专利类：低压铸造轮毂模具的新设计
浅析铝合金轮毂低压铸造模具的冷却方法探究
浅析铝合金轮毂低压铸造模具的冷却方法探究摘要：针对铝合金轮毂低压铸造，铸件的加工面容易产生表面热收缩，进而涂装后外观上产生气孔，造成产品报废的问题，对低压铸造模具的冷却方式进行了研究。
结果表明，通过改变模具下模的冷却方式以保证铸件表面的顺序凝固，从而消除工件表面热收缩现象，大幅提高了铸造的合格率。
关键词：铝合金轮毂；低压铸造0 引言在进行铝合金轮毂低压铸造时，铝合金的表面积由于受热容易发生热收缩，即容易变形，热收缩后就会产生气泡，造成模具的报废不能使用。
由于这种情况经常发生，这就给模具工厂带来很大的损失，严重影响工厂的经济效益，所以我们必须认真研究解决这一问题。
经过研究，我们发现改变下模具的冷却的方式，可以造成铸件表面积按顺序冷却，从而减轻瞬间冷却带来的弊端，使气泡不再产生，实现铸件表面积的光滑，使产品合格。
1 铝合金轮毂生产地工艺流程铝合金轮毂生产的工艺流程比较的复杂，包括：原料准备、熔炼、材料检验、铸造、射线探伤技术的应用、交口、热处理、材料性能检验、喷丸处理、切削处理、去毛刺处理、清洗、动平衡检验、气密性检验、表面修磨、清洗、涂装前预处理、涂装及烘干、精车亮面、去毛刺、涂装前预处理、性能以及外观检验、包装入库。
铸造技术对车面的要求非常的严格，不允许有任何的杂质在表面上，这一直是低压铸造业的一大难点，如果能够把每一道工序的质量控制好，将会在铸造业上取得一定的成就，保证轮毂车面的质量。
在当前的技术发展中，我们主要的是采用低压轮毂铸造技术，这种技术在轮毂技术中占有80%的比重。
下面就分析一下铝合金轮毂低压铸造冷却的方法。
2 铝合金轮毂概述2.1 铝轮毂的基本化学成分现阶段，铝轮毂的主要原料为A356.2铝合金，这是因为这一铝合金具有适宜的耐磨性与铸造性。
即便A356.2铝合金具有一定的优势，然而研究人员仍旧借助不同方式来改进性能，主要包含：改进生产工艺、增添细化剂与稀土元素等。
有关结果表明，在A356.2铝合金内融入稀土元素可全面降低低压铸造成型环节的针孔，同时，单一稀土元素自身的质量分数不高于0.3%是优良，而混合稀土最理想的添加量为0.3%。
第2篇第1章 低压铸造
顶铸式低压铸造机
1-电热加热 保温炉
2-机架 3-供气系统
顶铸式低压铸造机特点： 一台炉上只能放一副铸型，结构简单，操作方 便，但生产效率低，生产结构复杂的铸件需要向 下抽芯时，无法设置抽芯机构。
侧铸式低压铸造机
1-电热反射 式保温炉
2-机架 3-供气系统
侧铸式低压铸造机特点： 铸型和保温炉由升液管连接，一台保温炉可供 两副铸型交替作业，也可同时作业，生产效率 高。装料、撇渣和处理金属液都较方便。这类铸 型的结构复杂。
坩埚材料有一定的高温强度、热稳定性及抗铝液 侵蚀的能力，一般采用合金铸铁或中硅球铁。在 某些特殊情况下，如铁质对某种合金有害、影响 极为严重时，可选用石墨坩埚。
3、密封盖 电阻加热炉的密封盖工作条件差，要求严格，
不但起密封作用,且要承受铸型重量及开合机构 的冲击。因此必须有足够的强度和刚度，在受热 和压力下不变形。通常使用球墨铸铁的密封盖。
陶瓷升液管
1.3.2 铸型开合机构
铸型开合机构有 手动 机械传动 气动传动 液压传动
手动铸型开合机构，其结构简单，但开合力 小，适用于小件生产。
机械传动铸型开合机构，开模力中等，只适用 于两半开模的铸型。
气动传动铸型开合机构，开合动作不平稳，有 冲击，适用于简单小件生产。
液压传动铸型开合机构，开合动作平稳，开合 力大，适用于任何铸型。
—
90
砂型低压 345～374
—
