浇铸内模及浇铸模具的制作方法

1.本实用新型涉及浇铸技术领域，更具体地说，涉及一种浇铸内模，还涉及一种包括上述浇铸内模的浇铸模具。


背景技术：

2.这部分公开的信息为用于理解本发明构思的背景，可以包含不构成现有技术的信息。
3.在传统铝活塞铸造过程中，通常会通过技术手段控制活塞浇铸模具各个组成部件的温度及冷却速度，实现活塞毛坯各部位的顺序凝固，最终得到金相组织和性能较理想的铝活塞毛坯。当前控制活塞浇铸模具各组成部件温度及冷却速度最有效的方法是向浇铸模具各组件(如内模、模盖、左右外模等)内部通入高压冷却水，然后再通过控制冷却水的流量以及通水时间长短最终实现模具控温的目的。
4.如附图1、2所示，其中附图1为一种活塞毛坯的剖面结构示意图，附图2为活塞毛坯的仰视结构示意图。在活塞的底部具有活塞裙部101，活塞裙部101内为开口向下的型腔102，型腔102处设置有贯通的销孔103。在型腔102的上部封闭设置，在上部实体中存在内冷油道。而在活塞头部104具有冒口105，在活塞头部104的侧面具有镶圈106。
5.其中活塞浇铸内模则是用于成型上述型腔102，在成型过程中，活塞内模一部分位于型腔102内，另一部分位于型腔102外。目前，在整个浇铸系统中精准控制浇铸内模各个工作区域模温，是铸造过程中一个至关重要的环节。如附图3所示，图3为一种活塞浇铸内模的结构示意图，大致分为内模ⅰ区201、内模ⅱ区202和内模ⅲ区203，其中内模ⅲ区203位于型腔102外，而其中的内模ⅰ区201和内模ⅱ区202均位于型腔102内，其中因为内模ⅰ区201靠近型腔顶部，需要将活塞头部104进行散热，而内模ⅱ区202靠近活塞裙部101，散热对象体积明显减小。其中内模ⅰ区201和内模ⅱ区202的分界并不进行严格要求，但至少在型腔内进行划分，因此分界线位于型腔顶部和底部之间，一般以销孔103的轴线所在的平面进行划分。
6.如附图4所示，附图4为一种活塞浇铸内模的剖面结构示意图，在其内部设置了冷却水道204，冷却水道从底部延伸至顶部，形成盲孔结构。并在冷却水道204内插入有直径较小的冷却水管205，其中冷却水管205和冷却水道204之间形成间隙，冷却水从冷却水管205流向冷却水道204顶部，以进入到内模ⅰ区201中，进行吸热，然后从冷却水管205和冷却水道204之间的间隙通道206反向流动，以依次经过内模ⅱ区202和内模ⅲ区203，然后流出。
7.经过发明人长期实践发现，虽然冷却水是从内模ⅰ区开始流动，然后依次流向内模ⅱ区202和内模ⅲ区203，从内模ⅰ区吸热的水温度不会太高，与内模之间的温差非常大，因此从内模ⅱ区202和内模ⅲ区203经过时，依然会快速吸热，这导致内模ⅱ区202和内模ⅲ区203会快速冷却，这会导致内模脱模不畅或毛坯内腔拉伤等风险。
8.综上所述，如何有效地解决内模各区域散热速度控制效果不好的问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。


技术实现要素：

9.有鉴于此，本实用新型的第一个目的在于提供一种浇铸内模，该浇铸内模可以有效地解决内模各区域散热速度控制效果不好的问题，本实用新型的第二个目的是提供一种包括上述浇铸内模的浇铸模具。
10.为了达到上述第一个目的，本实用新型提供如下技术方案：
11.一种浇铸内模，包括模本体，所述模本体包括冷却通道以及依次设置的腔顶区、腔口区和腔外区，所述冷却通道依次经过所述腔顶区、所述腔口区和所述腔外区，至少一个所述冷却通道在所述腔口区和/或所述腔外区的部分，通道壁设置有导热减缓层，所述导热减缓层导热系数低于所述模本体导热系数。
