[發明專利]鋁合金車輪強力鑄造機

在審

• 申請號: 201410656274.6
• 申請日: 2014-11-18
• 公開（公告）號: CN104907531A
• 公開（公告）日: 2015-09-16
• 發明（設計）人: 孫惠學;李建;劉鑫鑫;王志松
• 申請（專利權）人: 秦皇島燕大現代集成制造技術開發有限公司
• 主分類號: B22D18/02
• 分類號: B22D18/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于鑄造成形技術領域，特別涉及鋁合金車輪鑄造成形裝備。

背景技術

目前，國內外鋁合金車輪生產以鑄造為主，常用的鑄造工藝包括低壓鑄造和重力鑄造。重力鑄造是在重力鑄造機上，將鋁液在重力作用下澆入金屬型腔并通過所設的澆口來實現重力補縮而獲得鑄件的方法。重力鑄造機普遍存在：補縮能力弱、澆鑄易卷氣、澆口尺寸大導致材料利用率低、澆口需要專門的工序去除等問題。

專利申請號：200620161056.6公開的“重力鑄造機”，該裝備機身為C型框架結構，本發明的機身結構為板框焊接式與其不同；該裝備位于下梁的下軸芯缸在鑄造完畢后用于卸料，本發明的強力鑄造機的導流缸用于澆鑄時配合模具對料液進行引導和控速充型，使其平緩進入模具型腔，達到澆鑄無卷氣的效果，兩者作用不同；此外，本鑄造裝備設有強力補縮液壓缸，用于對料液施加0.1-3MPa壓力，將補縮料液推注至模具型腔進行強力補縮且不產生澆口，而該設備是靠重力補縮的，補縮壓力有限且產生較大澆口，需要專門的去澆口工序去除澆口。

低壓鑄造是在低壓氣體作用下使液態金屬充填鑄型并凝固成鑄件的鑄造方法，所用的低壓鑄造機在機體下部設有鋁液保溫爐，在密閉的保溫爐上蓋中心部位裝有升液管，升液管插到金屬液面以下，將干燥的壓縮空氣通過進氣管送到保溫爐內，氣體壓力范圍一般為0.6～1.5?bar，使金屬液通過升液管從澆口進入模具型腔,?保壓并冷卻至鑄型中的鋁液完全凝固，然后卸壓，升液管中的金屬液會自動落回，開模出件。低壓鑄造機以德國GIMA為典型代表，應用較廣的結構形式為四立柱式或二立柱式。低壓鑄造機存在的問題：設備高度大、噸位重、受保溫爐的限制補縮壓力不宜提高、車輪鑄件中心盤處的延伸率低是目前大量應用的低壓鑄造機長期未能解決的問題。

專利申請號：201220317555.5公開的“一種雙工位低壓鑄造機”，該設備機身為四立柱式結構，而本發明鑄造裝備機身結構為雙柱板框焊接結構與其顯著不同；該設備為低壓鑄造機，補縮壓力0.1MPa左右,而本發明的鑄造機的最高補縮壓力是其30倍；該設備下方設有鋁液保溫爐，本發明的車輪鑄機下方中心處不設鋁液保溫爐；該設備是在保溫爐液面施加氣壓來實現補縮的，補縮原理與本發明截然不同；該設備沒有本發明的導流控速充型機構，無法實現無卷氣澆鑄和控速充型。

鋁合金車輪鑄造成形存在的共性問題：1）需要開發新型結構、新的補縮原理與方法的壓鑄機；2）解決澆鑄中的卷氣問題；3）需要對充型速度進行有效控制；4）需要提高補縮壓力；5）需要有快速順序凝固的調控功能。

發明內容

本發明針對上述鋁合金車輪鑄造成形存在的問題，發明了一種鋁合金車輪強力鑄造機，與現有低壓鑄造機具有本質的不同，不同點之一是：本項發明的強力鑄造機下方沒有與模具相連通的保溫爐，而是將保溫爐移出，并且多臺強力鑄造機公用一臺體外保溫爐，鋁液的燒損和氧化損失降低，鋁液保護氣體用量也隨之減少；不同點之二是：本項發明的強力鑄造機不是通過在保溫爐的液面上施加惰性氣體來實現低壓（0.1MPa）補縮的，而是通過安裝在機體上梁中央處的強力補縮液壓缸來實現的，其補縮壓力范圍在0.1-3.0MPa，遠遠大于低壓鑄造，提供的最高補縮壓力為低壓鑄造補縮壓力的30倍；不同點之三：本發明的強力鑄造機的強力補縮功能可使鑄件密度更高、強度和延伸率更高；不同點之四：與低壓鑄造機相比本發明的強力鑄造機機體為單牌坊式焊接結構，保溫爐從機體移出，設備總高度比低壓鑄造機低至少2m，總重輕30%，對廠房高度的要求隨之降低。

本發明的鋁合金車輪強力鑄造機，與現有重力鑄造機相比亦具有本質的不同，不同點之一是：強力鑄造與重力鑄造都是從上模中心孔澆鑄，澆液位置距離模具型腔底面較高，會有沖擊卷氣現象發生，但本發明的強力鑄造機在下梁中心處設有垂直運動的導流液壓缸，液壓缸可帶動升入上模的強力補縮加壓室中的導流活塞在澆鑄時按設定的速度下行，引導鋁液平穩地向下運動并充滿型腔，避免了卷氣現象的發生；不同點之二是：重力鑄造機靠中心澆口的高度產生壓差或在澆口處增加氣壓來實現補縮，補縮效果有限，遠遠低于本發明的強力鑄造機的補縮壓力；不同點之三：重力鑄造機生產的車輪鑄件帶有直徑和高度尺寸都較大的澆口，后序去除費時費力，本發明的鑄造機生產的車輪無澆口亦不需后續工序去除。