18.5～ — 84～100
铸造
48.7
砂型铸造
—
350～360 —
13
—
砂型低压 铸造
金属型低 压铸造
—
390～395 — 21～24 —
—
440～450 — 17～22 —
低压铸造法
低压铸造法1. 低压铸造法的历史低压铸造法的雏形可以追溯到本世纪初。
适用于铝合金是1917年在法国，1924年在德国提出的申请，但并没有形成大规模的工业生产。
为商业的目的而开始生产是在二战以后的1945年，由英国的路易斯先生创立了阿鲁马斯库公司，开始生产雨水管道、啤酒容器等。
在那以后的五十年代里，奥地利和德国开始生产气缸头。
1958年美国的泽讷拉路默它斯在小型汽车的发动机零件上（气缸头、箱体、齿轮箱）大量运用了铝合金铸件，并采用了低压铸造法。
这件事对至今仍广泛采用的低压铸造法而言是不可或缺的推动，特别是在全世界的汽车工业界引起了极大的反响。
低压铸造法被介绍进我国是1957年左右，但真正引起业界的注意，开始进行各种研究、引进设备是从1960年左右开始的。
但是这种打破了以往常识的划时代的工艺方法，几乎没有冒口，与已经作为一种“技术”确立起来的重力金型铸造的技术相比具有完全不同的难度，因此业界的反应比较冷淡。
在这种状况下，1961年的轻型汽车用空冷气缸头的生产成为低压铸造法在我国实用化的开端。
以后的发展非常迅速，在克服了多个技术难题后，利用低压铸造法所具有的材料利用率高、容易实现注汤自动化等优点，以汽车部件为中心，逐步确立了轻合金铸件的主要铸造法的牢固地位。
目前在铝合金铸件的生产量中，低压铸造品已占了大约50%，并以其巨大的生产量和优良的品质而著称于世。
产品扩大到汽车相关部件，如气缸头、气缸体、刹车鼓、离合器罩、轮毂、进气岐管等。
特别是1970年以后大量应用在轮毂上，并且随着近年来的汽车轻量化和提高性能等要求，在以往从未有过的复杂内部品质和机械性质的严格要求下，气缸头、气缸体上的使用也逐渐增加。
下面解释低压铸造法的基本原理以及说明各构成要素、铸造条件的设定、铸造缺陷的对策等。
2.基本原理如图5.1所示，在密闭的保持炉的熔汤表面上施加0.01~0.05Mpa的空气压力或惰性气体压力，熔汤通过浸放在熔汤里的给汤管上升，被顶入充填进连接着的炉子上方的模具内。
低压铸造技术
低压浇注过程
压力 bቤተ መጻሕፍቲ ባይዱr• 浇注压力 时间 (秒)
• 浇注前等待
升压 • 保压 （浇注延时） • 卸压 • 浇注后等待
（5）模具（铸型）温度及浇注温度 低压铸造可采用各种铸型，对非金属型的工作 温度一般都为室温，无特殊要求，而对金属型 的工作温度就有一定的要求。如低压铸造黄铜 合金时，金属型的工作温度一般控制在：浸完 石墨水后为120 ℃左右 。 关于合金的浇注温 度，实践证明，在保证铸件成型浇满的前提下， 应该是愈低愈好。 （6）涂料（石墨水） 如用金属型低压铸造时，为了提高其寿命及铸 件质量，必须刷涂料（石墨涂层） ；涂料应均 匀，涂料厚度要根据铸件表面光洁度及铸件结 构、大小来决定。
硼B（4-14PPM）: 有晶粒细化、提高磨抛性能及 改善流动性的作用。 太多时： 有增加硬点的危险。
太少时： 1. 不会起得 好的细化效果。 2. 铸造性能 差（即流动性 差） 3. 增加裂纹 倾向 4. 增加收缩 倾向
•
请注意下面的事项：
1、石墨水温度：40-60℃ 2、模具浸完石墨水后的温度120 ℃ 3、水的填充：最好是软化水。 4、合适的浓度：16-22% 5、每天检测浓度，使之在一个稳定的 范围。 6、避免砂子和油性物质掉进水中。 7、使用一定时间后更换。（大约600小 时，视具体情况可缩短）
I.
