一种高密度增压铸造设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及汽车轮毂制造技术领域，具体涉及一种高密度增压铸造设备。
【背景技术】
[0002]20世纪70年代，发达国家开始大量推广应用铝轮毂。我国在20世纪80年代末开始了铝轮毂工厂的建设，90年代中期进入发展期，并且持续保持着强劲的增长势头。到2006年我国汽车及摩托车铝轮毂年生产能力已超过6500万件。据行业内统计，2006年生产汽车铝轮毂3400万件，其中出口 1800万件；生产摩托车铝轮毂2800万件，其中出口 400万件；是世界铝轮毂生产大国。
[0003]随着我国加入WT0，国民经济呈现良性发展态势，国家对基础建设投入的增加，扩大内需以及私人购车环境的形成，使我国汽车需求呈现出快速的增长，由于我国汽车制造业的快速发展以及国际市场的不断开发，国内开始了新一轮投资铝轮毂的高潮，新建扩建企业多、投资力度大、建设规模大、技术水平高、国产技术装备逐步开发应用成为这一时期投资的特点。到2013年底，国内共有铝合金轮毂生厂170余家，年生产能力已超过1.2亿件，出口额达50多亿美元，使我国成为世界铝轮毂生产大国和出口大国。
[0004]汽车铝合金轮毂的型式有整体式(单件式)和组合式(多件式)，铝合金轮毂的成形工艺有重力铸造、低压铸造、挤压铸造、锻造工艺、旋压工艺等；国内汽车铝轮毂成形工艺，总产量的80%以上是采用重力铸造和低压铸造工艺生产，其中重力铸造占40%左右。因此，重力铸造仍是汽车铝合金轮毂生产的主要工艺手段。
[0005]金属型重力铸造是金属液体在自身重力的作用下浇入金属铸型中，并在重力作用下凝固成型。金属型铸造设备工艺相对简单，模具费用较低，铸件成品率高，应用范围广泛。
[0006]金属型重力铸造的特点及应用:
[0007]1、金属型重力铸造的特点:1)铸件冷却速度快，金相组织致密，抗拉强度和屈服强度增强；2)铸件尺寸准确，加工余量小，壁厚均匀，表面品质好；3)铸件成品率高，可减少冒口尺寸，成本降低；4)污染小，操作环境改善；5)机械化、自动化程度高，在提高生产率同时降低了工人的劳动强度；6)节约能源。
[0008]金属型重力铸造较之压力铸造〔低压铸造、压铸)工艺灵活，可生产较复杂铸件。在同等生产规模下，金属型重力铸造装备与工艺一次性投资较低。
[0009]2、金属型重力铸造的应用:汽车工业的发展加快了金属型重力铸造工艺、铸造设备的研宄与应用。节能环保引起汽车制造业和使用者的广泛关注，轻量化汽车使得铝合金、铝镁合金在汽车零部件中所占的比例越来越大。采用金属型重力铸造生产汽车发动机气缸体、缸盖、进气歧管，发动机活塞的比例也越来越大。目前重力铸造在汽车铝合金轮毂方面的应用也越来越普及。
[0010]3、金属型重力铸造工艺的不足:1)金属型导热系数大，充型能力差；2)金属型本身无透气性，必须采取相应措施才能有效排气；3)金属型无退让性，易在凝固时产生裂纹和变形；4)金属型重力铸造由于没有外加压力，为了获得致密的铸件，需要利用冒口来补缩。因此，与低压铸造相比，金属型重力铸造的浇冒口较重，铝液利用率低。
[0011]4、金属型重力铸造的铸件常见缺陷:主要有针孔、气孔、氧化夹渣、热裂、疏松等。
[0012]5、缺陷产生的主要原因:金属型重力铸造由于没有外加压力，在冷却凝固过程中，铝合金液内部会产生气体，这些气体因受铝合金液高粘度的束缚很难逸出铝合金液外，有大量气体滞留在铸件内部，形成气孔，同时铝合金液在无压状态下进行结晶凝固，补缩困难，热节点容易产生晶粒粗大，晶相组织不均匀，易产生疏松或缩松，并极易产生裂纹，故容易产生针孔、气孔、氧化夹渣、热裂、疏松等缺陷，严重影响了产品的气密性和机械性能，降低了产品的正品率。
