CN102699310B

CN102699310B - 一种低压铸造轮毂排气系统及其铸造方法

Info

Publication number: CN102699310B
Application number: CN201210187063.3A
Authority: CN
Inventors: 臧立中
Original assignee: TIANJIN LIZHONG WHEEL CO Ltd
Current assignee: Qinhuangdao Lizhong Wheel Co., Ltd.
Priority date: 2012-06-08
Filing date: 2012-06-08
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2032-06-08
Also published as: CN102699310A

Abstract

本发明涉及一种低压铸造轮毂排气系统，包括轮毂模具、中心排气塞以及边缘排气塞，在轮毂模具内的中心孔外周法兰盘位置径向均布设置多个中心排气塞，在轮毂模具内的外缘位置径向间隔均布设置多个边缘排气塞。本发明在气体容易聚集产生气孔报废缺陷的中心及边缘位置均布设置有相应的排气塞，有效辅助浇注液中的气体快速排出，提升排气效果，有效避免铸造轮毂成型中气体无法排出而导致轮毂毛坯报废的问题，轮毂毛坯因气孔原因造成的报废率由改进前的7.2%降到改进后的0.4%，有效提升产品合格率，提高产品质量。

Description

一种低压铸造轮毂排气系统及其铸造方法

技术领域

本发明属于轮毂制造领域，尤其是一种低压铸造轮毂排气系统及其铸造方法。

背景技术

轮毂是汽车的重要组成部分，主要作用是承重以及车轮转动前进，既承受轴向载荷又承受径向载荷，轮毂的性能对于车辆的整体性能影响很大，合金轮毂具有重量轻、惯性阻力小、制作精度高、散热性能好等优点，有利于提高汽车的直线行驶性能，减轻轮胎滚动阻力，目前市场上的汽车轮毂主要以铝合金为主。

在轮毂铸造过程中，铝液注入模具型腔时在压力作用下容易发生卷气，气体在压力作用下向铸造轮毂的中心孔周围或边缘处聚集，而且，在型腔内的水分子遇到高温铝液发生化学反应，即2Al+6H₂O=2Al(OH)₃+3H₂，从而在轮毂毛坯冷却成型时形成氢气，同样向铸造轮毂的中心孔周围或边缘处聚集，气体无法排出，对铸造轮毂质量造成不良影响，从而导致轮毂产生气孔报废缺陷，目前常用的排气方式是在模具上易发生集齐的位置设置冒口或排气槽，铸造轮毂内部的气体排出效果不好。

经检索发现以下相关专利：

一种铝合金金属型低压铸造用排气塞（CN201455230U），包括排气塞主体，所述的排气塞主体上开有多条线槽，所述的排气塞主体的内部装有石棉，所述的排气塞主体的底部设有铜筛网。在现有技术的排气塞上设有石棉和铜筛网，可以克服线槽式排气塞的液态铝容易从排气塞里流出的缺点，使其兼具不易钻铝，排气效果好，成本低廉的优点。

经分析，与本专利申请中的技术内容存在较大不同。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种设计合理、结构简单、性能可靠、排气效果好的低压铸造轮毂排气系统及其铸造方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种低压铸造轮毂排气系统的铸造方法，其特征在于：其步骤为：

⑴安装模具：低压铸造轮毂排气系统包括轮毂模具、中心排气塞以及边缘排气塞，在轮毂模具内的中心孔外周法兰盘位置径向均布设置多个中心排气塞，在轮毂模具内的外缘位置径向间隔均布设置多个边缘排气塞；所述中心排气塞和边缘排气塞均为圆柱体形，在中心排气塞和边缘排气塞的外圆柱面上均轴向均布制有多条排气线槽；

在轮毂模具中心孔周边的中心顶杆位置的模具型腔内径向间隔均布加装多个中心排气塞，在轮毂模具边缘顶杆之间的模具型腔内间隔均布加装多个同径的边缘排气塞，在模具中部的坡面位置的模具型腔内同径间隔设置多个靠坡排气塞，模具安装完成后形成待浇注的模具型腔；

⑵配料：制备铝液；

⑶浇注：将铝液浇注入步骤⑴所安装好的模具所形成的模具型腔内，浇注温度保持在680℃-720℃，冷却成型后获得轮毂毛坯；

⑷机械加工：将浇注成型的轮毂毛坯进行机械加工，达到标准尺寸的轮毂半成品；

⑸表面涂装处理：将机械加工获得的轮毂半成品进行涂装前处理，并进行轮毂表面喷粉及喷漆处理；

⑹检验：对表面涂装处理完成后的轮毂半成品进行最终外观检查及性能检测，获得轮毂成品。

而且，步骤⑵中所述铝液的组分及其重量百分比：Si6.85%-7.15%，Mg0.30%-0.33%，Ti0.08%-0.15%，Sr0.015%-0.03%，Fe≤0.14%，Zn≤0.05%，Ca≤0.003%，Cu＜0.02%，Mn≤0.05%，其余成分为Al，铝液中的其他杂质总和＜0.1%。

而且，在所述轮毂中部的轮毂坡面位置同径间隔安装多个靠坡排气塞；所述靠坡排气塞为圆柱形，在该靠坡排气塞的外圆柱面上轴向均布制有多条排气线槽。

而且，所述排气线槽的宽度为0.2-0.3mm。

而且，所述中心排气塞主体为同轴叠加的双层阶梯圆柱体形。

本发明的优点和积极效果是：

本发明在气体容易聚集产生气孔报废缺陷的中心及边缘位置均布设置有相应的排气塞，有效辅助浇注液中的气体快速排出，提升排气效果，有效避免铸造轮毂成型中气体无法排出而导致轮毂毛坯报废的问题，轮毂毛坯因气孔原因造成的报废率由改进前的7.2%降到改进后的0.4%，有效提升产品合格率，提高产品质量。

