铝材轮毂低压铸造用风冷式模具的制作方法

1.本技术涉及轮毂铸造技术领域，特别是一种铝材轮毂低压铸造用风冷式模具。


背景技术：

2.目前,铝合金轮毂的应用比较广泛, 相较传统钢制轮毂具有质地轻便、散热好、耐腐蚀等优点。目前,铝合金轮毂主要有铸造法、锻造法、旋压法。
3.汽车铝合金轮毂大多数由铸造方式成形，然后进行热处理、机加工及涂装等工序获得成品。铝合金轮毂先多采用低压铸造,金属铝液在压力作用下充满模具型腔,降温后铝液凝固后，去除模具得到轮毂毛坯。其所生产的铸件成品率较高,缺陷少,晶体分布均匀,能减少铝材不必要的浪费,降低生产成本。
4.现有低压铸造中多需采用空冷、水冷相结合方式对铸坯进行冷却，但现有冷却方式，降温效率较低，导致出料时间延长，同时出料后，靠近浇筑口局部轮毂外壁易产生毛刺等结构。同时所用模具由于常需反复经受高达700~900℃的铝液冲刷，并需承受冷却系统对模具的降温，导致模具表面易产生冷热疲劳裂纹等龟裂，降低铸件质量，增加后续工段的处理难度和处理时间。


