CN105798263A - 铝合金车轮低压铸造模具排气装置 - Google Patents

铝合金车轮低压铸造模具排气装置 Download PDF

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康龙涛
薛喜伟
李鸿标
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Abstract

本发明公开了一种铝合金车轮低压铸造模具排气装置，包括控制主机（1）、连接线路（2）、气体存储站（3）、通风管路（4）、进气塞（5）、排气塞（6）等，控制主机（1）通过连接线路（2）与气体存储站（3）连接，气体存储站（3）通过通风管路（4）与进气塞（5）连接；进气塞（5）设置在底模窗口部位；本发明使高温铝液可以在一个相对无氧的环境下完成充型过程，避免了铝液与氧气的直接接触，有效的控制了车轮铸造过程中氧化夹渣缺陷出现的几率，使铸件的内部质量得到了大幅度的提升，力学性能及使用寿命也都有了明显的改善。同时，该结构设计简单，易于实现。

Description

铝合金车轮低压铸造模具排气装置
技术领域
本发明涉及铸造模具，具体地说涉及车轮铸造模具。
背景技术
目前，铝合金车轮制造主要采用低压铸造生产工艺，由于整个模具系统始终处在一个相对比较开放的大气环境中，再加上铝合金易氧化的特性，使氧化夹渣成为了车轮铸件常见的缺陷之一。这种缺陷降低了产品组织的致密度，削弱了铸件的完整性，车轮的力学性能及使用寿命往往达不到客户的使用要求，同时X光检测不易被发现，因此危害很大。在车轮实际生产中，一般通过在顶模内轮缘处布置排气塞以及开设划线来尽可能的将型腔内的空气排出，以减小铝液氧化程度，但事实证明效果并不明显。
综合上述分析，为了更好的减少甚至消除铝合金车轮生产中的氧化夹渣缺陷，就必须要从根本上解决型腔内的空气残留问题，通过借助一些有效手段为铝合金液体充型创造一个良好的环境氛围，而这也成为了工程技术人员亟待解决的重要课题。
发明内容
本发明的技术方案是：铝合金车轮低压铸造模具排气装置，包括控制主机、连接线路、气体存储站、通风管路、进气塞、排气塞、进气划线、排气划线、小风管。控制主机通过连接线路与气体存储站连接，气体存储站通过通风管路与进气塞连接。进气塞设置在底模窗口部位；将进气塞与通风管路内侧进行连接，而外侧则通过线路接至气体存储站。当操控面板按钮使模具开始下行合模时，设备主机系统将发出指令至气体存储站，并自动打开盛放惰性气体的容器控制阀，在压力作用下气体通过底模进气塞进入型腔内部；在升液阶段完成后，主机内部的时间控制器会自动将控制阀关闭，从而完成气体传送；在内轮缘处布置排气塞，使铝液充型时型腔内气体可顺利排出，从而避免形成内部反压，不致阻碍液体充型。通过上述措施，就可以保证在高温铝液的充型阶段，整个模具型腔都处在一个惰性气体的保护氛围中，避免了铝液与氧气的直接接触，降低了氧化夹渣出现的几率。
进气塞的数量为1-3个，进气塞一端设置外螺纹，进气塞内径为5mm-8mm。
进气塞上设置进气划线，进气划线数量为3-6条，宽度0.2-0.3mm，高度10-20mm，进气划线为惰性气体进入型腔的通道。排气塞为阶梯型，排气塞上设置排气划线，排气划线数量为3-6条，宽度0.2-0.3mm，高度10-30mm，排气划线为空气和惰性气体排出型腔的通道，避免了形成内腔反压，而阻碍铝液的顺利充型。通风管路设置成单管双进，使气体可以更加均匀的通入并充满型腔；通风管路4与进气塞5之间采用焊接或螺纹连接。惰性气体可选择氩气或者氮气两种，气压设定为0.2-0.6Mpa。
本发明优点在于：借助外界压力将惰性气体合理的引入到铸造模具型腔内部，通过预先排出型腔内的空气，使高温铝液可以在一个相对无氧的环境下完成充型过程，避免了铝液与氧气的直接接触，有效的控制了车轮铸造过程中氧化夹渣缺陷出现的几率，使铸件的内部质量得到了大幅度的提升，力学性能及使用寿命也都有了明显的改善。同时，该结构设计简单，易于实现。
附图说明
图1是本发明中所改进的低压车轮铸造模具系统布置示意图。
图2是本发明铝合金车轮低压铸造模具排气装置示意图。
图3是本发明铝合金车轮低压铸造模具排气装置进气塞结构示意图。
图4是本发明铝合金车轮低压铸造模具排气装置排气塞结构示意图。
图5是本发明铝合金车轮低压铸造模具排气装置排气塞结构示意图。
图6是本发明铝合金车轮低压铸造模具排气装置通风管路结构示意图。
图中：1－控制主机，2－连接线路，3－气体存储站，4－通风管路，5－进气塞，6－排气塞，7－进气划线，8－排气划线，9-小风管。
具体实施方式
如图1所示，模具合模时，控制主机1发出信号并通过线路2将指令传给气体存储站3，使其自动打开惰性气体容器控制阀，惰性气体借助通风管路4流通至底模背腔，通过布置在窗口的进气塞5进入模具型腔中。当完成升液阶段时，主机内部的时间控制器又会迅速将信号传至气体储存站3，而将控制阀关闭，以完成向型腔内输气的过程。在充型阶段，高温铝液便始终处在一个良好的无氧环境中，并在惰性气体的保护下实现充型结晶。同时在内轮缘部位布置排气塞6，一方面在进气时可以将型腔内原有的空气由此驱散，另一方面在充型阶段又可使惰性气体在铝液迫使下顺利排掉，从而不至于在型腔内形成反压影响充型的平稳性。上述过程循环往复，实现车轮铸件的连续生产。
实施例1：进气塞5的数量为1个，进气塞5一端设置外螺纹，进气塞5内径为8mm。进气塞5上设置进气划线7，进气划线7数量为3条，宽度0.3mm，高度10mm，进气划线7为惰性气体进入型腔的通道。排气塞6为阶梯型，排气塞6上设置排气划线，排气划线8数量为3条，宽度0.3mm，高度10mm，排气划线8为空气和惰性气体排出型腔的通道，避免了形成内腔反压，而阻碍铝液的顺利充型。
通风管路4设置成单管双进，使气体可以更加均匀的通入并充满型腔；通风管路4与进气塞5之间采用螺纹连接。惰性气体选择氩气，气压设定为0.6Mpa。
实施例2：进气塞5的数量为2个，进气塞5一端设置外螺纹，进气塞5内径为7mm。进气塞5上设置进气划线7，进气划线7数量为5条，宽度0.25mm，高度15mm，进气划线7为惰性气体进入型腔的通道。排气塞6为阶梯型，排气塞6上设置排气划线8，排气划线8数量为5条，宽度0.25mm，高度20m，排气划线8为空气和惰性气体排出型腔的通道，避免了形成内腔反压，而阻碍铝液的顺利充型。
通风管路4设置成单管双进，使气体可以更加均匀的通入并充满型腔；通风管路4与进气塞5之间采用焊接连接。惰性气体选择氮气，气压设定为0.5Mpa。
实施例3：进气塞5的数量为3个，进气塞5一端设置外螺纹，进气塞5内径为5mm。进气塞5上设置进气划线7，进气划线7数量为6条，宽度0.2mm，高度20mm，进气划线7为惰性气体进入型腔的通道。排气塞6为阶梯型，排气塞6上设置排气划线8，排气划线8数量为6条，宽度0.2mm，高度30mm，排气划线8为空气和惰性气体排出型腔的通道，避免了形成内腔反压，而阻碍铝液的顺利充型。
通风管路4设置成单管双进，使气体可以更加均匀的通入并充满型腔；通风管路4与进气塞5之间采用螺纹连接。惰性气体选择氮气，气压设定为0.2Mpa。

