一種車輪或車輪中心盤的鑄造方法
【專利摘要】本發明涉及一種車輪或車輪中心盤的鑄造方法，利用低壓鑄造方法實現液態金屬自下而上平穩充填鑄件的模具型腔，在充填完畢后，對輪芯中心加工孔部進行自上而下的局部擠壓成形，實現凝固過程的強制補縮。本發明在現有低壓鑄造基礎上，通過對輪芯中心加工孔部進行自上而下的局部擠壓成形，實現凝固過程的強制補縮，從而提高了車輪或車輪中心盤的致密性和力學性能、生產效率和材料利用率，減少車輪中心孔的機加工量，易于在實際生產中推廣應用。本發明適用于車輛中的鋁、鎂合金車輪或車輪中心盤充型、凝固與成形。
【專利說明】一種車輪或車輪中心盤的鑄造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及汽車零部件的加工方法，特別是一種車輪或車輪中心盤的鑄造方法。【背景技術】
[0002]低壓鑄造是液態金屬在壓力作用下由下而上地充填鑄件型腔，以形成鑄件的一種方法。其使用的壓力較低，一般為0.02、.09MPa，其優點是:自下而上反重力充填模具型腔，充型速度平穩可控，可有效控制卷氣和夾渣；鑄件在壓力下凝固，輔以合理的冷卻系統，有利于補縮，可減少鑄件內部的缺陷；成品率高，有利于形成輪廓清晰、表面光潔好的鑄件；設備和模具成本低。
[0003]由于上述優點，低壓鑄造方法成為了車輛車輪或車輪中心盤的主要成形方法。車輪主要有輪芯、輻條和輪輞三部分組成，其低壓鑄造方法主要是依次填充上述的三部分，而其后需要實現輪輞、輻條和輪芯的先后順序凝固與補縮；車輪中心盤則有輪芯和輻條組成，低壓鑄造時依次充型，其后凝固過程需要實現輻條和輪芯的順序凝固與補縮。鑒于車輪和車輪中心盤的結構特點，低壓鑄造方法主要缺點是:整個流道較長，須進行順序凝固，導致生產周期較長；輪芯作為液態金屬補縮來源，必須保證其最后凝固，其鑄造工藝壁厚大；輻條作為補縮通道，通常需要設計時增加其厚度或制造時增加其工藝厚度，致使輪芯和輻條凝固速度低、晶粒粗大、力學性能降低；且凝固后期補縮能力下降，輪輻易產生縮松，輻條和輪輞交接的熱節部位易出現收縮孔洞。

【發明內容】

[0004]為了克服上述技術問題，本發明的目的在于提供一種有效提高產品性能、降低輻條壁厚和縮短生產周期的車輪或車輪中心盤的鑄造方法。
[0005]本發明所采用的技術方案是:
一種車輪或車輪中心盤的鑄造方法，利用低壓鑄造方法實現液態金屬自下而上平穩充填鑄件的模具型腔，在充填完畢后，對輪芯中心加工孔部進行自上而下的局部擠壓成形，實現凝固過程的強制補縮。
[0006]首先，上述的方法充分利用了低壓鑄造平穩充填模具型腔、控制卷氣和夾渣的特點，同時，凝固過程局部擠壓成形實現了壓力下金屬的結晶與凝固，完成了強制補縮，所得到的鑄件具有組織細化、力學性能優良的優點。
[0007]其次，低壓鑄造成形車輪為了保證液態金屬自輪芯向輻條、輻條與輪輞連接處補縮，有時不得不加厚輻條，保證凝固過程補縮通道的存在，但生產中上述部位仍常出現收縮孔洞。而在輪芯實施局部擠壓，對上述兩部位實現了強制補縮，提高了鑄件的致密性和質量，且在強制補縮的條件下，可對輻條進行適當減薄，實現了鑄件的輕量化。
[0008]再次，傳統的低壓鑄造技術為了在車輪或車輪中心盤鑄件上實現補縮功能，需要增加輪芯工藝厚度。本發明通過對輪芯加工孔部進行局部擠壓，利用該部位的液態金屬強制補縮輻條、輻條與輪輞連接處，可以降低輪芯的凝固時間，提高生產效率，而且提高材料的利用率，減少輪芯中心孔的機加工量。
