CN103028718A

CN103028718A - 柴油机气缸的铸造方法

Info

Publication number: CN103028718A
Application number: CN2011102933921A
Authority: CN
Inventors: 马国胜; 陈金源; 谢永泽
Original assignee: Guangxi Yuchai Machinery Co Ltd
Current assignee: Guangxi Yuchai Machinery Co Ltd
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2013-04-10

Abstract

本发明公开了一种柴油机气缸的铸造方法。该柴油机气缸的铸造方法具体步骤包括：首先对缸套的表面进行粗糙化处理；然后铝合金浇铸前预热缸套；最后浇铸铝合金。由于与铝合金结合的缸套的表面要经过粗糙化处理和预热缸套，能够提高铸造过程中铝液在缸套表面的流动性，减小液态铝表面张力与缸套的排斥，减小凝固后铝合金与铸铁缸套之间的分散间隙，进一步使得缸套与铝合金气缸筒结合性能好、气缸整体的导热传热性能好。

Description

柴油机气缸的铸造方法

技术领域

本发明涉及柴油机领域，特别涉及一种柴油机气缸的铸造方法。

背景技术

发动机工作时，活塞沿着气缸内壁进行高速的往复运动，而且燃烧冲程会产生高达700度以上的温度。因此，如果气缸是铝铸的话，由于铝合金的熔点及硬度较低，耐磨性较差，容易产生磨损。为了解决这个问题，一般会在气缸筒内嵌入一个铸铁套，活塞直接接触的是这个铸铁套，而不是铝质的气缸内壁。这个铸铁套就是气缸套，也称做缸套。

气缸在铸造的过程中，铸铁缸套固定在模具上，液态铝合金注入模具，包围住铸铁缸套，待铝合金凝固形成铝合金气缸筒后，铸铁缸套就被固定在铝合金气缸筒上了，但由于铝合金与铸铁之间浸润性差，即使熔化的铝合金液和铸铁液混合在一起，凝固后两者仍然不能融合，也没有连结强度，机体铝合金与缸套之间为纯物理连接，但是柴油机的性能要求两者之间要有足够高的机械强度，导热传热性能，以及缸套本身的材质稳定性，故提升缸套与铝合金机体之间的结合状态是改善机体综合性能的关键。

现有技术中，为了尽量提高铸造过程中铝液在缸套表面的流动性，减小液态铝表面张力与缸套的排斥，减小凝固后铝合金与铸铁缸套之间的分散间隙，铸造时缸套一定要预热，并对与铝合金结合的缸套表面进行粗糙化处理。目前，缸套表面粗糙化处理是在缸套的表面加工出特殊的纹理，一般纹理纹理为车制环纹，或铸造时采用珊瑚状粗糙表面纹理。而缸套的预热一般在电阻加热炉内恒温预热。

现有的铸造方法的缺点主要表现在：

1.缸套的预热方式不好控制，升温较慢，温度波动大，缸套容易“过烧”，如果铸造暂停，则缸套预热超时易引起组织相变，硬度降低。

2.缸套的表面纹理结构简单，使得铝合金与缸套之间的结合性能不佳。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种使得缸套与铝合金气缸筒结合性能好、气缸导热传热性能好，以及缸套本身的材质稳定性好的柴油机气缸的铸造方法。

为达到上述目的，本发明提供了一种柴油机气缸的铸造方法，具体步骤包括：

首先，对缸套的表面进行粗糙化处理，在浇铸所述缸套前，先在铸型的内壁涂上涂料，涂料的内表面形成凸起结构，再将熔融铸铁浇入旋转的铸型，使铸铁在离心力的作用下与表面凸起的涂料结合在缸套的外表面形成凸起；

然后，铝合金浇铸前预热缸套；

最后，浇铸铝合金，将缸套固定在模具上，再将液态铝合金注入模具包围住铸铁，待铝合金凝固形成铝合金气缸筒。

进一步地，预热缸套采用高频电流发生器为高频振荡线圈供电对缸套瞬间加热。

进一步地，高频振荡线圈安装在缸套内。

进一步地，预热过程中，缸套相对高频振荡线圈上下移动。

进一步地，预热缸套应用一组四个高频振荡线圈同时加热四只缸套。

进一步地，缸套的外表面凸起为蘑菇型。

进一步地，模具上还设置有高频振动电机。

根据本发明的技术方案，由于与铝合金结合的缸套的表面要经过粗糙化处理和预热缸套，能够提高铸造过程中铝液在缸套表面的流动性，减小液态铝表面张力与缸套的排斥，减小凝固后铝合金与铸铁缸套之间的分散间隙，进一步使得缸套与铝合金气缸筒结合性能好、气缸整体的导热传热性能好。

