本發(fā)明屬于輪轂鑄造領(lǐng)域，具體為一種鋁合金輪轂的鑄造工藝。
背景技術(shù)：
鋁合金輪轂具有重量輕、節(jié)能降耗、價(jià)格低、表面質(zhì)量高、散熱性好、易于成型、減振性能好等優(yōu)點(diǎn)，在汽車領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。但隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)鋁合金輪轂的性能要求也隨之不斷提高，現(xiàn)有的鋁合金輪轂還存在一些問(wèn)題，如強(qiáng)度不夠、重量較重，加工性能差，散熱性差，變質(zhì)處理效果有限，鑄件質(zhì)量不穩(wěn)定等問(wèn)題，因此，需要進(jìn)一步提高輪轂用鋁合金的綜合性能。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，現(xiàn)已有相關(guān)技術(shù)方案，如中國(guó)專利CN105671463A公開(kāi)了“一種碳纖維晶須增強(qiáng)鋁合金輪轂及其制備方法”，在該專利中介紹了所述鋁合金輪轂按照重量百分比計(jì)，由以下組分制成：碳纖維晶須8～14%、硅12～16%、鍶1.0～1.5%、鉭0.12～0.18%、鎂2.0～2.8%、錳1.8～2.4%、鉻0.40～0.56%和余量的鋁；配料，熔化，霧化，得鋁合金粉末；球磨混料，冷等靜壓制，脫模，包套處理，再進(jìn)行升溫保壓處理，得坯料；加熱，軋制，鍛壓，旋壓成形得輪轂毛坯；經(jīng)熱處理、機(jī)加工及表面處理，即得輪轂成品。但其存在的問(wèn)題是成本較高，且工藝復(fù)雜，同時(shí)在制備過(guò)程中容易發(fā)生氧化。也有中國(guó)專利CN105525157A公開(kāi)一種“一種鋁合金汽車輪轂鑄造工藝”，包括如下步驟：a、金屬熔煉：采用Al-Si-Mg三元合金鋁材熔煉成合金液；b、澆注：采用低壓澆注，澆注溫度控制在600-700℃，充型壓力為0.02-0.03MPa，充型時(shí)間7-9s，凝固保壓壓力為0.05-0.06MPa，保壓時(shí)間為8-10min，泄壓冷卻后脫模。但上述方式都沒(méi)有效控制鋁合金在鑄造過(guò)程中的成分偏析，最終使得鋁合金輪轂的性能不佳，容易出現(xiàn)局部缺陷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種鋁合金輪轂的鑄造工藝，其有效蓋上鋁合金輪轂成分不均勻以及尺寸不穩(wěn)定的問(wèn)題。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采取的具體的技術(shù)方案為，一種鋁合金輪轂的鑄造工藝，包括如下步驟：a、清洗鑄造用上模具與下模具，并風(fēng)干上模具與下模具；b、分別對(duì)上模具涂覆上模具涂料并固化，在下模具內(nèi)表面涂覆下模具涂料并固化；c、稱取鋁合金原料，并將鋁合金原料熔融澆注，將鑄造模具加熱至800℃-900℃，并在恒溫狀態(tài)下將熔融的鋁合金原料以0.61-0.68m/s的澆注速度澆注于鑄造模具中；e、澆注完成后立即從澆注口處對(duì)處于恒溫下的鑄造模具進(jìn)行加壓，所加壓力為0.01-0.015MPa，加壓保持時(shí)間為1-1.5h；f、對(duì)澆注模具進(jìn)行階梯式冷卻，第一階段為將澆注模具冷卻至200-300℃后，恒溫3-5h，第二階段為將澆注模具自然冷卻至室溫；g、脫模處理，并對(duì)工件進(jìn)行去除毛邊既得輪轂產(chǎn)品；
