熔汤锻造方法及其模具技术

本发明专利技术涉及一种熔汤锻造方法及其模具，包括上模、下模以及边模，上模、下模以及边模之间形成待加工车轮形状的模具型腔，其特征在于：所述多个边模与下模同轴围合形成的下模组件同轴嵌装在一承压模具套内，下模下端同轴安装有一竖直向上用于顶出产品的液压顶出机构。本发明专利技术可以提升产品质量，减少熔汤用量，改善金属的内部组织细化晶粒，提升产品机械性能、抗拉性能等综合性能提升，缩短产品的生产时间，降低设备维护成本，增加产量，提高生产效率，延长模具使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于车轮锻造领域，尤其是一种熔汤锻造方法及其模具。
技术介绍
锻造是利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。铸造类型包括:重力铸造(Gravity die casting)、低压铸造(Lowpressure die casting)以及真空铸造(Vacuum die casting),这些铸造方法在生产中因为熔汤凝固速度慢，容易造成缩孔及气体进入等情况发生，导致产品的机械性能差异很大。而且，因为模具温度过低及熔汤的注入速度等因素，始终制约着产品的成型形状和厚度。为了弥补这些铸造方法的不足，开始了大量的“锻造方式的铸造方法”的研究。熔汤锻造是使熔汤在高压的状态下凝固的熔汤锻造方法，可以使产品的组织更加的紧密，提高产品的机械性能，同时适用于进行大批量的生产。目前，车轮主要是采用低压铸造的方法生产，如果将熔汤锻造的方法应用于锻造车轮，由于车轮中心部位的中心孔和螺栓孔位置最为重要，压力或冲击力集中的话，可能会造成车轮中心部位的破损，并且在锻造车轮的中心螺栓孔的内侧中心位置也较容易发生缩孔的情况。目前可以采用增加熔汤的使用量来解决缩孔的情况，但是效果并不理想，而且用量不易控制统一，造成生产浪费原料，成本较高。车轮模具是由上模、下模以及多个边模组合构成，车轮成型后，开模过程是上模向上提起，边模向四周打开，但是，锻压过程模具承受的压力远大于铸造，因为长期锻压的过程中模具承受的压力较大，容易损坏，而且在锻压过程中容易出现边模错位影响产品质量的情况，存在不安全隐患，维护成本较高。经过检索发现以下相关技术文献:一种锻造用模具组合套(CN202356560U)，包括锻造用模具和组合模套；锻造用模具整体为长方体结构，其一端面上开有模腔；组合模套为由底板、侧垫板以及前挡块、后挡块通过螺钉固定形成的长方体箱型结构，组合模套的内尺寸与锻造用模具外尺寸相同，锻造用模具放置在组合模套内，并通过螺钉固定。本技术将原本的整体式模具分成锻造用模具和组合模套，其中锻造用模具根据待加工工件设计模腔，并由锻造用模具的外形尺寸和不同锻造机的加工要求设计组合模套外形尺寸，由于组合模套材料价格远低于模具材料，因此，采用本技术能够大大节省材料费用，而且缩短了模具加工周期，而且使模具装卸相对更为轻便，更加有利于模具的周转。一种直接加压式熔液锻造装置(CN202621888U)，包括上体部分和下体部分；所述上体部分包括主活塞和主活塞的左右边的辅助活塞，主活塞和辅助活塞的下部安装有滑动台，滑动台的下部安装有上连接板，上连接板上连接着上部模具组件，上部模具组件随着主活塞下降，随着辅助活塞上升；所述下体部分包括下部支承底座和设置在下部支承底座上的下部活塞，下部活塞上固定着下部模具组件，下部模具组件随着下部活塞完成加压及升降。本专利技术的熔液锻造是用上下直接加压的方式，跟原来的间接加压方式比较，设备简单，机器本身的制作费用和模具费用大幅度的减少，同时制造的产品在生产耗时、抗拉强度、密度、延伸率等方面有明显的优越性。