最重要的参数是： a) b)
压力 浇注____。 延时 浇注____。
而浇注压力和浇注延时又要以 下因素来保证： 高度 a) 模具的____. 液面 b) 石墨槽_____的高度 _____ c) 浇注_____. 温度 d) 模具_____. 温度 厚度 e)石墨层的_____.
f) 模具本身设计的好坏
低压铸造
第二节 低压铸造及差压铸造(新)
一、概述 （一）低压铸造的实质
1.低压铸造的定义 低压铸造是液体金属在压力作用下，完成充 型及凝固过程而获得铸件的一种铸造方法。由于 作用的压力较低（一般为20~70kPa），故称为低 压铸造。 2.低压铸造的实质 低压铸造是介于金属型铸造和压力铸造之间 的一种铸造方法。
（二）低压铸造的原理
录像 演示
五、差压铸造 （一）概述 1.差压铸造的概念 差压铸造又称反压铸造、压差铸造。是在低 压铸造的基础上，铸型外罩个密封罩，同时向坩 埚和罩内通入压缩空气，但坩埚内的压力略高， 使坩埚内的金属液在压力差的作用下经升液管充 填铸型，并在压力下结晶。 差压铸造的实质是低压充型与压力下结晶两 种铸造方法的结合。可获得无气孔、无夹杂、组 织致密的铸件。
1.基本原理 1)合型 2)升液阶段 3)充型阶段 4)凝固阶段 5)顶出
录像 演示
2.特点 1)浇注压力和速度便于调节，适于不同材料的铸型；
2)充型平稳，对铸型冲击小，可有效控制卷气和夹 渣，防止合金氧化，有效克服铝合金针孔缺陷； 3)便于实现顺序凝固，以防止缩孔和缩松； 低压铸造是近无余量铸 4)铸件的表面质量受铸型材料影响较大； 造工艺，适合于生产内 5)一般情况下不需要冒口，使金属液的收得率大 部质量要求较高、尺寸 大提高，一般可达 90％； 精度要求较高的铝镁合 金铸件。 6)劳动条件好，设备简单，设备费用比压铸低，易 实现机械化和自动化。
2.分类 按工作时压力筒内 低压差压铸造：0.5~0.6MPa 中压差压铸造：5~10MPa 充气压力的大小 高压差压铸造：10MPa 增压法差压铸造 按压差产生的方式 减压法差压铸造
3.差压铸造的特点 1)充型速度可以准确控制，以获得最佳充型速度。 2)铸件成形性好，表面粗糙度值低。 3)铸件晶粒细小，组织致密，力学性能高，与低 压铸造相比，铸件抗拉强度可提高1050％，伸 长率可提高2550％。 4)提高了金属的利用率，可减小冒口的尺寸或不 设冒口。 5)能用气体作为合金元素，故可往一些合金（如 钢）中溶入N2，提高合金强度和耐磨性能。 6)设备较庞大，操作麻烦。
压铸模案例研究
压铸模案例研究
案例一：解决嵌件安装问题
某模具在生产过程中，出现了产品尺寸长短不一的问题。
经过现场排查，发现模具底孔与嵌件的配合公差较小，操作者快速将嵌件安装进去后，底孔内的空气无法排除，形成一个空气压缩后的气垫，将嵌件从安装孔中弹出。
为了解决此问题，模具的底部增加了一个排气通道，使孔内的空气能从此通道顺利排出，从而杜绝了类似问题的发生，保证了产品质量。
案例二：优化轮毂压铸模具设计
轮毂是摩托车上一个常用的零部件，过去一段时期，轮毂压铸模具常在短期内发生局部龟裂。
为了解决这一问题，企业采用了先进的模拟仿真技术，成功预测了汽车零部件在不同工况下的应力和变形情况，从而通过优化设计，减轻了零部件的重量，提高了燃油效率。
这不仅提高了铸件的外观质量，还增强了产品的市场竞争力。
案例三：引入增材制造技术
在电子行业，某企业成功引入增材制造技术，打破了传统模具制造的限制。
通过这一技术，企业创造出了更为精巧复杂的外形，使产品更具竞争力。
这种创新的压铸模具设计实现了产品的质的飞跃，为企业带来了巨大的商业价值。
总结：
压铸模的设计和制造是一项复杂的工程任务，需要深入理解材料、工艺和生产需求。
通过不断的研究和创新，企业可以解决各种挑战，提高产品质量和降低生产成本。
在未来的工业生产中，随着新技术的不断涌现，压铸模的设计和制造将更加精密、高效和环保。
汽车发动机缸体模具设计及低压铸造工艺
汽车发动机缸体模具设计及低压铸造工艺摘要：目前，对于汽车铝合金发动机缸体采用压力铸造的方法较为广泛。
因此，压铸造工艺在汽车发动机缸体铸造中的应用过程，通过缸体模型合理的设计，调整与优化相关工艺参数，可以达到提高合格率的目的。
