一种用于减少局部热裂缺陷的铝合金车轮铸造模具的制作方法

本实用新型涉及铸造领域，具体的说涉及一种能消除局部热裂缺陷的车轮模具结构。

背景技术：

在铝车轮铸造生产中，热裂是一种比较常见的铸造缺陷，如图1所示的窗口前端A区域即为热裂容易发生的部位。热裂产生的原因主要可以归结为两大类：①产品造型结构设计不合理，壁厚变差剧烈，存在应力集中点，导致凝固时铸件不能自由伸缩，当拉应力超过极限强度时就会出现裂纹；②工艺及模具设计不合理，在铸造过程中，模具局部热量聚集，导致铸件的温度过高，而凝固速度缓慢，在收缩时很容易被周围结构所阻碍；当铸件内部出现微裂纹时，往往因得不到及时的补缩而导致无法焊合，并逐渐扩展至铸件表面，最终形成氧化明显的热裂纹。裂纹的存在减小了铸件的有效截面积，削弱了材料强度，严重的影响了车轮的安全性能，是生产中必须要避免的问题。同时，使铸造工序的废品率大大提高，影响了企业的生产效益。在上述两点中，产品造型结构一般是很难去调整的。因此，如何优化工艺及模具设计，以消除局部高温区从而解决铸件热裂问题则成为了大多数车轮生产厂家的首要选择。

技术实现要素：

本实用新型的目的是解决现有技术中存在的不足，提出了一种改进的铸造铝车轮模具结构，通过加强模具局部区域的冷却，有助于热量的快速散失，消除了高温区，使铸件各部位的凝固速度变得更加均衡，收缩倾向大大降低，从而减少了热裂缺陷的发生，提高了铸件质量及综合成品率。

在本实用新型的一个方面，提供了一种用于减少局部热裂缺陷的铝合金车轮铸造模具，所述的模具包括顶模、边模和底模，所述的顶模设置在上方并且设置为完成车轮的背腔，底模设置在顶模的下方并且设置为完成车轮的正面轮盘造型，边模设置在顶模和底模的侧面，顶模、边模和底模共同围绕出铝合金车轮的铸造型腔；其特征在于，所述的顶模的背腔在对应于车轮的窗口造型的位置包括圆形阶梯孔，所述的圆形阶梯孔贯穿达到型腔面，在所述的圆形阶梯孔内包括排气塞；所述的底模的背腔在窗口的位置包括槽体，所述的槽体距离造型面的距离是15-20 mm，在所述的槽体的前端表面上涂有石墨涂料；所述的模具表面还包括冷却风管，所述的风管包括主风管和垂直支路风管。

在本实用新型优选的方面，所述的石墨涂料的厚度为0.5-1.0 mm。

在本实用新型优选的方面，所述的主风管为单管单进或者单管双进。

在本实用新型优选的方面，所述的垂直支路风管的侧壁上包括圆形出风孔。

在本实用新型优选的方面，所述的圆形出风孔的直径是2-3mm，间隔为5-10mm，并且轴向垂直于槽体前端表面。

在本实用新型优选的方面，所述的垂直支路风管的末端包括堵焊密封。

在本实用新型优选的方面，所述的圆形出风孔距离模具表面8-10 mm，并且圆形出风孔设置为吹响模具表面的石墨涂料。

在本实用新型优选的方面，在每个对应于车轮的窗口造型的位置包括1-3个圆形阶梯孔和排气塞。

本实用新型结构简单，其优点在于：在顶模的窗口前端布置排气塞，导出了该区域聚集的高温气体，减弱了对模具的加热作用；通过在底模挖槽，并涂刷导热涂料及布置冷却管路，增强了模具的散热能力，有助于实现模具的快速降温，消除了局部高温区，减少了热裂现象的发生，在降低了次品率的同时也进一步提升了企业的生产效益。

附图说明

以下，结合附图来详细说明本发明的实施方案，其中。

图1是铝车轮铸造中容易出现热裂部位的示意图。

图2是本发明中改进的铸造车轮模具结构示意图。

图中：1—顶模；2—边模；3—底模；31—槽体；4—排气塞； 5—冷却管路；51—主风管；52—支路；53—焊堵；54—出风孔；6—石墨涂料。

具体实施方式

实施例1：图2公开了本实用新型中一种改进的铸造铝车轮模具结构，包括顶模（1）、边模（2）、底模（3）、排气塞（4）、冷却管路（5）、石墨涂料（6）；其中：顶模、边模、底模三者共同构成了车轮铸件的型腔，确保着产品的顺利成形。

在顶模（1）的背腔加工圆形阶梯孔，位置对应于窗口造型的前端，并且贯穿至型腔面；在圆孔内安装排气塞（4），一般1-3个，视窗口大小而定；

在底模（3）的背腔，针对窗口的部位加工槽体（31），其前端距造型面壁厚15-20mm；在槽体（31）的前端表面上涂刷一层石墨涂料（6），厚度为0.5-1mm；

制作冷却风管（5），包括主风管（51）及垂直支路（52）两部分；主风管（51）可以设计为单管单进或者单管双进形式，后者更适合于尺寸偏大的轮型；在支路（52）上加工圆形出风孔（53），孔径取φ2-3mm，间隔5-10mm均布，小孔轴向垂直于槽体前端表面；每条支路的端部都需要堵焊密封（54），以避免冷却介质的流出。

工作时，将冷却管路（5）安装固定在底模背腔的槽体（31）内，风孔（53）距模具表面8-10mm，冷却介质直吹模具表面的石墨涂料（6），实现了模具的双重冷却降温，确保了窗口前端热量的快速导出。

本实用新型结构简单，其优点在于：在顶模的窗口前端布置排气塞，导出了该区域聚集的高温气体，减弱了对模具的加热作用；通过在底模挖槽，并涂刷导热涂料及布置冷却管路，增强了模具的散热能力，有助于实现模具的快速降温，消除了局部高温区，减少了热裂现象的发生，在降低了次品率的同时也进一步提升了企业的生产效益。