低压铸造铝合金摩托车轮毂

要 求考 虑 合金 在 由轮 毂 轮 幅 流 向轮 毂 时平 稳性 ， 因
此 该铸件 各 部 总截 面面 积 比考虑 为直 浇 口 ，幅条 ｔ 轮 辋 一１ １ ． ４ １ ． ６ ， 幅条 以三 条 轮 幅截 面积 计 算 ＋
－ 唐 多光 ， 上海 （ ２ ０ ０ ０ ７ ２ ） ２７
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特 种 铸造 及有 色合 金 １ ９ ９ ４年 第 ２期—
—
低 压 铸 造 铝 合金 摩 托 车 轮 毂
提高。
． ，
关麓词： 低压铸造
’ ’ — ’ ’ ’ －． ，
铝合 轮毂
－ ‘ 。 — ＿ 一 一
长效变质
Ｊ
混
，
１ 前 言
４ 所示。
研 究 已成功 制造 出 １ ． ６ ×１ ８规 格的 摩托 车用 低压铸
４
结
论
ａ ．采 用全 金属 型 低压 铸 造 方 法 可 生 产 各 种 车 用轻 合金 轮毂 ， 其质 量 明显 低 于 一般 砂 型 俦 造和 金 属 型 俦造 产品 。
ｂ ．采 用混 合 稀土 变 质技 术 ， 不 仅 达到 铝 硅 系合
提 高， 在 此 基础 上 成 功地 生 产 出数 种 铝 合金 摩 托 车
车圈。
周 １ ＷＭ１ ． ６×１ ８犀 托 车 轮 授 低 压 辞 适 工 艺 ｌ 车轮轮 辋
４ ．上棰
２ 研 究 和 试 验 方 法
２ ． １ 在 ３ ０ ０ ｋ ｇ级 无 芯 工 频 感 应 电炉上 自制 Ｚ ＡＩ — ｓ ｉ Ｄ一 ０ ， 严 格 控 制多 晶硅 原 料 ， 使 Ｚ ＡＩ Ｓ ｉ Ｄ一 ０中 Ｆ ｅ ＜Ｏ ． ２ ０ ， 杂 质 总量 ＜ ｏ ． ６ ０ 。 ２ ． ２ 所 用原 料 分 别 是 Ａｏ ｏ铝 锭 ， Ｍｇ － １镁 锭 ． Ｓ ｉ 一 １ 结 晶硅 ， ｘｔ — Ｌ ａ 一 蚰 富 饲混 合 稀 土 ， 中间合 盒 Ａｌ 一 ３ Ｏ Ｔｉ 一 ３ Ｂ， Ａ１ １ ０ ＭＬ（ 铝一 富饲 混 合稀 土 ） ２ ． ３ 低 压 铸 造机 垂 直 主 缸锁 模 力 １ ３ ｔ ， 开型力 ｌ ５
与 Ａ０ ０铝预 制 成 Ａｌ — ｌ ｏ ＭＬ 中问合 金 ， ＭＬ加入 量 变 质 剂 能够 大 大 减 少 台 金台 氢量 ， 减 步针孔 倾 向有 ０ ． ３ “， 得 到较 好 变 质效 果 。图 ３为台 金变 质 前和 变 关 。 因为稀土元 素是 稳定 氢化 物形 成元 素 ， 合金 液 中 质后 ５ ｈ取 样 的铸 态组 织 。从 图 ３对 比可知 ， ＭＬ变 质 不仅 能细化 共 晶硅 ， 变 质效 果 能保持 ７ ｈ以上 。此
衰 ２ 各 田轮 毂台 金化学 成 分
Ａｃ ４ Ｃ Ｈ
Ｊ Ｉ Ｓ—
Ｈ ５２ ０ ２ — ８２
