专利名称：铝合金轮毂的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种铝合金轮毂的制造方法。
背景技术：
目前，国内铝合金轮毂通常采用重力铸造或低压铸造的方法制造。
重力铸造是将呈熔化状的铝合金靠重力作用充填铸造型腔而获得铸件的铸造方法，其铸模可重复使用。重力铸造的优点是工艺简单、设备投资成本低。目前，一套重力铸造铝合金轮毂的设备的投资大约在10万元人民币。由于铝合金轮毂在冷却时会收缩，一般在重力铸造的模具中要留出大于工件重量15％的补缩余量区，该补缩余量区中的铝合金材料可补偿铝合金轮毂在冷却凝固时的收缩量。并在机加工时将该补缩余量区去除。其使得铝液利用率较低，表面处理工作量大。再者，为保证铝合金在铸模中成型，铸模型腔的壁厚较厚，使得精加工时表面处理工作量较大。同时，重力铸造的铝合金轮毂存在密度低、位于上、下部铝合金密度不一致的情况，使得轮毂内部容易产生气泡，轮毂的强度较低。
低压铸造是指在小于5kg/cm2的压力下浇注。低压铸造的设备中设有铸模和保温炉，其将压缩空气充入保温炉，使保温炉中的铝水通过升液管压入铸模中，进行铸造。低压铸造优点的铝合合金轮毂密度相对较高，抗变形和抗冲击力比较强；铸造时，铝合金轮毂在冷却时的收缩由升液管中的铝液进行补缩，其在精加工时表面处理工作量相对较小，铝液利用率较高。利于大批量生产轮毂。但其不足是低压铸造设备投资成本高，目前一台铝合金轮毂的低压铸造设备的投资大约在200万元人民币。由于保温炉和升液管等设备的耐压限制，使得低压铸造的铝合金轮毂密度和强度不能进一步提高。在工件铸造开模前，需放掉大量的冲行保压用的高温压缩空气，能源消耗大。低压铸造设备维护成本高。液压泵的功率大，能源消耗大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种设备成本低、铝液利用率高、轮毂强度理想的铝合金轮毂的制造方法。本发明是通过以下技术方案来实现的一种铝合金轮毂的制造方法，其特征在于该方法包括以下步骤将铝合金材料加温，使铝合金材料呈熔化状；将熔化状的铝合金材料从铸模的浇口处浇入铸模，铸模中设有补缩余量区，熔化状的铝合金材料在重力作用下充填铸模；熔化状的铝合金材料填满铸模后，补缩余量区留有熔化状铝合金材料，在补缩余量区外接压力，外接压力向铸模中熔化状的铝合金施压；冷却铸模及铸模中的铝合金使其形成轮毂粗坯；加工轮毂粗坯制成轮毂成品。
由于本发明将熔化状的铝合金材料浇入铸模过程采用重力铸造的方法，其与低压铸造相比设备投资成本和维护成本均可大大降低，在铸造过程中，能源消耗小。由于本发明中省去了与铸模相连接的保温炉，外接压力不受保温炉耐压限制，其可对铸模中熔化状的铝合金施加大于5kg/cm2的压力，以提高铝合金轮毂的密度，从而提高铝合金轮毂的强度。
由于本发明将熔化状的铝合金材料填满铸模后，通过补缩余量区外接压力，外接压力向铸模中熔化状的铝合金施加压力。其与重力铸造相比可使铝合合金轮毂的密度相对较高，抗变形和抗冲击力比较强；铝合金轮毂在冷却时的收缩由补缩余量区进行补偿，其在精加工时表面处理工作量相对较小，铝液利用率较高，利于大批量生产较高质量车轮。
在本发明中，所述的外接压力向铸模中熔化状的铝合金施压的方法包括在熔化状的铝合金全部浇入铸模后，将压缩空气管与补缩余量区对接，压缩空气对铸模中熔化状的铝合金施压。
