專利名稱：鋁合金輪轂的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鋁合金輪轂的制造方法。
背景技術：
目前，國內(nèi)鋁合金輪轂通常采用重力鑄造或低壓鑄造的方法制造。
重力鑄造是將呈熔化狀的鋁合金靠重力作用充填鑄造型腔而獲得鑄件的鑄造方法，其鑄?？芍貜褪褂?。重力鑄造的優(yōu)點是工藝簡單、設備投資成本低。目前，一套重力鑄造鋁合金輪轂的設備的投資大約在10萬元人民幣。由于鋁合金輪轂在冷卻時會收縮，一般在重力鑄造的模具中要留出大于工件重量15％的補縮余量區(qū)，該補縮余量區(qū)中的鋁合金材料可補償鋁合金輪轂在冷卻凝固時的收縮量。并在機加工時將該補縮余量區(qū)去除。其使得鋁液利用率較低，表面處理工作量大。再者，為保證鋁合金在鑄模中成型，鑄模型腔的壁厚較厚，使得精加工時表面處理工作量較大。同時，重力鑄造的鋁合金輪轂存在密度低、位于上、下部鋁合金密度不一致的情況，使得輪轂內(nèi)部容易產(chǎn)生氣泡，輪轂的強度較低。
低壓鑄造是指在小于5kg/cm2的壓力下澆注。低壓鑄造的設備中設有鑄模和保溫爐，其將壓縮空氣充入保溫爐，使保溫爐中的鋁水通過升液管壓入鑄模中，進行鑄造。低壓鑄造優(yōu)點的鋁合合金輪轂密度相對較高，抗變形和抗沖擊力比較強；鑄造時，鋁合金輪轂在冷卻時的收縮由升液管中的鋁液進行補縮，其在精加工時表面處理工作量相對較小，鋁液利用率較高。利于大批量生產(chǎn)輪轂。但其不足是低壓鑄造設備投資成本高，目前一臺鋁合金輪轂的低壓鑄造設備的投資大約在200萬元人民幣。由于保溫爐和升液管等設備的耐壓限制，使得低壓鑄造的鋁合金輪轂密度和強度不能進一步提高。在工件鑄造開模前，需放掉大量的沖行保壓用的高溫壓縮空氣，能源消耗大。低壓鑄造設備維護成本高。液壓泵的功率大，能源消耗大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種設備成本低、鋁液利用率高、輪轂強度理想的鋁合金輪轂的制造方法。本發(fā)明是通過以下技術方案來實現(xiàn)的一種鋁合金輪轂的制造方法，其特征在于該方法包括以下步驟將鋁合金材料加溫，使鋁合金材料呈熔化狀；將熔化狀的鋁合金材料從鑄模的澆口處澆入鑄模，鑄模中設有補縮余量區(qū)，熔化狀的鋁合金材料在重力作用下充填鑄模；熔化狀的鋁合金材料填滿鑄模后，補縮余量區(qū)留有熔化狀鋁合金材料，在補縮余量區(qū)外接壓力，外接壓力向鑄模中熔化狀的鋁合金施壓；冷卻鑄模及鑄模中的鋁合金使其形成輪轂粗坯；加工輪轂粗坯制成輪轂成品。
由于本發(fā)明將熔化狀的鋁合金材料澆入鑄模過程采用重力鑄造的方法，其與低壓鑄造相比設備投資成本和維護成本均可大大降低，在鑄造過程中，能源消耗小。由于本發(fā)明中省去了與鑄模相連接的保溫爐，外接壓力不受保溫爐耐壓限制，其可對鑄模中熔化狀的鋁合金施加大于5kg/cm2的壓力，以提高鋁合金輪轂的密度，從而提高鋁合金輪轂的強度。
由于本發(fā)明將熔化狀的鋁合金材料填滿鑄模后，通過補縮余量區(qū)外接壓力，外接壓力向鑄模中熔化狀的鋁合金施加壓力。其與重力鑄造相比可使鋁合合金輪轂的密度相對較高，抗變形和抗沖擊力比較強；鋁合金輪轂在冷卻時的收縮由補縮余量區(qū)進行補償，其在精加工時表面處理工作量相對較小，鋁液利用率較高，利于大批量生產(chǎn)較高質(zhì)量車輪。
在本發(fā)明中，所述的外接壓力向鑄模中熔化狀的鋁合金施壓的方法包括在熔化狀的鋁合金全部澆入鑄模后，將壓縮空氣管與補縮余量區(qū)對接，壓縮空氣對鑄模中熔化狀的鋁合金施壓。