６ ． ５ ～７ ． ５ ｏ ． ２ ～０ ． ４ ０ ＜０ ． ２ ０＜ ０ ． ２ ０＜ Ｏ ． １ ０＜ ０ ． １＜０ ． ０ ５ ≤０ ． ２ ０ ＜ｏ ． ０ ５＜ ｏ ． ０ ５＜ Ｏ ． ０ ５余 量
６ ． ５～ ７ ． ５ ０ ． ２５ ～０ ． ４５ ＜ ０． ２ ０＜ ０ ． １＜ ０ ． １ ０ ＜０ ．１
余 量
ＧＢ１ １ ７ ３ — ８ ６
本 舍 金 采 用 富镧 混 合 稀 土 变 质 ｔ 先 用 ｘｔ — Ｌ ａ 一 ４ Ｏ
仅 与共 晶硅细化 ， 初生 相
细化有 关 ， 而 且与 ＭＬ
测定 ， 我们 生 产 的 １ ． ６ ×１ ８摩 托 车前 后 轮 均 符合 暂 行 条例 要求 ， 其 试验 项 目及 内容 如表 Ｉ 。
表 ４ 摩 托 车铝 台金 轮毂 试验 结 果
Biblioteka Baidu
上 海 工业 大学 与 无 锝永 红 车 圈 厂经 过 壹年 攻 关
造 铝 合金 轮毂 ， 并 在结 构 上设 计 带有 缓 冲装置 ， 如 图
Ａ３ ５ ６ ． ０
６ ５ ～７ ． ５ ０ ２ ５ ～０ ． ４ ５＜０ ． ２ ０＜ ０ ． ２ ０＜ ０ ． １ ０ ＜０ １＜０ ． ０ ６
≤０ ． ２ ０ ＜０ ． ０ ５＜ ０ － ０ ５
余量
Ｕ ・Ｓ ・Ａ Ｂ１ ０ ８ ＺＡ１ Ｓｉ ￣ Ｍｇ Ａ
ＣＮ —
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衰 １ 金■ 型 涂料 成分
合金牌号 Ｚ Ａ １ Ｓ ｉ Ｔ Ｍｇ Ａ。首 先 在 ３ ０ ０ ｋ ｇ级 工 频 感 应 电炉 炉 中 自制 低 铁 硅铝 明 Ｚ ＡＩ Ｓ ｉ Ｄ－ －Ｏ， 严 格 控 制 台铁 量低 于 ０ ． ２ ， 再 配制 Ｚ ＡＩ Ｓ ｉ ７ Ｍｇ Ａ， 精炼 温度
７ ２ ０ ￣ Ｃ， 精 炼剂 六 赫 乙烷 ０ ． ６ ， 变质温度 ７ ３ ０～
７ ４ ０ ＂ Ｃ， 变质 剂是 铝 一 富镧 混合 稀 土 （ ＡＩ — Ｌ ａ ｌ ０ ） 加入 量 为台 金 液 的 ０ ． ３ ＭＬ， 低 压 浇 注温 度 ７ ３ ０～
７ ５ ０ ℃， 加压 规范 见 图 ２ 。
压 铸造 铝 合 金 轮毂 ， 排 气是 否 通畅 是 获 得 健全 优 质
３ 研 究 和 试 验 结 果
３ ． １ 铸 造工艺 蕊樱 具 设计 ．
以 ＷＭ１ ． ６ ×１ ８型 摩托 车轮 毂 为倒 ， 标 准 见 参 考 文献 ［ ４ ］ ， 如 图 １所 示 铸件 外 径 似 ８ Ｏ Ｉ Ｘ １ １ ３ ｌ ， 高 ６ ｏ
金 属型 材料 为 耐 热 铸 铁 ＲＴ Ｃ ｒ ， 型 腔 表 面粗 糙 度 不低 于 Ｒ ａ ３ ． ２ 。
３ ’ ２ 浇 注工 艺