12.在该浇铸内模中，在使用时，低温流体在冷却通道中流动，通过从通道壁导热，从腔顶区、腔口区和腔外区处吸热，而在经过具有导热减缓层的腔口区或腔外区时，此时因为导热减缓层，在模本体与通道内流体之间间隔设置，热量在经过导热减缓层时，导热速度下降，导致模本体降温速度减慢，以使得高热量的模顶区先被大量吸热，使得最终降温速度均匀。在该浇铸内模中，因为在腔口区和/或所述腔外区的通道壁上设置了导热减缓层，以有效地降低该区域的散热速度，以避免此处散热速度过快，以使得脱模时，有效地避免了内模脱模不畅或毛坯内腔拉伤等风险。所以该浇铸内模能够有效地解决内模各区域散热速度控制效果不好的问题。
13.优选地，所述导热减缓层为陶瓷隔热层。
14.优选地，所述导热减缓层为陶瓷隔热管。
15.优选地，所述陶瓷隔热管与所述冷却通道的通道壁之间形成隔热空腔。
16.优选地，还包括穿设在所述冷却通道内的冷却水管，所述冷却水管内通道为进水通道，所述陶瓷隔热管套设在所述冷却水管外且之间形成回水通道。
17.优选地，多个所述冷却通道在所述模本体直线布置，且彼此之间并列设置。
18.优选地，所述陶瓷隔热管套内壁与所述冷却通道在所述腔顶区的部分通道壁之间平滑过渡。
19.优选地，所述冷却通道具有装配段，所述陶瓷隔热管套外壁与所述装配段内壁相配合设置。
20.优选地，所述陶瓷隔热管与所述冷却水管同轴设置。
21.为了达到上述第二个目的，本实用新型还提供了一种浇铸模具，该浇铸模具包括上述任一种浇铸内模，包括外模，所述内模和所述外模之间形成成型型腔。由于上述的浇铸内模具有上述技术效果，具有该浇铸内模的浇铸模具也应具有相应的技术效果。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。
23.图1为一种活塞毛坯的剖面结构示意图；
24.图2为一种活塞毛坯的仰视结构示意图；
25.图3为一种活塞浇铸内模的结构示意图；
26.图4为一种活塞浇铸内模的剖面结构示意图；
27.图5为本发明实施例提供的活塞浇铸内模的剖面结构示意图。
28.附图中标记如下：
29.腔顶区1、腔口区2、腔外区3、冷却通道4、隔热空腔5、隔热陶瓷管6、冷却水管7。
具体实施方式
30.本实用新型实施例公开了一种浇铸内模，以有效地解决内模各区域散热速度控制效果不好的问题。
31.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.请参阅图5，图5为本发明实施例提供的活塞浇铸内模的剖面结构示意图。
33.在一种具体实施例中，本实施例提供了一种浇铸内模，具体的，该浇铸内模主要包括模本体，而在模本体内开设有冷却通道4，其中冷却通道4用于导入、导出冷却液，其中冷却液一般为冷却水，或其它冷却流体，以能够满足需要为准。冷却通道4中流体在流动时，从对应的通道壁吸取热量，以进行冷却。可以是在流入过程中从通道壁吸取热量，也可以是在流出过程中从通道壁吸取热量，其中流入过程，指的是深入模本体顶部的区域，而流出的过程指的是，远离模本体顶部的过程。
34.为了方便描述，其中模本体大致分为依次设置的腔顶区1、腔口区2和腔外区3，其中腔顶区1和腔口区2表面均具有成型面，以用于成型浇铸结构(如浇铸活塞件或其它浇铸件)的内腔，其中腔外区3一般不具有成型面，至少不具有成型浇铸结构内腔腔壁的成型面。其中腔顶区1也被称为内模ⅰ区，其中腔口区2也被称为内模ⅱ区，其中腔外区3也被称为内模ⅲ区。
