一種重力加壓鑄造鋁合金大巴輪轂的制作工藝的制作方法
【專利摘要】本發明是一種重力加壓鑄造鋁合金大巴輪轂的制作工藝，所述制作工藝包括如下步驟：（1）合模（2）澆鑄：將溫度為720℃±5℃的鋁液倒入到模具型腔內進行澆鑄；（3）封堵密封：澆鑄后迅速對澆鑄后的模具型腔進行密封，從澆鑄完成到對模具型腔進行密封的時間間隔小于10秒；（4）加壓充型一段：對封堵密封后的模具型腔通過通氣管加0.2Mpa的干燥壓縮空氣0~10S，使鋁液充滿模具型腔；（5）加壓補縮二段（6）加壓補縮三段（7）冷卻（8）開模取工件。本發明通過鋁液在中壓壓力下快速凝固結晶，提高鑄件機械性能，可低成本替代鍛造大巴輪，制作成本低廉，產品安全性能高且產品具有較高的市場競爭力、能廣泛的應用，從而提高企業的經濟效益。
【專利說明】
-種重力加壓鑄造鍋合金大己輪穀的制作工藝
技術領域
[0001] 本發明設及侶合金大己輪穀的制作工藝，尤其是一種通過重力加壓鑄造侶合金大 己輪穀的工藝。
【背景技術】
[0002] 按照侶合金輪穀的鑄造方式，大致可分為重力鑄造、低壓鑄造、鍛造等，重力鑄造 是指金屬液在地球重力作用下注入鑄型的工藝，也稱誘鑄，低壓鑄造是采用經干燥的壓縮 空（0. 02~0. 07Mpa/cm2)施加到金屬液面，通過侶液中的升液管在低壓下將金屬液注入型 腔，并在壓力下凝固成形，W獲得鑄件的方法，重力鑄造的方法不僅耗電量大，毛巧重量大， 工作不便，且單件烙煉成本高、抗拉強度、屈服強度W及延伸率均低，生產出來的輪穀產品 的綜合機械性能差，產品的安全性能差且沒有市場競爭力，并且目前國內生產大己輪是采 用6061鍛造和旋壓的生產工藝，生產過程復雜，設備投資大，成本居高不下，無法大范圍推 廣應用。

【發明內容】

[0003] 為了解決上述問題，本發明提供了一種采用重力加壓鑄造侶合金大己輪穀的制作 工藝，采用重力加壓鑄造技術，使鑄件的內部組織更加致密，從而提高鑄件的機械性能。
[0004] 為了達到上述目的，本發明是通過W下技術方案實現的： 本發明是一種重力加壓鑄造侶合金大己輪穀的制作工藝，所述制作工藝包括如下步 驟： (1) 合模：將輪穀的上模和下模進行合并進行模具型腔； (2) 誘鑄：將溫度為720°C ±5°C的侶液倒入到模具型腔內進行誘鑄； (3) 封堵密封：誘鑄后迅速對誘鑄后的模具型腔進行密封，從誘鑄完成到對模具型腔進 行密封的時間間隔小于10秒； (4) 加壓充型一段：對封堵密封后的模具型腔通過通氣管加0. 2Mpa的干燥壓縮空氣 0~10S，使侶液充滿模具型腔； (5) 加壓補縮二段：對加壓充型之后的模具型腔通過通氣管加0. 5Mpa的干燥壓縮空 氣10~20S對型腔中侶液凝固后產生的毛孔進行補縮； (6) 加壓補縮S段：對加壓充型之后的模具型腔通過通氣管加3Mpa的干燥壓縮空氣 20~120S對型腔中侶液凝固后產生的毛孔進行補縮； (7) 冷卻：完成上述操作步驟后對模具型腔進行冷卻； (8) 開模取工件：冷卻后打開輪穀的上模和下模取出加工好的侶合金大己輪穀。
[0005] 本發明的進一步改進在于：一種重力加壓鑄造侶合金大己輪穀的制作設備，所述 制作設備包括上模具、下模具，在上模具的上方設置有封堵油缸，在封堵油缸的一端設置有 封堵盤，在封堵盤上插入設置有將干燥壓縮空氣通入模具型腔的通氣管，在通氣管上設置 有顯示和控制充型、補縮壓力的壓力表。