关键词：汽车发动机；模具设计；低压铸造工艺引言下缸体是汽车发动机上的重要零件,其上部与气缸体、下部与油底壳相连；气缸体与下缸体之间安装有曲轴。
下缸体在发动机工作过程中的特点是：处于高温状态下工作,承受较大的热冲击作用和承受较大的力,工作条件较为恶劣。
下缸体对气密性要求较高。
另外,此铸件在缸体的螺栓孔处及水泵孔凸台处较为厚大,极易产生铸造缺陷。
选择低压铸造工艺方法,采用合理的工艺参数、模具结构及局部快冷生产此铸件,不仅能解决铸件上厚大部位铸造缺陷的问题,同时也能满足此铸件组织致密性的要求。
1汽车发动机缸体结构本次研究以GM-L850发动机下缸体为例，铸件重为10.3 kg，轮廓尺寸为471 mm,371 mm和91mm，壁厚平均为4.0 mm。
材质是铝合金，这种材料具有力学性能好以及铸造工艺性能好的特点，因此，在汽车发动机铸造中应用比较广泛。
为了满足具体的工艺条件，在结构设计中进行的主要措施有两个：①在曲轴孔半圆处对工艺余量增加，以能够在下部形成一个厚大部位；②为了能够对模具结构简化，可以不铸出产品机械加工斜孔。
发动机铸件结构如图1。
2发动机缸体铸造模具设计铸造模具设计中所采用的是UG软件CAD模块，依照具体的工艺和产品毛坯三维模型，实施分型拆模，从而得到模具型芯、型腔、滑块以及镶块等，之后将这些模具分型与标准或者是非标准零件结合实施装配，经过一系列干涉检查、成型分析等流程之后，也就能够获取模具。
在进行模具三维设计中，重点是要表而形成分模成型特征，其他特征则较易实现。
汽车发动机缸体模具工作流程如图2.3模具设计3.1模具结构形式为了顺利开模，模具分型要采用多分型面，模具有6个方向开模，分别是：底模、顶模、右模、左模、前模及后模（具体模具结构见图3）。
低压铸造工艺设计毕业论文
摘要本文运用反重力铸造技术-低压铸造来对铝合金铸件带轮的铸造工艺进行方案设计，包括分型面、浇注位置的选择、各项铸造工艺参数的确定以及浇注系统的设计.根据铸件形状较复杂的特点，在进行实验浇注时设计了两个浇注方案即两个内浇道或者一个内浇道，并同时进行调压和重力铸造浇注，以方便比较。
根据实际零件建立了铸件的三维模型，并用View-cast铸造模拟软件对铝合金铸件带轮的充型过程进行了模拟计算.模拟结果显示,充型过程平稳,没有明显的液相起伏、飞溅.根据数值模拟结果并结合理论分析,铸件中没有缩孔、缩松等缺陷，铸造工艺方案和浇注工艺参数的设计合理。
关键词：低压铸造;铸造工艺；实验浇注；充型过程；数值模拟AbstractIn this paper，anti—gravity casting technology，low pressure casting technology was used to complete the design of the casting of an aluminum alloy casting wheel，which include choice of Sub-surface and casting position，determining all of the parameters of the casting process，and the design of the casting system。
For the complex shape of the casting，when conducting experiments was designed to use two runners and one ingate for casting in one time, and at the same time，surge and gravity casting was used to make it easier to compare. For sand shell moulding, the mode of same time freezing was generally used. Build the Three-dimensional model of the casting, then simulate and calculate the filling process of casting。
