[发明专利]一种带有熔池保温炉的车轮反重力铸造设备

权利要求书

1.一种带有熔池保温炉的车轮反重力铸造设备，其特征在于，至少包括模具、熔池保温炉和升液箱；

所述的熔池保温炉包括炉体，炉体内壁设有耐火材料形成的保温层，保温层围成熔池，炉体上部设有炉盖，炉盖中央位置连接中央升液管，所述熔池保温炉设有第一电加热装置和第一测温热电偶；

炉盖上连接中央升液管，中央升液管上方连接有升液箱，升液箱箱体内设有多个与升液管相通的分流通道，且每个分流通道连接一路分流浇口，该分流浇口对应于车轮模具轮辋正下方的位置，与浇入模具型腔用的型腔入口相连通，并将分流的金属熔体浇注入型腔，所述升液箱上设有第二电加热装置和第二测温热电偶。

与型腔入口相连通的该分流浇口截面，大致与铸型在此充型处的型腔入口形状随形。

2.根据权利要求1所述的一种带有熔池保温炉的车轮反重力铸造设备，其特征在于，所述分流浇口截面的截面形状为：包括第一弧形段和第二弧形段，第一弧形段和第二弧形段同心，且第一弧形段的半径和尺寸均小于第二弧形段，第一弧形段和第二弧形段两侧通过连接段连接。

3.根据权利要求1所述的一种带有熔池保温炉的车轮反重力铸造设备，其特征在于，第一弧形段的长度为72～76mm，第二弧形段的长度为76～80mm，两侧连接段的长度为8～12mm。

4.根据权利要求1所述的一种带有熔池保温炉的车轮反重力铸造设备，其特征在于，所述分流浇口内表面设有用于放网槽，用以放置过滤网。

5.根据权利要求1所述的一种带有熔池保温炉的车轮反重力铸造设备，其特征在于，所述分流浇口数量为两个，在相对车轮轴线的两侧对称设置。

6.根据权利要求1所述的一种带有熔池保温炉的车轮反重力铸造设备，其特征在于，所述分流浇口数量大于两个，环绕车轮轴线设置。

7.根据权利要求1所述的一种带有熔池保温炉的车轮反重力铸造设备，其特征在于，炉体底部设有滚轮，所述滚轮位于轨道上，可沿着轨道进行移动。

8.根据权利要求1所述的一种带有熔池保温炉的车轮反重力铸造设备，其特征在于，所述炉盖下方同样设有保温层，炉盖一侧开设有加料口，炉盖上连接高压气源，升液箱上部与机架上的下模板连接。

9.根据权利要求1-8所述的设备进行车轮反重力铸造的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)升液：通过高压气源对保温炉内的铝液进行加压，使铝液在压力下沿着中央升液管上升到升液箱，并通过升液箱中的分流通道到达分流浇口位置，该阶段升压速度为2.8～4.0kPa/s，将压力增加到20KPa；

(2)充型：继续升压，使铝液通过分流浇口进入型腔，该充型阶段为两段式加压，第一阶段升压速度为0.1～0.2KPa/s，时间为2～4s，随后进入第二阶段快速升压，直至将型腔充满，此时压力达到35KPa；

该第二阶段的升压速度P′由如下方式确定：

式中：

P′为升压速度，单位为kPa/s；H为型腔总高度，单位为mm；ρ为金属熔体密度，单位为g/cm³；K为阻力系数，其取值范围为1～1.5；t为预设充型时间，单位为s，优选取10s；102为单位换算系数；N为升液管数量，其取值范围为2～6，可根据不同型号车轮的窗口数量进行选择，优选取2～6；x为其升液指数，取值范围为0.2～0.8，在本实施方式所采用轮型的方案中，取值选0.5。

(3)结晶增压保压：充型结束后，以8～10KPa/的升压速度将压力快速增加到150KPa，并保压60～150s，此时车轮凝固完成。

(4)卸压放气：铝合金车轮凝固完毕，解除熔池保温炉内的气体压力，使升液箱和中央升液管中未凝固的铝液流回到保温炉中。

10.根据权利要求9所述的车轮反重力铸造的方法，其特征在于，升液之前，模具温度不高于400℃，优选的，模具温度不高于350℃，更优选的，模具温度不高于300℃。