CN1052671C - 一种离心铸造铝合金轮毂的方法及其设备 - Google Patents

Abstract

一种离心铸造铝合金轮毂的方法包括第一步：使离心铸造机上的模具转速达0～80转/分，向轮毂中心浇注熔融铝合金，浇注时间为2～4秒；第二步：在3～4秒内使模具转速达300～400转/分，80秒后停转，将铸件取下，离心铸造铝合金轮毂的设备由离心铸造机和脱模取件装置构成，用本发明的方法及设备生产铝合金轮毂，工艺出品率高、生产率高、一次性投资小，并且轮毂质量好、内部无缩松、缩孔，且晶粒更细、圆整，因而强度高、韧性好。

Description

一种离心铸造铝合金轮毂的方法及其设备

本发明是关于离心铸造铝合金轮毂的方法及其设备，具体地说是涉及离心铸造摩托车及汽车轮毂的方法及其设备。

现有铸造铝合金轮毂的方法有普通金属型重力铸造法和低压铸造法，其缺点如下：

1.因产品缩松缩孔造成大量废品；

2.普通金属型重力铸造法的冒口占铸件重25％以上，造成工艺出品率低。

3.一次性投资大，某厂从美国进口成套低压铸造法设备需几千万元人民币。

4.生产效率低，低压铸造法的生产周期(含转运铝液，密封等辅助时间)在10分钟以上。

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种离心铸造铝合金轮毂的方法及其设备，做到优质、高产、低消耗、经挤地生产铝合金轮毂。

本发明离心铸造铝合金轮毂的方法包括下列步骤：

为了提高模具寿命、铸件质量和生产率，首先必须在金属模腔(腔温为120-280℃)喷一层含氧化锌、二氧化钛和水玻璃为粘结剂的水基涂料。

为了避免渣子混入模腔，在中央直浇口入口处放置金属液过滤网。

模具经预热至350±20℃，此时使离心铸造机上的模具转速达0-80转/分，向轮毂中心浇注730-750℃的熔融铝合金，浇注时间为2-4秒；然后在3-4秒内使模具转速达300-400转/分，80秒后停转，将铸件取下，即完成一个生产循环。

本发明在开始时以低速浇注，可以避免熔融状态下的铝合金氧化而造成产品夹渣报废。本发明采用中心浇注，并且随后高速转动模具，可形成相当于数十倍铸件重量的离心力予铸件热节点以补缩，从而克服缩松缩孔等缺陷，同时还可取消金属型重力铸造法设置的冒口。

本发明离心铸造铝合金轮毂的设备由离心铸造机和脱模取件装置构成，图1是本发明设备的结构示意图，左侧虚线以内是离心铸造机部分，虚线以外是脱模取件装置部分。如图所示，离心铸造机由调速电机1、皮带轮2、模具3、转盆4、浇注装置5构成，其中转盆4安装在与调速电机1连接的皮带轮2上面，模具3置于转盆4内，浇注装置5在转盆4上方。脱模取件装置由运模具吊车6、推送模具油缸7、衔接工位8、顶下铸型油缸9、下铸型夹具10、上铸型夹具11、取件框12、限位块13、接件盘14、顶上铸型油缸15构成，其中推送模具油缸7与衔接工位8水平连接，在衔接工位8的一侧由下至上依次安装顶下铸型油缸9、下铸型夹具10、上铸型夹具11、取件框12、限位块13、顶上铸型油缸15，接件盘14在取件框12与限位块13之间的侧位。

图2是图1中模具3的具体结构示意图，如图所示，模具3由下铸型3a、活块3b、环形框3c、上铸型3d构成。上铸型3d和下铸型3a是铸铁材料，环形框3c是铜材料，活块3b是铝材料。铸件轮辋外侧散热壁厚与轮辋厚比8-10∶1，铸件轮辐外侧散热壁厚与轮辐厚比为2-3∶1。