35.其中冷却通道4依次经过所述腔顶区1、所述腔口区2和所述腔外区3，以依次经过腔顶区1、腔口区2和腔外区3，以进行吸热。即冷却通道4中的流体，在流出过程中，经过腔顶区1进行吸热，再经过腔口区2进行吸热，再经过腔外区3进行吸热；当然也可以是流体流入过程中进行吸热；还可以是在腔顶区1、腔口区2之间反复流动，以进行吸热。具体的依次经过顺序，可以根据需要进行对应设置。
36.至少一个冷却通道4在腔口区2和/或腔外区3的部分，通道壁设置有导热减缓层，所述导热减缓层导热系数低于所述模本体导热系数，以使得冷却流体与该区域的通道壁之间不再直接传热，而是通过导热减缓层降低导热效率，以减缓此区域的降温。因为导热减缓层的导热系数低于模本体的导热系数，所以热量经过导热减缓层传递时速度较慢，而直接通过通道壁传递热量至该区域其它位置的速度较快，以达到上述目的。其中导热减缓层可以是一般任一导热系数低于模本体的介质层，如空气层、塑料层(耐高温塑料)、木板层或其它层。其中导热系数越低越好，但一般采用完全隔热的介质层。
37.需要说明的是，其中至少一个冷却通道4，可以是仅存在一个冷却通道4，当仅存在一个冷却通道4时，那么该冷却通道4按如上述方式设置；当然也可以是存在多个冷却通道
4，如两个以上冷却通道4时，此时可以是一个、多个或全部冷却通道4按如上述方式设置。此处旨在限定，通过上述导热减缓层的增加，大大减缓腔口区2和/或腔外区3，通过冷却通道4散热的散热效率。
38.冷却通道4在腔口区2和/或腔外区3的部分，是指可以仅是腔口区2的部分，也可以仅是腔外区3的部分，还可以是腔口区2和腔外区3同时包含的部分。如，在一些实施例中，当腔口区2热量也很多时，此时可以仅在冷却通道4位于腔外区3的部分，通道壁上设置导热减缓层；如在一些实施例中，当腔外区3因为环境等因素，聚集有大量热量时，此时可以仅在冷却通道4位于腔口区2的部分，通道壁上设置导热减缓层。
39.在该浇铸内模中，在使用时，低温流体在冷却通道4中流动，通过从通道壁导热，从腔顶区1、腔口区2和腔外区3处吸热，而在经过具有导热减缓层的腔口区2或腔外区3时，此时因为导热减缓层，在模本体与通道内流体之间间隔设置，热量在经过导热减缓层时，导热速度下降，导致模本体降温速度减慢，以使得高热量的模顶区先被大量吸热，使得最终降温速度均匀。在该浇铸内模中，因为在腔口区2和/或所述腔外区3的通道壁上设置了导热减缓层，以有效地降低该区域的散热速度，以避免此处散热速度过快，以使得脱模时，有效地避免了内模脱模不畅或毛坯内腔拉伤等风险。所以该浇铸内模能够有效地解决内模各区域散热速度控制效果不好的问题。
40.在一些实施例中，为了更好的进行隔热，具体的，可以使导热减缓层为陶瓷隔热层，其中导热减缓层可以附着在通道壁上，以对通道壁与通道内流体进行阻隔，以使得通道壁与通道内流体之间的热量传递需要经过导热减缓层。需要说明的是，其中导热减缓层在通道壁上，可以是全覆盖，也可以是半覆盖，以使得整体导热减缓满足需要为准。当然导热减缓层如采用其它层时，也开始进行对应设置。
41.在一些实施例中，如可以使导热减缓层为陶瓷隔热管6。当陶瓷隔热管6长度与冷却通道4位于该区域的长度一致时，此时则实现了全覆盖；而当陶瓷隔热管6长度短于冷却通道4位于该区域的长度时，此时则是一种半覆盖形式。
