專利名稱：利用液態(tài)鍛模法制造的汽車空壓機(jī)活塞及其制造工藝的制作方法
所屬領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種汽車空壓機(jī)用活塞及其利用液態(tài)鍛壓法制造汽車空壓機(jī)活塞的制造工藝。
背景技術(shù)：
目前制造汽車空壓機(jī)活塞的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，通常銷座上有凹坑、有兩條加強(qiáng)筋與頂部相連，裙部內(nèi)腔往往留有內(nèi)止口或下油環(huán)的加強(qiáng)環(huán)帶，這樣對(duì)內(nèi)腔型芯的脫模就無法進(jìn)行。另外，目前生產(chǎn)該活塞一般采用傳統(tǒng)的金屬鑄造工藝，如重力金屬模澆鑄、機(jī)械手澆鑄、壓力澆鑄、鍛造、低壓鑄造等，但是利用這種工藝制得的活塞在組織密度、常溫、高溫狀態(tài)下的機(jī)械性能及導(dǎo)熱性能均不能滿足現(xiàn)在市場發(fā)展的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，而提供一種利用液態(tài)鍛壓法制造出的汽車空壓機(jī)活塞，該活塞結(jié)構(gòu)簡單、在機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性方面都比金屬型重力澆鑄活塞優(yōu)越。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種汽車空壓機(jī)活塞，包括活塞銷座，其特征在于活塞銷座的側(cè)面為平塊狀，裙部內(nèi)腔為空腔。
制造上述汽車空壓機(jī)活塞所用的膜具，其特征在于由可形成活塞內(nèi)腔的“凸”形型芯、卸料圈、可形成活塞外部形狀的凹模、底模組成；型芯上裝有卸料圈，且卸料圈與型芯之間為間隙配合，底模安裝在凹模內(nèi)并與凹模為間隙配合；型芯、凹模和底模上均設(shè)有冷卻水道。
上述型芯和底模上的冷卻水道由進(jìn)水管和出水管組成。
上述凹模處的冷卻水道為設(shè)置在凹模外圍上的兩圈螺旋形進(jìn)、出水槽。
利用液態(tài)模鍛工藝制造上述汽車空壓機(jī)活塞的制造工藝為①首先將模具進(jìn)行安裝；②合模、活塞毛坯的形成；當(dāng)凸模下行接觸到凹模內(nèi)的液體金屬后，以90mPa/mm-120mPa/mm的壓力瞬時(shí)對(duì)半凝固狀態(tài)的金屬加壓，保壓一段時(shí)間后，自動(dòng)脫模，形成活塞毛坯；其中型芯形成活塞的內(nèi)腔的形狀，安裝在型芯上的卸料圈的下端形成活塞裙部端面的形狀；③卸料脫模；④對(duì)活塞毛坯進(jìn)行淬火，然后進(jìn)行3小時(shí)的時(shí)效處理，溫度在190℃-210℃之間；⑤對(duì)型芯和凹模進(jìn)行噴涂，為下一個(gè)工作循環(huán)作好準(zhǔn)備。
上述模具在加工前需要做球化處理，然后進(jìn)行表面氮化處理，氮化層厚度為0.2mm-0.3mm之間，硬度為HB42-50之間。
上述模具溫度控制在200℃-260℃之間。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是活塞的機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性均有顯著的提高。其中機(jī)械抗拉強(qiáng)度在同種材料下比重力澆鑄提高了200％，體積穩(wěn)定性提高了300％。


圖1為活塞的結(jié)構(gòu)示意2為活塞模具工裝示意3為型芯的冷卻水道示意4為底模的冷卻水道示意5為凹模的冷卻水道示意圖
具體實(shí)施例方式如圖1所示一種汽車空壓機(jī)活塞，其活塞銷座的側(cè)面為平塊狀，裙部內(nèi)腔為空腔。
如圖2、3、4、5所示1為上橫梁2為主油缸3為卸料拉桿4為活動(dòng)衡量5為上模板6為復(fù)位浮動(dòng)壓板7為浮動(dòng)彈簧8為型芯9為凹模10為下模外套11為底模12為下模板13為底模連接桿14為工作臺(tái)15為卸料圈。
制造上述汽車空壓機(jī)活塞所用的膜具，其特征在于由可形成活塞內(nèi)腔的“凸”形型芯、卸料圈、可形成活塞外部形狀的凹模、底模組成；型芯上裝有卸料圈，且卸料圈與型芯之間為間隙配合，底模安裝在凹模內(nèi)并與凹模為間隙配合；型芯、凹模和底模上均設(shè)有冷卻水道。上述型芯和底模上的冷卻水道由進(jìn)水管16和出水管17組成。上述凹模處的冷卻水道為設(shè)置在凹模外圍上的兩圈螺旋形進(jìn)、出水槽18、19。
