專利名稱：一種減少低壓鑄造鋁合金車輪針孔的模具底模水冷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車鋁合金車輪鑄造領(lǐng)域，具體地說，涉及一種減少低壓鑄造鋁合金車輪針孔的模具底模水冷裝置。
背景技術(shù)：
近幾年，隨著歐美消費(fèi)者對(duì)汽車鋁合金車輪表面狀態(tài)多樣化、靚麗化的要求越來越高，國際市場(chǎng)對(duì)精車亮面、亮邊噴彩色油漆等具有靚麗外觀的鋁合金車輪需求量越來越大，這對(duì)產(chǎn)品的制造工藝和技術(shù)提出了更高的要求。目前我國汽車鋁合金車輪的生產(chǎn)量占全球市場(chǎng)份額的55% 60%，國內(nèi)有近150家專業(yè)生產(chǎn)汽車鋁合金車輪的公司，但是總體制造技術(shù)在國際上處中等水平，尤其鑄造技術(shù)和發(fā)國家和明顯的差距。對(duì)于精車亮面、亮邊噴彩色油漆等國際市場(chǎng)的年寵，不僅有著更高的力學(xué)性能要求，而且有著更嚴(yán)格的外觀要求，特別是產(chǎn)品表面一般針孔、渣孔每IOOOmm2分散性的麻點(diǎn)、針孔不能多于3處，且缺陷直徑不能大于0. 2mm,因此以上產(chǎn)品的生產(chǎn)目前主要壟斷在發(fā)達(dá)國家。針孔、渣孔是汽車鋁合金車輪常見的鑄造缺陷，以針孔為例，該缺陷的形成和鋁合金車輪的熔煉與鑄造過程密切相關(guān)。產(chǎn)品之所以存在針孔，一方面是因?yàn)殍T造過程中鋁液含有氣體與夾渣物，另一方面是由于鑄造過程冷卻速度慢、鑄造周期長造成的。降低鋁合金中的氣體及夾渣物的含量，預(yù)防鑄件內(nèi)部產(chǎn)生針孔，應(yīng)依次遵循“防”、“排”、“溶”三原貝1J。所謂“防”即嚴(yán)防水汽及各種含氣臟物混入鋁液中，保持鋁液最大程度的純凈，這和熔煉工序有關(guān)；所謂“排”為通過除渣、精煉，清除氧化夾雜和氣體；所謂“溶”即盡可能實(shí)現(xiàn)鑄造過程的快速凝固，提高冷卻速率、縮短鑄造周期，使鋁液中的原子氫固溶于鋁鑄件內(nèi)不以宏觀氣泡形式析出形成針孔。目前，行業(yè)內(nèi)“防”、“排”的工藝已經(jīng)基本成熟，對(duì)于“溶”的過程控制措施并不多，并且效果也并不明顯，一般采用在容易出現(xiàn)析出性針孔的位置加冷卻風(fēng)管或加大補(bǔ)償壓力的方法，但效果不顯著，生產(chǎn)過程重復(fù)性與再現(xiàn)性不好，對(duì)針孔的改善效果不佳，尤其是鑄件靠近冒口較厚的部位針孔更為突出，該缺陷在制造精車亮面、亮邊噴彩色油漆這種對(duì)外觀要求更高的鋁合金車輪時(shí)顯得特別明顯，常使產(chǎn)品在表面處理的過程中噴漆后起泡從而導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢，可見進(jìn)一步創(chuàng)新鑄造過程“溶”的技術(shù)，提高冷卻速率、縮短鑄造周期，實(shí)現(xiàn)快速凝固，使鋁液中的原子氫固溶于鋁鑄件內(nèi)不以宏觀氣泡形式析出形成針孔對(duì)鋁合金車輪尤其是精車亮面、亮邊噴彩色油漆這種鋁合金車輪有著重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，針對(duì)鋁合金車輪外觀要求越來越高、低壓鑄造過程鋁合金車輪在冒口周圍容易產(chǎn)生析出性針孔的問題，提供一種效果顯著的減少針孔缺陷方法，具體地說是一種減少低壓鑄造鋁合金車輪針孔的模具底模水冷裝置。實(shí)現(xiàn)以上目的技術(shù)方案是一種減少低壓鑄造鋁合金車輪針孔的模具底模水冷裝置，該水冷裝置的冷卻管的材料為內(nèi)徑6. 0 8. Omm的紫銅管，將銅管折成螺旋狀；依據(jù)車輪造型特點(diǎn)在產(chǎn)品冒口相對(duì)應(yīng)的底模周圍銑深度為10. 0 12. 0mm、寬度為8. 0 10. 0mm、螺旋“U”形槽，螺旋“U”形槽為3-4圈，將折成螺旋狀的銅管鑲嵌入槽內(nèi)；依據(jù)車輪鑄造過程順序凝固特征該水冷裝置進(jìn)水端在距離冒口遠(yuǎn)的一端，出水端在距離冒口近的一端；依據(jù)鑄造工藝設(shè)定該水冷延時(shí)時(shí)間60 120秒、開啟時(shí)間150 200秒，延時(shí)時(shí)間和開啟時(shí)間由低壓鑄造機(jī)控制系統(tǒng)控制；當(dāng)水冷裝置接通時(shí)，由于采用的紫銅管比鐵管導(dǎo)熱性更好、 采用螺旋狀銅管散熱更均勻、采用水冷比風(fēng)冷散熱更快，并且?guī)ё香~管的水冷裝置設(shè)置在特別容易產(chǎn)生析出形性針孔的冒口周圍區(qū)域，當(dāng)冷卻水從進(jìn)水端進(jìn)入銅管并從出水端流出時(shí)，通過水循環(huán)將底模部位即相對(duì)于車輪冒口周圍的熱量帶走。