CN102126017A - 一种铝合金轮毂铸造模具的冷却方法 - Google Patents

一种铝合金轮毂铸造模具的冷却方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种铝合金轮毂铸造模具的冷却方法，该方法包括如下步骤：在铝合金轮毂铸造模具的周围布置燃烧机燃油雾化喷嘴、反渗透式纯水机的出水端口与变频恒压供水装置的进水端口相接，变频恒压供水装置的出水端口与燃烧机燃油雾化喷嘴相接；按照常规工艺进行配料、熔炼、精炼及除气、扒渣、模具预热和铸造；铸造完成后，开启反渗透式纯水机与变频恒压供水装置，使得反渗透式纯水机制备出电导率≤20mS/cm的纯水，使得变频恒压供水装置供出的纯水的工作压力达到0.5～1.0MPa、水雾冷却。本发明的冷却方法使得每件产品的生产周期缩短了19％以上；减少了压缩空气消耗量；轮辐的延伸率由原来的平均3％提高到4.4％以上。

Description

一种铝合金轮毂铸造模具的冷却方法
技术领域
本发明涉及有色金属铸造领域，尤其是一种铝合金轮毂铸造模具的冷却方法。
背景技术
金属型铸造是在有色金属铸造中应用最广的一种铸造工艺。特别是在有色金属应用越来越广泛的今天，金属型铸造工艺发展十分迅速。
铸造模具的冷却工艺不仅涉及到铸件的生产工艺和铸件的内在质量，同时也极大地影响到生产效率和制造成本。因此，铸造科技工作者在模具冷却方面投入了很大的精力，也取得了很大的成绩，冷却方法主要有：
风冷工艺——即采用压缩空气进行冷却的方法——在金属型铸造行业已经很成熟，也是目前国内所普遍采用的工艺。但这种工艺有以下不足之处：一是成本高，压缩空气消耗大量的电能，这也是各铸造公司消耗电能最大的项目。二是冷却强度小，因为空气中的主要组成气体是氮气和氧气，而这两种气体分子都属于对称型分子，带走热量的速度很慢，因此，不能满足工件局部快速冷却的需要和提高生产效率的要求。
水冷方式是一种提高冷却速度的方法，在许多工厂也得到了应用。但水冷的冷却速度太快，因此不易得到控制，同时，对模具的损害也较大。这样，水冷的应用范围受到了很大限制。
近年来空气雾化冷却工艺有了较大发展，在业内也得到了较大应用。这种工艺的主要特点是在使用压缩空气的同时，用压缩空气带入可控的适量水，这样可得到适当的冷却强度。但这种工艺依然要消耗大量的压缩空气，同时不易得到各部位均匀且可控的气雾。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种冷却速度快、对模具的损害小、可以极大地节省能源的铝合金轮毂铸造模具的冷却方法。
按照本发明提供的技术方案，所述铝合金轮毂铸造模具的冷却方法包括如下步骤：
1、一种铝合金轮毂铸造模具的冷却方法，其特征在于该冷却方法包括如下步骤：
a、在铝合金轮毂铸造模具的周围对应需要冷却的部位布置能喷出不同水雾夹角的实心水雾或空心水雾的燃烧机燃油雾化喷嘴；
b、反渗透式纯水机的出水端口与变频恒压供水装置的进水端口相接，变频恒压供水装置的出水端口与燃烧机燃油雾化喷嘴相接；
c、按照常规铝合金轮毂铸造工艺进行配料、熔炼、精炼及除气、扒渣、模具预热和铸造；
d、铸造完成后，开启反渗透式纯水机与变频恒压供水装置，使得反渗透式纯水机制备出电导率≤20mS/cm的纯水，使得变频恒压供水装置供出的纯水的工作压力达到0.5～1.0Mpa；
e、燃烧机燃油雾化喷嘴就对铝合金轮毂铸造模具需要冷却的部位喷出不同水雾夹角的实心水雾或空心水雾进行冷却。
作为优选，步骤d中，变频恒压供水装置供出的纯水的工作压力达到0.6～0.8Mpa。
