一種鋁合金輪轂的低壓鑄造雙澆口模具及鑄造方式定稿

1、1、 一種鋁合金輪轂低壓鑄造模具，包括上模、上模芯、左側(cè)模、右側(cè)模和下模，上模芯設(shè)在上模上，所述的上模、上模芯、左側(cè)模、右側(cè)模和下模組合后，形成鑄造輪轂的鑄造型腔。鑄造型腔包括輪轂的輪輞部成型型腔、輻條部成型型腔，下模、左側(cè)模和右側(cè)模上均設(shè)有一個澆口，澆口直接連通型腔，澆口處均設(shè)有澆口杯，澆口杯的上端與澆口連通，澆口杯的下端與插入到保溫爐中的升液管連通。2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓鑄造模具，其特征在于所述輻條部成型型腔為小口徑澆口。3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低壓鑄造模具，其特征在于所述左右側(cè)模處澆口在輪輞及造型面靠上的位置設(shè)置。4、 采用上述任一權(quán)利要求所述的鋁合金輪轂低壓鑄造模具的澆注

2、方法，其特征在于包括如下步驟：1） 升液階段：通過加壓將熔湯從保溫爐導(dǎo)入升液管頂部，壓力由0逐漸升至2，所需時間為10-20s，此階段熔湯尚未流入成型型腔。2） 充型階段：待鋁液平穩(wěn)流入鑄造型腔直至充滿型腔為止，壓力由2升至0.2-0.250 kgf/2，所需時間為8-15s；3） 補(bǔ)壓階段：在充型階段完成時繼續(xù)加大壓力，使得熔湯充分的充滿型腔。此時壓力由0.2-0.250 kgf2升至0.35-0.40 kgf/2，所需時間為20-25s；4） 保壓階段：保持壓力為 kgf/2一個相對穩(wěn)定的條件，使得產(chǎn)品在該條件下冷卻，充分凝固。5） 脫模階段：待產(chǎn)品充分成型凝固后泄壓，泄壓后自然冷卻80-

3、100s后，產(chǎn)品脫模。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的澆注方法，其特征在于步驟4)中的冷卻方式采用水冷或者風(fēng)冷。一種鋁合金輪轂低壓鑄造模具及其澆注方法技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及機(jī)械鑄造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋁合金輪轂低壓鑄造模具及其鑄造方式。背景技術(shù)現(xiàn)有的鋁合金車輪鑄造模具采用的方法為輪輞兩端部澆注方法，鋁液從輪輞部位向前輪緣部位和安裝面部位同時充型。冷卻時，從輪輞處向前輪緣及安裝面處同時冷卻。此澆鑄的冷卻方法為按輪輞部位，輻條部位，安裝面部位定向凝固，又因為輻條部位為鋁水通向輪輞部位的重要供給通道，所以為了確保鋁水能良好的流動只能對輻條部位進(jìn)行加厚，現(xiàn)有的輪轂輻條的厚度普遍在15-20mm，尤其是現(xiàn)有的17

4、寸輪轂，這無形中就加重了輪轂的重量，輪轂越重的話會使車的整體重量加重，從而油的損耗量會加大，車的速度會降慢，方向盤的靈敏度也會下降，因此需要采取重量較輕的鋁合金輪轂，隨著最近汽車行業(yè)對鋁合金輪轂輕量化的要求越來越強(qiáng)烈，采用現(xiàn)有的中心澆鑄方法已無法滿足客戶的要求。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種不僅能夠提高輪轂的性能，并且能夠滿足輪轂輕量化要求的鋁合金輪轂低壓鑄造模具及采用該模具的澆注方法。本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：一種鋁合金輪轂低壓鑄造模具，包括上模、上模芯、左側(cè)模、右側(cè)模和下模，上模芯設(shè)在上模上，所述的上模、上模芯、左側(cè)模、右側(cè)模和下模組合后，形成鑄造輪轂的鑄造型腔，鑄造型腔包括輪轂的輪輞處

