铸旋车轮低压铸造模具及工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种铸旋车轮低压铸造模具及其铸造工艺。底模（1）上设有一个底注式浇口（9），顶模中心设置分流锥（6），顶模上部外沿设置排气塞（4），顶模上部设置顶模水冷环（5），底模外沿设置底模水冷环（8），顶模上轮缘部位设置轮缘冒口（7）。铸造工艺方法包括充型、分流、排气、加压、冷却、补缩、卸压等步骤。本发明专利技术提高了铸旋铝合金车轮铸件的质量，特别地改善了车轮轮辐位置的材料力学性能，利于车轮产品实现轻量化；车轮正面精车后不易出现针孔缺陷，提高生产综合成品率；降低了铸造模具工况温度，提高了模具的耐蚀寿命。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种铸旋车轮低压铸造模具及其铸造工艺。底模（1）上设有一个底注式浇口（9），顶模中心设置分流锥（6），顶模上部外沿设置排气塞（4），顶模上部设置顶模水冷环（5），底模外沿设置底模水冷环（8），顶模上轮缘部位设置轮缘冒口（7）。铸造工艺方法包括充型、分流、排气、加压、冷却、补缩、卸压等步骤。本专利技术提高了铸旋铝合金车轮铸件的质量，特别地改善了车轮轮辐位置的材料力学性能，利于车轮产品实现轻量化；车轮正面精车后不易出现针孔缺陷，提高生产综合成品率；降低了铸造模具工况温度，提高了模具的耐蚀寿命。【专利说明】铸旋车轮低压铸造模具及工艺
本专利技术涉及铝合金铸造领域，具体讲是一种低压铸造模具及工艺。
技术介绍
目前，国内外铝合金铸旋车轮毛坯制造方法有低压铸造后旋压和重力铸造后旋压。由于技术传承和工艺成熟程度等原因，国内大多采用低压铸造后旋压方法。传统的铸旋铝车轮毛坯的低压铸造工艺过程是:保温炉内铝液通过浇口充满模具型腔，依次开启轮缘、轮辐、轮心处的模具冷却，形成铸件由上而下、由外而内的凝固顺序。而依据旋压工艺的需要，铸旋铝车轮毛坯的特点是轮缘和轮辋处铸件壁厚特点是上厚下薄，这并不利于传统的自上而下凝固顺序，而更适用自下而上的凝固顺序。同时，传统工艺方法中为等候轮缘和轮辋率先完成凝固而延误了轮辐的凝固时机，人为地提高了底模模具温度，模具耐受寿命大大降低，轮辐表面铸造针孔缺陷几率偏大，轮辐处的凝固速度慢，铸件内部组织不致密，影响材料力学性能。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，模具寿命偏短，铸件质量不高，轮辐处的凝固速度慢，铸件内部组织不致密轮辐位置材料力学性能不佳。 本专利技术的技术解决方案是，铸旋车轮低压铸造模具，包括底模、顶模和边模，所述的底模上设置底注式浇口，所述的顶模中心设置分流锥，所述的顶模上部外沿设置排气塞，所述的顶模上部设置用于冷却轮缘冒口的环状液态冷却介质通道，所述的底模设置用于冷却轮辐的环状液态冷却介质通道。所述的底注式浇口也是加压后的补缩冒口，所述的顶模上轮缘部位设置起补缩作用的轮缘冒口。 作为改进，所述的底注式浇口选用陶瓷材料，有利于中心冒口对轮辐和轮心的补缩效率。该底注式浇口在加压补缩时也是一个中心冒口，用于轮辐和轮心快速凝固时所需的补缩动力。所述底注式浇口设置在底模中心处。 作为改进，设置在底模上的环状液态冷却介质通道为底模冷却环，设置在顶模上的环状液态冷却介质通道为顶模冷却环，顶模水冷环与底模水冷环均拥有两个以上的进水口和出水口，进出水口交错设置，中间设有间断隔开，最大程度均匀温度布置。 作为改进，顶模上方排气塞有效排气面积大于底模中心浇口处最窄截面面积，这样更有利于模具型腔内气体顺利排出，减少气孔缺陷的几率。 与现有技术相比，本专利技术具有以下优点:改变现有技术车轮外轮缘处底模设置冷却风管的冷却手段，在轮辐下方设置了冷却水环，率先开启该水冷环冷却，从而加速轮辐铸件凝固速度，提高了车轮轮辐力学性能指标，利于实现产品轻量化；轮辐表面不易出现针孔缺陷，提高综合成品率；降低了底模温度，提高模具耐蚀寿命。 专利技术还提供了一种铸旋车轮低压铸造工艺，该工艺基于上述低压铸造模具，通过所述的水冷环冷却和相关冷却工艺参数的调整，改变铸件凝固顺序，该工艺包括以下步骤:1.通过设置在底模中心的浇口往型腔内浇注铝液，并通过顶模中心分流锥分流铝液向型腔内四周平稳扩展，充型过程中随着铝液在模具型腔内不断上升，型腔内的气体经位于顶模的排气塞排出模具。 2.充型完成，通过中心冒口处加压。 3.