附图说明

图1为本发明轮毂模具的型腔结构示意图；

图2为图1的A-A向剖视图；

图3为中心排气塞的放大结构示意图；

图4为图3的仰视图；

图5为中心排气塞的另一实施例的放大结构示意图；

图6为图5的仰视图；

图7为边缘排气塞的放大结构示意图；

图8为图7的仰视图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种低压铸造轮毂排气系统，包括轮毂模具1、中心排气塞3以及边缘排气塞5，中心排气塞径向间隔均布设置在轮毂模具内的中心孔2外周的法兰盘内，根据轮毂的具体要求中心排气塞的数量为4-6个，边缘排气塞径向间隔均布固装在轮毂模具外缘4内，常规数量为36个，边缘排气塞位置避开边顶杆的位置。

为了增加轮毂模具中部坡面位置在铸造时的排气效果，避免靠近坡面位置的轮毂在铸造过程中形成气孔，在所述铸造轮毂中部的轮毂坡面位置同径间隔设置多个靠坡排气塞6，具体位置及数量根据设计需要不同，本实施例中的靠坡排气塞为四个。

如图3至图8所示，在圆柱形中心排气塞的外圆柱面上轴向均布制有多条排气线槽7；在边缘排气塞的外圆柱面上轴向均布制有多条排气线槽8；靠坡排气塞结构与中心排气塞的结构相同；所述排气线槽的宽度均为0.2-0.3mm，既可以保证气体通过排气塞上所制的排气线槽排出，同时也可以避免铝液进入排气线槽造成堵塞。

排气塞主体的具体尺寸根据轮毂设计尺寸及安装处的轮盘厚度进行设定，如图5、图6所示，排气塞主体为同轴叠加的双层圆柱体形；当轮毂较厚时，为了增加排气效果，增加排气线槽的数量。

使用上述低压铸造轮毂排气系统的铸造方法，具体步骤如下：

⑴安装模具：在轮毂模具中心孔周边的中心顶杆位置的模具型腔内径向间隔均布加装多个中心排气塞，在轮毂模具边缘顶杆之间的模具型腔内间隔均布加装多个同径的边缘排气塞，在模具中部的坡面位置的模具型腔内同径间隔设置多个靠坡排气塞，如图1所示的实施例中，中心排气塞为4个，边缘排气塞为36个，靠坡排气塞为4个，完成模具安装，在模具内形成待浇注型腔。

⑵配料：步骤⑵中所述铝液的组分及其重量百分比（wt）：Si为6.85%-7.15%，Mg为0.30%-0.33%，Ti为0.08%-0.15%，Sr为0.015%-0.03%，Fe≤0.14%，Zn≤0.05%，Ca≤0.003%，Cu＜0.02%，Mn≤0.05%，其余成分为Al，铝液中的其他杂质总和＜0.1%。

⑶浇注：检验铝液的配料成分，合格后进行浇注，将铝液注入步骤⑴所安装好的模具型腔内，浇注温度保持在680℃-720℃，保温时间随轮毂大小不同，浇注时内的气体向铸造轮毂的中心孔周围或边缘处聚集，分别通过中心排气塞及边缘排气塞快速排出，避免形成气孔；采用压缩空气风冷冷却成型，开模取出铸造成型的轮毂毛坯。

⑷机械加工：将浇注成型的轮毂毛坯进行机械加工，达到要求的标准尺寸的轮毂半成品。

⑸表面涂装处理：将机械加工获得的轮毂半成品进行涂装前处理，并进行轮毂表面喷粉及喷漆处理。

⑹检验：对表面涂装处理完成后的轮毂进行最终外观检查，性能检测。

经本方法制造的带有排气系统的低压铸造轮毂，检验结果如下：加装有中心排气塞、边缘排气塞及部分靠坡排气塞的轮毂毛坯，因气孔原因造成报废的报废率由改进前的7.2%降低到改进后的0.4%，且改进后的轮毂性能及台架实验方面结果完全符合要求。

Claims

1.一种低压铸造轮毂排气系统的铸造方法，其特征在于：其步骤为：

⑵配料：制备铝液；

2.根据权利要求1所述的低压铸造轮毂排气系统的铸造方法，其特征在于：步骤⑵中所述铝液的组分及其重量百分比：Si6.85%-7.15%，Mg0.30%-0.33%，Ti0.08%-0.15%，Sr0.015%-0.03%，Fe≤0.14%，Zn≤0.05%，Ca≤0.003%，Cu＜0.02%，Mn≤0.05%，其余成分为Al，铝液中的其他杂质总和＜0.1%。

3.根据权利要求1所述的低压铸造轮毂排气系统的铸造方法，其特征在于：在所述轮毂中部的轮毂坡面位置同径间隔安装多个靠坡排气塞；所述靠坡排气塞为圆柱形，在该靠坡排气塞的外圆柱面上轴向均布制有多条排气线槽。

4.根据权利要求1所述的低压铸造轮毂排气系统的铸造方法，其特征在于：所述排气线槽的宽度为0.2-0.3mm。

5.根据权利要求1所述的低压铸造轮毂排气系统的铸造方法，其特征在于：所述中心排气塞主体为同轴叠加的双层阶梯圆柱体形。