5、型腔、輻條處型腔，下模上設(shè)有分流錐，左側(cè)模和右側(cè)模上均設(shè)有一個澆口，澆口直接連通輪輞處型腔，下模板上設(shè)有澆口杯，澆口杯的上端與澆口連通，澆口杯的下端與插入到保溫爐中的升液管連通。所述輻條處型腔的高度為。所述澆口內(nèi)腔自下而上逐漸增大，采用此種結(jié)構(gòu)使得鋁液進(jìn)入鑄造型腔時更加順暢。采用上述鋁合金輪轂低壓鑄造模具的澆注方法，包括如下步驟：1） 使鋁液在壓力作用下從保溫爐進(jìn)入升液管，直至到達(dá)升液管的頂部，但還未進(jìn)入鑄造型腔，此時的壓力由0逐漸升至2，升液階段的時間為10-20s；2） 鋁液平穩(wěn)進(jìn)入鑄造型腔直到充滿型腔，壓力由2升至0.2-0.250 kgf/2，時間為8-15s；3） 在鋁液充滿鑄造型腔

6、時繼續(xù)加大壓力，壓力由0.2-0.250 kgf2升至0.35-0.40 kgf/2，時間為20-25s；4） 保持壓力為0.35-0.40 kgf/2對型腔進(jìn)行冷卻，使輪轂成型凝固；5） 輪轂成型凝固后泄壓，泄壓后待模具自然冷卻80-100s后開模，即得到輪轂。步驟4)中的冷卻方式采用水冷或者風(fēng)冷。本發(fā)明將澆口設(shè)在側(cè)模上，澆口直接連通輪輞處型腔，澆口的大小及形狀可以隨便調(diào)節(jié)；鋁液從輪輞處型腔流入時，鋁液從輪輞部位向前輪緣部位和安裝面部位同時充型縮短了鋁液流過輻條部位的時間；冷卻時，從輪輞處向前輪緣及安裝面處同時冷卻縮短了冷卻時間；并且本發(fā)明的輻條厚度設(shè)計成比現(xiàn)有的輪轂的輻條薄，由于輻條厚度變

7、薄則輻條的凝固時間縮短；隨著鋁液凝固時間的縮短金相組織也變得更加細(xì)密，從而可以提高輪轂的機(jī)械性能。本發(fā)明能夠在滿足輪轂輕量化的同時，其機(jī)械性能也有了明顯的提高。附圖說明圖1為本發(fā)明鑄造模具的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中的A部放大圖；圖3為采用鑄造模具澆注得到的輪轂；圖4為圖3中輪輞和輻條部分的結(jié)構(gòu)圖；圖5a為圖4中F部分現(xiàn)有輪轂的金相組織圖；圖5b為圖4中F部分本發(fā)明制備得到的輪轂的金相組織圖；圖6a為圖4中G部分現(xiàn)有輪轂的金相組織圖；圖6b為圖4中G部分本發(fā)明制備得到的輪轂的金相組織圖；圖7a為圖4中H部分現(xiàn)有輪轂的金相組織圖；圖7b為圖4中H部分本發(fā)明制備得到的輪轂的金相組織圖；圖8a為圖4中

8、I部分現(xiàn)有輪轂的金相組織圖；圖8b為圖4中I部分本發(fā)明制備得到的輪轂的金相組織圖；圖9a為圖4中J部分現(xiàn)有輪轂的金相組織圖；圖9b為圖4中J部分本發(fā)明制備得到的輪轂的金相組織圖；圖10a為圖4中K部分現(xiàn)有輪轂的金相組織圖；圖10b為圖4中K部分本發(fā)明制備得到的輪轂的金相組織圖；圖11a為圖4中L部分現(xiàn)有輪轂的金相組織圖；圖11b為圖4中L部分本發(fā)明制備得到的輪轂的金相組織圖；圖12a為圖4中M部分現(xiàn)有輪轂的金相組織圖；圖12b為圖4中M部分本發(fā)明制備得到的輪轂的金相組織圖；圖13為圖3中輪輞和輻條部分的結(jié)構(gòu)圖。具體實施方式以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。參見圖1和圖2，本發(fā)明的鋁合金輪轂低壓鑄造

