[发明专利]压力铸造用异型盐芯

说明书

技术领域

本发明提供了一种盐芯，尤其是一种活塞毛坯压力铸造时所用的盐芯。

背景技术

近年来，国内外对内燃机尾气排放的要求越来越严格，且随着内燃机功率密度的不断提高，导致气缸内的温度也不断升高，对内燃机上的铝合金活塞的性能要求也就越来越高。铝合金活塞是内燃机的核心部件，它直接触高温燃气，承受了高温高压，工作环境非常恶劣，而铝合金材料随着温度的上升，机械性能不断降低。当温度升高到一定程度后，铝合金材料的强度等机械性能就不能满足发动机的工作要求。为了解决这一问题，人们在活塞头部通过把可溶性型芯(多使用单一的食盐制造)铸造到活塞头部后，再用水溶解掉盐芯，形成空腔，作为活塞将来工作时的冷却通道。在发动机工作过程中，通过喷嘴向活塞内的冷却油道中喷入油来达到降低活塞温度的目的。为提高活塞高温下的工作性能，在制造大马力、高功率密度的柴油机活塞时，活塞毛坯采用压力铸造方式，铝合金在压力下结晶，使得晶粒得到细化，从而提高活塞材料高温下的强度特别是活塞材料的高温疲劳性能。目前，盐芯主要由食盐制成，盐芯的强度、密度太低，不能用于压力铸造。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种压力铸造用异型盐芯，以实现带有内冷通道的活塞毛坯的压力铸造。

本发明是这样实现的，压力铸造用异型盐芯，以重量百分数计，制成盐芯的原料组成为：

氯化钠粉          60-95％

金红石型氧化钛粉  3-30％

氧化铝粉          2-10％。

这种盐芯，通过在食盐中添加金红石型氧化钛、氧化铝等陶瓷材料，在高压压制以及烧结后，强度高、密度大、膨胀系数低。它主要用于1Mpa～200Mpa的压力铸造，也可用于普通铸造。除可用于铝活塞毛坯的铸造外，还可用作其他有色合金压力铸造用的型芯。

附图说明

图1是本发明的一种盐芯结构的俯视图。

图2是图1所示结构的盐芯的半展开图。

图3是图1的C-C剖面图。

图4是本发明的另一种盐芯结构的俯视图。

图5是图4的A-A剖面图。

图6是图4的B-B剖面图。

具体实施方式

下面进一步说明本发明。

压力铸造用异型盐芯的生产方法，所述的生产方法是，将粒度为30～300目的氯化钠粉、粒度为300～400目的金红石型氧化钛粉和粒度为300～400目的氧化铝粉混合均匀后，在钢质模具中，加100Mpa～200Mpa的压力压制成型，再在700℃～740℃温度下，高温烧结4～5小时，制成盐芯。高温烧结时，可采用分段烧结的方式。

如图1-图3所示，所述的盐芯的整体形状呈圆形，从侧面看，盐芯的上边缘(1)和下边缘(2)呈波浪形。这是一种波浪形的异型盐芯。波浪的数量和波峰的夹角可根据需要进行调整。盐芯的整体形状是指从俯视图看到的形状。波峰和波谷处应为圆滑过渡。

如图4-图6所示，所述的盐芯的整体形状呈圆形，在盐芯上有对称的一对马鞍形凸起(3)，马鞍形凸起与盐芯的其他部分圆滑过渡，马鞍形凸起的下表面(5)为凹槽面。这是一种马鞍形的异型盐芯，马鞍形凸起部分将来形成活塞冷却油道的进油口和出油口。

采用上述异型盐芯，在不影响活塞整体强度的前提下，加大了盐芯形成的内冷通道的表面积，增强了冷却效果。通过有限元分析和装机实验，与普通形状的内冷通道的活塞相比，采用上述异型盐芯形成的内冷通道的活塞，其顶部和第一环槽温度降低10℃以上，而其整体强度并不降低。目前的普通形状的盐芯通常为截面形状相同的圆柱形回转体，虽然结构简单、容易制造，但将来形成的内冷通道表面积小，冷却效果较差。

在所述的马鞍形凸起(3)上有通孔(4)。该孔的存在，便于活塞毛坯制成后盐芯的溶解和冲洗。

实施例1

以重量百分数计，制成盐芯的原料组成为：

氯化钠粉          60％

金红石型氧化钛粉  30％

氧化铝粉    10％。

生产方法是，将粒度为300目的氯化钠粉、粒度为300目的金红石型氧化钛粉、粒度为400目的氧化铝粉混合均匀后，在钢质模具中，加200Mpa的压力压制成型，再在740℃温度下，高温烧结4小时，制成盐芯。采用的钢制模具具有图1-图3所示波浪形的芯腔，从而制成波浪形的异型盐芯。

实施例2

以重量百分数计，制成盐芯的原料组成为：

氯化钠粉            80％

金红石型氧化钛粉    15％

氧化铝粉            5％。