一種氣門座圈的製造方法及模具的製作方法

2023-08-07 22:00:26 1

專利名稱：一種氣門座圈的製造方法及模具的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種氣門座圈的製造方法，同時還涉及一種該製造方法所使用的氣門座 圈直接成型模具。
背景技術：
氣門座圈是汽車發動機上的重要部件之一，其作用為保證汽車發動機排氣門的排氣通暢 及密封性，因此需要氣門座圈具有耐高溫，耐磨損及抗氧化等特性， 一般所採用的材料為高 鉻合金，而且對氣門座圈的規格和尺寸的加工精度也具有較高的要求，允許達到的誤差極小 。隨著科學技術的發展，人們對發動機的氣門座圈的性能要求越來越高，技術人員也在不斷 的調整、優化人處理工藝和鑄造工藝，及改善機械加工的精度來滿足人們的需求。
目前的氣門座圈的製造方法包括以下步驟在模具上安裝澆口，金屬熔煉，澆鑄(於
165CTC)，脫模，熱處理(淬火後退火)，片頭，鏜內孔，扒外圓，切斷，磨削加工，中心
孔精挖。其中所採用的模具為筒形模具，在筒形模具的中心固定設置有柱狀的芯模，澆鑄、 脫模後得到的是管狀毛坯鑄件，對其進行切斷及後續的加工處理得到氣門座圈，但是採用此
模具會造成以下問題由於對氣門座圈的加工精度要求很高，因此對筒形模具中心芯模的要 求也很高，即要求柱狀芯模的外柱面整體較為均勻，而且安裝芯模時需要對其進行準確的定 位，在澆鑄過程中芯模的位置往往容易產生偏差，導致澆鑄後的管狀毛坯鑄件的中心孔偏離 中心軸線，而且還會造成氣門座圈壁厚的不均勻；其次對筒形模具進行澆鑄時， 一次的澆鑄 量較大，容易在澆鑄過程中產生氣泡，使得生產的管狀毛坯鑄件產生局部的缺陷，而且澆鑄 的金屬液在重力作用下，容易使澆鑄後的管狀毛坯鑄件上下不均勻，容易產生傾斜和變形。 針對上述的問題，目前通常所採用的方法為增加管狀毛坯鑄件的壁厚，即外圓增加3毫 米，內孔減小6毫米，然後在後續的機械加工步驟中採用片頭、鏜內孔、扒外圓的操作進行 校正和調整。片頭即將管狀毛坯鑄件的兩端進行磨削或者切削加工，校正澆鑄後管狀毛坯鑄 件的端部，使其兩端部平整且平行，方便進行後續的加工；然後進行的鏜內孔、扒外圓是用 於校正管狀毛坯鑄件的變形及壁厚不均勻及中心孔的偏斜。通過上述的片頭、鏜內孔、扒外 圓機械加工操作後，還需要對管狀毛坯鑄件進行橫向的切斷，再進行磨削加工才能得到符合 生產要求的氣門座圈，因此該生產的步驟較為繁瑣，需要投入的設備及勞動力大大增加，而 且在後續的機械加工中需要對管狀毛坯鑄件進行校正，使得生產的周期大大延長，生產的成本大大增加，因此影響了最終生產的氣門座圈的市場競爭力。

發明內容
本發明的目的是提供一種步驟較為簡單的氣門座圈的製造方法，以縮短生產周期，降低 生產成本。
本發明的另一目的是提供一種上述製造方法所使用的氣門座圈直接成型模具。 為了實現以上目的，本發明氣門座圈的製造方法所採用的技術方案是在模具上安裝澆 口，金屬熔煉，澆鑄，脫模，熱處理，磨削加工，中心孔精挖；所述的模具為氣門座圈直接
成型模具。
所述的氣門座圈直接成型模具包括盤形本體，在盤形本體的盤面上開設有環形凹槽。 所述的盤形本體上開設有導流槽，該導流槽與所述的環形凹槽相連通。 所述導流槽與環形凹槽的連通處設有收口 。
所述的澆鑄溫度為1450-150(TC 。
所述熱處理為於950-98(TC淬火4-6個小時，再於70(TC退火4-6小時。 本發明的氣門座圈直接成型模具所採用的技術方案是 一種氣門座圈直接成型模具，該
模具包括盤形本體，該盤形本體的盤面上開設有環形凹槽及導流槽，該導流槽與所述的環形
凹槽相連通。
所述導流槽與環形凹槽的連通處設有收口 。
本發明氣門座圈的製造方法中使用了氣門座圈直接成型模具，根據最終製造的氣門座圈 的形狀，在模具盤形本體盤面上設計具有相應環形凹槽的模具，首先由於環形凹槽的深度與 氣門座圈的高度基本相同，中心芯模的位置較為固定，對其的規格及加工精度的要求大大降 低，使得採用本發明的模具在澆鑄後毛坯鑄件中心孔的位置較為固定，存在的偏差較小，而 且中心芯模也比較容易加工；其次由於一次澆鑄將得到一個氣門座圈，澆鑄量大大減小，澆 鑄液受自身重力的影響大大降低，因此可以有效的防止氣門座圈的傾斜和變形。綜上所述， 在氣門座圈的製造過程中，可以減小氣門座圈壁毛坯鑄件壁厚，即增加外圓小於l毫米，減 小內孔小於2毫米，使得澆鑄後的毛坯鑄件經脫模、熱處理後可以直接進行磨削加工，與現
有的製造方法相比，節省了片頭、鏜內孔、扒外圓的步驟，而且採用氣門座圈直接成型模具 可以節省切斷的步驟，因此大大簡化了生產工藝，節省了大量的勞動力，降低了設備投入及 能源消耗，縮短了生產周期，降低了生產的成本。另外本發明氣門座圈的製造方法中的澆鑄 溫度較低，因此降低了生產的能源消耗。
本發明的氣門座圈直接成型模具，在其開設的環形凹槽可以為兩個或兩個以上，通過開設在盤形本體上的導流槽連通所有的環形凹槽， 一次可以澆鑄多個氣門座圈毛坯鑄件；在盤 形本體導流槽的槽底上還可以設有連接相鄰的氣門座圈直接成型模具導流槽的連通孔，可以 將至少兩個的氣門座圈直接成型模具進行疊置，通過設置在盤形本體導流槽的槽底上的連通 孔將各個氣門座圈直接成型模具的導流槽相連通，可以一次澆鑄多個氣門座圈直接成型模具 ，因此提高了澆鑄的效率。


