26英寸以上大直徑汽車鋁合金車輪組合式澆鑄和凈化系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及汽車鋁合金車輪的鑄造領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種26英寸以上大直徑 汽車鋁合金車輪組合式澆鑄和凈化系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車車輪向大直徑、寬輪輞、深Lip(所謂Lip 是指鋁車輪從外輪輞輪唇到輪輻的距離）化的發(fā)展趨勢(shì)日益明顯。一方面大直徑、寬輪輞、 深Lip車輪與相匹配的輪胎與地面的接觸面積更大，增加了汽車與地面間的附著力，提高 了汽車高速行駛過(guò)程的安全性與舒適性；另一方面大直徑、扁平化輪胎與相應(yīng)的車輪配合， 更顯現(xiàn)代、霸氣和時(shí)髦。鑒于以上諸多優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)26英寸以上的直徑、10英寸以上輪輞寬 度、120mm以上Lip深度的鋁合金車輪越來(lái)越成為國(guó)際高端汽車部件市場(chǎng)采購(gòu)的熱點(diǎn)。目 前，行業(yè)內(nèi)低壓鑄造鋁合金車輪一般采用在底模中心設(shè)計(jì)一個(gè)冒口的中心澆注的方式。然 而該澆注方式對(duì)于26英寸以上直徑、10英寸以上輪輞寬度、120mm以上Lip深度的鋁合金 車輪越來(lái)越不能適應(yīng)。由于直徑大、輪輞寬、Lip深，鋁合金車輪鑄件毛坯重量也大，如直徑 26-34英寸、輪輞寬度在10. 0-14英寸的車輪單一毛坯鑄件重量達(dá)40-60kg，要實(shí)現(xiàn)良好的 澆注越來(lái)越困難。首先輪輞直徑與寬度大，充型距離、充型時(shí)間、保壓時(shí)間、鑄造周期更長(zhǎng)， 在成型過(guò)程中非常容易形成欠鑄、冷隔、冷疤、疏松等缺陷。其次車輪Lip深，低壓鑄造過(guò)程 鋁液先充滿輪輻與輪芯相對(duì)應(yīng)的型腔，然后再充填輪輞和Lip區(qū)域，由于Lip區(qū)域很深，該 區(qū)域充型過(guò)程很難控制，如果充型速率低將形成雨淋式澆注，從而造成欠鑄、冷隔等；如果 充型速率快將容易形成卷氣，鑄件Lip區(qū)域形成卷入性氣孔。再次，鑄造過(guò)程要確保順序凝 固的溫度場(chǎng)，由于鑄件直徑大，鑄件輪輻與輪心區(qū)域凝固過(guò)冷度小，容易造成輪輻與輪心區(qū) 域鑄件金相組織a枝晶粗大、共晶硅分布不均勻等不足。而且中心澆注不能根據(jù)輪輻、輪 輞、輪心不同區(qū)域沖型特點(diǎn)和保溫爐不同區(qū)域鋁溶液特點(diǎn)設(shè)置凈化方式。我公司是國(guó)內(nèi)第 一家研制26英寸以上鋁車輪的企業(yè)，發(fā)現(xiàn)采用目前傳統(tǒng)的低壓鑄造方式生產(chǎn)大直徑、寬輪 輞、深Lip產(chǎn)品鑄造缺陷非常多、鋁合金材料的力學(xué)性能得不到充分的發(fā)揮，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度 根本無(wú)法夠滿足高檔汽車對(duì)車輪高強(qiáng)度的要求。因此針對(duì)26英寸以上大直徑汽車鋁合金 車輪產(chǎn)品特點(diǎn)如何發(fā)明一種新的低壓鑄造澆注系統(tǒng)是能否順利進(jìn)行26英寸以上鋁車輪產(chǎn) 業(yè)化的關(guān)鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，針對(duì)26英寸以上（26-30英寸）大直徑汽 車鋁合金車輪充型距離長(zhǎng)、鑄造周期長(zhǎng)容易產(chǎn)生冷隔、欠鑄、疏松、氣孔等鑄造缺陷，以及金 相組織a枝晶粗大、共晶硅顆粒粗、車輪結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低等問(wèn)題，提供一種可明顯縮短鑄造時(shí) 間、減少鑄造缺陷、改善鑄件內(nèi)在品質(zhì)新的澆鑄系統(tǒng)。
