CN103736968A - 一种汽车铝合金车轮低压铸造装置 - Google Patents

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一种汽车铝合金车轮低压铸造装置，由低压铸造系统控制柜、加压进气管、泄压排气管、铝液保温炉、铁浇口、陶瓷保温杯、升液管、隔热层、缓冲孔、陶瓷过滤网组成。加压进气管、泄压排气管两端与低压铸造系统控制柜、铝液保温炉连接；在低压铸造系统控制柜内、泄压管的端部安装控压阀；低压铸造控制系统柜内安装泄压归零按钮和累计数清零按钮；铁浇口装配在模具进料口处，陶瓷保温杯装配在铁浇口的正下面，升液管装配在铝液保温炉内，升液管的上端有隔热层，下端浸入铝液中的部分内径比上端内径大，升液管的下端有直径10～12㎜、个数12～16的缓冲圆孔，缓冲孔与垂直面呈15°～20°的夹角，该装置可明显减少烧损、热量损失、针孔和渣孔。

Description

一种汽车铝合金车轮低压铸造装置
技术领域
本发明涉及汽车铝合金车轮低压铸造领域，具体地说，涉及一种汽车铝合金车轮低压铸造装置。
背景技术
低压铸造是目前汽车铝合金车轮最常用的铸造方式。随着全球汽车市场的迅猛发展，作为汽车驱动系统的关键部件之一，消费者对汽车铝合金车轮的要求越来越高，车轮不仅要有可靠的安全特性，而且要有时尚靓丽的外观，因此对铸造过程中渣孔、针孔等控制要求也更高。但目前的低压铸造工艺和装置已很难对渣孔、针孔再进行进一步的控制。目前自铝液加入低压机保温炉至使用完毕一般在2.5～3.5小时，低压铸造过程一般为升液、充型、增压、保压以及泄压，其每一阶段都需要不同的压力控制，其中升液压力是保温炉液面上升到浇注系统浇口处所需的压力，充型压力是铝液将模具型腔完全充满所需的压力，增压压力即铝液将模具型腔充满后快速增压到工艺要求补缩的压力，保压压力即增压后保持一段时间给铸件顺序凝固过程持续补缩所需的压力，泄压压力即将保温炉内压力卸掉后铸件脱模所需的压力。目前，该行业在泄压时直接将保温炉内压力泄压至“零”压力，该方法一方面使保温炉内泄压后排出的高温气体非常多，该气体为加热到680～700℃的高温气体，该方法大大增加了能耗；而生产下一件产品时升液过程需要压入大量的气体，由于汽车铝车轮行业中目前基本上使用干燥的压缩空气为介质，虽然是经过干燥，但压缩空气中仍然含有氧气以及少量的水分，每压铸一件产品升液过程均需压入大量的压缩空气将保温炉空间加压至升液压力，该过程会增加铝液的氧化烧损，同时增加铝液的含气量，使产品的针孔量增加；同时直接将保温炉内压力泄压至“零”，使每铸造一件毛坯铝液均从冒口处的高点直接回落到保温炉铝液面，泄压过程铝液对保温炉造成非常强烈的冲击，使铝液翻滚，从而将保温炉底部高密度夹渣物冲击造成悬浮于铝液中，在生产下一件产品时铝液中的高密度夹渣物进入模具型腔形成硬质点夹渣物，从而使铝合金车轮造成渣孔，可见原有的工艺和装置不仅使铝液的氧化烧损更大、用能更高，而且使产品的针孔、渣孔更多，因此汽车铝合金车轮行业必须寻找更好的方法以解决以上问题。
发明内容
本发明专利的目的是克服现有铝合金车轮低压铸造方法造成的烧损大、能耗大、针孔多、充型过程保温炉底部铝液回流造成翻滚夹渣物回流造成的铸件渣孔多等不足，提供减少烧损和能源使用并有效控制针孔与渣孔的装置。
实现以上目的技术方案是：一种汽车铝合金车轮低压铸造装置，由低压铸造系统控制柜、加压进气管、泄压排气管、铝液保温炉、铁浇口、陶瓷保温杯、升液管、隔热层、缓冲孔、陶瓷过滤网组成。