铝合金车轮低压铸造工艺
目录
铝合金车轮低压铸造工艺
1 低压铸造工艺
1.1 低压铸造原理
1.2 低铸汽车铝合金轮的工艺特点
1.3 汽车铝轮低压铸造工艺设计
1.4 汽车铝轮低压铸造模具设计
1.5 铝轮低压铸造工艺过程
1. 模具检查
2. 模具喷砂
3. 模具的准备
4. 模具涂料
5. 涂料性能和配比
6. 涂料的选择
7. 模具的预热和喷涂
1.6 开机前的准备工作
1. 保温炉的准备
2. 陶瓷升液管的准备
3. 设备和工艺工装的准备
1.7 铝车轮低压铸造液面加压规范
1. 加压规范的几种类型
2. 铝车轮低压铸造加压规范的设定
3. 设计铝轮低铸加压曲线的步骤
4. 铝轮低铸工艺曲线实例
1.8 铸件缺陷分析，原因及解决办法
1. 疏松（缩松）的形成与防止
2. 缩孔的形成与防止
3. 气孔的形成与防止
4. 针孔的形成与防止
5. 轮毂的变形原因及防止
6. 漏气的产生原因及防止
7. 冷隔（冷接，对接），欠铸（浇不足，轮廓不清）的形成与防止
8. 凹（缩凹，缩陷）的形成与防止
铝合金车轮低压铸造工艺
铝合金车轮制造技术是多种多样的，而铝车轮的铸造工艺，目前主要有两种：一种是金属型重力铸造，一种是低压铸造。我们主要是做汽车铝合金车轮，制造工艺采用的
是低压铸造。我们教材面向的对象主要是我们公司的员工，所以对工艺技术的介绍是有针对性的，介绍的方法也是不一样的。
1 低压铸造工艺
1.1 低压铸造原理
低压铸造是将铸型放在一个密闭的炉子上面，型腔的下面用一个管(叫升液管)和炉膛里的金属液相通。如果在炉膛中金属液面上加入带压力的空气，金属液会从升液管中
流入型腔。待金属液凝固以后，将炉膛中的压缩空气释放，未凝固的金属从升液管中流回到炉中。控制流入炉膛空气的压力、速度,就可以控制金属流入型腔中的速度和压力，并能让金属在压力下结晶凝固，压力一般不超过 1 /。这种工艺特点是铸件在压力下结晶，组织致密，机械性能好；低压另一个特点就是用一个升液管将铸型直接和炉膛连通，在压力的作用下，直接浇注铸型，不用冒口，浇口也很小。所以金属的利用率高。
1.2 低铸汽车铝合金轮的工艺特点
汽车铝合金车轮的结构特征：汽车铝合金车轮有大有小，有正偏距，有负偏距，有二片式，有三片式，都是圆形铸件，轮缘是均匀壁厚，面积比较大，轮辐比较厚，轮辐和轮缘交接处热节都比较大。而铝轮毂的浇注系统只有一个小浇口，没有冒口。轮辐多半作为横浇道，但是轮辐的位置是由轮毂的结构所决定的，不是由铸造工艺的设计者来决定的。因此偏距小，或负偏距车轮，会让铸造工艺设计者很头痛。然而轮毂的正面为装饰面，一般要求较高，要求精加工、车亮面、抛光、电镀，而低压铸造正好可以把轮毂的正面放在下模，放在浇口的旁边，在压力下结晶，得到致密的组织。使得低压铸造轮毂正面加工以后，表面质量，表面光洁度都比较好。
1.3 汽车铝轮低压铸造工艺设计
工艺设计之前，轮毂设计之初，需考虑与轮毂相关的几个基本内容。首先要正确的计算结构强度，这是影响到它生产出来以后安全使用的问题，另一个重要问题是否方便于铸造工艺，是否有利于机加，抛光和电镀，是否有利于减少废品降低成本，提高铸件整体质量，设计一款美观的车轮是不能不考虑它的铸造、加工工艺性的。
1.4 汽车铝轮低压铸造模具设计
模具设计之前工艺方案是重大的原则问题，方案错了，整个模具设计将全功尽废，如果设计不当，不从铸造工艺角度上去考虑，会极大地影响铸造厂去生产出完美的致密的铸件来。所以在确定模具的设计方案之前，要请专家和现场工作者进行评审。根据产品结构的特点（要注意完全符合顺序凝固条件的产品结构是很少的）评审出一个能创造顺序凝固条件的模具设计方案。模具设计者要深黯与[FS:PAGE]之相关的铸造设备和铸造工艺，设计者要多到现场去请现场的工作者指导。动手设计时要对以下方面进行考虑：
1. 在轮毂的零件图上画出轮毂各部份的加工余量；
2. 在上下模和型芯各个部位，需要考虑适当的拔模斜度；
3. 为了考虑铸件的顺序凝固，对铸件壁厚要通过"补贴"调整圆角，减小热节等措施来尽量符合"壁厚梯度"原则，还要在铸件补缩的距离上给予适当的壁厚考虑，在必要的地方要考虑风冷或水冷，总之整个模具从轮缘到浇口要创造一个顺序凝固的温度场。
4. 铸型的排气，特别在大平面或死角部分；
5. 在铸件的凸台部份考虑是否用铜块，增加冷却速度；
6. 工艺设计时，还须考虑机加时工件的装夹和定位点；有关模具设计的问题在另一节再详细介绍。
1.5 铝轮低压铸造工艺过程
低铸工艺的第一步是模具准备工作,内容包括模具的检查、喷砂、喷涂料、预热、模具的上下机等。
1. 模具检查
下达模具的生产编号以后，要检查模具的组装配合尺寸，特别是工厂有几千套模具，很多共用模架，特别容易张冠李戴。还须检查产品编号、模具编号、侧模、模芯的偏距，刻字等是否和图纸、参数表、生产计划一致。
2. 模具喷砂
喷砂前，将模具的顶杆复位，模具应无油污脏物（如果有油污，应先进炉烘烤，烘烤温度400500℃，时间 3 小时），砂子采用 60＃金钢砂，风压大于0.5MPa。喷砂后，表面要求无残余涂料、油污、脏物，用压缩空气吹干净模具上的金钢砂。如图 1 所示。
3. 模具的准备
模具准备是确保产品表面质量的极其重要的手段，国外同类厂常常委派相当经验的人员来完成该工序的操作，模具准备不充分，不仅给后工序带来极大麻烦，且直接给产品表面质量带来无法弥补的后果。
图 1 喷砂
图 2 涂料的配比
模具的准备有两种情况，一是新模具，另一种是从机台上拆下来的模具。搬移模具时须垫上橡胶板或木板，防止损伤模具，特别是要求对型腔面严禁磕，碰伤，要轻拿轻放。维修和装配模具时，不得用铁锤，或其它硬物直接敲打模具，敲打时必须用铜棒。模具的分型面和各个配合面上的粘铝，要用铲子铲干净，不得残留有粘铝，在清理过程中，要精心操作，不得铲伤型腔面，分型面，配合面。模具的型腔面有腐蚀，损伤的须用相应的焊条补焊后，修复成原样，并打磨光滑。对型腔面有"铝蚀"的小凹坑，必须用砂纸打磨，不留痕迹。装配模具时，检查冷却系统各路（水、风）管（通水、通风）状况良好，不得有漏风，漏水堵塞现象。对冷却管内因污垢而缩小通道的现象，一定要除垢处理后方可使用，以免影响冷却效果。装配下模时，铁浇口套须装到位，各连接固定螺栓拧紧，陶瓷浇口必须安装正，并卡紧，装到位，接口处须用高温水泥或用氧化锌粉抹光滑，不得有松动现象。铁浇口套必须完好，无腐蚀、粘铝、变形等现象。
4. 模具涂料
在有色金属铸造行业里，使用金属型的地方，在它的型腔里，分型面都要使用涂料。就我们铝轮毂低压铸造的铸型而言，涂料有如下作用：
(1). 防止铝合金对型腔的腐蚀，增加铸型的寿命，起着保护模具的作用；
(2). 防止铝合金粘结在型腔或分型面上，使生产能连续快速进行；
(3). 调节顺序凝固的温度场，创造无缩松的铸件；
(4). 涂料使型腔里有一层隔热的保护组织，使金属液易于平稳地流入广大型腔，增加金属液的流动性，增加金属液的填充性能；
(5). 金属液往型腔里填充时，涂料能包容一些型腔和金属中析出的一些气体，减少气孔；
(6). 减薄局部热节处的涂料或采用快冷涂料，可以减少或消除局部的热节处的缩松；
(7). 保温涂料可延缓浇口的冷却速度，涂料是当前唯一可用的法宝；
(8). 涂料有利于脱模，特别是石墨涂料 DYCOTE 11#涂料，可以减少飞边的产生和粘铝。
5. 涂料[FS:PAGE]性能和配比
我们使用的涂料基本上是深圳派瑞克有限公司研制的 DY08（39#），DY05（34#）。涂料都是水基耐磨性涂料，是以隔热性的无机晶质材料及粘结剂为主要成份，经特殊工艺制成的糊状，经调配喷涂以后在模具表面形成一层保护组织，DY08（39#）由于颗粒特别细及耐热性能良好，有较强的粘附性，常用其为打底涂料。DY05（34#）是一种含有高效保温材料的涂料，通过调整喷涂不同的厚度，可使模具形成合理的金属结晶的温度场，有利于金属的顺序凝固，此涂料常作为铸型的面料。
上述两种涂料是两种功能互补的涂料，两者配合使用才能发挥最佳的效果。
6. 涂料的选择
涂料的选择应考虑如下事项：
(1). 涂料的粘结力：涂料应具有一定的粘附强度，能牢固地粘附在金属型的表面上，在充型时铝液的冲刷和剧烈的温度变化下不开裂，不脱落；
(2). 涂料的颗粒度：涂料的颗粒度越细，铸件的表面越光洁，脱模阻力越小，但涂料的排气性差；
(3). 涂料的流动性：涂料应有足够的流动性，便于喷涂于型腔表面，或涂刷于型腔表面；
(4). 涂料的导热性：根据工艺要求，往往型腔表面的不同部位喷不同的涂料，调节铸件的顺序凝固；
(5). 涂料的配比：
39#涂料；一份 39#原液加 4 份水，将涂料和水加入搅拌桶搅拌 810 分钟。
34#涂料：一份 34#原液 3 份水，将涂料和水按比例加入搅拌桶，搅拌 810 分钟。如图 2 所示。
涂料的配比应注意如下事项：
①. 配制好的涂料使用时间不超过 8 小时。
②. 涂料稀释的浓度需要在实践中积累。涂料太浓，涂层容易喷厚，表面粗糙和结