低压铸造工艺
低压铸造工艺一、低压铸造概述低压铸造是一种将熔融金属注入模具中的工艺，它是高压铸造和重力铸造的一种改进方法。
它可以生产出精度高、表面光滑、无气孔的铸件。
在低压铸造中，金属在一个加热炉中熔化，然后被输送到一个模具中，通过一个填充头注入到模具中。
当金属冷却并凝固时，就形成了所需的零件。
二、低压铸造工艺步骤1. 模具制备首先需要制作一个可用于低压铸造的模具。
这个模具必须能够承受金属液体的高温和高压，并且要有足够的强度来保证零件质量。
通常使用耐火材料制作模具，并在其内部涂上一层特殊材料来防止金属黏附。
2. 加热炉准备为了将金属加热至足够高的温度以使其能够流动，需要准备一个加热炉。
加热炉通常使用天然气或电力来提供加热能源。
在炉子中加热金属时，需要确保其达到足够的温度以使其变成液态。
3. 金属熔化将金属放入加热炉中进行加热，直到其完全融化为止。
在这个过程中，需要不断搅拌金属以确保其均匀地被加热和融化。
4. 模具预处理在将金属倒入模具之前，需要对模具进行预处理。
这个过程包括清洗模具并涂上一层特殊材料来防止金属黏附。
然后将模具放入低压铸造机中准备注入金属。
5. 金属注入当金属完全融化并且模具已经准备好时，可以开始注入金属了。
在低压铸造中，使用一个填充头来将金属注入模具中。
填充头通常由一些孔洞组成，通过这些孔洞可以控制流量和速度。
6. 零件冷却当金属完全填满模具并且已经冷却下来时，就可以取出铸件了。
通常需要等待一段时间以确保铸件已经完全冷却并凝固。
然后可以从模具中取出铸件。
7. 零件后处理最后，需要对铸件进行后处理。
这个过程包括去除任何多余的材料和表面处理。
通常需要使用机器或手工工具来完成这些任务。
三、低压铸造优点1. 精度高：低压铸造可以生产出精度高、表面光滑、无气孔的铸件。
2. 生产效率高：相比于其他传统的铸造方法，低压铸造的生产效率更高。
3. 节省成本：由于其生产效率高，因此低压铸造可以节省大量的时间和成本。
铝合金轮毂低压铸造模具的冷却方法探索
铝合金轮毂低压铸造模具的冷却方法探索摘要：针对铝合金轮毂低压铸造，铸件的加工面容易产生表面热收缩，进而涂装后外观上产生气孔，造成产品报废的问题，对低压铸造模具的冷却方式进行了研究。
结果表明，通过改变模具下模的冷却方式以保证铸件表面的顺序凝固，从而消除工件表面热收缩现象，大幅提高了铸造的合格率。
关键词：铝合金轮毂；低压铸造引言在铝合金轮毂进行低压铸造时，铝合金的表面由于受热产生热收缩，即变形，热收缩后就会产生气泡，造成成品的报废。
这种情况给轮毂铸造工厂带来很大的损失，严重影响工厂的经济效益，所以必须认真研究解决这一问题。
经过研究，发现改变模具的冷却方式，可以使铸件表面按顺序冷却，从而减轻瞬间冷却带来的弊端，不再产生气孔，实现铸件表面光滑，使产品合格。
1铝合金轮毂的优势许多人开车开到一段时间以后，就会对汽车进行改装，尤其轮毂的改装最为常见，将原有的轮毂改造成铝合金轮毂后，不仅使汽车更加美观，而且驾驶的感觉更为舒适。
这是因为相对于其他金属，铝合金运用在轮毂上的优势非常多。
从元素上看铝合金是以铝为基体元素，再加入一种或多种合金元素组成的合金。
铝最大的优点就是密度较小，大约只有铁的0.33，铁的熔点比铝的熔点要高很多，铝的熔点只有六百六十摄氏度，由于铝的性质偏软所以不能直接做刚性材料，所以需要加入其他金属弥补它的缺陷，所以铝合金就应运而生了。
铝合金既保留了铝的优点，不易腐蚀，质量轻等，又让其具有以下一些优势：强度高，其性能不亚于优质钢材料，可塑性好，导电性好，有着非常强的再加工特性、另外铝合金还拥有非常好的导电导热性。
这些优势让铝合金逐步成为了汽车，航天等工业不可替代的金属材料。
铝合金轮毂的优势主要包括：1）重量轻。
铝合金轮毂轻巧，比起同尺寸的钢轮毂，其质量要轻出两千克，这样的质量差异使得铝合金轮毂的惯性和阻力都会有所减小，汽车的驾驶更加方便，减少驾驶员的疲惫之感，还会减少油耗。
2）精度和强度更高。
铝合金轮毂的精度与强度比钢轮毂要高出许多，这是由于其铸造工艺特点决定，而且抗震性能良好，车轮会因此减少来自路面的冲击，减少驾驶员的疲惫感，即使路况很差，也不会很颠簸。