專利名稱：鋁合金車輪低壓鑄造模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及鋁合金鑄造領(lǐng)域，具體講是一種鋁合金車輪低壓鑄造模具。
技術(shù)背景目前，國內(nèi)外鋁合金車輪毛坯制造方法有鍛造、鑄造后旋壓、擠壓鑄造(液態(tài)模 鍛)、差壓鑄造、低壓鑄造和重力鑄造。由于投資成本和工藝成熟程度等原因，國內(nèi)大多采 用低壓鑄造和重力鑄造。低壓鑄造工藝過程是在密封的保溫爐中，通入一定的干燥的壓縮 空氣使鋁液在氣體壓力的作用下，沿升液管上升，通過澆口平穩(wěn)地進(jìn)入模具型腔，并保持保 溫爐內(nèi)液面上的氣體壓力，一直到鑄件完全凝固為止；然后解除液面上的氣體壓力，使?jié)部?以下未凝固的鋁液隨重力的作用回流到保溫爐，再由油缸開型并取出鑄件?，F(xiàn)有技術(shù)的鋁 合金輪轂的低壓鑄造模具包括頂模、底模和邊模，所述的底模上設(shè)有中心澆口，鋁液經(jīng)中心 澆口對模具型腔充型補(bǔ)縮，采用上述鑄造模具，型腔充型所需的鋁液只能由中心澆口提供， 所以鑄造開始時客觀上要求模具溫度較高；同時，鋁液在冷卻凝固的過程中依靠中心澆口 (此時充當(dāng)中心冒口)補(bǔ)縮，若模具溫度較低、高強(qiáng)度冷卻或過早冷卻，容易出現(xiàn)輪轂筋部 縮松等缺陷，為了防止這些缺陷，對鑄造模具的冷卻不宜過強(qiáng)、過早，即一般采用冷卻強(qiáng)度 小的冷卻方式，如采用風(fēng)冷為主，有的結(jié)合霧冷，有的有少量低強(qiáng)度的水冷。但是，采用高模 溫鑄造、低強(qiáng)度冷卻或推遲冷卻時機(jī)往往會影響鑄件的質(zhì)量，如生產(chǎn)的車輪筋條和輪心力 學(xué)性能指標(biāo)差，產(chǎn)品容易出現(xiàn)針孔；生產(chǎn)出的產(chǎn)品很難適用于對產(chǎn)品質(zhì)量要求高的場合，不 利于實現(xiàn)產(chǎn)品輕量化，而且也降低了生產(chǎn)效率，加快了模具的腐蝕
實用新型內(nèi)容
本實用新型要解決的技術(shù)問題是，提供一種鋁合金車輪低壓鑄造模具，提高了鑄 件的質(zhì)量，生產(chǎn)的車輪筋條和輪心力學(xué)性能指標(biāo)好；產(chǎn)品不易出現(xiàn)針孔；能夠適用于對產(chǎn) 品質(zhì)量要求高的場合，利于實現(xiàn)產(chǎn)品輕量化，提高了生產(chǎn)效率，減少了模具的腐蝕。本實用新型的技術(shù)解決方案是，提供以下結(jié)構(gòu)的鋁合金車輪低壓鑄造模具，包括 頂模、底模和邊模，所述的底模上設(shè)有多個澆口，所述的頂模中心設(shè)有起補(bǔ)縮作用的中心冒 口，所述的底模中心設(shè)有用于輪盤中心成型的分流錐。采用以上結(jié)構(gòu)后與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點采用本實用新型結(jié) 構(gòu)，改變了原來只有設(shè)置在底模中心的澆口，澆注時鋁液從多個澆口進(jìn)入型腔，頂模的中心 冒口和底模的多個澆口(此時充當(dāng)冒口)能較好地對鑄件不同部位針對性補(bǔ)縮，輪輞上緣 到澆口順序凝固，同時筋條到中心冒口順序凝固，即這兩個方向的順序凝固能夠獨立實現(xiàn)， 因而鑄造起始時模具的溫度低、模具冷卻可以更強(qiáng)更早，既提高了產(chǎn)品的鑄造質(zhì)量，又提高 了生產(chǎn)效率。本實用新型提高鑄件質(zhì)量體現(xiàn)在生產(chǎn)的車輪筋條和輪盤力學(xué)性能指標(biāo)好，產(chǎn) 品不易出現(xiàn)針孔，生產(chǎn)的車輪能夠適用于對產(chǎn)品質(zhì)量要求高的場合，利于實現(xiàn)產(chǎn)品輕量化， 同時也提高了生產(chǎn)效率、減少了模具的腐蝕。