疤。涂料太稀，型腔不容易上涂料。以广州必达新技术研究有限公司的涂料为例，DY05（34#）涂料稀释至波美度 2030 为宜；DY08（39#）涂料稀释至波美度
2528 为宜。
7. 模具的预热和喷涂
将准备好的模具送入加热炉内进行加热至350400℃，保温 3 小时以上，然后再进
行喷涂操作。模具从炉中取出来，用砂纸或钢丝刷清理干净型腔表面的烟尘脏物，然后用风枪喷净模具表面的灰尘。
喷涂料的时候要求模具温度范围在180250℃之间，不能低于170℃；如果模具温
度较低，水份不容易挥发，涂料易积水，涂料的粘附力差，涂料易脱落，影响铸件质量。如图 4 所示。
图3 模具的预热
图 4 喷涂料
除涂料的成份外，喷涂的方法也很重要，喷涂方法是否恰当，对涂层质量产生影响，进而也影响铸件质量和铸件合格率。喷涂料的喷枪咀距喷涂表面距离 230 ，喷咀太
近，涂料容易堆积，涂层易积水，喷嘴太远，涂料粘结不牢。涂层最好是 35 层叠加式的薄层组成，，而不是 12 层厚涂料组成，通常情况下，涂层的厚度为
0.070.2 。喷涂时一定要平稳，要成雾状，不断的移动，不能喷一喷停一停。
上、下、侧模先用 39#涂料作为底层涂料，
34#涂料作为面层涂料起主要保温作用，上模由内到外，侧模由下到上，按照顺序凝固的要求控制厚度，一般距离浇口越远的部位涂料的厚度越薄。下模无特殊要求不允许喷
34#涂料。
1.6 开机前的准备工作
下图是工艺装配图，开机前必须处理好下面几道工序；
1. 保温炉的准备
(1). 保温炉在使用以前，要缓慢升温烘烤，分阶段进行升温。耐火材料筑成的保温炉，低温烘烤阶段，温度
150300℃，烘烤时间不得少于一周，将保温炉内的水份烘干。加入铝水以前，保温炉应加热到680750℃。
图 5 铝轮毂低压浇铸工艺装配图
(2). 保温炉在加入铝液以前，必需清理炉门，把炉膛中的残渣清理干净，不得有杂物，氧化渣和熔渣。
(3). 保温炉如不生产（≤7 天）不准断电，超过 24 小时不用时，须将铝液舀空。设定于400500℃之间保温。过节假日（≤7
天），将保温炉断电，再次开机生产时[FS:PAGE]要提前三天通电保温。
(4). 开机前要检查保温炉的密封情况，不得有漏气。
2. 陶瓷升液管的准备
升液管是铝液充型的通道，也是铸件补缩通道，升液管的好坏对低压铸造工艺的实现有重要影响。
(1). 新的陶瓷升液管在使用以前应检查是否漏气，漏气的升液管不能使用。
(2). 升液管在使用前，必须用天然气枪加热到200300℃方可放入低压机保温炉内，
升液管法兰盘下面必需垫好石棉垫圈,小心地将升液管放入保温炉内，以防铝液溅出伤人。如图 7 所示。
(3). 正在使用的陶瓷升液管最好每天清理一次熔渣。
(4). 升液管的长度，升液管装到炉上以后，图 5 升液管的预热其下端离炉底不应小于 50100
，因为保温炉底部沉积有非金属熔渣，距离太近时容易在充型时将沉积在底部的非金属熔渣卷入铸型。其沉积的熔渣主要是氧化铝,还有 Si、Ca、Ba、等夹杂
物。
(5). 升液管的直径应比模具浇口的直径大，才能达到良好的补缩效果。有些厂轮毂只在15″左右，已经改用内径φ80mm
的升液管，效果很好。我们工厂生产的主要是18″28″的大轮毂，更应该及早改用φ80mm 的升液管和浇口套。对充型时增加流
量，保压时增加补缩效果是有好处的。参考图 5。
图 6 升液管
图 7 烤升液管
3. 设备和工艺工装的准备
(1). 模具预热：
模具喷好涂料以后，再进行组装，浇注前还需进行预热，预热温度为300℃左右。
(2). 模具的安装用叉车将模具运至机台进行安装，模具固紧以后，检查上下模与侧模间隙≤0.3
，按顺序连接冷却（水、风）管，试通水通风，至全部情况良好。
(3). 设备的准备检查调试低压铸造机侧模油缸，上模油缸运转是否正常，有无漏油，温控，气控是否正常。低压铸造机的气体压力不低于
0.55MPa,模具冷却水压力不低于 0.25MPa。
(4). 文件的准备
铸件图和工艺规程，了解熟悉铸件的特点和加压规范。低铸模具使用跟踪卡，压铸监控记录表，低压铸造工艺卡，如图 8，设备点检表，测氢记录单。
低压铸造工艺卡片是技术下达的操作规程，操作手必须按照执行。考虑到低压铸造现场变化因素较多，如加铝水，上模、烤模，喷涂料后温度变化都比较大，有些参数有
必要进行一些微调，工艺卡上附上了偏距，铸件重量和轮廓尺寸，为了让操作手更好地控制铸型的循序凝固的条件，还附上一张工装图，便于操作手了解各个冷却点。
低压铸造工艺卡片格式见图 8 所示：
(5). 模具加热
用环状烤模器放置于下模中心位置，上模调整到刚刚接触到烤模器的位置，侧模合拢，注意不要压坏烤模器或损坏模具。天然气引燃后，将火焰调整至蓝色完全燃烧状态下烤模。烤模
20-40 分钟，模具温度要根据轮毂的要求而定，一般要到400℃左右。模具的测温有热电偶式、红外线、接触式。现场的管理员工艺员都知道模具温度和合金温
度一样是低铸工艺中的重要参数，极其敏感地影响着铸件质量。如图 2-9 所示。
(6). 烤浇口
烤完模具以后还要烤浇口 510 分钟。这是当前铝轮毂模具采用铁浇口所特有的工
序。这个工序不单在开始的时候，就是在生产过程中由于某种原因停止了连续生产，事后也不能忘了烤浇口。否则容易产生堵塞浇口的事故，停机或模具下机，严重影响生产。
有些轮毂有较大的热节或较厚的轮辐，想延长增压时间，消除缩松。可铁浇口这部份冷却较快，有一定的局限性。它严重的制约着压力下结晶的工艺措施。目前有些轮毂在前序 x
光检查过关，在后序电镀，抛光时发现轮辐与轮辋附近有 45 级针孔，有些轮辐的表面上，也有大面积的 34 级的缩松，
其实质，都是显微缩松（有些形状象苍蝇脚）。这些现象，不是浇口过早凝固就是模具的工艺措施未能达到顺序凝固的条件，铝液的补
缩通道被切断了，让尚未完全凝固的热节不[FS:PAGE]能在压力下结晶，只能在自然的状态下大面积同时凝固，这也是热节部位显微缩松产生的主要原因之一。
冻浇口是低压铸造工艺的通病，曾经有人设计在浇口周围用电热套进行保温，也有采用耐火材料，石棉板套，加大升液管和浇口直径的比例，都起过良好的作用。
图 9 模具的加热
图 10 测氢
(7). 铝液的控制；开机前要检查保温炉内铝液的化学成份，了解合金的含气量（测氢密度≥2.45/），
浇注时铝液温度应控制在685℃710℃范围内。铝轮毂低压铸造浇注温度确定的原则是：
在保证铸件成形的前提下，浇注温度越低越好。浇注温度高，对轮毂的轮辋成形有利，
但对轮辐的热节缩松倾向大，结晶晶粒也粗大，降低了轮毂的机械性能。当然，也不能过份地降低浇注温度，否则轮毂下部分的轮辋会过早凝固，失去压力下结晶的机会。
1.7 铝车轮低压铸造液面加压规范
1. 加压规范的几种类型
图11 加压规范几种类型
2. 铝车轮低压铸造加压规范的设定
各段加压曲线计算各段压力速度的时候，要注意下列各点：计算压力的公式：p=hρ/10200
P充型压力（MPa），如不用换算系数 10200，就可以用 mbar。换算系数 10200 为单位换算系数（g/N）
H合金上升到某一段的高度（）
Ρ合金液的密度(g/)，铝硅合金可用 2.4
充型阻力系数 11.5
（h1×ρ）为补偿压力，它与轮型和各种机型的炉膛面积有关。
(1). 升液高度、压力和速度升液高度包括：浇口、陶瓷浇口套、升液管部分的液面到升液管端口再加上每浇一个铸件液面下降的高度。
升液阶段需要的压力为升液总高度乘铝液比重和阻力系数。升液速度一般不宜太快,控制在
1340mbar/s。在确保完成充填成型的基础上，升液速度慢些有利于型腔中气体能充分排出。
(2). 充型段压力速度的控制
这里着重讨论铝轮毂低压铸造工艺问题，铝轮毂是圆形的，有较大面积的薄壁轮辋、较厚的轮辐，浇注时轮辋垂直，轮辐水平，浇口在中间。轮毂的正面亮面，一般朝下。
轮毂正偏距的多，负偏距的少，所以轮毂的重量多半在下部份的多。铝液从浇口出来开始充型时，有很长一段时间，液面上升很小，与炉膛的压差越来越大，流速越来越快。
为了充型的平稳，必须有恒定的流量。BC 段于每秒 2040mbar 的速度，时间 3 秒，然后的充型速度就按照 CD 线。它的时间 t3
是根据铸件的特点来定，它还应该包括铝液充满铸型后的结壳时间。D 点压力的考虑是(h4+h1)×ρ，其中阻力系数应设为 1.2 左右，还要考虑
510mbar 的安全系数。
充型段的速度要根据不同轮毂的特点来设定，充型速度要适中，速度过快过慢都影响着铸件质量，工艺上要求压力准确，速度适中，有再现性，操作手们要认真控制，相
对稳定那些不断变化的参数，阻力系数，补偿压力等都不能忽略不计。
充型结束时 D 点的压力过小，轮毂浇不满，过大，铸件有飞边或跑火，甚至影响出型或轮毂变形。
图 12 各段加压曲线
阶段
参数-各阶段的加压过程
-A-B 升液
阶段-B-C 第一
充型阶段-C-D 第二
充型阶段-D-E 增压
