本实用新型专利技术公开了一种车轮反重力铸造用局部高增压和细化装置，所述局部高增压和细化装置包括局部加压机构和细化机构；所述局部加压机构设置于：反重力铸造车轮模具上对应车轮轮心的位置下方，包括压力驱动单元、压力传递单元和压力施加单元，压力施加机构与金属熔体接触，并在充型结束后对金属熔体施加压力；所述细化机构设于反重力铸造车轮模具上，对应车轮轮心的位置上方，并在金属熔体凝固过程中对其进行细化。本实用新型专利技术可应用于多升液管充型的铝合金铸件反重力铸造成型装置，并对铸件中心位置处的金属熔体进行局部增压，消除了缩孔缩松，并实现了对晶粒的细化，显著提高了铸件的机械性能。的机械性能。的机械性能。
【技术实现步骤摘要】
一种车轮反重力铸造用局部高增压和细化装置
[0001]本技术涉及铸造
，尤其是涉及一种车轮反重力铸造用局部增压和细化装置，及采用该装置的反重力铸造设备。
技术介绍
[0002]轻量化是燃油汽车节能减排、新能源汽车降耗增程的最重要途径之一，以铝合金等轻量化材料代替传统的钢铁材料，已成为汽车设计更新换代的必然选择。用于汽车上的铝合金可分为铸造铝合金和变形铝合金，铸造铝合金占据主导，主要用于制造发动机、离合器壳体、车轮、底盘件等零部件。随着对车轮质量提升的需求和铸造技术的发展，更多的零部件采用低压铸造、差压铸造及调压铸造的方式来生产，均属于反重力铸造方法。该种铸造基本原理是用低压气体驱动坩埚或保温炉内的金属熔体，使其通过升液管上升并进入模具型腔，充型结束后铸型内金属熔体完成在压力作用下的凝固和补缩。
[0003]传统的铝合金低压、差压及调压车轮铸造技术通常采用单浇口的单升液管充型技术。以铝合金车轮为例，在车轮的中央位置即车轮的轮心位置设置升液管，使金属熔体进入型腔并完成充型与凝固，该方法设计简单，易于实现，但缺点在于充型距离长，成型困难，为避免产生冷隔，车轮金属型模具温度一般高达400℃以上，导致车轮冷却速度低，组织粗大，并容易在热节部位形成缩孔缩松等铸造缺陷。为了细化组织、消除缩孔缩松等铸造缺陷，现有技术中一般采用水冷、水雾冷等方式加强车轮模具的冷却，然而，加强冷却使车轮凝固时间大为缩短的同时，如加强冷却后的大尺寸车轮的凝固时间可以缩短到100s以内，又引起生产过程中对车轮冷却和凝固过程的温度场难以控制的问题，导致难以实现顺序凝固，产品性能不稳定，合格率低。
[0004]车轮现有技术中已有其它充型方式的尝试。专利CN201010107026.8公开了一种铝合金车轮低压铸造双边浇工艺及装置，在车轮两侧设置浇口，使铝液从轮辋处进入，通过对冷却控制使铝液在急冷的模具温度下由轮心向轮辋进行结晶，缩短了铝液流动的距离，配合冷却，减少了R角或轮辋部位的缩松缺陷。专利CN201310557627.2、CN201410825962.0等文献公开了采用中心浇口和两侧浇口结合的方式，以期望能减轻轮毂的重量，提高机械强度。 CN201610390494.8采用一机双模轮毂模具，浇口同样设置在轮辋位置上，实现一次浇注两个轮毂。
[0005]但上述装置和方法同样存在明显的缺陷，对于铝液仅从轮辋处进入的方式，入口设在轮辋中部，进入后会导致分流，即同时向轮心处和轮缘处充型，造成各处的充型时间不可控，进而造成凝固顺序不可控，容易形成缩孔缩松缺陷。而对于采用中心浇口和两侧浇口结合的方式，由于铝液从两个入口进入，在中间位置会形成汇流，容易因气体排出不顺等原因造成断点。
[0006]本申请人设计了一种基于多升液管的快速顺序凝固车轮成型装置与方法，模具的浇口设置在车轮的轮辋正下方。通过在多个升液管升液充型，可以显著降低充型距离并解决了大尺寸车轮长距离补缩的问题，但由于浇口设置在车轮的轮辋正下方，导致轮心位置
处的充型和凝固时间较晚，有可能在此处产生缩孔缩松问题。
技术实现思路
[0007]为解决上述技术问题，本技术提供了一种车轮反重力铸造用局部高增压和细化装置，及采用该装置的反重力铸造设备。
[0008]本技术完整的技术方案包括：
[0009]一种车轮反重力铸造用局部高增压和细化装置，其特征在于，所述局部高增压和细化装置包括局部增压机构和细化机构；
[0010]所述局部增压机构设置于：反重力铸造车轮模具上对应车轮轮心的位置下方，所述局部增压机构与金属熔体接触，并在充型结束后对金属熔体施加压力；
[0011]所述细化机构设于反重力铸造车轮模具上，对应车轮轮心的位置上方，并在金属熔体凝固过程中对其进行细化。