其运行原理如下：

由浇注装置5向模具3的中央浇注铝液，浇满后立即使模具3转动或加速，即启动调速电机1，原先空载起动，转动调速旋钮，向励磁绕组通入直流电，便产生涡流驱使电枢(外转子)带动磁极(内转子)及输出轴转动，转速的大小与通入的电流成正比。通过皮带轮2带动转盆4连同模具3一起转动，经3-4秒，模具转速达300-400转/分，80秒后停转。脱模取件装置工作：吊车6把模具运到脱模取件装置的衔接工位8上，定位后被推送模具油缸7推入下铸型夹具10与上铸型夹具11之间，模具3的下铸型3a及活块3b分别被下铸型夹具10、上铸型夹具11夹紧后，由位于下铸型下方的顶下铸型油缸9把模具内的铸件连同上铸型3d，活块3b，取件框12一齐顶起10mm左右。顶下铸型油缸9复位。取件框12继续上升，碰限位块13使活块3b张开，铸件被顶出。与此同时刚转入的接件盘14把铸件接走。然后取件框12下行，上铸型3d，活块3b顺次复位，上、下铸型3d、3a合型退回衔接工位8。此后即可吊回离心铸造机转盆上，准备进行下一循环的浇注。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1.质量好，铸件内部保证无缩孔，缩松，且晶粒更细，圆整(枝状晶受阻)，因而强度高，韧性好；

2.工艺出品率高，取消一般金属型的补缩冒口，工艺出品率从一般金属型的50-70％提高到90％，大大提高金属液的成品率且节省去除冒口的工时和设备；

3.生产率高，本发明比一般金属型和低压铸造提高生产率30-50％(包括去除冒口时间，转运金属液密封设备的辅助时间)。

4.一次性投资小，低压设备投资较大，如引进美国成套低压铸造设备需人民币数千万元，而用本发明的成套设备只需人民币几十万元；

5.改善了部分的劳动条件，本发明的脱模取件装置自动化免去了工人的手工劳动和高温操作。

附图的图面说明如下：

图1为离心铸造铝合金轮毂设备的结构示意图；

图2为离心铸造铝合金轮毂设备中模具的具体结构示意图。

图中，1为调速电机，2为皮带轮，3为模具，4为转盆，5为浇注装置，6为运模具吊车，7为推进模具油缸，8为衔接工位，  9为顶下铸型油缸，10为下铸型夹具，11为上铸型夹具，12为取件框，13为限位块，14为接件盘，15为顶上铸型油缸。

实施例

以ZL101A铝合金材料铸造WM1.6×18摩托车轮毂为例：

首先在模温120-280℃时，喷一层涂料后，在直浇口入口处放置金属液过滤网，模具预热至330-370℃，此时使离心铸造机上的模具转速达0-80转/分，向轮毂中心浇注用730-750℃的熔融铝合金，浇注时间为2-4秒；然后，在3-4秒内使模具转速达300-400转/分，80秒后停转，按上述脱模取件装置运行原理进行即可，将铸件取下，完成一个生产循环。

所得轮毂性能：σ_b＞200MPa

              δ₅＞7％

              HB＞80

Claims (3)

1.一种离心铸造铝合金轮毂的方法，其特征在于包括下列步骤：

第一步：使离心铸造机上的模具转速达0～80转/分，向轮毂中心浇注熔融铝合金，浇注时间为2～4秒；

第二步：在3～4秒内使模具转速达300～400转/分，80秒后停转，将铸件取下，即完成一个生产周期。

2.一种离心铸造铝合金轮毂的设备，其特征在于由离心铸造机和脱模取件装置构成，离心铸造机由调速电机、皮带轮、模具、转盆、浇注装置构成，其中转盆安装在与调速电机连接的皮带轮上面，模具置于转盆内，浇注装置在转盆上方，脱模取件装置由运模具吊车、推送模具油缸、衔接工位、顶下铸型油缸、下铸型夹具、上铸型夹具、取件框、限位块、接件盘、顶上铸型油缸构成，其中推送模具油缸与衔接工位水平连接，在衔接工位的一侧由下至上依次安装顶下铸型油缸、下铸型夹具、上铸型夹具、取件框、限位块、顶上铸型油缸，接件盘在取件框与限位块之间的侧位。

3.按照权利要求2的设备，其特征在于其中的模具由下铸型、活块、环形框、上铸型构成，上铸型和下铸型是铸铁材料，环形框是铜材料，活块是铝材料，铸件轮辋外侧散热壁厚与轮辋厚比为8～10∶1，铸件轮辐外侧散热壁厚与轮辐厚比为2～3∶1。