[发明专利]改善活塞头部金相组织及提高铸造生产效率的工艺方法

摘要

一种改善活塞头部金相组织及提高铸造生产效率的工艺方法，步骤如下：1)底模上取消排气孔及排气钉，同时减小底模与冷却水腔之间的壁厚，外模上浇冒口的长度和宽度分别减少10mm，该长度和宽度的规格为48mm～55mm以及48mm～54mm；同时，外模后部的长度L2增加10mm～12mm，外模后部的宽度D增加5mm～8mm，该长度L2和宽度D的规格分别为176mm～195mm以及78mm～85mm；2)工装模具加工；3)铝液熔炼准备；4)工作模具装配及调试；5)现场生产浇注；6)活塞毛坯热处理；7)活塞质量检测。本发明可细化活塞头部金相组织1-2级，提高铸造效率15％以上。

主权项

一种改善活塞头部金相组织及提高铸造生产效率的工艺方法，其特征是：按以下步骤进行：1)、工装模具设计：a)、改变以往活塞燃烧室长轴方向偏心在后的传统设计，将活塞燃烧室长轴方向偏心在前，使得活塞冒口方向的热节圆直径缩小5～7mm，对应于495T、YC6108G、LR105、N485、N485AW、RCB108、LR108-1系列发动机活塞，该直径在改前的尺寸分别为30mm、35mm、31mm、27.5mm、27.5mm、33.5mm、33.5mm；为减小保温冒口提供了可能，并缩短了补缩时间，同时改变以往单侧冒口结构活塞头部长轴方向前后温差较大，采用铸淬和时效后活塞头部前后硬度差较大的问题；b)、上抽芯活塞铸造模具中活塞成形底模取消排气钉及排气孔，同时，将底模上冷却水腔传热部位减小至6mm壁厚，使得活塞成形底模冷却水腔可以更接近活塞头部，提高活塞毛坯头部冷却效果，改善头部金相组织和提高冒口的补缩效率，从而减小活塞冒口，提高材料利用率；c)、改进活塞铸造模具中活塞成形外模的结构：外模上浇冒口(2)的长度H和宽度B分别减少8～12mm，对应于495T、YC6108G、LR105、N485、N485AW、RCB108、LR108-1系列发动机活塞，该长度H和宽度B在改前的尺寸分别为50mm、55mm、53mm、48mm、55mm、55mm以及48mm、54mm、52mm、48mm、48mm、54mm、54mm；外模后部无补缝冒口一侧的长度L2增加10～12mm，外模后部的宽度D增加5～8mm，对应于495T、YC6108G、LR105、N485、N485AW、RCB108、LR108-1系列发动机活塞，该长度L2在改前的尺寸分别为180mm、195mm、190mm、176mm、176mm、195mm、195mm，该宽度D在改前的尺寸分别为80mm、85mm、82mm、78mm、78mm、85mm、85mm；外模前部的长度L1减少18～22mm，对应于495T、YC6108G、LR105、N485、N485AW、RCB108、LR108-1系列发动机活塞，该长度L1在改前的尺寸分别为95mm、105mm、102mm、92mm、92mm、105mm、105mm；使得浇冒系统更加靠近活塞毛坯本体，减少活塞冲型时间，降低铝液在冲型过程中的热量损失；增大活塞成形外模后部无补缩冒口一侧的模具厚度，以加强活塞成形外模后部的快速冷却，使得仍然满足活塞毛坯铸造成形过程符合顺序凝固的铸造工艺原理，保证活塞的内在质量；2)、工装模具加工：监控工装模具加工与图纸资料的符合性及其加工精度和配合精度；3)、铝液熔炼准备：监控合金熔炼、加料熔炼、现场熔炼的工艺过程符合性及Al-Si合金溶液材料成分检测；4)、工装模具装配及调试：监控工装模具清理、保温冒口涂料、与浇注机的装配过程及装配精度、工装模具的预热及成形部分的喷涂料、活塞毛坯检测；5)、现场生产浇注：监控活塞现场生产过程中各工艺参数及活塞外观；6)、活塞毛坯热处理：监控热处理炉及其监测设备是否运行正常，监控活塞热处理工艺的符合性；7)、活塞质量检测。