CN106077575A - 一种铝合金车轮低压铸造模具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种铝合金车轮低压铸造模具，所述的铝合金车轮低压铸造模具由上模、边模和下模所组成，所述的上模、边模和下模设置为闭合后组成车轮铸造的型腔，所述的下模在底部包括水冷镶块(2)，所述的水冷镶块(2)有3件，并且分别通过螺栓安装在中心冒口、轮辐中部以及末端热节位置；所述的水冷镶块(2)通过双侧螺栓连接的方式安装到底模的底部。本发明的模具结构简单，加强了模具的冷却能力，可以使底模的温度显著降低，提高了车轮正面的成形质量；另外，底模可以获得更加合理的温度梯度分布，铸件各部位凝固速率更加均衡，降低了车轮缺陷出现的概率，大幅度的提升了铸件质量及成品率，实现了车轮的高精细化生产。

Description

一种铝合金车轮低压铸造模具

技术领域

本发明涉及汽车零部件技术领域，具体地说涉及一种意在改善铝合金车轮成形质量的低压铸造模具。

背景技术

铝合金车轮作为汽车的主要外观零部件之一，在车辆的时尚化、靓丽化、个性化方面发挥着举足轻重的作用，因此各主机厂均对车轮的正面质量提出了极其严格的要求。目前，约80％的铝合金车轮采用低压铸造生产工艺，其中绝大多数的制造厂家采用的是传统风冷成形技术，大量生产经验表明：现有技术的风冷冷却能力较弱，冷却影响范围较窄，对一些轮辐相对比较宽厚的车轮而言，风冷介质在短时间内并不能带走大量的热量，因此造成铝液凝固缓慢，工艺周期加长，生产效率低下；另外，风冷属于点冷范畴，那么势必会在模具上风管直吹的地方形成局部的低温区，因此模具表层的温度分布并不会十分的均匀，也无法形成能够保证铝液良好补缩的温度梯度。在这种情况下，铸件不同部位的冷却速率会存在明显差异，冷却较快的地方，内部晶粒细小，组织致密，性能指标很高；相反在铝液凝固缓慢的区域，则很容易出现铸件白斑、偏析、抛光面针孔、表面热缩等铸造缺陷，这些都严重的影响着车轮的外观质量。

综合上述分析，在实际生产过程中，针对目前存在的各种车轮外观缺陷，有必要从模具的角度进行优化与改进，使模具能够形成良好的顺序凝固温度梯度，同时均衡铸件各部位的凝固速率，解决车轮正面易出现的铸件白斑、偏析、抛光面针孔、表面热缩等铸造缺陷，从而提高车轮的成品率，并逐步实现轮毂的精细化生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进了的低压铸造车轮底模的冷却结构，该结构用水冷来取代原有的风冷形式，借助冷却水强大的蓄热能力，在短时间内快速吸走大部分的热量，通过降低底模的温度，可显著提升车轮的正面质量以及生产效率；新的底模冷却布置还可以获得更加合理的温度梯度，保证铝液的良好补缩，均衡铸件各部位的凝 固速率，降低正面偏析、白斑、抛光面针孔等缺陷出现的概率，从而大幅提升铸件质量及成品率。

在本发明的一个方面，公开了一种铝合金车轮低压铸造模具，所述的铝合金车轮低压铸造模具由上模、边模和下模所组成，所述的上模、边模和下模设置为闭合后组成车轮铸造的型腔，其特征在于：所述的下模在底部包括水冷镶块(2)，所述的水冷镶块(2)有3件，并且分别通过螺栓安装在中心冒口、轮辐中部以及末端热节位置；所述的水冷镶块(2)通过双侧螺栓连接的方式安装到底模的底部；所述的水冷镶块(2)是环状水冷镶块，并且设置为使冷却水环绕下模流动；所述的水冷镶块(2)包括至少2层盖板，并且所述的盖板与水流通道之间采取焊接方式进行密封；在轮毂窗口的对应位置，所述的水冷镶块(2)与底模之间加工出中圈镶块隔热槽(9)和根部镶块隔热槽(10)。

在本发明优选的方面，所述的水冷镶块(2)与底模之间的接触面进行精密加工，使其良好接触。

在本发明优选的方面，所述的水冷镶块(2)与底模之间的接触面Ra<0.8。

在本发明优选的方面，所述的水冷镶块(2)与底模之间的接触面在轮毂窗口的对应位置包括浅槽，所述的浅槽设置为使得水冷镶块(2)与底模之间包括避空。

在本发明优选的方面，所述的中圈镶块隔热槽(9)和根部镶块隔热槽(10)的深度为0.8-1.5mm。

在本发明优选的方面，所述的中圈镶块隔热槽(9)和根部镶块隔热槽(10)的深度为1mm。

在本发明的其他方面，还提供了以下的技术方案：

本发明的技术方案是：对现有的铸造车轮底模结构进行改进，取消风冷管道布置，加工3个环状镶块，并通过螺栓分别安装在中心冒口、轮辐中部以及末端热节位置；采用双侧螺栓连接形式，以最大限度的确保模具与镶块能够紧密接触；冷却镶块上加工环形水道，并使用至少2层盖板进行焊接密封，减小冷热交替对焊缝的不良影响，降低使用过程中漏水问题出现的风险；在冷却正常开启时，水介质在环形水道内循环流动，借助自身优良的蓄热能力不断带走模具所吸收的热量，使整个系统始终处在一个相对比较稳定、平衡的温度分布状态；底模及镶块的接触面作为唯一的导热面均需要精密加工，要求表面Ra<0.8，以保证二者良好的导热效果；为避免对模具不需要冷却的窗口部位造成不良影响，在底模对应窗口位置的接触面上加工至少1mm深的浅槽，以起到避空隔热的作用，从而实现冷却的精确性。通过上述改进即可有效解决现有技术方案中常出现的一些铸造缺陷，显著提升产品质量及成品率。

