一种具有热量传导系统的铝车轮轮辋低压铸造模具技术方案

本实用新型专利技术公开了一种具有热量传导系统的铝车轮轮辋低压铸造模具，包括四块结构相同的侧模、一个顶模及一个底模，四块侧模合拢后与顶模及底模组成薄壁轮辋型腔；所述每块侧模的模壁内均设有热导出系统及用于测量侧模模壁温度的温度传感器，所述热导出系统用于快速导出合金凝固过程析出的热量；每块侧模的外表面均设有热导入系统，所述热导入系统用于快速升高轮辋部位模具的温度。本实用新型专利技术的技术方案在连续重复铝合金车轮铸造周期生产过程中，轮辋部位模具的温度通过温降系统快速降温和快速增温系统适时启动增温，实现宜铸造出高品质、高强度的铝车轮轮辋。

A Low Pressure Casting Die for Aluminum Wheel Rim with Heat Conduction System

The utility model discloses a low pressure casting die for aluminium wheel rim with heat conduction system, which comprises four side dies with the same structure, one top die and one bottom die. After four side dies are closed, the thin-walled rim cavity is composed of the top die and the bottom die. The die wall of each side die is provided with a heat extraction system and a temperature sensor for measuring the temperature of the side die wall. The system is used to rapidly derive the heat released during solidification of alloys, and a thermal conduction system is installed on the outer surface of each side die, which is used to rapidly raise the temperature of the die at the rim part. The technical scheme of the utility model is that in the production process of continuous repeated casting cycle of aluminium alloy wheel, the temperature of the rim part mould is timely started by the rapid cooling and rapid heating system of the temperature drop system, so as to realize the high quality and high strength aluminium wheel rim suitable for casting.

