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        鋁合金輪轂鑄造模具及工藝優(yōu)化

        2020-09-10 17:53:52張麗娟
        內(nèi)燃機(jī)與配件 2020年3期

        張麗娟

        摘要:①在鋁合金輪轂低壓鑄造模具外側(cè)增加束環(huán),把充型壓力由800mbar提升至1600mbar,使得充型速度加快,能夠提升鑄件的組織致密性,提升產(chǎn)品的性能;②把鑄造模具上下邊模上的風(fēng)冷改為水冷,再配置合理的鑄造工藝,也可以提升鑄件的組織致密性,提升產(chǎn)品的性能。

        關(guān)鍵詞:鋁合金輪轂;良品率;產(chǎn)品性能;輪轂?zāi)>?鑄造工藝;充型壓力;水冷

        這幾年國家在保護(hù)環(huán)境方面的意識很強(qiáng),在汽車的節(jié)能減排方面也向汽車廠及用戶提出了要求,各汽車廠對節(jié)能降耗這一塊也很重視(據(jù)有關(guān)資料介紹,車輛自身質(zhì)量減輕10%,可降低油耗6%~8%,汽車整備質(zhì)量每減少100 公斤,百公里油耗可降低0.3-0.6升,除節(jié)能降耗之外,還可相應(yīng)減少主車的CO2排放量,從而減輕空氣污染),要求各零部件公司降價(jià)、產(chǎn)品輕量化。各輪轂廠為了生存,當(dāng)然要在提升產(chǎn)品良品率及產(chǎn)品性能方面做文章,才能滿足客戶及自身的需求。

        目前來說,鋁合金輪轂的生產(chǎn)方式主要有低壓鑄造、重力鑄造、鍛造等幾種,其中最主要的方式還是低壓鑄造(可以增加額外的輔助工序),模具是成形輪轂的關(guān)鍵工藝裝備,其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣決定了輪轂的成品率及生產(chǎn)成本,如果設(shè)計(jì)不當(dāng),不從鑄造工藝角度上去考慮,會(huì)極大地影響鑄造廠去生產(chǎn)出完美的致密的鑄件來。當(dāng)然,如果只有好的模具,但工藝配置地不好,也是萬萬不行的,兩者相輔相成。

        提升產(chǎn)品良品率及產(chǎn)品質(zhì)量的方法有如下幾個(gè)方面:

        ①調(diào)整鑄造工藝,把鑄造的充型壓力提高至1600mbar左右。這樣,充型速度加快,可以彌補(bǔ)低溫鋁液(690℃左右)充型短板,使結(jié)晶起始時(shí)間提前,配合冷卻縮短結(jié)晶周期,提高組織致密性;有利于薄壁成型,可以提升金屬利用率。但存在一個(gè)問題就是,原始的四開模具,無自鎖裝置,生產(chǎn)過程中四塊側(cè)模完全由側(cè)油缸頂住,如果側(cè)油缸有漏油或其它原因,可能會(huì)導(dǎo)致側(cè)模合不嚴(yán),這時(shí)候充型壓力再大的話,會(huì)產(chǎn)生側(cè)??p隙漏鋁的問題,非常危險(xiǎn)。如果想充型壓力增大,又不產(chǎn)生側(cè)模漏鋁現(xiàn)象,可以在充型過程中在側(cè)模外側(cè)再增加一個(gè)束環(huán)施加外力把邊模頂住。壓力曲線如圖1所示。

        ②上下邊模采用水冷結(jié)構(gòu),不但可以提升產(chǎn)品的性能,還能提高鑄造生產(chǎn)的效率。

        通過驗(yàn)證發(fā)現(xiàn),把鑄造模具改進(jìn)、配以合理的鑄造工藝,可以達(dá)到如下效果。

        1)鑄造漏鋁及鑄件飛邊、錯(cuò)模問題得到了很好的解決,如圖2。

        2)鑄造生產(chǎn)效率提升20%左右。

        3)鑄造本站毛坯質(zhì)量提升,X光檢測報(bào)廢降低5%左右。

        4)提升金屬材料利用率。數(shù)據(jù)如表1。

        5)上下模配置水冷工藝后輪輻部位的金相組織明顯優(yōu)于風(fēng)冷工藝。

        6)經(jīng)紅外線檢測發(fā)現(xiàn),束環(huán)模具與普通低壓模具在正常生產(chǎn)過程中上下模同一位置的溫度比較一致,基本沒有什么差別,但束環(huán)模具的邊模同一位置的溫度明顯要低于普通低壓模具,并且束環(huán)模具P2-P0的差值為39.2,比普通低壓模具S3-S1的差值21.4要大,更有利于輪輞的補(bǔ)縮。(圖4)

        結(jié)束語:綜上,通過輪轂鑄造模具及鑄造工藝的改進(jìn)可以提升產(chǎn)品的良品率、產(chǎn)品的性能及產(chǎn)品的質(zhì)量,方案可行。

        參考文獻(xiàn):

        [1]邱孟書,王小平.低壓鑄造實(shí)用技術(shù)[J].機(jī)械工業(yè)出版社 2011,4.

        [2]亢彥海.汽車用鑄造鋁合金輪轂低壓模具的設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代零部件,2011(10):70-73.

        [3]趙樹國,曹陽,黃宏軍,等.半固態(tài)擠壓過共晶鋁硅鐵合金組織與性能的研究[J].鑄造,2013,62(12):1172-1175.

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