CN106111918A - 一种汽车轮毂的铸造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于轮毂铸造领域，具体为一种汽车轮毂的铸造工艺，括如下步骤：a、清洗铸造用上模具与下模具，并风干上模具与下模具；b、分别对上模具涂覆上模具涂料并固化，在下模具内表面涂覆下模具涂料并固化；c、称取铝合金原料，并将铝合金原料熔融浇注；e、浇注完成后立即从浇注口处对处于恒温下的铸造模具进行加压，加压保持时间为1‑1.5h；f、对浇注模具进行阶梯式冷却；g、脱模处理，并对工件进行去除毛边既得轮毂产品；其有效盖上铝合金轮毂成分不均匀以及尺寸不稳定的问题。

Description

一种汽车轮毂的铸造工艺
技术领域
本发明属于轮毂铸造领域，具体为一种汽车轮毂的铸造工艺。
背景技术
铝合金轮毂具有重量轻、节能降耗、价格低、表面质量高、散热性好、易于成型、减振性能好等优点，在汽车领域有着广泛的应用。但随着汽车工业的快速发展，对铝合金轮毂的性能要求也随之不断提高，现有的铝合金轮毂还存在一些问题，如强度不够、重量较重，加工性能差，散热性差，变质处理效果有限，铸件质量不稳定等问题，因此，需要进一步提高轮毂用铝合金的综合性能。
为解决上述技术问题，现已有相关技术方案，如中国专利CN105671463A公开了“一种碳纤维晶须增强铝合金轮毂及其制备方法”，在该专利中介绍了所述铝合金轮毂按照重量百分比计，由以下组分制成：碳纤维晶须8～14％、硅12～16％、锶1.0～1.5％、钽0.12～0.18％、镁2.0～2.8％、锰1.8～2.4％、铬0.40～0.56％和余量的铝；配料，熔化，雾化，得铝合金粉末；球磨混料，冷等静压制，脱模，包套处理，再进行升温保压处理，得坯料；加热，轧制，锻压，旋压成形得轮毂毛坯；经热处理、机加工及表面处理，即得轮毂成品。但其存在的问题是成本较高，且工艺复杂，同时在制备过程中容易发生氧化。也有中国专利CN105525157A公开一种“一种铝合金汽车轮毂铸造工艺”，包括如下步骤：a、金属熔炼：采用Al-Si-Mg三元合金铝材熔炼成合金液；b、浇注：采用低压浇注，浇注温度控制在600-700℃，充型压力为0.02-0.03MPa，充型时间7-9s，凝固保压压力为0.05-0.06MPa，保压时间为8-10min，泄压冷却后脱模。但上述方式都没有效控制铝合金在铸造过程中的成分偏析，最终使得铝合金轮毂的性能不佳，容易出现局部缺陷。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种汽车轮毂的铸造工艺，其有效盖上铝合金轮毂成分不均匀以及尺寸不稳定的问题。
为解决上述技术问题，本发明采取的具体的技术方案为，一种汽车轮毂的铸造工艺，包括如下步骤：a、清洗铸造用上模具与下模具，并风干上模具与下模具；b、分别对上模具涂覆上模具涂料并固化，在下模具内表面涂覆下模具涂料并固化；c、称取铝合金原料，并将铝合金原料熔融浇注，将铸造模具加热至800℃ -900℃，并在恒温状态下将熔融的铝合金原料以0.61-0.68m/s的浇注速度浇注于铸造模具中；e、浇注完成后立即从浇注口处对处于恒温下的铸造模具进行加压，所加压力为0.01-0.015MPa，加压保持时间为1-1.5h；f、对浇注模具进行阶梯式冷却，第一阶段为将浇注模具冷却至200-300℃后，恒温3-5h，第二阶段为将浇注模具自然冷却至室温；g、脱模处理，并对工件进行去除毛边既得轮毂产品；
