CN108526444B - 一种高压轮毂铸造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高压轮毂铸造方法，包括以下步骤：S1，烤模；S2，对模具表面喷涂脱模剂；S3，将模具合模；S4，向模具内浇入铸造轮毂用的金属液，金属液填充在铸造型腔和金属液储存室内；S5，浇注完成后，对位于铸造型腔内成型轮毂上耳的金属液进行快速冷却；同时对储存在金属液储存室内的金属液进行加压，使所述金属液储存室内的金属液在高压下先对轮毂上耳进行充分补缩；然后再依次对轮毂其他部分冷却凝固；S6，轮毂完全凝固完成后，停止加压，并排出金属液储存室内的气体；S7，开模，对浇铸成型的轮毂进行脱膜，取下浇铸成型的轮毂。本发明的能充分对轮毂上耳进行充分补缩，提高轮毂上耳和整个轮毂的品质。
Description
技术领域
本发明涉及轮毂铸造技术领域，尤其涉及一种高压轮毂铸造方法。
背景技术
轮毂是汽车的重要零部件，而轮毂毛坯的好坏对轮毂的品质有较大的影响；而，轮毂上耳是轮毂在使用过程中容易发生断裂，由此，轮毂上耳的品质往往决定着轮毂的品质。目前，重力铸造和低压铸造使用较为普遍，但存在以下缺陷：
1)重力铸造过程铝合金液体内部会产生气体，气体因受铸造轮毂用的金属液高粘度的束缚很难排出，大量气体滞留在铸件内部，形成气孔；另外，铸造轮毂用的金属液在无压状态下进行结晶凝固，补缩困难，热节点处容易产生晶粒粗大、晶相组织不均匀的情况；影响轮毂上耳处的品质。
2)低压铸造在较低压力下成型结晶凝固，一般适用生产的压力仅为0.9～1.2KGF/㎝2，而加大压力则存在升液管裂开、炉体易发生爆炸的安全隐患。在低压力的限制下，结晶凝固过程补缩不充分，而且，轮毂上耳下方的轮辋较薄先于轮毂上耳冷却凝固，轮毂上耳无法得到有效补缩。
发明内容
因此，鉴于上述问题，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种能有效对轮毂上耳进行充分补缩，提高轮毂上耳的品质以及提高整个轮毂的品质的高压轮毂铸造方法。
本发明解决上述技术问题技术的技术方案如下：一种高压轮毂铸造方法，包括以下步骤：
S1，烤模；即打开模具加热系统，对边模、上模和底模进行加热，所述上模上连接有用于储存金属液的储液斗，储液斗连接有储液斗加热系统；对边模、上模和底模进行加热的同时打开储液斗加热系统对储液斗进行加热，使储液斗的温度达到650～710℃；
S2，对模具表面喷涂脱模剂；
S3，将模具合模，合模后的模具中形成待铸造轮毂的铸造型腔，安装在模具上的储液斗与铸造型腔之间形成用于储存金属液来对轮毂铸件进行补缩的金属液储存室；
S4，从浇口向模具内浇入铸造轮毂用的金属液，金属液填充在铸造型腔和金属液储存室内；
S5，浇注完成后，打开浇道冷却系统，对位于浇道内的金属液进行冷却，使浇道内的金属液快速冷却；
同时打开气体加压系统，对储存在金属液储存室内的金属液进行加压，使所述金属液储存室内的金属液在所述气体加压系统施加高压下向铸造型腔内进行充分补缩；
在对储存在金属液储存室内的金属液进行加压的同时，对轮毂上耳进行冷却使其凝固；接着冷却轮毂上耳下方的轮辋使其冷却并凝固；接着冷却轮毂轮辋下方的轮辐使其冷却并凝固；接着冷却轮盘和轮盘中心使其冷却并凝固；
S6，轮毂完全凝固完成后，停止加压，并排出金属液储存室内的气体；
S7，开模，对浇铸成型的轮毂进行脱膜，取下浇铸成型的轮毂。
本发明的有益效果是：本发明提供的高压轮毂铸造方法通过在上模上设置有用于储存金属液并向铸造型腔内进行补缩的储液斗，向铸造型腔内注入金属液，储液斗中充满金属液，浇注完成后，向所述储液斗内的金属液施加高压，所述储液斗内的金属液在所述气体加压系统施加高压下向铸造型腔内进行充分补缩。因此，通过本发明的高压轮毂铸造方法铸造成型的轮毂，补缩充分，无冒口，且预留加工余量少、轮毂铸件变形量减小，提高了轮毂的生产效率。
另外，在上述实施例中的高压轮毂铸造方法的基础上，本发明还可以做如下改进，还可以具有如下附加技术特征。
进一步，步骤S4中，向模具内浇入的金属液，金属液体积等于铸造型腔体积与补缩体积之和，其中补缩体积为总金属液体积的6-8％；；确保补缩充分。