[0009]最后，本發明在低壓鑄造基礎上，僅增加輪芯部位的局部擠壓，即可實現液體金屬在輪芯向輻條、輻條與輪輞連接處的強制流動與補縮，在保證生產質量的前提下，大大減低了生產的成本。
[0010]作為上述技術方案的進一步改進，在上模中心位置設置一可相對上模作上下運動的擠壓桿，利用擠壓桿進入輪芯中心加工孔部的向下運動實現局部擠壓成型。通過外力作用擠壓桿后使得擠壓桿對液態金屬局部擠壓，可以有效的增大對液體金屬的擠壓力，以達到更強的補縮效果。
[0011]作為上述技術方案的進一步改進，在局部擠壓成形過程中，利用伺服壓力系統控制擠壓桿的速度和位移，從而實現凝固補縮的定量控制。擠壓桿與伺服壓力系統的輸出端連接，利用了伺服壓力系統所具備的輸出速度穩定準確、輸出位移精確的特點，使得凝固補縮得到較為理想的控制效果，進一步提高了鑄件的致密性和質量。
[0012]作為上述技術方案的進一步改進，局部擠壓成形中擠壓桿位移速度的范圍為
0.0005、.0lm/s，可滿足不同形狀和壁厚輻條、輪輞凝固補縮的要求。
[0013]作為上述技術方案的進一步改進，局部擠壓成形中擠壓比壓的范圍為l(Tl00MPa，避免比壓過小，無法實現強制補縮；同時避免比壓過大，導致鑄件變形和模具受力太大。
[0014]作為上述技術方案的進一步改進，所述擠壓桿位于內澆口的正上方且擠壓桿的直徑大于內澆口的直徑，在擠壓桿局部擠壓下行中，避免擠壓力完全作用于內澆口部分，保證內燒口不與鑄件分尚、堵塞升液通道。
[0015]作為上述技術方案的進一步改進，液態金屬充填模具型腔后，對內澆口強制冷卻使內澆口處的液態金屬凝固，切斷了液態金屬的回流通道，再進行局部擠壓成型。
[0016]本發明的有益效果是:本發明在現有低壓鑄造基礎上，通過對輪芯中心加工孔部進行自上而下的局部擠壓成形，實現凝固過程的強制補縮，從而提高了車輪或車輪中心盤的致密性和力學性能、生產效率和材料利用率，減少車輪中心孔的機加工量，易于在實際生產中推廣應用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]下面結合附圖和實施方式對本發明進一步說明。
[0018]圖1是本發明局部擠壓成形前模具型腔示意圖；
圖2是本發明局部擠壓成形后模具型腔示意圖。
【具體實施方式】
[0019]實施例中采用YZ02型立式鑄造機，伺服壓力系統使用伺服壓力機，其型號為EXLAR-FT80。實現本發明方法的擠壓鑄造的裝置結構如圖1和圖2所示。上模2、側模5和底模6圍成模具型腔1，上模2和側模5均為動模，底模6為定模。內澆口 4位于底模6中部，液體金屬從內澆口 4由下至上的進入模具型腔I。上模2的中心位置安裝有擠壓桿3，該擠壓桿3可相對于上模2做上下運動并能向下伸出上模2進入模具型腔1，從而對輪芯中心加工孔部進行局部擠壓。擠壓桿3上端連接伺服壓力機的輸出端，由伺服壓力機控制。
[0020]第一實施例 工藝流程包括如下步驟和工藝條件:
1)預熱模具；
2)閉合模具，對模具施加鎖模力，形成如圖1所示；
3)使液態金屬通過內澆口4由下至上填充整個模具型腔I ;
4)對內澆口4部位進行強冷，使內澆口 4凝固封死回流通道；
