美國專利與發明：一種減少鋁合金車輪鑄造缺陷的模具
專利代理 咨詢電話 18210958705 QQ 2101183472 發布時間：2021-10-21 21:33:25
本發明旨在解決現有技術中的不足，并提出一種改進的低壓鑄造鋁合金車輪模具，其結構包括頂模、側模和底模。頂模設置在底模上方，用于成形車輪的后腔和內輪輞；底模設置在頂模下方，保證車輪的前部形狀；側模設置在頂模和底模的側面，用于成形外輪緣。
在鋁合金車輪的低壓鑄造生產中，縮孔和氣孔是兩種常見的鑄造缺陷，造成高達80%的資源浪費。當填充高溫熔融鋁時，整個模具處于開放的氣氛中。若空腔中的空氣不能順利排出，將聚集在鑄件的遠端邊緣，并最終包裹在熔融鋁中，在凝固過程中無法逸出，形成孔隙。
這些孔隙會降低產品有效橫截面積從而降低輪輞安全性能。輻條與輪輞連接處的根部R角是鑄造熱節，前輻條作為補縮通道，凝固時需要足夠的熱量來維持通道的暢通，從而強力補縮熱節。
同時，凝固速率低導致鑄件內部晶粒粗大、組織疏松，破壞鑄件的力學性能，使鑄件無法滿足要求。在實際生產中，為了杜絕上述缺陷，提高成品率，需要采取一定的措施進行優化和改進，解決鑄件氣孔、縮孔、晶粒粗大等問題，從而實現車輪的高品質生產。
本發明一種改進的低壓鑄造鋁合金車輪模具結構包括頂模(1)、側模(2)、底模(3)、隔熱石棉(4)、薄鐵板(5)和排氣管(6)。車輪的前部形狀分為兩部分:輻條和車窗。
為了成形窗戶，底模設計有凸臺結構，其側面與產品形狀一致，頂部輪廓高于后腔加工線1～2 mm；頂模相應地加工有裝配槽，其側面在凸臺的基礎上擴大2～3 mm，裝配槽的頂部與凸臺間隔開0.2～0.5 mm的配合間隙。為了布置冷卻管道，底模的背面被加工成空腔結構，該結構可以加工成回轉體以減少制造時間并降低生產成本。空腔壁厚為20～25 mm，以確保模足夠的吸熱能力。凸臺的背面加工有仿形槽，其側壁厚度一般為15～20 mm，頂壁厚度為3～6 mm，以減少模具的吸熱，保證使用強度；內連接面平滑過渡，倒角R為5～8 mm；仿形槽內填充有保溫石棉，并與薄鐵片焊接密封，形成封閉的保溫腔，以減少模具內的熱量損失。凸臺的頂面加工出直徑為3～5 mm的通小圓孔，并以4 mm的間隔均勻分布；最外面的小孔應與凸臺邊緣間隔5 mm以上，以防止高溫熔融鋁流入堵塞孔；排氣管(6)焊接在小孔上，突出頂面的部分應平滑，以免影響模具的閉合，底部伸出鐵片與大氣相通，以保證空腔內空氣的順利排出。
在底模背腔與窗口凸臺相對的位置加工仿形裝配槽，削弱冷鐵的吸熱能力；槽內填充保溫材料，進一步防止模具的熱損失，延緩輻條的冷卻，保證熱節上的熔融鋁順利補充；并且凸臺加工有小孔，焊接有排氣管，有效連接型腔與外部環境，增加排氣面積，為熔融鋁填充凝固創造更清潔的模具環境。
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