专利名称：一种低压铸造车轮冷却工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铸造冷却工艺，特别涉及一种低压铸造车轮冷却工艺。
背景技术：
现在生产铝合金车轮85%采用的是低压铸造，在低压铸造模具冷却方式上，主要分为风冷却和水冷却，风冷工艺容易控制，模具冷却系统简单，但风冷工艺冷却时间长、冷 却强度低从而限制了产品机械性能的提高，且空压站投入大，成本高，现场噪音大；水冷工 艺的冷却强度大，可以有效提高产品的机械性能，冷却水全部在管路内流动，无噪音，但是 水冷工艺冷却强度过大，生产中不易控制，车轮铸件内部容易出现缩孔、缩松的缺陷，水冷 工艺还对模具和设备要求高，模具容易产生腐蚀，模具易开裂寿命较短，连接管道容易出现 滴漏或水垢堵塞，另外水冷却的回水管在模具空间狭小部位中不易实现，因此低压铸造模 具水冷工艺也存在众多的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于弥补上述现有技术的缺点，提出了一种车轮低压铸造水雾冷却 工艺，此种冷却工艺法易于实施，铸造的铸件致密度高、机械性能好，且设备成本低，可操作 性强。本发明的技术方案是这样实现的水雾冷却工艺通过一种冷却装置包括风水混合 冷却通道、风冷通道和水冷通道，水雾冷却工艺利用一个电磁式定量泵浦，向风水混合冷却 通道中打入水，形成水雾，作为冷却介质，其冷却工艺特征为使用水雾冷却装置对模具进行冷却，包括对底模冷却、上模冷却、边模冷却的几个 风道底模冒口风、底模中圈风、上模中心风、上模五孔风、上模中圈风和边模风中的风道中 采用部分风道或全部风道使用水雾冷却，其余通风量较小的上模大圈风、上模外圈风、底模 大圈风、底模外圈风使用风冷；使得模具在40 60秒内从490°C 470°C冷却到430°C 410°C，模具温度降低大约40 80°C。所述的水雾冷却装置的冷却水箱的水温不高于50°C ；所述的水雾冷却的用水量大小由泵浦的冲程速率进行调节，用气量的大小通过流 量计进行控制，水和气的用量比控制在1 800 1 600范围内。底模冷却通道位置正对螺栓孔和轮辐，当轮辐数小于等于18时，每根轮辐均有 相应的冷却通道；当轮辐数大于18，冷却通道安装空间不足时，根据产品实际的轮辐分布， 冷却通道呈环形均勻间隔布置。上模冷却通道位置正对法兰盘偷料孔和安装斜面。边模冷却通道位置正对轮辐，边模冷却可采用打孔冷却，根据模具轮辐的宽窄打 1至3个孔进行水雾冷却，且当轮辐数小于等于16时，每根轮辐均有相应的冷却通道；当轮 辐数大于16，冷却通道安装空间不足时，根据产品实际的轮辐分布来间隔均布冷却通道。在具体的生产过程中根据不同的产品制订最佳的工艺路线，采用不同的冷却通道，或单独使用风水混合冷却通道，或风水混合冷却通道、风冷通道、水冷通道同时使用；通 过对水温以及水气比例的调节控制冷却速度，同时通过对底模、上模和边模的冷却通道位 置的设定来防止盖口缩松、轮心缺陷、安装斜面缩松。由于本发明使用水雾冷却工艺对不同的风道针对性的使用水雾冷或风冷进行 冷 却，并对冷却速度进行控制，使模具急冷且依然能够按顺序凝固的原则进行结晶，产生R 角，轮辋部位的缩松缺陷几率较小；冷却介质为水和气的混合体，直接作用于模具表面，毛 坯的机械性能也得到相应的改善，降低针孔报废率及返工率，同时模具的使用寿命也显著提尚。
图1为本发明工艺的冷却装置结构示意图。 具体实施例下面结合附图对本发明的实施方式给出实施例。参照图1，本发明所述的水雾冷却工艺是通过一种冷却装置包括风水混合冷却通 道、风冷通道，水冷通道，利用一个电磁式定量泵浦，向冷却通道中打入水，形成水雾，作为 冷却介质，使得底模冷却通道位置正对螺栓孔2和轮辐1，上模冷却通道位置正对法兰盘掏 料孔10、安装斜面16，边模冷却通道位置正对轮辐1。实施例1 使用水雾冷却装置对模具进行冷却，包括底模冒口风3、底模中圈风4上模中心风 14、上模五孔风13、上模中圈风15、边模风7使用水雾冷却，其余通风量较小的底模大圈风 5、底模外圈风6、上模大圈风12、上模外圈风11风道使用风冷，使得模具在40秒内从470°C 冷却到430°C，模具温度降低40°C。冷却水箱的水温为50°C ；水和气的用量比为1 800。