CN108856679A - 一种铝合金车毂的低压铸造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及了一种铝合金车毂的低压铸造方法，如下：铸造模具的温度控制在200～300℃，且上、下模的温度差控制在10℃。浇铸铝液温度控制在680±20℃。铸造模具采用自发热保温冒口，具体做法为：在冒口上设置有温控装置，保证其在进行成型过程中温度不低于280℃。如此一来，通过温控装置实时对冒口内腔进行实时温度监测，且进行热量补充使其冒口内铝液温度在铸造过程中始终高于一定值，使铝液凝固时间变长，延长补缩时间，且降低了铸件内缺陷的发生几率，大大提高了产品成品率。

Description

一种铝合金车毂的低压铸造方法
技术领域
本发明涉及铸造技术领域，特别涉及了一种铝合金车毂的低压铸造方法。
背景技术
车毂铸造成型必须保证良好的表面质量和较高的尺寸精度，但其结构复杂，壁厚差较大，且过程工艺参数难控，导致成品率不高，具体表现为：产品中极易出现气孔、夹渣、缩松等缺陷。上述缺陷往往难以察觉，大多在后期加工过程中才能发现，但是前期已经投入大量成本，造成大量的资源浪费。因而，亟待技术人员解决上述问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种铝合金车毂的低压铸造方法，以避免出现气孔、夹渣、缩松等缺陷，满足了客户技术要求，与此同时，大大提高了产品成品率。
为了解决上述技术问题，本发明涉及了一种铝合金车毂的低压铸造方法，如下：铸造模具的温度控制在200～300℃，且上、下模的温度差控制在10℃。浇铸铝液温度控制在680±20℃。铸造模具采用自发热保温冒口，具体做法为：在冒口上设置有温控装置，保证其在进行成型过程中温度不低于280℃。
通过采用上述技术方案，通过温控装置实时对冒口内腔进行实时温度监测，且进行热量补充使其冒口内铝液温度在铸造过程中始终高于一定值，使铝液凝固时间变长，延长补缩时间，且降低了铸件内缺陷的发生几率，大大提高了产品成品率。
作为本发明的进一步改进，低压铸造过程通过电气比例阀进行控制进行分级加压，其包括：升液、充型、增压、保压、卸压阶段，其中，升液阶段的加压时间控制在5～8s，压力均匀升高至0.16Mpa；充型阶段的加压时间控制在10～15s，压力均匀升高至0.2Mpa；增压阶段的加压时间控制在10～15s，压力均匀升高至0.28Mpa；充型阶段的保压时间控制在220～300s。
铝合金车毂在铸造过程中充型阶段，铝液自身的粘度随着温度的降低而升高，从而导致其中混杂的夹渣及气体等不易分离开来，进而导致缺陷产生，显著降低产品的力学性能，通过采用分级加压的方式，且相较于传统铸造工艺，更改了压力控制值，且相应调整了升压时间，有效地解决上述问题。
作为本发明的进一步改进，温控装置包括包围于冒口的电加热装置，镶嵌于冒口内的温度传感器以及对电加热装置实时进行功率调整的控制器。通过温度传感器将监测的温度数据实时传送至控制器，经过处理、分析后发送控制信号至电加热装置。
通过采用上述技术方案，实现了冒口腔内温度的自动检测及加热热量的自动供给，使得控制过程更加及时、准确，有效地提高了铝液凝固时间，降低了成品缺陷率。
作为本发明的进一步改进，温度传感器为无线温度传感器。
通过采用上述技术方案，减少了布线数量，能在一定程度上简化冒口自身的结构，降低铸造模具自身制造难度。
作为本发明的进一步改进，电加热装置包括电热丝，其包裹于冒口的外壁。
通过采用上述技术方案，提高了能源转化效率，加快了铝液的升温速度。
作为本发明的进一步改进，在铸造模具的边模上设置有保温层，以延缓车毂成型后的冷却速率。
