CN104550774A - 多辐条铝合金车轮定向凝固装置 - Google Patents

多辐条铝合金车轮定向凝固装置 Download PDF

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Abstract

一种多辐条铝合金车轮定向凝固装置，由边模、顶模、冷却器、底模组成；冷却器由定向排风罩、圆柱形百叶散热片、连接插头、进风风管、导热铜棒、冷却棒与热电偶组成。冷却器7～25个，在边模难以定向凝固的区域钻圆形通孔，冷却器装配通孔内。圆柱状百叶散热片直径40~55mm之间、高度30~50mm；圆柱状百叶散热片上包裹定向排风罩，底部中心区域安装连接插头，连接插头上均匀分布直径1.5~2.5mm的圆孔；导热铜棒与冷却棒连接；冷却棒直径20~30mm，上钻有直径4~6mm的盲孔，在盲孔紧靠热节点的位置安装热电偶，热电偶与低压铸造控制柜内的控制系统连接。该装置具有稳定性高、生产稳定、铸件质量高的特点。

Description

多辐条铝合金车轮定向凝固装置
技术领域
 本发明涉及汽车铝合金车轮铸造领域，具体地说，涉及一种多辐条铝合金车
轮定向凝固装置。
背景技术
现在我国大大小小的汽车铝合金车轮生产厂家有200余家，产量约占全球铝车轮总产量的60%以上，已成为名符其实的铝车轮制造大国。但是我国汽车铝合金车轮的铸造技术在国际上处于中等水平。目前铝车轮行业一般采用低压铸造方式，在低压铸造中最大的难点为铸造过程模具温度场温度梯度的控制，铸造过程顺序凝固的控制，特别是轮辋与轮辐连接处难以实现定向凝固,该局部热节点难以消除，以上问题对于多辐条铝车轮更加突出。现在铝车轮发展的趋势是造型越来越复杂，原来车轮一般的辐条数量为5-7根，辐条宽度为50-80mm；现在因产品外观造型靓丽和多变性的需要部分产品的辐条有7-25根，辐条宽度只有20-30mm,这就造成轮辋与轮辐连接处需通过的铝溶液更多，该区域定向凝固困难。
 为解决以上问题，目前行业内常用的控制措施为在该难以定向凝固位置加冷却风管、安置冷铁棒或加大补缩通道等，以上方法虽可有一定效果，但是现有的风管在吹的过程因存在反弹风造成对相邻区域的影响，即引起相邻区域补缩通道提前凝固，轮辋局部疏松造成漏气；冷铁棒导热、散热效果不佳对消除热节点效果并不明显；使用加大补缩通道又造成毛坯重量过大、加工余量过多、产品得料率降低等问题。另外，以上改善措施在生产过程中重复性与再现性不好，缩孔与缩松改善效果不明显，产品铸造合格率不高，机械性能不高。因此铝车轮行业需要寻找新的特别是针对目前多辐条铝合金车轮实现定向凝固的装
置。
发明内容
  本发明的目的是克服现有技术的不足，针对多辐条铝合金车轮轮辋与轮辐连接处难以定向凝固造成缩孔、缩松等铸造缺陷，提供一种使用方便、效果显著、状态稳定的定向凝固装置。
实现以上目的技术方案是：一种多辐条铝合金车轮定向凝固装置，该装置由边模、顶模、冷却器、底模组成；冷却器由定向排风罩、圆柱形百叶散热片、连接插头、进风风管、导热铜棒、冷却棒与热电偶组成。依据车轮辐条数量和宽度该冷却器装置可装配7～25个。在边模相对应的型腔存在难以定向凝固的区域钻圆形通孔，孔的直径依据该区域的大小设计在20~30mm之间，冷却器装配在边摸相对应的通孔内。圆柱状百叶散热片的直径在40~55mm之间、高度在30~50mm之间，其材料采用散热与防锈性能良好的LF21防锈铝合金制作；在圆柱状百叶散热片上包裹定向排风罩，定向排风罩起到将百叶散热片的热量按照设定的方向排出，从而避免在排出过程对边模非热节点区域造成影响；在圆柱状百叶散热片的底部中心区域安装连接插头，连接插头上均匀分布着直径1.5~2.5mm的圆孔，便于进风风管吹来的风均匀地吹向圆柱状百叶散热片；百叶散热片通过连接插头与导热铜棒相连接，导热铜棒的直径20~30mm之间，导热铜棒上半部中间有直径5~8mm的L型通孔，进风风管装配在导热铜棒的L型通孔内；进风风管与控制柜内的压缩空气连接，通过吹风可加快热节点区域热量的扩散。导热铜棒与冷却棒连接在一起。冷却棒的直径在20~30mm，其材料与边模材质相同，在冷却棒上钻有直径4~6mm的盲孔，在盲孔内部紧靠热节点的位置安装热电偶，热电偶与低压铸造控制柜内的控制系统连接。生产过程热节点区域的热量传递给冷却棒，冷却棒将热量传递给导热铜棒，导热铜棒将热量传递给圆柱状百叶散热片，依据多辐条铸件铸造质量状况可设定边模热节点区域的管控温度为390～410℃；当热节点区域温度高于设定温度，热电偶通过铸造控制柜内的感应器促使电磁开关打开压缩空气开始对圆柱状百叶散热片吹风加快散热；当热节点区域温度低于设定温度，热电偶通过铸造控制柜内的感应器促使风管电磁开关关闭压缩空气停止对百叶散热片吹风减缓散热，从而保持该区域的温度梯度。
本发明的优点为：该装置通过冷却器对热节点区域实现定向凝固，通过定向排风避免了对非热节点区域的影响；导热铜棒上半部设计L型通孔可以通过风管施加压缩空气给百叶散热片加快热量散发；在冷却棒安装热电偶可以准确检测热节点区域温度，控制该区域定向凝固，因此是一种铸造过程稳定性高、生产稳定、铸件质量高的多辐条铝合金车轮定向凝固装置。
附图说明
图 1为本发明结构示意图。
图2为本发明冷却器构示意图。
具体实施方式
如图1所示847-2210，一种十辐条铝合金车轮定向凝固装置，该装置包括边模1、顶模2、冷却器3、底模4，冷却器由定向排风罩5、圆柱状百叶散热片6、连接插头7、进风风管8、导热铜棒9、冷却棒10与热电偶11组成。在边模1相对应型腔存在热节点难以定向凝固的区域钻直径为25mm的孔10个，将10个冷却器3装配在边模1相对应的孔内；圆柱状百叶散热片6采用散热与防锈性能良好的LF21防锈铝合金制作，在圆柱状百叶散热片6上包裹定向排风罩5，定向排风罩5起到将百叶散热片6的热量按照设定的方向排出，在排出过程不影响边模非热节点区域；在圆柱状百叶散热片下端面中间部位安装连接插头7，连接插头7上均匀分布着直径2.0mm的圆孔，便于进风风管8吹来的风均匀的吹向百叶散热片6；圆柱状百叶散热片6通过连接插头7与导热铜棒9相连接，导热铜棒9的直径在25mm之间，导热铜棒9上半部中间有直径6mm的L型通孔，进风风管8装配在导热铜棒9的L型通孔内，进风风管8通过控制柜电磁开关的压缩空气连接，通过吹风可加快热节点区域热量的扩散；导热铜棒9与冷却棒10连接在一起，在冷却棒10上钻有直径5mm的盲孔，在盲孔内部紧靠热节点的位置安装热电偶11，热电偶11与低压铸造控制柜内的控制系统连接。生产过程依据铸件铸造质量状况设定边模热节点区域的管控温度为400℃，当热节点区域温度高于设定温度，热电偶通过铸造控制柜内的感应器促使电磁开关打开压缩空气开始对圆柱状百叶散热片6吹风加快散热；当热节点区域温度低于设定温度，热电偶通过铸造控制柜内的感应器促使风管电磁开关关闭压缩空气停止对百叶散热片吹风，从而保持该区域的温度梯度，实现定向凝固。