42.在一些实施例中，考虑到一般导热减缓层导热效率很难充分降低，基于此，可以使陶瓷隔热管6与所述冷却通道4的通道壁之间形成隔热空腔5，在底部隔热空腔5可以与外界环境连通，可以使隔热空腔5呈封闭设置。但是至少不与陶瓷隔热管6的内腔连通，避免冷却流体流入该隔热空腔5内。
43.在一些实施例中，关于上述导热减缓层的设置，还可以是直接在通道壁内开设环形空腔，类似于上述实施例中的陶瓷隔热管6为模本体结构的一部分，以使模本体具有管型部，管型部内腔为冷却水道，而在管型腔外围设置一圈环形空腔，以阻止管型部与模本体其它结构直接导热，则需要借助于环形空腔内气体进行导热，进而减缓了模本体本身的导热效率。
44.在一些实施例中，其中冷却水道可以是u型通道，以使得一侧作为进水通道，另一侧作为回水通道，其中进水通道和回水通道通过通道壁进行吸热。但是这种方式成型比较困难。
45.在一些实施例中，还包括穿设在所述冷却通道4内的冷却水管7。冷却水管7与冷却通道4之间形成间隙通道，而冷却水管7的内端(又可以称为顶端)，与冷却通道4顶部间隙设置，以使得冷却水管7内腔和上述间隙通道连通。在使用时，间隙通道和冷却水管7内腔，一
个作为进水通道，另一个作为回水通道。
46.在一些实施例中，为了更为集中和快速的对腔顶区1进行吸热，此处优选冷却水管7内通道为进水通道，而冷却通道4的通道壁与冷却水管7之间形成的间隙通道可以作为回水通道。具体来说，如陶瓷隔热管6套设在冷却水管7外且之间形成回水通道。
47.在一些实施例中，如可以使多个冷却通道4在模本体内直线布置，且彼此之间并列设置。使得各个冷却通道4可以通过钻孔实现。
48.在一些实施例中，如可以使陶瓷隔热管6与所述冷却水管7同轴设置，以使得陶瓷隔热管6、冷却水管7可以沿直线插入至冷却通道4内。
49.在一些实施例中，为了使其中的流体流动更为顺畅，可以使陶瓷隔热管6套内壁与冷却通道4在腔顶区1的部分通道壁之间平滑过渡。以通过平滑过渡，使得流体流动更为顺畅。进一步的，为了方便安装，可以使冷却通道4具有装配段，陶瓷隔热管6套外壁与装配段内壁相配合设置。
50.在一些实施例中，可以使陶瓷隔热管6内直径大于冷却水管7的外直径，而冷却通道4位于腔顶区1的部分为小径段，小径段直径与陶瓷隔热管6的内直径相等。而冷却通道4位于腔口区2和腔外区3的部分为大径段，大径段直径大于陶瓷隔热管6的外直径，以形成环形间隙，作为隔热空腔5使用。而在大径段和小径段之间具有上述装配段，装配段直径与陶瓷隔热管6的外直径相等。其中冷区通道的顶部可以设置有平面顶或内凹顶，如弧形顶，以缓解冷区流体的冲击。
51.在一些实施例中，以通过上述结构改进使得腔顶区1温度与腔口区2温度温差控制在90摄氏度至120摄氏度之间，可以使得腔顶区1温度与腔外区3温度温差控制在110摄氏度至150摄氏度之间。而冷却水流经冷却通道4后，进出口温差一般不大于30摄氏度。
52.基于上述实施例中提供的浇铸内模，本实用新型还提供了一种浇铸模具，该浇铸模具包括上述实施例中任意一种浇铸内模，还包括外模，所述内模和所述外模之间形成成型型腔，其中外模可以是单一模体结构，可以所多模体结构，如包含模盖和左右侧模。由于该浇铸模具采用了上述实施例中的浇铸内模，所以该浇铸模具的有益效果请参考上述实施例。
53.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
54.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。