铝合金轮毂低压铸造过程中铝液在浇注系统中流动研究.pdf

学兔兔 材料工艺 MATERIALTECHNOLOGY 铝合金轮毂低压铸造过程中 铝液在浇注系统中流动的研究 Research on the Flow of Aluminum Liquid in the Gating System for Aluminum Alloy Wheel 赵铁石 罗 峰 王志学 杨奋飞(中信戴卡轮毂制造股份有限公司，河北秦皇岛市 066003) 摘要：在铝合金轮毂低压铸造过程中，铝液在轮毂模具中的流动状态是影响压铸质量的重要因素。本文通 过理论分析，详细说明了铝液在轮毂浇注系统中的流动状态，并用数值模拟进行了验证。结果表明，在低压铸 造过程中，铝液在未流经分流锥时，其流动较为平稳，呈稳态流动；在流经分流锥和到达轮辐根部时，其流动状 态较为复杂，易产生紊流、涡流。 关键词：铝合金轮毂，浇注系统，流动 中图分类号：TG149．2：文献标识码：A；文章编号：1 O06-9658(2009)06—3 Abstract：Based on theoretical analysis，the characteristics of the liquid flow in the gating system for AI alloy rim have been elaborated and verified with numerical simulation，Results showed that。in low pressure casting process，AI liquid flow was smooth before sprue spreader，and became complex in the stage passing the sprue spreader to the root of spokes，in which turbulence and eddy currents occurred readily． Keywords：AI alloy wheel；gating system；liquid flow 铝合金轮毂以其美观、重量轻、散热好、耐腐蚀、 加工性好、节能等特点，在轿车工业中得到大量使 用，发展潜力巨大【l2】。据资料显示【31，2004年全球汽 车产量约为6460万辆，而铝合金轮毂产量则为1．5— 1．6亿件。预计到2010年，北美汽车铝合金轮毂的市 场占有率将上升到70％以上；而到2014年，全球铝 合金轮毂的需求量将达到2．5亿件左右。国际铝合金 图1 铝合金轮毂低压铸造模具不意图 轮毂市场巨大的吸引力刺激着铝合金轮毂行业的高 成品。 速发展 在轮毂低压铸造过程中，浇注系统尤为重要，其 作用不光使液态金属平稳地导入并充满型腔，还将 1 铝合金轮毂浇注系统 在轮毂凝固阶段对轮毂进行补缩，以得到性能优良 国内外生产铝合金轮毂的铸造工艺主要有低压 的铸件。典型砂型铸造的浇注系统如图2所示，一般 铸造、重力铸造和挤压铸造三种铸造形式，但以低压 由浇口杯(外浇口)、直浇道、直浇道窝、横浇道和内 铸造为主，约占全部产量的80％以上l4I。低压铸造铝 浇道等部分组成[51。 合金轮毂模具如图1所示，其主要由浇注系统、成型