进一步，步骤S4中，所述储液斗外侧的储液斗加热系统持续对金属液储存室的金属液进行加热；防止金属液储存室的金属液冷却。
进一步，步骤S5中，对储存在金属液储存室内的金属液进行加压的方式为分段式加压。
进一步，步骤S5中，对储存在金属液储存室内的金属液进行六段加压，其中，第一段，在1～3S的时间段，加压压力为0.5～0.8KGF/cm2；第二段，在3～10S的时间段，加压压力为0.8～2KGF/cm2；第三段，在10～15S的时间段，加压压力为2～4KGF/cm2；第四段，在15～40S的时间段，加压压力为4～3KGF/cm2；第五段，在40～130S的时间段，加压压力为3～2KGF/cm2；第六段，在130～180S的时间段，加压压力为2～1.2KGF/cm2。
由于金属液刚浇入的轮毂型腔时温度较高，便于流动，而随着时间的延长，金属液有所降低，未凝固的部分流动性变差。通过多段台阶式加压，有利于对金属液进行加压，流动性变差时加大压力，可确保补缩充分，且降低电能损耗。
进一步，步骤S5中，对储存在金属液储存室内的金属液进行六段加压，其中，第一段，加压压力为0.5～0.8KGF/cm2之间的任意值，加压时长为2～5S；第二段，加压压力为0.8～2KGF/cm2之间的任意值，加压时长为6～9S；第三段，加压压力为2～4KGF/cm2之间的任意值，加压时长为4～7S；第四段，加压压力为4～3KGF/cm2之间的任意值，加压时长为20～30S；第五段，加压压力为3～2KGF/cm2之间的任意值，加压时长为85～95S；第六段，加压压力为2～1.2KGF/cm2之间的任意值，加压长为45～55S。
进一步，S5中，通过气体加压系统对储存在金属液储存室内的金属液进行加压，加压介质为干燥压缩空气。
进一步，所述金属液为铝液，铝液的温度为700～720℃；温度太低了，铝液流动性不好，会有提前凝固的现象，影响品质；而温度太高了，会使得冷却时间长，影响轮毂品质。
进一步，所述铝液的密度为2.6～2.7g/㎝3。铝液的密度为2.6～2.7g/㎝3，流动性好。
附图说明
图1为本发明的高压轮毂铸造方法的铸造流程示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例：
如图1所示，本发明提供的导线焊钩折弯成型装置包括：一种高压轮毂铸造方法，包括以下步骤：
S1，烤模；
S2，对模具表面喷涂脱模剂；
S3，将模具合模，合模后的模具中形成待铸造轮毂的铸造型腔，安装在模具上的储液斗与铸造型腔之间形成用于储存金属液来对轮毂铸件进行补缩的金属液储存室；
S4，从浇口向模具内浇入铸造轮毂用的金属液，金属液填充在铸造型腔和金属液储存室内；
S5，浇注完成后，对位于浇道内的金属液和铸造型腔内成型轮毂上耳的金属液进行快速冷却；同时对储存在金属液储存室内的金属液进行加压，使所述金属液储存室内的金属液在高压下先对轮毂上耳进行充分补缩；然后再依次对轮毂其他部分冷却凝固；
S6，轮毂完全凝固完成后，停止加压，并排出金属液储存室内的气体；
S7，开模，对浇铸成型的轮毂进行脱膜，取下浇铸成型的轮毂。
具体的，本实施例中步骤S1中的烤模，即打开模具加热系统，对边模、上模和底模进行加热，而上模上连接有用于储存金属液的储液斗，储液斗连接有储液斗加热系统；对边模、上模和底模进行加热的同时打开储液斗加热系统对储液斗进行加热；具体的，步骤S2中对模具表面喷涂脱模剂，具体对安装在铸造机上的用于轮毂铸造的模具的边模、上模和底模表面喷涂脱模剂。S3，合模，将边模、上模和底模合模后形成待铸造轮毂的铸造型腔，而储液斗与铸造型腔之间形成用于储存金属液来对轮毂铸件进行补缩的金属液储存室。
具体的，本实施例中步骤S5中，浇注完成后，可以打开浇道冷却系统，对位于浇道内的金属液进行冷却，使浇道内的金属液快速冷却；防止浇道内的金属液从浇道倒流或从浇口流出，也可以通过封堵装置装浇口堵住。具体的，本实施例通过气体加压系统加压，对储存在金属液储存室内的金属液进行加压，同时打开设置铸造型腔内成型轮毂上耳的位置周围的边模或/和上模上的轮毂上耳冷却系统，快速对铸造型腔内成型轮毂上耳的金属液冷却使快速凝固；使所述金属液储存室内的金属液在所述气体加压系统施加高压下先对轮毂上耳进行充分补缩，然后再依次对轮毂的轮辋、轮辐、轮盘和轮盘中心依次冷却凝固。