一大型盘类件的旋转锻造方法及锻造装置(CN101862807B)，该方法包括锻造模具的设计、坯料准备、预锻分流槽、定位坯料和分步旋转锻造，并且基于该方法本专利技术提出了一种可以实现上锻模和下模相对旋转的锻造装置，通过上锻模和下模的旋转锻造来对盘类工件进行局部的渐进成形。为了对锻造过程中金属的流动进行控制，在旋转锻造前加入了分流槽预锻造工步。并且，针对旋转锻造过程中工件翘曲现象，提出了采用特殊结构的上锻模。该成形方法成形载荷低，模具简单加工费用低，可以很大程度的降低目前大型盘类件的制造成本。经过对比，以上已公开的技术与本专利申请存在较大不同。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种车轮锻造模具，可以提升产品质量，减少熔汤用量，提升产品机械性能，提升生产效率。本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:一种熔汤锻造方法，其特征在于:步骤如下:⑴模具准备:锻造机主油缸驱动上模上升至顶端，下模归位至作业状态，等待熔汤注入；⑵熔汤注入:由专用机械手驱动舀勺从敞口的保温炉内舀取熔汤，舀勺内安装的溶液高度测量装置控制S取的熔汤量，机械手移动并将熔汤注入下模的型腔内，熔汤注入温度在710V _730°C之间，完成后机械手退出并回归原位；⑶锻造机主油缸驱动上模下降与下模闭合，该上模与下模之间形成待加工的车轮形模具型腔，待熔汤根据模具型腔的形状成型，温度检测以及选择系统预设步骤；⑷主活塞加压:在熔汤温度达到555°C飞10°C，即产品呈现半凝固状态时开始进行主活塞加压，此为一次加压，加压压力为3000吨；(5)辅助活塞加压及保压:利用主活塞内部的辅助压力系统针对车轮中心位置进行二次加压，设定加压压力为1500吨，二次加压为小范围专对产品中心位置的加压；(6)模具冷却；(7)开模:模具冷却完成，产品完全凝固成型，凝固点温度555°C，完成产品的锻造，主活塞向上移动，同时安装在下模下端的顶出机构将下模从承压模套中顶出，边模想四周翻转打开，产品与模具脱离；⑶模具处理:依次对模具进行冷却喷洒，采用喷高压空气清理，测量模具温度，250°C至350°C时合格，测温合格对模具喷洒脱模剂；(10)位置校正:分别对上模、下模进行中心位校正，保证上模与下模的中心位置同轴，上模上升，再次进行测温并调节模具温度保持在250°C至350°C。而且，所述步骤⑴至步骤(1Φ顺序循环。而且，所述步骤(6)模具冷却采用风冷装置或水循环冷却装置控制模具的冷却速度。上述方法所采用的模具，包括上模、下模以及边模，上模、下模以及边模之间形成待加工车轮形状的模具型腔，其特征在于:所述多个边模与下模同轴围合形成的下模组件同轴嵌装在一承压模具套内。而且，所述承压模具套上用于嵌装下模组件的嵌装槽为一上端开口直径较大的倒锥形嵌装槽。而且，所述下模下端同轴安装有一竖直向上的液压顶出机构。而且，所述多个边模均通过连杆铰装连接在承压模具套上端。而且，所述边模为3至6块。而且，所述上模的垂直截面下轮廓与待加工车轮中心截面的上轮廓相同，下模的垂直截面上轮廓与待加工车轮中心截面的；边模的截面内侧轮廓与待加工车轮中心截面的外侧壁轮廓相同，多个边模同轴围合形成车轮的侧轮廓。本专利技术的优点和积极效果是:1、本方法是往下模中注入熔汤后，与之对应的上模下降到指定位置，使熔汤按照上、下模之间的型腔内成型，并对成型的凝固的熔汤进行两阶段以上加压/锻造来制作产品，由于对于螺栓孔及中心部位进行二次锻造，避免螺栓孔与中心部位在过大的压力与冲击力的作用下受到损坏，同时又保证其达到机械性能要求。