該裝置在鑄造過程中能增大凝固時(shí)的結(jié)晶過冷度、實(shí)現(xiàn)鑄件快速凝固、防止鋁液中殘留的部分原子氫以氣泡形式析出形成針孔。本發(fā)明從材料、結(jié)構(gòu)、工藝等多方面進(jìn)行了創(chuàng)新，使困擾行業(yè)多年的析出形性針孔問題取得重大進(jìn)展，使精車亮面、亮邊噴彩色油漆等一些外觀要求很高的產(chǎn)品表面針孔、渣孔每IOOOmm2分散性的麻點(diǎn)、針孔不多于3處，且缺陷直徑小于0. 2mm,達(dá)到發(fā)達(dá)國家出口標(biāo)準(zhǔn)，因此該裝置是一種制作簡(jiǎn)單、生產(chǎn)過程穩(wěn)定、效果明顯的減少低壓鑄造鋁合金車輪針孔的模具底模水冷裝置。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明底模剖視圖與俯視圖。具體的實(shí)施方式如圖1所示，一種減少低壓鑄造鋁合金車輪針孔的模具底模水冷裝置，包括頂模 1、邊模2、底模3、“U”形槽4、銅管5，在底模3上相當(dāng)于鋁合金車輪冒口位置銑3圈“U”形槽，其深度為11. 0mm、寬度為9. 0mm，將內(nèi)徑為6. 5mm的銅管放入已銑好的“U”形槽內(nèi)，冷卻銅管呈螺旋狀，該水冷卻裝置與低壓機(jī)控制系統(tǒng)相連接。依據(jù)該產(chǎn)品鑄造工藝設(shè)定該水冷卻管裝置延時(shí)時(shí)間為100秒、開啟時(shí)間為180秒。如圖2所示，當(dāng)冷卻裝置接通時(shí)，冷卻水從進(jìn)水端6進(jìn)入銅管從出水端7流出，通過水循環(huán)將底模冒口周圍的熱量帶走，從而增大該區(qū)域凝固時(shí)的結(jié)晶過冷度、實(shí)現(xiàn)鑄件快速凝固，使鋁液中殘留的部分原子氫不以氣泡形式析出形成針孔，從下表中可以看出該方法具有明顯的效果。使鑄造合格率達(dá)到95.0%以上，外觀合格率明顯提高。本發(fā)明和行業(yè)原有方法對(duì)比圖
權(quán)利要求
1.一種減少低壓鑄造鋁合金車輪針孔的模具底模水冷裝置，其特征是該裝置由頂模 (1)、邊模⑵、底模(3)、“u”形槽(4)、銅管(5)、進(jìn)水端(6)、出水端(7)組成，在底模(3) 上相當(dāng)于鋁合金車輪冒口位置銑“U”形槽，將銅管放入銑好的“U”形槽內(nèi)，冷卻銅管呈螺旋狀，水冷卻裝置與低壓機(jī)控制系統(tǒng)相連接，當(dāng)冷卻裝置接通時(shí)，冷卻水從進(jìn)水端(6)進(jìn)入銅管(5)并從出水端(7)流出，通過水循環(huán)將底模相對(duì)于車輪冒口周圍的熱量帶走，從而實(shí)現(xiàn)鑄件快速凝固，使鋁液中殘留的部分原子氫不以氣泡形式析出形成針孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減少低壓鑄造鋁合金車輪針孔的模具底模水冷裝置，其特征是螺旋“U”形槽深度為10.0 12. 0mm、寬度為8.0 10. 0mm、螺旋“U”形槽圈數(shù)為 3-4 圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減少低壓鑄造鋁合金車輪針孔的模具底模水冷裝置，其特征是冷卻銅管呈螺旋狀，可以起均衡散熱的作用。
全文摘要
一種減少低壓鑄造鋁合金車輪針孔的模具底模水冷裝置，該水冷裝置冷卻管材料為內(nèi)徑6.0～8.0mm的紫銅管，將銅管折成螺旋狀；依據(jù)車輪造型特點(diǎn)在產(chǎn)品冒口相對(duì)應(yīng)的底模周圍銑深度為10.0～12.0mm、寬度為8.0～10.0mm、數(shù)量為4-6個(gè)的螺旋“U”形槽，將折成螺旋狀的銅管鑲嵌入槽內(nèi)；依據(jù)車輪鑄造特點(diǎn)該水冷裝置進(jìn)水端在距離冒口遠(yuǎn)的一端，出水端在距離冒口近的一端；依據(jù)鑄造工藝設(shè)定水冷延時(shí)時(shí)間60～120秒、開啟時(shí)間150～200秒，延時(shí)時(shí)間和開啟時(shí)間由低壓鑄造機(jī)控制系統(tǒng)控制；當(dāng)水冷裝置接通時(shí)，冷卻水從進(jìn)水端進(jìn)入銅管從出水端流出，通過水循環(huán)將底模相對(duì)于車輪冒口周圍的熱量帶走，防止鋁液中殘留的部分原子氫以氣泡形式析出形成針孔。
文檔編號(hào)B22D18/04GK102463334SQ20111039908
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者孔祥建, 李光宇, 李萍, 管建國, 胡因行, 蔣小萍 申請(qǐng)人:江蘇凱特汽車部件有限公司