一種鋁合金車輪的鑄造方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鑄造成形工藝與裝備領(lǐng)域，特別涉及鋁合金車輪鑄造成形工藝與裝備。
【背景技術(shù)】
[0002]采用鑄造工藝生產(chǎn)鋁合金車輪具有適應(yīng)性強(qiáng)、花色品種多樣、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)，目前是國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)鋁合金車輪的最普遍方法。鑄造工藝方法包括重力鑄造、低壓鑄造和差壓鑄造等，低壓鑄造的成形性好，輪廓清晰，密度均勻，表面光潔，成品率在九成以上，是鋁合金車輪的主流制造方法。但是由于實(shí)際設(shè)備條件和技術(shù)條件等因素的限制，低壓鑄造車輪仍然普遍存在因補(bǔ)縮力不足而產(chǎn)生的縮松、縮孔等缺陷，現(xiàn)行解決縮孔、縮松缺陷的方法是對(duì)模具結(jié)構(gòu)和工藝參數(shù)的改良，但都未取得明顯的效果。人們?cè)噲D增加低壓鑄造機(jī)保溫爐的氣體壓力，來(lái)達(dá)到強(qiáng)力補(bǔ)縮的目的，但由于保溫爐的材料和結(jié)構(gòu)，不能承受更強(qiáng)的氣壓，使得直接增加氣壓的方法無(wú)果而終。
[0003]本專利將氣體低壓充型和升壓補(bǔ)縮技術(shù)相結(jié)合，保溫爐施加低壓氣體僅用于充型，補(bǔ)縮壓力不是靠向保溫爐液面施加氣體壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而是靠以液壓缸為動(dòng)力的補(bǔ)縮裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的，與大量應(yīng)用的低壓鑄造工藝相比，既提高了補(bǔ)縮壓力，又降低了保溫爐的氣體壓力，具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明公開一種鋁合金車輪的鑄造方法及裝置，專門用于鋁合金車輪鑄造的充型及凝固過程中升壓補(bǔ)縮，其特征在于:1)依據(jù)等靜壓推注補(bǔ)縮原理，通過設(shè)立一個(gè)與模具型腔相聯(lián)通的截面為圓形的補(bǔ)縮容腔(1-1)，采用液壓缸(1-4)將補(bǔ)縮容腔(1-1)內(nèi)的鋁液隨著鑄件的順序凝固實(shí)時(shí)地推注到模具型腔內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)縮；2)鑄造工藝過程為:保溫爐(1-6)內(nèi)施加低壓氣體完成鋁液向模具型腔的低壓充型一液壓缸(1-4)推動(dòng)補(bǔ)縮推注活塞(1-3)封堵進(jìn)液口一保溫爐(1-6)減壓至常壓一控制順序凝固并推動(dòng)補(bǔ)縮推注活塞(1-3)將補(bǔ)縮容腔(1-1)內(nèi)的鋁液推注至模具型腔一卸壓并開模卸料；3)實(shí)現(xiàn)本工藝過程的裝置由補(bǔ)縮容腔(1-1)、聯(lián)接保溫爐(1-6)并與補(bǔ)縮容腔(1-1)斜交聯(lián)通的升液管(1-2)、補(bǔ)縮推注活塞(1-3)和液壓缸(1-4)組成。
[0005]本專利中的補(bǔ)縮容腔(1-1)設(shè)于模具(1-5)的中心孔下方，并與模具(1-5)的中心孔聯(lián)通，升液管(1-2) 一端插入保溫爐(1-6)內(nèi)鋁水液面以下，另一端與補(bǔ)縮容腔(1-1)下端斜交聯(lián)通，補(bǔ)縮容腔(1-1)的容積設(shè)定為鑄件體積的6-8%，補(bǔ)縮容腔(1-1)與補(bǔ)縮推注活塞(1-3)材料相同，作為優(yōu)選的材料選為氮化硅，二者配合間隙為0.12-0.20mm。
[0006]本專利中的補(bǔ)縮容腔(1-1)內(nèi)設(shè)有間隙配合的補(bǔ)縮推注活塞(1-3)，補(bǔ)縮推注活塞(1-3)向上移動(dòng)至充液口位置以上，實(shí)現(xiàn)對(duì)升液管(1-2)料液的封堵，繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)料液的加壓補(bǔ)縮，隨著模具型腔內(nèi)鋁液的順序凝固，實(shí)時(shí)地將補(bǔ)縮容腔(1-1)內(nèi)的鋁液全部推注至模具型腔內(nèi)，補(bǔ)縮容腔(1-1)外側(cè)設(shè)有料液補(bǔ)溫裝置(1-7 )，在推注過程中對(duì)料液進(jìn)行補(bǔ)溫，保證了補(bǔ)縮容腔(1-1)中料液的流動(dòng)性。
[0007]本專利中的補(bǔ)縮推注活塞(1-3)的推力是靠液壓缸(1-4)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，推注壓力隨凝固過程變化，推注壓力范圍為0.5-8.0bar。
[0008]本專利帶來(lái)的有益效果在于:1)提高了補(bǔ)縮壓力，減少氣孔和縮松的形成，獲得高致密度車輪；2)保溫爐的氣壓減少一半，從而提高保溫爐的使用壽命；3)得到無(wú)澆口的鑄坯，提高了材料利用率；4)本方法和裝置可方便用于現(xiàn)有低壓鑄造機(jī)升壓改造。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是本發(fā)明的升壓補(bǔ)縮裝置及模具剖開視圖。
[0010]圖1中主要包括:補(bǔ)縮容腔(1-1)、升液管(1-2)、補(bǔ)縮推注活塞(1-3)、液壓缸(1-4)、模具(1-5)、保溫爐(1-6)、補(bǔ)溫裝置(1-7)。
【具體實(shí)施方式】
[0011]以下結(jié)合附圖就【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明(本實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明，而不是對(duì)本發(fā)明作出的任何限定)
結(jié)合附圖1對(duì)實(shí)施細(xì)則進(jìn)行說(shuō)明，以一款尺寸為16X6.5英寸、材料為A356的鋁車輪為例，采用本方法和設(shè)備生產(chǎn)鑄造鋁合金車輪的過程如下:
(1)首先將保溫爐(1-6)移出，安于鑄造機(jī)的一側(cè)，升液管(1-2)與補(bǔ)縮容腔(1-1)相連接，補(bǔ)縮容腔(1-1)安裝在模具(1-5)中心下側(cè)，模具(1-5)安裝至壓鑄機(jī)滑塊和工作臺(tái)之間；
(2)低壓鑄造機(jī)工作，保溫爐(1-6)內(nèi)部的料液經(jīng)過升液管(1-2)和補(bǔ)縮容腔(1-1)流至模具型腔中，鋁水平穩(wěn)地將型腔充滿；
(3)充型結(jié)束后補(bǔ)縮推注活塞(1-3)上升，與補(bǔ)縮容腔(1-1)配合，當(dāng)補(bǔ)縮推注活塞(1-3)向上移動(dòng)至出液口位置以上時(shí)，料液通路被切斷，保溫爐(1-6)泄壓，升液管(1-2)中的鋁液倒流回到保溫爐(1-6)內(nèi)，補(bǔ)縮容腔(1-1)外部的補(bǔ)溫裝置(1-7)在工作過程中隨時(shí)對(duì)料液進(jìn)行補(bǔ)溫，保證了補(bǔ)縮容腔(1-1)中料液的流動(dòng)性；
(4)補(bǔ)縮推注活塞(1-3)繼續(xù)上升對(duì)料液進(jìn)行加壓，配合著鑄坯的順序冷卻進(jìn)行加壓補(bǔ)縮，輪坯的冷卻順序?yàn)閮?nèi)輪緣一輪輞一輪輻一輪芯，設(shè)備提供的補(bǔ)縮壓力為0.5-8.0bar，隨著鑄造過程的進(jìn)行，補(bǔ)縮推注活塞(1-3)逐步將補(bǔ)縮容腔(1-1)中預(yù)留的鋁液壓至模具型腔中，補(bǔ)縮體積約占料液總體積的6~8%，冷卻完畢后得到的鑄坯無(wú)澆口，并且中心孔部位已初成形，省去了后續(xù)去澆口工序；
