[实用新型]铝合金车轮气体压力铸造装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及汽车铝轮铸造技术，具体是指铝合金车轮气体压力铸造(A1uminium Whee1 Gas-Pressure Casting Process，简称AWGP)装置。

背景技术

目前，汽车铝合金车轮的需求越来越大，产量越来越高，生产技术日趋完善，车轮制造成形方法有板材成形、锻造和铸造成形，其中铸造成形方法用得最多，占95％，其成本低，适用范围广，最具有竞争力。铸造材料普遍使用A356铝合金。

目前，生产汽车铝合金车轮的主要工艺方法有金属型重力铸造，低压铸造，差压铸造和挤压铸造等方法。

金属型重力浇注时，铝液依靠重力流动充填铸型，所以称为重力铸造，铝液充满铸型结晶凝固时为了获得比较致密铸件，往往要采用冒口来补缩。纵然这样，一般金属型铸件的致密度不如低压铸造，缺陷多属显微疏松。金属型重力铸造的金属收得率只有(40％)，金属的利用率比较低，力学性能一般。目前普遍的认为金属型的铸型费用只有低压铸型费用的1/3。金属型工艺，成品率高(90～94％)，成本低。金属型重力铸造有两种浇注方式中心浇注和边浇方式。对于中心浇注，铝液充型时冲击较大，容易二次氧化夹杂；浇口开在车轮的安装盘位置，造成安装盘凝固慢，结晶晶粒粗大，材料的力学性能低。而对于边浇，浇注系统消耗的铝液多；模具温度场分布不均，不符合顺序凝固条件；浇口部位容易出现疏松废品；车轮轮辋容易出现漏气缺陷。

低压铸造的工艺特点是在压力下结晶，组织致密，力学性能比重力铸造的好；不用冒口，浇口也很小，所以金属的利用率高，但低压铸造必须严格的掌握加压规范，控制好顺序凝固的温度场，对操作手素质要求极高，并且综合影响因素多，工艺难点多，不易控制和操作，因此产品废品率较高。

差压铸造又称“反压铸造”，是液体金属在压差的作用下填充到预先有一定压力的铸型中，进行结晶，凝固而获得铸件的一种工艺方法。但对生产汽车车轮来说：设备的操作维修比较复杂，每次操作都必须保证上下简体的密封，消耗大量的压缩空气；工艺比较复杂，很难准确的执行，浇注以前看不见模具的组合情况，浇注时跑火，操作手常常不知道，因压力比较高，跑火止不住，后果很严重。筒体里的铸型冷却时，漏风漏水，操作手也不知道；差压的充型过程，像低压铸造一样，是在上下筒体进入高压的情况下产生一条充型的压力曲线，要实现稳定性和再现性，难度比较大，操作手的素质要求比较高。虽然差压铸造工艺生产的铝车轮质量比较好，可是很难掌握差压铸造工艺，因此许多工厂都不采用此铸造方法。

挤压铸造，也称“液态模锻”，是对进入挤压铸型型腔内的液态金属施加较高的机械压力，使其成形和凝固，从而获得铸件的一种工艺方法。但目前使用挤压铸造工艺无法生产出复杂的铸件。

综上所述，金属型铸造工艺比较简单，成本较低，而强度性能略逊一筹。而其它各种工艺方法制造的车轮，在强度性能上都有所提高，但都存在一定的局限性。但有共同的地方，就是在过程中采用压力，让金属在压力下结晶，这是当前提高车轮质量最实用的途径。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点和不足之处，本实用新型提供铝合金车轮气体压力铸造(AWGP)装置，其设备工艺简单实用，投资少成本低，其铸件致密度高、尺寸精度高、光洁度比较好，机械性能好。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：本铝合金车轮气体压力铸造(AWGP)装置，包括机座、顶模油缸、侧模油缸、封堵油缸，四个所述侧模油缸水平对称设置在机座上，各个侧模油缸分别与侧模连接，四个侧模之间的机座上相应设有下模，侧模、下模的上侧相应设置有上模；所述封堵油缸、顶模油缸分别设置在机座的上、下方，所述顶模油缸与上模的上模板连接，且封堵油缸位于上模板的上方，封堵油缸与上模板之间还设置有接件托盘、机械手；所述上模设置有加压室，加压室外接有气体加压系统；所述侧模、上模、下模分别连接有冷却系统。

所述加压室加压压力为0～20kg/cm²，所述气体加压系统的气源为压缩空气，也可以采用瓶装的高压氩气、氮气，但不如压缩空气方便、稳定。

所述冷却系统的冷却介质包括水、风、气，所述冷却系统的设置为：上轮缘及轮辋位置设置有水气环形冷却管；轮辋与轮辐热节位置设置有喷水环形冷却管；轮盘和冒口位置设置有分水锥。

本实用新型相对于现有技术，具有如下优点及效果：

(1)在压力下结晶凝固，金属液增加了对气体的溶解度，也抑制了气体的析出，铸件组织致密，缩松和针孔少，加工后的光洁度好，尺寸精度高；