本实施例提供的高压轮毂铸造方法尤其适用于铸造18英寸及以上的轮毂，通过设有毂上耳冷却系统来独立对轮毂上耳进行冷却，便于控制轮毂上耳冷却成型，防止位于成型轮毂上耳下端的较薄的用于成型轮毂轮辋处的金属液先冷却而使金属液无法进入到成型轮毂上耳处的型腔中，而使轮毂上耳无法得到有效补缩，造成轮毂上耳铸造不充分。
在本发明的一个实施例中，步骤S1中，所述烤模具体包括：对模具的边模、上模、底模以及安装在上模上的储液斗进行加热至650～710℃。确保浇入铸造型腔内的金属液不过快降温而使得流动性快速降低，影响轮毂成型，也减少金属液储存室的金属液温度降低的程度，便于加压使其流动对轮毂铸件进行补缩。
在本发明的一个实施例中，步骤S4中，向模具内浇入的金属液，金属液体积等于铸造型腔体积与补缩体积之和，其中补缩体积为总金属液体积的6-8％；确保补缩充分。
在本发明的一个实施例中，步骤S5中，对储存在金属液储存室内的金属液进行加压的方式为分段式加压。本实施例对储存在金属液储存室内的金属液进行分段式加压，可确保补缩充分，且降低电能损耗。
在本发明的一个实施例中，步骤S5中，对储存在金属液储存室内的金属液进行六段加压，其中，第一段，在1～3S的时间段，加压压力为0.5～0.8KGF/cm2；第二段，在3～10S的时间段，加压压力为0.8～2KGF/cm2；第三段，在10～15S的时间段，加压压力为2～4KGF/cm2；第四段，在15～40S的时间段，加压压力为4～3KGF/cm2；第五段，在40～130S的时间段，加压压力为3～2KGF/cm2；第六段，在130～180S的时间段，加压压力为2～1.2KGF/cm2。由于金属液刚浇入的轮毂型腔时温度较高，便于流动，而随着时间的延长，金属液有所降低，未凝固的部分流动性变差。本实施例通过分段式加压，有利于对金属液进行加压，流动性变差时加大压力，可确保补缩充分，且降低电能损耗。具体的，本实施例所述气体加压系统采用干燥压缩空气；防止空气对铸件造成不利影响。
另外，本实施例中对储存在金属液储存室内的金属液进行加压方式也为分段式加压，步骤S5中，对储存在金属液储存室内的金属液进行，其分六段进行，其中，第一段，加压压力为0.5～0.8KGF/cm2之间的任意值，加压时长为2～5S；第二段，加压压力为0.8～2KGF/cm2之间的任意值，加压时长为6～9S；第三段，加压压力为2～4KGF/cm2之间的任意值，加压时长为4～7S；第四段，加压压力为4～3KGF/cm2之间的任意值，加压时长为20～30S；第五段，加压压力为3～2KGF/cm2之间的任意值，加压时长为85～95S；第六段，加压压力为2～1.2KGF/cm2之间的任意值，加压长为45～55S。具体的，本实施例在每一个加压时长内，其压力值可以是一个不变的压力值或是变动很小的压力值，也可以是在一定范围内变化的压力。
在本发明的一个实施例中，进一步，所述金属液为铝液，铝液的温度为700～720℃，所述铝液的密度为2.6～2.7g/㎝3；温度太低了，铝液流动性不好，会有提前凝固的现象，影响品质；而温度太高了，会使得冷却时间长，影响轮毂品质；另外，铝液的密度适当，便于流动成型。
具体的，本实施例的金属液为铝液，用于铸造形成铝合金轮毂；另外，本实施例的高压轮毂铸造模具用于铸造钢轮毂时，金属液为钢液；而本实施例的高压轮毂铸造模具用于铸造镁合金轮毂时，金属液为镁液；金属液的具体成分具体根据需要铸造的轮毂特性进行配制。
具体而言，本发明提供的高压轮毂铸造方法，其尤其适用于铸造18英寸以及以上的轮毂，通过在上模上设置有用于储存金属液并向铸造型腔内进行补缩的储液斗，向铸造型腔内注入金属液，储液斗中充满金属液，浇注完成后，通过设有毂上耳冷却系统来独立对轮毂上耳进行冷却，便于控制轮毂上耳冷却成型，防止位于成型轮毂上耳下端的较薄的用于成型轮毂轮辋处的金属液先冷却而使金属液无法进入到成型轮毂上耳处的型腔中，而使轮毂上耳无法得到有效补缩，造成轮毂上耳铸造不充分。因此，充分对轮毂上耳进行充分补缩，提高轮毂上耳的品质以及提高整个轮毂的品质。
