[发明专利]活塞浇铸设备及其外模和冷却方法

说明书

本发明公开一种活塞浇铸设备及其外模，包括模具本体，模具本体内部设置有用于活塞外部成型的竖直的圆柱型腔和连通圆柱型腔的浇道，模具本体内部对称设置有围绕圆柱型腔的两个弯折水道，弯折水道的中部平行于圆柱型腔的直径，弯折水道的两端向内弯折并靠近圆柱型腔。由于弯折水道的结构，弯折水道距活塞毛坯的距离基本一致，使得活塞毛坯四周均匀冷却，确保活塞组织均匀，性能稳定一致。弯折水道可以使得圆柱型腔的周围均匀冷却，使得整个外模的温度分布变得均匀。本发明还公开一种上述活塞浇铸设备的冷却方法。

技术领域

本发明涉及浇铸设备领域，特别是涉及一种活塞浇铸设备及其外模。此外，本发明还涉及一种上述活塞浇铸设备的冷却方法。

背景技术

金属活塞广泛应用于多种领域，活塞毛坯外形为圆柱形，头部壁厚，裙部壁薄，具有壁厚不均的特点，一般通过活塞浇铸设备浇铸出活塞毛坯，然后活塞毛坯再通过机械加工等工序，加工出活塞成品。

一般活塞浇铸设备包括外模、内模、模盖、导向套等部件。各部件组合产生用于成型活塞毛坯的模具型腔，在外模上设置了一个浇道，合金溶液通过浇道进入模具型腔，然后凝固形成活塞毛坯。其中外模与活塞毛坯的接触面积最大，是活塞毛坯由液态变为固态的最大传热部件，也是整个模具上决定活塞毛坯凝固质量的最重要的部件。

外模的温度分布决定外模的对活塞毛坯的传热效果，外模的温度分布均匀，则对活塞毛坯的传热降温就均匀。活塞毛坯被传热降温均匀，则活塞金相组织均匀、致密、细化，活塞的材料性能更好更一致。

现有模具外模上只有两条直型水道，当水道中通过冷却水给外模降温时，由于直型水道并不是围绕模具型腔圆周布置的，故不能让外模的温度围绕模具型腔圆周分布均匀，从而使得外模中的活塞毛坯四周不能均匀冷却，接近水道的毛坯部位冷却快，远离水道的毛坯部位冷却慢，造成活塞四周凝固不均匀，使得毛坯金相组织不均匀，活塞性能不稳定。

并且由于金属从外模浇道流入，会使得外模浇道周围位置的温度最高，但外模浇道的位置又离冷却水道最远，从而使得模具浇道周围的温度最高，此处对应的活塞毛坯凝固也最慢，是最后凝固区域，会产生铸造热节，从而产生活塞裙部缩松缺陷。因此，现有技术不能满足外模对毛坯的均匀散热需求，也不能解决浇道周围温度过高的缺陷，不能消除铸造热节。

因此，如何在结构不均匀的活塞浇铸设备的外模上，实现活塞毛坯四周均匀快速冷却，是目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种活塞浇铸设备及其外模，在圆柱型腔的两侧设置弯折水道，弯折水道的两端向内弯折并靠近圆柱型腔，实现活塞毛坯四周均匀快速冷却。本发明的另一目的是提供一种上述活塞浇铸设备的冷却方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种活塞浇铸设备的外模，包括模具本体，所述模具本体内部设置有用于活塞外部成型的竖直的圆柱型腔和连通所述圆柱型腔的浇道，所述模具本体内部对称设置有围绕所述圆柱型腔的两个弯折水道，所述弯折水道的中部平行于所述圆柱型腔的直径，所述弯折水道的两端向内弯折并靠近所述圆柱型腔。

优选地，所述弯折水道包括中部水道、前端水道和后端水道；所述中部水道平行于所述圆柱型腔的直径，且所述中部水道的一端位于所述模具本体内部，另一端的开口位于所述模具本体的后面；

所述前端水道水平设置并与所述中部水道交叉，所述前端水道的一端位于所述模具本体内部，另一端开口位于所述模具本体的侧面，所述前端水道的中部连通所述中部水道位于所述模具本体内部的一端；

所述后端水道水平设置并与所述中部水道交叉，所述后端水道的一端位于所述模具本体内部，另一端开口位于所述模具本体的侧面，所述后端水道的中部连通所述中部水道的中部；

所述中部水道、所述前端水道和所述后端水道位于所述模具表面的开口处均设置有堵头。