CN106694854A - 改进的铸造车轮模具边模冷却装置 - Google Patents

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王凯庆
李昌海
赵永旺
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Abstract

改进的铸造车轮模具边模冷却装置，边模（3）的背腔对应轮辐处设置1‑3个风孔（31），风孔（31）内浇注5mm‑8mm紫铜（5），边模（3）背腔内对应窗口的区域设置槽体（32），主风管（42）为圆环状，与车轮外径同心，两端需堵焊密封；主风管（42）的外侧焊接风管接头（41），风管接头（41）与外部压缩空气存储设备相连接；主风管（42）内侧焊接风爪（43），风爪（43）对应于轮辐热节位置，风爪（43）数量与边模背腔风孔（31）一致。本发明既保证了热节位置的有效冷却，又兼顾了外轮缘部位的结晶成形，增强了模具的散热能力，快速的带走聚集的热量。

Description

改进的铸造车轮模具边模冷却装置
技术领域
本发明涉及铸造领域，具体的说涉及铸造铝车轮模具冷却装置。
背景技术
现阶段约有80%的铝合金车轮生产采用低压铸造成形工艺。对于车轮来说，轮辐与轮辋交接处结构厚大，属于明显的铸造热节，是目前生产中的难点所在。大量生产实践表明，热节处较为常见的缺陷有缩松、缩孔，这是因为热量在此过于集中，造成铝液凝固速度缓慢，而轮辐部位壁厚较薄，结晶快，很容易早早凝固而使铝液流动通道堵塞，妨碍对厚大热节的有效补缩，最终导致出现成形缺陷。
不仅如此，较低的过冷度会造成车轮的外轮缘部位内部晶粒粗大，组织缩松不致密，直接影响其力学性能，在可靠性试验中出现失效现象，影响车轮的安全性能。
发明内容
本发明提供了一种解决厚大热节易出现的缩松、缩孔缺陷，提高车轮的成形质量的车轮模具边模冷却装置。
本发明的技术方案是：改进的铸造车轮模具边模冷却装置，包括风管系统、紫铜。边模的背腔对应轮辐的位置设置风孔，风孔内浇注紫铜。边模背腔对应窗口的区域设置槽体，依轮缘造型随形制作。
风管冷却系统包括风管接头、主风管、风爪、出风眼。主风管为环状，与车轮外径同心，两端焊接密封。主风管外侧焊接风管接头，风管接头与压缩空气存储设备相连接；主风管内侧焊接风爪，风爪对应车轮热节位置，数量与风孔一致。主风管上对应窗口的位置均布出风眼，风向保证垂直于槽体型面。
风孔根部距型腔面8-10mm，以保证模具强度。风孔的数量为1-3个。
风孔内浇注紫铜的厚度5mm-8mm。槽体根部距型腔面8mm-10mm。
风管系统固定在边模的背腔内，可以焊接，也可以选用螺栓连接，务必保证安装牢固。当冷却开启后，压缩空气通过接头进入主风管，一部分沿风爪直吹轮辐热节，并通过紫铜快速带走模具的热量，保证了热节的快速降温；另一部分则通过出风眼直吹窗口轮缘位置，提升了过冷度，细化了晶粒，保证了轮缘优良的力学性能；在压铸周期内，该冷却一般在升液开始后的第30-50s开启，直到热节位置完全凝固成形后关闭，按此工艺循环往复，保证车轮铸件的稳定连续生产。
本发明既保证了热节位置的有效冷却，又兼顾了外轮缘部位的结晶成形，增强了模具的散热能力，快速的带走聚集的热量，提高了铝液的凝固速度，消除了热节缩松、缩孔缺陷的出现；同时，加大了过冷度，细化了晶粒组织，提高了车轮外轮缘的机械性能；铸造生产周期也相应有了明显的缩短，提高了生产效率，降低了生产成本。
附图说明
图1是本发明改进的铸造车轮模具边模冷却装置装配示意图。
图2是本发明改进的铸造车轮模具边模冷却装置的风管系统布置示意图。
图中：1－底模，2－顶模，3－边模，31－风孔，32－槽体，4－风管系统，41－风管接头，42－主风管，43－风爪，44－出风眼，5－紫铜。
具体实施方式
图1、图2公开了改进的铸造车轮模具边模冷却装置。
边模3的背腔对应轮辐处设置风孔31，风孔31根部距型腔面8-10mm，以保证模具强度；风孔31的数量为1-3个；风孔31内浇注紫铜5，厚度5mm-8mm，加快模具的散热速度。边模3背腔内对应窗口的区域设置槽体32，依窗口随形设计，槽体32根部距型腔面8mm-10mm。
风管系统4包括风管接头41、主风管42、风爪43、出风眼44；主风管42为圆环状，与车轮外径同心，两端需堵焊密封。主风管42的外侧焊接风管接头41，风管接头41与外部压缩空气存储设备相连接；主风管42内侧焊接风爪43，风爪43对应于轮辐热节位置，风爪43数量与边模背腔风孔31一致。
风爪43的端部距紫铜5的端面5mm；主风管42上对应槽体32处设置出风眼44，直径2-4mm，间距20-30mm，风向要保证垂直于腔体型面，实现对轮缘位置的降温冷却；
风管系统4固定在边模3的背腔内，可以焊接，也可以选用螺栓安装，务必保证牢固。当冷却开启后，压缩空气通过接头进入主风管，一部分沿风爪直吹轮辐热节，并通过紫铜快速带走模具的热量，保证了热节的快速降温；另一部分则通过出风眼直吹窗口轮缘位置，提升其过冷度，细化内部晶粒，保证了轮缘优良的力学性能；在压铸周期内，冷却一般在升液开始后的第30-50s开启，直到热节位置完全凝固成形后关闭，按此工艺循环往复，保证车轮铸件的稳定连续生产。

Claims (4)

1.改进的铸造车轮模具边模冷却装置，包括风管系统（4）、紫铜（5），其特征在于：边模（3）的背腔对应轮辐处设置风孔（31），风孔（31）内浇注紫铜（5），边模（3）背腔内对应窗口的区域设置槽体（32）。
2.根据权利要求1所述改进的铸造车轮模具边模冷却装置，其特征在于：风孔（31）根部距型腔面8-10mm，风孔（31）的数量为1-3个，风孔（31）内浇注紫铜（5）的厚度5mm-8mm，槽体（32）根部距型腔面8mm-10mm。
3.根据权利要求1所述改进的铸造车轮模具边模冷却装置，其特征在于：风管系统（4）包括风管接头（41）、主风管（42）、风爪（43）、出风眼（44）；主风管（42）为圆环状，与车轮外径同心，两端需堵焊密封；主风管（42）的外侧焊接风管接头（41），风管接头（41）与外部压缩空气存储设备相连接；主风管（42）内侧焊接风爪（43），风爪（43）对应于轮辐热节位置，风爪（43）数量与边模背腔风孔（31）一致。
4.根据权利要求2所述改进的铸造车轮模具边模冷却装置，其特征在于：风爪（43）的端部距紫铜（5）的端面5mm；主风管（42）上对应槽体（32）处设置出风眼（44），直径2-4mm，间距20-30mm。
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