阶段-E-F 保压
阶段-E-F 释压
冷却阶段
时间 S-t 1-t 2-t 3-t 4-t 5-t 6
压力
mbar-P1=(h1+h2
)×ρ-P=X+p1-P2=(h1+h4
)×ρ-根据工艺要求-根据工艺要求-趋于 0
加压速度
mbar/s-υ1=p1/t1-υ2=x/t2-υ3=pp1
x/t3-υ4=(p3p2)
/t4--
(3). 增压压力
增压线 DE，其压力为 7001000mbar，t4 为 36 秒，铸件能在压力下结晶，其组织致密，机械性能好，减少缩松。比金属型冒口的压力高
45 倍。这是低[FS:PAGE]压铸造的特点。有些操作手掌握不住铝液充满铸型时的压力 D 点和时间
t3。增压的起点压力偏高，时间被延长。加上 v4
增压速度太慢，会延误铸件在压力下结晶的机会。汽车铝合金车轮的轮缘比较薄，轮毂的下边轮缘先浇满，先凝固，（特别是偏距小或反偏距的轮毂）。如果轮毂的充型时间达
60 秒左右，轮缘的下半边都失去了压力下结晶的机会。轮缘的下半部分就会出现显微缩松，针孔，气孔和夹渣等缺陷。
(4). 保压时间
保压时间决定于铸件结构，铸型和铸型条件，即铸型的冷却条件。汽车铝合金车轮在浇注时，在铝液温度和铸型温度相对稳定的基础上，决定于铝合金车轮热节的凝固时
间，而且要考虑浇口到热节的顺序凝固条件，浇口一定要保证比热节后凝固，如果浇口
先凝固，或作为通道的轮辐先凝固，轮毂的热节处就会出现缩松。如果保压时间太长，容易冻浇口。浇口的保温是延长保压时间的关键。
(5). 释压延时冷却
一般释压以后，要延时 12 分钟。待铸件完全凝固再开型以免铸件变形，或拉伤。
(6). 铸件的冷却
铸件的冷却时间，从增压结束就应该开始，根据铸件的特点和顺序凝固的要求，首先应从轮毂的轮缘上端开始吹风，然后是轮辋和轮辐交接处的热节，轮辐是影响热节处
是否缩松的关键地方，一般是先保温后冷却。轮盘中心部分的浇口是最后冷却。整个轮毂的凝固过程能不能形成顺序凝固的温度场，常常决定于模具在顺序凝固方面设计的合
理和浇口的保温时间。
3. 设计铝轮低铸加压曲线的步骤
参考下面模拟例子：第一步了解掌握如下的参数：
(1). 要有一张轮毂铸件图，了解该轮型的特点：如 ET15.3；规格：22×9.5；重量：23kg；轮廓尺寸：φ532×270；陶瓷浇口套高
250mm。
图 13 各段加压曲线的设计
(2). 那种机型上浇注这个件假如决定在德国机型上浇注.液面至升液管法兰端口高900 mm。
(3). 升液管的内径φ60mm。
(4). 铝液比重 2.4。第二步了解升液高度，计算压力和时间：
从图中可以看到：AB 为升液段落，它的高度为 90+25=115cm 加 h1，h1 为每浇铸一次液面下降的高度。
按前面的公式换算成压力为115 × 2.4=276mbar( 按实际情况还要加阻力系
数(1.11.5)。
升液的时间可以参考 v1=20100mbar/s，本件采用 50mbar/s，共 5.5 秒。第三步考虑第一充型段的压力。
第一充型段的压力曲线 BC，是炉膛压力从 276mbar 上升到 326mbar，2.5 秒，速度
v=50/2.5=20mbar/s。而这时型腔液面只是水平填充轮辐和向下填充车轮的下轮辋，在相当一段时间内，液面高度不上升。压力从 B 点上升到 C
点，形成了一定的压差，压差大，流量也大，这个铸件选用压差 55mbar 左右，其流量为 1.55kg/s 左右，设定时间为15 秒可以填充
23kg，充满铸型。
第二充型段 CD，从 C 点开始炉膛压力变化很小，保持相对稳定的差压和相对稳定的流量填充铸型，充型的流量和时间必须在调试中调整。
第四步是考虑 D 点的压力。
从图上看充满铸型的压力 D 点1360+×2.4=326mbar。设补偿压力 h1 为 4mbar，安全系数为
10mbar，D 点的压力应为
326+4+10=340nbar，阻力系数要根据铸件特点来设定。
这一 D 点的压力和时间是决定铸件是否充满，计算准确可以减少飞边或跑火，也影响结壳时间，快速增压的起点时间。增压时间的早晚对铸件质量起着非常重要的作用，
这一点宜早不宜晚，宜快不宜慢，但必须建立在恰当的合理的充型压力和充型时间上。
第五步是 DE 段。
可以留 35 秒的结壳时间，这一段压力不能停，要于 CD 线的斜率继续延时。从图上可以看出从 DE，压力是从 340 到 345mbar。
第六步是 EF 段。
是快速增压段，一般用 35 [FS:PAGE]秒压力上升到 700mbar 左右，有准确的 D 点和 E 点的保
证，必须采用快速增压,争取铸件在压力下结晶。
第七步 FG 保压阶段。
铸型充满，增压结束，开始保压的时候，根据铸型温度场顺序凝固的要求，一般离浇口最远要求最先冷却的地方，就应该开始吹风，或喷水雾冷却。保压时间要根据冷却
强度来决定。
第八步释压。保压结束，炉膛释压，铸件仍需在型腔中继续冷却，时间要看具体条件，低压铸造的操作手在制定工艺曲线和操作过程中，必须注意下列几点；
1). 每个轮毂都有其特有的工艺曲线，不能套用，只能参考；
2). 不同机型因为炉膛结构不同，液面高度不同，压力曲线也不能套用；
3). H1 补偿系数，虽然同一种轮型，在不同的机型上也不同。每一次炉膛补充铝水以后，控制系统必须回零，否则升液压力就出错；
4). 调试时 B，C，D 点比较重要，要计算准确。影响工艺曲线的稳定性和准确性有下面几个因素：
1). 陶瓷过滤器的质量和它的通透率；
2). 浇口和升液管被铝液挂住，内部直径变小，而流量变小；
3). 铝液温度和铸型温度要相对稳定不能变化大太。
4. 铝轮低铸工艺曲线实例
实例 1：
图 14 工艺曲线实例比较上面所列二条工艺曲线都能将轮毂浇成，但内外质量是不一样的。这个问题就作为这章的作业，请读者去分析吧。
实例 2：图 15
压力曲线图
模具装配简图
实例 3：图 16
压力曲线图
模具模具装配简图
实例 4：图 17
压力曲线图
模具模具装配简图
上述实例由厂技术部提供。仅供参考。
1.8 铸件缺陷分析，原因及解决办法
1. 疏松（缩松）的形成与防止
(1). 特征主要在轮毂热节或热节周围，轮辐和轮盘上存在聚集或分散细微空洞造成局部不致密的组织。如图 10 所示。
(2). 形成原因
1). 铸件的局部热节过大；
2). 没有创造顺序凝固的温度场；
3). 没有在压力下结晶；
4). 模温和浇注温度过低；
5). 涂料过多，局部堆积；
6). 排气系统不合理。
(3). 防止方法
1). 模具设计时避免铸件的热节过大；
2). 注意模具温度场，创造顺序凝固条件，提高结晶压力；
3). 适当提高浇注温度和铸型温度；
4). 涂料要薄而均匀；
5). 提高模具的排气条件。
18 疏松
图 19 缩孔
2. 缩孔的形成与防止
(1). 特征铸件在凝固过程中因内部的补缩不充分，造成形状不规则，表面比较粗糙的孔洞。如图 11 所示。
(2). 形成原因
1). 浇铸时铝液温度过高；
2). 模具温度梯度不合理，往往是补缩通道轮辐较薄，冷却比较快；
3). 轮毂壁厚不合理，轮辐和轮缘交接处的比较大的热节；
4).模具型腔的尖凸点在浇铸时温度易升高，使逐渐形成缩孔；
5). 工艺上欠妥，没有创造压力下结晶，或结晶压力过小；
6). 充型时，流量小，浇注速度大慢。
(3). 防止办法
1). 降低浇注温度；
2). 调整铸型温度场，创造成顺序凝固条件；
3). 改进铸件结构，减小热节部分，改良连接部分的结构；
4). 加快填充速度，增加流量，快速增压；
5). 尽量避免或减少模具型腔的尖凸点，并在此处考虑排气。
3. 气孔的形成与防止
(1). 气孔特征
1). 孔壁表面一般比较光滑，带有金属光泽；
2). 单个或成群存在于铸件皮下；
3). 油烟气孔呈油黄色。如图 12。
(2). 形成的原因
1). 铝液中含气量高；
2). 浇注时充型不平稳卷入气体；
3). 铝水与涂料反应以后在铸件表皮下生成的皮下气孔；
4). 合金液中的夹渣或氧化皮上附着的气体；
5). 升液管漏气,特别在增压阶段.在轮盘上,浇口周围的气孔多半是这样产生的。图 20 气孔
(3). 气孔防止办法
1). 加强除气（除渣）精炼；
2). 铝液充型要平稳防止浇注时气体的卷入；
3). 经常检查升液管是否漏气。
4. 针孔的形成[FS:PAGE]与防止
(1). 特征
1). 均匀地分布在铸件的整个断面上的小孔；
2). 凝固快的部位针孔小,数量少凝固慢的针孔大,数量多；
3). 在 X 光的底片上呈小黑点；
4). 在断口上呈不连续的乳白色小凹点。
(2). 形成原因
1). 合金在液体状态下特别是高温状态下溶解的气体较多；
2). 模具温度低,涂料不干,在铸件表面产生针孔。
(3). 防止办法
1). 回炉料的清洁含渣量少；
2). 铝液彻底精炼除气；
3). 回炉料、辅助材料及工具应干燥；
4). 注意浇注时铸型表面涂料要干燥。
