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美国专利与发明：一种减少铝合金车轮铸造缺陷的模具

专利代理 咨询电话 18210958705 QQ 2101183472 发布时间：2021-10-21 21:33:25

 
本发明旨在解决现有技术中的不足，并提出一种改进的低压铸造铝合金车轮模具，其结构包括顶模、侧模和底模。顶模设置在底模上方，用于成形车轮的后腔和内轮辋；底模设置在顶模下方，保证车轮的前部形状；侧模设置在顶模和底模的侧面，用于成形外轮缘。
 
在铝合金车轮的低压铸造生产中，缩孔和气孔是两种常见的铸造缺陷，造成高达80%的资源浪费。当填充高温熔融铝时，整个模具处于开放的气氛中。若空腔中的空气不能顺利排出，将聚集在铸件的远端边缘，并最终包裹在熔融铝中，在凝固过程中无法逸出，形成孔隙。
 
这些孔隙会降低产品有效横截面积从而降低轮辋安全性能。辐条与轮辋连接处的根部R角是铸造热节，前辐条作为补缩通道，凝固时需要足够的热量来维持通道的畅通，从而强力补缩热节。
 
同时，凝固速率低导致铸件内部晶粒粗大、组织疏松，破坏铸件的力学性能，使铸件无法满足要求。在实际生产中，为了杜绝上述缺陷，提高成品率，需要采取一定的措施进行优化和改进，解决铸件气孔、缩孔、晶粒粗大等问题，从而实现车轮的高品质生产。
 
本发明一种改进的低压铸造铝合金车轮模具结构包括顶模(1)、侧模(2)、底模(3)、隔热石棉(4)、薄铁板(5)和排气管(6)。车轮的前部形状分为两部分:辐条和车窗。
 
为了成形窗户，底模设计有凸台结构，其侧面与产品形状一致，顶部轮廓高于后腔加工线1～2 mm；顶模相应地加工有装配槽，其侧面在凸台的基础上扩大2～3 mm，装配槽的顶部与凸台间隔开0.2～0.5 mm的配合间隙。为了布置冷却管道，底模的背面被加工成空腔结构，该结构可以加工成回转体以减少制造时间并降低生产成本。空腔壁厚为20～25 mm，以确保模足够的吸热能力。凸台的背面加工有仿形槽，其侧壁厚度一般为15～20 mm，顶壁厚度为3～6 mm，以减少模具的吸热，保证使用强度；内连接面平滑过渡，倒角R为5～8 mm；仿形槽内填充有保温石棉，并与薄铁片焊接密封，形成封闭的保温腔，以减少模具内的热量损失。凸台的顶面加工出直径为3～5 mm的通小圆孔，并以4 mm的间隔均匀分布；最外面的小孔应与凸台边缘间隔5 mm以上，以防止高温熔融铝流入堵塞孔；排气管(6)焊接在小孔上，突出顶面的部分应平滑，以免影响模具的闭合，底部伸出铁片与大气相通，以保证空腔内空气的顺利排出。
 
在底模背腔与窗口凸台相对的位置加工仿形装配槽，削弱冷铁的吸热能力；槽内填充保温材料，进一步防止模具的热损失，延缓辐条的冷却，保证热节上的熔融铝顺利补充；并且凸台加工有小孔，焊接有排气管，有效连接型腔与外部环境，增加排气面积，为熔融铝填充凝固创造更清洁的模具环境。
 
 
 
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关键词： 专利  

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