[0006] 本發明的有益效果是：通過原重力鑄造原理和低壓鑄造的原理和優勢，重力鑄造 產品輪福強度優良，低壓鑄造輪輛強度優良，綜合兩者各自的優勢和特點，本發明設計開發 了重力加壓鑄造大己輪的全新型的大己輪生產工藝，所制造的產品性能優于原采用低壓鑄 造的工藝性能，機械性能和安全性僅次于鍛造工藝生產的大己輪，重力加壓鑄造是在金屬 溶液在地球的重力作用下，采用人工(機器人）倒入模具型腔后，采用液壓封堵迅速密封誘 口，并通過封堵的通氣管施加0. 1~3Mpa的干燥壓縮空氣，使侶液完成充型、補縮、凝固，因 為在凝固過程中施加了 3Mpa的壓力，使鑄件的內部組織更加致密，從而提高鑄件的機械性 能。
[0007] 本發明通過侶液在中壓壓力下快速凝固結晶，提高鑄件機械性能，可低成本替代 鍛造大己輪，制作成本低廉，產品安全性能高且產品具有較高的市場競爭力、能廣泛的應 用，從而提高企業的經濟效益。
【附圖說明】
[0008] 圖1是本發明制作設備的結構示意圖。
[0009] 圖2是本發明重力鑄造、低壓鑄造W及重力加壓鑄造毛巧對比圖。
[0010] 其中：1-上模具，2-下模具，3-封堵油缸，4-封堵盤，5-通氣管，6-壓力表。
【具體實施方式】
[0011] 為了加深對本發明的理解，下面將結合附圖和實施例對本發明做進一步詳細描 述，該實施例僅用于解釋本發明，并不對本發明的保護范圍構成限定。
[0012] 如圖1 -2所示，本發明是一種重力加壓鑄造侶合金大己輪穀的制作工藝，所述制 作工藝包括如下步驟： (1) 合模：將輪穀的上模和下模進行合并進行模具型腔； (2) 誘鑄：將溫度為720°C ±5°C的侶液倒入到模具型腔內進行誘鑄； (3) 封堵密封：誘鑄后迅速對誘鑄后的模具型腔進行密封，從誘鑄完成到對模具型腔進 行密封的時間間隔小于10秒； (4) 加壓充型一段：對封堵密封后的模具型腔通過通氣管加0. 2Mpa的干燥壓縮空氣 0~10S，使侶液充滿模具型腔； (5) 加壓補縮二段：對加壓充型之后的模具型腔通過通氣管加0. 5Mpa的干燥壓縮空 氣10~20S對型腔中侶液凝固后產生的收縮進行補縮，侶液在流入到模具型腔內由于溫度 的降低，侶液會由液態變成固態，在侶液凝結的過程中產生了縮松，會存在縫隙有損產品的 質量，因此，通過通氣管〇.5Mpa的干燥壓縮空氣10~20S對型腔中侶液凝固過程中產生的 縮松進行補縮； (6) 加壓補縮S段：對加壓充型之后的模具型腔通過通氣管加3Mpa的干燥壓縮空氣 20~120S對型腔中侶液凝固后產生的縮松進行補縮，對模具型腔內材料進行再次的加壓補 縮，使鑄件在壓力下完成結晶過程，使得鑄件的內部組織更加的致密，從而能提高鑄件的機 械性能； (7) 冷卻：完成上述操作步驟后對模具型腔進行冷卻，冷卻時水壓2KG，風壓5KG，時間 10-120S ； (8)開模取工件：冷卻后打開輪穀的上模和下模取出加工好的侶合金大己輪穀。
[0013] 所述制作設備包括上模具1、下模具2,在所述上模具1的上方設置有封堵油缸3， 在所述封堵油缸3的一端設置有封堵盤4,在所述封堵盤4上插入設置有將干燥壓縮空氣通 入模具型腔的通氣管5,在所述通氣管5上設置有顯示和控制充型、補縮壓力的壓力表6,本 發明的制作設備操作過程主要是首先將上模具和下模具進行合并形成型腔，然后在模具傾 向內倒入侶液后迅速通過封堵油缸向下壓封堵盤對型腔進行封堵密封，然后通過通氣管通 入一定壓力的干燥壓縮空氣對型腔進行加壓充型和補縮完整鑄件的制作。
[0014] 表1為重力鑄造、低壓鑄造W及重力加壓鑄造的各項指標對比