[0004] 實(shí)現(xiàn)以上目的技術(shù)方案是：一種26英寸以上大直徑汽車鋁合金車輪組合式澆鑄 和凈化系統(tǒng)，該系統(tǒng)由控制柜、加壓與泄壓管道、邊模、頂模、底模、中心澆鑄系統(tǒng)、側(cè)向澆鑄 系統(tǒng)組成。中心澆鑄系統(tǒng)有1個(gè)，位于底模中心；側(cè)向狀澆鑄系統(tǒng)有2個(gè)，位于兩邊模合模 的兩側(cè)。中心澆鑄系統(tǒng)由圓弧狀過(guò)濾網(wǎng)、鐵澆口、陶瓷保溫杯、陶瓷升液管組成。中心澆注 入料口呈圓形，其直徑在04〇-8〇mm，在鐵澆口內(nèi)放置直徑為04〇-8〇mm的圓弧狀過(guò)濾網(wǎng)。 側(cè)向澆鑄系統(tǒng)由側(cè)向澆注入料口、帽子狀過(guò)濾網(wǎng)、鐵澆口、陶瓷保溫杯、環(huán)狀密封墊、陶瓷升 液管組成，帽子狀過(guò)濾網(wǎng)直徑03,5_6〇mm?？刂乒裼靡钥刂畦T造過(guò)程充型速率、充型壓力、 保壓壓力、保壓時(shí)間以及頂模與底模冷卻風(fēng)管等工藝參數(shù)。加壓與泄壓管道與低壓機(jī)保溫 爐、控制柜相連接。由于邊模兩側(cè)都有澆鑄系統(tǒng)，所以不能采用四開(kāi)邊模，而要采用兩開(kāi)邊 模；側(cè)向澆鑄系統(tǒng)入料接口裝配在兩塊邊模的合模處、Lip中上部區(qū)域，該接口的設(shè)置可有 效避免雨淋式澆注與深Lip車輪充型過(guò)程卷入性氣孔的產(chǎn)生。側(cè)向澆鑄系統(tǒng)入料裝置容 積大小依據(jù)26-30英寸車輪設(shè)計(jì)為100cm3-200cm3,該容積大小的設(shè)置可控制充型過(guò)程的 穩(wěn)定性，其入料口呈間隙式，其截面寬度2.Omm-4. 0mm,高度在25. 0mm-50. 0mm，該設(shè)計(jì)便于 充型穩(wěn)定性與避免入料口周圍區(qū)域產(chǎn)生較強(qiáng)的熱節(jié)點(diǎn)。在頂模上安裝分流錐風(fēng)管、內(nèi)環(huán)風(fēng) 管（安裝盤區(qū)域風(fēng)管）、外環(huán)風(fēng)管（車輪斜安面區(qū)域風(fēng)管）、大環(huán)風(fēng)管（車輪輪輻與輪輞連 接區(qū)域風(fēng)管）。在底模的中間設(shè)置中心澆鑄系統(tǒng)，其入料口呈圓形，其直徑04〇-8〇mm,在 鐵澆口內(nèi)放置直徑04〇-8(Mm圓弧狀過(guò)濾網(wǎng)，在澆注過(guò)程起到對(duì)鋁液過(guò)濾凈化的作用，在 鐵澆口的下方裝置陶瓷保溫杯，在底模冒口周圍設(shè)置冒口風(fēng)管、內(nèi)環(huán)風(fēng)管以及外環(huán)風(fēng)管。側(cè) 向澆注入料接口裝置與鐵澆口相連接，在側(cè)向澆鑄系統(tǒng)的鐵澆口內(nèi)放置帽狀過(guò)濾網(wǎng)，該形 狀對(duì)由于無(wú)法設(shè)置分流錐的澆注系統(tǒng)可防止過(guò)濾網(wǎng)沖出的作用；在鐵澆口的下方裝置陶瓷 保溫杯，在鐵澆口的圓周裝置環(huán)狀密封墊確保充型過(guò)程密封。生產(chǎn)時(shí)，先將需要生產(chǎn)的模具 裝配在低壓鑄造機(jī)臺(tái)上，依據(jù)所生產(chǎn)車輪的工藝將壓力參數(shù)、壓力補(bǔ)償參數(shù)、鑄造周期、冷 卻風(fēng)控制參數(shù)、鋁液溫度在系統(tǒng)控制柜的控制面板上輸入，將模具溫度預(yù)熱到工藝需求的 溫度范圍，將頂模升到一定的高度，打開(kāi)邊模，將1個(gè)相應(yīng)規(guī)格的圓弧狀過(guò)濾網(wǎng)放入中心澆 鑄系統(tǒng)的鐵澆口內(nèi)、2個(gè)帽子狀過(guò)濾網(wǎng)放入側(cè)向澆鑄系統(tǒng)的鐵澆口內(nèi)；合上邊模、將頂模合 攏，啟動(dòng)充型按鈕，等鑄造周期結(jié)束鑄件凝固后將邊模打開(kāi)、再將頂模連同被拔起的毛坯上 升到一定高度，將毛坯頂下脫模，毛坯輪輞兩側(cè)的冒口使用鉗子扭下，一件車輪毛坯完成。
