[发明专利]一种低压铸造铝合金车轮模具封闭点冷却结构

说明书

本发明公开了一种低压铸造铝合金车轮模具封闭点冷却结构，包括设置在模具内的第一冷却环和第二冷却环，第二冷却环上连接有第二冷却分支管，第一冷却环上连接有第一冷却分支管，第一冷却分支管顺序穿过第二冷却环和第二冷却分支管到达模具上需要局部冷却的冷却孔，第一冷却环与第二冷却环通过第一冷却分支管和第二冷却分支管进行连通。结构简单可靠且易于制作。

技术领域

本发明涉及车轮铸造技术领域，具体地说是一种低压铸造铝合金车轮模具封闭点冷却结构。

背景技术

铝合金汽车轮毂兼具美观、轻量化、节能、环保等优点，在世界范围内广泛应用。铝合金轮毂的制造在上世纪80年代开始大规模产业化。在欧洲、日本、亚洲等地区相继建成了年产能百万件以上规模的制造企业。在此庞大的生产数量及其基础积累数据的支撑及广大技术人员的研发和创新下，制造技术不断进步，时至今日，轮毂制造产业已日趋先进，不断朝向自动化、数字化、智能化、云互联等方向进步。

低圧鋳造是目前OEM轮毂产品采用的最普遍的轮毂铸件产品成型制造技术。与形变成型工艺（例如锻造、旋压）以及堆砌成型工艺（例如3D打印、注射）等对比，低压铸造工艺技术具有明显的效率、质量、成本等综合优势。更在金属得料率、加工量、铸件尺寸精度、材料性能等实际使用性能方面对比重力铸造明显较高。

目前低圧鋳造技术的主流核心技术是高效水冷模具内核技术。自本世纪10年代开始，随着直接水冷冷却通道制作难点的攻克，水冷模具低压铸造技术已在世界范围内成规模使用，使得各大铸件供应商的在生产效率提高、成本降低、质量稳定性等方面进步巨大。但是目前的水冷模具的冷却通道多数都是圆环形或者圆弧形形式的面直接接触式全部冷却通道，冷却介质与模具界面为连续面接触换热。而铸件类产品、尤其是铝合金轮毂产品在三维尺度上为非对称、非平均的不连续几何体，其凝固方向在工艺控制上遵循顺序凝固或同时凝固的基本原则。对于没有铝合金金属存在的空白区域是不需要也不必要进行冷却的。因此目前的模具冷却技术在成品率到达一定程度例如95%-98%后就很难进一步提高，同时现有的冷却通道对于铸件FEA易失效位置的冷却强化作用也并不明显，这一点也可以从冷却后铸件显微组织中硅相所能达到的二次枝晶间距（SDAS）数值上体现出来。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种低压铸造铝合金车轮模具封闭点冷却结构，能够实现特定区域的定点冷却，从而改善铸件的生产效率、成品率和机械性能等。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种低压铸造铝合金车轮模具封闭点冷却结构，包括设置在模具内的第一冷却环和第二冷却环，第二冷却环上连接有第二冷却分支管，第一冷却环上连接有第一冷却分支管，第一冷却分支管顺序穿过第二冷却环和第二冷却分支管到达模具上需要局部冷却的冷却孔，第一冷却环与第二冷却环通过第一冷却分支管和第二冷却分支管进行连通。

在一些实施例中，第一冷却环连通进风管，第二冷却环连通出风管。

在一些实施例中，第二冷却环的直径大于第一冷却环的直径。

在一些实施例中，冷却介质通过进风管首先进入第一冷却环，通过第一冷却分支管进入冷却孔，然后通过第二冷却分支管进入第二冷却环，最后通过出风管排出。

在一些实施例中，冷却介质包括压缩空气、冷却水、水雾中的一种或多种。

在一些实施例中，第一冷却分支管和第二冷却分支管可以根据需要局部冷却的冷却孔的数量设置一个或多个。

在一些实施例中，第一冷却分支管焊接在第一冷却环上，第二冷却分支管焊接在第二冷却环上。

相对于现有技术，本发明所述的低压铸造铝合金车轮模具封闭点冷却结构具有以下优势：

一、结构简单可靠且易于制作。

二、符合铸件的铸造工艺性，在需要冷却的区域如轮辐和浇道位置，因定点冷却结构冷却得以增强；空白无金属的位置则不会被冷却到。