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铝合金车轮挤压铸造工艺
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摘 要 采用挤压铸造代替压力铸造生产铝合金车轮,不仅克服了压铸件内部容易形成气孔和氧化夹杂的缺陷,而且提高了成品率及材料利用率。介绍了铝合金车轮挤压铸造的模具结构及设计参数,分析了挤压铸造的工艺参数及选择依据。

  关键词:铝合金车轮 挤压铸造 模具结构

  目前,国内卡丁车(类似碰碰车)都从国外进口,其中铝合金车轮是一个重要零件。过去,国外采用压力铸造生产该铸件,铸件质量差,且成品率低,劳动强度大。针对该铸件的结构特点和性能要求,如何提高其产品质量、降低原材料消耗、节约能源、提高劳动生产率及降低铸件成本,是当前生产中的关键。从研制的情况可知,采用挤压铸造代替压力铸造是今后制造铝合金车轮行之有效的工艺。

  1 车轮材料、要求及铸件设计

  图1所示为铝合金车轮零件图。车轮不仅有较高的性能要求,而且形状十分复杂。

图1 车轮零件图

图1 车轮零件图

  车轮材料的化学成分(质量分数)为:1.5%~3.5%的Cu,10.5%~12.0%的Si,<0.3%的Mg,<1.0%的Zn,<0.5%的Mn,<1.3%的Fe,<0.5%的Ni,<0.5%的Sn,其余为Al。力学性能要求:σb>276 MPa,σs>115 MPa,σ>4.4%,HB>92。

  该车轮内外形的尺寸精度较高,都应加放加工余量及余块。按挤压铸造工艺的要求,把形状复杂的车轮零件图设计如图2所示的铸件图。

  由该图可见,为便于从铸件内孔脱出及简化模具加工,把原来的阶梯轴孔设计成圆柱形中心孔,其直径为φ30 mm,内壁斜度为3°[1]。

图2 车轮铸件图

图2 车轮铸件图

  2 模具结构及设计参数[1]

  2.1 挤压铸造模具结构

  铝合金车轮挤压铸造的模具结构如图3所示。它主要有凸模、右凹模、顶杆镶块和左凹模组成所要求的型腔。左凹模和右凹模分别固定在左凹模定模板和右凹模动模板上,左凹模定模板用螺钉紧固在下模板上,右凹模动模板经过侧缸在导柱上实施开启及闭合。


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