CN113634735A - 一种铝合金轮毂的制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝合金轮毂的制造工艺，包括以下步骤：铝锭检验；溶解:将成份合格的铝锭通熔化为铝液；除气：将溶解后的高温铝液放流至盛汤保温炉中，通入氮气搅拌，除气后铝液温度为700℃±30℃；转汤：将除好气的铝液移转加入低压设备保温密闭溶炉中；氮气加压准备：氮气供气压力调试在4.0kg/cm3‑6.0kg/cm3；合模：清除底模杂物启动铸造模具；氮气升压：铝水沿升液管压到模具汤口；氮气加压：铝水进入模具型腔到达轮辋部位；氮气充型：铝水进入模具型腔并且到轮毂后挂；氮气增压：压力继续增大使轮圈当中的缺陷被补充好；氮气保压：保持氮气压力，冷却之后压力减小直至到零；开模：取出铸件。通过上述方式，本发明能够提高效率，增强稳定性，降低报废率。
Description
技术领域
本发明涉及轮毂制造领域，具体涉及一种铝合金轮毂的制造工艺。
背景技术
目前，低压铸造铝合金轮毂的传统方法是在密封的保温溶炉中，通入一定的干燥的压缩空气使液态铝在气体压力的作用下，沿升液管上升，通过模型浇口平稳地进入模具型腔，并保持保温溶炉内液面上的气体压力，一直到铸件完全凝固为止。然后解除液面上的气体压力，使升液管中未凝固的铝液随重力的作用流入保持炉，再由油缸开型并推出铸件。但在低压铸造铝合金轮毂过程中液态铝由于体积收缩而没有得到及时补充，或由于压缩空气中的水、和液态铝发生化学反应生成氢气不能排出，氧化铝不能及时清理，最终会导致缩孔的出现。而低压铸造一般的加压介质是压缩空气，低压铸造加压过程中，这些空气中的水份进入加压系统与铝水反应生成氢气和氧化铝，最终会导致加工后缩孔出现的几率增加，不良攀升，直接造成公司成本增加。
发明内容
为解决现有技术存在的不足，本发明提供了一种铝合金轮毂的制造工艺。
一种铝合金轮毂的制造工艺，包括以下步骤：
S1、铝锭检验；
S2、溶解:将成份合格的铝锭通熔化为铝液；
S3、除气：将溶解后的高温铝液放流至盛汤保温炉中，通过在旋转的石墨搅拌器中通入氮气搅拌，除气后铝液温度为700℃±30℃；
S4、转汤：将除好气的铝液移转加入低压设备保温密闭溶炉中；
S5、氮气加压准备：氮气供气压力调试在4.0kg/cm3-6.0kg/cm3；
S6、合模：清除底模杂物启动铸造模具；
S7、氮气升压：铝水沿升液管压到模具汤口；
S8、氮气加压：铝水进入模具型腔到达轮辋部位；
S9、氮气充型：铝水进入模具型腔并且到轮毂后挂；
S10、氮气增压：压力继续增大使轮圈当中的缺陷被补充好；
S11、氮气保压：保持氮气压力，冷却之后通过泄压阀使压力减小直至到零；
S12、开模：铸造模具取出铸件。
优选的，在溶解步骤中，通过燃气将铝锭高温熔化为730℃±10℃的铝液。
优选的，氮气加压准备步骤包括以下步骤：
S5-1、蒸发：通过蒸发器对液氮进行气化，气化后的氮气进入液氮罐体，液氮罐体内部压力达到5kg/cm3-8kg/cm3；
S5-2、输出：通过汽化器压力输出控制装置控制输出的氮气压力为4.0kg/cm3-6.0kg/cm3。
优选的，所述汽化器为空温式汽化器。
优选的，所述铝锭为牌号A356.2的铝锭。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列有益效果：
(1)提供了一种铝合金轮毂的制造工艺，干燥空气加压切换到氮气加压，速度快操作简单，氮气属于惰性气体与高温铝液基本不会产生反应，安全性比较高；
(2)铝水密度较高而且稳定，氮气加压相比原来空气加压平均密度2.61kg/cm3提升到2.64kg/cm3，提升了约1.3％；
(3)氮气加压可减少并降低生产总报废率，由原来空气加压的报废率16.7％降低到4.1％，下降了12.6％。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
一种铝合金轮毂的制造工艺，包括以下步骤：
S1、铝锭检验：使用符合标注的A356.1牌号铝锭；
S2、溶解:将成份合格的铝锭通过燃气高温熔化为730℃的铝液；
S3、除气：将溶解后的高温铝液放流至盛汤保温炉中，通过在旋转的石墨搅拌器中通入氮气搅拌，使铝水达到除氢、净化、降温的目的，除气后铝液温度为700℃；
S4、转汤：将除好气的铝液移转加入低压设备保温密闭溶炉中。对现有的设备进行整改：可以在现有的氮气罐出气阀门口增加管道，延伸至所需要整改的低压设备进气口管路上，并在低压机氮气管路与机台连接口之间增加手动阀门。
S5、氮气加压准备：