5. 轮毂的变形原因及防止
(1). 变形的特征
1). 轮缘，轮辋的几何尺寸变化；
2). 加工时发现偏心；
3). 动平衡超差。
(2). 形成原因
1). 模具加工时尺寸不到位，设计不合理或拔模斜度大小，铸件顶出变形；
2). 浇注速度过大，飞边大多或及部跑火，出型时不平；
3). 出型时用铁棒敲打；
4). 从托盘上取件时，使用工具不妥，落地时冲击过大；
5). 出型时，轮毂落入托盘时高度大高。
(3). 防止办法
1). 出型困难，轮毂容易变形，应检查拔模斜度；
2). 浇注时，充满铸型时的速成度不能过大，可以避免过多的飞边和跑火，减少过多的不均匀的包紧力；
3). 不能用铁棒敲打；
4). 改进取件方法。
如图 21 所示。
图 21 气密试验
6. 漏气的产生原因及防止
(1). 特征
1). 轮辋不不致密，有显微缩松；
2). 加工后，表面看不出特征，在 0.4kg/的压力
下漏气。
(2). 产生原因
1). 铝液的浇注温度过高，或模具温度过高，铸件局部疏松；
2). 没有在压力下结晶；
3). 浇注时速。速度过慢，在轮辋上形成冷隔或氧化夹渣。
(3). 改进办法
1). 要严格控制铝液的浇注温度；
2). 在铸型上要创造顺序凝固的温度场，压力下结晶；
3). 铝液的填充速成度不能过慢。
图 22 欠铸
7. 冷隔（冷接，对接），欠铸（浇不足，轮廓不清）的形成与防止(1). 特征如图 13
1). 浇不足，轮廓不清，边角残缺；
2). 液流对接或搭接处有接痕，明显的冷隔纹，其交接边缘园滑。
(2). 形成原因
1). 填充速度大低，压力不够；
2). 液流分股填充，流程太长，铝液降温过快；
3). 铝液含气量高，氧化夹渣多，流动性差；
4). 铝液或铸型温度过低；
5). 充型流量大小。
(3). 改进办法
1). 严格熔炼工艺，尤其是精炼和扒渣环节
2). 适当的提高铝液温度和铸型温度。
3). 提高充型速度。
8. 凹（缩凹，缩陷）的形成与防止
(1). 特征平滑的表面上出现的凹陷部份
(2). 形成原因
低压铸造铝合金车轮设计要点 铝合金车轮具有质量轻、能耗低、散热快、减震性好、安全可靠、外观漂亮、图案丰富以及平衡性好等优点，被整车制造企业和广大车主所青睐。 我国铝合金轮毂的生产大多采用低压铸造工艺。该工艺是在20世纪80年代后期由中信戴卡公司引进，经过20多年的发展，已经比较成熟。但真正意义上的开发设计工作是在最近几年，随着我国整车制造水平的提升，才开始与整车开发同步进行设计。 车轮设计要点 铝合金车轮的设计包括外观设计和工程设计。车轮外观要与整车外观相匹配，车轮不仅是外观件，还是重要的安全部件，因此外观设计时就必须考虑工程要求。一般情况下，在车轮进行外观设计时，工程人员也要参与，与造型设计师共同完成外观设计工作，以缩短车轮的开发周期。 现以大众车轮设计为例，具体分析低压铸造铝合金车轮设计中关注的要点。大众车轮执行德国大众标准和欧盟的设计规范，主要考虑的方面有整车造型、车轮装配、车轮生产工艺和车轮试验。 1.整车造型 车轮是整车的时尚装饰，是对整车外形设计的一种延伸，因此车轮造型作为整车造型的一部分，必须与整车的造型风格协调一致，给人以美感。 2.车轮装配 车轮最终要装配到整车上，装配时与之相配合的零部件有轮胎、平衡块、刹车鼓、安装盘、安装螺栓和气门嘴。 铝合金车轮设计时注意的装配要点如下： （1）轮胎与铝合金车轮装配的轮胎一般情况下是无内胎的子午线轮胎，在轮胎与车轮轮辋之间形成一个封闭的空间。大众车轮的轮辋结构执行欧洲轮辋标准——ETRTO标准，该标准对轮辋各部位的结构、尺寸做出了明确规定，在车轮设计时必须严格遵守。同时，为防止车辆行驶过程中路肩石划伤车轮表面（路肩石的高度标准为150mm），要求车轮正面不能超出轮胎外侧面，一般要缩进2.5mm以上。 （2）平衡块平衡块的作用是使车轮在高速旋转下保持平衡，避免车辆在行驶过程中抖动和方向盘振动，提高车辆的舒适性。车轮设计时，要求平衡块与刹车鼓之间的间隙不小于3mm。 （3）刹车鼓在车辆行驶过程中，车轮是旋转的，刹车鼓是静止的，因此在车轮设计时要保证车轮内表面与刹车鼓之间有一定的间隙，一般控制在3mm以上。 （4）安装盘、安装螺栓安装螺栓是将车轮定位、紧固到安装盘上的零件。在车轮设计时，要考虑安装盘的尺寸，车轮与安装盘的接触面积，安装螺栓的尺寸、结构和数量，螺栓
铝合金车轮低压铸造工艺 铝合金车轮制造技术是多种多样的，而铝车轮的铸造工艺，目前主要有两种：一种是金属型重力铸造，一种是低压铸造。我们主要是做汽车铝合金车轮，制造工艺采用的是低压铸造。我们教材面向的对象主要是我们公司的员工，所以对工艺技术的介绍是有针对性的，介绍的方法也是不一样的。 1 低压铸造原理 低压铸造是将铸型放在一个密闭的炉子上面，型腔的下面用一个管(叫升液管)和炉膛里的金属液相通。如果在炉膛中金属液面上加入带压力的空气，金属液会从升液管中流入型腔。待金属液凝固以后，将炉膛中的压缩空气释放，未凝固的金属从升液管中流回到炉中。控制流入炉膛空气的压力、速度,就可以控制金属流入型腔中的速度和压力，并能让金属在压力下结晶凝固，压力一般不超过 1 ㎏/㎝2。这种工艺特点是铸件在压力下结晶，组织致密，机械性能好；低压另一个特点就是用一个升液管将铸型直接和炉膛连通，在压力的作用下，直接浇注铸型，不用冒口，浇口也很小。所以金属的利用率高。 2 低铸汽车铝合金轮的工艺特点 汽车铝合金车轮的结构特征：汽车铝合金车轮有大有小，有正偏距，有负偏距，有二片式，有三片式，都是圆形铸件，轮缘是均匀壁厚，面积比较大，轮辐比较厚，轮辐和轮缘交接处热节都比较大。而铝轮毂的浇注系统只有一个小浇口，没有冒口。轮辐多半作为横浇道，但是轮辐的位置是由轮毂的结构所决定的，不是由铸造工艺的设计者来决定的。因此偏距小，或负偏距车轮，会让铸造工艺设计者很头痛。然而轮毂的正面为装饰面，一般要求较高，要求精加工、车亮面、抛光、电镀，而低压铸造正好可以把轮毂的正面放在下模，放在浇口的旁边，在压力下结晶，得到致密的组织。使得低压铸造轮毂正面加工以后，表面质量，表面光洁度都比较好。 3 汽车铝轮低压铸造工艺设计 工艺设计之前，轮毂设计之初，需考虑与轮毂相关的几个基本内容。首先要正确的计算结构强度，这是影响到它生产出来以后安全使用的问题，另一个重要问题是否方便于铸造工艺，是否有利于机加，抛光和电镀，是否有利于减少废品降低成本，提高铸件整体质量，设计一款美观的车轮是不能不考虑它的铸造、加工工艺性的。 4 汽车铝轮低压铸造模具设计 模具设计之前工艺方案是重大的原则问题，方案错了，整个模具设计将全功尽废，如果设计不当，不从铸造工艺角度上去考虑，会极大地影响铸造厂去生产出完美的致密的铸件来。所以在确定模具的设计方案之前，要请专家和现场工作者进行评审。根据产品结构的特点（要注意完全符合顺序凝固条件的产品结构是很少的）评审出一个能创造顺序凝固条件的模具设计方案。模具设计者要深黯与之相关的铸造设备和铸造工艺，设计者要多到现场去请现场的工作者指导。动手设计时要对以下方面进行考虑： a在轮毂的零件图上画出轮毂各部份的加工余量； b在上下模和型芯各个部位，需要考虑适当的拔模斜度； c为了考虑铸件的顺序凝固，对铸件壁厚要通过“补贴”调整圆角，减小热节等措施来尽量符合“壁厚梯度”原则，还要在铸件补缩的距离上给予适当的壁厚考虑，在必要的地方要考虑风冷或水冷，总之整个模具从轮缘到浇口要创造一个顺序凝固的温度场。 d铸型的排气，特别在大平面或死角部分； e在铸件的凸台部份考虑是否用铜块，增加冷却速度；
国兴金属制品有限公司教育训练教材 铝合金铸造技术篇 一、前言： 铝合金为目前使用极为广泛的一种金属。在铸造上而言，不论重力铸造，砂模铸造、压铸精密铸造┄等各种铸造方法均可见到大量的铝合金铸件，由于这些方法铸造，其原因乃在于铝合金具有质量轻、机械质优良、耐腐蚀、美观以及机械加工容易等优点。因而不仅大量使用于一般生活用品，例如：运输工具、通信器材、运动器材料、家庭五金┄等商业用途上，亦大量使用于航空太空载具及武器系统等军事装备。 铝合金铸造技术的发展时间，已有数十年历史，由于机械设计及加工观念的改变与要求以及机械设计的日趋复杂，加上新的合金不断的被发展出来，部份的铸造用铝合金机械强度甚至超过一些锻造用铝合金，如A201、A206等，因而铸造的重要性再度被肯定,在铸造一般生活用品时,铝合金的铸造并非一困难工作，但要铸造高品质的铸件时，则铝合金的铸造就非想象中的容易。 影响铸件品质的要素有八点，例如：铸造方案的设计，材料的选择以及铝水的品 质等，其中铝水的品质，则系熔炼的工作。 二、熔炼设备 熔炉: 铝合金熔炼用的炉子，以热源区分，可分为两个主要的种类：燃料及电力。 在使用燃料的熔炉中，则又分为油炉及瓦斯两种。 而电力炉则可区分为反应炉及电阻炉。 在选择炉子时，值得考虑的因素甚多，例如：熔解量的多寡；能源的价格；原始设备的成本，安装的价格，设备维护的难易，厂房设施配合；以及产品的种类。就一般铝合金铸造的：由于铝件的重量有限，为求操作上的方便，以及成本的考虑，绝大部份均系采用坩锅炉（目前已大量改用连续炉）。 以不同加热方式的炉子而言，使用油炉或气炉，或可降低成本。但是，不论油炉或电炉，均有机会增加铝水中的氢气量。一般而言，在使用油炉时，所使用的燃油中带含有10-20%的水气，对气炉而言，例如瓦斯不包含空气之中，因温度而含的水分，而仅计算燃烧所产生水蒸气，至少在消耗气体量的两倍以上。而不论使用燃油或瓦斯气体为热源时，燃烧后产生的水气，必然是包围着熔解炉。因此，可想而知的是氢气 的来源必然可观。 三、铝汤处理之目的： 在铝汤有由原材料在熔解过程中发生的氢气或氧化物等非金属介在物之外，尚含钠碱