低 压铸 造机 升液 管上 部 有 一 个 加 热 套 ， 功 率为 ３ ｋ ｗ， 保证 升液管 顶 部可加 热到 ４ ５ ０℃ ， 金属 模 预热 后喷 涂料 ， 涂料 成分 见表 １ 。涂 料 干燥 后 ． 金 属 模表 面 温度 控制 在 ３ ５ ０ 士２ ０℃时 合型浇 注 。
盒长 效变 质效果 ， 而且 可 以细化 初 生相 Ａ１ ， 减 少针 孔， 使 其 延伸 率 明显提 高 。 参 考 文 献
１ ７ ． ｊ ｌ － 匕７ ．１ ９ ９ ｌ ｔ １ ５ ～２ ８
２ Ｉ Ｓ Ｏ ８６ ４ ４— １９ ８８ ． Ｍｏ ｔ ｏ ｒ ｃ ｙ ｃ ｌ ｅ ｓ Ｌｉ ｇｈ ｔ Ａｌ ｌ ｏ ｙ Ｗｈ ｅ ｅ ｌ Ｔｅ ｓ ｔ
上 海工 业 大学 和无 锡永 红 车 圈厂 合作 攻关 研 究
低 压 帱 造铝 合 金轮 毂技 术 ， 在 模 具结 构 ， 浇 注系 统和 加 压规 范工 作 了有 益的 探讨 。在合金 长 效变 质 技术
上 成 功地 采 用 富饲 混 合 稀 土 变质 ， 不 仅 使共 晶硅 长 时 间保持 细化 ， 而 且能 细化 初 生相 ， 使 合金 韧性 明显
土元 素还可 能 保证 多次 熔炼 而 不 出现 台 铁 量增 加 的
效果 。有关 稀 土元 素对 铝台 金改 性 的机 理还 待进 一
步深入 研 究 。
和 塑性 上均 有提 高 ， 但塑 性提 高 较为 显著 。 其原 因 不
衰３ ｚ Ａ 】 ｓ ｊ ７ Ｍ譬 ＾金■ 模典型 性 帷
３ ． ４ 轻 合金轮 毂的 检验 根据 我 国摩 托 车轻 合金 轮 毂质 量控 制暂 行条例 （ 草 案） 和参考［ ２ ］ 、 ［ ３ ］ 国外 标准 ， 低 压铸 造铝 合金性 能要 求 ａ ￣ ＞２ ０ ０ＭＰ ａ ， 以＞ ７ ， Ｈ Ｂ＞８ ０ 。 此外 还必 须
经 受径 向冲击 ， 旋 转 弯曲疲 劳 ， 径 向载 荷疲 劳和扭 转 疲 劳 四项试 验 经 中 国痒托 车质 量南 昌监 督检验 所
外 还 能细 化 初 生相 ＡＩ 。 从 表 ３可 知其 机械性 能 ， 无 论是铸态， 还是 Ｌ 状态 ， 舍 金 经 ＭＬ变 质 后 在强 度
固溶 的 氢原 子 很 容 易 与 稀土 元 素形 成 稳 定 氢 化 物 ， 而 Ｒ 是 以 Ｈ 形 式 析 出而 造 成针 孔 。据 ［ ５ ］ 舟绍， 稀
根 据坩 埚液 面 至升 液管最 高 处高 度调 节升 液最
高 压力 ， 一般控 翻 升液 时 间在 ７ ～８ ｓ ， 升液速 度控 制
在 ０ ． ０ ０ １ ￣０ ． ０ ０ ２ ＭＰ ａ ／ ｓ ， 过 快 的升液 速度 不宜于 型 腔 内气 体排 出 。充型 速度 应按 ， 充型 时 闻在 ２ ｓ内完 成， 充 型 压力 ０ ． ０ ６ ＭＰ ａ ， 然 后快 速 增 压 在 １ ｓ内完 成， 保 压结 晶 压力 ０ ． １ ５ ＭＰ ａ ， 保 压结 晶时 间 不超 过
Ｍｅ ｔ ｈｏ ｄ
