一種改進的低壓鑄造車輪模具的製作方法
2023-11-09 04:41:02 1
本實用新型涉及鑄造領域，具體的說涉及一種鋁車輪低壓鑄造模具。
背景技術：
低壓鑄造技術是國內外鋁車輪生產廠家的首要選擇。底模、頂模、邊模共同構成了模具的型腔，高溫鋁液在外界壓力的驅動下，由底部中心澆口進入模具型腔，在模具和外界冷卻的共同作用下完成凝固成形，獲得尺寸、性能合格的鑄件。車輪的造型法蘭中心厚大，輪輞壁厚較薄，而輪輻在中間作為二者的連接部分。然而這種特有的造型使得輪輻與輪輞交接處往往十分厚大，形成了典型的鑄造熱節，這顯然是不利於實現車輪鑄件順序凝固成形的要求。實踐表明，輪輻與輪輞交接區域很容易出現縮松、縮孔、性能低下等等鑄造問題，造成的廢品輪也佔較大的比例，嚴重製約著成品率。在現有技術中，熱節處的冷卻一般是通過布置一定數量的風道來實現的，但是由於熱量過於集中，而空氣的換熱能力較低，該區域的熱量根本無法快速而有效的散出，造成鋁液凝固速度緩慢，會因補縮不足而出現縮松、縮孔等成形缺陷；另外，凝固時的鋁液過冷度也會相應的較低，造成鑄件內部晶粒粗大，組織不緻密，力學性能低下，這些都嚴重的影響著車輪的成形品質，制約著企業的發展。
因此，針對當前存在的問題，需要進行一定的改進，通過優化熱節區域的冷卻設計，實現鋁液的快速冷卻，從而有效解決熱節易出現縮松、縮孔、性能低下等問題，以保證車輪的優良品質，並滿足客戶的送樣要求。
技術實現要素：
本實用新型的目的是提供一種改進了的鋁車輪低壓鑄造模具，可以實現熱節區域的快速冷卻，建立起利於車輪實現順序凝固的溫度場，從而有效解決生產中易出現的縮松、縮孔等問題。
本實用新型的技術方案是：一種改進的低壓鑄造車輪模具，包括頂模、底模、邊模、導熱墊片、環形水管、蓋板、保溫石棉。
在底模背腔根部對應熱節處設置柱狀凸臺，個數與輪輻數量一致，其作為熱節位置點冷的冷卻源；在凸臺上設置U型通槽，並在槽內放置導熱墊片，導熱墊片選擇紫銅、石墨材質，厚度1-3mm；將製作好的環形水管放置在槽內的墊片上，水管下部要高出柱狀凸臺的端面，以保證蓋板可以將其緊緊的固定在槽內，並實現水管與導熱墊片的良好貼合；蓋板與底模凸臺點焊連接；環形水管內徑為8-12mm，並焊接有進、出水管接頭，呈180°對稱布置，可保證冷卻時的均勻性；水管材料選用不鏽鋼管，避免水鏽生成的不利影響；水管距底模型腔面30-40mm，以保證合理的冷卻強度，使其不致於過強或者過弱；在柱狀凸臺的前端加工隔熱槽，槽底距模具型腔面10-20mm，在槽內塞滿保溫石棉，儘量將冷卻範圍控制在熱節區域內，減小對熱節前端溫度的影響，從而保證鋁液的良好補縮。
本實用新型結構簡單，對底模結構進行了合理的改進，針對輪輻熱節區域，加工出柱狀凸臺作為冷卻源，將冷卻控制在熱節範圍內，而不影響前端的溫度分布，實現了更加精確的製冷；通過水管冷卻形式代替現有的風冷，顯著的加強了冷卻強度，提高了鋁液的凝固速度，實現了鑄件的快速冷卻，有效的解決了熱節處容易出現縮松、縮孔的問題；同時，鋁液過冷度也有了明顯的加大，使內部晶粒得到了明顯的細化，大幅提升了鑄件的力學性能。
附圖說明
圖1是本實用新型中改進的低壓鑄造車輪模具裝配示意圖。
圖2是本實用新型中底模冷卻結構布置示意圖。
圖3是本實用新型中底模冷卻布置3D示意圖。
圖中：1－頂模，2－邊模，3－底模，31－柱狀凸臺，32－U型通槽，33－隔熱槽，4－導熱墊片，5－環形水管，51－進水管接頭，52－出水管接頭，6－蓋板，7－保溫石棉。
具體實施方式
圖1-圖3所示，一種改進的低壓鑄造車輪模具，包括頂模1、邊模2、底模3，三者共同構成了模具型腔，保證了車輪鑄件的順利成形；在底模3背腔根部對應熱節處設置柱狀凸臺31，個數與輪輻數量一致，其作為熱節位置點冷的冷卻源；在柱狀凸臺31上加工U型通槽32，並在槽內放置導熱墊片4，可選擇導熱性能優良的紫銅、石墨片等，厚度1-3mm；將製作好的環形水管5放置在槽內的墊片上，水管下部要高出柱狀凸臺的端面，以保證蓋板6可以將其緊緊的固定在槽內，並實現水管與導熱墊片的良好貼合；蓋板與底模凸臺點焊連接；環形水管5內徑為8-12mm，並焊接有進水管接頭51、出水管接頭52，進水管接頭51、出水管接頭52呈180°對稱布置，可保證冷卻時的均勻性；水管材料選用不鏽鋼管，避免水鏽生成的不利影響；水管距底模型腔面30-40mm，以保證合理的冷卻強度，使其不至於過強或者過弱。在柱狀凸臺31的前端加工隔熱槽33，槽底距模具型腔面10-20mm，在槽內設置保溫石棉7，儘量將冷卻範圍控制在熱節區域內，減小對熱節前端溫度的影響，從而保證鋁液的良好補縮。
本實用新型結構簡單，對底模結構進行了合理的改進，針對輪輻熱節區域，加工出柱狀凸臺作為冷卻源，將冷卻控制在熱節範圍內，而不影響前端的溫度分布，實現了更加精確的製冷；通過水管冷卻形式代替現有的風冷，顯著的加強了冷卻強度，提高了鋁液的凝固速度，實現了鑄件的快速冷卻，有效的解決了熱節處容易出現縮松、縮孔的問題；同時，鋁液過冷度也有了明顯的加大，使內部晶粒得到了明顯的細化，大幅提升了鑄件的力學性能；總之，新型模具的應用提高了鑄件的成形質量及綜合成品率，進一步實現了車輪的高品質生產。