CN102463333B - 一种低压铸造铝合金车轮顶模冷却装置 - Google Patents

一种低压铸造铝合金车轮顶模冷却装置 Download PDF

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Abstract

一种低压铸造铝合金车轮顶模冷却装置，包括不锈钢风管、铜管、冷却铜塞，铜管装配在冷却铜塞的圆形孔内，不锈钢风管装配在铜管内部；在铝合金车轮模具顶模即相对应的轮辐与轮辋连接部位设置圆形孔，圆形孔内装配包括不锈钢风管、铜管、冷却铜塞的冷却装置，冷却装置配置3～21个，设定该冷却延时时间80-150秒、开启时间150-300秒，由低压铸造机控制系统控制冷却风，冷却风接通时通过不锈钢风管直接吹向冷却铜塞，将冷却铜塞吸取的轮辐与轮辋连接部位热量排放到模具外部，从而避免模具内出现反弹风，减少轮辐与轮辋连接部位铸造缺陷，该装置是一种制作简单、使用方便、生产过程稳定的减少轮辋与轮辐连接处内部铸造缺陷的新型冷却装置。

Description

一种低压铸造铝合金车轮顶模冷却装置
技术领域
本发明涉及汽车零部件制造领域，具体地说，涉及一种低压铸造铝合金车轮顶模冷却装置。 
背景技术
目前，我国有近150家专业生产汽车铝合金车轮的公司，产量约占全球铝车轮总产量的50％，但是中国的汽车铝合金车轮的制造技术一直在国际上处于中等水平，特别是铸造水平和发达国家有着明显的差别。铝车轮的铸造是一个热加工的过程，目前成型过程最突出的问题是容易产生缩孔、缩松、疏散等铸造缺陷，经探伤后直接报废，或机械加工后因外观不良、气密检验漏气等不良造成报废。同时因汽车铝合金车轮结构特点，轮辐与轮辋连接处体积较大，容易存在热节点，铸造结晶凝固过程很难使轮辐与轮辋连接处按照顺序凝固的厚度梯度凝固，往往使轮辐与轮辋连接处非常容易形成缩孔、缩松，该问题是铝车轮行业公认的极难解决的铸造内部缺陷。目前，行业解决该疑难问题的主要控制措施有在该位置加铸铁或铸钢的冷却风管，或加大补缩通道，但是在铸造生产过程发现虽然以上方法使轮辐与轮辋连接处热节点得到一定程度解决，但是现有的冷却风管由于是直接在模具内部吹，吹的过程由于存在反弹风容易造成对相邻轮辐和轮辋部位的影响，即引起相邻区域轮辐补缩通道提前凝固或轮辋局部疏松造成气密检验漏气；制作风管所采用的材质均为钢管或铁管，散热效果差，冷却效果不佳，缩孔与缩松改善效果不明显；采用钢管或铁管生产过程重复性与再现性不好；过多增加补缩通道造成毛坯重量过大，加工余量增加，得料率降低，制造成本提高，削弱了我国铝合金车轮行业在国际市场上的竞争优势。因此如何研发一种能够有效解决轮辐与轮辋根部的热节点是我国铝车轮制造行业的十分关注的热点。 
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，针对低压铸造铝合金车轮轮辋与轮辐连接处容易造成缩孔、缩松等铸造缺陷的问题，提供一种使用方便、效果显著的减少轮辋与轮辐连接处铸造缺陷的装置，即一种低压铸造铝合金车轮顶模冷却装置。 
实现以上目的技术方案是：一种低压铸造铝合金车轮顶模冷却装置，包括不锈钢风管、铜管、冷却铜塞，冷却铜塞上钻有圆形孔，铜管装配在 冷却铜塞的圆形孔内，不锈钢风管装配在铜管内部，冷却铜塞、铜管、不锈钢风管相互连接在一起组成本顶模冷却装置。 
在铝合金车轮模具顶模部位，即相对应的铝合金车轮轮辐与轮辋连接部位设置圆形孔，顶模圆形孔内装配包括不锈钢风管、铜管、冷却铜塞的冷却装置，依据车轮造型特征冷却装置应配置3～21个，依据铝合金车轮铸造工艺要求设定该冷却风管延时时间80～150秒、开启时间150～300秒，由低压铸造机控制系统控制冷却风管开启与关闭。当冷却风接通时，冷却风通过不锈钢风管直接吹向冷却铜塞，将冷却铜塞吸收的轮辐与轮辋连接部位热量通过装配有铜管的不锈钢风管排放到模具外部，从而减少轮辐与轮辋连接部位热节点的形成，减少此处的铸造缺陷；同时因不锈钢风管外面安装有铜管可使模具内不形成反弹风，使冷却过程不影响相邻的轮辋与轮辐区域；同时采用铜管不仅散热效果好而且生产过程重复性与再现性好。 