通过采用上述技术方案，在一定程度上降低了铝液在型腔内的温降速度，更有利于杂质、气体等的析出，降低缺陷的发生，且有效地降低了成型应力。
作为本发明的进一步改进，在铸造模具的型腔表面涂覆有脱模剂层，其厚度小于0.05mm。
通过采用上述工艺方法，有利于在铸件与模具件形成隔离层和润滑膜，使得铸造完成后脱模更加顺利，保证其自身尺寸的稳定性，提高表面粗糙度，除此以外，还提高了铸造模具自身的使用寿命。
作为本发明的进一步改进，脱模剂为水基脱模剂，通过喷枪进行喷涂。
通过采用水基脱模剂进行施工，大大降低了施工难度，且过程控制更加简单。
作为本发明的进一步改进，喷枪的工作角度相对于模具型腔倾斜15～30°，且距离与喷涂表面100～150mm。喷枪的工作压力控制在0.5～0.6Mpa，其喷嘴流量控制在10～15cm3/s。水基脱模剂的质量分数不小于5％。
通过采用上述施工方法，更有利于保证脱模剂层自身的厚度以及厚度的均匀性，一致性。
作为本发明的进一步改进，在进行正式喷涂时，模具型腔温度控制在320～400℃。
通过采用上述施工方法，从而提高脱模剂层与铸造型腔的结合力，降低脱落现象的发生机率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明铸造模具中保温层结构示意图。
图2是本发明铸造模具中自加热保温冒口的结构示意图。
1-车毂；2-铸造模具；21-保温层；22-冒口；221-电加热丝；222-无线温度传感器。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明的内容做进一步的详细说明。本发明涉及了一种铝合金车毂的低压铸造方法，具体如下：铸造模具的温度控制在200～300℃，且上、下模的温度差控制在10℃。浇铸铝液温度控制在680±20℃。铸造模具采用自发热保温冒口，保证其在进行成型过程中温度不低于280℃。通过温控装置实时对冒口内腔进行实时温度监测，且进行热量补充使其冒口内铝液温度在铸造过程中始终高于一定值，使铝液凝固时间变长，延长补缩时间，且降低了铸件内缺陷的发生几率，大大提高了产品成品率。
为了降低了铝液在铸造模具型腔内的温降速度，更有利于杂质、气体等的析出，降低缺陷的发生，且有效地降低了成型应力，可以在铸造模具1的边模上包裹有耐高温保温层21，具体可选用石棉(如图1中所示)。
如图2中所示，自发热保温冒口具体做法可以为在冒口22上设置有温控装置(图中未示出)，其包括包围于冒口的电加热装置，具体采用电加热丝211，另外还可以通过在冒口22上开设螺旋形凹槽进行镶嵌。为了使得温度控制过程更加及时、准确，还在冒口22内镶嵌无线温度传感器222以及对电加热丝211实时进行功率调整的控制器(图中未示出)，实现了冒口22腔内温度的自动检测及加热热量的自动供给。具体控制过程如下：通过无线温度传感器222将监测的温度数据实时传送至控制器，经过处理、分析后发送控制信号至电加热丝211。通过上述方式设置，有效地减少了布线数量从而在一定程度上简化冒口22自身的结构，降低铸造模具自身制造难度。
铝合金车毂在铸造过程中充型阶段，铝液自身的粘度随着温度的降低而升高，从而导致其中混杂的夹渣及气体等不易分离开来，进而导致缺陷产生，显著降低产品的力学性能，为了解决这一技术问题，还可以对铸造成型过程中的压力控制进行优化，优选分级加压方式，其包括：升液、充型、增压、保压、卸压阶段，其中，升液阶段的加压时间控制在5～8s，压力均匀升高至0.16Mpa；充型阶段的加压时间控制在10～15s，压力均匀升高至0.2Mpa；增压阶段的加压时间控制在10～15s，压力均匀升高至0.28Mpa；充型阶段的保压时间控制在220～300s。