由于铝合金在铸模中从熔化状态到凝固状态大约需用时6-8分种，通过压缩空气对铸模中的铝合金进行加压，只要将压缩空气管与补缩余量区对接便可实现，其加压操作十分方便。且可根据要求进行动态加压，防止未凝固的铝合金从铸模的缝隙中流出。
在本发明中，所述的外接压力向铸模中熔化状的铝合金施压的方法包括在熔化状的铝合金全部浇入铸模后，用活塞对补缩余量区中的铝合金施压。用活塞对铸模中熔化状的铝合金施压，同样可实现本发明的发明目的。
在本发明中，所述的在冷却铸模及铸模中的铝合金时，先冷却远离补缩余量区的铝合金材料，再冷却补缩余量区的铝合金材料。采用上述方法可实现铝合金轮毂在冷却时的收缩由补缩余量区进行补偿。
在本发明中，在冷却铸模及铸模中的铝合金时，采用水冷的方法进行冷却。当然，也可采用风冷或风冷与水冷相组合的方法冷却。上述冷却方法均可方便的控制冷却次序，保证轮毂的铸造质量。
在本发明中，所述的补缩余量区设于浇口处。将补缩余量区设于浇口处，可方便的实现外接压力与补缩余量区间的对接。
在本发明中，所述的补缩余量区设于冒口处。其同样可实现本发明的发明目的。
图1是本发明一种铝合金轮毂铸造方法的操作流程示意图。
图2是本发明一种铸造铝合金轮毂的铸模部的示意图。
图3是本发明制造铝合金轮毂的剖面示意图。
图4是本发明制造铝合金轮毂的示意图。
图5是本发明另一种铸造铝合是金轮毂的铸模部的示意图。
具体实施例方式如图1所示本实施例的铝合金轮毂的制造方法，包括以下步骤1、将铝合金材料加温，使铝合金材料呈熔化状；2、将熔化状的铝合金材料从铸模的浇口处浇入铸模，铸模中设有补缩余量区，熔化状的铝合金材料在重力作用下充填铸模；3、熔化状的铝合金材料填满铸模后，补缩余量区留有熔化状铝合金材料，在补缩余量区外接压力，外接压力向铸模中熔化状的铝合金施压；4、冷却铸模及铸模中的铝合金使其形成轮毂粗坯；5、加工轮毂粗坯制成轮毂成品。
结合图1、图2、图3、图4所示在本实施例中，铸模由上模6、下模7和左、右侧模8、9构成，熔化状的铝合金材料10从铸模的浇口11处浇入铸模中，铸模中设有补缩余量区12，补缩余量区12设于浇口11处。熔化状的铝合金材料10在重力作用下充填铸模。并补缩余量区12留有熔化状铝合金材料10。在浇铸完成后，用堵头16堵住浇口，堵头16与压缩空气管相连，给补缩余量区外接压力，外接压力是压缩空气，将压缩空气管13与浇口11对接，压缩空气便对铸模中熔化状的铝合金施压。
冷却铸模及铸模中的铝合金使其形成轮毂粗坯在冷却铸模及铸模中的铝合金10时，先用冷却管14冷却远离补缩余量区12的铝合金材料，再冷却补缩余量区12的铝合金材料。在冷却铸模及铸模中的铝合金时，采用水冷、风冷或水冷与风冷组合的方法进行冷却。最后加工轮毂粗坯便可制成轮毂成品15。
由于本发明将熔化状的铝合金材料浇入铸模过程采用重力铸造的方法，其设备投资成本和维护成本均可大大降低，在铸造过程中，能源消耗小。并可对铸模中熔化状的铝合金施加大于5kg/cm2的压力，以提高铝合金轮毂的密度，从而提高铝合金轮毂的强度。由于本发明将熔化状的铝合金材料填满铸模后，通过补缩余量区外接压力，外接压力向铸模中熔化状的铝合金施加压力。其可使铝合合金轮毂的密度相对较高，抗变形和抗冲击力比较强；铝合金轮毂在冷却时的收缩由补缩余量区进行补偿，其在精加工时表面处理工作量相对较小，铝液利用率较高，利于大批量生产较高质量车轮。