9、模具，上模板3通過立柱18與基臺連接板1相連，推料環(huán)4通過連接桿17與頂桿板2連接，上模14與上模板3連接，上模芯6與上模14連接，下模9與下模板10連接，左側(cè)模5a和右側(cè)模5b設(shè)在上模板3與下模板10之間，上模板3與下模板10之間設(shè)有立柱12，立柱12位于左側(cè)模5a的左邊，所述的上模14、上模芯6、左側(cè)模5a、右側(cè)模5b和下模9組合后，形成鑄造輪轂的鑄造型腔，鑄造型腔包括輪轂的輪輞B處型腔、輻條D處型腔。上模14與下模9形成的輻條D處的型腔的高度為。下模9的中心位置設(shè)有分流錐8，分流錐8采用現(xiàn)有的分流錐，其與下模9之間采用螺栓連接，冷卻時，通過往分流錐8中通入水或冷空氣對輪轂的安裝面E部分進(jìn)

10、行冷卻。左側(cè)模5a和右側(cè)模5b上分別設(shè)有澆口11 a和11，澆口11 a和11直接連通輪輞B處型腔，澆口內(nèi)腔11 a和11的形狀自下而上逐漸增大，下模板10的左右兩側(cè)分別設(shè)有澆口杯7a和澆口杯7b，澆口杯7a的上端與澆口11a連通，其下端與升液管15a連通；澆口杯7b的上端與澆口11連通，其下端與升液管15b連通；升液管15a和升液管15b均插入保溫爐16內(nèi)。采用本發(fā)明的鑄造模具進(jìn)行澆注時，鋁液在壓力的作用下從保溫爐16進(jìn)入升液管15a和15b，再進(jìn)入澆口杯7a和7b，經(jīng)澆口杯7a和7b進(jìn)入側(cè)模澆口11 a和11，從澆口11 a和11進(jìn)料，然后從輪輞B處型腔進(jìn)入鑄造型腔進(jìn)行充型，充型時從型腔的

11、左側(cè)方向上看，按B-C-D-E（即輪輞-輪輞與輻條的連接處-輻條處-安裝面）的順序進(jìn)行填充，充型后再經(jīng)過增壓，保壓，泄壓3個階段后，開模后得到輪轂。本發(fā)明的上述澆注方法中的工藝流程及參數(shù)如下：1） 使鋁液在壓力作用下從保溫爐進(jìn)入升液管，直至到達(dá)升液管的頂部，但還未進(jìn)入鑄造型腔，此時的壓力由0逐漸升至2，升液階段的時間為10-20s；2） 鋁液平穩(wěn)進(jìn)入鑄造型腔直到充滿型腔，壓力由2升至0.2-0.250 kgf/2，時間為8-15s；3） 在鋁液充滿鑄造型腔時繼續(xù)加大壓力，壓力由0.2-0.250 kgf2升至0.35-0.40 kgf/2，時間為20-25s；4） 保持壓力為0.35-0.40

12、 kgf/2對型腔進(jìn)行冷卻，使輪轂成型凝固；5） 輪轂成型凝固后泄壓，泄壓后待模具自然冷卻80-100s后開模，即得到輪轂。開模時，液壓缸將基臺連接板1向上抬起時將上模14（輪轂與上模一起抬起）與推料環(huán)4抬起，到一定高度以后，將頂桿板2向下壓，通過連接桿17將推料,4向下壓從而將輪轂從上模14上脫下。以下結(jié)合實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明，以下實施例1和對比例1澆注的均是17寸輪轂。實施例1鋁液成分采用本發(fā)明的鑄造模具，輻條處型腔的高度為，其澆注時的工藝流程及參數(shù)如下：1） 使鋁液在壓力作用下從保溫爐進(jìn)入升液管，直至到達(dá)升液管的頂部，但還未進(jìn)入鑄造型腔，此時的壓力由0逐漸升至2，升液階段的時間為10-

