[發(fā)明專利]一種用于鋁基活塞鑄造的模具快速冷卻系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011229070.6
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112439877B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王浩偉;汪明亮;夏存娟;陳東;李險峰;王鵬舉
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué);安徽相邦復(fù)合材料有限公司
• 主分類號: B22C9/06
• 分類號: B22C9/06;B22D27/04;B22C9/22;B22D2/00;B22D46/00
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 周一新

本發(fā)明公開了一種用于鋁基活塞鑄造的模具快速冷卻系統(tǒng)和方法，涉及鋁基活塞鑄造領(lǐng)域。鋁基活塞包括鋁合金活塞或鋁基復(fù)合材料活塞，該模具快速冷卻系統(tǒng)包括頂模、邊模和芯模，且頂模、邊模和芯模中分別設(shè)置有頂模冷卻水道、芯模冷卻水道和邊模冷卻水道，頂模冷卻水道與頂模冷卻系統(tǒng)相連，芯模冷卻水道與芯模冷卻系統(tǒng)相連，邊模冷卻水道與邊模冷卻系統(tǒng)相連；還包括控制系統(tǒng)通過PID控制器，自動調(diào)節(jié)旁通水閥的開度，實(shí)現(xiàn)各分體模具的可控降溫。本發(fā)明針對鋁基活塞的鑄造模具，在快速冷卻模具的同時實(shí)現(xiàn)對各分體模具可控可變的冷卻速度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋁基活塞鑄造領(lǐng)域，尤其涉及一種用于鋁基活塞鑄造的模具快速冷卻系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

鋁基活塞一般指鋁合金活塞或鋁基復(fù)合材料活塞，這樣的活塞目前一般采用分體式的模具鑄造，常見的包括有頂模、芯模和邊模具。模具在澆注后，一般為自然冷卻，其冷卻時間較長，生產(chǎn)效率較低。現(xiàn)有技術(shù)中有在模具中設(shè)置冷卻水道以加快冷卻速度，然而對應(yīng)于鋁基活塞的不同部位的模具，希望根據(jù)該部分的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)不同的冷卻速度，以達(dá)到順序凝固等目的。現(xiàn)有的解決方案是針對特定的鋁基活塞，在其模具進(jìn)行特定的冷卻水道設(shè)計，然而這種解決手段需要一模一設(shè)計，缺乏靈活性，同時有時特定的冷卻水道加工難度比較大，成本也很高。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對鋁基活塞的鑄造模具，在快速冷卻模具的同時實(shí)現(xiàn)對各分體模具可控可變的冷卻速度。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明在第一方面提供了一種用于鋁基活塞鑄造的模具快速冷卻系統(tǒng)，包括頂模、邊模和芯模，且上述頂模、邊模和芯模中分別設(shè)置有頂模冷卻水道、芯模冷卻水道和邊模冷卻水道；

上述頂模冷卻水道與頂模冷卻系統(tǒng)相連，上述頂模冷卻系統(tǒng)包括與冷卻池相連的頂模進(jìn)水管路和頂模回水管路，上述頂模進(jìn)水管路上設(shè)置有頂模混水箱，上述頂模回水管路上設(shè)置有通向上述頂模混水箱的頂模旁通單向電磁閥和頂模旁通管路，在上述頂模回水管路上設(shè)置有頂模回水測溫計，在上述頂模混水箱的頂模混水箱出口單向電磁閥后設(shè)置有頂模進(jìn)水測溫計；

上述芯模冷卻水道與芯模冷卻系統(tǒng)相連，上述芯模冷卻系統(tǒng)包括與冷卻池相連的芯模進(jìn)水管路和芯模回水管路，上述芯模進(jìn)水管路上設(shè)置有芯模混水箱，上述芯模回水管路上設(shè)置有通向上述芯模混水箱的芯模旁通單向電磁閥和芯模旁通管路，在上述芯模回水管路上設(shè)置有芯模回水測溫計，在上述芯模混水箱的芯模混水箱出口單向電磁閥后設(shè)置有芯模進(jìn)水測溫計；

上述邊模冷卻水道與邊模冷卻系統(tǒng)相連，上述邊模冷卻系統(tǒng)包括與冷卻池相連的邊模進(jìn)水管路和邊模回水管路，上述邊模進(jìn)水管路上設(shè)置有邊模混水箱，上述邊模回水管路上設(shè)置有通向上述邊模混水箱的邊模旁通單向電磁閥和邊模旁通管路，在上述邊模回水管路上設(shè)置有邊模回水測溫計，在上述邊模混水箱的邊模混水箱出口單向電磁閥后設(shè)置有邊模進(jìn)水測溫計。

進(jìn)一步地，上述鋁基活塞包括鋁合金活塞或鋁基復(fù)合材料活塞。

進(jìn)一步地，還包括控制系統(tǒng)，且上述控制系統(tǒng)被設(shè)置為可接收上述頂模回水測溫計實(shí)時檢測的頂模回水溫度T₁、上述頂模進(jìn)水測溫計實(shí)時檢測頂模進(jìn)水溫度T₂、上述芯模回水測溫計實(shí)時檢測的芯模回水溫度T₃、上述芯模進(jìn)水測溫計實(shí)時檢測的芯模進(jìn)水溫度T₄、上述邊模回水測溫計實(shí)時檢測的邊模回水溫度T₅、上述邊模進(jìn)水測溫計實(shí)時檢測的邊模進(jìn)水溫度T₆，可控制上述頂模旁通單向電磁閥的開度O₁、上述頂模混水箱出口單向電磁閥的開度O₂、上述芯模旁通單向電磁閥的開度O₃、上述芯模混水箱出口單向電磁閥的開度O₄、上述邊模旁通單向電磁閥的開度O₅、上述頂模混水箱出口單向電磁閥的開度O₆。