在本发明中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种高压轮毂铸造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，烤模；即打开模具加热系统，对边模、上模和底模进行加热，所述上模上连接有用于储存金属液的储液斗，储液斗连接有储液斗加热系统；对边模、上模和底模进行加热的同时打开储液斗加热系统对储液斗进行加热，使储液斗的温度达到650～710℃；
S2，对模具表面喷涂脱模剂；
S3，将模具合模，合模后的模具中形成待铸造轮毂的铸造型腔，安装在模具上的储液斗与铸造型腔之间形成用于储存金属液来对轮毂铸件进行补缩的金属液储存室；
S4，从浇口向模具内浇入铸造轮毂用的金属液，金属液填充在铸造型腔和金属液储存室内；步骤S4中，向模具内浇入的金属液，金属液体积等于铸造型腔体积与补缩体积之和，其中补缩体积为总金属液体积的6-8％；
S5，浇注完成后，打开浇道冷却系统，对位于浇道内的金属液进行冷却，使浇道内的金属液快速冷却；
同时打开气体加压系统，对储存在金属液储存室内的金属液进行加压，使所述金属液储存室内的金属液在所述气体加压系统施加高压下向铸造型腔内进行充分补缩；
在对储存在金属液储存室内的金属液进行加压的同时，对轮毂上耳进行冷却使其凝固；接着冷却轮毂上耳下方的轮辋使其冷却并凝固；接着冷却轮毂轮辋下方的轮辐使其冷却并凝固；接着冷却轮盘和轮盘中心使其冷却并凝固；
步骤S5中，对储存在金属液储存室内的金属液进行加压的方式为分段式加压，具体为对储存在金属液储存室内的金属液进行六段加压，其中，
第一段，在1～3S的时间段，加压压力为0.5～0.8KGF/cm2；
第二段，在3～10S的时间段，加压压力为0.8～2KGF/cm2；
第三段，在10～15S的时间段，加压压力为2～4KGF/cm2；
第四段，在15～40S的时间段，加压压力为4～3KGF/cm2；
第五段，在40～130S的时间段，加压压力为3～2KGF/cm2；
第六段，在130～180S的时间段，加压压力为2～1.2KGF/cm2；
或步骤S5中，对储存在金属液储存室内的金属液进行六段加压，其中，
第一段，加压压力为0.5～0.8KGF/cm2之间的任意值，加压时长为2～5S；
第二段，加压压力为0.8～2KGF/cm2之间的任意值，加压时长为6～9S；
第三段，加压压力为2～4KGF/cm2之间的任意值，加压时长为4～7S；
第四段，加压压力为4～3KGF/cm2之间的任意值，加压时长为20～30S；
第五段，加压压力为3～2KGF/cm2之间的任意值，加压时长为85～95S；
第六段，加压压力为2～1.2KGF/cm2之间的任意值，加压时长为45～55S；
S6，轮毂完全凝固完成后，停止加压，并排出金属液储存室内的气体；
S7，开模，对浇铸成型的轮毂进行脱膜，取下浇铸成型的轮毂。
2.根据权利要求1所述的一种高压轮毂铸造方法，其特征在于，
步骤S4中，所述储液斗外侧的储液斗加热系统持续对金属液储存室的金属液进行加热。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的一种高压轮毂铸造方法，其特征在于，
步骤S5中，对储存在金属液储存室内的金属液进行加压的同时，对浇道内的金属液进行冷却。
4.根据权利要求1至2中任一项所述的一种高压轮毂铸造方法，其特征在于，
步骤S5中，通过气体加压系统对储存在金属液储存室内的金属液进行加压，加压介质为干燥压缩空气。
5.根据权利要求1至2中任一项所述的一种高压轮毂铸造方法，其特征在于，
所述金属液为铝液，铝液的温度为700～720℃。
6.根据权利要求5所述的一种高压轮毂铸造方法，其特征在于，
所述铝液的密度为2.6～2.7g/㎝3。
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