一种排气镶件低压铝合金车轮模具的制作方法

本实用新型属于车轮制造领域，尤其是一种排气镶件低压铝合金车轮模具。

背景技术：

随着我国汽车市场的快速发展，铝合金车轮的制造和应用业迅猛发展起来，铝合金车轮制造技术是多种多样的，而铝车轮的铸造工艺，目前主要有两种：一种是金属型重力铸造，另一种是低压铸造，我国主要采用较低成本的低压铸造工艺，而产品内部质量是低压铸造车轮的主要难题，它严重影响车轮的强度、安全性。

影响低压铸造产品质量的主要有气孔、缩松、浇不足等缺陷，其产生原因是铝液在充型过程中含有气体，铸件冷却速度越快，气体在模具型腔内未完全排出，残留在型腔内的气体含量大于其溶解度时即以气泡的形式析出，来不及排出的气体在铸件内部形成不规则表面粗糙的孔洞。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种排气镶件低压铝合金车轮模具，能有效的减少内部质量缺陷的产生，提高产品的安全性，降低生产成本。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种排气镶件低压铝合金车轮模具，铝合金车轮模具由底模、轮辋以及顶模组成，底模上径向均布制有多个大窗口，在相邻的大窗口之间均制有一小窗口；底模的外周连接边模下端，在边模上端制有顶模，其特征在于：在模具上容易形成卷气的位置安装排气镶件，安装位置分布于模具顶模窗口和顶杆周围，具体为：

在底模的每个大窗口中心位置均安装有一底模排气镶件，每个底模排气镶件的端面和侧面均制有排气线，在每条排气线对应的大窗口均延伸制有排气孔通；在每个小窗口中心位置均安装有一底模排气镶件，每个底模排气镶件的端面和侧面均制有排气线，在每条排气线对应的小窗口均延伸制有排气孔通道；在顶模上对应轮缘的位置均安装有轮缘排气镶件，在顶模位置径向均布安装有多个轮缘排气镶件。

而且，在轮辋径向均布设置有多个轮辋排气镶件。

而且，排气镶件贯穿模具的安装位置，排气镶件为圆柱形，端面与侧面刻有排气线。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本实用新型低压铸造铝合金车轮模具排气镶件在模具上均匀分布，提高了排气面积，使混在铝液里面细小的气泡能顺利排出，使铸件气孔、缩松、浇不足等缺陷减少，产品内部质量有明显提高。

2、本实用新型低压铸造铝合金车轮模具排气镶件在减少产品内部缺陷方面优势明显，投入生产后综合废品率降低0.75％，节省了生产成本。

3、本实用新型在低压铸造铝合金车轮模具的顶模窗口靠破位置及顶杆周边位置设计排气孔，然后在排气孔内安装排气镶件，在铸造充型时将模具内气体充分排出，减少因铸件凝固过程中气体来不及排出所形成的气孔、缩松、浇不足等缺陷，有效的提高了产品内部质量，提高成品率，从而降低了生产成本。

附图说明

图1为产品模具安装排气镶件示意图；

图2为产品剖面结构示意图；

图3为模具铸造作业过程示意图；

图4为一种排气镶件端面结构示意图；

图5为另一种排气镶件端面结构示意图。

1顶模，2轮缘排气镶件，3大窗口，4底模排气镶件，5排气孔通道，6小窗口，7轮辋排气镶件，8铝液，9气体。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。

一种排气镶件低压铝合金车轮模具，铝合金车轮模具结构参见附图所示以LZ853-1875产品模具为例，由底模、轮辋以及顶模组成，底模对应车轮产品的盘面结构，底模上径向均布制有多个大窗口3，在相邻的大窗口之间均制有一小窗口6；底模的外周连接边模下端，边模对应车轮产品的轮辋结构，在边模上端制有顶模1，顶模对应车轮产品的轮缘结构；

在模具上容易形成卷气的位置安装排气镶件，安装位置分布于模具顶模窗口和顶杆周围，具体为：

在底模的每个大窗口中心位置均安装有一的底模排气镶件4，每个底模排气镶件的端面和侧面均制有排气线，在每条排气线对应的大窗口均延伸制有排气孔通道5，增加模具排气面积，促进铝液充型过程中模具型腔内的气体排出；