S5-1、蒸发：选用液氮罐常规压力1.6Mpa储存足够的液氮，液氮重力作用通过管道排出，经过蒸发器进行气化，使气化后的气体进入液氮罐体顶部，提供液氮罐内压力达到自增压效果。通过液氮罐压力控制系统为增压后的液氮提安全报警、稳定并控制液氮罐内部压力达到5kg/cm3-8kg/cm3。
S5-2、输出：通过汽化器压力输出控制装置控制输出的氮气压力为4.0kg/cm3-6.0kg/cm3。
S6、合模：清除底模杂物启动铸造模具，使上、下、边模合拢。
S7、氮气升压：铝水沿升液管压到模具汤口，但不会进入模型腔。
S8、氮气加压：铝水进入模具型腔到达轮辋部位。
S9、氮气充型：铝水进入模具型腔并且到轮毂后挂，但这时的轮圈内部有很多缩孔缺陷。
S10、氮气增压：压力继续增大使轮圈当中的缺陷被补充好。
S11、氮气保压：保持氮气压力，冷却之后压力系统会按照预先设定好的时间驱动电池阀通过泄压阀使压力减小直至到零；
S12、开模：开模型油缸自动打开模型，取出铸件。
在此过程中，低压铸造机压力设定参数如下：
| 压力速度 | 0.5PSI/SEC | 0.10PSI/SEC | 0.15PSI/SEC | 0.20PSI/SEC | 1.0PSI/SEC |
| 压力 | 3.0PSI | 4.0PSI | 5.0PSI | 7.0PSI | 14.0PSI |
| 压力作用 | 升压 | 加压 | 充型 | 增压补缩 | 保压/泄压 |
同等重量铝汤分别通过氮气加压与空气加压，每天同时抽样三次，三天抽样数据如表1所示：
表1
由表1可知，铝水密度较高而且稳定，氮气加压相比原来空气加压平均密度2.61kg/cm3提升到2.64kg/cm3，提升了约1.3％。
同等重量铝汤分别通过氮气加压与空气加压，每天同时抽样两次，三天取样数据如表2所示：
表2
由表2可知，低压机密闭保温炉内铝渣减少的比较多，由原来空气加压平均5.53KG/锅减少到1.84KG/锅，平均减少66％左右。
同等重量铝汤分别通过氮气加压与空气加压，每天同时抽样一次，三天取样数据如表3所示。其中，K模清洁度＝不良数量总和/(5个试样*4个断裂口)，K模清洁度在0.1以下为合格；不良数量总和＝同等单位面积上杂质数量。
表3
由表3可知，铝水残汤K模清洁度由原来空气加压0.08降低到氮气加压0.05，提升40％左右。
表4
表4为一个月内分别通过氮气加压与空气加压制得的两种型号的轮毂的总报废率。由表4可知，氮气加压制得的型号216轮毂的总报废率由原来空气加压的16.7％降低到4.1％，下降了12.6％；氮气加压制得的型号356轮毂的总报废率由原来空气加压的18.0％降低到11.7％，下降了6.3％。
以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (5)
1.一种铝合金轮毂的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、铝锭检验；
S2、溶解:将成份合格的铝锭通熔化为铝液；
S3、除气：将溶解后的高温铝液放流至盛汤保温炉中，通过在旋转的石墨搅拌器中通入氮气搅拌，除气后铝液温度为700℃±30℃；
S4、转汤：将除好气的铝液移转加入低压设备保温密闭溶炉中；
S5、氮气加压准备：氮气供气压力调试在4.0kg/cm3-6.0kg/cm3；
S6、合模：清除底模杂物启动铸造模具；
S7、氮气升压：铝水沿升液管压到模具汤口；
S8、氮气加压：铝水进入模具型腔到达轮辋部位；
S9、氮气充型：铝水进入模具型腔并且到轮毂后挂；
S10、氮气增压：压力继续增大使轮圈当中的缺陷被补充好；
S11、氮气保压：保持氮气压力，冷却之后通过泄压阀使压力减小直至到零；
S12、开模：铸造模具取出铸件。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金轮毂的制造工艺，其特征在于：在溶解步骤中，通过燃气将铝锭高温熔化为730℃±10℃的铝液。
3.根据权利要求1所述的一种铝合金轮毂的制造工艺，其特征在于：氮气加压准备步骤包括以下步骤：
S5-1、蒸发：通过蒸发器对液氮进行气化，气化后的氮气进入液氮罐体，液氮罐体内部压力达到5kg/cm3-8 kg/cm3；
S5-2、输出：通过汽化器压力输出控制装置控制输出的氮气压力为4.0kg/cm3-6.0kg/cm3。
4.根据权利要求3所述的一种铝合金轮毂的制造工艺，其特征在于：汽化器为空温式汽化器。
5.根据权利要求1所述的一种铝合金轮毂的制造工艺，其特征在于：铝锭为牌号A356.2的铝锭。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211112 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |