ホイールハブの低圧鋳造金型の設計原則とプロセス最適化分析

1。ホイールハブの低圧鋳造プロセスの概要
ホイールハブの低圧鋳造 主に、閉圧タンクの空気圧を使用して溶融アルミニウム合金をカビの空洞に押し込み、圧力と温度を制御して正確な充填と固化を達成することに依存します。
プロセスフローの簡単な説明：
融解炉のアルミニウム液は700〜730°Cに加熱されます。
金属は、閉じたライザーを介して0.02-0.06 MPaの空気圧によって押し上げられます。
金属液体は、乱流と細孔形成を減らすために、カビの底からカビの空洞にゆっくりと満たされます。
圧力は、良好な収縮補償を達成するために一定の圧力の下で一定期間維持されます。
プリセット温度に冷却した後、金型が開き、鋳造が排出されます。
熱処理や加工などの後続のプロセスを入力します。
プロセスの利点：
連続固化と方向の収縮補償を達成できます。
鋳造の内部構造は密度が高く、穀物は洗練されています。
カビの詰め物はより安定しており、複雑な構造ホイールに適しています。
より高い材料の利用率と降伏率。

2。金型設計原則の分析
ホイールハブ金型は、幾何学的成形機能を満たすだけでなく、熱バランス、応力分布、自動化プロセスの要件を満たし、良好な構造的剛性、熱疲労抵抗、プロセスの適応性を備えている必要があります。
キャビティ構造設計
別れの表面設計原則：
軸方向の水平分離は通常、型の滑らかな開口を確保するために採用されます。
別れのラインは、フラッシュを減らすためにスポークと高いストレス領域を回避する必要があります。
rib骨と壁の厚さの間の移行：
スポークとセンターホールエリアは、ストレス集中を防ぐために滑らかな移行とrib骨で設計する必要があります。
rib骨の厚さは、鋳造の厚さの0.6〜0.8倍で制御する必要があります。
コアプルメカニズムの構成：
コアの引っ張りは、ハブの内側の空間または装飾穴のためのシリンダーまたは傾斜ガイド列によって制御されます。
キャスティングシステムの設計
レイアウトの取り込み：
通常、ボトムアップの詰め物を達成し、酸化物膜の包含を避けるために、スポークの底にあります。
対称的なレイアウトを保持して、安定した流れ場を取得してください。
ライザーデザインの重要なポイント：
パイプの直径の設計では、通常、直径は30〜50 mmの圧力損失と流量制御の両方を考慮する必要があります。
ライザーには、酸化物包含物を傍受するためにセラミックフィルターを装備する必要があります。
ベントデザイン：
型の上部または隅に細い通気口または真空穴が開いています。
不完全な充填やコールドシャットなどの表面欠陥を防ぎます。
冷却システムの設計
冷却水路分布：
水路はホットゾーン（スポークやリムなど）を通過し、カビの冷却には銅の袖やスチールパイプが使用されます。
通常、水路の直径は8〜12 mmで、効率的な熱伝達を確保します。
制御可能な冷却：
金型の各部分の温度差は、流量、ソレノイドバルブ、熱電対、その他のシステムを調整することで制御できます。
金型温度コントローラーシステムを導入して、閉ループ温度制御を実現できます。
カビ材料と表面処理
金型鋼の選択：
H13、8407、SKD61などの一般的に使用されるものは、高温強度と熱亀裂抵抗を持っています。
熱応力が濃縮されている領域の場合、高熱伝導率銅合金インサート（BECUなど）を使用できます。
表面強化プロセス：
ニトリッド治療：表面の硬さを改善し、カビの粘着性を防ぎます。
PVDコーティング：高温酸化抵抗、長寿命。
金型サービスの寿命は50,000〜100,000回に達する可能性があり、熱いひび割れと摩耗エリアを定期的に検査する必要があります。

3。プロセス最適化分析
金属充填制御
充填速度曲線：
酸化包含物を減らすために、フロントセクションの充填を遅くします。
充填完全性を改善するために、背面セクションの上部領域の充填を加速します。
アルミニウムの液体温度制御：
高すぎると、収縮と粗い穀物が生じます。
低すぎると、詰め物が困難で冷たく閉ざされやすくなります。
通常、690±10°Cで制御されます。
カビの温度制御：
初期カビの温度200〜250°C;
カビの温度コントローラーまたはグラファイトの断続的なスプレーを介して安定性を維持します。
ホットおよびコールドノードコントロール
ホットノード識別方法：
ホットゾーンの熱フィールド分析は、シミュレーションソフトウェア（Magmasoft、Procastなど）の助けを借りて実行されます。
一般的なホットノードは、リムとスポークの間の遷移領域にあります。
冷却チャネルの最適化：
流量を上げ、チャネル間隔を短くします。
高い熱伝導性材料を使用して、局所冷却を支援します。
連続固化制御：
圧力を介して方向の収縮補償を達成するか、制御または強制冷却を増加させます。
収縮と収縮を減らし、密度を向上させます。
収縮と毛穴の抑制
気孔制御：
アルミニウムの液体を事前に分離します（ローター脱水素化）;
セラミックフォームフィルターを使用してスラグをフィルターします。
縮小補償：
保持時間と圧力上昇率を調整します。
ホットゾーンにローカルコールドアイロンまたは補助ライザーを設計します（収縮チャネルのシミュレーション）。
カビの生命管理
サイクル記録と監視：
カビの寿命曲線を記録し、熱亀裂領域の形成の条件を分析します。
表面再処理技術：
レーザークラッディングまたは電動火花溶接を使用して、熱亀裂エリアの寿命を延ばします。
カビの熱サイクルシミュレーション：
カビの熱応力分布をシミュレートし、疲労亀裂が発生しやすい領域を予測します。
金型構造を最適化するか、冷却計画を調整するために使用されます。

4。開発動向
自動車産業は、車輪の軽量、安全性、美学に対してより高い需要を置いているため、車輪の低圧鋳造カビの技術も次の開発動向を示しています。
インテリジェントなカビ構造
モジュラー設計：交換とメンテナンスの効率を改善します。
統合センサー：金型温度、冷却効率、摩耗の学位のリアルタイム監視。
デジタル化とAIデザイン
デジタルツインプロセスシミュレーション：金型構造と鋳造プロセスを最適化します。
AIインテリジェントパラメーターチューニング：キャスティングの一貫性と降伏率を改善します。
グリーン製造
環境に優しいリリースエージェントと節水冷却システムを使用します。
材料の利用を最適化し、廃棄物と炭素排出量を削減します。
多機能統合金型
自動化と生産効率を改善するために、暖房、冷却、掃除機、その他のシステムの統合設計を実現します。