铝合金车轮低压铸造工艺 目录 铝合金车轮低压铸造工艺 1 低压铸造工艺 1.1 低压铸造原理 1.2 低铸汽车铝合金轮的工艺特点 1.3 汽车铝轮低压铸造工艺设计 1.4 汽车铝轮低压铸造模具设计 1.5 铝轮低压铸造工艺过程 1. 模具检查 2. 模具喷砂 3. 模具的准备 4. 模具涂料 5. 涂料性能和配比 6. 涂料的选择 7. 模具的预热和喷涂 1.6 开机前的准备工作 1. 保温炉的准备 2. 陶瓷升液管的准备 3. 设备和工艺工装的准备
1.7 铝车轮低压铸造液面加压规范 1. 加压规范的几种类型 2. 铝车轮低压铸造加压规范的设定 3. 设计铝轮低铸加压曲线的步骤 4. 铝轮低铸工艺曲线实例 1.8 铸件缺陷分析，原因及解决办法 1. 疏松（缩松）的形成与防止 2. 缩孔的形成与防止 3. 气孔的形成与防止 4. 针孔的形成与防止 5. 轮毂的变形原因及防止 6. 漏气的产生原因及防止 7. 冷隔（冷接，对接），欠铸（浇不足，轮廓不清）的形成与防止 8. 凹（缩凹，缩陷）的形成与防止 铝合金车轮低压铸造工艺 铝合金车轮制造技术是多种多样的，而铝车轮的铸造工艺，目前主要有两种：一种是金属型重力铸造，一种是低压铸造。我们主要是做汽车铝合金车轮，制造工艺采用的 是低压铸造。我们教材面向的对象主要是我们公司的员工，所以对工艺技术的介绍是有针对性的，介绍的方法也是不一样的。 1 低压铸造工艺 1.1 低压铸造原理 低压铸造是将铸型放在一个密闭的炉子上面，型腔的下面用一个管(叫升液管)和炉膛里的金属液相通。如果在炉膛中金属液面上加入带压力的空气，金属液会从升液管中
铝合金铸造工艺 一、铸造概论 铝合金铸造的种类如下： 由于铝合金各组元不同，从而表现出合金的物理、化学性能均有所不同，结晶过程也不尽相同。故必须针对铝合金特性，合理选择铸造方法，才能防止或在许可范围内减少铸造缺陷的产生，从而优化铸件。 1、铝合金铸造工艺性能 铝合金铸造工艺性能，通常理解为在充满铸型、结晶和冷却过程中表现最为突出的那些性能的综合。流动性、收缩性、气密性、铸造应力、吸气性。铝合金这些特性取决于合金的成分，但也与铸造因素、合金加热温度、铸型的复杂程度、浇冒口系统、浇口形状等有关。 (1)流动性 流动性是指合金液体充填铸型的能力。流动性的大小决定合金能否铸造复杂的铸件。在铝合金中共晶合金的流动性最好。 影响流动性的因素很多，主要是成分、温度以及合金液体中存在金属氧化物、金属化合物及其他污染物的固相颗粒，但外在的根本因素为浇注温度及浇注压力(俗称浇注压头)的高低。 (2)收缩性 收缩性是铸造铝合金的主要特征之一。一般讲，合金从液体浇注到凝固，直至冷 到室温，共分为三个阶段，分别为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。合金的收缩性 对铸件质量有决定性的影响，它影响着铸件的缩孔大小、应力的产生、裂纹的形成及尺寸的变化。通常铸件收缩又分为体收缩和线收缩，在实际生产中一般应用线收缩来衡量合金的收缩性。
铝合金收缩大小，通常以百分数来表示，称为收缩率。 ①体收缩 体收缩包括液体收缩与凝固收缩。 铸造合金液从浇注到凝固，在最后凝固的地方会出现宏观或显微收缩，这种因收缩引起的宏观缩孔肉眼可见，并分为集中缩孔和分散性缩孔。集中缩孔的孔径大而集中，并分布在铸件顶部或截面厚大的热节处。分散性缩孔形貌分散而细小，大部分分布在铸件轴心和热节部位。显微缩孔肉眼难以看到，显微缩孔大部分分布在晶界下或树枝晶的枝晶间。 缩孔和疏松是铸件的主要缺陷之一，产生的原因是液态收缩大于固态收缩。生产中发现，铸造铝合金凝固范围越小，越易形成集中缩孔，凝固范围越宽，越易形成分散性缩孔，因此，在设计中必须使铸造铝合金符合顺序凝固原则，即铸件在液态到凝固期间的体收缩应得到合金液的补充，是缩孔和疏松集中在铸件外部冒口中。对易产生分散疏松的铝合金铸件，冒口设置数量比集中缩孔要多，并在易产生疏松处设置冷铁，加大局部冷却速度，使其同时或快速凝固。 ②线收缩 线收缩大小将直接影响铸件的质量。线收缩越大，铝铸件产生裂纹与应力的趋向也越大；冷却后铸件尺寸及形状变化也越大。 对于不同的铸造铝合金有不同的铸造收缩率，即使同一合金，铸件不同，收缩率也不同，在同一铸件上，其长、宽、高的收缩率也不同。应根据具体情况而定。 (3)热裂性 铝铸件热裂纹的产生，主要是由于铸件收缩应力超过了金属晶粒间的结合力，大多沿晶界产生从裂纹断口观察可见裂纹处金属往往被氧化，失去金属光泽。裂纹沿晶界延伸，形状呈锯齿形，表面较宽，内部较窄，有的则穿透整个铸件的端面。
铝合金铸造工艺简介 一、铸造概论 在铸造合金中，铸造铝合金的应用最为广泛，是其他合金所无法比拟的，铝合金铸造的种类如下： 由于铝合金各组元不同，从而表现出合金的物理、化学性能均有所不同，结晶过程也不尽相同。故必须针对铝合金特性，合理选择铸造方法，才能防止或在许可范围内减少铸造缺陷的产生，从而优化铸件。 1、铝合金铸造工艺性能 铝合金铸造工艺性能，通常理解为在充满铸型、结晶和冷却过程中表现最为突出的那些性能的综合。流动性、收缩性、气密性、铸造应力、吸气性。铝合金这些特性取决于合金的成分，但也与铸造因素、合金加热温度、铸型的复杂程度、浇冒口系统、浇口形状等有关。 (1) 流动性 流动性是指合金液体充填铸型的能力。流动性的大小决定合金能否铸造复杂的铸件。在铝合金中共晶合金的流动性最好。 影响流动性的因素很多，主要是成分、温度以及合金液体中存在金属氧化物、金属化合物及其他污染物的固相颗粒，但外在的根本因素为浇注温度及浇注压力（俗称浇注压头）的高低。 实际生产中，在合金已确定的情况下，除了强化熔炼工艺（精炼与除渣）外，还必须改善铸型工艺性（砂模透气性、金属型模具排气及温度），并在不影响铸件质量的前提下提高浇注温度，保证合金的流动性。 (2) 收缩性 收缩性是铸造铝合金的主要特征之一。一般讲，合金从液体浇注到凝固，直至冷到室温，共分为三个阶段，分别为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。合金的收缩性对铸件质量有决定性的影响，它影响着铸件的缩孔大小、应力的产生、裂纹的形成及尺寸的变化。通常铸件收缩又分为体收缩和线收缩，在实际生产中一般应用线收缩来衡量合金的收缩性。 铝合金收缩大小，通常以百分数来表示，称为收缩率。 ①体收缩 体收缩包括液体收缩与凝固收缩。 铸造合金液从浇注到凝固，在最后凝固的地方会出现宏观或显微收缩，这种因收缩引起的宏观缩孔肉眼可见，并分为集中缩孔和分散性缩孔。集中缩孔的孔径大而集中，并分布在
铝合金轮毂铸造裂纹缺陷及预防 裂纹，铝合金轮毂铸造常见缺陷之一；它是产品失效的直接原因。现场对裂纹的认知缺少，难以采取有效解决办法，本文主要介绍毛坯中主要裂纹缺陷。 低压铸造铝合金轮毂常见裂纹缺陷，按缺陷位置分可分为：内轮缘裂纹、外轮缘裂纹、冒口裂纹、胎圈座裂纹、轮辐夹角裂纹、螺栓孔裂纹等。按裂纹冷热性质分可分为：热裂纹、冷裂纹，其中内外轮缘裂纹一般属于冷裂纹，它主要出现在成品车轮，由疲劳源产生裂纹。以下将按照部位一一解释、 在解释毛坯裂纹之前，需先解释热裂与冷裂的定义及区别。 热裂的形成温度是在合金形成金属骨架，线收缩开始温度到固相线温度区内，这一温度区间称为“有效结晶温度区间”。目前，关于热裂的形成机理主要有两种解释：强度理论和液膜理论。强度理论认为：合金存在热脆区以及热脆区内合金的断裂应变低是产生热裂的重要原因，铸件内变形集中是热裂形成的必要条件；因此，合金凝固过程中，收缩受到外界阻碍时，如果产生的外应力超过合金的强度，则会有裂纹产生。液膜理论认为：热裂的形成是由于铸件在凝固末期晶间存在液膜和铸件在凝固过程中受到拉应力共同作用的结果；如果铸件收缩受到阻碍，拉应力和变形主要集中在液膜上，使液膜被拉长，当应力足够大时，液膜开裂形成晶间裂纹。目前比较主流的原因是：液膜的存在是形成热裂的主要原因，铸件收缩受阻是形成热裂的必要条件；主要集中作用于晶间液膜上，使液膜开裂。 冷裂是由于模具温度低，外表面将凝固成一个薄的固态壳层。内部未凝固的金属液受压力直接作用于刚凝固的外表壳层上，使其受拉应力，而这个外表固态壳层是凝固时间不长、内部又受到高温液体加热的高温层，其边缘温度处在液固两相的临界温度上，根据液膜理论，从而使其形成裂纹源，在冷却过程中，受拉应力作用，不断生长，最终将成为裂纹 内外轮缘裂纹，严格来讲不属于铸造裂纹范畴；在铸造过程中内外轮缘作为产品延伸率最佳区域，极少出现铸造裂纹。经常出现在汽车行驶几万公里后，主要成形原因为疲劳或外力作用开裂。 冒口裂纹，典型的热裂；一般由于冒口凝固不足，强度较低或冒口造型不佳造成起拔模力大产生拉裂。典型状况为冒口内裂、冒口表层横向开裂、冒口内纵