Claims (5)

1.一种多辐条铝合金车轮定向凝固装置，其特征是：该装置包括边模（1）、顶模（2）、冷却器（3）、底模（4），冷却器由定向排风罩（5）、圆柱状百叶散热片（6）、连接插头（7）、进风风管（8）、导热铜棒（9）、冷却棒（10）与热电偶（11）组成；依据多辐条铸件铸造质量状况设定边模热节点难以定向凝固区域的管控温度为390～410℃，当热节点区域温度高于设定温度，热电偶（11）通过铸造控制柜内的感应器促使电磁开关打开压缩空气开始对圆柱状百叶散热片（6）吹风加快散热，当热节点区域温度低于设定温度，热电偶（11）通过铸造控制柜内的感应器促使风管电磁开关关闭压缩空气停止对百叶散热片（6）吹风减缓散热，从而保持该区域的温度梯度，实现定向凝固。
2.根据权利要求1所述的一种多辐条铝合金车轮定向凝固装置，其特征是：依据车轮辐条数量和宽度该冷却器装置可装配7～25个，在边模相对应的型腔存在难以定向凝固的区域钻圆形通孔，孔的直径依据该区域的大小设计在20~30mm之间；冷却器（3）装配在边模（1）相对应的孔内。
3.根据权利要求1所述的一种多辐条铝合金车轮定向凝固装置，其特征是：圆柱状百叶散热片（6）的直径为40~55mm之间，高度在30~50mm之间，其材料采用散热与防锈性能良好的LF21防锈铝合金制作；在圆柱状百叶散热片（6）上包裹定向排风罩（5）；在圆柱状百叶散热片（6）的底部中心区域安装连接插头（7），连接插头上均匀分布着直径1.5~2.5mm的圆孔。
4.根据权利要求1所述的一种多辐条铝合金车轮定向凝固装置，其特征是：圆柱状百叶散热片（6）通过连接插头（7）与导热铜棒（9）相连接，导热铜棒（9）的直径20~30mm之间，导热铜棒上半部中间有直径5~8mm的L型通孔，进风风管（8）装配在导热铜棒的L型通孔内；进风风管（8）与控制柜内的压缩空气连接。
5.根据权利要求1所述的一种多辐条铝合金车轮定向凝固装置，其特征是：导热铜棒（9）与冷却棒（10）连接在一起；冷却棒（10）装配在边摸相对应的通孔内，冷却棒的直径在20~30mm，其材料与边模材质相同，在冷却棒（10）上钻有直径4~6mm的盲孔，在盲孔内部紧靠热节点的位置安装热电偶，热电偶与低压铸造控制柜内的控制系统连接。
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