CN105215327A - 轮毂外圈的挤压制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明轮毂外圈的挤压制造工艺，包括以下步骤：模具预热，合模加压，保压，二次加压，水冷降温。预先对挤压模进行预热，可以防止铝液在挤压模的表面形成硬壳。再者在挤压铸造时，持续的压力是能够消除铸件的缺陷。在压铸的过程中持续对挤压模进行中频加热，能够放置在挤压的过程中凝固结壳，使得挤压头能够不断地压缩结晶层，对壳层内部的液相金属进行加压，可以进一步消除铸造缺陷。二次加压，可以对凝固后的铸件的表面进行修补和缺陷修复，可以大幅度提高铸件的品质。最终脱模前，对模具进行极速冷却，能够将铸件的表面快速冷却，使其主动向内收缩挤压，并且与模表面产生脱离的应力，使得脱模的过程不会影响铸件的表面品质。

Description

轮毂外圈的挤压制造工艺
技术领域
本发明涉及一种轮毂的制造工艺，具体涉及一种轮毂外圈的挤压制造工艺。
背景技术
传统的铝合金轮毂生产工艺是采用的金属铸造，金属铸造对轮毂形状的选择自由度大，容易满足设计者对形状的要求，加工简单，生产成本较低，但容易产生缩孔、缩松等铸造缺陷，机械性能较低。
随着摩托车向高速度、低能耗的方向发展，金属铸造轮毂越来越难以满足使用要求。金属铸造轮毂加工余量大，生产成本高，难以得到广泛的应用，仅适用于某些大型轮毂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轮毂外圈的挤压制造工艺，采用二次挤压的方式，利用压铸的方式代替了传统的铸造方式，克服了缩孔、缩松等铸造缺陷。
为达到上述目的，本发明的技术方案是，轮毂外圈的挤压制造工艺，包括以下步骤：
第一步，模具预热，通过中频加热的方式，将挤压模预先加热到300～400℃，关闭中频加热；
第二步，合模加压，对挤压模进行合模，将铝合金液体压入挤压模中，压力为160～170吨，加压时，持续对挤压模具进行中频加热，加热温度为730～780℃；
第三步，保压，关闭中频加热，对挤压模持续产生160～170吨的压力，并且持续40～60秒；
第四步，二次加压，持续对挤压模具进行中频加热，加热温度为500～550℃；压力为170～180吨，加压时间10～20秒；
第五步，水冷降温，关闭中频加热，在挤压模中注入冷却循环水，将挤压模温度降低到110℃～130℃时开模。
采用上述技术方案时，当铝液以一定的温度注入型腔前，预先对挤压模进行预热，可以防止铝液在挤压模的表面形成硬壳，防止铝液充满型腔后在硬壳处造成冷隔层。一旦形成冷隔离层，将会严重影响轮毂的质量，就会在轮毂的薄壁处出现不成型的孔洞。再者在挤压铸造时，持续的压力是能够消除铸件的缺陷。压铸时，如果靠近型腔表面的合金迅速凝固结壳，会不断向铸件内部热节处伸展，同时伴随着体积收缩，导致出现内部的缺陷。因此，在压铸的过程中持续对挤压模进行中频加热，能够放置在挤压的过程中凝固结壳，使得挤压头能够不断地压缩结晶层，对壳层内部的液相金属进行加压，可以进一步消除铸造缺陷。保压时间主要取决于轮毂的壁厚，一般应保压到完全凝固。铸件热节处未完全凝固就卸压，会使热节处不能补缩，产生铸造缩松缺陷。二次加压，可以对凝固后的铸件的表面进行修补和缺陷修复，可以大幅度提高铸件的品质。最终脱模前，对模具进行极速冷却，能够将铸件的表面快速冷却，使其主动向内收缩挤压，并且与模表面产生脱离的应力，使得脱模的过程不会影响铸件的表面品质。
进一步改进方案，所述第二步中的挤压头的进给速度为30～35mm/s。进给速度是指挤压头与铝液接触以后的运行速度，它对铸件质量的影响较大，因此必须选择合适的加压速度。过慢，液态金属自由结壳太厚而影响加压效果；过快，易使液态金属形成涡流而卷入气体，严重时造成喷液。
进一步改进方案，所述合模加压步骤中，铝液预先加热到560～600℃。将铝液预先加热到合适的温度，将会对后面压铸时铸件的质量提升有较大的帮助。
进一步改进方案，所述第一步的模具加热温度为350℃。
进一步改进方案，所述第二步的压力为160吨，所述加热温度为750℃。
进一步改进方案，所述第三步的保压压力为160吨，时间45秒。
进一步改进方案，所述第四步的加热温度为500℃；压力为170吨，加压时间10秒。
进一步改进方案，所述第五步的挤压模温度降低到130℃时开模。
具体实施方式
本发明轮毂外圈的挤压制造工艺，包括以下步骤：
第一步，模具预热，通过中频加热的方式，将挤压模预先加热到300～400℃，关闭中频加热；
第二步，合模加压，对挤压模进行合模，将铝合金液体压入挤压模中，压力为160～170吨，加压时，持续对挤压模具进行中频加热，加热温度为730～780℃；
第三步，保压，关闭中频加热，对挤压模持续产生160～170吨的压力，并且持续40～60秒；
第四步，二次加压，持续对挤压模具进行中频加热，加热温度为500～550℃；压力为170～180吨，加压时间10～20秒；
第五步，水冷降温，关闭中频加热，在挤压模中注入冷却循环水，将挤压模温度降低到110℃～130℃时开模。
所述第二步中的挤压头的进给速度为30～35mm/s。进给速度是指挤压头与铝液接触以后的运行速度，它对铸件质量的影响较大，因此必须选择合适的加压速度。过慢，液态金属自由结壳太厚而影响加压效果；过快，易使液态金属形成涡流而卷入气体，严重时造成喷液。
当铝液以一定的温度注入型腔前，预先对挤压模进行预热，可以防止铝液在挤压模的表面形成硬壳，防止铝液充满型腔后在硬壳处造成冷隔层。一旦形成冷隔离层，将会严重影响轮毂的质量，就会在轮毂的薄壁处出现不成型的孔洞。再者在挤压铸造时，持续的压力是能够消除铸件的缺陷。压铸时，如果靠近型腔表面的合金迅速凝固结壳，会不断向铸件内部热节处伸展，同时伴随着体积收缩，导致出现内部的缺陷。因此，在压铸的过程中持续对挤压模进行中频加热，能够放置在挤压的过程中凝固结壳，使得挤压头能够不断地压缩结晶层，对壳层内部的液相金属进行加压，可以进一步消除铸造缺陷。保压时间主要取决于轮毂的壁厚，一般应保压到完全凝固。铸件热节处未完全凝固就卸压，会使热节处不能补缩，产生铸造缩松缺陷。二次加压，可以对凝固后的铸件的表面进行修补和缺陷修复，可以大幅度提高铸件的品质。最终脱模前，对模具进行极速冷却，能够将铸件的表面快速冷却，使其主动向内收缩挤压，并且与模表面产生脱离的应力，使得脱模的过程不会影响铸件的表面品质。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (8)

