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美国专利与发明:一种减少铝合金车轮铸造缺陷的模具

发明专利申请 商标申请 咨询电话 18210958705 QQ 2101183472 发布时间:2021-10-21 21:33:25

 
本发明旨在解决现有技术中的不足,并提出一种改进的低压铸造铝合金车轮模具,其结构包括顶模、侧模和底模。顶模设置在底模上方,用于成形车轮的后腔和内轮辋;底模设置在顶模下方,保证车轮的前部形状;侧模设置在顶模和底模的侧面,用于成形外轮缘。
 
在铝合金车轮的低压铸造生产中,缩孔和气孔是两种常见的铸造缺陷,造成高达80%的资源浪费。当填充高温熔融铝时,整个模具处于开放的气氛中。若空腔中的空气不能顺利排出,将聚集在铸件的远端边缘,并最终包裹在熔融铝中,在凝固过程中无法逸出,形成孔隙。
 
这些孔隙会降低产品有效横截面积从而降低轮辋安全性能。辐条与轮辋连接处的根部R角是铸造热节,前辐条作为补缩通道,凝固时需要足够的热量来维持通道的畅通,从而强力补缩热节。
 
同时,凝固速率低导致铸件内部晶粒粗大、组织疏松,破坏铸件的力学性能,使铸件无法满足要求。在实际生产中,为了杜绝上述缺陷,提高成品率,需要采取一定的措施进行优化和改进,解决铸件气孔、缩孔、晶粒粗大等问题,从而实现车轮的高品质生产。
 
本发明一种改进的低压铸造铝合金车轮模具结构包括顶模(1)、侧模(2)、底模(3)、隔热石棉(4)、薄铁板(5)和排气管(6)。车轮的前部形状分为两部分:辐条和车窗。
 
为了成形窗户,底模设计有凸台结构,其侧面与产品形状一致,顶部轮廓高于后腔加工线1~2 mm;顶模相应地加工有装配槽,其侧面在凸台的基础上扩大2~3 mm,装配槽的顶部与凸台间隔开0.2~0.5 mm的配合间隙。为了布置冷却管道,底模的背面被加工成空腔结构,该结构可以加工成回转体以减少制造时间并降低生产成本。空腔壁厚为20~25 mm,以确保模足够的吸热能力。凸台的背面加工有仿形槽,其侧壁厚度一般为15~20 mm,顶壁厚度为3~6 mm,以减少模具的吸热,保证使用强度;内连接面平滑过渡,倒角R为5~8 mm;仿形槽内填充有保温石棉,并与薄铁片焊接密封,形成封闭的保温腔,以减少模具内的热量损失。凸台的顶面加工出直径为3~5 mm的通小圆孔,并以4 mm的间隔均匀分布;最外面的小孔应与凸台边缘间隔5 mm以上,以防止高温熔融铝流入堵塞孔;排气管(6)焊接在小孔上,突出顶面的部分应平滑,以免影响模具的闭合,底部伸出铁片与大气相通,以保证空腔内空气的顺利排出。
 
在底模背腔与窗口凸台相对的位置加工仿形装配槽,削弱冷铁的吸热能力;槽内填充保温材料,进一步防止模具的热损失,延缓辐条的冷却,保证热节上的熔融铝顺利补充;并且凸台加工有小孔,焊接有排气管,有效连接型腔与外部环境,增加排气面积,为熔融铝填充凝固创造更清洁的模具环境。
 
 
 
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关键词: 专利