其中，所述上模具用涂料包括如下重量份的各物质：
所述下模具用涂料包括如下重量份的各物质：
作为本发明改进的技术方案，所述EVA树脂中VA含量为30-50％。
作为本发明改进的技术方案，所述铝合金原料，按质量百分含量，由如下组分制备而成：
作为本发明改进的技术方案，按质量百分含量，由如下组分制成：
作为本发明改进的技术方案，所述第一阶段为将浇注模具冷却至200-300℃采用的方法为将铸造模具放入至室温下水中或冷却油中冷却。
所述吸水性物质为CuSO4、MgCl2或者铁粉。
有益效果
本发明组分科学合理，配方简单，容易实施，通过合理控制铸造过程中的模具内涂层、铸造压力以及铸造冷却方式，使得合金结晶均匀、强度高、耐腐蚀、耐冲击、耐热性好、无气泡，铸造性能好。
另外，通过将上模具与下模具的铸造用涂料分开，下模具用涂料具有良好的耐高温不开裂的特性，因而保证了铸件的下表面光滑并且尺寸稳定；上模具用铸造涂料中含有单斜晶体与笼型倍半硅氧烷，使得在熔铸的过程中，浇注液中的水蒸气能溢出浇注液吸附于上模具涂料中的吸水物质中，同时上模具内有高强度的填料，保证了铸件上表面尺寸的稳定性。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例， 而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
实施例1
a、清洗铸造用上模具与下模具，并风干上模具与下模具；b、分别对上模具涂覆上模具涂料并固化，在下模具内表面涂覆下模具涂料并固化；c、称取铝合金原料，并将铝合金原料熔融浇注，将铸造模具加热至800℃，并在恒温状态下将熔融的铝合金原料以0.61m/s的浇注速度浇注于铸造模具中；e、浇注完成后立即从浇注口处对处于恒温下的铸造模具进行加压，所加压力为0.01MPa，加压保持时间为1h；f、对浇注模具进行阶梯式冷却，第一阶段为将浇注模具冷却至200℃后，恒温3h，第二阶段为将浇注模具自然冷却至室温；g、脱模处理，并对工件进行去除毛边既得轮毂产品；
其中，所述上模具用涂料包括如下重量份的各物质：
所述下模具用涂料包括如下重量份的各物质：
其中，所述EVA树脂中VA含量为30％。
所述铝合金原料，按质量百分含量，由如下组分制备而成：
所述第一阶段为将浇注模具冷却至200℃，采用的方法为将铸造模具放入至室温下水中或冷却油中冷却。
实施例2
a、清洗铸造用上模具与下模具，并风干上模具与下模具；b、分别对上模具涂覆上模具涂料并固化，在下模具内表面涂覆下模具涂料并固化；c、称取铝合金原料，并将铝合金原料熔融浇注，将铸造模具加热至900℃，并在恒温状态下将熔融的铝合金原料以0.68m/s的浇注速度浇注于铸造模具中；e、浇注完成后立即从浇注口处对处于恒温下的铸造模具进行加压，所加压力为0.015MPa，加压保持时间为1.5h；f、对浇注模具进行阶梯式冷却，第一阶段为将浇注模具冷却至300℃后，恒温5h，第二阶段为将浇注模具自然冷却至室温；g、脱模处理，并对工件进行去除毛边既得轮毂产品；
其中，所述上模具用涂料包括如下重量份的各物质：
所述下模具用涂料包括如下重量份的各物质：
其中，所述EVA树脂中VA含量为50％。
所述铝合金原料，按质量百分含量，由如下组分制备而成：
所述第一阶段为将浇注模具冷却至300℃，采用的方法为将铸造模具放入至室温下水中或冷却油中冷却。
实施例3