其中，所述上模具用涂料包括如下重量份的各物質(zhì)：
氨基改性硅油 20-30份
環(huán)氧碳纖維樹(shù)脂 15-25份
氧化鋁纖維 30-50份
聚六鈦酸鉀 20-40份
EVA樹(shù)脂 15-27份
氨基樹(shù)脂 5-7份
乙醇 30-50份；
所述下模具用涂料包括如下重量份的各物質(zhì)：
鎂鹽晶須 15-25份
二氧化鈦 10-16份
硅溶膠 18-26份
三氧化二鋁 11-17份
羧甲基纖維素鈉 5-9份
二氧化硅 20-30份。
作為本發(fā)明改進(jìn)的技術(shù)方案，所述EVA樹(shù)脂中VA含量為30-50%
作為本發(fā)明改進(jìn)的技術(shù)方案，所述鋁合金原料，按質(zhì)量百分含量，由如下組分制備而成：
硅 5%-8%
鎂 3%-8%
銅 0.01%-0.03%
鋅 0.01%-0.02%
錳 3%-5%
鈦 1%-6%
鉻 0.5%-3%
四針狀氧化鋅 10%-12%
鎂鹽晶須 1%-5%，
余量為鋁。
作為本發(fā)明改進(jìn)的技術(shù)方案，按質(zhì)量百分含量，由如下組分制成：
硅 6%-7%
鎂 5%-7%
銅 0.01%-0.02%
鋅 0.01%-0.02%
錳 4%-5%
鈦 3%-6%
鉻 0.5%-1%
四針狀氧化鋅 11%-12%
鎂鹽晶須 1%-2%，
余量為鋁。
作為本發(fā)明改進(jìn)的技術(shù)方案，所述第一階段為將澆注模具冷卻至200-300℃采用的方法為將鑄造模具放入至室溫下水中或冷卻油中冷卻。
有益效果
本發(fā)明組分科學(xué)合理，配方簡(jiǎn)單，容易實(shí)施，通過(guò)合理控制鑄造過(guò)程中的模具內(nèi)涂層、鑄造壓力以及鑄造冷卻方式，使得合金結(jié)晶均勻、強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐沖擊、耐熱性好、無(wú)氣泡，鑄造性能好。
另外，通過(guò)將上模具與下模具的鑄造用涂料分開(kāi)，下模具用涂料具有良好的耐高溫不開(kāi)裂的特性，因而保證了鑄件的下表面光滑并且尺寸穩(wěn)定；上模具用鑄造涂料中含有單斜晶體，使得在熔鑄的過(guò)程中，通過(guò)對(duì)澆注液施壓的方法能將澆注液內(nèi)的氣體溢出，同時(shí)上模具內(nèi)有高強(qiáng)度的填料，保證了鑄件上表面尺寸的穩(wěn)定性。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明實(shí)施例的目的和技術(shù)方案更加清楚，下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；谒枋龅谋景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(yǔ)（包括技術(shù)術(shù)語(yǔ)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)）具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語(yǔ)應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會(huì)用理想化或過(guò)于正式的含義來(lái)解釋。
實(shí)施例1