铝合金轮毂热处理相关知识 1、铝合金轮毂热处理过程及重要性 热处理就是以一定的加热速度，升到某一温度下保温一定时间并以一定的速度冷却，得到某种合金组织和性能要求的一种加工方法。其主要目的是：提高力学性能，增强耐腐性能，改善加工性能，获得尺寸的稳定性。 铸造铝合金轮毂选用的材料是A356铝合金（美国牌号），对应的国内合金牌号为ZL101，属铝-硅系铸造合金，通常采用T6热处理工艺，含义如下表： 表1 热处理状态代号、名称及特点 铝合金轮毂的热处理强化的主要方法是固溶淬火加人工时效。在Al-Si-Mg 合金中，固溶处理的实质在于：将合金加热到尽可能高的温度，并在该温度下保持足够长的时间，使强化相Mg2Si充分溶入α-Al固溶体，随后快速冷却，使高温时的固溶体呈过饱和状态保留到室温。温度愈高，愈接近固相线温度，则固溶处理的效果愈好。固溶处理也会改变共晶Si的形态，随着固溶保持时间的延长，Si相有一个缓慢球化和不断粗化的过程，这种过程随固溶温度的提高而增强。一般铝合金轮毂的固溶温度选择在535--545℃之间，时间为6小时。固溶温度对Si 相形态的影响要比保温时间的影响大得多，通过参照相关理论和试验发现，550℃保温100分钟后的Si相形态等同于540℃保温300分钟后的形态，目前中信戴卡公司热处理工序步进式连续炉，除特殊产品有明确要求外，均采用固溶550℃保温140分钟左右的热处理工艺。当然，选择的是较高的固溶温度，对设备稳定性
的要求也很高，炉膛内各部温度要均匀，否则局部温度过高，会导致部分产品过热、过烧。 铝合金轮毂淬火时的水温一般选择在60--80℃之间，而且水的状态对机械性能也有一定影响，这是因为轮毂淬火时水温升高，工件表面局部水气化的可能性增大，一旦气囊形成，冷速就明显降低，这会使机械性能降低，因而在工件淬火的情况下，必须要开启水循环装置（搅拌器、循环泵等），使水箱内的水处于流动状态，水温均匀，工件表面没有形成气囊的机会，保持一定的冷却速度，确保淬火效果。 控制淬火的转移时间对Mg2Si强化相的分布很重要，转移时间长会使强化元素扩散析出而降低合金的力学性能，所以转移时间越短越好，这也是生产实际中为什么要求转移时间控制在20s之内的原因。 淬火后人工时效温度的选择，对轮毂机械性能的影响非常明显，较高的时效温度下，屈服强度σ0.2随时效时间的增加而提高，延伸率δ则会降低，硬度升高。相反较低的时效温度和较短时效的时间，屈服强度σ0.2会偏低，而延伸率δ升高，硬度降低。目前时效温度通常选择130--160℃之间，时间为150分钟左右。 根据热处理工序特点及质量特性，热处理工序被定为T特性工序。铝合金轮毂热处理的重要性在于，产品能否满足安全使用要求。其质量特性不能用肉眼直观的进行判别，各项性能指标需要借助专门的检验仪器和设备，对轮毂进行各类检测而获得，由于受到检测频率和检测部位的限制，对于每一炉产品，甚至对每一个产品，检测都只是个别的、局部的，无论如何都不能达到对热处理质量100%的检测，检验也不能完全反映整批产品或整个产品的热处理质量；而且由于热处理过程特点是连续生产，批量投入，一旦出现热处理质量问题，对整个工序的影响面很大；另外热处理的产品是经过了熔炼、铸造、X光等工序的轮毂半成品，如果出现热处理质量问题，其损失也是不言而喻的；更主要的是轮毂热处理缺陷的漏检，很容易引发严重的质量事故，给企业带来无法估量的损失。 2、影响铝合金轮毂热处理性能的因素 首先是热处理工序对性能的影响（工艺参数是前提，工艺执行是过程）；其次是化学成分的影响（合金元素的含量控制，尤其是有害元素Fe的控制）；第三是熔炼过程中铝液的净化（除渣、除气）、晶粒细化（常用细化剂AL-TI-B）、变质效果（常用变质剂Sr）；第四是铸造过程中的产生的疏松、夹杂、气孔、
铝合金铸件的铸造工艺分析 摘要：随着我国汽车工业的迅猛发展，一方面对汽车用压铸件的需求量日益提升；另一方面为了应对环境污染以及资源紧张的发展现状，对汽车用压铸件的质 量要求及应用范围提出了更高的要求。本文从高压铸造的角度探讨铝合金铸件几 种关键的高圧鋳造工艺。 关键词：铝合金铸件；铸造工艺 压力铸造是近代金属加工工艺中发展较快的一种少无切削的特种铸造方法， 具有生产效率高、经济指标优良、铸件尺寸精度高和互换性好等特点，在制造业，尤其是规模化产业得到了广泛应用和迅速发展。压力铸造是铝、镁和锌等轻金属 的主要成形方法，适用于生产大型复杂薄壁壳体零件。压铸件已成为汽车、运动 器材、电子和航空航天等领域产品的重要组成部分，其中汽车行业是压铸技术应 用的主要领域，占到70%以上。随着汽车、摩托车、内燃机、电子通信、仪器仪表、家用电器、五金等行业的快速发展，压铸件的功能和应用领域不断扩大，从 而促进了压铸技术不断发展，压铸件品质不断提高。本文针对铝合金高压压铸技 术进行分析探讨。 1高性能压铸合金技术 对于新型高强韧压铸铝合金的开发，主要包括两个方面:一是针对现有传统压 铸铝合金的合金成分或添加合金元素进行优化设计;二是开发新型压铸铝合金系。而新型压铸铝合金一般要求其满足以下几点:①适用于壁厚为2-v4 mm复杂结构 压铸件的生产;②铸态下的抗拉强度和屈服强度分别可以达到300 MPa和150 MPa，且具有15%的伸长率;③具有良好的耐腐蚀性能;④可以通过工业上对变形 铝合金常用的高温喷漆过程对合金进行一定的强化;⑤可进行热处理强化处理;⑥ 可回收利用且环境友好。当前常用的高强韧压铸铝合金有Silafont-36, Magsimal-59, Aural-2及ADC-3等牌号，均为国外开发，其共同特点是Fe含量均比普通压 铸铝合金更低;另外其他杂质元素如Zn,Ti等均进行了严格控制。 对于新型压铸镁合金的开发，主要包含三个方面:超轻高强度压铸镁合金;抗高温蠕变压铸镁合金;耐蚀压铸镁合金。超轻高强度压铸镁合金的研究主要集中在 Mg-Li系合金，Li元素可提高合金的韧性，而强度则下降，通过添加第三元素， 经热处理后，合金的强度得到大幅度提高。抗高温蠕变压铸镁合金的研究主要集 中在添加合金元素，其有三方面作用:一是细晶强化，合金元素的添加有利于形成高熔点形核质点达到异质形核细化晶粒的效果;二是析出相强化并钉扎晶界，组织晶界滑移;三是固溶强化，Y等元素固液界面前沿形成强的溶质过冷层，抑制了初 生相生长而细化晶粒。而耐蚀压铸镁合金的研究同样集中在添加合金元素上，同 时还应与提高力学性能和抗高温蠕变性能相结合，以开发耐腐蚀热稳定优良的压 铸镁合金系列为目的，加强对压铸镁合金添加合金元素的研究;开展压铸镁合金后期处理的研究，例如对镁合金表面进行涂层、强化处理，阻止氧化反应和介质腐蚀。 目前国内对这部分压铸合金的规模化回收处理通常是采用直接加入火焰炉或 感应炉内重熔的方式，此种回收处理工艺所带来的主要问题是金属烧损大、重熔 能耗高、环境污染较重、人工劳动强度大、作业条件恶劣等。 2高真空压铸技术 当前，真空压铸以抽除型腔内气体的形式为主流，将真空阀装在模具上，其 最大的优点在于模具的设计和结构基本上与常规压铸相同，在分型面、推杆配合
铝合金轮毂基础知识 一、轮毂的概念及工作状况 ●轮毂的概念： 轮毂又叫轮圈，在行业外也有一些不同的叫法：车轮、轮辋等。它作为整车行驶部分的主要承载件，是左右整车性能最重要的安全部件，在OE主机厂被定为A级安全件。 ●轮毂的受力状况： 轮毂通常会受到两个力的作用：一是要承受静态时车辆本身垂直方向的自重载荷；二是要经受车辆行驶中来自各个方向因起动、制动、转弯、石块冲击、路面凹凸不平等各种动态载荷所产生的不规则应力。 轮毂的静态应力分布 轮毂被安装到车上后，车轮便承受着整车垂直方向的自重力。其中轮辋部分是通过轮胎的充气压力传递而来的，轮辐部分的力是通过轮辋传递来的车辆自重力，这些力都属于静态应力。 二、轮毂的工艺介绍及材质优缺点 ●轮毂的材质分类及应用车型： 轮毂通常使用的材料有钢材和铝合金材料两大类，即钢圈和铝轮。钢圈多应用于卡车、货车和大客车等；铝轮已普通应用于轿车、SUV/MPV等(不过有的汽车厂为降低成本给轿车配的备胎还有使用钢圈)。 ●“钢圈”的工艺介绍及材质优缺点： 生产工艺：是用合金钢板材通过轧辊和冲压制成轮辋、轮辐(或钢丝)的坯料，再经铆接、点焊、二氧化碳电弧焊、挤压等工序装配组合而成。 材质优缺点： 优点：制造工艺简单，生产成本低、价格便宜，抗金属疲劳能力强不易变形等。 缺点：外形不美观造型单一，重量大耗油，惯性阻力大，散热性较差，易生锈等。 ●“铝轮”的工艺介绍及材质优缺点： 生产工艺：是将铝合金锭熔化成铝液后进行精炼变质、除气扒渣处理形成较纯净的铝液，铝液再进行铸造浇铸(重力或低压)成白毛坯之后去除浇口、帽口再进行热处理（固熔→淬火→时效），再通过数控车床和加工中心做机械加工形成半成品，再进行粗打磨、前处理清洗、吹水烘干、喷粉+烘烤固化形成粉坯，再进行精打磨、喷色漆、喷透明漆(或透明粉)+烘烤固化后形成最终成品。 ●“铝轮”的工艺介绍及材质优缺点： 材质优缺点： 优点：外观美观造型丰富，重量轻省油，惯性阻力小增加改动机寿命，散热性较好提高轮胎寿命，制造精度高平衡性佳/舒适度好等，漆层附着不易生锈。 缺点：制造工艺复杂，生产成本高，价格较贵，材质较脆抗金属疲劳能力一般容易变形开裂(受严重撞击时易断裂)等。 三、铝合金轮毂的材料介绍 ●铝合金轮毂所应用的材料型号： 轮毂在铸造铝合金方面，目前行业里广泛使用的材料是A356.2铝合金(是属于美国ASTM标准里的