作為改進(jìn)，所述的多個澆口設(shè)置在底模下輪唇外側(cè)或底模窗口處，這樣更有利于澆口對筋部熱節(jié)處的快速補(bǔ)縮。作為改進(jìn)，所述的模具內(nèi)設(shè)有冷卻水通道。這樣，根據(jù)需要在頂模、底模和邊模內(nèi) 設(shè)水冷卻通道，由于本實用新型的產(chǎn)品采用多澆口澆注和多冒口補(bǔ)縮，所以可以輔之以強(qiáng) 冷卻，即水冷卻，不僅提高了產(chǎn)品的鑄造質(zhì)量，而且還能提高生產(chǎn)效率等。作為改進(jìn)，在頂模的中心冒口上方，設(shè)有與中心冒口相通的加壓排氣管。這樣，在 澆注充型時，鋁液進(jìn)入型腔，能夠?qū)⑿颓粌?nèi)的空氣通過加壓排氣管排出，以免型腔內(nèi)空氣影 響產(chǎn)品鑄造質(zhì)量；同時，在充型完成且筋部凝固后，往加壓排氣管內(nèi)通入一定壓力的壓縮空 氣，這樣能夠加速中心冒口的補(bǔ)縮，提高產(chǎn)品鑄造質(zhì)量。作為改進(jìn)，所述的底模下方固定有鋁液分流結(jié)構(gòu)，所述的鋁液分流結(jié)構(gòu)包括頂蓋 和基座，所述的頂蓋固定在基座上，所述的基座內(nèi)設(shè)有空腔，所述的空腔與底模下輪唇外側(cè) 的多個澆口連通，基座的底部設(shè)有升液管接口。這樣，澆注時，鋁液經(jīng)升液管進(jìn)入空腔，再分 流進(jìn)入多個澆口 ；當(dāng)充型完成、鑄件筋部和澆口凝固后，將給鋁液供壓的爐膛卸壓，多個澆 口中殘余的鋁液回流到空腔中，并經(jīng)升液管回到低壓機(jī)保溫爐內(nèi)，鋁液分流結(jié)構(gòu)對鋁液起 分流和回流的作用。作為改進(jìn)，所述的空腔為錐形空腔，這樣便于鋁液的分流和回流。作為改進(jìn)，所述的底模和邊模之間設(shè)有水冷環(huán)，所述的水冷環(huán)是指帶有環(huán)狀的水 循環(huán)通道的結(jié)構(gòu)，由于在澆注的過程中，鋁液很可能會從底模和邊模交界處滲出，但在水冷 環(huán)的作用下，即使有鋁液滲出也會凝固，從而有效防止鋁液外泄。作為改進(jìn)，所述的加壓排氣管與中心冒口的連接處設(shè)有透氣材料層，所述的透氣 材料層是指空氣可以通過，而鋁液不能通過的隔離層，例如透氣磚，這樣，可以防止中心冒 口的中鋁液堵住加壓排氣管。

圖1為本實用新型的鋁合金輪轂的低壓鑄造模具的結(jié)構(gòu)示意圖(多澆口設(shè)置在底 模下輪唇外側(cè))。圖2為本實用新型的鋁合金輪轂的低壓鑄造模具的結(jié)構(gòu)示意圖(多澆口設(shè)置在底 模窗口處)。圖中所示1、頂模，2、底模，3、邊模，4、澆口，5、下輪唇，6、中心冒口，7、分流錐，8、冷 卻水通道，9、加壓排氣管，10、透氣材料層，11、頂蓋，12、基座，13、空腔，14、升液管接口，15、 水冷環(huán)。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步說明如圖1所示，本實用新型的鋁合金車輪的低壓鑄造模具，包括頂模1、底模2和邊 模3，所述的底模1下輪唇5外側(cè)設(shè)有多個澆口 4，所述的頂模中心設(shè)有起補(bǔ)縮作用的中心 冒口 6，所述的底模中心設(shè)有用于輪盤中心成型的分流錐7 ；所述的下輪唇5是指型腔內(nèi)輪 轂鑄件的下輪唇；所述的輪盤是指車輪的輪盤；所述的澆口一般為2-4個，對于輪盤力學(xué)性 能指標(biāo)和探傷要求高的產(chǎn)品需要每條筋設(shè)一個澆口。