a、清洗铸造用上模具与下模具，并风干上模具与下模具；b、分别对上模具涂覆上模具涂料并固化，在下模具内表面涂覆下模具涂料并固化；c、称取铝合金原料，并将铝合金原料熔融浇注，将铸造模具加热至860℃，并在恒温状态下将熔融的铝合金原料以0.65m/s的浇注速度浇注于铸造模具中；e、浇注完成后立即从浇注口处对处于恒温下的铸造模具进行加压，所加压力为0.012MPa，加压保持时间为1.2h；f、对浇注模具进行阶梯式冷却，第一阶段为将浇注模具 冷却至270℃后，恒温3.5h，第二阶段为将浇注模具自然冷却至室温；g、脱模处理，并对工件进行去除毛边既得轮毂产品；
其中，所述上模具用涂料包括如下重量份的各物质：
所述下模具用涂料包括如下重量份的各物质：
其中，所述EVA树脂中VA含量为37％。
作为本发明改进的技术方案，所述铝合金原料，按质量百分含量，由如下组分制备而成：
所述第一阶段为将浇注模具冷却至270℃，采用的方法为将铸造模具放入至室温下水中或冷却油中冷却。
实施例4
a、清洗铸造用上模具与下模具，并风干上模具与下模具；b、分别对上模具涂覆上模具涂料并固化，在下模具内表面涂覆下模具涂料并固化；c、称取铝合金原料，并将铝合金原料熔融浇注，将铸造模具加热至890℃，并在恒温状态下将熔融的铝合金原料以0.67m/s的浇注速度浇注于铸造模具中；e、浇注完成后立即从浇注口处对处于恒温下的铸造模具进行加压，所加压力为0.014MPa，加压保持时间为1.3h；f、对浇注模具进行阶梯式冷却，第一阶段为将浇注模具冷却至270℃后，恒温4h，第二阶段为将浇注模具自然冷却至室温；g、脱模处理，并对工件进行去除毛边既得轮毂产品；
其中，所述上模具用涂料包括如下重量份的各物质：
所述下模具用涂料包括如下重量份的各物质：
其中，所述EVA树脂中VA含量为34％。
所述铝合金原料，按质量百分含量，由如下组分制成：
所述第一阶段为将浇注模具冷却至270℃，采用的方法为将铸造模具放入至室温下水中或冷却油中冷却。
实施例5
a、清洗铸造用上模具与下模具，并风干上模具与下模具；b、分别对上模具涂覆上模具涂料并固化，在下模具内表面涂覆下模具涂料并固化；c、称取铝合金原料，并将铝合金原料熔融浇注，将铸造模具加热至820℃，并在恒温状态下将熔融的铝合金原料以0.63m/s的浇注速度浇注于铸造模具中；e、浇注完成后立即从浇注口处对处于恒温下的铸造模具进行加压，所加压力为0.014MPa，加压保持时间为1.2h；f、对浇注模具进行阶梯式冷却，第一阶段为将浇注模具冷却至280℃后，恒温4h，第二阶段为将浇注模具自然冷却至室温；g、脱模处理，并对工件进行去除毛边既得轮毂产品；
其中，所述上模具用涂料包括如下重量份的各物质：
所述下模具用涂料包括如下重量份的各物质：
其中，所述EVA树脂中VA含量为38％。
所述铝合金原料，按质量百分含量，由如下组分制成：
作为本发明改进的技术方案，所述第一阶段为将浇注模具冷却至280℃，采用的方法为将铸造模具放入至室温下水中或冷却油中冷却。
实施例6
a、清洗铸造用上模具与下模具，并风干上模具与下模具；b、分别对上模具涂覆上模具涂料并固化，在下模具内表面涂覆下模具涂料并固化；c、称取铝合金原料，并将铝合金原料熔融浇注，将铸造模具加热至810℃，并在恒温状态下将熔融的铝合金原料以0.67m/s的浇注速度浇注于铸造模具中；e、浇注完成后立即从浇注口处对处于恒温下的铸造模具进行加压，所加压力为0.013MPa，加压保持时间为1.2h；f、对浇注模具进行阶梯式冷却，第一阶段为将浇注模具冷却至250℃后，恒温3.5h，第二阶段为将浇注模具自然冷却至室温；g、脱模处理，并对工件进行去除毛边既得轮毂产品；
