一種鋁合金車輪的鑄造方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于鑄造成形工藝與裝備領域，特別涉及鋁合金車輪鑄造成形工藝與裝備。
【背景技術】
[0002]采用鑄造工藝生產鋁合金車輪具有適應性強、花色品種多樣、生產成本低等優點，目前是國內外生產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。但是由于實際設備條件和技術條件等因素的限制，低壓鑄造車輪仍然普遍存在因補縮力不足而產生的縮松、縮孔等缺陷，現行解決縮孔、縮松缺陷的方法是對模具結構和工藝參數的改良，但都未取得明顯的效果。人們試圖增加低壓鑄造機保溫爐的氣體壓力，來達到強力補縮的目的，但由于保溫爐的材料和結構，不能承受更強的氣壓，使得直接增加氣壓的方法無果而終。
[0003]本專利將氣體低壓充型和升壓補縮技術相結合，保溫爐施加低壓氣體僅用于充型，補縮壓力不是靠向保溫爐液面施加氣體壓力來實現的，而是靠以液壓缸為動力的補縮裝置來實現的，與大量應用的低壓鑄造工藝相比，既提高了補縮壓力，又降低了保溫爐的氣體壓力，具有明顯的技術優勢。
【發明內容】
[0004]本發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縮，其特征在于:1)依據等靜壓推注補縮原理，通過設立一個與模具型腔相聯通的截面為圓形的補縮容腔(1-1)，采用液壓缸(1-4)將補縮容腔(1-1)內的鋁液隨著鑄件的順序凝固實時地推注到模具型腔內進行補縮；2)鑄造工藝過程為:保溫爐(1-6)內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)推動補縮推注活塞(1-3)封堵進液口一保溫爐(1-6)減壓至常壓一控制順序凝固并推動補縮推注活塞(1-3)將補縮容腔(1-1)內的鋁液推注至模具型腔一卸壓并開模卸料；3)實現本工藝過程的裝置由補縮容腔(1-1)、聯接保溫爐(1-6)并與補縮容腔(1-1)斜交聯通的升液管(1-2)、補縮推注活塞(1-3)和液壓缸(1-4)組成。
[0005]本專利中的補縮容腔(1-1)設于模具(1-5)的中心孔下方，并與模具(1-5)的中心孔聯通，升液管(1-2) 一端插入保溫爐(1-6)內鋁水液面以下，另一端與補縮容腔(1-1)下端斜交聯通，補縮容腔(1-1)的容積設定為鑄件體積的6-8%，補縮容腔(1-1)與補縮推注活塞(1-3)材料相同，作為優選的材料選為氮化硅，二者配合間隙為0.12-0.20mm。
[0006]本專利中的補縮容腔(1-1)內設有間隙配合的補縮推注活塞(1-3)，補縮推注活塞(1-3)向上移動至充液口位置以上，實現對升液管(1-2)料液的封堵，繼續向上運動實現對料液的加壓補縮，隨著模具型腔內鋁液的順序凝固，實時地將補縮容腔(1-1)內的鋁液全部推注至模具型腔內，補縮容腔(1-1)外側設有料液補溫裝置(1-7 )，在推注過程中對料液進行補溫，保證了補縮容腔(1-1)中料液的流動性。
[0007]本專利中的補縮推注活塞(1-3)的推力是靠液壓缸(1-4)來實現的，推注壓力隨凝固過程變化，推注壓力范圍為0.5-8.0bar。
[0008]本專利帶來的有益效果在于:1)提高了補縮壓力，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有低壓鑄造機升壓改造。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發明的升壓補縮裝置及模具剖開視圖。
[0010]圖1中主要包括:補縮容腔(1-1)、升液管(1-2)、補縮推注活塞(1-3)、液壓缸(1-4)、模具(1-5)、保溫爐(1-6)、補溫裝置(1-7)。
【具體實施方式】
[0011]以下結合附圖就【具體實施方式】進行詳細說明(本實施例是對本發明的進一步說明，而不是對本發明作出的任何限定)
結合附圖1對實施細則進行說明，以一款尺寸為16X6.5英寸、材料為A356的鋁車輪為例，采用本方法和設備生產鑄造鋁合金車輪的過程如下:
(1)首先將保溫爐(1-6)移出，安于鑄造機的一側，升液管(1-2)與補縮容腔(1-1)相連接，補縮容腔(1-1)安裝在模具(1-5)中心下側，模具(1-5)安裝至壓鑄機滑塊和工作臺之間；
