CN204934565U - 一种铝合金车轮的铸造装置 - Google Patents
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Abstract
本专利公开一种铝合金车轮的铸造装置，专用于铝合金车轮铸造成形，可对现有的低压铸造机进行升压改造，其特征在于：1）通过设立一个与模具型腔相联通的截面为圆形的补缩容腔，随着铸件顺序凝固的进行采用补缩装置将容腔内的铝液实时地推注到模具型腔内；2）补缩容腔设于模具中心孔下方，其上端与模具型腔联通，其下端与升液管斜交联通；3）补缩容腔内设有间隙配合的补缩推注活塞，在补缩油缸的作用下完成封堵并及时地将补缩容腔内的铝液推注到模具型腔内。其有益效果在于：1）提高了补缩压力，减少气孔和缩松的形成，获得高致密度车轮铸件；2）保温炉的气压减少一半，从而提高保温炉的使用寿命。
Description
技术领域
本专利属于铸造成形装备领域，特别涉及铝合金车轮的铸造成形装备。
背景技术
铸造工艺生产铝合金车轮具有适应性强、花色品种多样、生产成本低等优点,是国内外生产铝合金车轮的最普遍方法。铸造工艺方法包括重力铸造、低压铸造和差压铸造等，低压铸造的成形性好，轮廓清晰，密度均匀，表面光洁，成品率在九成以上，是铝合金车轮的主流制造方法。但是由于实际设备条件和技术条件等因素的限制，低压铸造车轮仍然普遍存在因补缩力不足而产生的缩松、缩孔等缺陷，现行解决缩孔、缩松缺陷的方法是对模具结构和工艺参数的改良，但都未取得明显的效果。人们试图增加低压铸造机保温炉的气体压力，来达到强力补缩的目的，但由于保温炉的材料和结构，不能承受更强的气压，使得直接增加气压的方法无果而终。
本专利将气体低压充型和升压补缩技术相结合，保温炉施加低压气体仅用于充型，补缩压力不是靠向保温炉液面施加气体压力来实现的，而是靠以液压缸为动力的补缩装置来实现的，与大量应用的低压铸造工艺相比，既提高了补缩压力，又降低了保温炉的气体压力，具有明显的技术优势。
发明内容
一种铝合金车轮的铸造装置，专门用于铝合金车轮铸造的充型及凝固过程中升压补缩，其特征在于：1）依据等静压推注补缩原理，通过设立一个与模具型腔相联通的截面为圆形的补缩容腔（1-1），采用液压缸（1-4）将补缩容腔（1-1）内的铝液随着铸件的顺序凝固实时地推注到模具型腔内进行补缩；2）铸造工艺过程为：保温炉（1-6）内施加低压气体完成铝液向模具型腔的低压充型---液压缸（1-4）推动补缩推注活塞（1-3）封堵进液口---保温炉（1-6）减压至常压---控制顺序凝固并推动补缩推注活塞（1-3）将补缩容腔（1-1）内的铝液推注至模具型腔---卸压并开模卸料；3）实现本工艺过程的装置由补缩容腔（1-1）、联接保温炉（1-6）并与补缩容腔（1-1）斜交联通的升液管（1-2）、补缩推注活塞（1-3）和液压缸（1-4）组成。
本专利中的补缩容腔（1-1）设于模具（1-5）的中心孔下方，并与模具（1-5）的中心孔联通，升液管（1-2）一端插入保温炉（1-6）内铝水液面以下，另一端与补缩容腔（1-1）下端斜交联通，补缩容腔（1-1）的容积设定为铸件体积的6-8%，补缩容腔（1-1）与补缩推注活塞（1-3）材料相同，作为优选的材料选为氮化硅，二者配合间隙为0.12~0.20mm。
本专利中的补缩容腔（1-1）内设有间隙配合的补缩推注活塞（1-3），补缩推注活塞（1-3）向上移动至充液口位置以上，实现对升液管（1-2）料液的封堵，继续向上运动实现对料液的加压补缩，随着模具型腔内铝液的顺序凝固，实时地将补缩容腔（1-1）内的铝液全部推注至模具型腔内，补缩容腔（1-1）外侧设有料液补温装置（1-7），在推注过程中对料液进行补温，保证了补缩容腔（1-1）中料液的流动性。
