Principe de conception et analyse d'optimisation des processus du moule à moulage à basse pression pour le moyeu de roue

1. Aperçu du processus de coulée à basse pression du moyeu de roue
Coulage à basse pression du moyeu de roues Utilise principalement la pression d'air dans le réservoir de pression fermée pour appuyer sur l'alliage d'aluminium fondu dans la cavité du moule, et s'appuie sur le contrôle de la pression et de la température pour obtenir une garniture et une solidification précises.
Brève description du flux de processus:
Le liquide en aluminium dans le four à fusion est chauffé à 700-730 ° C;
Le métal est poussé par la pression atmosphérique de 0,02-0,06 MPa à travers la colonne montante fermée;
Le liquide métallique est lentement rempli dans la cavité du moule du fond du moule pour réduire les turbulences et la formation des pores;
La pression est maintenue pendant une période sous pression constante pour obtenir une bonne compensation de retrait;
Après refroidissement à la température prédéfinie, le moule est ouvert et la coulée est éjectée;
Entrez les processus suivants tels que le traitement thermique et le traitement.
Avantages de traitement:
Une solidification séquentielle et une compensation de retrait directionnel peuvent être obtenus;
La structure interne de la coulée est dense et le grain est raffiné;
La garniture de moisissure est plus stable, adaptée aux roues de structure complexes;
Utilisation plus élevée des matériaux et taux de rendement.

2. Analyse des principes de conception de moisissures
Le moule du moyeu de roue doit non seulement répondre à la fonction de moulage géométrique, mais également répondre aux exigences de l'équilibre thermique, de la distribution des contraintes et du processus automatisé, et avoir une bonne rigidité structurelle, une résistance à la fatigue thermique et une adaptabilité du processus.
Conception de la structure de la cavité
Principes de conception de surface de séparation:
La séparation horizontale axiale est généralement adoptée pour assurer une ouverture lisse du moule;
La ligne de séparation doit éviter les rayons et les zones de contrainte élevées pour réduire le flash;
Transition entre les côtes et l'épaisseur de la paroi:
Les rayons et les zones des trous centraux doivent être conçus avec des transitions et des côtes lisses pour empêcher la concentration de contraintes;
L'épaisseur des côtes doit être contrôlée à 0,6 à 0,8 fois l'épaisseur de la coulée.
Configuration du mécanisme de traction du noyau:
Le traction du noyau est contrôlé par un cylindre ou une colonne de guidage inclinée pour l'espace intérieur ou le trou décoratif du moyeu.
Conception du système de coulée
Disposition d'Ingate:
Il est généralement situé au bas de la parole pour obtenir un remplissage ascendant et éviter les inclusions de films d'oxyde;
Essayez de garder une disposition symétrique pour obtenir un champ d'écoulement stable.
Points clés de la conception de la colonne montante:
La conception du diamètre du tuyau doit prendre en compte à la fois la perte de pression et le contrôle du débit, généralement avec un diamètre de 30 à 50 mm;
La colonne montante doit être équipée d'un filtre en céramique pour intercepter les inclusions d'oxyde.
Conception d'évent:
Un évent ou un trou d'aspirateur mince est ouvert en haut ou en coin du moule;
Empêcher les défauts de surface tels que la garniture incomplète et la fermeture du froid.
Conception du système de refroidissement
Distribution du canal d'eau de refroidissement:
Le canal d'eau passe à travers la zone chaude (comme les rayons et les jantes), et les manchons en cuivre ou les tuyaux en acier sont utilisés pour le refroidissement des moisissures;
Le diamètre du canal d'eau est généralement de 8 à 12 mm pour assurer un transfert de chaleur efficace.
Refroidissement contrôlable:
La différence de température de chaque partie du moule peut être contrôlée en ajustant le débit, les solénoïdes, les thermocouples et autres systèmes;
Le système de contrôleur de température de moisissure peut être introduit pour obtenir un contrôle de température en boucle fermée.
Matière de moule et traitement de surface
Sélection de l'acier de moule:
Les personnes couramment utilisées telles que H13, 8407, SKD61, etc. ont une résistance à haute température et une résistance aux fissures thermiques;
Pour les zones où la contrainte thermique est concentrée, les inserts d'alliage de cuivre à conductivité thermique élevés (tels que BECU) peuvent être utilisés.
Processus de renforcement de la surface:
Traitement en nitratide: améliorez la dureté de surface et empêchez le collage des moisissures;
Revêtement PVD: résistance à l'oxydation à haute température, longue durée de vie;
La durée de vie de la moisissure peut atteindre 50 000 à 100 000 fois, et les zones de fissuration et d'usure chaudes doivent être régulièrement inspectées.