其中，所述上模具用涂料包括如下重量份的各物质：
所述下模具用涂料包括如下重量份的各物质：
其中，所述EVA树脂中VA含量为36％。
所述铝合金原料，按质量百分含量，由如下组分制成：
其中，所述第一阶段为将浇注模具冷却至250℃，采用的方法为将铸造模具放入至室温下水中或冷却油中冷却。
该铸造工艺适用于制作高档轿车轮毂，经铸造后，表面光滑，外观美，质地轻，强度高，安全系数高。
实施效果
通过对上述各实施例制得的铝合金轮毂成品与现有技术中铸造铝合金轮毂 进行测试，测试结果如表1所示，表1中“+”代表厚，“-”代表薄。
表1各实施例制得的铝合金轮毂的性能
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种汽车轮毂的铸造工艺，其特征在于，包括如下步骤：a、清洗铸造用上模具与下模具，并风干上模具与下模具；b、分别对上模具涂覆上模具涂料并固化，在下模具内表面涂覆下模具涂料并固化；c、称取铝合金原料，并将铝合金原料熔融浇注，将铸造模具加热至800℃-900℃，并在恒温状态下将熔融的铝合金原料以0.61-0.68m/s的浇注速度浇注于铸造模具中；e、浇注完成后立即从浇注口处对处于恒温下的铸造模具进行加压，所加压力为0.01-0.015MPa，加压保持时间为1-1.5h；f、对浇注模具进行阶梯式冷却，第一阶段为将浇注模具冷却至200-300℃后，恒温3-5h，第二阶段为将浇注模具自然冷却至室温；g、脱模处理，并对工件进行去除毛边既得轮毂产品；
其中，所述上模具用涂料包括如下重量份的各物质：
氨基改性硅油 20-30份
聚氨酯泡沫 15-25份
氧化铝纤维 30-50份
聚六钛酸钾 20-40份
EVA树脂 15-27份
笼型倍半硅氧烷 5-7份
吸水性物质 30-50份；
所述下模具用涂料包括如下重量份的各物质：
镁盐晶须 15-25份
二氧化钛 10-16份
硅溶胶 18-26份
三氧化二铝 11-17份
羧甲基纤维素钠 5-9份
二氧化硅 20-30份。
2.根据权利要求1所述的一种汽车轮毂的铸造工艺，其特征在于，所述EVA树脂中VA含量为30-50%。
3.根据权利要求1所述的一种汽车轮毂的铸造工艺，其特征在于，所述铝合金原料，按质量百分含量，由如下组分制备而成：
硅 5%-8%
镁 3%-8%
铜 0.01%-0.03%
锌 0.01%-0.02%
锰 3%-5%
钛 1%-6%
铬 0.5%-3%
四针状氧化锌 10%-12%
镁盐晶须 1%-5%，
余量为铝。
4.根据权利要求3所述的一种汽车轮毂的铸造工艺，其特征在于，按质量百分含量，由如下组分制成：
硅 6%-7%
镁 5%-7%
铜 0.01%-0.02%
锌 0.01%-0.02%
锰 4%-5%
钛 3%-6%
铬 0.5%-1%
四针状氧化锌 11%-12%
镁盐晶须 1%-2%，
余量为铝。
5.根据权利要求1所述的一种汽车轮毂的铸造工艺，其特征在于，所述第一阶段为将浇注模具冷却至200-300℃采用的方法为将铸造模具放入至室温下水中或冷却油中冷却。
6.根据权利要求1所述的一种汽车轮毂的铸造工艺，其特征在于，所述吸水性物质为CuSO4、MgCl2或者铁粉。
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