[发明专利]铝合金轮毂的挤压铸造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝合金轮毂的挤压铸造工艺，适用于现代高要求铝合金轮毂铸造方法。

背景技术

传统的铝合金轮毂生产工艺是金属型铸造，金属型铸造对轮毂形状的选择自由度大，容易满足设计者对形状的要求，加工简单，生产成本较低，但容易产生缩孔、缩松等铸造缺陷，机械性能较低。

随着汽车向大功率、高速度、低能耗的方向发展，金属型铸造轮毂越来越难以满足使用要求。金属型铸造轮毂加工余量大，生产成本高，难以得到广泛的应用，仅适用于某些要求较高的大型轮毂。

发明内容

本发明应用铝合金轮毂的挤压铸造工艺，应用铝合金轮毂成型技术，将液态金属在高压下充形和凝固。克服了金属型铸造容易产生缩孔、缩松、机械性能低的铸造缺陷；克服了金属型铸造轮毂加工余量大，生产成本高，难以得到广泛应用的不足。

附图说明

附图为本发明的工艺流程与参数控制图。

具体实施方式

1.浇注温度及加压开始时间

挤压铸造铝液浇注温度与金属模轮毂浇注的温度基本相同，在720℃左右。为了减少合金液中的含气量和缩孔的产生，取较低的温度是有利的。

当铝液以一定的温度注入型腔后，加压应尽早进行，这一点对于汽车轮毂的铸件非常重要。因为铝液注入型腔后，在凹模的表面形成硬壳，冲头下行时，溶液充满型腔后在硬壳处必定造成冷隔层，这样的冷隔离层在铸造过程中是不易清除的，它的存在是严重影响铸件的质量。若铝液在型腔中停留时间长，就会在轮毂薄壁处出现不成型孔洞。

2.加压压力

在挤压铸造时，从铝液注入型腔注入到加压的主要作用是消除铸件的缺陷，所以压力的大小，取决于合金的种类和性质及铸件的大小、形状、高度等因素。汽车轮毂大都采用共晶铝硅合金，散热快，过冷度大，使靠近型腔表面的合金迅速凝固结壳。此壳不断向铸件内部热节处伸展，同时伴随着体积收缩。加压冲头只有在不断地压缩结晶层的前提下，才能对壳层内部未凝固的液相金属进行加压。所以根据不同轮毂结构应用相应的压力，可以完全消除铸造缺陷。

一般加压压力控制在120t～150t之间。

3.保压时间

保压时间主要取决于轮毂铸件的壁厚，一般应保压到完全凝固。铸件热节处未完全凝固就卸压，会使热节处不能补缩，产生铸造缩松缺陷；保压时间过长，则铸件温度低，收缩应力大，脱型困难，铸件表面质量差，同时降低了生产率。保压时间应为20～35s，铸件质量较好。

4.加压速度

加压速度是指冲头接触到金属液面以后的运行速度，它对铸件质量的影响较敏感，因此必须选择合适的加压速度。过慢，液态金属自由结壳太厚而影响加压效果；过快，易使液态金属形成涡流而卷入气体，严重时造成喷液。一般采用空行程为140mm/s快速下行，使冲头刚接触到液面时改为慢速挤压，速度为40mm/s，直至压力升到保压压力，结晶凝固。

5.模具温度

模具温度的高低影响铸件的质量及模具使用寿命，模具温度过低，浇入的液态金属凝固快，结壳厚而加压效果差，不能成型，晶体粗大，同时增加铸件缺陷产生的几率，也是涂料喷涂困难。但过高的模温，会加速模具表面机械磨损以及溶液的粘焊，也影响铸件的表面质量。因此，控制模具温度在工艺参数中十分重要。采用凹、凸模水冷却控制方法，一般凹模取180～220℃，凸模取140～180℃较好。