加压进气管、泄压排气管的两端分别与低压铸造系统控制柜、铝液保温炉相连接；在低压铸造系统控制柜内、泄压管的端部安装控压阀，控压阀用以控制泄压后保温炉内保持一定的压力，即保持140KPa至170KPa的压力，从而使铝液在升液管内保持在升液管的上端口至陶瓷保温杯中间位置的高度，该压力设置依据铸件轮型、铸件大小、铝液的体积、保温炉内液面下降的高度需要进行的压力补偿；在低压铸造控制系统柜内安装泄压归零按钮，通过该按钮在中途加铝液或打开炉们扒渣过程可将低压机保温炉内的压力迅速泄压至零；在低压铸造控制系统控制柜内同时装配累计数清零按钮，通过该按钮可控制保温炉加铝后重新生产压力补偿由零开始计数；铁浇口装配在模具进料口处，陶瓷保温杯装配在铁浇口的正下面，升液管装配在铝液保温炉内，升液管的上端面与陶瓷保温杯相连接；制造升液管时将隔热层放置在升液管的上端部，隔热层是孔隙率为40%--60%的耐火保温材料，通过隔热层可确保裸露在外部的升液管上端部有良好的保温性，从而保证铝液滞留在升液管上端部过程散热慢、保温性良好，铝液温度可控制在工685～690℃范围之内；升液管下端浸入铝液中的部分内径比上端内径大，其中下端浸入铝液中的部分内径为80-120㎜，上端内径为50-70㎜，这样可使铸造泄压过程铝液由铁浇口的下端下降回流到升液管上端面过程对铝液起到缓冲、稳流作用；在升液管的下端部有直径10～12㎜、个数12～16的缓冲圆孔，缓冲孔与垂直面呈15°～20°的夹角，该孔起到铝液泄压回落过程缓冲作用以及使铝液回落过程避免对保温炉内铝液底部的高密度夹渣产生冲击的作用；在升液管的底部安装陶瓷过滤网，该过滤网在加压充型过程起到对铝液中夹渣物过滤的作用以及铝液泄压后缓冲的作用。
通过以上装置可明显减少低压铸造车轮加压过程进气量与泄压过程排气量，从而减少烧损、减少热量损失、减少针孔；同时泄压后升液管保持一定的压力和铝液，有效避免泄压过程铝液回落造成保温铝内铝液翻滚，避免保温炉内底部高密度夹渣物在翻滚过程冲到模具型腔，明显减少渣孔，因此该装置具有明显提高生产成本、提高产品质量的作用。
附图说明
图1为本发明专利结构示意图；
图2为本发明专利浇注系统结构示意图。
具体的实施方式
如图1、2所示，一种汽车铝合金车轮低压铸造装置，以一种903-2210铝合金车轮低压铸造过程为例，由低压铸造系统控制柜1、加压进气管2、泄压排气管3、铝液保温炉4、铁浇口5、陶瓷保温杯6、升液管7、隔热层8、缓冲孔9以及陶瓷过滤网10组成。加压进气管2与泄压排气管3的两端分别与低压铸造系统控制柜1与铝液保温炉4相连接；在低压铸造系统控制柜1内泄压管3的端部安装控压阀，控压阀用以控制泄压后保温炉内保持一定的压力140KPa至170KPa的压力，从而使铝液在升液管内保持在升液管的上端口至陶瓷保温杯中间位置的高度，即铝液在升液管内保持H1的高度，该参数可通过低压铸造控制系统柜1设置；H2、H3的高度分别是低压机保温炉内铝液面至模具铁浇口的高度与升液管上端面至陶瓷保温杯上端面的高度，在低压铸造控制系统柜1上安装泄压归零按钮与累计数清零按钮，泄压归零按钮在中途加铝液或打开炉们扒渣过程可将低压机保温炉内的压力迅速泄压至零；清零按钮可控制保温炉加铝后重新生产压力补偿由零开始计数；铁浇口5装配在模具进料口处，陶瓷保温杯6装配在铁浇口5的正下面，升液管7装配在铝液保温炉4内并与陶瓷保温杯6相连接，在制造升液管7时将隔热层8放置在升液管的上端部，隔热层8由孔隙率为50%的耐火保温材料制备，隔热层8可确保铝液温度可控制在工艺要求685～690℃范围之内；升液管7下端浸入铝液中的部分内径为100㎜，上端内径为70㎜，该设置在铸造泄压过程铝液由铁浇口5的下端下降回流到升液管7上端面（即落差为H3）过程对铝液起到缓冲、稳流作用；在升液管7的下端部有直径12㎜、个数12个缓冲圆孔9，缓冲孔与垂直面呈18°的夹角，升液管7的底部安装陶瓷过滤网10。表1为903-2210铝合金车轮低压铸造过程使用该装置后各压力参数控制：
Figure BDA0000413130970000051
该装置可明显减少烧损、热量损失、针孔和渣孔，以903-2210铝合金车轮为例，通过以上改善所铸造毛坯后序加工后针孔、渣孔明显减少，事电镀、精车亮面产品合格率提升10～15%；同时每台低压机每日能耗节约月50KW/h，有明显的节能效果。