本发明和传统工艺相比具有明显优点为，不仅可以避免现有的冷却风管由直接在模具内部吹容易造成反弹风造成对相邻轮辐和轮辋部位的影响；同时充分利用由于铜的导热性能优良的特点，对容易形成热节点的轮辋与轮辐连接处区域散热起到良好的效果，因此是一种制作简单、使用方便、生产过程稳定的减少轮辋与轮辐连接处内部铸造缺陷的新型冷却装置。 
附图说明
图1为本发明低压铸造铝合金车轮模具顶模冷却装置结构示意图。 
图2为本发明低压铸造铝合金车轮模具顶模冷却装置与模具装配结构示意图。 
具体的实施方式 
如图1所示，一种低压铸造铝合金车轮顶模冷却装置，该装置包括不锈钢风管1、铜管2、冷却铜塞3，冷却铜塞3上钻有圆形孔，铜管2装配在冷却铜塞3的圆孔内，不锈钢风管1装配在铜管2内部，不锈钢风管1、铜管2、冷却铜塞3相互连接在一起组成本发明低压铸造铝合金车轮顶模冷却装置。 
如图2所示为模具顶模冷却装置与模具装配结构示意图，包括顶模4、边模5与底模6。在顶模4相对应的铝合金车轮的轮辐与轮辋连接部位设置圆孔，顶模圆孔内装配组装完毕的顶模冷却装置冷却铜塞3的一端。 
实施例1，847-2011顶模冷却装置，该装置由冷却铜塞、铜管、不锈钢风管组合而成，依据该车轮造型特征该冷却装置装配5个，依据铝合金 车轮铸造工艺要求设定该冷却风管延时时间100秒、开启时间180秒，由低压铸造机控制系统控制冷却风管开启与关闭。当冷却风接通时，冷却风通过不锈钢风管直接吹向冷却铜塞，将冷却铜塞吸取的轮辐与轮辋连接部位热量通过装配有铜管的不锈钢风管排放到模具外部，从而减少轮辐与轮辋连接部位热节点的形成，减少此处的铸造缺陷。 
实施例 2，935-2411顶模冷却装置，该装置由冷却铜塞、铜管、不锈钢风管组合而成，依据该车轮造型特征该冷却装置装配10个，依据铝合金车轮铸造工艺要求设定该冷却风管延时时间120秒、开启时间220秒，由低压铸造机控制系统控制冷却风管开启与关闭。当冷却风接通时，冷却风通过不锈钢风管直接吹向冷却铜塞，将冷却铜塞吸取的轮辐与轮辋连接部位热量通过装配有铜管的不锈钢风管排放到模具外部，从而减少轮辐与轮辋连接部位热节点的形成，减少此处的铸造缺陷。 
使用无损X光探伤机对该发明进行检验以验证其效果，通过表1对比分析表明该发明和原工艺相比对减少铸造缺陷、提高生产效率有明显的作用。 
表1：使用本发明专利与原工艺各项指标对比 
Figure BSA00000628565000031
。

Claims (1)

1.一种低压铸造铝合金车轮顶模冷却装置，其特征是：该装置包括不锈钢风管(1)、铜管(2)、冷却铜塞(3)，冷却铜塞(3)上钻有圆形孔，铜管(2)装配在冷却铜塞(3)的圆孔内，不锈钢风管(1)装配在铜管(2)内部，不锈钢风管(1)高于铜管(2)，不锈钢风管(1)和铜管(2)同时高于顶模的型腔；依据该车轮造型特征冷却装置装配5个，设定冷却风管延时时间100秒、开启时间180秒，由低压铸造机控制系统控制冷却风管开启与关闭；当冷却风接通时，冷却风通过不锈钢风管(1)直接吹向冷却铜塞(3)，将冷却铜塞(3)上吸取的轮辐与轮辋连接部位热量通过装配有铜管(2)的不锈钢风管(1)排放到模具外部，从而减少轮辐与轮辋连接部位热节点的形成，减少此处的铸造缺陷，同时避免冷却风管直接在模具内部吹造成反弹风对相邻轮辐和轮辋部位的影响。
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