为了使得冷却效果稳定，用反渗透式纯水机制备纯水，制作的纯水电导率达到≤20mS/cm。根据水量需求的大小选择不同型号的纯水机；
本发明的关键在于单纯使用具备一定压力(0.5～1.0Mpa)的纯水(其电导率≤20mS/cm)，通过使用燃烧机燃油雾化喷嘴将纯水进行雾化。铝合金轮毂铸造领域的普通技术人员无需经过创造性的劳动，即可根据铸造不同铝合金轮毂所对应不同部位的冷却需要，选择不同规格、型号、数量的燃烧机燃油雾化喷嘴，得到不同形状和不同流量的水雾，同时控制每个燃烧机燃油雾化喷嘴的喷雾时间，达到本发明所描述的冷却效果。
本发明利用恒压供水装置将纯水以0.5～1.0Mpa的压力和冷却所需的流量提供给冷却装置，具有压力的纯水既作为冷却介质又作为雾化动力；冷却元件采用燃烧机燃油雾化喷嘴；通过采用不同型号的喷嘴以及控制各喷嘴的喷雾时间来实现模具各部位不同的冷却强度需要
本发明的冷却方法与原来的风冷工艺相比，每件产品的生产周期缩短了19％以上；减少了压缩空气消耗量；工件的机械性能有所提高，即轮辐的延伸率由原来的平均3％提高到4.4％以上。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
铸造铝合金车轮型号：230-1350
直径规格：13英寸；宽度：5英寸。
a、在铝合金轮毂铸造模具的周围对应需要冷却的部位共布置5只能喷出不同水雾夹角的燃烧机燃油雾化喷嘴；
b、反渗透式纯水机的出水端口与变频恒压供水装置的进水端口相接，变频恒压供水装置的出水端口与燃烧机燃油雾化喷嘴相接；
c、按照常规铝合金轮毂铸造工艺进行配料、熔炼、精炼及除气、扒渣、模具预热和铸造，且铝合金成分为Si：7.0％；Mg：0.31％；Fe：0.15％；Ti：0.08％；Sr：0.015％；其余为Al；
d、铸造完成后，开启反渗透式纯水机与变频恒压供水装置，使得反渗透式纯水机制备出电导率≤20mS/cm的纯水，使得变频恒压供水装置供出的纯水的工作压力达到0.5～1.0Mpa；
e、燃烧机燃油雾化喷嘴就对铝合金轮毂铸造模具需要冷却的部位喷出不同水雾夹角的实心水雾或空心水雾进行冷却，具体冷却时间见表1。
表1
Figure BDA0000047373280000031
效果对比：
(1)在相同的模具上，采用本发明的冷却方法与原来的风冷工艺相比，每件产品的生产周期由原来的250秒减少到210秒，冷却周期缩短了19％。
(2)减少了压缩空气消耗6m3。
(3)工件的机械性能有所提高。轮辐的延伸率由原来的≥3％提高到了≥4.4％。
轮辐部位机械性能见表2。
表2
Figure BDA0000047373280000032
Figure BDA0000047373280000041
实施例2：
铸造铝合金车轮型号：199-1280
直径规格：12英寸；宽度：8英寸。
a、在铝合金轮毂铸造模具的周围对应需要冷却的部位共布置4只能喷出不同水雾夹角的燃烧机燃油雾化喷嘴；
b、反渗透式纯水机的出水端口与变频恒压供水装置的进水端口相接，变频恒压供水装置的出水端口与燃烧机燃油雾化喷嘴相接；
c、按照常规铝合金轮毂铸造工艺进行配料、熔炼、精炼及除气、扒渣、模具预热和铸造，且铝合金成分为Si：7.1％；Mg：0.31％；Fe：0.14％；Ti：0.08％；Sr：0.013％；其余为Al；
d、铸造完成后，开启反渗透式纯水机与变频恒压供水装置，使得反渗透式纯水机制备出电导率≤20mS/cm的纯水，使得变频恒压供水装置供出的纯水的工作压力达到0.6～0.64Mpa；