1.轮毂外圈的挤压制造工艺，其特征是，包括以下步骤：
第一步，模具预热，通过中频加热的方式，将挤压模预先加热到300～400℃，关闭中频加热；
第二步，合模加压，对挤压模进行合模，将铝合金液体压入挤压模中，压力为160～170吨，加压时，持续对挤压模具进行中频加热，加热温度为730～780℃；
第三步，保压，关闭中频加热，对挤压模持续产生160～170吨的压力，并且持续40～60秒；
第四步，二次加压，持续对挤压模具进行中频加热，加热温度为500～550℃；压力为170～180吨，加压时间10～20秒；
第五步，水冷降温，关闭中频加热，在挤压模中注入冷却循环水，将挤压模温度降低到110℃～130℃时开模。
2.根据权利要求1所述的轮毂外圈的挤压制造工艺，其特征是，所述第二步中的挤压头的进给速度为30～35mm/s。
3.根据权利要求1所述的轮毂外圈的挤压制造工艺，其特征是，所述合模加压步骤中，铝液预先加热到560～600℃。
4.根据权利要求1所述的轮毂外圈的挤压制造工艺，其特征是，所述第一步的模具加热温度为350℃。
5.根据权利要求1所述的轮毂外圈的挤压制造工艺，其特征是，所述第二步的压力为160吨，所述加热温度为750℃。
6.根据权利要求1所述的轮毂外圈的挤压制造工艺，其特征是，所述第三步的保压压力为160吨，时间45秒。
7.根据权利要求1所述的轮毂外圈的挤压制造工艺，其特征是，所述第四步的加热温度为500℃；压力为170吨，加压时间10秒。
8.根据权利要求1所述的轮毂外圈的挤压制造工艺，其特征是，所述第五步的挤压模温度降低到130℃时开模。
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