实施例2:使用水雾冷却装置对模具进行冷却，包括底模中圈风4、上模中心风14、上模五孔 风13、上模中圈风15使用水雾冷却，其余通风量较小的底模大圈风5、底模外圈风6、上模大 圈风12、上模外圈风11风道使用风冷，边模风7、8使用水冷，使得模具在50秒内从480°C 冷却到420°C，模具温度降低60°C。冷却水箱的水温为25°C ；水和气的用量比为1 700。实施例3 使用水雾冷却装置对模具进行冷却，包括底模中圈风4、上模五孔风13、上模中圈 风15使用水雾冷却，其余通风量较小的底模大圈风5、底模外圈风6、上模大圈风12、上模外 圈风11风道使用风冷，底模冒口风3、上模中心风14、边模风7、8、9使用水冷，使得模具在 60秒内从490°C冷却到410°C，模具温度降低大约80°C。冷却水箱的水温为1°C ；水和气的用量比为1 600。根据模具轮辐的宽窄打3个孔进行水冷。以上三个实施例所得到的产品的整体机械性能均比单纯水冷或气冷要高，其中屈 服强度提高3. 88 %以上，抗拉强度提高4%以上，延伸率提高10. 55 %以上；且每生产每只车轮压缩空气用量可节约30%以上。本发明工艺实施时，所述的水雾冷却装置的水雾通过电磁定量泵浦加入，水雾大小通过泵浦的冲程速率来进行调节，以便得到不同的冷却强度，制订最佳工艺路线。由于本发明使用水雾冷却工艺对不同的风道针对性的使用水雾冷或风冷进行冷 却，并对冷却速度进行控制使模具急冷且依然能够按顺序凝固的原则进行结晶，产生R角， 轮辋部位的缩松缺陷几率较小；冷却介质为水和气的混合体，直接作用于模具表面，毛坯的 机械性能也得到相应的改善，降低针孔报废率及返工率，水雾冷却铸造工艺通过电磁定量 泵浦加入水雾，易于控制，工艺准备和工艺过程与普通低压铸造相同，整个工艺过程简单， 容易操作，同时模具的使用寿命也显著提高。
权利要求
一种水雾冷却工艺，通过一种冷却装置包括风水混合冷却通道、风冷通道和水冷通道，水雾冷却工艺利用一个电磁式定量泵浦，向风水混合冷却通道中打入水，形成水雾，作为冷却介质，其冷却工艺特征为使用水雾冷却装置对模具进行冷却，包括对底模冷却、上模冷却、边模冷却的几个风道底模冒口风、底模中圈风、上模中心风、上模五孔风、上模中圈风和边模风中的风道中采用部分风道或全部风道使用水雾冷却，其余通风量较小的上模大圈风、上模外圈风、底模大圈风、底模外圈风使用风冷，使得模具在40～60秒内从490℃～470℃冷却到430℃～410℃，模具温度降低大约40～80℃。
2.根据权利要求1所述的水雾冷却工艺，其特征还在于，所述的水雾冷却装置的冷却 水箱的水温不高于50°C ；
3.根据权利要求1所述的水雾冷却工艺，其特征还在于，所述的水雾冷却的用水量大 小由泵浦的冲程速率进行调节，用气量的大小通过流量计进行控制，水和气的用量比控制 在1 800 1 600范围内。
4.根据权利要求1所述的水雾冷却工艺，其特征还在于，所述的底模冷却通道位置正 对螺栓孔和轮辐，当轮辐数小于等于18时，每根轮辐均有相应的冷却通道；当轮辐数大于 18，冷却通道安装空间不足时，根据产品实际的轮辐分布，冷却通道呈环形均勻间隔布置。
5.根据权利要求1所述的水雾冷却工艺，其特征还在于，所述的上模冷却通道位置正 对法兰盘偷料孔和安装斜面。
6.根据权利要求1所述的水雾冷却工艺，其特征还在于，所述的边模冷却通道位置正 对轮辐，边模冷却可采用打孔冷却，根据模具轮辐的宽窄打1至3个孔进行水雾冷却，且当 轮辐数小于等于16时，每根轮辐均有相应的冷却通道；当轮辐数大于16，冷却通道安装空 间不足时，根据产品实际的轮辐分布来间隔均布冷却通道。
全文摘要
一种水雾冷却工艺利用一个电磁式定量泵浦，向风水混合冷却通道中打入水，形成水雾，作为冷却介质，使用水雾冷却工艺对不同的风道针对性的使用水雾冷或风冷对模具进行冷却，使得模具在40～60秒内从490℃～470℃冷却到430℃～410℃，模具温度降低大约40～80℃；由于本发明使用水雾冷却工艺对冷却速度进行控制使模具急冷且依然能够按顺序凝固的原则进行结晶，产生R角，轮辋部位的缩松缺陷几率较小；冷却介质为水和气的混合体，直接作用于模具表面，毛坯的机械性能也得到相应的改善，降低针孔报废率及返工率，同时模具的使用寿命也显著提高。
文档编号B22D18/04GK101837442SQ20101010699
公开日2010年9月22日 申请日期2010年2月4日 优先权日2010年2月4日
发明者臧立根 申请人:保定市立中车轮制造有限公司