一種鋁合金車輪低壓鑄造模具的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種鋁合金車輪低壓鑄造模具，所述的鋁合金車輪低壓鑄造模具由上模、邊模和下模所組成，所述的上模、邊模和下模設置為閉合后組成車輪鑄造的型腔，所述的下模在底部包括水冷鑲塊(2)，所述的水冷鑲塊(2)有3件，并且分別通過螺栓安裝在中心冒口、輪輻中部以及末端熱節位置；所述的水冷鑲塊(2)通過雙側螺栓連接的方式安裝到底模的底部。本發明的模具結構簡單，加強了模具的冷卻能力，可以使底模的溫度顯著降低，提高了車輪正面的成形質量；另外，底模可以獲得更加合理的溫度梯度分布，鑄件各部位凝固速率更加均衡，降低了車輪缺陷出現的概率，大幅度的提升了鑄件質量及成品率，實現了車輪的高精細化生產。
【專利說明】
一種鋁合金車輪低壓鑄造模具
技術領域
[0001]本發明涉及汽車零部件技術領域，具體地說涉及一種意在改善鋁合金車輪成形質量的低壓鑄造模具。
【背景技術】
[0002]鋁合金車輪作為汽車的主要外觀零部件之一，在車輛的時尚化、靚麗化、個性化方面發揮著舉足輕重的作用，因此各主機廠均對車輪的正面質量提出了極其嚴格的要求。目前，約80%的鋁合金車輪采用低壓鑄造生產工藝，其中絕大多數的制造廠家采用的是傳統風冷成形技術，大量生產經驗表明:現有技術的風冷冷卻能力較弱，冷卻影響范圍較窄，對一些輪輻相對比較寬厚的車輪而言，風冷介質在短時間內并不能帶走大量的熱量，因此造成鋁液凝固緩慢，工藝周期加長，生產效率低下；另外，風冷屬于點冷范疇，那么勢必會在模具上風管直吹的地方形成局部的低溫區，因此模具表層的溫度分布并不會十分的均勻，也無法形成能夠保證鋁液良好補縮的溫度梯度。在這種情況下，鑄件不同部位的冷卻速率會存在明顯差異，冷卻較快的地方，內部晶粒細小，組織致密，性能指標很高;相反在鋁液凝固緩慢的區域，則很容易出現鑄件白斑、偏析、拋光面針孔、表面熱縮等鑄造缺陷，這些都嚴重的影響著車輪的外觀質量。
[0003]綜合上述分析，在實際生產過程中，針對目前存在的各種車輪外觀缺陷，有必要從模具的角度進行優化與改進，使模具能夠形成良好的順序凝固溫度梯度，同時均衡鑄件各部位的凝固速率，解決車輪正面易出現的鑄件白斑、偏析、拋光面針孔、表面熱縮等鑄造缺陷，從而提高車輪的成品率，并逐步實現輪轂的精細化生產。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是提供一種改進了的低壓鑄造車輪底模的冷卻結構，該結構用水冷來取代原有的風冷形式，借助冷卻水強大的蓄熱能力，在短時間內快速吸走大部分的熱量，通過降低底模的溫度，可顯著提升車輪的正面質量以及生產效率;新的底模冷卻布置還可以獲得更加合理的溫度梯度，保證鋁液的良好補縮，均衡鑄件各部位的凝固速率，降低正面偏析、白斑、拋光面針孔等缺陷出現的概率，從而大幅提升鑄件質量及成品率。
[0005]在本發明的一個方面，公開了一種鋁合金車輪低壓鑄造模具，所述的鋁合金車輪低壓鑄造模具由上模、邊模和下模所組成，所述的上模、邊模和下模設置為閉合后組成車輪鑄造的型腔，其特征在于:所述的下模在底部包括水冷鑲塊(2)，所述的水冷鑲塊(2)有3件，并且分別通過螺栓安裝在中心冒口、輪輻中部以及末端熱節位置;所述的水冷鑲塊(2)通過雙側螺栓連接的方式安裝到底模的底部;所述的水冷鑲塊(2)是環狀水冷鑲塊，并且設置為使冷卻水環繞下模流動;所述的水冷鑲塊(2)包括至少2層蓋板，并且所述的蓋板與水流通道之間采取焊接方式進行密封;在輪轂窗口的對應位置，所述的水冷鑲塊(2)與底模之間加工出中圈鑲塊隔熱槽(9)和根部鑲塊隔熱槽(10)。