技术实现要素：

5.本技术提供了一种用于解决上述技术问题的铝材轮毂低压铸造用风冷式模具。
6.本技术提供了一种铝材轮毂低压铸造用风冷式模具，包括：顶模、底模、钢坯层、型腔、多块边模、底模、第一通风环、浇口套、第二通风环；顶模总部抵接于底模中部；边模成对设置于顶模与底模之间的侧壁上；顶模、底模、多块边模之间设有型腔；浇口套设置于顶模、底模的中心轴处，并与型腔相连通；浇口套底面上插设升液管；升液管的底端插入密封坩埚内设置；
7.所述边模包括：钢坯层、中碳钢层、耐烧蚀涂层；钢坯层的内侧壁上覆盖设置中碳钢层；中碳钢层内侧壁上涂设耐烧蚀涂层；
8.所述第一通风环容纳设置于顶模顶面上，第一通风环底面上沿第一通风环周向相互间隔设置多个第一风爪组；第一风爪组插入顶模顶面上开设的冷却孔内；
9.所述第二通风环容纳设置于边模底面与底模顶面之间设置的风管间隙内，第二通风环顶面上沿第二通风环周向相互间隔设置多个第二风爪组；第二风爪组插入边模底面上开设的冷却孔内；
10.所述第一通风环、第二通风环分别与进风管相连通；进风管的另一端伸出边模外设置。
11.优选的，所述顶模包括：第一顶杆、第二顶杆、第三顶杆，第一顶杆的第一端与杆模板相连接；
12.所述第一顶杆的第二端与顶模的中心区域压接；第二顶杆的一端伸出杆模板顶面固定连接；第二顶杆的第二端与边模固定连接；第三顶杆的一端与杆模板顶面固定连接；第
三顶杆的第二端与边模顶面固定连接；第三顶杆与第二顶杆间隔设置。
13.优选的，所述第一通风环包括：第一进风接口、第一进风管，第一进风管的一端与第一通风环侧壁相连通；
14.所述第一进风管的另一端伸出边模侧壁设置；第一进风接口设置于第一进风管的伸出端上。
15.优选的，包括：保温杯体，所述浇口套的外侧壁上套设保温杯体。
16.优选的，包括：进风支管；所述进风支管的一端与第一进风接口的侧壁相连通；进风支管的另一端与第二通风环的侧壁相连通。
17.优选的，包括：第二进风接口；所述进风支管的一端伸出边模外侧壁设置，第二进风接口设置于进风支管的伸出端上。
18.优选的，所述第一风爪组包括：多个第一风爪杆、多个连接弯头，连接弯头的一端与第一通风环的外侧壁相连通；连接弯头的弯曲端设置于第一通风环的外侧；第一风爪杆的一端与连接弯头的弯曲端相连通，并垂直第一通风环延伸设置。
19.优选的，所述第二风爪组包括：多个第二风爪杆、多个连接弯头，连接弯头的一端与第二通风环的外侧壁相连通；连接弯头的弯曲端设置于第二通风环的外侧；第二风爪杆的一端与连接弯头的弯曲端相连通，并垂直第二通风环延伸设置。
20.本技术能产生的有益效果包括：
21.1）本技术所提供的铝材轮毂低压铸造用风冷式模具，通过在底模板与边模块之间的夹缝中插设第二通风环，并在顶模顶面上设置第一通风环，第一通风环底面上间隔成对设置多个风爪，风爪插设于顶模顶面开设的冷却通风孔内，自上而下向型腔吹扫冷却压缩空气；同时第二通风环的顶面上间隔成对设置多个风爪，各风爪插设于底模底面上开设的多个通风冷却孔内并自下向上对型腔吹扫冷却压缩空气，实现对型腔内铝液的有效冷却，提高冷却效率的同时，能有效控制型腔内铝液冷却速率从顶面向下递减，从而实现从轮毂顶面向下均匀冷却的效果，能在铝液凝固过程中建立良好的补缩条件，保证铝铸件在整个凝固过程中始终存在和冒口处连通的补缩通道，实现铝铸件顺序凝固，有利于铸件各部分有效补缩，以获得组织致密，性能良好的轮毂毛坯。
22.2）本技术所提供的铝材轮毂低压铸造用风冷式模具，通过在模具型腔内侧壁上依序设置中碳钢层和耐烧蚀涂层，能提高模具耐受冷空气和热铝液的反复冲刷，减少模具内壁发生龟裂的几率，提高铸件表面质量，减少后续工段处理难度和打磨时间。
附图说明
23.图1为本技术提供的铝材轮毂低压铸造用风冷式模具安装状态主视剖视结构示意图；
24.图2为本技术提供的第一、第二通风环主视结构示意图；
25.图3为本技术提供的第一通风环俯视结构示意图；
26.图4为本技术提供的边模侧壁局部剖视结构示意图；
27.图例说明：
28.10、顶模；11、第一夹紧件；12、杆模板；121、第一顶杆；122、第二顶杆；123、第三顶杆；131、第一进风接口；132、第一进风管；133、风管间隙；134、浇口套；135、保温杯体；136、
第二进风接口；20、底模；21、连接件；22、钢坯层；221、耐烧蚀涂层；222、中碳钢层；30、边模；31、第二夹紧件；32、型腔；41、第一通风环；411、第一风爪组；412、第一风爪杆；42、连接弯头；421、进风支管；43、第二通风环；431、第二风爪组；432、第二风爪杆。
具体实施方式
29.为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
30.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
31.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
32.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
