铝合金轮毂铸造模具及工艺优化管窥

王巍

沈阳烨之城商贸有限公司 辽宁 沈阳 110015

现阶段，铝合金轮毂的生产方式主要包含低压铸造、重力铸造以及锻造等方式，但是使用最多的还是低压铸造。并且，模具作为轮毂成形的关键步骤，更要通过不断提高生产工艺来提高产品的质量。除此之外，还要对模具的结构进行优化设计，这也会直接影响到轮毂的成品率以及生产成本。如果设计不当或者工艺不先进，就很容易会影响到铸件的完成率。当然，如果只有好的模具而相应的配置工艺不好，这也是不可以的，需要两者相互促进。

1 铝合金轮毂的相关概述

1.1 原料

铝合金轮毂铸是当前较为常见的汽车轮毂类型之一，也得到了普遍的应用。其主要采用的是A356.2铝合金作为原材料，这种材料的铸造性和耐磨性都比较好。但是，在实际运用过程中，仍然需要采取更加先进的方式来优化生产工艺。例如，可以添加稀土元素，这样就可以使低压铸造成形的过程中减少针孔。不仅如此，在添加单一稀土元素时，在质量上也应该进行控制，而混合稀土最佳的添加量则在0.3%。除此之外，还可以通过改变了铝合金节点温度、调节铝合金含量等方式来增强铝合金的拉伸长度以及伸长率等指标。另外在疲劳强度、冲击韧度等方面也会有很好的改变。

1.2 分类

轮毂主要是用来装饰和实用两个方面，目前在市场上常见的轮毂主要包含采取重力铸造技术、低压铸造技术形成的整体轮毂的一片式铝轮毂。或者采取中心铸造或者加工成型的两片式轮毂。除此之外，还有采取螺钉连接、加工成型、中心铸造或者其他方式进行连接的三片式轮毂。另外还有采取中心率制造、轮辋钢制、螺钉连接的钢铝复合轮毂。而在赛车中最常使用的是复合材料的轮毂[1]。

1.3 主要生产流程

对于铝合金轮毂来说，在生产工艺上较为复杂，并且包含原料准备、熔炼、基本铸造、科技运用、热处理、切削加工、喷丸加工、去毛刺加工、日常清洗、动平衡检测、气密性检测、毛刺剔除、涂抹预处理、基本性能检验、外观性核查与包装入库等多项环节。在实际生产过程中，还需要重视铸造技术，其在车面中需要较高的生产工艺，不允许出现任何的问题。如果在生产过程中可以不出现任何问题，并且各个环节都能进行严格把控，那么就可以确保轮毂的质量符合标准。而在现实生产过程中，主要采取的还是低压轮毂这一技术，并且占据较高的地位。

2 铝合金轮毂低压铸造冷却的方法

在实际生产过程中，低压模具主要是从轮毂的中心部位进行充型，并且铝合金的溶液还会从轮辐流向轮毂，之后就可以充满整个轮毂。一般来说，我们将从轮辐外侧向中心冷却的方式叫作顺序冷却。但是，在实际生产过程中，浇筑系统的通道就是轮辐，并且还需要经过轮辐的方式来填满整个轮毂。因此，轮毂的凝固的顺序非常重要。之后，冷却模具就会被分成上模和下模两个部分，还会在下模的部分中设置六环冷却风管。在风管的一段是交口的部位，剩下的风管主要是用来冷却轮辐部位。在进行冷却的过程中，主要是在汽车的表面进行，加之轮辐较宽。因此，为了进一步确保冷却的质量，就需要进行顺序冷却来提高成品率，之后还要对冷却风管的排列进行控制。风管在排列过程中是较为紧密的，但是在中间的风管还是会有间隔，并且是几环排列。因此，为了使轮毂温度快速降低，就需要将风管上的支管和冷却排空进行对应，以这种方式来达到迅速降低轮毂的温度。在轮毂周围的环境中，温度的变化还会沿着轮毂发生变化，并且由内到外温度不断降低。但是，在这种情况下铝合金溶液就会从冷却风口的对应点进行收缩，这主要是根据顺序补缩理论进行的。根据相关数据显示，冷却点的位置也会发生改变，之后表面就会出现冷缩的现象，这样就会造成铸件的表面产生冷热不均的现象，也就会形成凹凸不平的花斑。因此，采用这种方式进行铸件的方式产品合格率不高，甚至还会增加生产产品，需要不断进行优化[2]。

基于上述问题的分析，就可以清楚地了解到需要对模具的冷却方式进行优化，也就是把点冷改为面冷。面冷主要能够粗辐条正面冷却相对均匀，就会减少局部过冷的情况。虽然这种方式具有一定的优势，也会使得模浇口旁边的风管保留下来。通常情况下，这种装置就会取消三根风管，还用一个冷却镶块取代了另一个风管。对于冷却镶块来说，主要是在下模轮辐的背部，这样就可以很好的实现下模外侧向内侧冷却的方式。而冷却风却要从下模外侧向中心流动，这也就是常说的面冷凝。这种冷却的模式和之前的方案也存在很多的不同。

在模具的冷却方式发生变化时，就需要将一条冷却风管对应辐条处的镶块，也可以对应下模背腔间隙。除此之外，从外侧向中心进行冷却时，冷却的强度在不断减弱。这种方式很符合铸造顺序凝固的原理，在实行起来也具有较强的操作性。用低压模具从轮毂中心部位进行充型的方式来进行冷却是不可能的，需要不断进行改变[3]。

3 结束语

综上所述，采取铝合金轮毂铸造模具来进行生产，并且加上良好的工艺配置，就可以生产出合格率较高的产品。根据低压铸造的方式将轮毂成形，这种模式生产出的制件组织不仅均匀，而且还没有疏松、缩孔等问题，并且具有成分较为均匀、晶粒细等优点。在之后质检、固溶环节后，零件也很少会出现气泡等问题，并且生产出来的车轮材料、性能以及形式等试验都符合相关技术要求，这也是我国轮毂厂生产的目标和方向。