Designprincip och processoptimeringsanalys av lågtrycksgjutningsform för hjulnav

1. Översikt över lågtrycksgjutningsprocessen för hjulnav
Lågtrycksgjutning av hjulnav använder huvudsakligen lufttrycket i den stängda trycktanken för att trycka den smälta aluminiumlegeringen i mögelhålan och förlitar sig på att kontrollera trycket och temperaturen för att uppnå exakt fyllning och stelning.
Kort beskrivning av processflödet:
Aluminiumvätskan i smältugnen upphettas till 700-730 ° C;
Metallen skjuts upp av lufttrycket på 0,02-0,06 MPa genom den stängda stigaren;
Metallvätskan fylls långsamt in i mögelhålan från botten av formen för att minska turbulens och porbildning;
Trycket upprätthålls under en tid under konstant tryck för att uppnå god krympningskompensation;
Efter kylning till den förinställda temperaturen öppnas formen och gjutningen kastas ut;
Ange de efterföljande processerna som värmebehandling och bearbetning.
Processfördelar:
Sekventiell stelning och riktningskrympningskompensation kan uppnås;
Gjutningens inre struktur är tät och kornet förfinas;
Formfyllningen är mer stabil, lämplig för komplexa strukturhjul;
Högre materialanvändning och avkastningshastighet.

2. Analys av mögelsdesignprinciper
Hjulnavformen får inte bara uppfylla den geometriska formfunktionen, utan också uppfylla kraven för termisk balans, spänningsfördelning och automatiserad process och ha god strukturell styvhet, termisk trötthetsmotstånd och processanpassningsbarhet.
Kavitetsstrukturdesign
Parting Surface Design Principer:
Axiell horisontell avsked antas vanligtvis för att säkerställa smidig öppning av formen;
Avskedlinjen bör undvika ekrar och områden med hög stress för att minska blixt;
Övergång mellan revben och väggtjocklek:
Erkarna och centrumhålsområdena måste utformas med smidiga övergångar och revben för att förhindra stresskoncentration;
Ribbtjockleken bör styras vid 0,6–0,8 gånger gjutningens tjocklek.
Kärna för pullmekanismkonfiguration:
Kärnanstången styrs av en cylinder eller en lutande styrkolonn för det inre utrymmet eller dekorativa hålet i navet.
Gjutningssystemdesign
Ingate Layout:
Det är vanligtvis beläget längst ner i talet för att uppnå bottom-up-fyllning och undvika inneslutningar av oxidfilm;
Försök att hålla en symmetrisk layout för att få ett stabilt flödesfält.
Viktiga punkter för stigningsdesign:
Rördiameterkonstruktionen måste ta hänsyn till både tryckförlust och flödeshastighetskontroll, vanligtvis med en diameter på 30-50 mm;
Riseren måste utrustas med ett keramiskt filter för att fånga oxidinklusioner.
Vent design:
Ett smalt ventilations- eller vakuumhål öppnas längst upp eller hörnet av formen;
Förhindra ytfel såsom ofullständig fyllning och kallstängd.
Kylsystemdesign
Kylvattenkanalfördelning:
Vattenkanalen passerar genom den heta zonen (såsom ekrar och fälgar), och kopparhylsor eller stålrör används för mögelkylning;
Vattenkanaldiametern är vanligtvis 8-12 mm för att säkerställa effektiv värmeöverföring.
Kontrollerbar kylning:
Temperaturskillnaden för varje del av formen kan styras genom att justera flödeshastigheten, magnetventilerna, termoelementen och andra system;
Formtemperaturkontrollsystemet kan introduceras för att uppnå temperaturkontroll med sluten slinga.
Mögelmaterial och ytbehandling
Val av mögel stål:
Vanligt använda sådana som H13, 8407, SKD61, etc. har hög temperaturstyrka och termisk sprickmotstånd;
För områden där termisk stress är koncentrerad kan höga kopparlegeringsinsatser med hög värme konduktivitet (såsom BECU) användas.
Ytförstärkningsprocess:
Nitrideringsbehandling: Förbättra ythårdheten och förhindra att mögel sticker;
PVD -beläggning: oxidation mot hög temperatur, lång livslängd;
Mögel livslängden kan nå 50 000-100 000 gånger, och de heta sprickor och slitområden måste regelbundet inspekteras.

3. Processoptimeringsanalys
Metallfyllningskontroll
Fyllningshastighetskurvan:
Långsam fyllning i det främre avsnittet för att minska inneslutningar av oxidation;
Accelerera fyllningen av det övre området i baksidan för att förbättra fyllningsfyllningen.
Aluminiumvätsketemperaturkontroll:
För hög kommer att orsaka krympning och grova korn;
För lågt kommer att göra fyllningen svår och lätt att kalla.
Kontrolleras vanligtvis vid 690 ± 10 ° C.
Mögel temperaturkontroll:
Initial mögel temperatur 200-250 ° C;
Håll stabilitet genom mögeltemperaturkontroll eller intermittent sprutning av grafit.
Varm och kall nodkontroll
Hot Node Identification Method:
Den termiska fältanalysen av den heta zonen utförs med hjälp av simuleringsprogramvara (som Magmasoft, Procast);
Vanliga heta noder finns i övergångsområdet mellan kanten och talen.
Kylkanaloptimering:
Öka flödeshastigheten och förkorta kanalavståndet;
Använd material med hög värmeledningsförmåga för att hjälpa lokal kylning.
Sekventiell stelningskontroll:
Uppnå riktningskrympningskompensation genom tryckökningskontroll eller tvingad kylning;
Minska krympningen och krympningen och förbättra densiteten.
Undertryckande av krympning och porer
Porositetskontroll:
Degas aluminiumvätskan i förväg (rotordehydrogenering);
Använd keramiskt skumfilter för att filtrera slagg.
Krympningskompensation:
Justera hålltiden och tryckökningshastigheten;
Designa lokalt kallt järn eller hjälpare i den heta zonen (simulera krympningskanal).
Mögel livshantering
Cykelinspelning och övervakning:
Registrera formens livskurva och analysera förhållandena för bildandet av det termiska sprickområdet;
Ytbearbetningsteknik:
Använd laserbeklädnad eller elektrisk gnistsvetsning för att förlänga livslängden för det termiska sprickområdet;
Mögel termisk cykelsimulering:
Simulera mögelens termiska spänningsfördelning och förutsäga trötthetssprickans benägna område;
Används för att optimera formstrukturen eller justera kylplanen.

4. Utvecklingstrender
Eftersom fordonsindustrin ställer högre krav på hjul med lättvikt, säkerhet och estetik presenterar tekniken för lågtrycksgjutningsformar för hjul också följande utvecklingstrender:
Intelligent mögelstruktur
Modulär design: Förbättra ersättnings- och underhållseffektivitet;
Integrerade sensorer: realtidsövervakning av mögeltemperatur, kylningseffektivitet och slitexamen.
Digitalisering och AI -design
Digital tvillingprocesssimulering: Optimera mögelstruktur och gjutningsprocess;
AI Intelligent parameterinställning: Förbättra gjutningskonsistens och avkastningshastighet.
Gröntillverkning
Använd miljövänliga frisättningsmedel och vattenbesparande kylsystem;
Optimera materialanvändning, minska avfall och koldioxidutsläpp.
Multifunktionella integrerade formar
Inse integrerad design av uppvärmning, kylning, dammsugning och andra system för att förbättra automatisering och produktionseffektivitet.