[0012]所述局部增压机构包括压力驱动单元、压力传递单元和压力施加单元，所述压力驱动单元提供局部增压所需的压力，所述压力传递单元将该压力传递到压力施压单元，所述压力施加单元与金属熔体接触，并在充型结束后对金属熔体施加压力。
[0013]所述局部增压机构包括主框架，两侧设有液压缸，所述液压缸的活塞杆连接推力接头，所述推力接头可在导轨上滑动，推力接头与连杆连接，所述连杆上设有两个中心孔，所述中心孔内设有滑动轴；所述连杆与顶杆连接，顶杆顶部连接有压头，压头对准车轮轮心位置处；进行局部增压时，两侧液压缸活塞杆推动推力接头在导轨上滑动，并推动连杆下方中心孔内的滑动轴进行滑动，连杆上方中心孔内的滑动轴同时进行滑动，带动连杆在槽内进行滑动，并推动顶杆向上运动，带动压头对车轮轮心位置处的熔体进行局部增压。
[0014]所述细化机构为超声细化机构或振动细化机构。
[0015]带有所述装置的反重力铸造设备。
[0016]所述反重力铸造设备包括模具，所述模具上的浇口，开设在车轮轮辋正下方的圆环面上。
[0017]所述反重力铸造设备为低压铸造设备、调压铸造设备或差压铸造设备中的一种。
[0018]本技术相对于现有技术的优点在于：
[0019]本申请人提出的基于多升液管的快速顺序凝固车轮成型装置与方法，模具的浇口设置在车轮的轮辋正下方。通过在多个升液管升液充型，可以显著降低充型距离并解决了大尺寸车轮长距离补缩的问题，但由于浇口设置在车轮的轮辋正下方，导致轮心位置处的充型和凝固时间较晚，有可能在此处产生缩孔缩松问题。针对该问题，本技术在车轮的中心位置增加局部增压装置，压力施加机构与金属熔体接触，并在充型结束后对金属熔体施加压力。使此处的铝液在极高压下进行凝固，消除了形成缩孔缩松缺陷的可能性。同时设置一个细化装置，在凝固过程中对铝液进行振动，使铝液结晶形成的枝晶被打破，增强形核，以细化晶粒，提高车轮的机械性能。
附图说明
[0020]图1为带有本技术局部增压和细化装置的车轮反重力铸造结构示意图。
[0021]图2a为局部增压机构的结构图。
[0022]图2b为图2a的俯视图。
[0023]图3为现有技术中的车轮结构示意图。
[0024]图4a为图1设备进行充型时的易发生卷气部位。
[0025]图4b为图4a的局部放大图。
[0026]图4c为图4a处在慢速充型时的充型顺序示意图。
[0027]图中：1-保温炉，2-升液管，3-铝液，4-异形浇口组件，5-型腔，6-压力驱动单元，7-压力传递单元，8-压力施加单元，9-振动发生器，10-振动杆，11-导轨安装座，12-导轨，13-液压缸，14-液压缸安装座，15-连接板，16-导向套，17-推力连接头，18-第一滑动轴，19-滑动衬套，20-隔垫，21-连杆，22-顶杆，23-挡圈，24-第二滑动轴，25-安装台板，26-下模。
具体实施方式
[0028]下面结合附图和具体实施方式对本技术做进一步说明。
[0029]如图1所示，一种车轮反重力铸造用局部高增压和细化装置，所述局部高增压和细化装本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种车轮反重力铸造用局部高增压和细化装置，其特征在于，所述局部高增压和细化装置包括局部增压机构和细化机构；所述局部增压机构设置于：反重力铸造车轮模具上对应车轮轮心的位置下方，所述局部增压机构与金属熔体接触，并在充型结束后对金属熔体施加压力；所述细化机构设于反重力铸造车轮模具上，对应车轮轮心的位置上方，并在金属熔体凝固过程中对其进行细化。2.根据权利要求1所述的一种车轮反重力铸造用局部高增压和细化装置，其特征在于，所述局部增压机构包括压力驱动单元、压力传递单元和压力施加单元，所述压力驱动单元提供局部增压所需的压力，所述压力传递单元将该压力传递到压力施压单元，所述压力施加单元与金属熔体接触，并在充型结束后对金属熔体施加压力。3.根据权利要求1所述的一种车轮反重力铸造用局部高增压和细化装置，其特征在于，所述局部增压机构包括主框架，两侧设有液压缸，所述液压缸的活塞杆连接推力接头，所述推力接头可在导轨上滑动，推力接头与...
【专利技术属性】
技术研发人员：张虎，张花蕊，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：新型
国别省市：
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