[0013]6、解决途经:为了解决金属型重力铸造所存在的缺陷，一般采用低压铸造或压力铸造，其特点就是在充型和凝固时对铸件施加外部压力，减少铝合金液内部的气体，在较高压力下进行充型或补缩，提高铝合金组织的致密度，从而减少铸件的缺陷，提高铸件的气密性。但低压铸造设备和压力铸造设备系统复杂，一次性投入较高，生产成本高。
【实用新型内容】
[0014]为了解决现有技术中重力铸造正品率低、低压铸造/压力铸造生产成本高的缺陷，本实用新型提供了一种高密度增压铸造设备。
[0015]本实用新型提供的高密度增压铸造设备，包括:
[0016]主体:由上座板(1.5)和下座板(1.13)经立柱(1.6)固定连接而成；
[0017]铸造模具:包括上模(3.3)、底模(3.10)、边模(3.1)和边浇注系统(3.6)，上模(3.3)与一上模固定座(2.7)固定连接，底模(3.10)固定设置在下座板(1.13)上，两边模(3.1)分别与一边模合模机构(1.8)固定连接，两边模(3.1)接合面一侧设有边浇注系统(3.6)，边浇注系统(3.6)内设有进料口强冷系统(3.7)，铸造模具内还设有模具冷却系统；
[0018]活动滑台:由一上连接板(1.1)和一活动座板(1.11)通过导向杆(1.2)连接固定形成，导向杆(1.2)穿过上座板(1.5)并由固定设置在上座板(1.5)的导向套(1.3)进行导向和稳定；
[0019]合模油缸(1.4):设于上座板(1.5)和上连接板(1.1)之间;
[0020]增压机构(1.10):包括增压油缸(2.1)、活塞杆(2.2)、增压圈(3.2)、导向连接杆(2.3)和活动花盘(2.5);增压油缸(2.1)固定设置于活动座板(1.11)上，通过活塞杆(2.2)与活动花盘(2.5)连接，导向连接杆(2.3) 一端固定连接于活动座板(1.11)，另一端穿过活动花盘固定连接于上模固定座(2.7)，以对活塞杆进行导向和稳定；增压圈(3.2)固定设于上模固定座(2.7)下方，通过增压圈连接杆(2.4)与活动花盘(2.5)固定连接；上模(3.3)、增压圈(3.2)、底模(3.10)和边模(3.1)配合形成轮毂型腔;
[0021]淬火装置；以及
[0022]控制柜(1.7)。
[0023]该高密度增压铸造设备设置了一个增压机构，由增压机构的增压圈(3.2)、上模(3.3)、底模(3.10)和边模(3.1)配合形成轮毂型腔，增压圈(3.2)与增压机构的活动花盘(2.5)连接，用于增压机构工作时对模具型腔内的铝液进行加压。加压位置设置在原重力模具边冒(俗称胎盘)位置处，大大减小了原重力模的边冒补缩区，同时取消了原重力模中心冒口，可减少补缩冒口重量4?5kg左右。另外，该增压机构还可以代替原脱模机构对铸件进行脱模，省去了原重力设备的脱模机构。
[0024]该设备的边浇注系统(3.6)增加了一个进料口强冷系统(3.7)，该进料口强冷系统(3.7)用于在充型结束后，对进料口进行快速强冷，使进料口的铝液在轮毂型腔内的铝液凝固之前凝固，保证在设备增压机构工作时，轮毂型腔内的铝液不致从进料口处回流，保证了铸造过程的生产安全和增压保压过程的有效实现。
[0025]该设备中，上座板(1.5)上的各导向套(1.3)的上端集中固定于同一平板上，用于稳固导向套。
[0026]作为优选方案，上述高密度增压铸造设备中，上模(3.3)包括上模主体(3.31)、上模芯(3.32)和上模盖板(3.33)，其中上模主体(3.31)和上模芯(3.32)之间用螺钉连接，上模芯(3.32)和上模盖板(3.33)之间用螺钉连接，上模盖板(3.33)上设有排气塞(3.4) ο
[0027]本实用新型的高密度增压铸造设备所涉及的铸造模具是在原重力铸造模具的基础上取消了中心冒口，原冒口很大、很高，几乎与产品在模具上的成型区上表面一样高，取消中心冒口后，在原中心冒口处增加了一组排气塞