2、本方法对车轮的中心部位进行二次锻造，更容易使中心的螺栓孔和中心孔周边部位形成一个整体，提升产品的机械性能、抗拉强度，提升车轮质量，而且本专利技术是对车轮的中心部位增加了锻造，使得这部位的厚度更加的薄，减少熔汤的使用量，而且二次锻压有效避免了缩孔问题的发生，提升产品质量。3、本方法与常规锻造对比，本方法的最大压力为3000吨，而常规的锻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种熔汤锻造方法，其特征在于：步骤如下：⑴模具准备：锻造机主油缸驱动上模上升至顶端，下模归位至作业状态，等待熔汤注入；⑵熔汤注入：由专用机械手驱动舀勺从敞口的保温炉内舀取熔汤，舀勺内安装的溶液高度测量装置控制舀取的熔汤量，机械手移动并将熔汤注入下模的型腔内，熔汤注入温度在710℃?730℃之间，完成后机械手退出并回归原位；⑶锻造机主油缸驱动上模下降与下模闭合，该上模与下模之间形成待加工的车轮形模具型腔，待熔汤根据模具型腔的形状成型，温度检测以及选择系统预设步骤；⑷主活塞加压：在熔汤温度达到555℃~610℃，即产品呈现半凝固状态时开始进行主活塞加压，此为一次加压，加压压力为3000吨；⑸辅助活塞加压及保压：利用主活塞内部的辅助压力系统针对车轮中心位置进行二次加压，设定加压压力为1500吨，二次加压为小范围专对产品中心位置的加压；⑹模具冷却；⑺开模：模具冷却完成，产品完全凝固成型，凝固点温度555℃，完成产品的锻造，主活塞向上移动，同时安装在下模下端的顶出机构将下模从承压模套中顶出，边模想四周翻转打开，产品与模具脱离；⑼模具处理：依次对模具进行冷却喷洒，采用喷高压空气清理，测量模具温度，250℃至350℃时合格，测温合格对模具喷洒脱模剂；⑽位置校正：分别对上模、下模进行中心位校正，保证上模与下模的中心位置同轴，上模上升，再次进行测温并调节模具温度保持在250℃至350℃。...

【技术特征摘要】
1.一种熔汤锻造方法，其特征在于:步骤如下: ⑴模具准备:锻造机主油缸驱动上模上升至顶端，下模归位至作业状态，等待熔汤注A ； ⑵熔汤注入:由专用机械手驱动舀勺从敞口的保温炉内舀取熔汤，舀勺内安装的溶液高度测量装置控制舀取的熔汤量，机械手移动并将熔汤注入下模的型腔内，熔汤注入温度在710V _730°C之间，完成后机械手退出并回归原位； ⑶锻造机主油缸驱动上模下降与下模闭合，该上模与下模之间形成待加工的车轮形模具型腔，待熔汤根据模具型腔的形状成型，温度检测以及选择系统预设步骤； ⑷主活塞加压:在熔汤温度达到555°C飞10°C，即产品呈现半凝固状态时开始进行主活塞加压，此为一次加压，加压压力为3000吨； (5)辅助活塞加压及保压:利用主活塞内部的辅助压力系统针对车轮中心位置进行二次加压，设定加压压力为1500吨，二次加压为小范围专对产品中心位置的加压； (6)模具冷却； ⑴开模:模具冷却完成，产品完全凝固成型，凝固点温度555°C，完成产品的锻造，主活塞向上移动，同时安装在下模下端的顶出机构将下模从承压模套中顶出，边模想四周翻转打开，产品与模具脱离； ⑶模具处理:依次对模具进行冷却喷洒，采用喷高压空气清理，测量模具温度，250°C至350°C时合格，测温合格对模具喷洒脱模剂； (10)位置校正...

【专利技术属性】
技术研发人员：王显斌，
申请(专利权)人：天津那诺机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：