在每个小窗口中心位置均安装有一的底模排气镶件，每个底模排气镶件的端面和侧面均制有排气线，在每条排气线对应的小窗口均延伸制有排气孔通道；

在顶模上对应轮缘的位置均安装有的轮缘排气镶件2，在顶模位置径向均布安装有36个轮缘排气镶件。

在轮辋径向均布设置有多个轮辋排气镶件7，本实施例采用的轮辋排气镶件直径为

排气镶件需贯穿模具厚度，排气镶件本身为直径10-20mm圆柱形，端面与侧面刻有排气线，利用排气线将模具型腔内残留气体导出。参见附图4、5所示，的较大排气镶件中心制有放射状的排气通槽，的较小排气镶件外壁径向制有多条径向分布的排气通槽。

参见附图3所示，低压铸造铝合金车轮模具排气镶件是在顶模的窗口和顶杆周围打排气孔，排气孔内镶嵌排气镶件，在排气孔周围做出排气通道，排气镶件在顶模的窗口和轮缘部位均匀分布，其数量较多，增加模具排气面积，铝液8注入模具后，模具内各部位残留的气体9能够快速排出。

试验验证：

第一次试做：

试做时先检测来料铝液密度和温度，如果在试做过程中铝液的密度或温度过低，会导致铝液含氢量增加和影响充型时铝液的流动性，会增加现缩松、气孔、浇不足等缺陷的产生机率，此次试做的铝液来料检测合格。

铸造车间在9号压铸机上线进行试做，此次试做周期6个班次，每班单机班产为80件，共压铸473只LZ853-1875毛坯，毛坯废品缺陷明细如下：

从以上数据来看缩松、气孔缺陷较多，其中缩松和气孔缺陷产生位置主要为轮心，为了进一步降低轮心的缩松和气孔缺陷的产生机率，项目组与模具厂家进行会议研讨并分析原因。

(3)项目组针对轮心易出现缩松和气孔的问题，与模具厂家确定每个小窗口位置设计新增直径10mm排气镶件。

改进完毕的LZ853-1875模具到达我公司，对模具上安装的排气镶件进行检查，确认排气镶件通畅后，准备第二次试做。

第二次试做：

对来料铝液进行密度和温度检测，检测数据如下：

铸造车间将小窗口新增排气镶件的LZ853-1875模具在9号压铸机上线，第二次试做周期6个班次，共压铸493只LZ853-1875毛坯，毛坯废品缺陷如下：

根据以上试做结果来看轮辐及轮心位置的缩松和气孔缺陷有所降低，但轮辋部位的排气效果不佳，缩松、气孔缺陷没有下降，针对轮辋部位缩松、气孔问题，项目组与模具厂家再次进行会议研讨，分析模具其他部位新增排气镶件提高排气面积的方案。

(4)项目组与厂家针对降低轮辋部位缩松、气孔缺陷，提高模具轮辋部位排气效果的问题，在模具顶杆周围新增直径为10mm的排气镶件。

改进后的LZ853-1875产品模具到厂，排气镶件检查完毕后，铸造车间上线进行第三次试做。

第三次试做：

铸造车间9号压铸机上线顶杆周围新增排气镶件的LZ853-1875模具，此次试做条件与前两次相同，周期6个班次，共压铸469只LZ853-1875毛坯，毛坯废品缺陷如下：

从以上数据来看，第三次试做效果较好，产品各部位气孔、缩松及浇不足等缺陷有明显降低，模具排气面积有较大提高。

(5)为了进一步验证低压铸造铝合金车轮模具排气镶件效果，项目组对应用排气镶件的模具与未应用排气镶件的模具进行对比，每套模具生产960只，共1920只，缺陷明细对比情况如下：

由上表可以看出应用排气镶件的模具气孔、缩松、浇不足缺陷的废品率为4.69％；未应用排气镶件的模具气孔、缩松、浇不足缺陷的废品率为5.63％，应用排气镶件的模具能有效的降低气孔、缩松、浇不足等缺陷的产生机率。

(6)为验证应用排气镶件模具生产的稳定性，项目组准备大批量试生产，但是第一套模具为试做模具且生产数量较多，不宜再进行试生产，故项目组要求模具厂家按照最终试做方案新开3套LZ853-1875的模具，模具到厂后开始批量试生产，此次批量试生产每套模具上线三个循环，缺陷明细如下：

低压铸造铝合金车轮模具排气镶件生产稳定性良好，提高模具排气面积，加强排气效果，气孔、缩松、浇不足等缺陷废品产生机率明显降低。

(7)项目组与模具厂家进行会议研讨，对其他几款产品进行同水平展开。

低压铸造铝合金车轮模具排气镶件投入生产后，我公司废品数每月减少562只，综合废品率由6.4％降低至5.65％，综合废品率降低0.75％。

尽管为说明目的公开了本实用新型的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本实用新型的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。