a、清洗鑄造用上模具與下模具，并風(fēng)干上模具與下模具；b、分別對(duì)上模具涂覆上模具涂料并固化，在下模具內(nèi)表面涂覆下模具涂料并固化；c、稱取鋁合金原料，并將鋁合金原料熔融澆注，將鑄造模具加熱至800℃，并在恒溫狀態(tài)下將熔融的鋁合金原料以0.61m/s的澆注速度澆注于鑄造模具中；e、澆注完成后立即從澆注口處對(duì)處于恒溫下的鑄造模具進(jìn)行加壓，所加壓力為0.01MPa，加壓保持時(shí)間為1h；f、對(duì)澆注模具進(jìn)行階梯式冷卻，第一階段為將澆注模具冷卻至200℃后，恒溫3h，第二階段為將澆注模具自然冷卻至室溫；g、脫模處理，并對(duì)工件進(jìn)行去除毛邊既得輪轂產(chǎn)品；
其中，所述上模具用涂料包括如下重量份的各物質(zhì)：
氨基改性硅油 20份
環(huán)氧碳纖維樹(shù)脂 15份
氧化鋁纖維 30份
聚六鈦酸鉀 20份
EVA樹(shù)脂 15份
氨基樹(shù)脂 5份
乙醇 30份；
所述下模具用涂料包括如下重量份的各物質(zhì)：
鎂鹽晶須 15份
二氧化鈦 10份
硅溶膠 18份
三氧化二鋁 11份
羧甲基纖維素鈉 5份
二氧化硅 20份。
其中，所述EVA樹(shù)脂中VA含量為30%
所述鋁合金原料，按質(zhì)量百分含量，由如下組分制備而成：
硅 5%
鎂 3%
銅 0.01%
鋅 0.01%
錳 3%
鈦 1%
鉻 0.5%
四針狀氧化鋅 10%
鎂鹽晶須 1%，
余量為鋁。
所述第一階段為將澆注模具冷卻至200℃采用的方法為將鑄造模具放入至室溫下水中或冷卻油中冷卻。
實(shí)施例2
a、清洗鑄造用上模具與下模具，并風(fēng)干上模具與下模具；b、分別對(duì)上模具涂覆上模具涂料并固化，在下模具內(nèi)表面涂覆下模具涂料并固化；c、稱取鋁合金原料，并將鋁合金原料熔融澆注，將鑄造模具加熱至900℃，并在恒溫狀態(tài)下將熔融的鋁合金原料以0.68m/s的澆注速度澆注于鑄造模具中；e、澆注完成后立即從澆注口處對(duì)處于恒溫下的鑄造模具進(jìn)行加壓，所加壓力為0.015MPa，加壓保持時(shí)間為1.5h；f、對(duì)澆注模具進(jìn)行階梯式冷卻，第一階段為將澆注模具冷卻至300℃后，恒溫5h，第二階段為將澆注模具自然冷卻至室溫；g、脫模處理，并對(duì)工件進(jìn)行去除毛邊既得輪轂產(chǎn)品；
其中，所述上模具用涂料包括如下重量份的各物質(zhì)：
氨基改性硅油 30份
環(huán)氧碳纖維樹(shù)脂 25份
氧化鋁纖維 50份
聚六鈦酸鉀 40份
EVA樹(shù)脂 27份
氨基樹(shù)脂 7份
乙醇 50份；
所述下模具用涂料包括如下重量份的各物質(zhì)：
鎂鹽晶須 25份
二氧化鈦 16份
硅溶膠 26份
三氧化二鋁 17份
羧甲基纖維素鈉 9份
二氧化硅 30份。
其中，所述EVA樹(shù)脂中VA含量為50%
所述鋁合金原料，按質(zhì)量百分含量，由如下組分制備而成：
硅 8%
鎂 8%
銅 0.03%
鋅 0.02%
錳 5%
鈦 6%
鉻 3%
四針狀氧化鋅 12%
鎂鹽晶須 5%，
余量為鋁。
所述第一階段為將澆注模具冷卻至300℃采用的方法為將鑄造模具放入至室溫下水中或冷卻油中冷卻。
實(shí)施例3
a、清洗鑄造用上模具與下模具，并風(fēng)干上模具與下模具；b、分別對(duì)上模具涂覆上模具涂料并固化，在下模具內(nèi)表面涂覆下模具涂料并固化；c、稱取鋁合金原料，并將鋁合金原料熔融澆注，將鑄造模具加熱至860℃，并在恒溫狀態(tài)下將熔融的鋁合金原料以0.65m/s的澆注速度澆注于鑄造模具中；e、澆注完成后立即從澆注口處對(duì)處于恒溫下的鑄造模具進(jìn)行加壓，所加壓力為0.012MPa，加壓保持時(shí)間為1.2h；f、對(duì)澆注模具進(jìn)行階梯式冷卻，第一階段為將澆注模具冷卻至270℃后，恒溫3.5h，第二階段為將澆注模具自然冷卻至室溫；g、脫模處理，并對(duì)工件進(jìn)行去除毛邊既得輪轂產(chǎn)品；