13、20s；2） 鋁液平穩(wěn)進(jìn)入鑄造型腔直到充滿型腔，壓力由2升至0.2-0.250 kgf/2，時間為8-15s；3） 在鋁液充滿鑄造型腔時繼續(xù)加大壓力，壓力由0.2-0.250 kgf2升至0.35-0.40 kgf/2，時間為20-25s；4）保持壓力為0.35-0.40 kgf/2對型腔進(jìn)行冷卻，使輪轂成型凝固；5）輪轂成型凝固后泄壓，泄壓后待模具自然冷卻80-100s后開模，即得到輪轂。對比例1鋁液成分對比例1中所采用的鑄造模具與本發(fā)明的鑄造模具的區(qū)別點在于，對比例1中的鑄造模具的澆口只有一個，設(shè)在下模的分流錐位置，且上模與下模形成的輻條處的型腔的高度為15mm；采用該模具進(jìn)行澆注的方法即

14、為現(xiàn)有技術(shù)中所稱的中心澆注方法。采用中心澆注方法澆注時的工藝流程及參數(shù)如下：1）使鋁液在壓力作用下從保溫爐進(jìn)入升液管，直至到達(dá)升液管的頂部，但還未進(jìn)入模具型腔，此時的壓力由0逐漸升至0.kgf/2，升液階段的時間為20-30s；2）鋁液平穩(wěn)進(jìn)入模具型腔直到充滿型腔，壓力由82升至0.35-0.45kgf/2，保持壓力為0.35-0.45kgf/220-25s；3）在鋁液充滿模具型腔時繼續(xù)加大壓力，壓力由0.35-0.45 kgf2升至0.85-0.9 kgf/2，時間為50-65s；4）在在保持最高壓力0.85-0.90 kgf/2下使輪轂成型凝固5）輪轂形成后泄壓，泄壓后待模具自然冷卻100

15、-120s后開模，得到輪轂。實施例1與對比例1制備得到的輪轂形狀的區(qū)別僅在于輻條的厚度。表1為圖4中輪輞與輻條各個部分的布氏硬度試驗數(shù)據(jù)（添加各部分的位置關(guān)系，（采用哪種型號的硬度計測量布氏硬度）表1對比例1實施例1布氏硬度（N/mm2）布氏硬度（N/mm2）F78.71 86.68 G76.48 85.06 H80.75 78.71 I77.31 79.29 J76.75 82.87 K73.55 82.87 L77.86 84.43 M71.53 81.65 圖5至圖12為圖4中輪輞與輻條中的F、G、H、I、J、K、L、M部位的金相組織圖，放大倍數(shù)：200x。從圖5至圖12可以看出，實施例

16、1中輪轂各部分的金相組織比對比例1中的金相組織顯得更加細(xì)密。表2為圖13中內(nèi)法蘭部分N、輻條部分P、外凸緣部分O的性能數(shù)據(jù)。表2方法性能輪轂部位對比例1實施例1抗拉強(qiáng)度(N/mm2) 屈服強(qiáng)度(N/mm2) 延伸率抗拉強(qiáng)度(N/mm2) 屈服強(qiáng)度(N/mm2) 延伸率外凸緣175.12 249.36 8.14 198.68 274.42 10.15 內(nèi)法蘭196.47 262.73 6.37 220.92 292.66 8.41 輻條183.03 195.45 211.60 262.14 4.15 從表2可以看出，輪轂中的內(nèi)法蘭、輻條、外凸緣部位的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度以及延伸率均得到了明顯的提高。對比例1實施例113°沖擊試驗730kg1035k