[發明專利]補縮冒口的單腔模具及一種大缸徑活塞

在審

• 申請號: 202111307149.0
• 申請日: 2021-11-05
• 公開（公告）號: CN114054680A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 余明;李敏;陳鳳嬌
• 申請（專利權）人: 安徽省恒泰動力科技有限公司
• 主分類號: B22C9/08
• 分類號: B22C9/08;B22C9/22
• 代理公司: 合肥東信智谷知識產權代理事務所(普通合伙) 34143
• 代理人: 余貴龍

本發明提供了一種大缸徑活塞，包括模具本體、模具本體內由內到外依次設置有型腔、主澆道以及冒口，主澆道呈水平設置；冒口呈傾斜設置，且遠離主澆道一端的水平高度高于另一端的水平高度；一種大缸徑活塞，使用上述任一的帶有補縮冒口的單腔模具澆鑄得到；包括活塞本體、澆道料以及冒口料，活塞本體、澆道料以及冒口料依次連接，澆道料呈水平設置，冒口料呈傾斜設置，且遠離澆道料一端的水平高度高于與澆道料連接一端的水平高度；本發明的有益效果：主澆道設置為水平，避免型腔內鋁水返流過熱使主澆道溫度變化不均勻，使裙部成型更穩定；冒口設置為傾斜，提高鋁水的流動性；同時增加冒口的容積，使此處溫度鋁溫降低變慢以提高補縮效果。

技術領域

本發明涉及活塞加工技術領域，尤其涉及補縮冒口的單腔模具及一種大缸徑活塞。

背景技術

活塞的主要作用是承受氣缸中的氣體壓力，并將此力通過活塞銷傳給連桿，以推動曲軸旋轉。活塞頂部還與氣缸蓋、氣缸壁共同組成燃燒室。活塞的工作條件相當惡劣，首先，它承受著很大的機械載荷，高速運動時還會產生巨大的往復運動慣性力，這種慣性力可達活塞重量的幾百倍甚至更高；其次，它承受著較高的熱負荷，活塞頂部直接與高溫燃氣周期性地接觸，燃氣的最高溫度可達2000K以上，因此活塞的溫度也很高。同時，活塞作高速運動時磨損還很嚴重。

為保證發動機的良好運行特性，對活塞合金材料性能有如下要求：密度小、熱膨脹系數低、耐磨性好、熱傳導性及加工性能優越。為此，發動機目前采用的活塞材料是鋁合金。

鋁合金的成型方法主要有鍛造和鑄造，如圖2所示，鑄造活塞包括活塞本體21、澆道料22以及冒口料23，所述活塞本體21、澆道料22以及冒口料23依次連接。鑄造活塞在高溫時強度下降較小，制造成本低，但是鑄件在冷卻和凝固過程中，由于合金的液態收縮和凝固收縮的結果，往往使鑄件在最后凝固的地方出現空洞。容積大而集中的空洞稱為縮孔，細小而分散的空洞稱為縮松。縮孔和縮松都使鑄件的實際強度降低，這一方面是由于縮孔和縮松減少了鑄件受力的有效截面積，另一方面在縮孔和縮松的附近會產生應力集中現象，從而使該部分金屬強度大為削弱。長期的生產實踐經驗表明，采用冒口補縮的辦法來防止鑄件產生縮孔和縮松，是一種行之有效的工藝措施。冒口的主要作用是儲存足夠的液態合金，使鑄件在冷卻和凝固過程中發生的體收縮能夠不斷地得到補充，從而防止在鑄件內出現縮孔和縮松。此外，冒口還兼有出氣、浮渣等作用。因此合理設計澆注結構，盡可能地提高活塞鑄造質量是其面臨的主要問題。

如圖1所示，為現有技術中的單腔模具，包括模具本體1，所述模具本體1內由內到外依次設置有型腔11、主澆道12以及冒口13。目前，在鑄造鋁合金活塞時，多采用單冒口的澆注結構，這種結構由于冒口位置較低，致使排氣和補縮的效果欠佳，無法彌補活塞裙部出現縮孔、縮松等缺陷，從而造成活塞裙部強度較低，影響了活塞的加工和使用性能。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供了補縮冒口的單腔模具及一種大缸徑活塞。

本發明通過以下技術手段實現解決上述技術問題的：

補縮冒口的單腔模具，包括模具本體、所述模具本體內由內到外依次設置有型腔、主澆道以及冒口，所述主澆道呈水平設置；所述冒口呈傾斜設置，且遠離主澆道一端的水平高度高于另一端的水平高度。

作為上述技術方案的改進，所述冒口的傾斜角度設置在15°-20°。

作為上述技術方案的改進，所述冒口的深度設置為20mm。

作為上述技術方案的改進，所述冒口的兩側均分布有保溫孔，所述保溫孔內填充有保溫棉。

作為上述技術方案的改進，所述保溫孔的直徑設置為8mm，深度設置為15mm。