Claims (6)

1.一种汽车铝合金车轮低压铸造装置，其特征是：该装置由低压铸造系统控制柜（1）、加压进气管（2）、泄压排气管（3）、铝液保温炉（4）、铁浇口（5）、陶瓷保温杯（6）、升液管（7）、隔热层（8）、缓冲孔（9）以及陶瓷过滤网（10）组成；加压进气管（2）与泄压排气管（3）的两端分别与低压铸造系统控制柜（1）与铝液保温炉（4）相连接；铁浇口（5）装配在模具进料口处，陶瓷保温杯（6）装配在铁浇口（5）的正下面，升液管（7）装配在铝液保温炉（4）内并与陶瓷保温杯（6）相连接；在升液管（7）的下端部有缓冲圆孔（9），升液管（7）的底部安装陶瓷过滤网（10）；该装置可明显减少烧损、热量损失、针孔和渣孔。
2.根据权利要求1所述的一种汽车铝合金车轮低压铸造装置，其特征是：在低压铸造系统控制柜（1）内泄压排气管（3）的端部安装控压阀；控压阀用以控制泄压后保温炉内保持140KPa至170KPa的压力，从而使铝液在升液管内保持升液管的上端口至陶瓷保温杯中间位置的高度。
3.根据权利要求1所述的一种汽车铝合金车轮低压铸造装置，其特征是：在低压铸造控制系统柜内安装泄压归零按钮，通过该按钮在中途加铝液或打开炉们扒渣过程可将低压机保温炉内的压力迅速泄压至零；在低压铸造控制系统控制柜内同时装配累计数清零按钮，通过该按钮可控制保温炉加铝后重新生产压力补偿由零开始计数。
4.根据权利要求1所述的一种汽车铝合金车轮低压铸造装置，其特征是：升液管（7）的的上端部有隔热层（8），隔热层（8）由孔隙率为40%--60%的耐火保温材料制备，隔热（8）可确保铝液温度可控制在工艺要求685～690℃范围之内。
5.根据权利要求1所述的一种汽车铝合金车轮低压铸造装置，其特征是：升液管（7）的下端浸入铝液中的部分内径比上端内径大，其中下端浸入铝液中的部分内径为80-120㎜，上端内径为50-70㎜。
6.根据权利要求1所述的一种汽车铝合金车轮低压铸造装置，其特征是：升液管（7）的下端部有直径10～12㎜、个数12～16的缓冲圆孔，缓冲孔与垂直面呈15°～20°的夹角。
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