33.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
34.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
35.参见图1~4，本技术提供的铝材轮毂低压铸造用风冷式模具，包括：顶模10、底模20、钢坯层22、型腔32、多块边模30、底模20、第一通风环41、浇口套134、第二通风环43；顶模10总部抵接于底模20中部；边模30成对设置于顶模10与底模20之间的侧壁上；顶模10、底模20、多块边模30之间设有型腔32；浇口套134设置于顶模10、底模20的中心轴处，并与型腔32相连通；浇口套134底面上插设升液管；升液管的底端插入密封坩埚内设置；
36.边模30包括：钢坯层22、中碳钢层222、耐烧蚀涂层221；钢坯层22的内侧壁上覆盖设置中碳钢层222；中碳钢层222内侧壁上涂设耐烧蚀涂层221；
37.第一通风环41容纳设置于顶模10顶面上，第一通风环41底面上沿第一通风环41周向相互间隔设置多个第一风爪组411；第一风爪组411插入顶模10顶面上开设的冷却孔内；
38.第二通风环43容纳设置于边模30底面与底模20顶面之间设置的风管间隙133内，
第二通风环43顶面上沿第二通风环43周向相互间隔设置多个第二风爪组431；第二风爪组431插入边模30底面上开设的冷却孔内；
39.第一通风环41、第二通风环43分别与进风管相连通；进风管的另一端伸出边模30外设置。
40.通过围绕型腔32在型腔32的顶面和底面上分别设置通风环，并向靠近型腔32的区域内通入低温压缩空气，实现对型腔32内铝液的逐级凝固降温，实现从型腔32顶面至型腔32底面的逐级冷却效果，从而能在铝液凝固过程中建立良好的补缩条件，保证铝铸件在整个凝固过程中始终存在和冒口处连通的补缩通道，实现铝铸件顺序凝固，有利于铸件各部分有效补缩，以获得组织致密，性能良好的毛坯，提高铝材轮毂产品质量。
41.本技术中采用中碳钢层222能提高靠近型腔32内的导热系数，减少因反复热胀冷缩导致的内壁表面龟裂情况发生，同时能兼顾钢坯所需的强度和印度的要求，提高模具使用寿命。
42.通过设置耐烧蚀涂层221能提高模具内壁长期使用过程中的光滑程度，提高模具使用中的耐受程度。本技术中所用钢坯层22为h13型号的钢材制成，满足强度和硬度的要求。
43.优选的，顶模10包括：第一夹紧件11、杆模板12，第一夹紧件11夹紧设置于杆模板12的周缘上，并连接边模30板与杆模板12；
44.优选的，顶模10包括：第一顶杆121、第二顶杆122、第三顶杆123，第一顶杆121的第一端与杆模板12相连接；第一顶杆121的第二端与顶模10的中心区域压接；第二顶杆122的一端伸出杆模板12顶面固定连接；第二顶杆122的第二端与边模30固定连接；第三顶杆123的一端与杆模板12顶面固定连接；第三顶杆123的第二端与边模30固定连接；第三顶杆123与第二顶杆122间隔设置。按现有技术中设置可知，杆模板12的底面抵接于边模3030的顶面上，并通过设置顶杆借助杆模板12与边模30板30的连接抵紧顶模10。
45.按此设置能通过多根顶杆实现对顶模10位置的固定，实现型腔32形状在成形过程中的稳定性。
46.优选的，第一通风环41包括：第一进风接口131、第一进风管132，第一进风管132的一端与第一通风环41侧壁相连通；第一进风管132的另一端伸出边模30侧壁设置；第一进风接口131设置于第一进风管132的伸出端上。通过设置第一进风接口131能便于将进风管与压缩空气机出气口管路连通，提高模具组装效率。
47.优选的，包括：保温杯体135，浇口套134的外侧壁上套设保温杯体135，能实现对浇口处流出高温铝液的有效保温，避免在浇口处铝液凝固速度过快，导致环向补缩力过大，造成废品。
48.优选的，包括：进风支管421；进风支管421的一端与第一进风接口131的侧壁相连通；进风支管421的另一端与第二通风环43的侧壁相连通。按此设置能减少设置进气接口数量，简化管路设置。
49.优选的，包括：第二进风接口136；进风支管421的一端伸出边模30外侧壁设置，第二进风接口136设置于进风支管421的伸出端上。按此设置能便于检修，确定堵塞的通风环。
50.优选的，底模20包括：多个连接件21，连接件21间隔设置于底模20靠近边缘处，并与边模30相连接。
51.优选的，边模30包括：多个第二夹紧件31，各第二夹紧件31分别插设于边模30内并将边模30抵接于型腔32外侧壁上。按此设置能便于固定边模30的设置位置，便于仅需模具的拆装。
52.优选的，第一风爪组411包括：多个第一风爪杆412、多个连接弯头42，连接弯头42的一端与第一通风环41的外侧壁相连通；连接弯头42的弯曲端设置于第一通风环41的外侧；第一风爪杆412的一端与连接弯头42的弯曲端相连通，并垂直第一通风环41延伸设置。按此设置能便于根据需要调节第一风爪的插入位置。