筋條和筋部其實是一個概念，都是指 車輪的輪輻。[0018]所述的模具內(nèi)設(shè)有不同的冷卻水通道8，所述的冷卻水通道設(shè)置模具壁內(nèi)，如在模 具表面開有多個通道，所述每組水冷通道的小孔經(jīng)模具內(nèi)的通道相互貫通；附圖只是顯示 了冷卻水通道的大致位置。在頂模1的中心冒口 6上方，設(shè)有與中心冒口 6相通的加壓排氣管9 ；所述的加壓 排氣管9與中心冒口 6的連接處設(shè)有透氣材料層10，所述的透氣材料層10是指空氣可以通 過，而鋁液不能通過的隔離層，即與鋁液不潤濕，例如透氣磚。所述的底模下方固定有鋁液分流結(jié)構(gòu)，所述的鋁液分流結(jié)構(gòu)包括頂蓋11和基座 12，所述的頂蓋11固定在基座12上，所述的基座12內(nèi)設(shè)有空腔13，所述的空腔13與底模 2下輪唇外側(cè)的多個澆口 4連通，基座12的底部設(shè)有升液管接口 14。所述的空腔13為錐形空腔，這樣便于鋁液的分流和回流；實際上帶有一定傾斜面 的空腔都可以適用。所述的底模2和邊模3之間設(shè)有水冷環(huán)15，所述的水冷環(huán)15是指帶有環(huán)狀的水循 環(huán)通道的結(jié)構(gòu)。加壓排氣管的遠(yuǎn)端為三通，并設(shè)有排氣電磁閥和增壓電磁閥；該管路的氣體需要 通過減壓閥減到適當(dāng)壓力，由電磁閥控制進(jìn)氣和排氣。充型時排氣電磁閥自動打開，增壓電 磁閥關(guān)閉；加壓時增壓電磁閥打開，排氣電磁閥關(guān)閉。如圖2所示，所述的多澆口是設(shè)置在底模窗口處，所述的底模窗口處，是指型腔的 兩筋條之間的位置；該結(jié)構(gòu)也能起到和多澆口設(shè)于底模下輪唇外側(cè)的結(jié)構(gòu)一樣的效果。當(dāng) 然也不限于上述兩種結(jié)構(gòu)。本實用新型的鋁合金輪轂低壓鑄造工藝，所述的低壓鑄造工藝基于鋁合金輪轂低 壓鑄造模具，所述的低壓鑄造模具包括頂模、底模和邊模，所述的低壓鑄造方法包括以下步 驟(1)、通過設(shè)置在底模下輪唇外側(cè)的多個澆口往型腔內(nèi)澆注鋁液，充型過程中，輪 盤型腔內(nèi)的空氣經(jīng)位于頂模的加壓排氣管排出(此時中心冒口加壓控制電磁閥關(guān)閉，排氣 控制電磁閥打開)；O)、充型完成，待輪轂筋部凝固后，再經(jīng)加壓排氣管和中心冒口對輪盤型腔內(nèi)的 鋁液加壓(通入0 800毫吧壓縮空氣，此時中心冒口加壓控制電磁閥打開，排氣控制電磁 閥關(guān)閉)；(3)、在不同的水冷卻通道內(nèi)適時通入冷卻水，冷卻水在水冷卻通道內(nèi)流動以降低 模具溫度，從而加速型腔內(nèi)的鋁液的凝固；0)、在剛充滿型時，頂模的中心冒口和底模上的多個澆口同時對型腔內(nèi)的鑄件補(bǔ) 縮；筋部凝固后，中心冒口對輪盤補(bǔ)縮，澆口對筋條熱節(jié)補(bǔ)縮；(5)、型腔內(nèi)的筋部和澆口的鋁液凝固后，將保溫爐卸壓，澆口中殘留的鋁液在重 力作用下回流到低壓機(jī)保溫爐中。(6)直到輪盤中心凝固后，加壓排氣管的加壓控制電磁閥關(guān)閉，排氣控制電磁閥打 開。在步驟(1)中，鋁液經(jīng)鋁液分流結(jié)構(gòu)分別進(jìn)入多個澆口往型腔內(nèi)充型。以上僅就本實用新型較佳的實施例作了說明，但不能理解為是對權(quán)利要求的限 制。