专利名称：一种减少低压铸造铝合金车轮针孔的模具底模水冷装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及汽车铝合金车轮铸造领域，具体地说，涉及一种减少低压铸造铝合金车轮针孔的模具底模水冷装置。
背景技术：
近几年，随着欧美消费者对汽车铝合金车轮表面状态多样化、靓丽化的要求越来越高，国际市场对精车亮面、亮边喷彩色油漆等具有靓丽外观的铝合金车轮需求量越来越大，这对产品的制造工艺和技术提出了更高的要求。目前我国汽车铝合金车轮的生产量占全球市场份额的55% 60%，国内有近150家专业生产汽车铝合金车轮的公司，但是总体制造技术在国际上处中等水平，尤其铸造技术和发国家和明显的差距。对于精车亮面、亮边喷彩色油漆等国际市场的年宠，不仅有着更高的力学性能要求，而且有着更严格的外观要求，特别是产品表面一般针孔、渣孔每IOOOmm2分散性的麻点、针孔不能多于3处，且缺陷直径不能大于0. 2mm,因此以上产品的生产目前主要垄断在发达国家。针孔、渣孔是汽车铝合金车轮常见的铸造缺陷，以针孔为例，该缺陷的形成和铝合金车轮的熔炼与铸造过程密切相关。产品之所以存在针孔，一方面是因为铸造过程中铝液含有气体与夹渣物，另一方面是由于铸造过程冷却速度慢、铸造周期长造成的。降低铝合金中的气体及夹渣物的含量，预防铸件内部产生针孔，应依次遵循“防”、“排”、“溶”三原贝1J。所谓“防”即严防水汽及各种含气脏物混入铝液中，保持铝液最大程度的纯净，这和熔炼工序有关；所谓“排”为通过除渣、精炼，清除氧化夹杂和气体；所谓“溶”即尽可能实现铸造过程的快速凝固，提高冷却速率、缩短铸造周期，使铝液中的原子氢固溶于铝铸件内不以宏观气泡形式析出形成针孔。目前，行业内“防”、“排”的工艺已经基本成熟，对于“溶”的过程控制措施并不多，并且效果也并不明显，一般采用在容易出现析出性针孔的位置加冷却风管或加大补偿压力的方法，但效果不显著，生产过程重复性与再现性不好，对针孔的改善效果不佳，尤其是铸件靠近冒口较厚的部位针孔更为突出，该缺陷在制造精车亮面、亮边喷彩色油漆这种对外观要求更高的铝合金车轮时显得特别明显，常使产品在表面处理的过程中喷漆后起泡从而导致产品报废，可见进一步创新铸造过程“溶”的技术，提高冷却速率、缩短铸造周期，实现快速凝固，使铝液中的原子氢固溶于铝铸件内不以宏观气泡形式析出形成针孔对铝合金车轮尤其是精车亮面、亮边喷彩色油漆这种铝合金车轮有着重要的意义。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，针对铝合金车轮外观要求越来越高、低压铸造过程铝合金车轮在冒口周围容易产生析出性针孔的问题，提供一种效果显著的减少针孔缺陷方法，具体地说是一种减少低压铸造铝合金车轮针孔的模具底模水冷装置。实现以上目的技术方案是一种减少低压铸造铝合金车轮针孔的模具底模水冷装置，该水冷装置的冷却管的材料为内径6. 0 8. Omm的紫铜管，将铜管折成螺旋状；依据车轮造型特点在产品冒口相对应的底模周围铣深度为10. 0 12. 0mm、宽度为8. 0 10. 0mm、螺旋“U”形槽，螺旋“U”形槽为3-4圈，将折成螺旋状的铜管镶嵌入槽内；依据车轮铸造过程顺序凝固特征该水冷装置进水端在距离冒口远的一端，出水端在距离冒口近的一端；依据铸造工艺设定该水冷延时时间60 120秒、开启时间150 200秒，延时时间和开启时间由低压铸造机控制系统控制；当水冷装置接通时，由于采用的紫铜管比铁管导热性更好、 采用螺旋状铜管散热更均勻、采用水冷比风冷散热更快，并且带紫铜管的水冷装置设置在特别容易产生析出形性针孔的冒口周围区域，当冷却水从进水端进入铜管并从出水端流出时，通过水循环将底模部位即相对于车轮冒口周围的热量带走。