53.优选的，第二风爪组431包括：多个第二风爪杆432、多个连接弯头42，连接弯头42的一端与第二通风环43的外侧壁相连通；连接弯头42的弯曲端设置于第二通风环43的外侧；第二风爪杆432的一端与连接弯头42的弯曲端相连通，并垂直第二通风环43延伸设置。按此设置能便于根据需要调节第一风爪的插入位置。
54.尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种铝材轮毂低压铸造用风冷式模具，其特征在于，包括：顶模（10）、底模（20）、钢坯层（22）、型腔（32）、多块边模（30）、第一通风环（41）、浇口套（134）、第二通风环（43）；顶模（10）总部抵接于底模（20）中部；边模（30）成对设置于顶模（10）与底模（20）之间的侧壁上；顶模（10）、底模（20）、多块边模（30）之间设有型腔（32）；浇口套（134）设置于顶模（10）、底模（20）的中心轴处，并与型腔（32）相连通；浇口套（134）底面上插设升液管；升液管的底端插入密封坩埚内设置；所述边模（30）包括：钢坯层（22）、中碳钢层（222）、耐烧蚀涂层（221）；钢坯层（22）的内侧壁上覆盖设置中碳钢层（222）；中碳钢层（222）内侧壁上涂设耐烧蚀涂层（221）；所述第一通风环（41）容纳设置于顶模（10）顶面上，第一通风环（41）底面上沿第一通风环（41）周向相互间隔设置多个第一风爪组（411）；第一风爪组（411）插入顶模（10）顶面上开设的冷却孔内；所述第二通风环（43）容纳设置于边模（30）底面与底模（20）顶面之间设置的风管间隙（133）内，第二通风环（43）顶面上沿第二通风环（43）周向相互间隔设置多个第二风爪组（431）；第二风爪组（431）插入边模（30）底面上开设的冷却孔内；所述第一通风环（41）、第二通风环（43）分别与进风管相连通；进风管的另一端伸出边模（30）外设置。2.根据权利要求1所述的铝材轮毂低压铸造用风冷式模具，其特征在于，所述顶模（10）包括：第一顶杆（121）、第二顶杆（122）、第三顶杆（123），第一顶杆（121）的第一端与杆模板（12）相连接；所述第一顶杆（121）的第二端与顶模（10）的中心区域压接；第二顶杆（122）的一端伸出杆模板（12）顶面固定连接；第二顶杆（122）的第二端与边模（30）固定连接；第三顶杆（123）的一端与杆模板（12）顶面固定连接；第三顶杆（123）的第二端与边模（30）固定连接；第三顶杆（123）与第二顶杆（122）间隔设置。3.根据权利要求1所述的铝材轮毂低压铸造用风冷式模具，其特征在于，所述第一通风环（41）包括：第一进风接口（131）、第一进风管（132），第一进风管（132）的一端与第一通风环（41）侧壁相连通；所述第一进风管（132）的另一端伸出边模（30）侧壁设置；第一进风接口（131）设置于第一进风管（132）的伸出端上。4.根据权利要求1所述的铝材轮毂低压铸造用风冷式模具，其特征在于，包括：保温杯体（135），所述浇口套（134）的外侧壁上套设保温杯体（135）。5.根据权利要求1所述的铝材轮毂低压铸造用风冷式模具，其特征在于，包括：进风支管（421）；所述进风支管（421）的一端与第一进风接口（131）的侧壁相连通；进风支管（421）的另一端与第二通风环（43）的侧壁相连通。6.根据权利要求5所述的铝材轮毂低压铸造用风冷式模具，其特征在于，包括：第二进风接口（136）；所述进风支管（421）的一端伸出边模（30）外侧壁设置，第二进风接口（136）设置于进风支管（421）的伸出端上。7.根据权利要求1所述的铝材轮毂低压铸造用风冷式模具，其特征在于，所述第一风爪组（411）包括：多个第一风爪杆（412）、多个连接弯头（42），连接弯头（42）的一端与第一通风环（41）的外侧壁相连通；连接弯头（42）的弯曲端设置于第一通风环（41）的外侧；第一风爪
杆（412）的一端与连接弯头（42）的弯曲端相连通，并垂直第一通风环（41）延伸设置。8.根据权利要求1所述的铝材轮毂低压铸造用风冷式模具，其特征在于，所述第二风爪组（431）包括：多个第二风爪杆（432）、多个连接弯头（42），连接弯头（42）的一端与第二通风环（43）的外侧壁相连通；连接弯头（42）的弯曲端设置于第二通风环（43）的外侧；第二风爪杆（432）的一端与连接弯头（42）的弯曲端相连通，并垂直第二通风环（43）延伸设置。

技术总结
本申请公开了一种铝材轮毂低压铸造用风冷式模具，包括：顶模、底模、钢坯层、型腔、多块边模、底模、第一通风环、浇口套、第二通风环；顶模总部抵接于底模中部；边模成对设置于顶模与底模之间的侧壁上；顶模、底模、多块边模之间设有型腔；浇口套设置于顶模、底模的中心轴处，并与型腔相连通；浇口套底面上插设升液管；升液管的底端插入密封坩埚内设置；能有效控制型腔内铝液冷却速率从顶面向下递减，从而实现从轮毂顶面向下均匀冷却的效果。毂顶面向下均匀冷却的效果。毂顶面向下均匀冷却的效果。


技术研发人员：秦保军
受保护的技术使用者：安阳高晶铝材有限公司
技术研发日：2021.07.13
技术公布日：2022/3/8