邢台职业技术学院毕业论文 汽车铝轮毂低压铸造缺陷的成因及预防 专业模具设计与制造 班级模具081 姓名于建兵 学号080003040122 指导教师史红军 日期2011年6月
邢台职业技术学院毕业论文任务书
摘要 低压铸造生产过程中，铸件经常存在一些缺陷，如：气孔、缩孔、缩松、夹渣等，这些缺陷产生的原因不单纯是浇注工艺问题，而是由一种或几种原因相互作用并不断变化时产生的，本文针对具体缺陷提出相应的预防措施。 关键词：低压铸造；缩孔；缩松；气孔；夹渣；冷隔。
目录 摘要………………………………………………………………………………… 第一章绪论………………………………………………………………………… 1.1课题背景…………………………………………………………………… 第二章低压铸造原理及工艺流程…………………………………………… 2.1低压铸造工艺流程包括…………………………………………………… 2.2铝车轮低压铸造加压规范的设定…………………………………………第三章缩孔与缩松缺陷……………………………………………………………… 3.1缩孔与缩松缺陷的形成机理………………………………………………… 3.2 缩孔与缩松缺陷的预防方法…………………………………………………第四章气孔缺陷……………………………………………………………………… 4.1 气孔缺陷的分类……………………………………………………………… 4.2 气孔缺陷的形成机理…………………………………………………………… 4.3 气孔缺陷的预防方法…………………………………………………………
参考文献 [1]陈亭楠.现代企业文化[M].北京：企业管理出版社，2003,25-31. [2]张云初，王清, 陈静. 让企业文化起来[M]. 深圳：海天出版社，2003,13-25. [3]侯大年.数字电子技术[M].北京：电子工业出版社，2002,21-23. [4]李庆春.铸型形成理论基础[M].北京：机械工业出版社，2001,39-53. [5]宫克强.特种铸造[M].北京：机械工业出版社，2003,25-30. [6]王宵峰，王波，赵振伟.汽车车轮结构强度分析[J].汽车研究，2002,(4):95-101. [7]高军.整体式锻造铝合金车轮及其发展[J].汽车工艺与材料，2001,(5):15. [8]王祝堂.中国的再生铝工业[J].中国资源综合利用，2002（9）：30-38.
辞谢 走的最快的总是时间，来不及感叹，大学生活已近尾声，随着本次毕业论文的完成，将要划下完美的句号。 经过五个多月的构思与设计，在谢亚青老师的精心指导和安排下，本毕业论文已经完成。但是由于时间比较仓促，加上本人工作经验的不足。因此，在分析问题、解决问题时显得不够严密、完善，还需要正在以后的工作中不断完善。 在临近毕业之际，我还要借此机会向给予我诸多教诲和帮助的各位老师表示由衷的谢意，感谢他们的辛勤栽培。不积跬步何以至千里，各位任课老师认真负责，在他们的悉心帮助和支持下，我能够很好的掌握和运用专业知识，我相信这些所学知识在以后的工作中会得到应用的。 这次毕业论文的完成，很感谢谢亚青老师，因为论文是在谢亚青老师的悉心指导下完成的，谢老师指引我毕业论文写作的方向和架构，并对本论文初稿进行逐字批阅，指正出其中误谬之处，使我有了思考的方向，她的严谨细致、一丝不苟的作风，将一直是我工作、学习中的榜样。还有衷心感谢我的班主任吴老师，在生活中给我很多关心和帮助，教育我们很多为人处事之道。这些都是在我以后的路中有很大帮助的。 我还要感谢各位同学以及我的各位室友，在学校的这段时间里，你们给了我很多的帮助，在此我表示深深地感谢你们，是你们让我们的寝室充满快乐与温馨，愿我们以后的人生都可以充实、多彩与快乐、工作顺利。
铝合金轮毂制造工艺及特点分析 【摘要】铝合金轮毂以其质量轻、减震性优良、散热快、寿命长等特点，在现代汽车制造中得到了广泛的应用。本文概述了铝合金轮毂的一些常见的制造工艺，并对其特点进行了简要分析。 【关键词】铝合金；轮毂；制造工艺；特点 长期以来，钢制轮毂占据着汽车轮毂生产的主导地位。随着人们对汽车的舒适度、节能环保等方面要求的提高，钢制轮毂已不再适应现代汽车的需求。铝合金轮毂的出现，以优异的性能和迅猛的技术发展取代了钢制轮毂的主导地位，在现代汽车中得到了广泛的应用。 1.铝合金轮毂的优点及性能要求 铝合金轮毂与钢制轮毂相比，具有质量轻、节省能源的优点。由于材质的差异，铝合金轮毂的质量可比钢制轮毂减轻三到四成，可以有效提高轮毂的转动惯性，使汽车易于加速，并减少了制动所需的能耗，从而降低了油耗。此外，由于铝合金的振动性能比钢强，可以减少震动，改善车辆的重心，平衡性能优于钢制轮毂，尤其在高速行驶时可以得到明显的体现。在散热方面，铝合金轮毂的散热系数是钢制轮毂的两到三倍，在高速行驶时仍然可以保持合适的温度，减少爆胎的危险，提高了行车安全。 鉴于铝合金轮毂的优点，在制造铝合金轮毂的时候，就必须将这些优点全部发挥出来，才能使得铝合金轮毂充分体现其优良的性能。一般来说，一个合格的铝合金轮毂必须具备以下几个特点：（1）材质、尺寸、形状准确合理，这样才能充分发挥轮毂的作用，具有通用性；（2）汽车在行驶时，轮毂的横、纵向振摆小，失衡量与惯性矩小；（3）在保证轻便的同时，还要具有足够的强度、韧性和稳定性；（4）可分离性好；（5）性能具有持久性。 2.铝合金轮毂制造工艺及特点分析 2.1铸造法 铝合金轮毂的铸造法成形具有适应性强、品种多样、生产成本较低的优点，已经成为生产铝合金轮毂最普遍的方法，在全世界的铝合金轮毂中，采用铸造法生产的占80％以上。其工艺方法主要有重力铸造、低压铸造、压力铸造以及挤压铸造等。 2.1.1重力铸造法 重力铸造法是指金属在熔融的状态下依靠自身重力的作用注入模具中而获得铸件的一种工艺方法。重力铸造法大致可分为制芯、浇铸、整理三个步骤，每
铝合金熔炼与铸造工艺 规范与流程 Revised by Chen Zhen in 2021
铝合金熔炼与铸造工艺规范与流程 资料来源：全球铝业网铝业知识频道一、铝合金熔炼规范 （1）总则 ①按本文件生产的铸件，其化学成分和力学性能应符合GB/T 9438-1999《铝合金铸件》、JISH 5202-1999《铝合金铸件》、ASTM B 108-03a《铝合金金属型铸件》、GB/T 15115-1994《压铸铝合金》、JISH 5302-2006《铝合金压铸件》、ASTM B 85-03《铝合金压铸件》、EN1706-1998《铸造铝合金》等标准的规定。 ②本文件所指的铝合金熔炼，系在电阻炉、感应炉及煤气（天然气）炉内进行。一般采取石墨坩埚或铸铁坩埚。铸铁坩埚须进行液体渗铝。 （2）配料及炉料 1）配料计算 ①镁的配料计算量：用氯盐精炼时，应取上限，用无公害精炼剂精炼时，可适当减少；也可根据实际情况调整加镁量。 ②铝合金压铸时，为了减少压铸时粘模现象，允许适当提高铁含量，但不得超过有关标准的规定。 2）金属材料及回炉料 ①新金属材料 铝锭：GB/T 1196－2002《重熔用铝锭》
铝硅合金锭：GB/T 8734-2000《铸造铝硅合金锭》 镁锭： GB 3499-1983《镁锭》 铝铜中间合金：YS/T 282-2000《铝中间合金锭》 铝锰中间合金：YS/T 282-2000《铝中间合金锭》 各牌号的预制合金锭：GB/T 8733-2000《铸造铝合金锭》、JISH 2117-1984《铸件用再生铝合金锭》、ASTM B 197-03《铸造铝合金锭》、JISH 2118-2000《压铸铝合金锭》、EN1676-1996《铸造铝合金锭》等。 ②回炉料 包括化学成分明确的废铸件、浇冒口和坩埚底剩料，以及溢流槽和飞边等破碎的重熔锭。 回炉料的用量一般不超过80％，其中破碎重熔料不超过30％；对于不重要的铸件可全部使用回炉料；对于有特殊要求（气密性等）的铸件回炉料用量不超过50% 。 3）清除污物 为提高产品质量，必须清除炉料表面的脏物、油污、废铸件上的镶嵌件，应在熔炼前除去（可用一个熔炼炉专门去除镶嵌件）。 4）炉料预热 预热一般为350～450℃下保温2～4h。Zn、Mg、RE在200～250℃下保温2～4h。在保证坩埚涂料完整和充分预热的情况下，除Zn、Mg、Sr、Cd及RE等易燃材料外的炉料允许随炉预热。