5)在鑄件冷卻至固液半固態時，啟動伺服壓力機，帶動擠壓桿3進行局部擠壓過程，擠壓速度為0.0005m/s，擠壓比壓為lOMPa，形成如圖2所示；
6)保壓至鑄件凝固后，伺服壓力機帶動擠壓沖頭上行；
7)解除鎖模力，打開模具；
8)打落鑄件；
9)從第二步開始重復上述步驟，進行下一個工作循環。
[0021]第二實施例
工藝流程包括如下步驟和工藝條件:
1)預熱模具；
2)閉合模具，對模具施加鎖模力，形成如圖1所示；
3)使液態金屬通過內澆口4由下至上填充整個模具型腔I ;
4)對內澆口4部位進行強冷，使內澆口 4凝固封死回流通道；
5)在鑄件冷卻至固液半固態時，啟動伺服壓力機，帶動擠壓桿3進行局部擠壓過程，擠壓速度為0.005m/s，擠壓比壓為40MPa，形成如圖2所示；
6)保壓至鑄件凝固后，伺服壓力機帶動擠壓沖頭上行；
7)解除鎖模力，打開模具；
8)打落鑄件；
9)從第二步開始重復上述步驟，進行下一個工作循環。
[0022]第三實施例
工藝流程包括如下步驟和工藝條件:
1)預熱模具；
2)閉合模具，對模具施加鎖模力，形成如圖1所示；
3)使液態金屬通過內澆口4由下至上填充整個模具型腔I ;
4)對內澆口4部位進行強冷，使內澆口 4凝固封死回流通道；
5)在鑄件冷卻至固液半固態時，啟動伺服壓力機，帶動擠壓桿3進行局部擠壓過程，擠壓速度為0.0lm/s，擠壓比壓為lOOMPa，形成如圖2所示；
6)保壓至鑄件凝固后，伺服壓力機帶動擠壓沖頭上行；
7)解除鎖模力，打開模具；
8)打落鑄件；
9)從第二步開始重復上述步驟，進行下一個工作循環。
[0023]以上所述只是本發明優選的實施方式，其并不構成對本發明保護范圍的限制。
【權利要求】
1.一種車輪或車輪中心盤的鑄造方法，其特征在于:利用低壓鑄造方法實現液態金屬自下而上平穩充填鑄件的模具型腔，在充填完畢后，對輪芯中心加工孔部進行自上而下的局部擠壓成形，實現凝固過程的強制補縮。
2.根據權利要求1所述的車輪或車輪中心盤的鑄造方法，其特征在于:在上模中心位置設置一可相對上模作上下運動的擠壓桿，利用擠壓桿進入輪芯中心加工孔部的向下運動實現局部擠壓成型。
3.根據權利要求2所述的車輪或車輪中心盤的鑄造方法，其特征在于:在局部擠壓成形過程中，利用伺服壓力系統控制擠壓桿的速度和位移，從而實現凝固補縮的定量控制。
4.根據權利要求2或3所述的車輪或車輪中心盤的鑄造方法，其特征在于:局部擠壓成形中擠壓桿位移速度的范圍為0.0005、.01m/s。
5.根據權利要求2或3所述的車輪或車輪中心盤的鑄造方法，其特征在于:局部擠壓成形中擠壓比壓的范圍為l(Tl00MPa。
6.根據權利要求2或3所述的車輪或車輪中心盤的鑄造方法，其特征在于:所述擠壓桿位于內燒口的正上方且擠壓桿的直徑大于內燒口的直徑。
7.根據權利要求1所述的車輪或車輪中心盤的鑄造方法，其特征在于:液態金屬充填模具型腔后，對內澆口強制冷卻使內澆口處的液態金屬凝固，再進行局部擠壓成型。
【文檔編號】B22D18/04GK103464724SQ201310369926
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年8月22日 優先權日:2013年8月22日
【發明者】莊文, 趙海東, 李元元, 王留柱 申請人:廣州馭風旭鋁鑄件有限公司, 華南理工大學