一种改进的低压铸造车轮模具的制作方法

本发明涉及铸造领域，具体的说涉及一种铝车轮低压铸造模具。

背景技术：

低压铸造技术是国内外铝车轮生产厂家的首要选择。底模、顶模、边模共同构成了模具的型腔，高温铝液在外界压力的驱动下，由底部中心浇口进入模具型腔，在模具和外界冷却的共同作用下完成凝固成形，获得尺寸、性能合格的铸件。车轮的造型法兰中心厚大，轮辋壁厚较薄，而轮辐在中间作为二者的连接部分。然而这种特有的造型使得轮辐与轮辋交接处往往十分厚大，形成了典型的铸造热节，这显然是不利于实现车轮铸件顺序凝固成形的要求。实践表明，轮辐与轮辋交接区域很容易出现缩松、缩孔、性能低下等等铸造问题，造成的废品轮也占较大的比例，严重制约着成品率。在现有技术中，热节处的冷却一般是通过布置一定数量的风道来实现的，但是由于热量过于集中，而空气的换热能力较低，该区域的热量根本无法快速而有效的散出，造成铝液凝固速度缓慢，会因补缩不足而出现缩松、缩孔等成形缺陷；另外，凝固时的铝液过冷度也会相应的较低，造成铸件内部晶粒粗大，组织不致密，力学性能低下，这些都严重的影响着车轮的成形品质，制约着企业的发展。

因此，针对当前存在的问题，需要进行一定的改进，通过优化热节区域的冷却设计，实现铝液的快速冷却，从而有效解决热节易出现缩松、缩孔、性能低下等问题，以保证车轮的优良品质，并满足客户的送样要求。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种改进了的铝车轮低压铸造模具，可以实现热节区域的快速冷却，建立起利于车轮实现顺序凝固的温度场，从而有效解决生产中易出现的缩松、缩孔等问题。

本发明的技术方案是：一种改进的低压铸造车轮模具，包括顶模、底模、边模、导热垫片、环形水管、盖板、保温石棉。

在底模背腔根部对应热节处设置柱状凸台，个数与轮辐数量一致，其作为热节位置点冷的冷却源；在凸台上设置U型通槽，并在槽内放置导热垫片，导热垫片选择紫铜、石墨材质，厚度1-3mm；将制作好的环形水管放置在槽内的垫片上，水管下部要高出柱状凸台的端面，以保证盖板可以将其紧紧的固定在槽内，并实现水管与导热垫片的良好贴合；盖板与底模凸台点焊连接；环形水管内径为8-12mm，并焊接有进、出水管接头，呈180°对称布置，可保证冷却时的均匀性；水管材料选用不锈钢管，避免水锈生成的不利影响；水管距底模型腔面30-40mm，以保证合理的冷却强度，使其不致于过强或者过弱；在柱状凸台的前端加工隔热槽，槽底距模具型腔面10-20mm，在槽内塞满保温石棉，尽量将冷却范围控制在热节区域内，减小对热节前端温度的影响，从而保证铝液的良好补缩。

本发明结构简单，对底模结构进行了合理的改进，针对轮辐热节区域，加工出柱状凸台作为冷却源，将冷却控制在热节范围内，而不影响前端的温度分布，实现了更加精确的制冷；通过水管冷却形式代替现有的风冷，显著的加强了冷却强度，提高了铝液的凝固速度，实现了铸件的快速冷却，有效的解决了热节处容易出现缩松、缩孔的问题；同时，铝液过冷度也有了明显的加大，使内部晶粒得到了明显的细化，大幅提升了铸件的力学性能。

附图说明

图1是本发明中改进的低压铸造车轮模具装配示意图。

图2是本发明中底模冷却结构布置示意图。

图3是本发明中底模冷却布置3D示意图。

图中：1－顶模，2－边模，3－底模，31－柱状凸台，32－U型通槽，33－隔热槽，4－导热垫片，5－环形水管，51－进水管接头，52－出水管接头，6－盖板，7－保温石棉。

具体实施方式

图1-图3所示，一种改进的低压铸造车轮模具，包括顶模1、边模2、底模3，三者共同构成了模具型腔，保证了车轮铸件的顺利成形；在底模3背腔根部对应热节处设置柱状凸台31，个数与轮辐数量一致，其作为热节位置点冷的冷却源；在柱状凸台31上加工U型通槽32，并在槽内放置导热垫片4，可选择导热性能优良的紫铜、石墨片等，厚度1-3mm；将制作好的环形水管5放置在槽内的垫片上，水管下部要高出柱状凸台的端面，以保证盖板6可以将其紧紧的固定在槽内，并实现水管与导热垫片的良好贴合；盖板与底模凸台点焊连接；环形水管5内径为8-12mm，并焊接有进水管接头51、出水管接头52，进水管接头51、出水管接头52呈180°对称布置，可保证冷却时的均匀性；水管材料选用不锈钢管，避免水锈生成的不利影响；水管距底模型腔面30-40mm，以保证合理的冷却强度，使其不至于过强或者过弱。在柱状凸台31的前端加工隔热槽33，槽底距模具型腔面10-20mm，在槽内设置保温石棉7，尽量将冷却范围控制在热节区域内，减小对热节前端温度的影响，从而保证铝液的良好补缩。

本发明结构简单，对底模结构进行了合理的改进，针对轮辐热节区域，加工出柱状凸台作为冷却源，将冷却控制在热节范围内，而不影响前端的温度分布，实现了更加精确的制冷；通过水管冷却形式代替现有的风冷，显著的加强了冷却强度，提高了铝液的凝固速度，实现了铸件的快速冷却，有效的解决了热节处容易出现缩松、缩孔的问题；同时，铝液过冷度也有了明显的加大，使内部晶粒得到了明显的细化，大幅提升了铸件的力学性能；总之，新型模具的应用提高了铸件的成形质量及综合成品率，进一步实现了车轮的高品质生产。