本發(fā)明的工作過程為型芯快速下行一段閉合高度后，改慢速下行，型芯連同卸料圈同時(shí)插入凹模內(nèi)，型芯主要形成活塞的內(nèi)腔形狀，卸料圈的下端形成活塞裙部端面形狀。此時(shí)凹模內(nèi)的液態(tài)金屬幾乎充滿型腔，凹模受型芯繼續(xù)下行的壓力一起下行，到凹模浮動(dòng)的下限止點(diǎn)位置時(shí)，這時(shí)液壓活動(dòng)橫梁觸點(diǎn)打開主油缸的主供油閥，此時(shí)凹模內(nèi)液態(tài)金屬完成排氣、充滿型腔的全過程。隨著主供油閥的打開，型芯以100mPa/mm的壓力瞬時(shí)對(duì)半凝固狀態(tài)的金屬加壓，并保持壓力15秒，然后自動(dòng)開模，完成一次工作循環(huán)?；钊纬珊?，當(dāng)型芯上行時(shí)，活塞由于金屬液的冷卻收縮力緊包在型芯上，隨主油缸回程一起退出凹模并在行至上位限80毫米處，，由于卸料板上的兩根限位導(dǎo)桿相對(duì)于底模行程到達(dá)止點(diǎn)，在型芯繼續(xù)上行的過程中卸料圈將壓成的活塞從型芯上拉脫下來完成卸料工作。然后對(duì)活塞毛坯進(jìn)行淬火，然后進(jìn)行3小時(shí)的時(shí)效處理，溫度在190℃-210℃之間；最后對(duì)型芯和凹模進(jìn)行噴涂，為下一個(gè)工作循環(huán)作好準(zhǔn)備。在連續(xù)生產(chǎn)時(shí)，由于液態(tài)金屬的加熱，模具溫度會(huì)逐漸上升并超過規(guī)定的數(shù)值，為了保證模具在一定的溫度范圍內(nèi)，在型芯、凹模和底模處均設(shè)有冷卻水道，利用水流的大小調(diào)整模具溫度。型芯和底模的冷卻水道分別由進(jìn)出水管組成，其直徑為Φ8mm。凹模的冷卻水道為設(shè)置在凹模外圍上的兩圈螺旋形進(jìn)、出水槽，它們設(shè)在靠近活塞銷座部位和頂部。
權(quán)利要求
1.一種汽車空壓機(jī)活塞，包括活塞銷座，其特征在于活塞銷座的側(cè)面為平塊狀，裙部內(nèi)腔為空腔。
2.一種制造如權(quán)利要求1所述的汽車空壓機(jī)活塞所用的膜具，其特征在于由可形成活塞內(nèi)腔的“凸”形型芯、卸料圈、可形成活塞外部形狀的凹模、底模組成；型芯上裝有卸料圈，且卸料圈與型芯之間為間隙配合，底模安裝在凹模內(nèi)并與凹模為間隙配合；型芯、凹模和底模上均設(shè)有冷卻水道。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車空壓機(jī)活塞所用的膜具，其特征在于上述型芯和底模上的冷卻水道由進(jìn)水管和出水管組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車空壓機(jī)活塞所用的膜具，其特征在于上述凹模處的冷卻水道為設(shè)置在凹模外圍上的兩圈螺旋形進(jìn)、出水槽。
5.一種利用液態(tài)模鍛工藝制造如權(quán)利要求1所述的汽車空壓機(jī)活塞的制造工藝，其特征在于①首先將模具進(jìn)行安裝；②合模、活塞毛坯的形成；當(dāng)凸模下行接觸到凹模內(nèi)的液體金屬后，以90mPa/mm-120mPa/mm的壓力瞬時(shí)對(duì)半凝固狀態(tài)的金屬加壓，保壓一段時(shí)間后，自動(dòng)脫模，形成活塞毛坯；其中型芯形成活塞的內(nèi)腔的形狀，安裝在型芯上的卸料圈的下端形成活塞裙部端面的形狀；③卸料脫模；④對(duì)活塞毛坯進(jìn)行淬火，然后進(jìn)行3小時(shí)的時(shí)效處理，溫度在190℃-210℃之間；⑤對(duì)型芯和凹模進(jìn)行噴涂，為下一個(gè)工作循環(huán)作好準(zhǔn)備。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種利用液態(tài)模鍛工藝制造汽車空壓機(jī)活塞的制造工藝，其特征在于上述模具在加工前需要做球化處理，然后進(jìn)行表面氮化處理，氮化層厚度為0.2mm-0.3mm之間，硬度為HB42-50之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種利用液態(tài)模鍛工藝制汽車空壓機(jī)活塞的制造工藝，其特征在于上述模具溫度控制在200℃-260℃之間。
全文摘要
一種汽車空壓機(jī)活塞，包括活塞銷座，其特征在于活塞銷座的側(cè)面為平塊狀，裙部內(nèi)腔為空腔。制造汽車空壓機(jī)活塞所用的膜具，由可形成活塞內(nèi)腔的“凸”形型芯、卸料圈、可形成活塞外部形狀的凹模、底模組成；型芯上裝有卸料圈，且卸料圈與型芯之間為間隙配合，底模安裝在凹模內(nèi)并與凹模為間隙配合；型芯、凹模和底模上均設(shè)有冷卻水道。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是活塞的機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性均有顯著的提高。其中機(jī)械抗拉強(qiáng)度在同種材料下比重力澆鑄提高了200％，體積穩(wěn)定性提高了300％。
文檔編號(hào)F16J1/00GK1619147SQ20031010703
公開日2005年5月25日 申請日期2003年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月17日
發(fā)明者孫前程 申請人:孫前程