5月24日 申请日期2005年11月28日 优先权日2005年11月28日
发明者王玉平 申请人:苏州工业园区兰佩铸造设备有限公司