由于鋁合金在鑄模中從熔化狀態(tài)到凝固狀態(tài)大約需用時6-8分種，通過壓縮空氣對鑄模中的鋁合金進行加壓，只要將壓縮空氣管與補縮余量區(qū)對接便可實現(xiàn)，其加壓操作十分方便。且可根據(jù)要求進行動態(tài)加壓，防止未凝固的鋁合金從鑄模的縫隙中流出。
在本發(fā)明中，所述的外接壓力向鑄模中熔化狀的鋁合金施壓的方法包括在熔化狀的鋁合金全部澆入鑄模后，用活塞對補縮余量區(qū)中的鋁合金施壓。用活塞對鑄模中熔化狀的鋁合金施壓，同樣可實現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明目的。
在本發(fā)明中，所述的在冷卻鑄模及鑄模中的鋁合金時，先冷卻遠離補縮余量區(qū)的鋁合金材料，再冷卻補縮余量區(qū)的鋁合金材料。采用上述方法可實現(xiàn)鋁合金輪轂在冷卻時的收縮由補縮余量區(qū)進行補償。
在本發(fā)明中，在冷卻鑄模及鑄模中的鋁合金時，采用水冷的方法進行冷卻。當然，也可采用風冷或風冷與水冷相組合的方法冷卻。上述冷卻方法均可方便的控制冷卻次序，保證輪轂的鑄造質(zhì)量。
在本發(fā)明中，所述的補縮余量區(qū)設于澆口處。將補縮余量區(qū)設于澆口處，可方便的實現(xiàn)外接壓力與補縮余量區(qū)間的對接。
在本發(fā)明中，所述的補縮余量區(qū)設于冒口處。其同樣可實現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明目的。


圖1是本發(fā)明一種鋁合金輪轂鑄造方法的操作流程示意圖。
圖2是本發(fā)明一種鑄造鋁合金輪轂的鑄模部的示意圖。
圖3是本發(fā)明制造鋁合金輪轂的剖面示意圖。
圖4是本發(fā)明制造鋁合金輪轂的示意圖。
圖5是本發(fā)明另一種鑄造鋁合是金輪轂的鑄模部的示意圖。
具體實施例方式如圖1所示本實施例的鋁合金輪轂的制造方法，包括以下步驟1、將鋁合金材料加溫，使鋁合金材料呈熔化狀；2、將熔化狀的鋁合金材料從鑄模的澆口處澆入鑄模，鑄模中設有補縮余量區(qū)，熔化狀的鋁合金材料在重力作用下充填鑄模；3、熔化狀的鋁合金材料填滿鑄模后，補縮余量區(qū)留有熔化狀鋁合金材料，在補縮余量區(qū)外接壓力，外接壓力向鑄模中熔化狀的鋁合金施壓；4、冷卻鑄模及鑄模中的鋁合金使其形成輪轂粗坯；5、加工輪轂粗坯制成輪轂成品。
結合圖1、圖2、圖3、圖4所示在本實施例中，鑄模由上模6、下模7和左、右側模8、9構成，熔化狀的鋁合金材料10從鑄模的澆口11處澆入鑄模中，鑄模中設有補縮余量區(qū)12，補縮余量區(qū)12設于澆口11處。熔化狀的鋁合金材料10在重力作用下充填鑄模。并補縮余量區(qū)12留有熔化狀鋁合金材料10。在澆鑄完成后，用堵頭16堵住澆口，堵頭16與壓縮空氣管相連，給補縮余量區(qū)外接壓力，外接壓力是壓縮空氣，將壓縮空氣管13與澆口11對接，壓縮空氣便對鑄模中熔化狀的鋁合金施壓。
冷卻鑄模及鑄模中的鋁合金使其形成輪轂粗坯在冷卻鑄模及鑄模中的鋁合金10時，先用冷卻管14冷卻遠離補縮余量區(qū)12的鋁合金材料，再冷卻補縮余量區(qū)12的鋁合金材料。在冷卻鑄模及鑄模中的鋁合金時，采用水冷、風冷或水冷與風冷組合的方法進行冷卻。最后加工輪轂粗坯便可制成輪轂成品15。
由于本發(fā)明將熔化狀的鋁合金材料澆入鑄模過程采用重力鑄造的方法，其設備投資成本和維護成本均可大大降低，在鑄造過程中，能源消耗小。并可對鑄模中熔化狀的鋁合金施加大于5kg/cm2的壓力，以提高鋁合金輪轂的密度，從而提高鋁合金輪轂的強度。由于本發(fā)明將熔化狀的鋁合金材料填滿鑄模后，通過補縮余量區(qū)外接壓力，外接壓力向鑄模中熔化狀的鋁合金施加壓力。其可使鋁合合金輪轂的密度相對較高，抗變形和抗沖擊力比較強；鋁合金輪轂在冷卻時的收縮由補縮余量區(qū)進行補償，其在精加工時表面處理工作量相對較小，鋁液利用率較高，利于大批量生產(chǎn)較高質(zhì)量車輪。