汽车轮毂制造技术 班级：机电1302班 学号：13221045 姓名：师世健 指导教师：邢书明
目录 一、摘要 (3) 二、汽车轮毂的选材 (3) 1. 钢铁材料 (3) 1.1 球墨铸铁 (3) 1.2 其他钢铁材料 (3) 2.合金材料 (3) 3.复合材料 (3) 三、铸造方法 (3) 1.压力铸造 (3) 2.金属型铸造 (4) 3.熔模铸造 (4) 4.低压铸造 (5) 5.离心铸造 (5) 四、工艺方案 (6) 1.零件图 (6) 2.浇注位置 (6) 3.分型面 (7) 4.砂芯 (7) 5.浇注系统 (7) 6.主要工艺参数的确定 (7) 7.冒口 (7) 8.铸造工艺图 (8)
汽车轮毂制造技术 一、摘要 轮毂，作为汽车一个重要组成结构，起着支撑车身重量的作用，对汽车节能、环保、安全性、操控性都有着极其重要的影响。对其工作环境及使用要求予以充分分析，对其结构进行合理设计，选取性能优良的材料及适当的加工方法，都是汽车轮毂制造中不可或缺的环节。 二、汽车轮毂的选材 1．钢铁材料 1.1 铸铁、铸钢 球墨铸铁以其优良的综合力学性能应用在轮毂上，如铁素体球墨铸铁、高韧性球墨铸铁等。但是，由于类似碳素钢轮毂的缺点，以及铸造过程的复杂性和铸造模型所限，轮毂形状难于控制，限制了其应用。 1.2 其他钢铁材料 一些合金钢如加入钛元素的低合金钢，合金元素可以细化晶粒，提高钢的力学性能，使钢具有强度高、塑韧性好、加工成形性和焊接性良好，可以作为轮毂用钢；此外，低合金高强度双相钢，如低碳含铌钢，提高贝氏体含量，可以提高屈服强度，提高扩孔率，也可以用作轮辐和轮辋用钢。在实际应用中的多数钢制轮毂是通过已成型的轮缘和轮盘焊接而成，尽量使自重降低。 2．合金材料 汽车采用铝合金轮毂后减重效果明显，轻型车使用铝合金轮毂比传统钢制轮毂轻30%-40%，中型汽车可轻30%左右。美国森特来因·图尔公司用分离旋压法制出的整体板材（6061合金）车轮，比钢板冲压车轮重量减轻达50%，旋压加工时间不到90s/个，不需要组装作业，适宜大批量生产。另外，相同外径尺寸的轮毂使用铝合金轮毂抗压强度还有所提高。 3．复合材料 复合材料是应现代科学技术发展而出现的具有强大生命力的材料。由于复合材料具有特殊的振动阻尼特性，可减振和降低噪声、抗疲劳性能好，损伤后易修理，便于整体成形，故可用于制造汽车车身、受力构件、传动轴、发动机架及其内部构件。 三、铸造方法 1.压力铸造
铝合金板锭铸造工艺技术操作规程
1 铸造工艺参数（详见附表） 2 铸造前的准备 （1）上岗前要穿戴好劳保用品。 （2）查看上班记录及当班工艺卡片，明确当班工作任务。 （3）检查铸造井、在线精炼装置、过滤盆、Al-Ti-B丝喂料机等是否正常，水盘翻板开启是否正常，底座升降是否正常，石墨转子及加热套管是否正常，发现问题及时处理。 （4）检查液压站油泵、冷却水泵、控制操作台是否正常，水阀门是否灵活、可靠，结晶器各进水管是否连接可靠、无漏水，检查结晶器油润滑系统是否正常，发现问题及时处理。 （5）检查制氮机组的氮气（或氩气瓶）纯度及压力是否符合要求。（6）准备好生产所需导流管、浮漂、石棉绳、润滑油、硅酸铝岩棉等材料。 （7）将渣箱吊放至在线除气及过滤箱紧急排放口下。 （8）做好各种工器具的除锈、预热工作，确保加入的原材料干燥。（9）结晶器检查 ①检查结晶器的形状尺寸，若尺寸误差超出要求范围，应及时调正。 ②检查结晶器水孔是否堵塞，若堵塞，用细钢丝将水孔内的杂物捅掉，使其保持畅通。 ③检查冷却水温、水压和流量是否正常，看泄流阀工作是否正常。 ④检查铸造水盘翻板上的螺丝是否紧固，清理干净翻板上的杂物。 ⑤检查活动溜槽导流管安装尺寸是否符合要求。 （10）将结晶器安装平稳牢固，确保结合部位密封严实，不漏水。（11）检查结晶器内壁是否光滑，若不光滑，用湿布蘸柴油擦洗并用细纱布打磨光滑，然后用毛刷在结晶器内壁均匀涂上一层润滑油。引
锭头上表面涂刷润滑油。 （12）启动液压系统电源，关上井盖，使底座上升到结晶器内20mm 左右。 （13）用石棉绳将结晶器与引锭头之间的缝隙塞紧压平。 （14）将氮气+CC4管路和在线精炼装置连接牢靠，检查在线精炼装置是否漏气。 （15）陶瓷过滤板必须加热至600℃以上方可使用，安装时一定要将其四周塞实，加上压铁，以防在浇铸过程中浮起。 （16）在过滤盆和在线除气装置之间的流槽中安放好过滤网。（17）调整活动溜槽位置，使导流管口正对结晶器底座中央，然后用硅酸铝岩棉和过滤布将活动流槽和过滤盆连接密封好。 （18）调整好Al-Ti-B丝喂料机喂料速度，喂料量按技术要求进行控制。 （19）查看铝液成分、温度及静置时间是否符合铸造工艺要求。 3 铸造开头操作 （1）打开炉眼，放出铝液，换上新塞子。 （2）启动Al-Ti-B丝喂料机，使Al-Ti-B丝均匀地熔化在铝液中。（3）打开氮气（或氩气）阀门，调整好压力，启动在线精炼装置。铸造前5分钟将除气装置的转子提前落下放入箱体内。 （4）进行开头作业时采用低冷却水压、慢供流、低铝水平控制，这样可以防止因流量过大、过快造成漏铝或悬挂。 （5）在打底操作时，铝液温度不宜太低，以防导流管出铝孔堵塞，若堵塞时可用钎子及时捅开。打开供水蝶阀并调整好流量，调整回水阀开度。打底时的水量为正常水量的1/3-1/2。 （6）铝液进入结晶器后，迅速用预热的渣铲将底座上的铝液摊平，当结晶器内的铝液高度没过石棉绳时，停止供流，打出氧化渣。停留5-10秒，待周围金属开始凝固后，按下降按钮，逐渐加大冷却水量，
铝合金车轮挤压铸造工艺介绍 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 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φ30 mm，内壁斜度为3°［1］。
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。 图3 车轮挤压铸造模具 1.上模板 2.凸模固定板 3.凸模 4.导柱 5.右凹模 6.右凹模动模板 7.垫板 8.下模板 9.顶杆镶块 10.左凹模 11.左凹模定模板 采用2000 kN油压机改装进行挤压铸造，其工作过程是：将定量的合金熔液浇入型槽后，固定在活动横梁上的凸模以一定速度向下挤入型腔，压力达一定数值后保压；铝合金凝固后卸压，凸模通过工作缸的回程向上移动，顶杆镶块通过下顶缸从铸件内向下退出，直到全部脱离铸件之后，再用侧缸开启右凹模，取出铸件。 2.2 模具设计的主要参数
低压精密铸造轮毂时形成冷热裂纹的原因 铝合金轮毂具有许多钢质轮毂无法比拟的特性，因此铝合金轮毂在轿车、摩托车等车辆上已开始广泛应用。到2002年，我国轿车铝合金轮毂的装车率已接近45％。由于汽车轮毂质量要求较高，本身结构又适合于低压精密，且需求量大，因此，极大地推动了低压铸造技术的发展。目前，低压铸造已成为铝合金轮毂生产的主要工艺方法，国内的铝合金轮毂制造企业多数采用此工艺生产。 低压精密铸造铝合金轮毂裂纹主要产生在应力集中的部位，或轮毂顶出时因受力不均，或升液管处液体凝固造成的开裂。裂纹一般分为冷裂和热裂两种。 冷裂纹是指合金在低于其固相线温度时形成的裂纹。通俗地说，冷裂是精密铸造件冷却到低温时，作用在铸件上的精密铸造应力超过铸件本身强度或塑性所允许的程度而产生的。冷裂多在铸件表面上出现，裂口表面有轻微的氧化；而热裂通常认为是在合金凝固过程中产生的，由于型壁的传热作用，铸件总是从表面开始凝固的。当铸件表面出现大量的枝品并搭接成完整的骨架时，铸件就会出现固态收缩（常以线收缩表示）。但此时枝晶之间还存在一层尚未凝固的液体金属薄膜（液膜），如果铸件的收缩不受任何阻碍，那么枝晶层不受力的作用，可以自由收缩，也就不会出现应力。当枝晶层的收缩受到阻碍时，不能自由收缩或受到拉力的作用，就会出现拉应力，这时枝晶间的液膜将受到拉伸的作用而变形。当拉应力超过液膜的强度极限时，枝晶间就会被拉开。但是被拉裂部分的周围还存在一些液体金属，如果液膜被拉开的速度很慢，且周围有足够的液体并及时流人拉裂处，那么拉裂处将得到填补和“愈合”，精密铸造产品不会出现热裂纹。如果拉裂处不能重新“愈合”，精密铸造产品就会出现热裂纹。热裂断口处表面被强烈氧化，呈现无金属光泽的暗色或黑色。(end) 文章内容仅供参考() (2012-7-16) 本文由风机盘管https://www.doczj.com/doc/e68338900.html, 斜管填料https://www.doczj.com/doc/e68338900.html, 联合整理发布