附图说明

图1为根据本发明的模具的立体结构示意图；

图2为根据本发明的模具的使用状态的示意图；

图3为图2的A部的放大结构示意图；

图4为根据本发明的缸套的预热状态的示意图；

图5为根据本发明的柴油机气缸的铸造方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

参看图5，该柴油机气缸的铸造方法的具体步骤为：

首先，对缸套1的表面进行粗糙化处理。

缸套1采用离心铸造，离心铸造指熔融金属浇入绕水平、倾斜或垂直轴旋转的铸型，在离心力作用下，凝固成形的铸件轴线与旋转铸型轴线重合的铸造方法。离心铸造缸套1时，先在铸型的内壁涂上涂料，该涂料的内表面形成凸起结构，再将熔融铸铁浇入旋转的铸型，在离心力的作用下与表面凸起的涂料结合，成型后清理掉该涂料，就在缸套1的外表面形成蘑菇型凸起11(如图3所示)。

与铝合金结合的缸套1的表面要经过粗糙化处理能够提高铸造过程中铝液在缸套1表面的流动性，减小液态铝表面张力与缸套1的排斥，减小凝固后铝合金与铸铁缸套1之间的分散间隙，进一步使得缸套1与铝合金气缸筒2结合性能好、气缸整体的导热传热性能好。

然后，铝合金浇铸前预热缸套1。

缸套的预热采用瞬间加热的方式，如图4所示，主要是利用高频电流发生器4为高频振荡线圈3供电产热，而高频振荡线圈3是安装在缸套1内部来加热缸套1的，实践中同时应用一组四个高频振荡线圈3加热四只缸套1(即同时加热一个机体上的全部四个缸套)，加热过程中，由移动装置相对高频振荡线圈3上下移动缸套1，使得缸套1均匀加热，高频振荡线圈3可在一分钟内将缸套1加热到500摄氏度，这样大大缩短了缸套1的高温持续时间，从而不易引起缸套1的组织相变，同时节约电能。另外，铸造暂停时，缸套1无需保温，使用时随时加热即可。

同样，缸套1铸造时预热也能够提高铸造过程中铝液在缸套1表面的流动性，减小液态铝表面张力与缸套1的排斥，减小凝固后铝合金与铸铁缸套1之间的分散间隙，进一步使得缸套1与铝合金气缸筒2结合性能好、气缸整体的导热传热性能好。

最后，浇铸铝合金。

如图1和图2所示，将铸铁缸套1固定在模具5上(模具5包括左右两个模块51、52，缸套1固定在两个模块之间)，再将液态铝合金注入模具5，包围住铸铁，待铝合金凝固形成铝合金气缸筒2后，铸铁缸套就被固定在铝合金气缸筒2上了，此时，缸套1的蘑菇型凸起镶嵌在铝合金气缸筒2内部，采用这种新结构的缸套表面结构，大大提高缸套1与铝合金气缸筒2的结合强度。

另外，在模具5上还设置有高频振动电机6(如图2所示)，铸造过程中，高频振动电机6高频振动模具5，来细化铝合金组织，增强铝合金液在缸套1表面的流动性，增强铝合金与缸套1之间的致密性。

以上公开的仅为本发明的一个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种柴油机气缸的铸造方法，其特征在于，具体步骤包括：

首先，对缸套的表面进行粗糙化处理，在浇铸所述缸套前，先在铸型的内壁涂上涂料，所述涂料的内表面形成凸起结构，再将熔融铸铁浇入旋转的铸型，使铸铁在离心力的作用下与表面凸起的涂料结合在所述缸套的外表面形成凸起；

然后，铝合金浇铸前预热缸套；

最后，浇铸铝合金，将所述缸套固定在模具上，再将液态铝合金注入模具包围住铸铁，待铝合金凝固形成铝合金气缸筒。

2.根据权利要求1所述的柴油机气缸的铸造方法，其特征在于，所述预热缸套采用高频电流发生器为高频振荡线圈供电对所述缸套瞬间加热。

3.根据权利要求2所述的柴油机气缸的铸造方法，其特征在于，所述高频振荡线圈安装在所述缸套内。

4.根据权利要求3所述的柴油机气缸的铸造方法，其特征在于，预热过程中，所述缸套相对高频振荡线圈上下移动。

5.根据权利要求2所述的柴油机气缸的铸造方法，其特征在于，所述预热缸套应用一组四个高频振荡线圈同时加热四只缸套。

6.根据权利要求1所述的柴油机气缸的铸造方法，其特征在于，所述缸套的外表面凸起为蘑菇型。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的柴油机气缸的铸造方法，其特征在于，所述模具上还设置有高频振动电机。