其中，所述上模具用涂料包括如下重量份的各物質(zhì)：
氨基改性硅油 25份
環(huán)氧碳纖維樹(shù)脂 17份
氧化鋁纖維 37份
聚六鈦酸鉀 27份
EVA樹(shù)脂 17份
氨基樹(shù)脂 6份
乙醇 37份；
所述下模具用涂料包括如下重量份的各物質(zhì)：
鎂鹽晶須 17份
二氧化鈦 15份
硅溶膠 19份
三氧化二鋁 116份
羧甲基纖維素鈉 7份
二氧化硅 27份。
其中，所述EVA樹(shù)脂中VA含量為37%
作為本發(fā)明改進(jìn)的技術(shù)方案，所述鋁合金原料，按質(zhì)量百分含量，由如下組分制備而成：
硅 7%
鎂 7%
銅 0.017%
鋅 0.017%
錳 4%
鈦 4%
鉻 1.7%
四針狀氧化鋅 11%
鎂鹽晶須 4%，
余量為鋁。
所述第一階段為將澆注模具冷卻至270℃采用的方法為將鑄造模具放入至室溫下水中或冷卻油中冷卻。
實(shí)施例4
a、清洗鑄造用上模具與下模具，并風(fēng)干上模具與下模具；b、分別對(duì)上模具涂覆上模具涂料并固化，在下模具內(nèi)表面涂覆下模具涂料并固化；c、稱取鋁合金原料，并將鋁合金原料熔融澆注，將鑄造模具加熱至890℃，并在恒溫狀態(tài)下將熔融的鋁合金原料以0.67m/s的澆注速度澆注于鑄造模具中；e、澆注完成后立即從澆注口處對(duì)處于恒溫下的鑄造模具進(jìn)行加壓，所加壓力為0.014MPa，加壓保持時(shí)間為1.3h；f、對(duì)澆注模具進(jìn)行階梯式冷卻，第一階段為將澆注模具冷卻至270℃后，恒溫4h，第二階段為將澆注模具自然冷卻至室溫；g、脫模處理，并對(duì)工件進(jìn)行去除毛邊既得輪轂產(chǎn)品；
其中，所述上模具用涂料包括如下重量份的各物質(zhì)：
氨基改性硅油 25份
環(huán)氧碳纖維樹(shù)脂 20份
氧化鋁纖維 20份
聚六鈦酸鉀 20份
EVA樹(shù)脂 20份
氨基樹(shù)脂 5.7份
乙醇 40份；
所述下模具用涂料包括如下重量份的各物質(zhì)：
鎂鹽晶須 20份
二氧化鈦 14份
硅溶膠 20份
三氧化二鋁 15份
羧甲基纖維素鈉 7份
二氧化硅 26份。
其中，所述EVA樹(shù)脂中VA含量為34%
所述鋁合金原料，按質(zhì)量百分含量，由如下組分制成：
硅 7%
鎂 7%
銅 0.02%
鋅 0.02%
錳 5%
鈦 6%
鉻 1%
四針狀氧化鋅 12%
鎂鹽晶須 2%，
余量為鋁。
所述第一階段為將澆注模具冷卻至270℃采用的方法為將鑄造模具放入至室溫下水中或冷卻油中冷卻。
實(shí)施例5
a、清洗鑄造用上模具與下模具，并風(fēng)干上模具與下模具；b、分別對(duì)上模具涂覆上模具涂料并固化，在下模具內(nèi)表面涂覆下模具涂料并固化；c、稱取鋁合金原料，并將鋁合金原料熔融澆注，將鑄造模具加熱至820℃，并在恒溫狀態(tài)下將熔融的鋁合金原料以0.63m/s的澆注速度澆注于鑄造模具中；e、澆注完成后立即從澆注口處對(duì)處于恒溫下的鑄造模具進(jìn)行加壓，所加壓力為0.014MPa，加壓保持時(shí)間為1.2h；f、對(duì)澆注模具進(jìn)行階梯式冷卻，第一階段為將澆注模具冷卻至280℃后，恒溫4h，第二階段為將澆注模具自然冷卻至室溫；g、脫模處理，并對(duì)工件進(jìn)行去除毛邊既得輪轂產(chǎn)品；
其中，所述上模具用涂料包括如下重量份的各物質(zhì)：
氨基改性硅油 20-30份