Claims (4)

1.铝合金车轮低压铸造模具排气装置，包括控制主机（1）、连接线路（2）、气体存储站（3）、通风管路（4）、进气塞（5）、排气塞（6）、进气划线（7）、排气划线（8）、小风管（9），其特征在于：控制主机（1）通过连接线路（2）与气体存储站（3）连接，气体存储站（3）通过通风管路（4）与进气塞（5）连接；进气塞（5）设置在底模窗口部位；
进气塞（5）的数量为1-3个，进气塞（5）一端设置外螺纹，进气塞（5）内径为5mm-8mm；进气塞（5）上设置进气划线（7），进气划线（7）数量为3-6条，宽度0.2-0.3mm，高度10-20mm；排气塞（6）为阶梯型，排气塞（6）上设置排气划线（8），排气划线（8）数量为3-6条，宽度0.2-0.3mm，高度10-30mm；通风管路设置成单管双进，通风管路（4）与进气塞（5）之间采用焊接或螺纹连接，惰性气体可选择氩气或者氮气，气压设定为0.2-0.6Mpa。
2.根据权利要求1所述的铝合金车轮低压铸造模具排气装置，其特征在于：进气塞（5）的数量为1个，进气塞（5）内径为8mm，进气塞（5）上设置进气划线（7），进气划线（7）数量为3条，宽度0.3mm，高度10mm；排气塞（6）上设置排气划线（8），排气划线（8）数量为3条，宽度0.3mm，高度10mm；通风管路（4）与进气塞（5）之间采用螺纹连接，惰性气体选择氩气，气压设定为0.6Mpa。
3.根据权利要求1所述的铝合金车轮低压铸造模具排气装置，其特征在于：进气塞（5）的数量为2个，进气塞（5）内径为7mm；进气塞（5）上设置进气划线（7），进气划线（7）数量为5条，宽度0.25mm，高度15mm；排气塞（6）上设置排气划线（8），排气划线（8）数量为5条，宽度0.25mm，高度20m，通风管路（4）与进气塞（5）之间采用焊接连接，惰性气体选择氮气，气压设定为0.5Mpa。
4.根据权利要求1所述的铝合金车轮低压铸造模具排气装置，其特征在于：进气塞（5）的数量为3个，进气塞（5）内径为5mm；进气塞（5）上设置进气划线（7），进气划线（7）数量为6条，宽度0.2mm，高度20mm；排气塞（6）上设置排气划线（8），排气划线（8）数量为6条，宽度0.2mm，高度30mm，通风管路（4）与进气塞（5）之间采用螺纹连接，惰性气体选择氮气，气压设定为0.2Mpa。
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