[0005] 本發(fā)明低壓鑄造澆注系統(tǒng)采用組合式澆注的方式，低壓鑄造過(guò)程充型時(shí)間短、鑄 造周期短、鑄造缺陷少、鑄件內(nèi)在品質(zhì)優(yōu)良，鑄造過(guò)程控制方便，同時(shí)間設(shè)計(jì)不同的澆注系 統(tǒng)和凈化方式可根據(jù)輪輻、輪輞、輪心不同區(qū)域沖型特點(diǎn)和保溫爐不同區(qū)域鋁溶液特點(diǎn)進(jìn) 行鋁溶液凈化，從而使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)順利，是一種可以滿足26英寸以上大直徑汽車 鋁合金車輪鑄造用澆注系統(tǒng)。
【附圖說(shuō)明】
[0006] 圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0007] 圖2為本發(fā)明中心澆鑄系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008] 圖3為本發(fā)明側(cè)向澆鑄系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009] 010-2610低壓澆注系統(tǒng)。
[0010] 如圖1、2、3所示，一種26英寸以上大直徑汽車鋁合金車輪組合式澆鑄系統(tǒng)，由控 制柜1、加壓與泄壓管道2、邊模3、頂模4、底模5、中心饒鑄系統(tǒng)6與側(cè)向饒鑄系統(tǒng)7組成。 中心澆鑄系統(tǒng)6由直徑65_的圓弧狀過(guò)濾網(wǎng)8、鐵澆口 9、陶瓷保溫杯10與陶瓷升液管11 組成，其入料口為直徑65mm的圓形；側(cè)向澆鑄系統(tǒng)7由側(cè)向澆鑄入料接口 12、直徑50mm的 帽子狀過(guò)濾網(wǎng)13、鐵澆口 14、陶瓷保溫杯16、環(huán)狀密封墊15與陶瓷升液管17組成。加壓 與泄壓管道2與低壓機(jī)保溫爐、控制柜1相連接；邊模3采用兩開(kāi)模；側(cè)向澆鑄系統(tǒng)7的入 料口 12裝配在邊模3兩塊邊模的合模處、Lip中上部區(qū)域，側(cè)向澆鑄入料口 12容積設(shè)計(jì)為 150cm3,其入料接口截面寬度2. 5mm、高度35. 0mm;在頂模4上可安裝分流錐風(fēng)管、內(nèi)環(huán)風(fēng)管 (安裝盤區(qū)域風(fēng)管）、外環(huán)風(fēng)管（車輪斜安面區(qū)域風(fēng)管）、大環(huán)風(fēng)管（車輪輪輻與輪輞連接區(qū) 域風(fēng)管）；在底模5冒口周圍設(shè)置冒口風(fēng)管、內(nèi)環(huán)風(fēng)管以及外環(huán)風(fēng)管。生產(chǎn)時(shí)，先將010-2610 模具裝配在低壓鑄造機(jī)臺(tái)上，依據(jù)該產(chǎn)品工藝卡參數(shù)在系統(tǒng)控制柜1的控制面板上輸入各 參數(shù)，將模具溫度預(yù)熱到工藝需求的溫度范圍，將頂模4升到一定的高度，打開(kāi)邊模3,將依 據(jù)工藝要求相對(duì)應(yīng)規(guī)格的過(guò)濾網(wǎng)放入中心澆鑄系統(tǒng)6鐵澆口 9、側(cè)向澆鑄系統(tǒng)7的鐵澆口 14內(nèi)部，合上邊模3、將頂模4合攏，啟動(dòng)充型按鈕，等鑄造周期結(jié)束鑄件凝固后將邊模3打 開(kāi)，再將頂模4連同被拔起的毛坯上升到一定高度，將毛坯頂下脫模，毛坯輪輞兩側(cè)的冒口 使用鉗子扭下，一件車輪毛坯完成。
[0011] 表1為010-2610傳統(tǒng)澆注系統(tǒng)參數(shù)，表2為010-2610本發(fā)明組合式澆注系統(tǒng)參 數(shù)對(duì)比可以看出，通過(guò)以上改進(jìn)所每件產(chǎn)品充型時(shí)間與鑄造周期相對(duì)傳統(tǒng)澆注系統(tǒng)明顯減 少，鑄造毛坯后序加工后冷隔、欠鑄、疏松等鑄造缺陷明顯減少，鑄件晶粒度與共晶硅顆粒 明顯變細(xì)且分布均勻，產(chǎn)品綜合合格率提升10?15%，不良成本顯著下降，生產(chǎn)效率明顯 提尚。
[0012] 表1為010-2610傳統(tǒng)澆注系統(tǒng)鑄造參數(shù)、質(zhì)量與生產(chǎn)效率