在底模水冷环内通入液态介质，迅速降低底模外侧温度，从而加速铸件轮辐的铝液凝固。 4.在顶模轮辋补缩完成后，开启顶模水冷环，进行冷却，加速轮缘冒口铝液凝固。 5.在底I吴轮福和轮心补缩完成后，开启底I吴和顶I吴中心冷却风，加速中心冒口招液凝固。 6.在模具型腔内铝液完全凝固后，将保温炉卸压，浇口中残存的铝液在重力作用下回流到低压铸造保温炉内。 步骤(3 )中，充型完成后通过水冷冷却首先凝固轮辐，并通过轮缘冒口补缩轮辋，中心冒口补缩轮辐和轮心。 所述顶模水冷环、底模水冷环采用的液态冷却介质为去离子水，液态冷却介质温度为 15°C _35°C，液体压力为 0.3MPa-0.6MPa。 与现有技术相比，本专利技术具有以下优点:采用本专利技术方法，突破自上而下、由外而内顺序凝固的传统思维，需依次开启轮辐处底模水冷环冷却、轮缘冒口处顶模水冷环冷却和中心冒口处顶底模风冷冷却，形成由轮辐中心开始最先凝固，向轮缘处由下而上，向轮心处由外而内，快速完成顺序凝固，最后轮辋和轮缘由旋压成形方法解决轮缘冒口处残存的缩松缺陷，转移了可能出现缩松缺陷的位置，进而用旋压方式规避了缺陷对质量的影响。以上这两个方向的顺序凝固均可以独立实现，且关键位置采用了冷却强度更大的水冷环冷却，因而生产的铸旋铝合金车轮轮辐材料性能更好，利于实现产品轻量化，模具温度更低；轮辐表面铸件质量更致密，减少表面针孔缺陷的几率；模具温度低，从而模具的耐蚀寿命也相应提闻。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术的铸旋车轮低压铸造模具的结构示意图。 图中:1_底模、2-顶模、3-边模、4-排气塞、5-顶模水冷环、6-分流锥、7-轮缘冒口、8_底模水冷环、9-底注式浇口。 【具体实施方式】 下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术作进一步说明。 如图1所示，本专利技术铸旋车轮铸低压铸造模具，包括底模1、顶模2和边模3，所述的底模I上设置底注式浇口 9，所述的顶模中心设置分流锥6，所述的顶模上部外沿设置排气塞4，所述的顶模上部设设置的顶模水冷环5，所述的底模外沿设置底模水冷环8。所述的底注式浇口 9也是加压后的补缩冒口，所述的顶模上轮缘部位设置起补缩作用的轮缘冒口7。 作为改进，所述的底注式浇口 9选用陶瓷材料，有利于中心冒口对轮辐和轮心的补缩效率。所述底注式浇口9设置在底模中心处。所述的底模底注式浇口9也是加压后的补缩冒口。所述底注式浇口 9设置在底模中心处。 作为改进，顶模上方排气塞4有效排气面积大于底模中心浇口处最窄截面面积，这样更有利于模具型腔内气体顺利排出，减少气孔缺陷的几率。 作为改进，顶模水冷环5与底模水冷环8均拥有两个以上进水口和出水口，进出水口交错设置，中间设有间断隔开，最大程度均匀温度布置。 轮缘冒口 7设置铸件的最上方，是充型最后完成的铸件部分，在轮缘和轮辋形成自下而上的凝固顺序条件下，用于轮辋快速凝固时所需的补缩动力，最后由顶模水冷环冷却完成全部凝固，其中残存的部分可能出现的缩松缺陷，可以通过旋压工序消除，进而得到质量优异的轮辋。 专利技术还提供了一种铸旋车轮低压铸造工艺，该工艺基于上述低压铸造模具，通过所述的水冷环冷却和相关冷却工艺参数的调整，改变铸件凝固顺序，该工艺包括以下步骤。 1.通过设置在底模中心的浇口往型腔内浇注铝液，并通过顶模中心分流锥分流铝液向型腔内四周平稳扩展，充型过程中随着铝液在模具型腔内不断上升，型腔内的气体经位于顶模的排气塞排出模具，此时排气塞排气面积总和要不小于浇口最窄处截面面积。 2.充型完成，通过中心冒口处加压，加压压力不小于0.08MPa。 3.在本文档来自技高网...

【技术保护点】
铸旋车轮低压铸造模具，包括底模（1）、顶模（2）和边模（3），其特征在于：所述的底模（1）上设置底注式浇口（9），所述的顶模中心设置分流锥（6），所述的顶模上部外沿设置排气塞（4），所述的顶模上部设置用于冷却轮缘冒口的环状液态冷却介质通道，所述的底模设置用于冷却轮辐的环状液态冷却介质通道，所述的顶模上轮缘部位设置起补缩作用的轮缘冒口（7）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杜德喜，邢东，万志永，王永宁，朱志华，李昌海，
申请(专利权)人：中信戴卡股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13