【技术实现步骤摘要】
一种具有热量传导系统的铝车轮轮辋低压铸造模具
本技术涉及铝合金车轮轮辋低压铸造模具，具体涉及一种具有热量传导系统的铝车轮轮辋低压铸造模具。
技术介绍
汽车工业的发展是随着人们消费观念的变化而变化的，汽车的安全和轻量化已经成为了现在广大消费者的需求之一。汽车的安全和轻量化也就是构成汽车各个组成部件的安全和轻量化。作为汽车组成部件的运动件，质轻高强的铝合金车轮日益受到广大消费者的青睐。铝合金车轮的铸造技术、工艺、品质及过程等在某种程度上标志着铝合金车轮的制造水平。高强度的取得来自合金材料强度的提升，在周期性铸造铝合金车轮的生产过程中，轮辋部位模具温度的控制是决定合金材料强度提升的关键因素。现有循环铸造铝合金车轮的工艺过程为：合金液开始注入型腔，随着轮辋、轮辐、法兰连接斜面、法兰装面、铸件中心和浇口的顺序凝固逐步完成，取出铸件，开始执行下一个铸造周期。在这样一个铸造周期过程中，理想状态的轮辋部位模具温度从550℃下降至430℃时，降温速率越快越好，降温速率越快越利于合金组织晶粒的细化，形成的合金材料强度越高。另外，现有技术中，受限于目前现有模具材料存在的热传递滞后性，以及实施热交换位置的局限性，往往薄壁轮辋部位的模具温度降低至达到合金组织晶粒细化的要求时，模具温度已经过低，常常低于420℃，无法保障铸造工艺的连续性循环生产。
技术实现思路
为提高现有铝合金材料的铸造强度及解决现有技术中无法保障铸造工艺连续周期性循环生产的技术问题，本技术提供一种具有热量传导系统的铝车轮轮辋低压铸造模具，通过内置的热导出系统快速降温促进合金快速凝固晶粒细化，获得高强度轮辋的铝合金铸件；通过热导入系统适时提升模具温度到适宜合金液铸造充型，从而实现铝车轮轮辋的连续周期性铸造生产。为此，本技术采用的技术方案是：一种具有热量传导系统的铝车轮轮辋低压铸造模具，包括四块结构相同的侧模、一个顶模及一个底模，四块侧模合拢后与顶模及底模组成薄壁轮辋型腔；所述每块侧模的模壁内均设有热导出系统及用于测量侧模模壁温度的温度传感器，所述热导出系统用于导出合金凝固过程析出的热量；每块侧模的外表面均设有热导入系统，所述热导入系统用于升高轮辋部位模具的温度。进一步地，所述热导出系统包括一总进口孔道、一总出口孔道，及若干环绕型腔的扇环形孔道；所述扇环形孔道自上而下相间隔设置，其进口端通过总进口孔道连通，出口端通过总出口孔道连通；进口孔道及出口孔道的连通扇环形孔道的一端均封闭，另一端均延伸至侧模的外表面与模具外部空间相通。工作时，在总进口孔道中通入冷却介质，冷却介质流经扇环形孔道时对侧模降温，升温后的冷却介质经总出口孔道流出模具。冷却介质可以是冷油或冷风。进一步地，所述热导入系统包括包围在侧模外周表面的隔热层，所述隔热层与侧模外壁之间形成密闭的空腔，空腔内充满导热介质，导热介质中设有加热装置。更进一步地，所述导热介质为导热油。所述加热装置为环绕侧模的电加热丝。通过导热油加热侧模，升温均匀，合金成型条件好。工作时，电加热丝通电，加热导热油，导热油将热量传导给模具，提升模具温度。进一步地，所述加热装置包括一总进口管、一总出口管，及若干环绕型腔的扇环形圆管；所述扇环形圆管自上而下相间隔设置，其进口端通过总进口管连通，出口端通过总出口管连通；总进口管及总出口管的连通扇环形圆管的一端均封闭，另一端均穿过隔热层延伸至模具外部且与模具外部空间相通。工作时，在一总进口管中通入热介质，热介质可以是热油或热风。热介质流经扇环形圆管时加热导热油，导热油将热量传导给模具，提升模具温度，降温后的热介质经总进口管流出模具。进一步地，所述热导出系统设有两套，一套设于侧模的上部，另一套设于侧模的下部；所述温度传感器设有两个，一个设于侧模的上部，用于测量侧模上部的温度，另一设于侧模的下部，用于测量侧模下部的温度。在铸造过程中，模具上部与下部的降温幅度不同，根据上方温度传感器测量的模具温度调节上导热系统对上模具的降温速率，根据下方温度传感器测量的模具温度调节下导热系统对下模具的降温速率，可以提高增个模具的温度均匀性，利于合金的成型及合金组织晶粒细化的均匀性，得到的合金强度更高。进一步地，上述每套热导出系统均包括一总进口孔道、一总出口孔道，及若干环绕型腔的扇环形孔道；所述扇环形孔道自上而下相间隔设置，其进口端通过总进口孔道连通，出口端通过总出口孔道连通；总进口孔道及总出口孔道的连通扇环形孔道的一端均封闭，另一端均延伸至侧模的外表面与模具外部空间相通。本技术的有益效果：与现有技术相比，本技术的铝车轮轮辋低压铸造模具工作时，在铝合金车轮浇注充型完成(或即将完成)时，启动内置的热导出系统快速导出合金凝固过程析出的热量，降低轮辋部位的模具温度，形成快速温降。快速导出合金结晶潜热和结晶热，可使晶核数量增加并随之快速凝固，形成的合金晶粒细化，合金晶粒的细化使得材料强度得以提升；在轮辋已经凝固，轮辐和法兰连接斜面逐步接近凝固时，开启热导入系统，提升轮辋处模具温度，使得下一个铸造周期开始时，轮辋模具温度达到适合铸造充型状态。也就是每一铸造过程，都有模具快速降温及适时模具升温的过程，通过降温过程促进合金快速凝固晶粒细化获得高强度轮辋的铝合金铸件，通过升温过程提升模具温度到适宜合金液铸造充型，从而实现铝车轮轮辋的连续周期性铸造生产。附图说明图1是本技术的铝车轮轮辋低压铸造模具的实施方式1的半剖结构示意图。图2是图1的实施方式1中热导出系统的结构示意图。图3是本技术的铝车轮轮辋低压铸造模具的实施方式2的半剖结构示意图。图4是图3的实施方式2中热导入系统的结构示意图。图5是本技术的铝车轮轮辋低压铸造模具的实施方式3的半剖结构示意图。图6是图5的实施方式3中热导出系统的结构示意图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及实施方式1、2及3对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述。实施方式1参阅图1，图1为本技术的铝车轮轮辋低压铸造模具的实施方式1的半剖结构示意图，包括侧模1、定模2及底模3，图1仅示出了一块侧模的结构，其它三块侧模的结构与该块侧模相同，四块侧模1合拢后与定模2及底模3组成薄壁轮辋型腔4。侧模1的模壁内设有热导出系统5及用于测量侧模模壁温度的温度传感器7，侧模1的外表面设有热导入系统6。在本实施例中，热导出系统5包括一总进口孔道51、一总出口孔道52、及若干环绕型腔的扇环形孔道51。扇环形孔道孔道51自上而下相间隔设置，其进口端通过总进口孔道51连通，出口端通过总出口孔道52连通；总进口孔道51及总出口孔道52的连通扇环形孔道的一端均封闭，另一端均延伸至侧模1的外表面与模具外部空间相通。侧模中的孔道可以在侧模铸造时通过埋设芯棒形成。在本实施例中，热导入系统6包括包围在侧模1的外周表面的隔热层62，隔热层62与侧模外壁之间形成密闭的空腔63，空腔63内充满导热油，导热油中设有加热装置。加热装置为环绕侧模的电加热丝61。在本实施例中温度传感器7设置在侧模模壁的上部，插入模壁的深度为10～15mm，用于测量侧模温度。实施例1的工作方式是：当合金充满薄壁轮辋型腔4时，启动热导出系统5，即在总进口孔道52中通入冷油，冷油经总进口孔道52本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有热量传导系统的铝车轮轮辋低压铸造模具，包括四块结构相同的侧模、一个顶模及一个底模，四块侧模合拢后与顶模及底模组成薄壁轮辋型腔；其特征在于，所述每块侧模的模壁内均设有热导出系统及用于测量侧模模壁温度的温度传感器，所述热导出系统用于导出合金凝固过程析出的热量；每块侧模的外表面均设有热导入系统，所述热导入系统用于升高轮辋部位模具的温度。