環(huán)氧碳纖維樹(shù)脂 15-25份
氧化鋁纖維 30-50份
聚六鈦酸鉀 20-40份
EVA樹(shù)脂 15-27份
氨基樹(shù)脂 5-7份
乙醇 30-50份；
所述下模具用涂料包括如下重量份的各物質(zhì)：
鎂鹽晶須 15份
二氧化鈦 16份
硅溶膠 18份
三氧化二鋁 17份
羧甲基纖維素鈉 5份
二氧化硅 30份。
其中，所述EVA樹(shù)脂中VA含量為38%
所述鋁合金原料，按質(zhì)量百分含量，由如下組分制成：
硅 6%
鎂 5%
銅 0.01%
鋅 0.01%
錳 4%
鈦 3%
鉻 0.5%
四針狀氧化鋅 11%
鎂鹽晶須 1%，
余量為鋁。
作為本發(fā)明改進(jìn)的技術(shù)方案，所述第一階段為將澆注模具冷卻至280℃采用的方法為將鑄造模具放入至室溫下水中或冷卻油中冷卻。
實(shí)施例6
a、清洗鑄造用上模具與下模具，并風(fēng)干上模具與下模具；b、分別對(duì)上模具涂覆上模具涂料并固化，在下模具內(nèi)表面涂覆下模具涂料并固化；c、稱取鋁合金原料，并將鋁合金原料熔融澆注，將鑄造模具加熱至810℃，并在恒溫狀態(tài)下將熔融的鋁合金原料以0.67m/s的澆注速度澆注于鑄造模具中；e、澆注完成后立即從澆注口處對(duì)處于恒溫下的鑄造模具進(jìn)行加壓，所加壓力為0.013MPa，加壓保持時(shí)間為1.2h；f、對(duì)澆注模具進(jìn)行階梯式冷卻，第一階段為將澆注模具冷卻至250℃后，恒溫3.5h，第二階段為將澆注模具自然冷卻至室溫；g、脫模處理，并對(duì)工件進(jìn)行去除毛邊既得輪轂產(chǎn)品；
其中，所述上模具用涂料包括如下重量份的各物質(zhì)：
氨基改性硅油 24份
環(huán)氧碳纖維樹(shù)脂 16份
氧化鋁纖維 31份
聚六鈦酸鉀 24份
EVA樹(shù)脂 17份
氨基樹(shù)脂 6份
乙醇 37份；
所述下模具用涂料包括如下重量份的各物質(zhì)：
鎂鹽晶須 19份
二氧化鈦 16份
硅溶膠 19份
三氧化二鋁 17份
羧甲基纖維素鈉 6份
二氧化硅 28份。
其中，所述EVA樹(shù)脂中VA含量為36%
所述鋁合金原料，按質(zhì)量百分含量，由如下組分制成：
硅 6.7%
鎂 5.7%
銅 0.012%
鋅 0.012%
錳 4.5%
鈦 3.6%
鉻 0.5%-1%
四針狀氧化鋅 11.6%
鎂鹽晶須 1.%，
余量為鋁。
其中，所述第一階段為將澆注模具冷卻至250℃采用的方法為將鑄造模具放入至室溫下水中或冷卻油中冷卻。
該鑄造工藝適用于制作高檔轎車輪轂，經(jīng)鑄造后，表面光滑，外觀美，質(zhì)地輕，強(qiáng)度高，安全系數(shù)高。
實(shí)施效果
通過(guò)對(duì)上述各實(shí)施例制得的鋁合金輪轂成品與現(xiàn)有技術(shù)中鑄造鋁合金輪轂進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表1所示，表1中“+”代表厚，“-”代表薄。
表1各實(shí)施例制得的鋁合金輪轂的性能
對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書(shū)按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書(shū)的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書(shū)作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。