[0006]在本發明優選的方面，所述的水冷鑲塊(2)與底模之間的接觸面進行精密加工，使其良好接觸。
[0007]在本發明優選的方面，所述的水冷鑲塊(2)與底模之間的接觸面Ra〈0.8。
[0008]在本發明優選的方面，所述的水冷鑲塊(2)與底模之間的接觸面在輪轂窗口的對應位置包括淺槽，所述的淺槽設置為使得水冷鑲塊(2)與底模之間包括避空。
[0009]在本發明優選的方面，所述的中圈鑲塊隔熱槽(9)和根部鑲塊隔熱槽(10)的深度為0.8-1.5mm。
[0010]在本發明優選的方面，所述的中圈鑲塊隔熱槽(9)和根部鑲塊隔熱槽(10)的深度為Imm0
[0011]在本發明的其他方面，還提供了以下的技術方案:
[0012]本發明的技術方案是:對現有的鑄造車輪底模結構進行改進，取消風冷管道布置，加工3個環狀鑲塊，并通過螺栓分別安裝在中心冒口、輪輻中部以及末端熱節位置;采用雙側螺栓連接形式，以最大限度的確保模具與鑲塊能夠緊密接觸;冷卻鑲塊上加工環形水道，并使用至少2層蓋板進行焊接密封，減小冷熱交替對焊縫的不良影響，降低使用過程中漏水問題出現的風險;在冷卻正常開啟時，水介質在環形水道內循環流動，借助自身優良的蓄熱能力不斷帶走模具所吸收的熱量，使整個系統始終處在一個相對比較穩定、平衡的溫度分布狀態;底模及鑲塊的接觸面作為唯一的導熱面均需要精密加工，要求表面Ra〈0.8，以保證二者良好的導熱效果;為避免對模具不需要冷卻的窗口部位造成不良影響，在底模對應窗口位置的接觸面上加工至少Imm深的淺槽，以起到避空隔熱的作用，從而實現冷卻的精確性。通過上述改進即可有效解決現有技術方案中常出現的一些鑄造缺陷，顯著提升產品質量及成品率。
[0013]本發明結構簡單，通過對現有的底模模具冷卻結構進行改進，加強了模具的冷卻能力，可以使底模的溫度顯著降低，提高了車輪正面的成形質量；另外，底模可以獲得更加合理的溫度梯度分布，鑄件各部位凝固速率更加均衡，降低了車輪正面偏析、白斑、拋光面針孔以及表面熱縮等缺陷出現的概率，大幅度的提升了鑄件質量及成品率，實現了車輪的高精細化生產。
【附圖說明】
[0014]以下，結合附圖來詳細說明本發明的實施方案，其中:
[0015]圖1是現有技術中低壓鑄造車輪底模冷卻布置示意圖；
[0016]圖2是本發明中改進的低壓鑄造車輪底模冷卻結構示意圖；
[0017]圖3是本發明中水冷鑲塊與底模安裝局部放大示意圖；以及
[0018]圖4是本發明中隔熱槽分布示意圖。
[0019]圖中:I一底模;2 —水冷鑲塊;3 —內側螺栓;4 一焊接蓋板a; 5 一焊接蓋板b; 6 —外側螺栓;7 —水道;8-接觸面;9 一中圈鑲塊隔熱槽;1 —根部鑲塊隔熱槽。
【具體實施方式】
[0020]實施例1
[0021]下面結合本發明的各個附圖來說明本發明的技術方案。
[0022]圖1是現有技術中低壓鑄造車輪底模冷卻結構形式；
