[发明专利]铝合金车轮强力铸造机

说明书

技术领域

本发明属于铸造成形技术领域，特别涉及铝合金车轮铸造成形装备。

背景技术

目前，国内外铝合金车轮生产以铸造为主，常用的铸造工艺包括低压铸造和重力铸造。重力铸造是在重力铸造机上，将铝液在重力作用下浇入金属型腔并通过所设的浇口来实现重力补缩而获得铸件的方法。重力铸造机普遍存在：补缩能力弱、浇铸易卷气、浇口尺寸大导致材料利用率低、浇口需要专门的工序去除等问题。

专利申请号：200620161056.6公开的“重力铸造机”，该装备机身为C型框架结构，本发明的机身结构为板框焊接式与其不同；该装备位于下梁的下轴芯缸在铸造完毕后用于卸料，本发明的强力铸造机的导流缸用于浇铸时配合模具对料液进行引导和控速充型，使其平缓进入模具型腔，达到浇铸无卷气的效果，两者作用不同；此外，本铸造装备设有强力补缩液压缸，用于对料液施加0.1-3MPa压力，将补缩料液推注至模具型腔进行强力补缩且不产生浇口，而该设备是靠重力补缩的，补缩压力有限且产生较大浇口，需要专门的去浇口工序去除浇口。

低压铸造是在低压气体作用下使液态金属充填铸型并凝固成铸件的铸造方法，所用的低压铸造机在机体下部设有铝液保温炉，在密闭的保温炉上盖中心部位装有升液管，升液管插到金属液面以下，将干燥的压缩空气通过进气管送到保温炉内，气体压力范围一般为0.6～1.5 bar，使金属液通过升液管从浇口进入模具型腔, 保压并冷却至铸型中的铝液完全凝固，然后卸压，升液管中的金属液会自动落回，开模出件。低压铸造机以德国GIMA为典型代表，应用较广的结构形式为四立柱式或二立柱式。低压铸造机存在的问题：设备高度大、吨位重、受保温炉的限制补缩压力不宜提高、车轮铸件中心盘处的延伸率低是目前大量应用的低压铸造机长期未能解决的问题。

专利申请号：201220317555.5公开的“一种双工位低压铸造机”，该设备机身为四立柱式结构，而本发明铸造装备机身结构为双柱板框焊接结构与其显著不同；该设备为低压铸造机，补缩压力0.1MPa左右,而本发明的铸造机的最高补缩压力是其30倍；该设备下方设有铝液保温炉，本发明的车轮铸机下方中心处不设铝液保温炉；该设备是在保温炉液面施加气压来实现补缩的，补缩原理与本发明截然不同；该设备没有本发明的导流控速充型机构，无法实现无卷气浇铸和控速充型。

铝合金车轮铸造成形存在的共性问题：1）需要开发新型结构、新的补缩原理与方法的压铸机；2）解决浇铸中的卷气问题；3）需要对充型速度进行有效控制；4）需要提高补缩压力；5）需要有快速顺序凝固的调控功能。

发明内容

本发明针对上述铝合金车轮铸造成形存在的问题，发明了一种铝合金车轮强力铸造机，与现有低压铸造机具有本质的不同，不同点之一是：本项发明的强力铸造机下方没有与模具相连通的保温炉，而是将保温炉移出，并且多台强力铸造机公用一台体外保温炉，铝液的烧损和氧化损失降低，铝液保护气体用量也随之减少；不同点之二是：本项发明的强力铸造机不是通过在保温炉的液面上施加惰性气体来实现低压（0.1MPa）补缩的，而是通过安装在机体上梁中央处的强力补缩液压缸来实现的，其补缩压力范围在0.1-3.0MPa，远远大于低压铸造，提供的最高补缩压力为低压铸造补缩压力的30倍；不同点之三：本发明的强力铸造机的强力补缩功能可使铸件密度更高、强度和延伸率更高；不同点之四：与低压铸造机相比本发明的强力铸造机机体为单牌坊式焊接结构，保温炉从机体移出，设备总高度比低压铸造机低至少2m，总重轻30%，对厂房高度的要求随之降低。

本发明的铝合金车轮强力铸造机，与现有重力铸造机相比亦具有本质的不同，不同点之一是：强力铸造与重力铸造都是从上模中心孔浇铸，浇液位置距离模具型腔底面较高，会有冲击卷气现象发生，但本发明的强力铸造机在下梁中心处设有垂直运动的导流液压缸，液压缸可带动升入上模的强力补缩加压室中的导流活塞在浇铸时按设定的速度下行，引导铝液平稳地向下运动并充满型腔，避免了卷气现象的发生；不同点之二是：重力铸造机靠中心浇口的高度产生压差或在浇口处增加气压来实现补缩，补缩效果有限，远远低于本发明的强力铸造机的补缩压力；不同点之三：重力铸造机生产的车轮铸件带有直径和高度尺寸都较大的浇口，后序去除费时费力，本发明的铸造机生产的车轮无浇口亦不需后续工序去除。