[0013]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 26英寸以上大直徑汽車鋁合金車輪組合式澆鑄和凈化系統(tǒng)，其特征是：包括控制柜 (1)、加壓與泄壓管道（2)、邊模（3)、頂模（4)、底模（5)、中心澆鑄系統(tǒng)（6)、側(cè)向澆鑄系統(tǒng) (7)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的26英寸以上大直徑汽車鋁合金車輪組合式澆鑄和凈化系統(tǒng)， 其特征是：中心澆鑄系統(tǒng)（6)由直徑04〇~8〇mm的圓弧狀過(guò)濾網(wǎng)（8)、鐵澆口（9)、陶瓷保溫 杯（10)與陶瓷升液管（11)組成，中心澆注入料口呈圓形，其直徑在04〇~8〇_ ;側(cè)向澆鑄系 統(tǒng)（7 )由側(cè)向澆鑄入料接口（ 12 )、直徑035~6Omm的帽子狀過(guò)濾網(wǎng)（13 )、鐵澆口（ 14 )、陶瓷 保溫杯（16)、環(huán)狀密封墊（15)與陶瓷升液管（17)組成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的26英寸以上大直徑汽車鋁合金車輪組合式澆鑄和凈化系統(tǒng)， 其特征是：側(cè)向澆鑄系統(tǒng)入料口（12)裝配在兩塊邊模的合模處、Lip中上部區(qū)域；側(cè)向澆 鑄系統(tǒng)入料口容積大小依據(jù)26-30英寸車輪設(shè)計(jì)為100 cm 3~200 cm 3 ;入料口呈間隙式，其 截面寬度 2. 0mm~4. Omm,高度在 25. 0mm~50. 0mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的26英寸以上大直徑汽車鋁合金車輪組合式澆鑄和凈化系統(tǒng)， 其特征是：加壓與泄壓管道與低壓機(jī)保溫爐、系統(tǒng)控制柜相連接；生產(chǎn)過(guò)程中采用兩開(kāi)邊 模。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的26英寸以上大直徑汽車鋁合金車輪組合式澆鑄和凈化系統(tǒng)， 其特征是：在頂模上安裝有分流錐風(fēng)管、內(nèi)環(huán)風(fēng)管(安裝盤區(qū)域風(fēng)管)、外環(huán)風(fēng)管(車輪斜安 面區(qū)域風(fēng)管)、大環(huán)風(fēng)管(車輪輪輻與輪輞連接區(qū)域風(fēng)管);在底模冒口周圍設(shè)置冒口風(fēng)管、內(nèi) 環(huán)風(fēng)管以及外環(huán)風(fēng)管。
【專利摘要】26英寸以上大直徑汽車鋁合金車輪組合式澆鑄和凈化系統(tǒng)，該系統(tǒng)由控制柜、加壓與泄壓管道、邊模、頂模、底模、中心澆鑄系統(tǒng)、側(cè)向澆鑄系統(tǒng)組成。中心澆鑄系統(tǒng)有1個(gè)，側(cè)向澆鑄系統(tǒng)有2個(gè)。中心澆鑄系統(tǒng)由圓弧狀過(guò)濾網(wǎng)、鐵澆口、陶瓷保溫杯、陶瓷升液管組成；側(cè)向澆鑄系統(tǒng)由側(cè)向澆注入料口、帽子狀過(guò)濾網(wǎng)、鐵澆口、陶瓷保溫杯、環(huán)狀密封墊、陶瓷升液管組成。側(cè)向澆鑄系統(tǒng)入料接口裝配在兩塊邊模的合模處、Lip中上部區(qū)域，側(cè)向澆注入料口容積大小為100㎝3~200㎝3，截面寬度2.0mm~4.0mm,高25.0mm~50.0mm。本發(fā)明具有充型時(shí)間短、鑄造周期短、鑄造缺陷少、鑄件內(nèi)在品質(zhì)優(yōu)良、鑄造過(guò)程控制方便等特點(diǎn)。
【IPC分類】B22D18-04
【公開(kāi)號(hào)】CN104550843
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410825962
【發(fā)明人】李萍, 胡因行
【申請(qǐng)人】江蘇凱特汽車部件有限公司
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月25日