[0023]圖2、3、4公開了本發明改進了的低壓鑄造車輪底模冷卻結構，取消以往的風孔冷卻形式，在底模(I)的背腔內安裝3處冷卻鑲塊(2);冷卻鑲塊(2)與底模(I)靠內側螺栓(3)和外側螺栓(6)安裝連接，保證接觸的緊密度;鑲塊(2)上加工環形水道(7);為避免漏水現象發生，采用焊接蓋板a(4)和焊接蓋板b(5)進行雙層焊接密封，降低冷熱交替對焊縫的不利影響;鑲塊與底模的接觸面(8)表面精度要求達到Ra0.8以上，以保證良好的導熱效果;在不需要冷卻的窗口部位，底模接觸面上加工至少Imm深的避空槽:中圈鑲塊隔熱槽(9)和根部鑲塊隔熱槽(10)，以將水道與窗口部位進行隔離，實現更加精確的制冷。
[0024]在中信戴卡股份有限公司工程技術研究院的研發車間，使用以上的設備進行了生產試驗。按照以上的描述，改造了 3臺低壓鑄造機，分別標為TEST-O1、TEST-02、TEST-03。還選取了 2臺未經改造的低壓鑄造機作為對比。以此五臺低壓鑄造機對。試驗發現，改造之后的低壓鑄造及的車輪正面偏析、白斑、拋光面針孔以及表面熱縮等缺陷的出現概率與兩臺未經改造的低壓鑄造機相比，平均降低了72.50%。
[0025]通過上述改進，加強了模具的冷卻能力，可以使底模的溫度顯著降低，提高了車輪正面的成形質量;另外，底模可以獲得更加合理的溫度梯度分布，鑄件各部位凝固速率更加均衡，降低了車輪正面偏析、白斑、拋光面針孔以及表面熱縮等缺陷出現的概率，大幅度的提升了鑄件質量及成品率，實現了車輪的高精細化生產。
【主權項】
1.一種鋁合金車輪低壓鑄造模具，所述的鋁合金車輪低壓鑄造模具由上模、邊模和下模所組成，所述的上模、邊模和下模設置為閉合后組成車輪鑄造的型腔，其特征在于:所述的下模在底部包括水冷鑲塊(2)，所述的水冷鑲塊(2)有3件，并且分別通過螺栓安裝在中心冒口、輪輻中部以及末端熱節位置;所述的水冷鑲塊(2)通過雙側螺栓連接的方式安裝到底模的底部;所述的水冷鑲塊(2)是環狀水冷鑲塊，并且設置為使冷卻水環繞下模流動;所述的水冷鑲塊(2)包括至少2層蓋板，并且所述的蓋板與水流通道之間采取焊接方式進行密封;在輪轂窗口的對應位置，所述的水冷鑲塊(2)與底模之間加工出中圈鑲塊隔熱槽(9)和根部鑲塊隔熱槽(10)。2.根據權利要求1所述的鋁合金車輪低壓鑄造模具，其特征在于，所述的水冷鑲塊(2)與底模之間的接觸面進行精密加工，使其良好接觸。3.根據權利要求2所述的鋁合金車輪低壓鑄造模具，其特征在于，所述的水冷鑲塊(2)與底模之間的接觸面Ra〈0.8。4.根據權利要求1所述的鋁合金車輪低壓鑄造模具，其特征在于，所述的水冷鑲塊(2)與底模之間的接觸面在輪轂窗口的對應位置包括淺槽，所述的淺槽設置為使得水冷鑲塊(2)與底模之間包括避空。5.根據權利要求1所述的鋁合金車輪低壓鑄造模具，其特征在于，所述的中圈鑲塊隔熱槽(9)和根部鑲塊隔熱槽(10)的深度為0.8-1.5_。6.根據權利要求5所述的鋁合金車輪低壓鑄造模具，其特征在于，所述的中圈鑲塊隔熱槽(9)和根部鑲塊隔熱槽(10)的深度為1mm。
【文檔編號】B22D18/04GK106077575SQ201610414932
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年9月22日 公開號201610414932.X, CN 106077575 A, CN 106077575A, CN 201610414932, CN-A-106077575, CN106077575 A, CN106077575A, CN201610414932, CN201610414932.X
【發明人】王凱慶, 李鴻標, 汪煦, 王貴, 李昌海
【申請人】中信戴卡股份有限公司