[发明专利]电磁振动在大尺寸汽车铝合金车轮铸造中的应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金车轮铸造领域，具体地说，涉及电磁振动在大尺寸汽车铝合金车轮铸造中的应用方法。

背景技术

近年来，随着汽车工业的高速发展，汽车轮胎有向无内胎化、大尺寸化、扁平化的发展趋势，一方面大尺寸、扁平化的轮胎与地面的接触面积更大，增加了汽车与地面的附着力和摩擦力，使汽车的操纵性能、安全特性与舒适性能更好；另一方面大尺寸、扁平化轮胎与相应的车轮配合，更显时尚、现代和霸气；由于轮胎有不断向无内胎、大尺寸、扁平化的发展趋势，这也使得与之匹配的铝合金车轮越来越有向大尺寸、宽轮辋的发展趋势，同时为了追求装车后铝合金车轮的效果，国际市场采购的铝车轮LIP深度(指铝车轮外轮辋从轮唇到轮辐的距离)逐渐从50mm发展到175mm，宽轮辋深LIP的铝合金车轮逐渐成为国际高档次汽车、高消费市场采购的热点。

目前我国的汽车铝合金车轮的技术在国际上处于中等水平，铝合金车轮的制造技术和世界发达国家的差距很大，特别是大尺寸、宽轮辋、深LIP铝合金车轮铸造水平和发达国家差距巨大。铝合金车轮铸造过程轮辋越宽、LIP越深，该结构特点的轮型铸造过程轮辋LIP区域充型呈雨淋式或瀑布式浇注，在充型过程存在气体来不及排出从而形成气孔；再者，轮辋越宽、LIP越深，铝液的流动性不能够满足该系列产品特殊的结构特点，铝液结壳顺序凝固也越困难，从而造成轮辋局部充型不足或补缩不足，呈现海绵状疏松，甚至形成缩孔，导致轮辋致密度降低，从而影响轮辋的气密性能。该类产品加工后往往因气孔、缩孔、疏松、轮辋漏气等缺陷报废。为解决以上难题，目前行业一般采取增加LIP处毛坯厚度、加强边模的保温性、提升铝液的浇注温度、以及调整充型过程的铸造工艺参数等方法，但增加LIP处毛坯厚度使得毛坯重量偏大、产品得料率降低、后序加工时间延长；加强边模的保温性、提升铝液的浇注温度以及调整充型过程的铸造工艺参数虽然均有不同程度改进效果，但是以上各参数的控制在实际生产过程管控要求非常苛刻、操作困难，故其有效性受到诸多因素的限制；因此针对大尺寸、宽轮辋、高LIP铝合金车轮的以上问题如何发明一种更先进的方法是铝车轮铸造行业技术人员重点研究的课题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，针对大尺寸铝合金车轮铸造充型过程容易形成气孔、缩孔、疏松、轮辋漏气等缺陷突出的问题，提供一种成本低廉、使用方便、效果显著的方法。

实现以上目的技术方案是：电磁振动在大尺寸汽车铝合金车轮铸造中的应用方法，在模具开发之前通过我公司针对汽车车轮开发的铸造模拟软件找出该铝合金车轮充型与凝固过程中容易产生气孔、缩孔、疏松的区域，模拟分析结果显示该区域一般在车轮的下轮辋(即LIP区域)位置，该位置与车轮模具四块边模的中下区域相对应，制作模具时在每块边模的下半部区域安装1个电磁振动器，电磁振动器紧固在每块边模与车轮相对应的位置，电磁振动器通过导线与低压机系统控制柜相连接，低压机系统控制柜内装有电磁振动器延时开启、动作时间与关闭控制器，电磁振动器的控制与铝车轮低压铸造工艺参数控制相关联，电磁振动器的振幅在0～0.50mm连续可调，频率在50～150赫兹连续可调，依据铸造充型过程模拟软件计算出轮辋LIP区域开始充型以及该区域充型结束的时间，设定电磁振动器延时启动时间以及动作时间参数，依据模拟计算电磁振动器延时时间设定25～35秒，电磁振动器动作时间在3～8秒，当轮辋LIP区域开始充型时开启电磁振动器，当轮辋LIP区域充型结束时电磁振动器关闭。在轮辋LIP区域充型过程通过装置在四块边模上的电磁振动器的振动可加快卷入性气体的排出、加快起泡在铝液中的上浮速度、增强铝液在轮辋LIP区域型腔内的流动性能与充型能力，从而有效预防低压铸造过程大尺寸产品铸造过程气孔、缩孔、疏松、轮辋漏气等缺陷。

本发明由于直接在低压铸造模具的四块边模相对应LIP区域安装设置电磁振动器并和低压铸造系统控制柜相连接，达到了与铝车轮低压铸造生产同节律自动化控制的效果，是一种制作简单、使用方便、效果理想的方法。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

具体的实施方式

如图1所示，903-2010模具，电磁振动在大尺寸汽车铝合金车轮铸造中的应用方法，包括顶模1、底模2、边摸3、电磁振动器4、导线5与系统控制柜6。在模具开发之前通过我公司针对汽车车轮开发的铸造模拟软件找出该铝合金车轮充型与凝固过程中容易产生气孔、缩孔、疏松的区域，模拟分析结果显示该区域一般在车轮的下轮辋(即LIP区域)位置，该位置与车轮模具四块边模的中下区域相对应，制作模具时在每块边模的下半部区域安装1个电磁振动器，电磁振动器紧固在每块边模与车轮相对应的位置，电磁振动器通过导线与低压机系统控制柜相连接，低压机系统控制柜内装有电磁振动器延时开启、动作时间与关闭控制器，电磁振动器的控制与铝车轮低压铸造工艺参数控制相关联，电磁振动器的振幅在0～0.50mm连续可调，频率在50～150赫兹连续可调，依据铸造充型过程模拟软件计算出轮辋LIP区域开始充型以及该区域充型结束的时间，设定电磁振动器延时启动时间以及动作时间参数，依据模拟计算电磁振动器延时时间设定30秒，电磁振动器动作时间在5秒，当轮辋LIP区域开始充型时开启电磁振动器，当轮辋LIP区域充型结束时电磁振动器关闭。在轮辋LIP区域充型过程通过装置在四块边模上的电磁振动器的振动可加快卷入性气体的排出、加快起泡在铝液中的上浮速度、增强铝液在轮辋LIP区域型腔内的流动性能与充型能力，从而有效预防903-2010产品铸造过程气孔、缩孔、疏松、轮辋漏气等缺陷。