【技术特征摘要】
1.一种具有热量传导系统的铝车轮轮辋低压铸造模具，包括四块结构相同的侧模、一个顶模及一个底模，四块侧模合拢后与顶模及底模组成薄壁轮辋型腔；其特征在于，所述每块侧模的模壁内均设有热导出系统及用于测量侧模模壁温度的温度传感器，所述热导出系统用于导出合金凝固过程析出的热量；每块侧模的外表面均设有热导入系统，所述热导入系统用于升高轮辋部位模具的温度。2.如权利要求1所述的低压铸造模具，其特征在于，所述热导出系统包括一总进口孔道、一总出口孔道，及若干环绕型腔的扇环形孔道；所述扇环形孔道自上而下相间隔设置，其进口端通过总进口孔道连通，出口端通过总出口孔道连通；进口孔道及出口孔道的连通扇环形孔道的一端均封闭，另一端均延伸至侧模的外表面与模具外部空间相通。3.如权利要求1所述的低压铸造模具，其特征在于，所述热导入系统包括包围在侧模外周表面的隔热层，所述隔热层与侧模外壁之间形成密闭的空腔，空腔内充满导热介质，导热介质中设有加热装置。4.如权利要求3所述的低压铸造模具，其特征在于，所述导热介质为导热油。5.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨静丽，苗怀有，
申请(专利权)人：南京工业职业技术学院，
类型：新型
国别省市：江苏,32