８ Ｊ Ｉ Ｓ Ｄ ４ １ ０ ８ —１ ９ ８ ９ ． 自动 车 用 于 叉 夕 击 一 ４ Ｊ Ｉ Ｓ Ｄ ４ ２ １ ８ —１ ５ ． 二 轮 自动 车 用 ｌ Ｊ厶
囤 ４ 低 压锌 适铝 台空摩 托 车轮毂 （ 后轮 ）
规 播 ＷＭ １ ． ６ Ｘ１ ８
８ 张绍 、 张 聃飞等 ． 特 种辟遗 亚有色 台金． １ ９ ９ ２ （ ８ ） ２ １ ～
２ ４
ｍｍ， 轮 辋 平均 壁 厚 １ ０ ｍｍ， 前 轮 毛胚 重 ５ ． ５ ｋ ｇ ， 后 轮 毛胚 重 ６ ． ５ ｋ ｇ 该 轮 田 比较 适 合低 压 帱 造 ． 从 轮 田 的轮 毂 部 弓 Ｉ 直说 道 ， 无需配 置横 浇道 和 内浇 口， 但在 轮田 设计 时
铸件 最关 键 问题 之 一 。轮 辋部 分 由于从 两条 轮 幅流 来 的两 股 金属 对 接 ， 常 由于 憋 气 ， 排气不畅， 对 接 不 好， 达 不到 保 压 结 晶效 果 ， 因而 产 生鳍 松 ， 鳍 裂 是 较 常见的 缺 陷 。
８０ ｓ。
３ ． ３ 铸造 台 金 参 照 日本 和 美 国 轻合 金 轮毂 标 准 ］ ， 日本 采 用 铸 造铝 台 金 Ａｃ ４ Ｃ Ｈ， 美 国多 采用 Ａ３ ５ ６ ． ０ ， 我 们选 用
圈 ２ 铝 奇 空 轮 数低 压 ＊ 追 加 压 规 范
Ｚ Ａ １ Ｓ ｉ Ｔ Ｍｇ Ａ 基 本成分 如 表 ２ 。
注， 上 数据均 为 三根 ￣ １ ２ 盒 属堪 试棒性 舱 平均值 。
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一 一
（ ａ ）束 变 质 ４ ０ ０ Ｘ
（ ｂ ）ＭＬ０ ． ８ 变盾 后 ５ ｈ取 样
４ ０ ０×
圈 ３ Ｚ Ａ［ Ｓ ｉ ７ Ｍｇ Ａ 仝 属 型 特 态组 织 注 ：ＭＬ 杠 示 富 钾 混 台 辅 土
２ ．刹 车 翻 （ 壕 特 件
３ ． 顼 出杆
５ ．左 右 摸 哥 台 斜 饱
６ 左 右 捶
７ ．下棰
８ ．轮 幅
９ 轮授
ｌ ０ ． 直浇 口
１ １ ．升 液 蕾
直 浇 口最 小直径 处 ￣ Ｓ ０ｍｍ， 轮 幅结 构各异 ， 有三条 、 五条、 六条 筋数 种 铸型 为全 金 属型 ， 由上 下和 左右 四大 块 活动 金属型 组 成 。构成 轮 辋 的左右 金属 模可 用斜销导向， 在 随上 横 开 启 时 ， 先 向上 运 动 ３ ０ ～５ Ｏ
ｔ ， 电阻保温炉 ３ ０ ｋ Ｗ， 坩埚 最大容量 ３ ０ ０ ｋ ｇ铝 水 ，
液面加压控制系统 ． 系 上 海 机 制 工艺 所 设计 Ｌ Ｐ Ｎ— Ａ２型控 髑台 ， 最高 结 晶压力 小 于 ２ ０ Ｘ １ ０ ＇ Ｐ ａ 。
ｒ ｍｎ， 再左 右开 模 ， 在轮 辋 最高 面 ， 一 圈有 ６个顶 出扦 和１ ２个排 气塞 ， 以保证 合 金液 充 型时 排气顺 畅 。低