一种铝车轮连铸连锻成形工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108580843A(43)申请公布日2018.09.28(21)申请号201810204231.2(22)申请日2018.03.13(71)申请人中信戴卡股份有限公司地址066318河北省秦皇岛市开发区龙海道185号(72)发明人杜德喜朱志华(51)Int.Cl.B22D18/02(2006.01)B22D18/04(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图4页(54)发明名称一种铝车轮连铸连锻成形工艺(57)摘要一种铝车轮连铸连锻成形工艺方法，结合了铝合金液低压充型平稳的优点，利用锁模环和加压模块挤压变形锻造的强化作用提高铝车轮材料力学性能质量接近锻造水平，其中，借助锁模环和锁模锥封闭模具型腔，将挤压锻造压力作用在封闭型腔内的铝合金表面，降低了设备合模吨位要求，设备成本远低于锻造设备，与铸造设备成本持平。CN108580843ACN108580843A权利要求书1/1页1.一种铝车轮连铸连锻成形工艺，包括低压充型和挤压锻造，其特征在于：铝合金融液进入模具，直至充满型腔，在低压下保压一段时间；再落下边模锁模环、中心锁模锥，将铝合金液完全密封在模具型腔内，撤销保温炉内的低压气压压力，在顶、底模具相应轮辐两侧位置开启强制水冷，待顶、底模具温度介于铝合金液固共存状态下，落下顶部加压模块实施挤压变形强化，直至铝合金液完全结晶凝固，开模取件;锁模环与四个边模以斜锥面配合，锥角界于10°至15°之间的范围内，中心锁模锥与中心浇口以斜锥面配合，锥角界于0°至5°之间，铝合金处于液固共存状态的顶、底模温度，界于570℃至610℃之间。2.如权利要求1所述的铝车轮连铸连锻成形工艺，其特征在于：锁模环与四个边模以斜锥面配合，锥角界于12°至15°之间。3.如权利要求1所述的铝车轮连铸连锻成形工艺，其特征在于：中心锁模锥与中心浇口以斜锥面配合，锥角界于0.5°至5°之间。4.如权利要求1所述的铝车轮连铸连锻成形工艺，其特征在于：铝合金处于液固共存状态的顶、底模温度，界于600℃至610℃之间。5.如权利要求1所述的铝车轮连铸连锻成形工艺，其特征在于：加压模块落下的低速加压阶段行进速度设置0.1mm/s至0.2mm/s。6.如权利要求1所述的铝车轮连铸连锻成形工艺，其特征在于：加压模块落下的高速加压阶段的行进速度设置为0.5mm/s至0.7mm/s。2CN108580843A说明书1/2页一种铝车轮连铸连锻成形工艺技术领域[0001]本发明涉及一种铝车轮成形工艺。背景技术[0002]车轮是汽车行驶系统的重要安全零件，通常对其材料力学性能表现要求严格。另外，汽车行业的减重要求下车轮的材料更多地采用铝合金替代钢材。从铝车轮的主流制作工艺上，又分为铸造铝合金的低压铸造工艺和变形铝合金的锻造工艺。[0003]低压铸造，通过干燥压缩空气将保温炉内的铝合金液压入模具型腔内，再保持一定压力条件下通过创造顺序凝固条件来将铝合金液转化为铸件，其特点是保压压力通常不超过一个标准大气压，而铸造铝车轮轮辐的屈服强度通常在200MPa左右，延伸率7%。[0004]锻造，将变形铝合金棒料通过锻压、旋压等工艺的固态成形技术，其特点是压力机吨位较高，设备投入成本较大，但其锻造铝车轮的材料力学性能表现更优，锻造铝车轮轮辐的屈服强度通常在300MPa左右，延伸率10%。发明内容[0005]基于上述背景，本发明要解决的技术问题是，克服低压铸造成形保压压力低，提升铸件材料力学性能接近锻造水平，且保持低压铸造工艺的成本水平的方法。[0006]本发明采用的技术方案是：一种铝车轮连铸连锻成形工艺，铝合金融液进入模具，直至充满型腔，在低压下保压一段时间；再落下边模锁模环、中心锁模锥，将铝合金液完全密封在模具型腔内，撤销保温炉内的低压气压压力，在顶、底模具相应轮辐两侧位置开启强制水冷，待顶、底模具温度介于铝合金液固共存状态下，落下顶部加压模块实施挤压变形强化，直至铝合金液完全结晶凝固，开模取件。[0007]为了快速切换铸造和锻造工艺转化，提高产品材料组织性能，在铝合金液完全充满型腔时，通过安放在顶模的热电偶可以同时探测到温度有较大幅度的快速跃升，将此信号传递给设备工控机，并发布指令，边模锁模环落下挤压四个边模。[0008]锁模环与四个边模以斜锥面配合，锥角界于10°至15°之间。[0009]中心锁模锥与中心浇口以斜锥面配合，锥角界于0°至5°之间。[0010]铝合金处于液固共存状态的顶、底模温度，界于570℃至610℃之间。[0011]底模加压模块的落下速度可分为先低速加压，再高速加压。低速加压阶段的行进速度设置为0mm/s至0.2mm/s。高速加压阶段的行进速度设置为0.5mm/s至0.8mm/s。[0012]按照