本實施例通過壓縮空氣對鑄模中的鋁合金進行加壓，只要將壓縮空氣管與補縮余量區(qū)對接便可實現(xiàn)，其加壓操作十分方便。
圖5給出了本實用新型的另一實施例。在本實施例中，外接壓力向鑄模中熔化狀的鋁合金施壓的方法包括在熔化狀的鋁合金10全部澆入鑄模后，用活塞17對補縮余量區(qū)中的鋁合金施壓。其同樣可實現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明目的。
在本發(fā)明中，鑄模可采用如兩實施例所示的中心澆口式，當然也可采用側澆口式，澆口的數(shù)量可以是一個或多個。當然，本發(fā)明的補縮余量區(qū)12也可設于冒口處，冒口是指與鋁合金輪轂粗坯相連，用于鑄造時補縮工件余量，在機加工時去除的鋁合金。
權利要求
1.一種鋁合金輪轂的制造方法，其特征在于該方法包括以下步驟將鋁合金材料加溫，使鋁合金材料呈熔化狀；將熔化狀的鋁合金材料從鑄模的澆口處澆入鑄模，鑄模中設有補縮余量區(qū)，熔化狀的鋁合金材料在重力作用下充填鑄模；熔化狀的鋁合金材料填滿鑄模后，補縮余量區(qū)留有熔化狀鋁合金材料，在補縮余量區(qū)外接壓力，外接壓力向鑄模中熔化狀的鋁合金施壓；冷卻鑄模及鑄模中的鋁合金使其形成輪轂粗坯；加工輪轂粗坯制成輪轂成品。
2.根據(jù)權利要求1所述的鋁合金輪轂的制造方法；其特征在于所述的外接壓力向鑄模中熔化狀的鋁合金施壓的方法包括在熔化狀的鋁合金全部澆入鑄模后，將壓縮空氣管與補縮余量區(qū)對接，壓縮空氣對鑄模中熔化狀的鋁合金施壓。
3.根據(jù)權利要求1所述的鋁合金輪轂的制造方法；其特征在于所述的外接壓力向鑄模中熔化狀的鋁合金施壓的方法包括在熔化狀的鋁合金全部澆入鑄模后，用活塞對補縮余量區(qū)中的鋁合金施壓。
4.根據(jù)權利要求1所述的鋁合金輪轂的制造方法；其特征在于所述的在冷卻鑄模及鑄模中的鋁合金時，先冷卻遠離補縮余量區(qū)的鋁合金材料，再冷卻補縮余量區(qū)的鋁合金材料。
5.根據(jù)權利要求1所述的鋁合金輪轂的制造方法；其特征在于所述的補縮余量區(qū)設于澆口處。
6.根據(jù)權利要求1所述的鋁合金輪轂的制造方法；其特征在于所述的補縮余量區(qū)設于冒口處。
7.根據(jù)權利要求4所述的鋁合金輪轂的制造方法；其特征在于在冷卻鑄模及鑄模中的鋁合金時，采用水冷的方法進行冷卻。
8.根據(jù)權利要求4所述的鋁合金輪轂的制造方法；其特征在于在冷卻鑄模及鑄模中的鋁合金時，采用風冷的方法進行冷卻。
9.根據(jù)權利要求4所述的鋁合金輪轂的制造方法；其特征在于在冷卻鑄模及鑄模中的鋁合金時，采用水冷和風冷相組合的方法進行冷卻。
全文摘要
一種鋁合金輪轂的制造方法，包括以下步驟使鋁合金材料呈熔化狀；將熔化狀的鋁合金材料從鑄模的澆口處澆入鑄模，鑄模中設有補縮余量區(qū)，熔化狀的鋁合金材料在重力作用下充填鑄模；熔化狀的鋁合金材料填滿鑄模后，補縮余量區(qū)留有熔化狀鋁合金材料，在補縮余量區(qū)外接壓力，外接壓力向鑄模中熔化狀的鋁合金施壓；冷卻鑄模及鑄模中的鋁合金使其形成輪轂粗坯。本鑄造方法的設備投資成本和維護成本均可大大降低，能源消耗小。并可對鑄模中熔化狀的鋁合金施加大于5kg/cm
文檔編號B22D21/00GK1947893SQ20061014692
公開日2007年4月18日 申請日期2006年11月15日 優(yōu)先權日2006年11月15日
發(fā)明者黃偉鋒, 項振雙 申請人:黃偉鋒