本发明结构简单，通过对现有的底模模具冷却结构进行改进，加强了模具的冷却能力，可以使底模的温度显著降低，提高了车轮正面的成形质量；另外，底模可以获得更加合理的温度梯度分布，铸件各部位凝固速率更加均衡，降低了车轮正面偏析、白斑、抛光面针孔以及表面热缩等缺陷出现的概率，大幅度的提升了铸件质量及成品率，实现了车轮的高精细化生产。

附图说明

以下，结合附图来详细说明本发明的实施方案，其中：

图1是现有技术中低压铸造车轮底模冷却布置示意图；

图2是本发明中改进的低压铸造车轮底模冷却结构示意图；

图3是本发明中水冷镶块与底模安装局部放大示意图；以及

图4是本发明中隔热槽分布示意图。

图中：1－底模；2－水冷镶块；3－内侧螺栓；4－焊接盖板a；5－焊接盖板b；6－外侧螺栓；7－水道；8-接触面；9－中圈镶块隔热槽；10－根部镶块隔热槽。

具体实施方式

实施例1

下面结合本发明的各个附图来说明本发明的技术方案。

图1是现有技术中低压铸造车轮底模冷却结构形式；

图2、3、4公开了本 发明改进了的低压铸造车轮底模冷却结构，取消以往的风孔冷却形式，在底模(1)的背腔内安装3处冷却镶块(2)；冷却镶块(2)与底模(1)靠内侧螺栓(3)和外侧螺栓(6)安装连接，保证接触的紧密度；镶块(2)上加工环形水道(7)；为避免漏水现象发生，采用焊接盖板a(4)和焊接盖板b(5)进行双层焊接密封，降低冷热交替对焊缝的不利影响；镶块与底模的接触面(8)表面精度要求达到Ra0.8以上，以保证良好的导热效果；在不需要冷却的窗口部位，底模接触面上加工至少1mm深的避空槽：中圈镶块隔热槽(9)和根部镶块隔热槽(10)，以将水道与窗口部位进行隔离，实现更加精确的制冷。

在中信戴卡股份有限公司工程技术研究院的研发车间，使用以上的设备进行了生产试验。按照以上的描述，改造了3台低压铸造机，分别标为TEST-01、TEST-02、TEST-03。还选取了2台未经改造的低压铸造机作为对比。以此五台低压铸造机对。试验发现，改造之后的低压铸造及的车轮正面偏析、白斑、抛光面针孔以及表面热缩等 缺陷的出现概率与两台未经改造的低压铸造机相比，平均降低了72.50％。

通过上述改进，加强了模具的冷却能力，可以使底模的温度显著降低，提高了车轮正面的成形质量；另外，底模可以获得更加合理的温度梯度分布，铸件各部位凝固速率更加均衡，降低了车轮正面偏析、白斑、抛光面针孔以及表面热缩等缺陷出现的概率，大幅度的提升了铸件质量及成品率，实现了车轮的高精细化生产。

Claims (6)

1.一种铝合金车轮低压铸造模具，所述的铝合金车轮低压铸造模具由上模、边模和下模所组成，所述的上模、边模和下模设置为闭合后组成车轮铸造的型腔，其特征在于：所述的下模在底部包括水冷镶块(2)，所述的水冷镶块(2)有3件，并且分别通过螺栓安装在中心冒口、轮辐中部以及末端热节位置；所述的水冷镶块(2)通过双侧螺栓连接的方式安装到底模的底部；所述的水冷镶块(2)是环状水冷镶块，并且设置为使冷却水环绕下模流动；所述的水冷镶块(2)包括至少2层盖板，并且所述的盖板与水流通道之间采取焊接方式进行密封；在轮毂窗口的对应位置，所述的水冷镶块(2)与底模之间加工出中圈镶块隔热槽(9)和根部镶块隔热槽(10)。

2.根据权利要求1所述的铝合金车轮低压铸造模具，其特征在于，所述的水冷镶块(2)与底模之间的接触面进行精密加工，使其良好接触。

3.根据权利要求2所述的铝合金车轮低压铸造模具，其特征在于，所述的水冷镶块(2)与底模之间的接触面Ra<0.8。

4.根据权利要求1所述的铝合金车轮低压铸造模具，其特征在于，所述的水冷镶块(2)与底模之间的接触面在轮毂窗口的对应位置包括浅槽，所述的浅槽设置为使得水冷镶块(2)与底模之间包括避空。

5.根据权利要求1所述的铝合金车轮低压铸造模具，其特征在于，所述的中圈镶块隔热槽(9)和根部镶块隔热槽(10)的深度为0.8-1.5mm。

6.根据权利要求5所述的铝合金车轮低压铸造模具，其特征在于，所述的中圈镶块隔热槽(9)和根部镶块隔热槽(10)的深度为1mm。