本专利中的补缩推注活塞（1-3）的推力是靠液压缸(1-4)来实现的，推注压力随凝固过程变化，推注压力范围为0.5~8.0bar。
本专利带来的有益效果在于：1）提高了补缩压力，减少气孔和缩松的形成，获得高致密度车轮；2）保温炉的气压减少一半，从而提高保温炉的使用寿命；3）得到无浇口的铸坯，提高了材料利用率；4)本方法和装置可方便用于现有低压铸造机升级改造。
附图说明
图1是本发明的升压补缩装置及模具剖开视图。
图1中主要包括：补缩容腔（1-1）、升液管（1-2）、补缩推注活塞（1-3）、液压缸(1-4)、模具（1-5）、保温炉（1-6）、补温装置（1-7）。
具体实施方式
以下结合附图就具体实施方式进行详细说明（本实施例是对本专利的进一步说明，而不是对本专利作出的任何限定）
结合附图1对实施细则进行说明，以一款尺寸为16X6.5英寸、材料为A356的铝车轮为例，采用本设备生产铸造铝合金车轮的过程如下：
（1）首先将保温炉（1-6）移出，安于铸造机的一侧，升液管（1-2）与补缩容腔（1-1）相连接，补缩容腔（1-1）安装在模具（1-5）中心下侧，模具（1-5）安装至压铸机滑块和工作台之间。
（2）低压铸造机工作，保温炉（1-6）内部的料液经过升液管（1-2）和补缩容腔（1-1）流至模具型腔中，铝水平稳地将型腔充满。
（3）充型结束后补缩推注活塞（1-3）上升，与补缩容腔（1-1）配合，当补缩推注活塞（1-3）向上移动至出液口位置以上时，料液通路被切断，保温炉（1-6）泄压，升液管（1-2）中的铝液倒流回到保温炉（1-6）内，补缩容腔（1-1）外部的补温装置（1-7）在工作过程中随时对料液进行补温，保证了补缩容腔（1-1）中料液的流动性。
（4）补缩推注活塞（1-3）继续上升对料液进行加压，配合着铸坯的顺序冷却进行加压补缩，轮坯的冷却顺序为内轮缘→轮辋→轮辐→轮芯，设备提供的补缩压力为0.5~8.0bar，随着铸造过程的进行，补缩推注活塞（1-3）逐步将补缩容腔（1-1）中预留的铝液压至模具型腔中，补缩体积约占料液总体积的6~8%，冷却完毕后得到的铸坯无浇口，并且中心孔部位已初成形，省去了后续去浇口工序。
（5）机械手将车轮取出，再经过后续的热处理、机加工、涂装以及检测等工序最终得到车轮产品。
Claims (4)
1.一种铝合金车轮的铸造装置，专门用于铝合金车轮铸造成形，其特征在于：铸造装置由补缩容腔（1-1）、联接保温炉（1-6）并与补缩容腔（1-1）斜交联通的升液管（1-2）、补缩推注活塞（1-3）和液压缸（1-4）组成，补缩容腔（1-1）截面为圆形。
2.权利要求1所述的一种铝合金车轮的铸造装置，其特征在于：补缩容腔（1-1）设于模具（1-5）的中心孔下方，并与模具（1-5）的中心孔联通，升液管（1-2）一端插入保温炉（1-6）内铝水液面以下，另一端与补缩容腔（1-1）下端斜交联通，补缩容腔（1-1）的容积设定为铸件体积的6-8%，补缩容腔（1-1）与补缩推注活塞（1-3）材料相同，二者配合间隙为0.12~0.20mm。
3.权利要求1所述的一种铝合金车轮的铸造装置，其特征在于：补缩容腔（1-1）内设有间隙配合的补缩推注活塞（1-3），补缩推注活塞（1-3）向上移动至充液口位置以上，实现对升液管（1-2）料液的封堵，继续向上运动实现对料液的加压补缩。
4.权利要求1或3所述的一种铝合金的车轮铸造装置，其特征在于：补缩推注活塞（1-3）的推力是靠液压缸(1-4)实现的，推注压力范围为0.5~8.0bar。
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