(2)低壓鑄造機工作，保溫爐(1-6)內部的料液經過升液管(1-2)和補縮容腔(1-1)流至模具型腔中，鋁水平穩地將型腔充滿；
(3)充型結束后補縮推注活塞(1-3)上升，與補縮容腔(1-1)配合，當補縮推注活塞(1-3)向上移動至出液口位置以上時，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，補縮容腔(1-1)外部的補溫裝置(1-7)在工作過程中隨時對料液進行補溫，保證了補縮容腔(1-1)中料液的流動性；
(4)補縮推注活塞(1-3)繼續上升對料液進行加壓，配合著鑄坯的順序冷卻進行加壓補縮，輪坯的冷卻順序為內輪緣一輪輞一輪輻一輪芯，設備提供的補縮壓力為0.5-8.0bar，隨著鑄造過程的進行，補縮推注活塞(1-3)逐步將補縮容腔(1-1)中預留的鋁液壓至模具型腔中，補縮體積約占料液總體積的6~8%，冷卻完畢后得到的鑄坯無澆口，并且中心孔部位已初成形，省去了后續去澆口工序；
(5)機械手將車輪取出，再經過后續的熱處理、機加工、涂裝以及檢測等工序最終得到車輪產品。
【主權項】
1.本發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)依據等靜壓推注補縮原理，通過設立一個與模具型腔相聯通的截面為圓形的補縮容腔(1-1 )，采用液壓缸(1-4)將補縮容腔(1-1)內的鋁液隨著鑄件的順序凝固實時地推注到模具型腔內進行補縮；2)鑄造工藝過程為:保溫爐(1-6)內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)推動補縮推注活塞(1-3)封堵進液口 一保溫爐(1-6)減壓至常壓一控制順序凝固并推動補縮推注活塞(1-3)將補縮容腔(1-1)內的鋁液推注至模具型腔一卸壓并開模卸料；3)實現本工藝過程的裝置由補縮容腔(1-1)、聯接保溫爐(1-6)并與補縮容腔(1-1)斜交聯通的升液管(1-2)、補縮推注活塞(1-3)和液壓缸(1-4)組成。2.權利要求1所述的一種鋁合金車輪的鑄造方法及裝置，其特征在于:補縮容腔(1-1)設于模具(1-5)的中心孔下方，并與模具(1-5)的中心孔聯通，升液管(1-2)—端插入保溫爐(1-6)內鋁水液面以下，另一端與補縮容腔(1-1)下端斜交聯通，補縮容腔(1-1)的容積設定為鑄件體積的6-8%，補縮容腔(1-1)與補縮推注活塞(1-3 )材料相同，二者配合間隙為.0.12-0.20mm。3.權利要求1所述的一種鋁合金車輪的鑄造方法及裝置，其特征在于:補縮容腔(1-1)內設有間隙配合的補縮推注活塞(1-3)，補縮推注活塞(1-3)向上移動至充液口位置以上，實現對升液管(1-2)料液的封堵，繼續向上運動實現對料液的加壓補縮，隨著模具型腔內鋁液的順序凝固，實時地將補縮容腔(1-1)內的鋁液全部推注至模具型腔內。4.權利要求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:補縮推注活塞(1-3)的推力是靠液壓缸(1-4)來實現的，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，可對現有的低壓鑄造機進行升壓改造，其特征在于：1）依據等靜壓推注補縮原理，通過設立一個與模具型腔相聯通的截面為圓形的補縮容腔，隨著鑄件順序凝固的進行采用補縮裝置將容腔內的鋁液實時地推注到模具型腔內；2）補縮容腔設于模具中心孔下方，其上端與模具型腔聯通，其下端與升液管斜交聯通；3）補縮容腔內設有間隙配合的補縮推注活塞，在補縮油缸的作用下完成封堵并及時地將補縮容腔內的鋁液推注到模具型腔內。其有益效果在于：1）提高了補縮壓力，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】CN105057637
【申請號】CN201510526786
【發明人】孫惠學, 呼子宇, 李建, 劉鑫鑫, 陶慕華, 陳紅平, 孫紹明
【申請人】秦皇島燕大現代集成制造技術開發有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年8月26日