关于低压铸造铝合金车圈技术问题的讨论

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作者简介：谭群锋（1975-）男 ，汉，湖南湘潭人，宁波凯利机械模具有限公司，技术员，大专学历，模具设计和制造

摘要：目前，低压铸造被认为是一种铝合金车轮铸造工艺，国内外往往普遍的将这种工艺和重力铸造相结合使用。发达国家已经大部分利用这种低压铸造工艺对汽车铝合金车轮进行铸造。随着这几年汽车生产产业的突飞猛进，低压铸造工艺在国内也被大量投入使用。低压铸造它是在一定的压力作用下使液态的金属被压进模具造型中。与普通型的压力铸造相比，压力铸造的压力要低很多，填充的时间少长一些。

关键词：低压铸造；铝合金；车圈；技术

低压铸造技术得到很大的发展，形式各样。在制造国外的低压机在质量和性能上明显要比国内的低压机更加优越，但是，在某些技术性环节上，国产机的低压铸造技术基本上与国外的同种技术接轨。本文是借鉴在国内众多车圈制造厂以及试制部门的理论和实践经验，并且参照国外的制造设备及生产工艺，对低压铸造铝合金车圈的技术问题进行了深刻的探讨。

一、低压铸造所需基本设备

对于铝合金车圈不同的结构，低压铸造机应该具备能够水平开模的功能。为了使铸件保持持久不变形以及进行开模之后铸件停留在模型上，需要水平芯缸稳定在动型模板上，能够随时在低压机动模板的伴随下一起运动，在开模之后再对其进行抽芯。

（一） 液面可进行加压的装置

从近几年来看，国内的可以进行液面加压的装置有好多种，但主要的问题是在这些多种形式的液面加压装置中被设计者所忽略并且难以解决的，正是对各种加压的安排设计往往只是能够在控制台上体现，压缩的空气被引进到保温炉中就不单单是提前设计好的加压曲线了，铝合金的液体更不能随着原先的计划进行活动。造成这种情况的原因主要是稳压阀和大型流量加压阀的流量不够；管路所受的阻碍比较大；保温炉中的容量太大。

设计者曾经运用多家液面加压装置根据不同的保温炉进行现场的研究与测量，观察保温炉内的气压表和记录仪，大多数人对于保温炉内的实际增压的速度太慢这一问题容易忽略。低压铸造件存在太多的缺陷，更有很少的人会顾及到增压不及时这一条件。更加严重的是在车圈竹简上被动的加上冒口等这些问题都和增压有着重要的联系。

（二） 低压铸造机的保温套与升液管道

最近既便宜又好的升液管应该算球铁升液管，在球铁升液管的内外表面进行染料的喷涂，需要频繁的更换，它的寿命要比钢质的升液管好得多。近几年来先进的复合型陶瓷升液管，升液管的内表面不需要喷涂染料，但是外表面仍旧需要喷料，这已经是目前的一大进步，价格也相对合算。如今，大部分的工厂已经不再使用电阻丝作为保温套的加热部件，变为利用高温的电热管，这样使保温套加热的温度可以稳定在一定的标准上，并且使用时间可以加长。

（三） 低压机保温炉加强密封

近几年，国内有的制造厂利用电炉炉体密封，也有的利用坩埚进行密封。前者因为前一个利用石墨坩埚，能够保护铝合金不至于增铁，并且坩埚不需要对它经常地清理和进行染料喷刷，是这种生产因素达到优化的效果。但是炉内的容量比较大，应该配置相应的液面加压装置，不然在进行铸造时增压时间延长就会不利于铸件的完成。而利用坩埚密封就需要采用铸铁坩埚，较长时间的保温就会导致铝合金增铁。坩埚进行密封的体积较小，增加压力的速度飞快，有助于增加铸件的质量。

二车圈低压铸造的模具设计

（一） 模具的结构要求

在进行对低压铸造铝合金车圈的模具制造所需的零件要求和其技术性的全面分析，需要确定型腔应该采用瓣合结构左右滑块型芯因为抽芯力比较大，所以利用液压缸抽芯结构，同时运用行程控制开关对抽芯和合芯进行自动式控制，以达到增加生产效果的目的。大多数利用型芯成型，型芯要分别装设在定和动抹镶块内部并且要和定动模套板压紧配合。

（二） 模具的冷却系统设计

目前模具的生产量大，散热量也大，因此，模具应该利用水冷却设计，水管的内径取11mm，水道的直径取10mm，定模型芯利用点运水管进行冷却，这种设计的目的是对局部产生冷却的效果，必须要对局部进行冷却之后，它的冷却通道才能够使模具实现热平衡。

（三） 溢流系统设计

因为铸件呈现的是环形结构，并且左右滑块型芯利用它进行抽芯，因此，铸件要分为2个分型面，目的是有利于溢流排气，应该在动定模镶块上设计溢流槽，进行环形装置。顾虑到排气槽布置的数量太少，就将溢流槽用截面把溢流口样式的小的溢流槽连通开，共同用同一个排气槽。为了使溢流发挥更好的效果，排气槽应该布置为阶梯状。

三低压铸造铝合金车圈所需工艺

（一） 加压曲线的安排与设计

因为国内的液面加压装置确实不能够保持在1～2s内，如果在保温炉内将压力迅猛增加到保压压力。目前，在液面加压装置上作出调整，从气源处重新开辟出一条通往保温炉内的气道，它主要包括稳压阀管路电磁阀和压力继电器等部件，它们的结合能够迅速增压。

（二） 控制模具的温度和进行喷料

模具的表面温度应该控制在300～350℃，在对它进行铸造之前要实现喷砂清理和喷涂料，并且在一定温度下加热2到3个小时的时间。为了使首件成功完成，要在从烘炉中取出到安装在低压机上铸造第一件这段时间内不得超过30分钟。

（三） 铝合金的使用

近几年来，轮圈大多数都利用ZL101A。合金的规格必须要控制Fe小于0.2%，这样才能够使合金在各种状态下都能够进行延伸。另外要考虑使用多种变质剂对初生相和共晶体进行细化。

结束语：

铝合金铸造是我国拥有发展前途的一项铸造工艺，铝合金的车圈的铸造生产随着汽车行业的发展也会得到很大的发展空间。总之，低压铸造铝合金车圈技术是由多种技术结合而成的，存在很大的整体难度，需要细致入微的进行实践工作，这样才能能够实现铝合金车圈的设计和生产。在发展低压铸造设备的同时需要借鉴国内外先进的经验，并且进行创新，这样才能够是我国的铸造技术得到较好的提升。

参考文献：

[1] 唐多光，李庆春.特种铸造及有色合金[J].中国机械工程学会铸造专业学会武汉机械工艺研究所.2008（3）.

[2] 唐多光，陈福良.特种铸造及有色合金[J]中国机械工程学会铸造专业学会武汉机械工艺研究所.2004（2）.