[發明專利]一種車輪或車輪中心盤的鑄造方法

無效

• 申請號: 201310369926.3
• 申請日: 2013-08-22
• 公開（公告）號: CN103464724A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 莊文;趙海東;李元元;王留柱
• 申請（專利權）人: 廣州馭風旭鋁鑄件有限公司;華南理工大學
• 主分類號: B22D18/04
• 分類號: B22D18/04
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 譚英強

技術領域

本發明涉及汽車零部件的加工方法，特別是一種車輪或車輪中心盤的鑄造方法。

背景技術

低壓鑄造是液態金屬在壓力作用下由下而上地充填鑄件型腔，以形成鑄件的一種方法。其使用的壓力較低，一般為0.02~0.09MPa，其優點是：自下而上反重力充填模具型腔，充型速度平穩可控，可有效控制卷氣和夾渣；鑄件在壓力下凝固，輔以合理的冷卻系統，有利于補縮，可減少鑄件內部的缺陷；成品率高，有利于形成輪廓清晰、表面光潔好的鑄件；設備和模具成本低。

由于上述優點，低壓鑄造方法成為了車輛車輪或車輪中心盤的主要成形方法。車輪主要有輪芯、輻條和輪輞三部分組成，其低壓鑄造方法主要是依次填充上述的三部分，而其后需要實現輪輞、輻條和輪芯的先后順序凝固與補縮；車輪中心盤則有輪芯和輻條組成，低壓鑄造時依次充型，其后凝固過程需要實現輻條和輪芯的順序凝固與補縮。鑒于車輪和車輪中心盤的結構特點，低壓鑄造方法主要缺點是：整個流道較長，須進行順序凝固，導致生產周期較長；輪芯作為液態金屬補縮來源，必須保證其最后凝固，其鑄造工藝壁厚大；輻條作為補縮通道,通常需要設計時增加其厚度或制造時增加其工藝厚度，致使輪芯和輻條凝固速度低、晶粒粗大、力學性能降低；且凝固后期補縮能力下降，輪輻易產生縮松，輻條和輪輞交接的熱節部位易出現收縮孔洞。

發明內容

為了克服上述技術問題，本發明的目的在于提供一種有效提高產品性能、降低輻條壁厚和縮短生產周期的車輪或車輪中心盤的鑄造方法。

本發明所采用的技術方案是：

一種車輪或車輪中心盤的鑄造方法，利用低壓鑄造方法實現液態金屬自下而上平穩充填鑄件的模具型腔，在充填完畢后，對輪芯中心加工孔部進行自上而下的局部擠壓成形，實現凝固過程的強制補縮。

首先，上述的方法充分利用了低壓鑄造平穩充填模具型腔、控制卷氣和夾渣的特點，同時，凝固過程局部擠壓成形實現了壓力下金屬的結晶與凝固，完成了強制補縮，所得到的鑄件具有組織細化、力學性能優良的優點。

其次，低壓鑄造成形車輪為了保證液態金屬自輪芯向輻條、輻條與輪輞連接處補縮，有時不得不加厚輻條，保證凝固過程補縮通道的存在，但生產中上述部位仍常出現收縮孔洞。而在輪芯實施局部擠壓，對上述兩部位實現了強制補縮，提高了鑄件的致密性和質量，且在強制補縮的條件下，可對輻條進行適當減薄，實現了鑄件的輕量化。

再次，傳統的低壓鑄造技術為了在車輪或車輪中心盤鑄件上實現補縮功能，需要增加輪芯工藝厚度。本發明通過對輪芯加工孔部進行局部擠壓，利用該部位的液態金屬強制補縮輻條、輻條與輪輞連接處，可以降低輪芯的凝固時間，提高生產效率，而且提高材料的利用率，減少輪芯中心孔的機加工量。

最后，本發明在低壓鑄造基礎上，僅增加輪芯部位的局部擠壓，即可實現液體金屬在輪芯向輻條、輻條與輪輞連接處的強制流動與補縮，在保證生產質量的前提下，大大減低了生產的成本。

作為上述技術方案的進一步改進，在上模中心位置設置一可相對上模作上下運動的擠壓桿，利用擠壓桿進入輪芯中心加工孔部的向下運動實現局部擠壓成型。通過外力作用擠壓桿后使得擠壓桿對液態金屬局部擠壓，可以有效的增大對液體金屬的擠壓力，以達到更強的補縮效果。

作為上述技術方案的進一步改進，在局部擠壓成形過程中，利用伺服壓力系統控制擠壓桿的速度和位移，從而實現凝固補縮的定量控制。擠壓桿與伺服壓力系統的輸出端連接，利用了伺服壓力系統所具備的輸出速度穩定準確、輸出位移精確的特點，使得凝固補縮得到較為理想的控制效果，進一步提高了鑄件的致密性和質量。

作為上述技術方案的進一步改進，局部擠壓成形中擠壓桿位移速度的范圍為0.0005~0.01m/s，可滿足不同形狀和壁厚輻條、輪輞凝固補縮的要求。

作為上述技術方案的進一步改進，局部擠壓成形中擠壓比壓的范圍為10~100MPa，避免比壓過小,無法實現強制補縮；同時避免比壓過大,導致鑄件變形和模具受力太大。

作為上述技術方案的進一步改進，所述擠壓桿位于內澆口的正上方且擠壓桿的直徑大于內澆口的直徑,在擠壓桿局部擠壓下行中,避免擠壓力完全作用于內澆口部分,保證內澆口不與鑄件分離、堵塞升液通道。

作為上述技術方案的進一步改進，液態金屬充填模具型腔后，對內澆口強制冷卻使內澆口處的液態金屬凝固，切斷了液態金屬的回流通道，再進行局部擠壓成型。