本實用新型不僅局限于以上實施例，其具體步驟允許有變化，如鋁液分流結(jié)構(gòu)可以不要，直接采用升液管與多個澆口相通；所述的多澆口還可以設(shè)置在底模的其他位置(如設(shè) 在底模窗口部位的澆口再開橫澆道連通筋部熱節(jié)處，也可以實現(xiàn)本實用新型功能)，總之， 凡在本實用新型獨立權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)所作的各種變化均在本實用新型的保護(hù)范圍 內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種鋁合金車輪低壓鑄造模具，包括頂模(1)、底模( 和邊模(3)，其特征在于所 述的底模(1)上設(shè)有多個澆口 G)，所述的頂模中心設(shè)有起補(bǔ)縮作用的中心冒口(6)，所述 的底模中心設(shè)有用于輪盤中心成型的分流錐(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金車輪低壓鑄造模具，其特征在于所述的多個澆口(4) 設(shè)置在底模(1)下輪唇外側(cè)或底模窗口處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金車輪低壓鑄造模具，其特征在于所述的模具內(nèi)設(shè)有 冷卻水通道(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金車輪低壓鑄造模具，其特征在于在頂模(1)的中心 冒口(6)上方，設(shè)有與中心冒口(6)相通的加壓排氣管(9)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金車輪低壓鑄造模具，其特征在于所述的底模下方固 定有鋁液分流結(jié)構(gòu)，所述的鋁液分流結(jié)構(gòu)包括頂蓋(11)和基座(12)，所述的頂蓋(11)固定 在基座(12)上，所述的基座(12)內(nèi)設(shè)有空腔(13)，所述的空腔(13)與底模⑵下輪唇外 側(cè)的多個澆口(4)連通，基座(1 的底部設(shè)有升液管接口(14)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋁合金輪轂低壓鑄造模具，其特征在于所述的空腔(13)為 錐形空腔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金車輪低壓鑄造模具，其特征在于所述的底模(2)和 邊模C3)之間設(shè)有水冷環(huán)(15)，所述的水冷環(huán)(1 是指帶有環(huán)狀的水循環(huán)通道的結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金輪轂低壓鑄造模具，其特征在于所述的加壓排氣管 (9)與中心冒口(6)的連接處設(shè)有透氣材料層(10)。
專利摘要本實用新型公開了一種鋁合金車輪低壓鑄造模具，包括頂模(1)、底模(2)和邊模(3)，所述的底模(1)上設(shè)有多個澆口(4)，所述的頂模中心設(shè)有起補(bǔ)縮作用的中心冒口(6)，所述的底模中心設(shè)有用于輪盤中心成型的分流錐(7)；所述的多個澆口設(shè)置在底模下輪唇外側(cè)或底模窗口處；其鑄造方法包括充型、排氣、加壓、冷卻、補(bǔ)縮、鋁液回流等步驟。采用本實用新型，提高了鑄件的質(zhì)量，生產(chǎn)的車輪筋條和輪心力學(xué)性能指標(biāo)好；產(chǎn)品不易出現(xiàn)針孔；能夠適用于對產(chǎn)品質(zhì)量要求高的場合，利于實現(xiàn)產(chǎn)品輕量化，提高了生產(chǎn)效率，減少了模具的腐蝕。
文檔編號B22D18/04GK201922023SQ20102066547
公開日2011年8月10日 申請日期2010年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月8日
發(fā)明者喬海中, 何丙軍 申請人:喬海中, 何丙軍