本实施例通过压缩空气对铸模中的铝合金进行加压，只要将压缩空气管与补缩余量区对接便可实现，其加压操作十分方便。
图5给出了本实用新型的另一实施例。在本实施例中，外接压力向铸模中熔化状的铝合金施压的方法包括在熔化状的铝合金10全部浇入铸模后，用活塞17对补缩余量区中的铝合金施压。其同样可实现本发明的发明目的。
在本发明中，铸模可采用如两实施例所示的中心浇口式，当然也可采用侧浇口式，浇口的数量可以是一个或多个。当然，本发明的补缩余量区12也可设于冒口处，冒口是指与铝合金轮毂粗坯相连，用于铸造时补缩工件余量，在机加工时去除的铝合金。
权利要求
1.一种铝合金轮毂的制造方法，其特征在于该方法包括以下步骤将铝合金材料加温，使铝合金材料呈熔化状；将熔化状的铝合金材料从铸模的浇口处浇入铸模，铸模中设有补缩余量区，熔化状的铝合金材料在重力作用下充填铸模；熔化状的铝合金材料填满铸模后，补缩余量区留有熔化状铝合金材料，在补缩余量区外接压力，外接压力向铸模中熔化状的铝合金施压；冷却铸模及铸模中的铝合金使其形成轮毂粗坯；加工轮毂粗坯制成轮毂成品。
2.根据权利要求1所述的铝合金轮毂的制造方法；其特征在于所述的外接压力向铸模中熔化状的铝合金施压的方法包括在熔化状的铝合金全部浇入铸模后，将压缩空气管与补缩余量区对接，压缩空气对铸模中熔化状的铝合金施压。
3.根据权利要求1所述的铝合金轮毂的制造方法；其特征在于所述的外接压力向铸模中熔化状的铝合金施压的方法包括在熔化状的铝合金全部浇入铸模后，用活塞对补缩余量区中的铝合金施压。
4.根据权利要求1所述的铝合金轮毂的制造方法；其特征在于所述的在冷却铸模及铸模中的铝合金时，先冷却远离补缩余量区的铝合金材料，再冷却补缩余量区的铝合金材料。
5.根据权利要求1所述的铝合金轮毂的制造方法；其特征在于所述的补缩余量区设于浇口处。
6.根据权利要求1所述的铝合金轮毂的制造方法；其特征在于所述的补缩余量区设于冒口处。
7.根据权利要求4所述的铝合金轮毂的制造方法；其特征在于在冷却铸模及铸模中的铝合金时，采用水冷的方法进行冷却。
8.根据权利要求4所述的铝合金轮毂的制造方法；其特征在于在冷却铸模及铸模中的铝合金时，采用风冷的方法进行冷却。
9.根据权利要求4所述的铝合金轮毂的制造方法；其特征在于在冷却铸模及铸模中的铝合金时，采用水冷和风冷相组合的方法进行冷却。
全文摘要
一种铝合金轮毂的制造方法，包括以下步骤使铝合金材料呈熔化状；将熔化状的铝合金材料从铸模的浇口处浇入铸模，铸模中设有补缩余量区，熔化状的铝合金材料在重力作用下充填铸模；熔化状的铝合金材料填满铸模后，补缩余量区留有熔化状铝合金材料，在补缩余量区外接压力，外接压力向铸模中熔化状的铝合金施压；冷却铸模及铸模中的铝合金使其形成轮毂粗坯。本铸造方法的设备投资成本和维护成本均可大大降低，能源消耗小。并可对铸模中熔化状的铝合金施加大于5kg/cm
文档编号B22D21/00GK1947893SQ20061014692
公开日2007年4月18日 申请日期2006年11月15日 优先权日2006年11月15日
发明者黄伟锋, 项振双 申请人:黄伟锋