作为进一步优化，还可以在铸造模具的型腔表面涂覆有脱模剂层，其厚度小于0.05mm。脱模剂为水基脱模剂，通过喷枪进行喷涂。操作方式推荐如下：喷枪的工作角度相对于模具型腔倾斜15～30°，且距离与喷涂表面100～150mm。喷枪的工作压力控制在0.5～0.6Mpa，其喷嘴流量控制在10～15cm3/s。水基脱模剂的质量分数不小于5％。通过上述工艺方案，有利于在铸件与模具件形成隔离层和润滑膜，使得铸造完成后脱模更加顺利，保证其自身尺寸的稳定性，提高表面粗糙度，除此以外，还提高了铸造模具自身的使用寿命。另外，为了提高脱模剂层与铸造型腔的结合力，在进行正式喷涂时，模具型腔温度最好控制在320～400℃，以降低脱落现象的发生机率。
最后，在进行正式铸造工序前，还可以对铝液进行净化，具体方法如下：使用溶剂喷射机，以氩气为载体，通过喷头将净化剂(如氟硅酸钠)混入铝合金液中，且对喷头工作压力进行控制，使得铝液产生扰流，大大增强气体及净化剂与铝液充分接触，利于杂质及有害气体的析出，提高净化效果。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种铝合金车毂的低压铸造方法，其特征在于，铸造模具的温度控制在200～300℃，且上、下模的温度差控制在10℃；浇铸铝液温度控制在680±20℃；所述铸造模具采用自发热保温冒口，具体做法为：在所述冒口上设置有温控装置，保证其在进行成型过程中温度不低于280℃。
2.根据权利要求1所述的铝合金车毂的低压铸造方法，其特征在于，所述低压铸造过程通过电气比例阀进行控制进行分级加压，其包括：升液、充型、增压、保压、卸压阶段，其中，所述升液阶段的加压时间控制在5～8s，压力均匀升高至0.16Mpa；所述充型阶段的加压时间控制在10～15s，压力均匀升高至0.2Mpa；所述增压阶段的加压时间控制在10～15s，压力均匀升高至0.28Mpa；所述充型阶段的保压时间控制在220～300s。
3.根据权利要求1所述的铝合金车毂的低压铸造方法，其特征在于，所述温控装置包括包围于所述冒口的电加热装置，镶嵌于所述冒口内的温度传感器以及对所述电加热装置实时进行功率调整的控制器；通过所述温度传感器将监测的温度数据实时传送至所述控制器，经过处理、分析后发送控制信号至所述电加热装置。
4.根据权利要求3述的铝合金车毂的低压铸造方法，其特征在于，所述温度传感器为无线温度传感器。
5.根据权利要求3所述的铝合金车毂的低压铸造方法，其特征在于，所述电加热装置包括电热丝，其包裹于所述冒口的外壁。
6.根据权利要求1所述的铝合金车毂的低压铸造方法，其特征在于，在所述铸造模具的边模上设置有保温层，以延缓车毂成型后的冷却速率。
7.根据权利要求1所述的铝合金车毂的低压铸造方法，其特征在于，在铸造模具的型腔表面涂覆有脱模剂层，其厚度小于0.05mm。
8.根据权利要求7述的铝合金车毂的低压铸造方法，其特征在于，所述脱模剂为水基脱模剂，通过喷枪进行喷涂。
9.根据权利要求8述的铝合金车毂的低压铸造方法，其特征在于，所述喷枪的工作角度相对于所述模具型腔倾斜15～30°，且距离与喷涂表面100～150mm；所述喷枪的工作压力控制在0.5～0.6Mpa，其喷嘴流量控制在10～15cm3/s；所述水基脱模剂的质量分数不小于5％。
10.根据权利要求9的铝合金车毂的低压铸造方法，其特征在于，在进行正式喷涂时，所述模具型腔温度控制在320～400℃。
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