[發(fā)明專利]鋁合金車輪強(qiáng)力鑄造工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410656120.7
• 申請(qǐng)日: 2014-11-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104907530A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫惠學(xué);李建;劉鑫鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 秦皇島燕大現(xiàn)代集成制造技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司
• 主分類號(hào): B22D18/02
• 分類號(hào): B22D18/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于輕合金成形技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用領(lǐng)域?qū)儆阡X合金車輪制造業(yè)。

背景技術(shù)

目前，國(guó)內(nèi)外鋁合金車輪的成形工藝主要以鑄造工藝為主，常用的鑄造工藝包括低壓鑄造和重力鑄造。低壓鑄造過(guò)程是鋁液位于模具下方保溫爐內(nèi)，通過(guò)低壓氣體壓力的作用鋁液沿著升液管自下而上進(jìn)入模具型腔完成充型，并在低壓氣體壓力作用下進(jìn)行凝固及低壓補(bǔ)縮來(lái)成形車輪。重力鑄造是靠重力的作用，進(jìn)行自上而下的充型澆鑄，還要靠澆口處液體的重力作用或?qū)ｉT設(shè)置的補(bǔ)縮腔內(nèi)液體的重力作用來(lái)實(shí)現(xiàn)凝固過(guò)程中的補(bǔ)縮。

車輪作為汽車的重要安全部件，車輪的質(zhì)量直接影響汽車的安全性及輕量節(jié)能效果，目前重力及低壓鑄造兩種工藝均面臨著一些問(wèn)題，例如兩種工藝的共同弱點(diǎn)就是補(bǔ)縮壓力低、補(bǔ)縮能力弱、塑性指標(biāo)低。尤其低壓鑄造的車輪，中心輪盤處的延伸率總是不能令人滿意，重力鑄造的車輪雖然中心輪盤處的延伸率略高于低壓鑄造的產(chǎn)品，但由于補(bǔ)縮澆口的存在，導(dǎo)致材料利用率低且存在去澆口工序復(fù)雜的問(wèn)題，不能令人滿意，并且由于重力澆鑄存在卷氣現(xiàn)象，導(dǎo)致鑄件內(nèi)部經(jīng)常存在氣孔、縮孔以及縮松等缺陷。

專利申請(qǐng)?zhí)枺篊N201310345280.5公開(kāi)的“金屬型輔壓重力鑄造系統(tǒng)及鑄造方法”，該方法為料液邊模澆鑄，澆口廢料較大，本發(fā)明采用中心澆鑄，中心澆鑄保證了充型過(guò)程中鑄坯圓周方向的均勻性，澆口處的鋁液在補(bǔ)縮壓力的作用下被強(qiáng)力推注到模具型腔，顯著地提高了材料利用率；該發(fā)明中采用壓縮空氣補(bǔ)縮，壓力為0.15-0.2MPa，本發(fā)明采用補(bǔ)縮活塞對(duì)料液進(jìn)行強(qiáng)力加壓補(bǔ)縮，補(bǔ)縮壓力范圍0.1-3.0MPa,二者補(bǔ)縮壓力與方法均不同；從原理上看，該專利從中心補(bǔ)縮加壓處經(jīng)模具型腔直至邊澆澆口處未形成封閉型腔，本發(fā)明的強(qiáng)力補(bǔ)縮是在密閉的模具型腔上施壓的。

專利申請(qǐng)?zhí)枺篊N200710027352.6C公開(kāi)的“鋁合金車輪氣體壓力鑄造裝置及其鑄造方法”以及專利申請(qǐng)?zhí)?201320016053.3公開(kāi)的“輪轂反重力補(bǔ)縮鑄造模具”，兩專利中補(bǔ)縮介質(zhì)均為壓縮空氣，而本發(fā)明采用間隙配合的補(bǔ)縮活塞對(duì)料液進(jìn)行強(qiáng)力加壓補(bǔ)縮，前者為氣體補(bǔ)縮，后者為機(jī)械方法補(bǔ)縮；兩專利中用于補(bǔ)縮加壓的型腔均為上小下大的圓臺(tái)形，獲得的是帶有凹坑的半高圓錐臺(tái)形澆口的鑄件，仍需進(jìn)一步去除澆口，本專利所述的補(bǔ)縮加壓室為與加壓活塞間隙配合的等內(nèi)徑的通孔，且有效加壓補(bǔ)縮容積為模具型腔的6~8%，加壓補(bǔ)縮完成時(shí)，有效補(bǔ)縮容積被推注到模具型腔，故可獲得無(wú)澆口鑄件，自然省去了去澆口工序；本發(fā)明的補(bǔ)縮加壓室?guī)в醒a(bǔ)溫加熱裝置，可保證補(bǔ)縮過(guò)程中鋁液的流動(dòng)性，上述兩個(gè)專利未提及；針對(duì)所有中心澆鑄多年來(lái)普遍存在鋁液落差大沖擊壁底而發(fā)生卷氣的共性問(wèn)題，本發(fā)明中設(shè)有導(dǎo)流澆鑄系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)卷氣澆鑄及控速充型，為獲得高質(zhì)量的鑄件奠定了必要的基礎(chǔ)條件，上述兩個(gè)專利未提及無(wú)卷氣導(dǎo)流及控速充型內(nèi)容。

專利申請(qǐng)?zhí)枺?01210328935.3公開(kāi)的“鋁合金車輪重力加壓鑄造”，該發(fā)明的澆鑄位置為中心側(cè)開(kāi)口澆鑄，與本發(fā)明的澆鑄位置不同，該專利旁澆管路殘存的低于內(nèi)輪唇高度的鋁液無(wú)法順利排出，不利于批量生產(chǎn)；本發(fā)明中設(shè)有導(dǎo)流澆鑄系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)卷氣澆鑄及控速充型，該專利未涉及這方面的內(nèi)容；該專利的模具冷卻采用的介質(zhì)是壓縮空氣，未見(jiàn)具體的冷卻控制原理，本專利采用水和風(fēng)作為冷卻介質(zhì)均可，并給出了冷卻通道分布方法和模具溫控點(diǎn)布局方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明公布了一種鋁合金車輪鑄造工藝-鋁合金車輪強(qiáng)力鑄造工藝，其獨(dú)特之處在于：1）發(fā)明了強(qiáng)力補(bǔ)縮模具結(jié)構(gòu)：以常規(guī)頂、底、邊模為基礎(chǔ)，在上模（1-8）內(nèi)腔中心處增設(shè)了補(bǔ)縮加壓室（1-4）和可在加壓室（1-4）上下移動(dòng)的補(bǔ)縮加壓活塞（1-3）及導(dǎo)流活塞（1-5）；2）以此模具結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，發(fā)明集無(wú)卷氣導(dǎo)流澆鑄特征、控速充型特征、自動(dòng)補(bǔ)溫特征、強(qiáng)力補(bǔ)縮特征、快速順序凝固冷卻通道布局和模具溫控測(cè)點(diǎn)布局為一體的鋁合金車輪強(qiáng)力鑄造工藝，本發(fā)明的工藝與相應(yīng)的強(qiáng)力鑄造設(shè)備配合，生產(chǎn)的車輪產(chǎn)品具有密度高、強(qiáng)度高和延伸率高的顯著效果，并具有更高的生產(chǎn)效率和材料利用率。