(5)機(jī)械手將車輪取出，再經(jīng)過后續(xù)的熱處理、機(jī)加工、涂裝以及檢測(cè)等工序最終得到車輪產(chǎn)品。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.本發(fā)明公開一種鋁合金車輪的鑄造方法及裝置，專門用于鋁合金車輪鑄造成形，其特征在于:1)依據(jù)等靜壓推注補(bǔ)縮原理，通過設(shè)立一個(gè)與模具型腔相聯(lián)通的截面為圓形的補(bǔ)縮容腔(1-1 )，采用液壓缸(1-4)將補(bǔ)縮容腔(1-1)內(nèi)的鋁液隨著鑄件的順序凝固實(shí)時(shí)地推注到模具型腔內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)縮；2)鑄造工藝過程為:保溫爐(1-6)內(nèi)施加低壓氣體完成鋁液向模具型腔的低壓充型一液壓缸(1-4)推動(dòng)補(bǔ)縮推注活塞(1-3)封堵進(jìn)液口 一保溫爐(1-6)減壓至常壓一控制順序凝固并推動(dòng)補(bǔ)縮推注活塞(1-3)將補(bǔ)縮容腔(1-1)內(nèi)的鋁液推注至模具型腔一卸壓并開模卸料；3)實(shí)現(xiàn)本工藝過程的裝置由補(bǔ)縮容腔(1-1)、聯(lián)接保溫爐(1-6)并與補(bǔ)縮容腔(1-1)斜交聯(lián)通的升液管(1-2)、補(bǔ)縮推注活塞(1-3)和液壓缸(1-4)組成。2.權(quán)利要求1所述的一種鋁合金車輪的鑄造方法及裝置，其特征在于:補(bǔ)縮容腔(1-1)設(shè)于模具(1-5)的中心孔下方，并與模具(1-5)的中心孔聯(lián)通，升液管(1-2)—端插入保溫爐(1-6)內(nèi)鋁水液面以下，另一端與補(bǔ)縮容腔(1-1)下端斜交聯(lián)通，補(bǔ)縮容腔(1-1)的容積設(shè)定為鑄件體積的6-8%，補(bǔ)縮容腔(1-1)與補(bǔ)縮推注活塞(1-3 )材料相同，二者配合間隙為.0.12-0.20mm。3.權(quán)利要求1所述的一種鋁合金車輪的鑄造方法及裝置，其特征在于:補(bǔ)縮容腔(1-1)內(nèi)設(shè)有間隙配合的補(bǔ)縮推注活塞(1-3)，補(bǔ)縮推注活塞(1-3)向上移動(dòng)至充液口位置以上，實(shí)現(xiàn)對(duì)升液管(1-2)料液的封堵，繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)料液的加壓補(bǔ)縮，隨著模具型腔內(nèi)鋁液的順序凝固，實(shí)時(shí)地將補(bǔ)縮容腔(1-1)內(nèi)的鋁液全部推注至模具型腔內(nèi)。4.權(quán)利要求1和3所述的一種鋁合金的車輪鑄造方法及裝置，其特征在于:補(bǔ)縮推注活塞(1-3)的推力是靠液壓缸(1-4)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，推注壓力隨凝固過程變化，推注壓力范圍為.0.5—8.0bar.
【專利摘要】本發(fā)明公開一種鋁合金車輪的鑄造方法及裝置，專用于鋁合金車輪鑄造成形，可對(duì)現(xiàn)有的低壓鑄造機(jī)進(jìn)行升壓改造，其特征在于：1）依據(jù)等靜壓推注補(bǔ)縮原理，通過設(shè)立一個(gè)與模具型腔相聯(lián)通的截面為圓形的補(bǔ)縮容腔，隨著鑄件順序凝固的進(jìn)行采用補(bǔ)縮裝置將容腔內(nèi)的鋁液實(shí)時(shí)地推注到模具型腔內(nèi)；2）補(bǔ)縮容腔設(shè)于模具中心孔下方，其上端與模具型腔聯(lián)通，其下端與升液管斜交聯(lián)通；3）補(bǔ)縮容腔內(nèi)設(shè)有間隙配合的補(bǔ)縮推注活塞，在補(bǔ)縮油缸的作用下完成封堵并及時(shí)地將補(bǔ)縮容腔內(nèi)的鋁液推注到模具型腔內(nèi)。其有益效果在于：1）提高了補(bǔ)縮壓力，減少氣孔和縮松的形成，獲得高致密度車輪鑄件；2）保溫爐的氣壓減少一半，從而提高保溫爐的使用壽命。
【IPC分類】B22D18/04
【公開號(hào)】CN105057637
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510526786
【發(fā)明人】孫惠學(xué), 呼子宇, 李建, 劉鑫鑫, 陶慕華, 陳紅平, 孫紹明
【申請(qǐng)人】秦皇島燕大現(xiàn)代集成制造技術(shù)開發(fā)有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年8月26日