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低压轮毂模具材料、斜度、冷却系统等参数介绍

发布者:卡客车轮毂品牌厂家 发布时间:2018/12/12 10:48:08 点击:4

       汽车铝合金轮毂通常用压铸模具(即常说轮毂模具)生产。相应轮毂模具的加工,应充分考虑铝合金汽车轮毂的产品特点,进行合理的加工刀路设置,保证模具表面精度及尺寸精度。

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      一:模具材料

  铝液温度一般在680~730°C的范围内。模具温度在低压铸造时更显得重要。从方向性凝固的观点来看模温分布是从浇口往上型方向变低,一般而言浇口480~520°C,下模400~450°C,侧模350~400°C,上模250~350°C。模具材质选择热作模具钢且现在模具的寿命要求在2.5万件/套,下模是整个产品造型保证的基本,热处理要求:先细化晶粒,再调质处理,硬度 HRC44-46,上模热处理要求:调质处理,硬度 HRC28-32,通常上下模具选择H13,侧模基本为毛坯面需要最终精加工,硬度 HB=241-286,故大多选择35CrMo。

  H13是热作模具钢,执行标准GB/T1299—2000。统一数字代号T20502;牌号4Cr5MoSiV1;合金工具钢简称合工钢,是在碳工钢的基础上加入合金元素而形成的钢种,H13模具钢用于制造冲击载荷大的锻模,热挤压模,精锻模;铝、铜及其合金压铸模。系引进美国的H13空淬硬化热作模具钢。其性能、用途和4Cr5MoSiV钢基本相同,但因其钒含量高一些,故中温(600度)性能比4Cr5MoSiV钢要好,是热作模具钢中用途很广泛的一种代表性钢号。

  35CrMo合金结构钢执行标准:GB/T3077-1999,35CrMo合金结构钢,有很高的静力强度、冲击韧性及较高的疲劳极限,淬透性较40Cr高,高温下有高的 蠕变强度与持久强度,长期工作温度可达 500℃;冷变形时塑性中等,焊接性差。

  二:拔模斜度

  铝液在模具中凝固成铸件,冷却后紧包在模具上。为了保证产品从下模脱离而不会损伤表面造型,下模的拔模斜度最小保证7°以上,铸件随上模带起以后需要在顶料系统的作用下脱离上模,最小的拔模斜度保证7°以上。

  三:保证铝液流通通道和排气

  低压铸造是铝液通过压力由浇口位置流向轮辋,再由轮辋向浇口实现顺序凝固,由于充型过程中会存在铝液温度的损失铝液会凝固,若是铸造通道设计的不合理就会在轮辋部位和轮辋与辐条交接位置产生缺陷。在设计时要保证浇道位置和横浇道位置有足够的横截面积,以保证实现顺序凝固不会存在内部缺陷。细辐条比较窄横截面积小,轮辋与辐条交接位置会产生缩松,为保证产品质量,在大辐条和小辐条中间的窗口位置加一个封层(增大毛坯加工余量)增大铝液通道。

  模具的排气系统包括上模的排气塞和排气线设计,边模的排气线设计。排气系统使模具在低压条件下保证内部压力梯度和在上下模和侧模闭合后,铝液通过压力流入型腔过程空气排出,是铝液充填顺畅的关键部分及避免出现气孔和欠铸现象。

  四:模具的冷却系统

  冷却系统使模具在铸造生产过程中保证模具工作状态时达到合理的蓄热量和顺序凝固从而保证铸件达到产品图样的冶金要求。包括上模,下模和侧模中的冷却设计,目前冷却方式为风冷,水冷,水雾冷却。目前大多工厂使用风冷方式,但是模具在现场铸造生产过程中,因轮毂铸件安装盘位置比较厚,在冷却过程中,会形成很大的热节。为了提高现有模具生产效率,轮盘位置冷却强度,部分工厂开始研发水雾冷却新结构模具。水雾冷却结构各项指标,能达到模具现场铸造使用要求,其连续生产的稳定性和有益效果。轮毂铸件安装盘位置的水雾急速高强度冷却,使合金溶液快速凝固提高了铸件轮盘凝结组织致密性,材料延伸率提高2%~3%。为提升产品综合物理性能,实现产品轻量化作技术准备。

  五:模具的配合间隙

  如何保证模具的使用性能是自模具设计开始之初就必须考虑的问题之一,因此与模具使用相关的部件配合公差关系、导向机构、顶出机构等的设计是够合理,模具加工是够保证尺寸和公差要求非常关键。因此模具各部件之间的间隙要适当,过小则因装配误差而相碰或咬住;过大则合铝液通过间隙喷出,造成事故;或者在间隙中产生纵向毛边,减小加压效果,阻碍卸料。在模具设计时应充分考虑到模具材料的热膨胀,例如H13的热膨胀系数为6‰,在设计上下模配合间隙时通常冷模合模后修正模具保证上下模间有0.3mm的间隙保证在热状态下不会产生毛边。在设计模具的导向机构是要根据模具使用厂家的设备情况,若是设备老化严重会影响精度就会下降,导向机构配合间隙过小会是导柱拉伤影响模具的运作,在设计时应加大配合间隙。

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