e、燃烧机燃油雾化喷嘴就对铝合金轮毂铸造模具需要冷却的部位喷出不同水雾夹角的实心水雾或空心水雾进行冷却，具体冷却时间见表3。
表3
Figure BDA0000047373280000042
效果对比
(1)在相同的模具上，采用本发明的冷却方法与原来的风冷工艺相比，每件产品的冷却周期由原来的240秒减少到190秒，冷却周期缩短了20.8％；
(2)每件产品减少了压缩空气消耗6m3；
(3)工件的机械性能有所提高。轮辐的延伸率由原来的≥3.5％提高到了5.4％以上。
轮辐部位机械性能见表4。
表4
Figure BDA0000047373280000051
实施例3：
铸造铝合金车轮型号：603-1570
直径规格：15英寸；宽度：7英寸。
a、在铝合金轮毂铸造模具的周围对应需要冷却的部位共布置5只能喷出不同水雾夹角的燃烧机燃油雾化喷嘴；
b、反渗透式纯水机的出水端口与变频恒压供水装置的进水端口相接，变频恒压供水装置的出水端口与燃烧机燃油雾化喷嘴相接；
c、按照常规铝合金轮毂铸造工艺进行配料、熔炼、精炼及除气、扒渣、模具预热和铸造，且铝合金成分为Si：7.1％；Mg：0.31％；Fe：0.14％；Ti：0.08％；Sr：0.013％；其余为Al；
d、铸造完成后，开启反渗透式纯水机与变频恒压供水装置，使得反渗透式纯水机制备出电导率≤20mS/cm的纯水，使得变频恒压供水装置供出的纯水的工作压力达到0.6～0.8Mpa；
e、燃烧机燃油雾化喷嘴就对铝合金轮毂铸造模具需要冷却的部位喷出不同水雾夹角的实心水雾或空心水雾进行冷却，具体冷却时间见表5。
表5
Figure BDA0000047373280000052
效果对比：
(1)在相同的模具上，采用本发明的冷却方法与原来的风冷工艺相比，每件产品的冷却周期由原来的350秒减少到260秒，冷却周期缩短了25.7％；
(2)每件产品减少了压缩空气消耗10m3；
(3)工件的机械性能有所提高。轮辐的延伸率由原来的平均5％提高到5.8％以上。
轮辐部位机械性能见表6。
表6
Figure BDA0000047373280000061
本发明的实施例中，
燃烧机燃油雾化喷嘴采用丹佛斯牌喷嘴，采用了两种不同的型号：
1、2.0usgal/h/60°/实心
2、3.5usgal/h/80°/实心；
反渗透式纯水机采用无锡凡宇水处理机械制造有限公司生产的FYRO-0.5m3/h型纯水装置；
变频恒压供水装置采用上海泉都阀门管件有限公司生产的全不锈钢变频供水设备。

Claims (2)

1.一种铝合金轮毂铸造模具的冷却方法，其特征在于该冷却方法包括如下步骤：
a、在铝合金轮毂铸造模具的周围对应需要冷却的部位布置能喷出不同水雾夹角的实心水雾或空心水雾的燃烧机燃油雾化喷嘴；
b、反渗透式纯水机的出水端口与变频恒压供水装置的进水端口相接，变频恒压供水装置的出水端口与燃烧机燃油雾化喷嘴相接；
c、按照常规铝合金轮毂铸造工艺进行配料、熔炼、精炼及除气、扒渣、模具预热和铸造；
d、铸造完成后，开启反渗透式纯水机与变频恒压供水装置，使得反渗透式纯水机制备出电导率≤20mS/cm的纯水，使得变频恒压供水装置供出的纯水的工作压力达到0.5～1.0Mpa；
e、燃烧机燃油雾化喷嘴就对铝合金轮毂铸造模具需要冷却的部位喷出不同水雾夹角的实心水雾或空心水雾进行冷却。
2.如权利要求1所述的铝合金轮毂铸造模具的冷却方法，其特征是：步骤d中，变频恒压供水装置供出的纯水的工作压力达到0.6～0.8Mpa。
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