该装置在铸造过程中能增大凝固时的结晶过冷度、实现铸件快速凝固、防止铝液中残留的部分原子氢以气泡形式析出形成针孔。本发明从材料、结构、工艺等多方面进行了创新，使困扰行业多年的析出形性针孔问题取得重大进展，使精车亮面、亮边喷彩色油漆等一些外观要求很高的产品表面针孔、渣孔每IOOOmm2分散性的麻点、针孔不多于3处，且缺陷直径小于0. 2mm,达到发达国家出口标准，因此该装置是一种制作简单、生产过程稳定、效果明显的减少低压铸造铝合金车轮针孔的模具底模水冷装置。
图1为本发明结构示意图。图2为本发明底模剖视图与俯视图。具体的实施方式如图1所示，一种减少低压铸造铝合金车轮针孔的模具底模水冷装置，包括顶模 1、边模2、底模3、“U”形槽4、铜管5，在底模3上相当于铝合金车轮冒口位置铣3圈“U”形槽，其深度为11. 0mm、宽度为9. 0mm，将内径为6. 5mm的铜管放入已铣好的“U”形槽内，冷却铜管呈螺旋状，该水冷却装置与低压机控制系统相连接。依据该产品铸造工艺设定该水冷却管装置延时时间为100秒、开启时间为180秒。如图2所示，当冷却装置接通时，冷却水从进水端6进入铜管从出水端7流出，通过水循环将底模冒口周围的热量带走，从而增大该区域凝固时的结晶过冷度、实现铸件快速凝固，使铝液中残留的部分原子氢不以气泡形式析出形成针孔，从下表中可以看出该方法具有明显的效果。使铸造合格率达到95.0%以上，外观合格率明显提高。本发明和行业原有方法对比图
权利要求
1.一种减少低压铸造铝合金车轮针孔的模具底模水冷装置，其特征是该装置由顶模 (1)、边模⑵、底模(3)、“u”形槽(4)、铜管(5)、进水端(6)、出水端(7)组成，在底模(3) 上相当于铝合金车轮冒口位置铣“U”形槽，将铜管放入铣好的“U”形槽内，冷却铜管呈螺旋状，水冷却装置与低压机控制系统相连接，当冷却装置接通时，冷却水从进水端(6)进入铜管(5)并从出水端(7)流出，通过水循环将底模相对于车轮冒口周围的热量带走，从而实现铸件快速凝固，使铝液中残留的部分原子氢不以气泡形式析出形成针孔。
2.根据权利要求1所述的一种减少低压铸造铝合金车轮针孔的模具底模水冷装置，其特征是螺旋“U”形槽深度为10.0 12. 0mm、宽度为8.0 10. 0mm、螺旋“U”形槽圈数为 3-4 圈。
3.根据权利要求1所述的一种减少低压铸造铝合金车轮针孔的模具底模水冷装置，其特征是冷却铜管呈螺旋状，可以起均衡散热的作用。
全文摘要
一种减少低压铸造铝合金车轮针孔的模具底模水冷装置，该水冷装置冷却管材料为内径6.0～8.0mm的紫铜管，将铜管折成螺旋状；依据车轮造型特点在产品冒口相对应的底模周围铣深度为10.0～12.0mm、宽度为8.0～10.0mm、数量为4-6个的螺旋“U”形槽，将折成螺旋状的铜管镶嵌入槽内；依据车轮铸造特点该水冷装置进水端在距离冒口远的一端，出水端在距离冒口近的一端；依据铸造工艺设定水冷延时时间60～120秒、开启时间150～200秒，延时时间和开启时间由低压铸造机控制系统控制；当水冷装置接通时，冷却水从进水端进入铜管从出水端流出，通过水循环将底模相对于车轮冒口周围的热量带走，防止铝液中残留的部分原子氢以气泡形式析出形成针孔。
文档编号B22D18/04GK102463334SQ20111039908
公开日2012年5月23日 申请日期2011年12月2日 优先权日2011年12月2日
发明者孔祥建, 李光宇, 李萍, 管建国, 胡因行, 蒋小萍 申请人:江苏凯特汽车部件有限公司