通過W上各項指標對比，按照年320天生產天數，相比低壓鑄造僅用額定電量年可節 約：=6528001('?1(按照0.8元/度，單臺機年可節約資金52.224萬元)，由此 可見重力加壓鑄造的設備造價低，能耗小，且操作簡單，優勢明顯。
[0015] 表2為鑄件成本對比表(糧據輪穀直徑15 " *輪輛帝度6 "連測對比）
根據W上結果對比，重力加壓鑄造的毛巧重量比普通重力鑄造減輕24%，對材料的烙煉 成本大大降低。按照重力現有100萬/年產能計算，每年可減少侶錠采購3800噸，比重力 鑄造可節約烙煉成本467. 92萬/年，減少冒口重烙燒損114噸/年(按噸侶3%燒損)，即節 約資金196. 42萬元/年。綜合W上累計，按照現有重力年產能100萬，重力加壓鑄造比現 有普通重力年可節約資金664. 34萬元。
[0016] 因為在后序的去冒口工序只需要去除中屯、誘口，也同時提高了生產效率，降低了 搬運強度。
[0017] 表3為重力鑄造、低壓鑄造W及重力加壓鑄造的機械性能對比表
W上分別=種鑄造方式的鑄件在輪福部位取樣進行的機械性能試驗結果對比，抗拉 強度相比重力提高了 6%，相比低壓提高了 18%;屈服強度相比重力提高了 3. 6%，相比低壓 提高了 8. 6% ;延伸率相比重力提高了 50%，相比低壓提高了 87% ;極大的提高了傳統鑄造方 式侶合金輪穀的綜合性能，對今后成品減重提供了很好的基礎，預計成品重量會相應減少 10%~20%，從而大大提高了產品安全性和市場競爭力。
[0018] 根據W上的對比，重力加壓鑄造無論是在設備造價、運行成本、鑄件材料利用率及 機械性能的對比，都具有絕對的優勢，采用重力加壓鑄造侶合金大己輪穀具備可實施性。
【主權項】
1. 一種重力加壓鑄造鋁合金大巴輪轂的制作工藝，其特征在于：所述制作工藝包括如 下步驟： (1) 合模：將輪轂的上模和下模進行合并進行模具型腔； (2) 澆鑄：將溫度為720°C ±5°C的鋁液倒入到模具型腔內進行澆鑄； (3) 封堵密封：澆鑄后迅速對澆鑄后的模具型腔進行密封，從澆鑄完成到對模具型腔進 行密封的時間間隔小于10秒； (4) 加壓充型一段：對封堵密封后的模具型腔通過通氣管加0. 2Mpa的干燥壓縮空氣 〇~l〇S，使鋁液充滿模具型腔； (5) 加壓補縮二段：對加壓充型之后的模具型腔通過通氣管加0. 5Mpa的干燥壓縮空 氣10~20S對型腔中鋁液凝固后產生的毛孔進行補縮； (6) 加壓補縮三段：對加壓充型之后的模具型腔通過通氣管加3Mpa的干燥壓縮空氣 20~120S對型腔中鋁液凝固后產生的毛孔進行補縮； (7) 冷卻：完成上述操作步驟后對模具型腔進行冷卻； (8) 開模取工件：冷卻后打開輪轂的上模和下模取出加工好的鋁合金大巴輪轂。2. 根據權利要求1所述一種重力加壓鑄造鋁合金大巴輪轂的制作設備，其特征在于： 所述制作設備包括上模具（1 )、下模具（2)，在所述上模具（1)的上方設置有封堵油缸（3)， 在所述封堵油缸（3)的一端設置有封堵盤（4)，在所述封堵盤（4)上插入設置有將干燥壓縮 空氣通入模具型腔的通氣管（5)，在所述通氣管（5)上設置有顯示和控制充型、補縮壓力的 壓力表（6)。
【文檔編號】B22D18/00GK106031946SQ201510110589
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2015年3月13日
【發明人】錢志軍, 劉康, 劉明, 王小丫
【申請人】諾德科技股份有限公司