圖l為氣門座圈直接成型模具的主視圖； 圖2為圖1中A-A截面視圖3為採用多個盤形本體的模具的結構示意圖。
具體實施例方式
實施例l
本實施例的氣門座圈直接成型模具，如圖l、 2所示，該氣門座圈直接成型模具包括盤形 本體5，在盤形本體5的盤面上開設有若干環形四槽1，所述的盤形本體5上還開設有導流槽3 ，該導流槽3與所有的環形凹槽相連通；在導流槽3與環形凹槽1的連通處設有收口2，收口的 作用是脫模後使氣門座圈容易從澆鑄體上取下，同時還方便了對氣門座圈的澆口的打磨。
本實施例的氣門座圈的製造方法的具體步驟如下
(1) 在模具上安裝澆口將氣門座圈直接成型模具的頂部密封，並安裝澆口使之與模 具的導流槽相連通；
(2) 熔煉高鉻合金，於145(TC進行澆鑄，脫模，得到氣門座圈毛坯鑄件；
(3) 熱處理於950-98(TC淬火6個小時，再於70(TC退火6小時；
(4) 磨削加工對熱處理後的氣門座圈毛坯鑄件進行平面磨和外圓磨；
(5) 中心孔精挖將磨削加工後的氣門座圈毛坯鑄件的中心孔進行精挖得到氣門座圈成品。
實施例2
本實施例的氣門座圈的製造方法同實施例l，區別之處在於如圖3所示，所採用的模具 是由若干個盤形本體5上下疊置而成，在最底層的盤形本體6之上的盤形本體5的導流槽的槽 底均開設有連通孔4，使每個氣門座圈直接成型模具的導流槽通過連通孔相互連通，安裝模 具時確保上下疊置的盤形本體對齊，澆鑄時在最上層的模具的導流槽安裝澆口，採用本實施 例的模具可以一次澆鑄多個盤形本體的氣門座圈，提高了一次澆鑄的氣門座圈的數量，大大 提高了生產的效率。實施例3
本發明的氣門座圈的製造方法及其所使用的氣門座圈直接成型模具同實施例1 ，區別在 於澆鑄是所採用的溫度為1475。C，熱處理為於965。C淬火5個小時，再於70(TC退火5小時。 實施例4
本發明的氣門座圈的製造方法及其所使用的氣門座圈直接成型模具同實施例1 ，區別在 於澆鑄是所採用的溫度為150(TC，熱處理為於98(TC淬火4個小時，再於70(TC退火4小時。
實施例l-4中涉及的氣門座圈直接成型模具所採用的材料為覆膜砂，脫模時可以採用破 壞性脫模。覆膜砂為市售的產品。
本發明的實施例僅用以說明而非限定本發明的技術方案，本發明的氣門座圈製造方法中 所使用的氣門座圈直接成型模具的數量可以根據澆鑄量做出相應的調整，這對於本領域技術 人員是顯而易見的，因此應當落入本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種氣門座圈的製造方法，其特徵在於，該製造方法的步驟如下在模具上安裝澆口，金屬熔煉，澆鑄，脫模，熱處理，磨削加工，中心孔精挖；所述的模具為氣門座圈直接成型模具。
2.根據權利要求l所述的製造方法，其特徵在於所述的氣門座圈直 接成型模具包括盤形本體，在盤形本體的盤面上開設有環形凹槽。
3.根據權利要求2所述的製造方法，其特徵在於所述的盤形本體上 開設有導流槽，該導流槽與所述的環形凹槽相連通。
4.根據權利要求1或2或3所述的製造方法，其特徵在於所述導流槽 與環形凹槽的連通處設有收口 。
5.根據權利要求l所述的製造方法，其特徵在於所述的澆鑄溫度為 1450-1500 °C。
6.根據權利要求l所述的製造方法，其特徵在於所述熱處理為於 950-98(TC淬火4-6個小時，再於70(TC退火4-6小時。
7.一種如權利要求l所述製造方法所採用的氣門座圈直接成型模具， 其特徵在於該模具包括盤形本體，該盤形本體的盤面上開設有環形凹槽及導流槽，該導流 槽與所述的環形凹槽相連通。
8.根據權利要求7所述的模具，其特徵在於所述導流槽與環形凹槽 的連通處設有收口。
全文摘要
本發明公開了一種氣門座圈的製造方法，該製造方法的步驟如下在模具上安裝澆口，金屬熔煉，澆鑄，脫模，熱處理，磨削加工；所述的模具為氣門座圈直接成型模具。本發明的氣門座圈的製造方法與現有的製造方法相比，省去了片頭、鏜內孔、扒外圓、切斷四個步驟，因此簡化了生產的步驟，節省了大量的勞動力，降低了設備投入及能源消耗，縮短了生產周期，降低了生產的成本。
文檔編號B23P15/00GK101590586SQ20091030394
公開日2009年12月2日 申請日期2009年7月2日 優先權日2009年7月2日
發明者張永樂, 張永炤 申請人:張永炤;張永樂