3. Analyse d'optimisation des processus
Contrôle de remplissage des métaux
Courbe de vitesse de remplissage:
Remplissage lent dans la section avant pour réduire les inclusions d'oxydation;
Accélérez le remplissage de la zone supérieure dans la section arrière pour améliorer l'exhaustivité du remplissage.
Contrôle de température liquide en aluminium:
Trop haut provoquera du retrait et des grains grossiers;
Trop bas rendra la garniture difficile et facile à fermer à froid;
Généralement contrôlé à 690 ± 10 ° C.
Contrôle de la température du moule:
Température initiale du moule 200-250 ° C;
Maintenez la stabilité par le contrôleur de température de moisissure ou la pulvérisation intermittente de graphite.
Contrôle du nœud chaud et froid
Méthode d'identification du nœud chaud:
L'analyse du champ thermique de la zone chaude est réalisée à l'aide d'un logiciel de simulation (comme Magmasoft, Procast);
Les nœuds chauds communs sont situés dans la zone de transition entre la jante et le rayon.
Optimisation du canal de refroidissement:
Augmenter le débit et raccourcir l'espacement des canaux;
Utilisez des matériaux de conductivité thermique élevés pour aider le refroidissement local.
Contrôle de solidification séquentiel:
Atteindre la compensation directionnelle du retrait par le contrôle d'augmentation de la pression ou le refroidissement forcé;
Réduisez le rétrécissement et le rétrécissement et améliorez la densité.
Suppression du rétrécissement et des pores
Contrôle de la porosité:
Degas le liquide en aluminium à l'avance (déshydrogénation du rotor);
Utilisez un filtre en mousse en céramique pour filtrer les scories.
Compensation de retrait:
Ajuster le temps de maintien et le taux d'augmentation de la pression;
Concevoir le fer froid local ou la colonne montante auxiliaire dans la zone chaude (canal de retrait simulé).
Gestion de la vie de moisissure
Enregistrement et surveillance du cycle:
Enregistrer la courbe de durée de vie de moisissure et analyser les conditions de formation de la zone de fissuration thermique;
Technologie de retraitement de surface:
Utilisez le revêtement laser ou le soudage des étincelles électriques pour prolonger la durée de vie de la zone de fissuration thermique;
Simulation du cycle thermique de la moisissure:
Simuler la distribution de contrainte thermique du moule et prédire la zone sujette à la fissure de la fatigue;
Utilisé pour optimiser la structure du moule ou ajuster le plan de refroidissement.

4. Tendances de développement
Alors que l'industrie automobile impose des exigences plus élevées sur les poids légers, la sécurité et l'esthétique des roues, la technologie des moules à couler à basse pression pour roues présente également les tendances de développement suivantes:
Structure de moisissure intelligente
Conception modulaire: améliorer l'efficacité du remplacement et de la maintenance;
Capteurs intégrés: surveillance en temps réel de la température du moule, de l'efficacité de refroidissement et du degré d'usure.
Digitalisation et conception de l'IA
Simulation du processus jumeau numérique: optimiser la structure des moisissures et le processus de coulée;
AI Intelligent Paramètre Taping: Améliorer la cohérence de la coulée et le taux de rendement.
Fabrication verte
Utiliser des agents de libération respectueux de l'environnement et des systèmes de refroidissement à économie d'eau;
Optimiser l'utilisation des matériaux, réduire les déchets et les émissions de carbone.
Moules intégrés multifonctionnels
Réalisez la conception intégrée du chauffage, du refroidissement, de l'aspirateur et d'autres systèmes pour améliorer l'automatisation et l'efficacité de la production.